ES2230907T3 - Dispositivo de freno de autocentrado. - Google Patents
Dispositivo de freno de autocentrado.Info
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Abstract
Un dispositivo de freno (1) para frenar un movimiento de un objeto por fricción mecánica, tal como el movimiento de carriles con relación a un tren o la rotación de un disco de freno o una rueda (14) de bicicleta, cuyo dispositivo de freno (1) incluye: - una parte básica (4) con un punto de aplicación (19) para la aplicación de una fuerza de frenado que puede ser ejercida a través de medios de funcionamiento; - una zapata o bloque (13) de freno dispuesta en la parte básica (4) para frenar el movimiento del objeto (14) por fricción, en el que la parte básica (4) es movible de tal manera que la zapata (13) de freno es movible con al menos una componente (S) substancialmente transversal con relación al movimiento del objeto (14); - medios (34) de resorte de restablecimiento para impulsar la zapata (13) de freno en el sentido de separarla del objeto (14) hasta una posición libre de descanso, de tal manera que en el caso de una fuerza de frenado menor que la fuerza del muelle se produce una separación entre el objeto (14) y el bloque (13) de freno, - una primera pieza de fricción (6) que se puede montar forma de fija y deslizable con relación a la parte básica.
Description
Dispositivo de freno de autocentrado.
El invento se refiere a un dispositivo de freno
para frenar el movimiento de un objeto por fricción mecánica, tal
como el movimiento de carriles con relación a un tren o la rotación
de un disco de freno o una rueda de bicicleta, cuyo dispositivo de
freno incluye:
- una parte básica con un punto de acoplamiento
para el acoplamiento de una fuerza de frenado que puede ser ejercida
a través de medios de funcionamiento;
- una zapata de freno dispuesta en la parte
básica para frenar por fricción el movimiento del objeto, en el que
la parte básica es movible de tal manera que la zapata de freno es
movible con al menos una componente sustancialmente transversal con
relación al movimiento del objeto;
- medios de resorte de restablecimiento para
impulsar la zapata de freno en el sentido de alejarse del objeto
hasta una posición libre de descanso de tal manera que en el caso de
una fuerza de frenado más pequeña que la fuerza del resorte, se
produce una separación entre el objeto y la zapata de freno.
Tal dispositivo de freno, que incluye un
ajustador de desgaste, se describe por ejemplo en el documento
EP-A-0039479.
Un inconveniente de los dispositivos actuales de
freno es que debido a la contaminación de los puntos de pivote del
dispositivo de freno la distancia desde la zapata de freno al
objeto a frenar no es constante. La acción de frenado es afectada
adversamente por eso. Cuando la distancia desde la zapata de freno
al objeto a frenar no es constante, el recorrido de la fuerza de
frenado no es constante, por tanto. Esto no es apreciable, por
ejemplo, en el pedal de freno o la palanca de freno.
Cuando se proporciona un tope contra el que se
sitúa la parte básica en la posición de descanso, todavía existe el
inconveniente de que la distancia entre la zapata de freno y el
objeto a frenar es incierta. Este es el resultado del desgaste de
la zapata de freno. Un problema adicional puede surgir en que
aunque la distancia entre la zapata de freno y el objeto a frenar es
determinada, hay un juego indeterminado, por ejemplo, en el cable
de freno.
Los inconvenientes indicados antes se evitan con
las características de la reivindicación 1, en la que:
- un primer y segundo tope, cuyos topes están
dispuestos a una distancia mutua fija, cuyo primer tope determina la
distancia máxima entre el objeto y la zapata de freno, y cuyo
segundo tope se ajusta a si mismo a la posición de contacto, es
decir la posición en la que la zapata de freno y el objeto hacen
contacto mutuo, cuando se ejerce una fuerza de frenado excediendo la
fuerza del resorte.
La holgura entre la zapata de freno y el objeto a
frenar se determina por los topes primero y segundo. Cuando se
desgaste la zapata de freno, la holgura se volverá más grande.
Esto se obvia de acuerdo al invento porque el segundo tope se
ajusta por si mismo a la posición de contacto, es decir, la posición
en la que la zapata de freno y el objeto hacen contacto mutuo,
cuando se ejerce una fuerza de frenado excediendo la fuerza del
resorte. El primer tope es ajustado también en este momento porque
los topes han sido dispuestos a una distancia mutua fija. Se
pueden proporcionar preferiblemente medios de ajuste para ajustar
la distancia fija entre los topes.
Una realización preferida del invento
incluye:
- una primera pieza de fricción dispuesta de
forma deslizante en la parte básica;
- una segunda pieza de fricción, que está
comprimida bajo una carga de resorte, contra la primera pieza de
fricción;
en el que ambos topes están conectados a la
segunda pieza de fricción.
El ajuste de los dos topes se efectúa de manera
simple por las dos piezas de fricción. Se puede obtener un ajuste
eficiente regulando la carga del resorte.
Las piezas de fricción tienen, preferiblemente,
forma de disco.
Incluso en otra realización acorde con el
invento, ambos topes están formados en las superficies de extremo de
una ranura dispuesta en la segunda pieza de fricción o la parte
básica y una espiga que se extiende en la ranura, se dispone en la
parte básica respectivamente en la segunda pieza de fricción y
coopera con estas superficies de extremo respectivas.
La ventaja de esto es que se obtiene una
realización efectiva, simple y compacta.
El invento se relaciona además con un freno de
bicicleta para frenar una rueda dispuesta de forma giratoria en una
horquilla, cuyo freno de bicicleta incluye dos dispositivos de
freno acordes con la reivindicación 4, dispuesto cada uno en un
brazo de la horquilla en cada lado de la rueda, en el que las
primeras piezas de fricción están dispuestas de forma fija en la
horquilla, en la que las zapatas de freno se aplican en la rueda de
bicicleta y en la que los medios de resorte de restablecimiento
están dispuestos entre las partes básicas.
La ventaja del freno de bicicleta indicada antes
es que las zapatas de freno están siempre dispuestos con una holgura
fija con relación a la llanta de la rueda. Por tanto, se obtiene
una acción de frenado previsible y fiable. Además de esto, la
fuerza de frenado es distribuida uniformemente por ambos lados de la
llanta, por lo que se obtiene un desgaste uniforme de la zapata de
freno. Esto mejora la seguridad, ya que la acción de frenado es
siempre fiable.
Otra ventaja del freno de bicicleta acorde con el
invento es que, particularmente en el caso de carreras de
bicicletas, una rueda puede ser reemplazada rápidamente sin que el
freno tenga que ser reajustado.
En incluso otra realización preferida del
invento, el punto de acoplamiento para aplicar una fuerza de frenado
incluye un dispositivo para eliminar el juego entre un cable bowden
y la parte básica, cuyo dispositivo incluye:
- un primer casquillo cilíndrico,
- un segundo casquillo cilíndrico situado de
forma deslizante en el primer casquillo cilíndrico, a cuyo segundo
casquillo está acoplado el alojamiento exterior del cable bowden, de
manera que sea resistente a la compresión y al esfuerzo de tracción
y a través del cual se desplaza el cable interior, en el que el
segundo casquillo incluye en el exterior un rebaje que junto con el
casquillo externo delimita un espacio con forma de cuña;
- al menos una bola situada en la ranura para
bloquear la acción de fijación del movimiento de deslizamiento del
segundo casquillo con relación al primer casquillo en una dirección
axial.
Cuando se pretende un freno en el que la holgura
entre la zapata de freno y el objeto a frenar es siempre constante,
es asimismo importante prevenir el juego en otras piezas del
sistema de freno. El desgaste sucede, por ejemplo, en el caso de
un cable bowden en el que sucederá juego en el cable. Tal cable
tendrá que ser, además de esto, reajustado cuando la zapata de
freno se desgaste. El invento proporciona, por tanto, el
dispositivo de ajuste indicado antes.
En incluso otra realización acorde con el
invento, el dispositivo para eliminar el juego incluye un tercer
casquillo cilíndrico colocado de forma deslizante entre el primer y
el segundo casquillo para el acoplamiento en la al menos una bola,
para interrumpir la acción de bloqueo como se desee.
El cable interno puede, por tanto, ser desplazado
de manera simple en ambas direcciones con relación al cable externo
del cable bowden, por lo que la distancia entre la zapata de freno
y el objeto a frenar puede ser aumentada, lo que puede desearse
cuando las zapatas de freno son reemplazadas o cuando el objeto a
frenar es reemplazado. Tan pronto como el dispositivo de freno es
accionado de nuevo, la holgura fijada entre la zapata de freno y el
objeto a frenar es establecido una vez más.
Estas y otras características del invento serán
esclarecidas adicionalmente haciendo referencia a los dibujos
adjuntos.
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de
un dispositivo de freno acorde con el invento.
La figura 2 muestra una vista en perspectiva con
piezas parcialmente separadas de una primera realización del
dispositivo de ajuste acorde con el invento.
La figura 3 muestra una vista en perspectiva con
piezas separadas de una segunda realización del dispositivo de
ajuste acorde con el invento.
La figura 1 muestra un freno de bicicleta que
incluye dispositivos de freno 1 acordes con el invento y un
dispositivo de ajuste 2 acorde con el invento. Los dispositivos de
freno 1 se montan en una horquilla 3 de una bicicleta. Cada
dispositivo de freno 1 incluye una parte básica 4 dispuesta de forma
giratoria en un eje 5. Este eje 5 está conectado de forma fija a
una horquilla 3. También dispuesto en el eje 5 hay un primer disco
de fricción 6. Un segundo disco de fricción 7 está dispuesto
además para el giro en el eje 5. Este segundo disco de fricción 7
está cargado por medio de un resorte 8 de copa. Este resorte 8 de
copa puede ser sometido a tensión por medio de un casquillo 9 y un
perno 10.
Dispuesta en el segundo disco 7 hay una ranura 11
en la que se extiende una espiga 12, cuya espiga 12 está fijada a la
parte básica 4.
En la parte básica 4 hay dispuesta además una
zapata 13 de freno que reposa a una distancia fija S de la llanta 14
de la rueda. La zapata de freno 13 está fijada por medio de un
perno 15, una arandela 16 y una tuerca 17.
La fuerza de frenado requerida para frenar es
transmitida por medio de un cable bowden 18 a los extremos 19 de las
partes básicas 4. Los dos extremos 19 de las partes básicas 4 son
impulsados por medio de un resorte 34 hasta una posición de
descanso. El resorte 34 está acomodado en el cilindro 33 y puede ser
comprimido por el pistón 36, que está conectado al vástago 35.
El juego en el cable bowden 18 es igualado por
medio del dispositivo de ajuste 2. Este dispositivo de ajuste 2 se
aclara adicionalmente más adelante haciendo referencia a la figura
2. Un anillo deslizante 31 y un resorte de espiral 22 están
dispuestos en el dispositivo de ajuste 2, cuyo resorte de espiral se
apoya en el dispositivo de ajuste 2 por medio del reborde 21. Este
resorte de espiral 22 evita que toda la fuerza de frenado sea
ejercida completamente en la llanta 14 de rueda inmediatamente
cuando se aplican las zapatas 13 de freno. En vez de un resorte de
espiral 22 se puede proporcionar otro elemento elástico, tal como
un elastómero. Debido al resorte 22, la acumulación de la fuerza de
frenado tiene lugar gradualmente, por lo que la fuerza de frenado
puede ser aplicada más fácilmente.
La figura 2 muestra una primera realización del
dispositivo de ajuste acorde con el invento. El dispositivo de
ajuste 2 incluye un casquillo cilíndrico 23 que está sujeto de
forma abisagrada al extremo 19 de una parte básica. Una segunda
pieza cilíndrica 24 está dispuesta de forma deslizante en este
casquillo cilíndrico 23 y el exterior del cable bowden 18 se apoya
en el extremo externo de esta pieza cilíndrica 24. El cable
interno 25 del cable bowden se mueve a través de esta parte
cilíndrica 24 y está fijada al otro extremo 19 de la parte básica
4. La pieza cilíndrica 24 incluye una ranura 26 en la que hay
dispuestas varias bolas 27. La ranura 26 incluye una superficie
vertical 28 y una superficie 29 que se inclina hacia arriba. Tan
pronto como se ejerce una fuerza de frenado, las bolas 27
ascenderán a lo largo de la superficie de inclinación 29 y serán
sujetadas entre el casquillo cilíndrico 23 y la pieza cilíndrica 24.
Cuando aparece juego entre el cable externo y el cable interno del
cable bowden 18, el resorte 20 desplazará la pieza cilíndrica 24 en
el casquillo cilíndrico 23, por lo que se elimina el juego. Tan
pronto como se ejerza de nuevo la fuerza de frenado, las bolas se
fijarán una vez de nuevo al casquillo cilíndrico 23 con relación a
la pieza cilíndrica 24, por lo que el dispositivo de freno
permanece sin juego.
La figura 3 muestra una segunda realización del
dispositivo de ajuste 2. Esta realización se corresponde
ampliamente con la realización mostrada en la figura 2. La
diferencia es que el llamado casquillo de restablecimiento 30 está
dispuesto entre el casquillo cilíndrico 23 y la pieza cilíndrica 24.
Con este casquillo de restablecimiento 30 la acción de fijación de
las bolas 27 puede ser interrumpida, por lo que, por ejemplo, los
extremos 19 de las piezas básicas 4 pueden separarse más para
reemplazar, por ejemplo, las zapatas 13 de freno o para permitir un
cambio más fácil de una rueda.
Claims (7)
1. Un dispositivo de freno (1) para frenar un
movimiento de un objeto por fricción mecánica, tal como el
movimiento de carriles con relación a un tren o la rotación de un
disco de freno o una rueda (14) de bicicleta, cuyo dispositivo de
freno (1) incluye:
- una parte básica (4) con un punto de aplicación
(19) para la aplicación de una fuerza de frenado que puede ser
ejercida a través de medios de funcionamiento;
- una zapata o bloque (13) de freno dispuesta en
la parte básica (4) para frenar el movimiento del objeto (14) por
fricción, en el que la parte básica (4) es movible de tal manera
que la zapata (13) de freno es movible con al menos una componente
(S) substancialmente transversal con relación al movimiento del
objeto (14);
- medios (34) de resorte de restablecimiento para
impulsar la zapata (13) de freno en el sentido de separarla del
objeto (14) hasta una posición libre de descanso, de tal manera que
en el caso de una fuerza de frenado menor que la fuerza del muelle
se produce una separación entre el objeto (14) y el bloque (13) de
freno,
- una primera pieza de fricción (6) que se puede
montar forma de fija y deslizable con relación a la parte básica
(4);
caracterizado por
- una segunda pieza de fricción (7) que está
comprimida bajo una carga (8) de resorte contra la primera pieza de
fricción (6);
- unos topes primero y segundo (11), cuyos topes
están dispuestos a una distancia mutua fija y están conectados a la
segunda pieza de fricción, en el que son inducidos desplazamientos
de la segunda pieza de fricción (7), con relación a la primera pieza
de fricción (6), por desplazamientos de la parte básica (4),
limitando los dos topes 11 el desplazamiento de la parte básica, en
el que el segundo tope se ajusta por si mismo hasta la posición de
contacto, es decir la posición en la que la zapata (13) de freno y
el objeto (14) hacen contacto mutuo, cuando se ejerce una fuerza de
frenado que supera la fuerza de reestablecimiento de los medios (34)
de resorte.
2. Un dispositivo de freno (1) según la
reivindicación 1, en el que las piezas de fricción (6, 7) tienen
forma de disco.
3. Un dispositivo de freno (1) según la
reivindicación 1, en el que ambos topes (11) están formados como la
superficie de extremo de una ranura (11) dispuesta en la segunda
pieza de fricción (7), y una espiga, que se extiende en la ranura,
está dispuesta en la parte básica (4) y coopera con estas
superficies de extremo respectivas.
4. Un dispositivo de freno (1) según la
reivindicación 1, en el que el punto de aplicación (19) para
aplicar una fuerza de frenado incluye un dispositivo (2) para
eliminar el juego entre un cable bowden (18) y la parte básica (4),
cuyo dispositivo (1) incluye:
- un primer casquillo cilíndrico (23),
- un segundo casquillo cilíndrico (24) situado de
forma deslizante en el primer casquillo cilíndrico (23), a cuyo
segundo casquillo (24) está acoplado el alojamiento externo (18) del
cable bowden, para ser resistente a la compresión y al esfuerzo de
tracción y a través del cual discurre el cable interno (25), en el
que el segundo casquillo (24) incluye, en el exterior, un rebaje que
junto con el casquillo externo (23) limita un espacio con forma de
cuña;
- al menos una bola (27) situada en la ranura
para bloquear por acción de cuña el movimiento deslizante del
segundo casquillo (24) con relación al primer casquillo (23) en una
dirección axial.
5. Un dispositivo de freno (1) según la
reivindicación 4, en el que el dispositivo (2) para eliminar el
juego incluye un tercer casquillo cilíndrico (30) situado de forma
deslizante entre el primer (23) y segundo (24) casquillos para
acoplamiento en la al menos una bola (27), para interrumpir la
acción de bloqueo según se requiera.
6. Un dispositivo de freno (1) según la
reivindicación 1, cuyo dispositivo de freno (1) incluye medios de
ajuste para ajustar la distancia fija entre los topes primero y
segundo (11).
7. Un freno de bicicleta para frenar una rueda
(14), dispuesto de forma giratoria en una horquilla (3), cuyo freno
(1) de bicicleta incluye dos dispositivos de freno (1) según la
reivindicación 3, dispuesto cada uno en un brazo de la horquilla
(3) en cada lado de la rueda (14), en el que las primeras piezas de
fricción (6) están dispuestas de forma fija en la horquilla (3), en
el que las zapatas (13) de freno se aplican en la rueda (14) de
bicicleta y en el que hay dispuestos unos medios (34) de
restablecimiento de resorte entre las partes básicas (4).
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