ES2377251T3 - Sistema de freno hidráulico - Google Patents

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ES2377251T3 ES08849864T ES08849864T ES2377251T3 ES 2377251 T3 ES2377251 T3 ES 2377251T3 ES 08849864 T ES08849864 T ES 08849864T ES 08849864 T ES08849864 T ES 08849864T ES 2377251 T3 ES2377251 T3 ES 2377251T3
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Clark Equipment Co
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Abstract

Un sistema de freno hidraulico (300), que comprende: una valvula (312) de control de flujo prioritario para suministrar una presión operativa, teniendo dicha valvula (312) de control de flujo prioritario una primera orientación en la que la presión de funcionamiento es provista en el puerto (318) de flujo controlado, y una segunda orientación en la que la presión operativa es proporcionada en el puerto (318) de flujo controlado, y un puerto (319) de flujo en exceso;na unidad (314) de control de la dirección, teniendo dicha unidad de control de la dirección un puerto de entrada (313) para recibir una presión operativa, y un puerto de salida (322) para comunicar una senal de detección del control de la dirección; una unidad (315) de control del freno, teniendo dicha unidad de control del freno un puerto (330) de entrada para recibir una presión operativa, y un puerto de salida (338) para comunicar una senal de detección de carga del control de frenado, en el que el puerto de entrada (330) de la unidad (315) de control del freno y el puerto de entrada (313) de la unidad (314) del control de salida estan conectadas al puerto (318) de flujo controlado.

Description

Sistema de freno hidraulico.
ANTECEDENTES
El presente invento se refiere a un sistema de freno hidraulico para un vehiculo para la construcci6n. Una realizaci6n particular corresponde a la configuraci6n de un sistema que tiene un suministro de circuito de freno a alta presi6n.
Actualmente existe una variedad de esquemas diferentes para impulsar el freno de servicio de un vehiculo para la construcci6n. Por ejemplo, es normal para ciertos vehiculos tales como los manipuladores telesc6picos de material que usen presi6n de carga, cilindros de freno o valvulas de control de flujo para suministro al freno de servicio. Los sistemas que utilizan un diseno de cilindro de freno normalmente tienen una limitaci6n de volumen. Esto puede tener implicaciones negativas. Por ejemplo, el pedal del freno puede tener que ser "bombeado" con el fin de generar una presi6n maxima en el freno de servicio. Los sistemas que utilizan un esquema de control de flujo prioritario son a menudo relativamente complicados debido a la valvula de retenci6n adicional y a las tuberias adicionales. Los sistemas que utilizan presi6n de carga para suministrar al freno de servicio estan tipicamente limitados a la presi6n en el sistema de carga. Si la presi6n de carga es baja, la capacidad de frenado de la maquina sera limitada.
El documento US 2002/0180258 A1 expone un sistema de frenado y de direcci6n asistido hidraulicamente de un vehiculo que tiene una bomba hidraulica que comunica con un dispositivo hidraulico de asistencia a la direcci6n y que incluye un dispositivo hidraulico de asistencia al freno acoplado en serie entre la bomba y el dispositivo de asistencia a la direcci6n. Un separador de flujo actua para reducir la interdependencia de los dispositivos del freno hidraulico y de asistencia a la direcci6n sobre el flujo del fluido de la bomba.
El invento esta definido por las caracteristicas de las reivindicaciones. En una realizaci6n el presente invento proporciona un sistema de freno hidraulico mejorado que incluye una valvula de retenci6n de flujo prioritario para suministrar la presi6n de funcionamiento. La valvula de retenci6n de flujo prioritario tiene una primera orientaci6n en la que la presi6n operativa es proporcionada en un puerto de flujo controlado, y una segunda orientaci6n en la que la presi6n operativa es suministrada en el puerto de flujo controlado y en un puerto de flujo en exceso. Una unidad de control de la direcci6n tiene un puerto de entrada para recibir la presi6n operativa y un puerto de salida para comunicar una senal de detecci6n de carga de control de la direcci6n. Una unidad de control de freno tiene un puerto de entrada para recibir la presi6n operativa y un puerto de salida para comunicar una senal de detecci6n de carga del control de la frenada. El puerto de entrada de la unidad de control del freno y el puerto de entrada de la unidad de control de la direcci6n estan conectados con el puerto de flujo controlado.
Otros aspectos del invento seran evidentes al considerar la descripci6n detallada y los dibujos que se acompanan.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 es una vista en perspectiva de un vehiculo de construcci6n para uso con una realizaci6n del invento.
La Figura 2 ilustra de manera esquematica un sistema de freno hidraulico de acuerdo con una realizaci6n del presente invento.
La Figura 3 ilustra de manera esquematica un sistema de freno hidraulico de acuerdo con otra realizaci6n del presente invento.
DESCRIPCION DETALLADA
Antes de explicar con detalle cualesquiera realizaciones del presente invento, se sobreentiende que el invento no esta limitado en su aplicaci6n a los detalles de construcci6n y a la disposici6n de los componentes expuesta en la siguiente descripci6n o ilustrados en los dibujos que siguen. El invento puede tener otras realizaciones y ser puesto en practica o ser realizado de diversas formas. Tambien, se ha de entender que la fraseologia y terminologia aqui usada tiene el fin de describir y no deberia ser considerada como limitativa. El uso de "que incluye", "que comprende", o "que tiene" y variaciones de ellas es considerado aqui como que abarca los elementos listados despues y equivalentes de ellos, asi como elementos adicionales. A menos que se especifique o se limite de otro modo, los terminos "montado", "conectado", "soportado", y "acoplado" y variaciones de ellos se usan ampliamente y abarcan montajes, conexiones, soportes y acoplamientos directos e indirectos. Ademas, "conectado" y "acoplado" no estan limitados a conexiones y acoplamientos fisicos o mecanicos.
La Figura 1 ilustra un vehiculo de construcci6n 10 para uso con realizaciones del invento. El vehiculo de construcci6n 10 es un manipulador telesc6pico de material. No obstante, en otras realizaciones el vehiculo de construcci6n 10 puede ser una cargadora mecanica u otro tipo de maquina de trabajo. El vehiculo de construcci6n 10 incluye un bastidor 12 soportado para movimiento sobre el terreno por un par de ruedas frontales 14 y un par de ruedas traseras 16. Un brazo de trabajo 18 esta montado de forma pivotable en el bastidor 12 y puede incluir un dispositivo 18 fijado en un extremo distal de el. Un compartimento 20 del operador esta colocado sobre el bastidor e incluye un control 22 del operador para controlar las funciones de direcci6n (es decir, un angulo de direcci6n de las
ruedas frontales 14). En la realizaci6n ilustrada el control 22 del operador es un volante de direcci6n. En otras realizaciones el control 22 del operador puede ser una palanca de mando. Una maquina motriz (no mostrada) esta colocada sobre el bastidor 12 para guiar el movimiento de las ruedas 14, 16 y para impulsar el brazo de trabajo 18 y otros sistemas. La maquina motriz puede ser un motor de combusti6n interna, un motor hidraulico u otro tipo de suministro de potencia adecuado.
La Figura 2 ilustra de manera esquematica un sistema de freno hidraulico 100 para uso en el vehiculo de construcci6n 10 de acuerdo con una realizaci6n del invento. El sistema de freno 100 es operable para el giro lento de las ruedas delanteras 14, las cuales estan conectadas por un eje frontal 26. Una pluralidad de discos de freno izquierdos 28 y una pluralidad de frenos de disco derechos 30 estan acoplados a los rotores (no mostrados) de las ruedas izquierda y derecha frontales 14, respectivamente. La compresi6n de los discos de freno 28, 30 es contra el giro de los rotores de las ruedas 14.
Un par primero o interior de pistones 102 y un par segundo o exterior de pistones 104 estan dispuestos para accionar los discos de freno 28, 30. Los pistones interiores 102 estan conectados a un control de freno de aparcamiento 106. Los discos del freno son normalmente comprimidos con muelles (frenos aplicados con muelle) cuando se libera el freno de aparcamiento. Accionando el control del freno de aparcamiento se mueve el par interior de pistones 102 por la acci6n de una presi6n hidraulica para liberar los discos del freno. El control del freno de aparcamiento es liberado cuando el vehiculo esta funcionando, de forma que los frenos de disco son liberados. Los pistones exteriores 104 son movidos hacia afuera por la presi6n hidraulica para comprimir los frenos de disco independientemente de los pistones 102, cuando se acciona un freno de servicio. Cuando los pistones exteriores 104 se mueven hacia fuera los correspondientes discos de freno 28, 30 son comprimidos contra los rotores, haciendo lento el giro de las ruedas 14.
El sistema de freno 100 incluye una bomba hidraulica 110 conectada a un dep6sito de fluido (no mostrado). Una salida 111 de la bomba 110 proporciona un flujo a presi6n hacia una valvula 112 de control de flujo prioritario. Dicha valvula 112 de control de flujo prioritario suministra una presi6n procedente de la bomba 110 a una unidad 114 de control de la direcci6n y a una unidad 116 de freno de servicio. La valvula 112 de control de flujo prioritario tiene un puerto de entrada 117 de detecci6n de carga para recibir una senal de detecci6n de carga. La senal de detecci6n de carga determina el flujo de fluido a traves de la valvula 112 de control de flujo prioritario. En una primera orientaci6n determinada por la senal de detecci6n de carga la valvula 112 de control de flujo prioritario suministra una presi6n procedente de la bomba 110 a un puerto 118 de flujo controlado. En una segunda orientaci6n determinada por la senal de detecci6n de carga, la valvula 112 de control de flujo prioritario suministra una presi6n procedente de la bomba 110 a un puerto 119 de flujo en exceso ademas de al puerto 118 de flujo controlado.
El flujo procedente del puerto 118 de flujo controlado pasa a traves de una conexi6n 132 en T para dirigirse hacia un puerto 130 de entrada de valvula del freno de servicio asi como a un puerto 120 de entrada a la unidad de control de la direcci6n. El puerto 119 de flujo en exceso puede ser conectado a unos sistemas secundarios o auxiliares en los que la necesidad de presi6n de fluido es una prioridad inferior que la de direcci6n y frenado. La Figura 2 muestra la valvula 112 de control de flujo prioritario en la primera orientaci6n, es decir suministrando presi6n solamente al puerto 118 de flujo controlado.
El puerto de flujo controlado 118 en la unidad 112 de control de flujo prioritario suministra presi6n a un puerto de entrada 120 de la unidad 114 de control de la direcci6n. Cuando dicha unidad 114 de control de la direcci6n es accionada (por ejemplo girando la entrada 22 del operador), la unidad 114 de control de la direcci6n dirige la presi6n operativa a los cilindros de control de la direcci6n, controlando de este modo el angulo de la direcci6n de las ruedas frontales 14. Ademas, la unidad 114 de control de la direcci6n genera una senal de detecci6n de carga de la direcci6n en un puerto de salida 122. El puerto 122 de detecci6n de carga de la direcci6n esta conectado al puerto 117 de detecci6n de carga de la direcci6n a traves de una conexi6n 124 en T.
El puerto 118 de flujo controlado en la unidad 112 de control de flujo prioritario suministra presi6n a un puerto de entrada 130 de la valvula 128 del freno de servicio. La unidad 116 del freno de servicio incluye una entrada 126 de frenado del operador conectada a una valvula 128 del freno de servicio. En la realizaci6n ilustrada la entrada 126 de frenado del operador es un pedal. Cuando se acciona la unidad 116 del freno de servicio (por ejemplo, apretando en la entrada 126 de frenado del operador), la valvula 128 del freno de servicio dirige la presi6n operativa hacia una salida 134 de la valvula del freno. Una conexi6n 136 en T conecta la salida 134 de salida de la valvula del freno al par de pistones exteriores 104. La presi6n hidraulica suministrada a los pistones exteriores 104 por la unidad 116 del freno de servicio mueve los pistones exteriores 104 hacia fuera hacia los discos de freno 28, 30 comprimiendo dichos discos de freno 28, 30.
Cuando se acciona la unidad 116 del freno de servicio, una parte de la salida 134 de la valvula del freno es dirigida hacia un puerto 138 de detecci6n de carga del freno a traves de la conexi6n 136. La senal de detecci6n de carga del freno en el puerto 138 de detecci6n de carga del freno esta conectada con la senal de detecci6n de carga de la direcci6n desde el puerto 122 de detecci6n de carga de la direcci6n en la conexi6n 124. Por lo tanto, la senal de detecci6n de carga del freno y la senal de detecci6n de carga de la direcci6n, solas o en combinaci6n, proporcionan una senal de detecci6n de carga a la valvula 112 de control de flujo prioritario cuando sus respectivos sistemas son accionados. De este modo, cuando se acciona la unidad 116 de la unidad del freno de servicio o la unidad 114 de
control de la direcci6n, la valvula 112 de control de flujo prioritario se dirige hacia la primera orientaci6n, proporcionando de este modo un flujo prioritario hacia estos sistemas.
Una valvula de retenci6n 140 entre el puerto 138 de detecci6n de carga del freno y la conexi6n 124 impide que la presi6n de detecci6n de carga procedente de la unidad de control 114 se vacie por el puerto del tanque de la valvula 124 del freno de servicio cuando la entrada 126 de frenado del operador no esta siendo accionada.
El sistema de freno 100 proporciona alta presi6n al puerto 130 de entrada al freno de servicio usando el control de flujo prioritario de la unidad 114 de control de la direcci6n. Esto se consigue conectando el puerto 130 de entrada del freno de servicio al puerto 118 de flujo controlado, que tambien esta conectado al puerto 120 de entrada al control de la direcci6n.
La Figura 3 ilustra un sistema de freno 300 de acuerdo con otra realizaci6n de la exposici6n. El sistema de freno 300 utiliza la presi6n desarrollada por una bomba, que se usa para dirigir el vehiculo, como es en la realizaci6n de la Figura 2. Tambien incluye un acumulador para almacenar energia para el sistema del freno de servicio, que esta disponible para su uso en caso de una reducci6n en la presi6n de la bomba.
En la Figura 3 la bomba hidraulica de engranajes 310 esta incorporada en una unidad con un conjunto 312 de valvula de retenci6n de flujo prioritario. La bomba de engranajes 310 tiene una tuberia de entrada conectada a un dep6sito o tanque 311 y proporciona un flujo a presi6n a la valvula 312 de control de flujo prioritario de la direcci6n. La valvula 312 de control de flujo prioritario cuando se encuentra en la posici6n mostrada esquematicamente en la Figura 3 proporciona una presi6n desde la bomba 310 al puerto 318 de flujo controlado y despues a un puerto 313 de una unidad 314 de control de la direcci6n, que se usa para el control de la direcci6n del vehiculo. En un segundo estado de la valvula 312 de control de flujo prioritario se proporciona el flujo a un puerto 319 de flujo en exceso como se ha explicado en relaci6n con la Figura 2.
El fluido a presi6n procedente del puerto 318 tambien es suministrado a una valvula 315 de carga del acumulador a traves de una conexi6n 323 en T, y despues a un accionador 316 del freno de servicio. La valvula 312 de control de flujo prioritario tiene un puerto 317 de detecci6n de carga que detecta la carga o presi6n en un puerto 322 de detecci6n de carga, que se desarrolla accionando la entrada 22 del operador de control de la direcci6n. El circuito de carga del acumulador tiene tambien un puerto 338 de detecci6n de carga que tambien esta conectado por una tuberia al puerto 317 de detecci6n de carga de la valvula 312 a traves de una valvula de retenci6n 340, y de una conexi6n 324 en T que tambien esta conectada al puerto 322. La senal de presi6n en el puerto 317 controla la cantidad de flujo de salida en el puerto 318. El flujo del puerto 318 del flujo controlado es proporcionado a un puerto 313 de entrada de la unidad de control de la direcci6n, y a un puerto 330 de entrada de la valvula 315 de carga del acumulador a traves de la conexi6n 323 en T.
Cuando la bomba de engranajes 310 es activada, el acumulador 348 comenzara a cargar (aumenta la presi6n en el acumulador) por el fluido a la presi6n del puerto 318, a traves de la conexi6n 323 en T, del puerto 330 y del primer rotor 331 de la valvula 315 de carga del acumulador, y tambien a traves de la valvula de retenci6n 332 hacia el acumulador 348. La presi6n de la bomba en el puerto 330 esta tambien en comunicaci6n con el puerto 317 de detecci6n de carga de la valvula 312 de flujo de control prioritario de la direcci6n a traves del puerto 338 de detecci6n de carga y de una tuberia de detecci6n de carga. La presi6n en el puerto 338 es proporcionada desde el puerto 330 a traves de los rotores de las valvulas 331 y 333 de la valvula 315 de la carga del acumulador. La valvula 312 prioritaria de la direcci6n continua proporcionando fluido a presi6n de la bomba 310 a traves del puerto 318 hacia el acumulador 348 hasta que el acumulador alcanza su punto de presi6n maxima, que viene determinado por el ajuste de la valvula 333. Dicha valvula 333 actua como una valvula de descarga, y cuando la presi6n en el acumulador alcanza este valor fijado, la valvula 333 se desplazara conectando el puerto 338 de detecci6n de carga con el tanque como se ha mostrado, de forma que desaparezca la senal de presi6n del detector de la carga en el puerto 338. El desplazamiento de la valvula 333 detiene la carga del acumulador puesto que el puerto 317 de detecci6n de carga no esta en comunicaci6n con una senal de presi6n.
La valvula de retenci6n 332 impide que la presi6n del acumulador 348 fluya hacia atras a traves de la valvula 331 del rotor y el puerto 330. La presi6n en el acumulador 348 esta por tanto disponible en la tuberia 335 conectada con el puerto de entrada 327 de la valvula 328 del freno de servicio de la unidad 316 del freno de servicio. Si la valvula 328 del freno es accionada al mover el pedal 326 de entrada del operador, la presi6n del acumulador en la tuberia 335 es proporcionada al puerto 334 de salida de la valvula 328 del freno de servicio y a los pistones 304 para comprimir los discos de freno 28, 30, y se aplican los frenos de servicio. Cuando disminuye la presi6n en el acumulador la valvula 333 se desplaza a su posici6n de linea continua mostrada en la Figura 3, y el puerto 338 de detecci6n de carga enviara una senal de presi6n al puerto 317 de detecci6n de carga de la valvula de retenci6n de flujo prioritario de la direcci6n, y nuevamente se proporcionara un fluido a presi6n a traves del puerto 318 a la valvula 315 de carga del acumulador para recargar el acumulador 348 y/o para ser proporcionada a lo largo de la tuberia 335 para operar directamente los frenos.
Se deberia tener en cuenta que los frenos de disco son muelles comprimidos para un freno de aparcamiento, y son liberados de la presi6n por un control independiente cuando se opera el vehiculo 10.
Tambien se ha observado que la valvula de retenci6n 340 entre el puerto 338 y la conexi6n 324 en T impide que la senal de detecci6n de carga procedente de la unidad 314 de control de la direcci6n, que es proporcionada al puerto 317 de detecci6n de carga cuando el vehiculo es guiado, se descargue en la valvula de carga del acumulador y en la valvula en su posici6n desplazada (descarga) y despues hacia el tanque.
5 El uso del acumulador 348 en el sistema del freno de servicio asegura que la presi6n este disponible para frenar el vehiculo si la presi6n procedente de la bomba 310 se pierde debido a que el acumulador cargado 348 no se descarga hasta que sea usado por la unidad del freno de servicio 316. La valvula de retenci6n 332 impide el flujo hacia atras desde el acumulador. El fluido a presi6n permanecera en la tuberia 335 y utilizable para los frenos.
Aunque el tema objeto ha sido descrito en un lenguaje especifico de las caracteristicas estructurales y/o de los actos
10 metodol6gicos, se sobreentiende que el tema objeto definido en las reivindicaciones anejas no esta necesariamente limitada a las caracteristicas especificas o actos descritos anteriormente. Mas bien, las caracteristicas especificas y actos descritos antes se han expuesto como ejemplos para la aplicaci6n de las reivindicaciones.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un sistema de freno hidraulico (300), que comprende:
    una valvula (312) de control de flujo prioritario para suministrar una presi6n operativa, teniendo dicha valvula (312) de control de flujo prioritario una primera orientaci6n en la que la presi6n de funcionamiento es provista en el puerto
    (318)
    de flujo controlado, y una segunda orientaci6n en la que la presi6n operativa es proporcionada en el puerto
    (318)
    de flujo controlado, y un puerto (319) de flujo en exceso;
    una unidad (314) de control de la direcci6n, teniendo dicha unidad de control de la direcci6n un puerto de entrada
    (313) para recibir una presi6n operativa, y un puerto de salida (322) para comunicar una senal de detecci6n del control de la direcci6n; y
    una unidad (315) de control del freno, teniendo dicha unidad de control del freno un puerto (330) de entrada para recibir una presi6n operativa, y un puerto de salida (338) para comunicar una senal de detecci6n de carga del control de frenado, en el que el puerto de entrada (330) de la unidad (315) de control del freno y el puerto de entrada (313) de la unidad (314) del control de salida estan conectadas al puerto (318) de flujo controlado.
  2. 2.
    El sistema (300) de freno hidraulico de la reivindicaci6n 1, en el que el puerto de entrada (330) de la unidad de control del freno y el puerto de entrada (313) de la unidad (314) de control de la direcci6n estan conectados entre si y con el puerto (318) de flujo controlado.
  3. 3.
    El sistema (300) de freno hidraulico de la reivindicaci6n 1, en el que la orientaci6n de la valvula (312) de control de flujo prioritario esta determinada por la senal de detecci6n de carga.
  4. 4.
    El sistema (300) de freno hidraulico de la reivindicaci6n 1, en el que la senal de detecci6n de carga incluye la senal de detecci6n de carga de control o la senal de detecci6n de carga del control de frenado o ambas.
  5. 5.
    El sistema (300) de freno hidraulico de la reivindicaci6n 4, en el que el puerto de salida (338) de control del freno y el puerto de salida (322) de control de la direcci6n estan conectados entre si y con el puerto (317) de la valvula (312) de control de flujo prioritario.
  6. 6.
    El sistema (300) de freno hidraulico de la reivindicaci6n 1, que ademas comprende un acumulador (348) conectado al puerto de entrada (338) de la unidad de control del freno, proporcionando el acumulador (268) una energia almacenada en el puerto de entrada (338) de la unidad de control del freno.
  7. 7.
    El sistema (300) de freno hidraulico de la reivindicaci6n 6, en el que el acumulador (348) incluye un puerto de detecci6n de carga que esta conectado a un puerto de detecci6n de carga de la valvula (312) de control de flujo prioritario.
  8. 8.
    El sistema (300) de freno hidraulico de la reivindicaci6n 7, en el que el puerto (338) de detecci6n de carga del acumulador (348) esta conectado al puerto de detecci6n de carga de la valvula (372) de control de flujo prioritario a traves de una valvula de retenci6n (340).
  9. 9.
    El sistema (300) de freno hidraulico de la reivindicaci6n 7, en el que el puerto (338) de detecci6n de carga del acumulador (348) esta tambien conectado a un puerto (322) de detecci6n de carga de la unidad (314) de control de la direcci6n.
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