ES2578162T3

ES2578162T3 - Sistema de frenado o de acoplamiento y método para hacer funcionar ese sistema

Info

Publication number: ES2578162T3
Application number: ES15150756.3T
Authority: ES
Inventors: Jakob Bak Jäpelt; Lars Peter Eriksen; Poul Sejer NIELSEN
Original assignee: SB Patent Holding ApS
Current assignee: SB Patent Holding ApS
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2012-03-19
Publication date: 2016-07-21
Anticipated expiration: 2032-03-19
Also published as: CN103703266B; EP2500598A1; US20140013732A1; ES2533055T3; PL2686576T3; US9371845B2; ES2533055T8; DK2686576T3; WO2012126877A2; CN103703266A; EP2686576A2; EP2891815B1; EP2686576B8; EP2891815A1; WO2012126877A3; DK2891815T3; EP2686576B1

Abstract

Un sistema de frenado o de acoplamiento (1) que comprende un primer pistón (2) dispuesto de manera desplazable en un primer cilindro (3) de pistón que forma de ese modo una primera cámara (5) de pistón y un segundo pistón (8) dispuesto de manera desplazable en un segundo cilindro (9) de pistón que forma de ese modo una segunda cámara (10) de pistón, el primer pistón (2) está adaptado para ser desplazado entre una posición de frenado, en la que se aplica una fuerza de frenado entre un elemento de rozamiento (6) y un elemento rotatorio (7), y una posición de descanso, en la que el elemento de rozamiento (6) está espaciado del elemento rotatorio (7), el primer pistón (2) está predispuesto por resorte en el sentido de su posición de descanso por medio de por lo menos un elemento de resorte, y el segundo pistón (8) está adaptado para ajustar una distancia (X) proporcionada entre el elemento de rozamiento (6) y el elemento rotatorio (7) en la posición de descanso del primer pistón (2) por medio del ajuste de un volumen de fluido hidráulico atrapado en la segunda cámara (10) de pistón, en donde el por lo menos un elemento de resorte se dispone para actuar entre el primer y el segundo pistón (2, 8), y el primer y el segundo pistón (2, 8) se disponen de tal manera que una presión hidráulica en la primera y la segunda cámara (5, 10) de pistón, respectivamente, instará al primer y al segundo pistón (2, 8) en sentidos opuestos, predisponiendo de ese modo el al menos un elemento de resorte, en donde los pistones primero y segundo (2, 8) se conectan por medio de un vástago (11) de pistón, y en donde el primer pistón (2) se dispone en un primer extremo (12) del vástago (11) de pistón, y el segundo pistón (8) se dispone, en un segundo extremo (13) del vástago (11) de pistón, en donde la primera cámara (5') de pistón está en comunicación de fluidos con una primera línea de suministro (32') de fluido hidráulico, y entre la primera cámara (5') de pistón y la segunda cámara (10') de pistón se conecta un sistema de válvulas (24'), en donde el sistema de válvulas (24') se adapta para abrir una conexión de fluido entre la primera cámara (5') de pistón y la segunda cámara (10') de pistón, cuando se aplica fuerza de presión y se suministra fluido hidráulico a la primera cámara (5') de pistón por medio de la primera línea (32') de suministro hidráulico, y para cerrar la conexión de fluido entre la primera cámara (5') de pistón y la segunda cámara (10') de pistón, cuando se libera la fuerza de frenado, caracterizado por que el sistema de válvulas (24') se implementa en el vástago (11) de pistón o por que el sistema de válvulas (24') comprende una válvula de pilotaje.

Description

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DESCRIPCION

Sistema de frenado o de acoplamiento y metodo para hacer funcionar ese sistema Ambito tecnico

La presente invencion esta relacionada con un sistema de frenado o de acoplamiento que comprende un primer piston dispuesto de manera desplazable en un primer cilindro de piston que forma de ese modo una primera camara de piston y un segundo piston dispuesto de manera desplazable en un segundo cilindro de piston que forma de ese modo una segunda camara de piston, el primer piston esta adaptado para ser desplazado entre una posicion de frenado, en la que se aplica una fuerza de frenado entre un elemento de rozamiento y un elemento rotatorio, y una posicion de descanso, en la que el elemento de rozamiento esta espaciado del elemento rotatorio, el primer piston esta predispuesto por resorte en el sentido de su posicion de descanso por medio de por lo menos un elemento de resorte, y el segundo piston esta adaptado para ajustar una distancia proporcionada entre el elemento de rozamiento y el elemento rotatorio en la posicion de descanso del primer piston por medio del ajuste de un volumen de fluido hidraulico atrapado en la segunda camara de piston.

Antecedentes de la tecnica

El documento US 5.485.902 describe un conjunto de ajustador de piston de freno hidraulico adaptado para ajustar automaticamente la holgura entre el forro de freno y el disco de freno a medida que se desgasta el forro. Un primer piston es desplazable en un alojamiento, y un segundo piston es desplazable coaxialmente en el primer piston en una segunda camara de piston. Durante el frenado, el primer piston se desplaza hacia el disco de freno, por lo que un conjunto de resortes de disco se comprime completamente hasta que se llega a un tope. De ese modo, la tapa de piston del segundo piston comprime la pila de freno. Si la pila de freno se ha desgastado, el segundo piston se desplazara con respeto al primer piston hasta el tope de la tapa de piston, ya que al fluido hidraulico se le permite entrar a la segunda camara de piston a traves de una valvula de alivio. De ese modo, la posicion de la tapa de piston se ajusta segun el desgaste del forro de freno, y, cuando se libera el freno, la tapa de piston se retraera una cierta distancia por medio de los resortes de disco. Sin embargo, puede ser complicado retraer el segundo piston adentro del primer piston con el fin de obtener el espacio necesario para una sustitucion del forro de freno, ya que la valvula de alivio colocada centrada dentro del segundo piston tendra que ser abierta, y debe aplicarse una fuerza adecuada posiblemente de manera manual a la tapa de piston del segundo piston con el fin de retraer el segundo piston adentro del primer piston.

La patente europea EP 0 413 112 A1 describe un freno hidraulico con ajuste automatico de distension. La posicion de descanso de un piston principal de freno se ajusta por medio de un piston auxiliar. A medida que tiene lugar el desgaste se hace avanzar el piston auxiliar y es retenido en su posicion enteramente por medio de unos anillos de rozamiento. Por otra parte, con el aumento de desgaste de un forro de freno, crece el volumen de aceite hidraulico atrapado detras del piston auxiliar en la posicion de descanso del piston principal de freno con el unico objetivo de resistir impactos repentinos en el piston principal de freno. Sin embargo, el uso de anillos de rozamiento no puede proporcionar un suficiente ajuste preciso de la posicion de descanso de un piston principal de freno. Por otra parte, con el fin de sustituir el forro de freno puede ser complicado retraer el piston principal de freno, ya que el freno puede tener que ser desmontado completamente con el fin de liberar los anillos de rozamiento.

En el documento US3125187 se describe un freno hidraulico adicional que tiene las caractensticas del preambulo de la reivindicacion 1 adjunta.

Descripcion de la invencion

El objeto de la presente invencion es proporcionar un sistema de frenado o de acoplamiento adaptado para ajustar la holgura entre un elemento de rozamiento y un elemento rotatorio en una posicion de descanso, por lo que se facilita la sustitucion del forro de freno.

En vista de este objeto, el por lo menos un elemento de resorte se dispone para actuar entre el primer y el segundo piston, y el primer y el segundo piston se disponen de tal manera que una presion hidraulica en la primera y la segunda camara de piston, respectivamente, instara al primer y al segundo piston en sentidos opuestos, predisponiendo de ese modo el por lo menos un elemento de resorte.

De ese modo, como la posicion de descanso del primer piston puede ser definida por la posicion del segundo piston, un aumento del desgaste del elemento de rozamiento puede ser compensado por un menor volumen de fluido hidraulico atrapado en la segunda camara de piston. Por lo tanto, cuando el elemento de rozamiento se desgasta completamente, puede ser retrafdo facilmente una distancia adecuada del elemento rotatorio simplemente suministrando fluido hidraulico a la segunda camara de piston. De ese modo, el espacio necesario para la sustitucion del elemento de rozamiento puede obtenerse simplemente pulsando un boton.

En una realizacion, el area efectiva de piston del segundo piston es mas pequena que el area efectiva de piston del primer piston. De ese modo, puede suministrarse una presion hidraulica igual a la primera y la segunda camara de piston cuando se va a aplicar fuerza de frenado, ya que el primer piston excedera en peso al segundo piston de

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modo que la fuerza resultante desplazara el primer piston a su posicion de frenado. De ese modo se puede simplificar el sistema de frenado o de acoplamiento, ya que no sera necesaria una posible valvula de reduccion de presion para el suministro de fluido hidraulico a la segunda camara de piston.

En una realizacion, el movimiento relativo entre el primer piston y el segundo piston se limita por medio de una primera parada de extremo que define una primera distancia entre el primer y el segundo piston y una segunda parada de extremo que define una segunda distancia entre el primer y el segundo piston. De ese modo puede obtenerse un ajuste mas preciso de la distancia proporcionada entre el elemento de rozamiento y el elemento rotatorio en la posicion de descanso del primer piston, ya que el posible desplazamiento relativo entre el primer y el segundo piston esta bien definido.

En una realizacion estructuralmente ventajosa, el primer y el segundo cilindro de piston se forman ambos en un alojamiento estacionario del sistema de frenado o de acoplamiento. De ese modo puede simplificarse el diseno del sistema de frenado o de acoplamiento.

En una realizacion estructuralmente ventajosa, el primer y el segundo piston se conectan por medio de un vastago de piston, y el primer piston se dispone en un primer extremo del vastago de piston y el segundo piston se dispone en un segundo extremo del vastago de piston. De ese modo puede simplificarse el diseno del sistema de frenado o de acoplamiento. El elemento de rozamiento puede ser colocado mas o menos directamente en el primer piston, ya que el segundo piston puede ser colocado opuesto al elemento rotatorio en relacion al primer piston.

El primer piston y/o el segundo piston pueden ser dispuestos de manera desplazable en relacion al vastago de piston en una direccion axial del vastago de piston. En una realizacion, el segundo piston se fija al vastago de piston, y el primer piston se dispone de manera desplazable en relacion al vastago de piston.

En una realizacion, el por lo menos un elemento de resorte se dispone en un agujero interno del primer piston y actua entre el primer piston y el primer extremo del vastago de piston. Esto puede ser especialmente ventajoso en el caso de que el area efectiva de piston del segundo piston sea mas pequena que el area efectiva de piston del primer piston, ya que se puede proporcionar mas espacio dentro del primer piston.

Sin embargo, el por lo menos un elemento de resorte puede disponerse simplemente asf mismo entre el segundo piston y el segundo extremo del vastago de piston.

En una realizacion estructuralmente ventajosa, el por lo menos un elemento de resorte tiene la forma de una pila de resortes de disco, dispuesta alrededor del primer extremo del vastago de piston.

En una realizacion, la primera parada de extremo que define la primera distancia entre el primer y el segundo piston se forma por medio de una cara extrema del primer extremo del vastago de piston y una cara inferior del agujero interno del primer piston.

En una realizacion, la segunda parada de extremo que define la segunda distancia entre el primer y el segundo piston se forma por medio de una primera cara extrema de un casquillo dispuesto alrededor del primer extremo del vastago de piston y un apoyo del primer extremo del vastago de piston, y una segunda cara extrema de dicho casquillo topa con un elemento de parada dispuesto en el agujero interno del primer piston.

En una realizacion, la primera y la segunda camara de piston se conectan a un suministro de fluido hidraulico a traves de un sistema de valvulas adaptado para, durante la aplicacion de fuerza de frenado, suministrar fluido hidraulico a la primera camara de piston y permitir la fuga de fluido hidraulico desde la segunda camara de piston y para, durante la liberacion de la fuerza de frenado, permitir que el fluido hidraulico sea drenado desde la primera camara de piston y cerrar la conexion de fluido a la segunda camara de piston de modo que un volumen de fluido hidraulico sea atrapado en la segunda camara de piston. De ese modo, un aumento de desgaste del elemento de rozamiento puede ser compensado automaticamente por un menor volumen de fluido hidraulico atrapado en la segunda camara de piston.

En una realizacion estructuralmente ventajosa, el sistema de valvulas incluye una valvula de retencion provista de un primer, un segundo y un tercer orificio de valvula, la valvula de retencion incluye un elemento de valvula que esta predispuesto por resorte contra un asiento de valvula para impedir normalmente el flujo desde el primer orificio de valvula al segundo orificio de valvula y para permitir normalmente el flujo desde el segundo orificio de valvula al primer orificio de valvula cuando se produce cierta cafda de presion desde el segundo orificio de valvula al primer orificio de valvula, la valvula de retencion incluye un piston piloto dispuesto para ser desplazado por una presion hidraulica aplicada al tercer orificio de valvula de modo que el piston piloto se acople al elemento de valvula y lo lleve a su posicion abierta, el primer orificio de valvula esta en comunicacion de fluidos con la segunda camara de piston, y el segundo el tercer orificio de valvula estan en comunicacion de fluidos con una primera lmea de suministro de fluido hidraulico que conecta la primera camara de piston con un primer orificio de entrada de freno. De ese modo, por medio de una unica valvula de retencion, un aumento de desgaste del elemento de rozamiento puede ser compensado automaticamente por un menor volumen de fluido hidraulico atrapado en la segunda camara de piston. El fluido hidraulico presurizado puede ser suministrado simplemente al primer orificio de entrada de freno, cuando se

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va a aplicar la fuerza de frenado, y el primer orificio de entrada de freno puede conectarse a un drenaje, cuando se va a liberar la fuerza de frenado.

En una realizacion, el primer orificio de valvula esta en comunicacion de fluidos con la segunda camara de piston a traves de una restriccion de flujo posiblemente ajustable. De ese modo, la respuesta del segundo piston durante la liberacion de la fuerza de frenado puede ser regulada por el empleo de una restriccion adecuada de flujo y un posible ajuste fino en el caso de una restriccion ajustable de flujo. De ese modo, durante la liberacion de la fuerza de frenado, puede evitarse que el segundo piston comience a moverse antes de que la valvula de retencion se cierre para trabar el segundo piston en su posicion verdadera. De ese modo, posiblemente puede obtenerse un ajuste mas preciso de la distancia proporcionada entre el elemento de rozamiento y el elemento rotatorio en la posicion de descanso del primer piston.

En una realizacion, la segunda camara de piston se conecta directamente por medio de una segunda lmea de suministro de fluido hidraulico con un segundo orificio de entrada de freno. De ese modo, cuando el elemento de rozamiento se ha desgastado, puede ser retrafdo facilmente una distancia adecuada desde el elemento rotatorio simplemente suministrando fluido hidraulico al segundo orificio de entrada de freno por lo que llegara a la segunda camara de piston a traves de la segunda lmea de suministro de fluido hidraulico.

En otra realizacion, el sistema de valvulas comprende una primera valvula accionada electronicamente que conecta la primera camara de piston con el suministro de fluido hidraulico y una segunda valvula accionada electronicamente que conecta la segunda camara de piston con el suministro de fluido hidraulico, y la primera y la segunda valvula accionadas electronicamente son controladas por medio de un sistema de control, tal como un sistema de control por ordenador. De ese modo, al controlar en consecuencia la primera y la segunda valvula accionadas electronicamente, un aumento de desgaste del elemento de rozamiento puede ser compensado automaticamente por un menor volumen de fluido hidraulico atrapado en la segunda camara de piston.

En incluso otra realizacion, la primera camara de piston esta en comunicacion de fluidos con una primera lmea de suministro de fluido hidraulico, y entre la primera camara de piston y la segunda camara de piston se conecta un sistema de valvulas, en donde el sistema de valvulas se adapta para abrir una conexion de fluido entre la primera camara de piston y la segunda camara de piston, cuando se aplica fuerza de presion y fluido hidraulico a la primera camara de piston a traves de la primera lmea de suministro hidraulico, y adaptado para cerrar la conexion de fluido entre la primera camara de piston y la segunda camara de piston, cuando se libera la fuerza de frenado. Segun la invencion el sistema de valvulas se implementa en el vastago de piston con lo que se proporciona una simple solucion particular para el sistema de frena, o el sistema de valvulas comprende una valvula piloto.

Segun otra realizacion, se conecta un alivio a la segunda camara de piston, impidiendo de ese modo que se acumule una sobrepresion en la segunda camara de piston que podna proporcionar una retraccion violenta del freno.

La presente invencion esta relacionada ademas con a un metodo para hacer funcionar un sistema de frenado o de acoplamiento segun se define en la reivindicacion 15.

Breve descripcion de los dibujos

La invencion se explicara mas adelante con mas detalle por medio de unos ejemplos de unas realizaciones, haciendo referencia al dibujo muy esquematico, en los que

La Fig. 1 es una seccion transversal a lo largo de la lmea I-I de la Fig. 4 a traves de parte de un sistema de freno segun la invencion, por el que un primer piston esta en su posicion de descanso,

La Fig. 1A muestra parte de la Fig. 1 en una escala mas grande,

La Fig. 2 es una seccion transversal a lo largo de la lmea 11-11 de la Fig. 4 a traves de parte del sistema de freno, por el que el primer piston esta en su posicion de descanso,

La Fig. 3 es una seccion transversal correspondiente a la de la Fig. 1, sin embargo por la que el primer piston esta en su posicion de frenado,

La Fig. 4 es una vista superior del sistema de freno segun la invencion,

La Fig. 5 es un esquema que ilustra las posibles conexiones de valvula para el sistema de freno,

La Fig. 6 es una seccion transversal a traves de una realizacion de una valvula de retencion adecuada del sistema de freno, y

La Fig. 7 es una seccion transversal de otra realizacion de sistema de freno segun la invencion.

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Descripcion detallada de la invencion

La Fig. 1 ilustra la invencion por medio de un sistema de freno 1. El sistema de freno 1 ilustrado es adecuado para detener o frenar el rotor de un aerogenerador; sin embargo, la invencion es igualmente aplicable a otras clases de sistemas de freno y sistemas de acoplamiento. En lo sucesivo, las direcciones como arriba y abajo, izquierda y derecha se refieren al sistema de freno 1 como se ilustra en las Figs. 1 a 3.

El sistema de freno 1 segun la invencion se denomina de freno activo por lo que, para frenar, se ha de realizar una accion, y esto es, se tiene que aplicar presion hidraulica. Normalmente, un freno incluye dos pinzas, cada una incluye un forro de rozamiento, una pinza en cada lado de un elemento rotatorio, tal como un disco, y estas abrazan sobre el disco al mismo tiempo. En un sistema de freno de doble resorte, cada pinza incluye un resorte de retorno. Si el freno se va a montar por ejemplo directamente en una caja de cambios y/o en un sistema con la posibilidad de movimiento axial del elemento rotatorio, puede aplicarse un freno monorresorte. El sistema de freno monorresorte incluye una pinza de freno y una llamada pinza de contencion que se montan de manera desplazable en un eje, que significa que puede moverse y ajustarse si cambia la posicion del disco. La invencion es igualmente aplicable a los sistemas de freno de doble resorte y monorresorte.

El sistema de freno 1 mostrado comprende un primer piston 2 dispuesto de manera desplazable en un primer cilindro 3 de piston formado en un alojamiento estacionario 4 del sistema de freno, que forma de ese modo una primera camara 5 de piston debajo del primer piston 2. En la parte superior del primer piston 2 se dispone un elemento de rozamiento 6 en forma de forro de rozamiento adaptado para acoplarse a un elemento rotatorio 7 dispuesto encima del elemento de rozamiento 6. El primer piston 2 se adapta para desplazarse entre una posicion de frenado, como se muestra en la Fig. 3, en la que el elemento de rozamiento 6 se acopla al elemento rotatorio 7 y de ese modo se aplica fuerza de frenado entre el elemento de rozamiento 6 y el elemento rotatorio 7, y una posicion de descanso, como se muestra en las Figs. 1 y 2, en la que el elemento de rozamiento 6 esta espaciado del elemento rotatorio 7. De ese modo, se proporciona una cierta distancia X necesaria entre el elemento de rozamiento 6 y el elemento rotatorio 7 como se indica en la Fig. 1.

Por otra parte, el sistema de freno 1 comprende un segundo piston 8 dispuesto de manera desplazable en un segundo cilindro 9 de piston formado en el alojamiento estacionario 4 del sistema de freno, que forma de ese modo una segunda camara 10 de piston encima del segundo piston 8. El segundo piston 8 se dispone debajo del primer piston 2 concentricamente con el mismo y se conecta con el primer piston 2 por medio de un vastago 11 de piston, por lo que el segundo piston 8 se adapta para ajustar la distancia X proporcionada entre el elemento de rozamiento 6 y el elemento rotatorio 7 en la posicion de descanso del primer piston 2 por medio del ajuste de un volumen de fluido hidraulico atrapado en la segunda camara 10 de piston. El primer piston 2 se dispone en un primer extremo 12 del vastago 11 de piston, y el segundo piston 8 se dispone en un segundo extremo 13 del vastago 11 de piston.

El primer piston 2 se sella contra el primer cilindro 3 de piston por medio de unos anillos convencionales de sellado 38. El vastago 11 de piston se sella contra un agujero en el alojamiento estacionario 4 que conecta la primera y la segunda camara 5, 10 de piston por medio de un anillo convencional de sellado 39, tal como un anillo torico. El segundo piston 8 se sella contra el segundo cilindro 9 de piston por medio de un disco de sellado de caucho 40 comprimido entre dos discos metalicos 41 porque el disco metalico superior 41 topa con un apoyo 42 del vastago 11 de piston y el disco metalico inferior 41 topa con una tuerca 43 enroscada sobre una rosca extrema del vastago 11 de piston. Mediante esta configuracion, puede obtenerse un facil ensamblaje del primer y el segundo piston 2, 8 en el alojamiento estacionario 4 al insertar primero el primer piston en el alojamiento desde arriba y luego insertar el segundo piston desde abajo y luego montar la tuerca 43.

Sin embargo, el primer y el segundo piston 2, 8 y el vastago 11 de piston pueden ser sellados en sus respectivos agujeros mediante unos adecuados anillos de sellado.

En la realizacion mostrada, el segundo piston 8 se fija al vastago 11 de piston, y el primer piston 2 se dispone de manera desplazable en relacion al vastago 11 de piston en la direccion axial del vastago 11 de piston. El segundo extremo 13 del vastago 11 de piston se dispone en un agujero interno 14 del primer piston 2. El desplazamiento relativo del primer piston 2 en relacion al vastago 11 de piston y por lo tanto el movimiento relativo entre el primer piston 2 y el segundo piston 8 se limita a la necesaria sobredicha distancia X por medio de una primera parada de extremo que define una primera distancia entre el primer y el segundo piston 2, 8 y una segunda parada de extremo que define una segunda distancia entre el primer y el segundo piston 2, 8.

La primera parada de extremo que define la primera distancia entre el primer y el segundo piston 2, 8 se forma por medio de una cara extrema 16 del primer extremo 12 del vastago 11 de piston y una cara inferior 15 del agujero interno 14 del primer piston 2. La segunda parada de extremo que define la segunda distancia entre el primer y el segundo piston 2, 8 se forma por medio de una primera cara extrema 18 de un casquillo 19 dispuesto alrededor del primer extremo 12 del vastago 11 de piston y un apoyo 17 del primer extremo 12 del vastago 11 de piston. Una segunda cara extrema 20 de dicho casquillo topa con un elemento de parada 21 dispuesto en el agujero interno del primer piston 2 y fijado en el agujero interno 14 por medio de un anillo de trabado 22.

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Un elemento de resorte en forma de una pila de resortes de disco 23 se dispone alrededor del primer extremo 12 del vastago 11 de piston en el agujero interno 14 del primer piston 2 y actua entre el primer piston 2 y el primer extremo 12 del vastago 11 de piston y de ese modo entre el primer y el segundo piston 2, 8. El extremo superior de la pila de resortes de disco 23 topa con el apoyo 17 del primer extremo 12 del vastago 11 de piston, y el extremo inferior de la pila de resortes de disco 23 topa con el elemento de parada 21 dispuesto en el agujero interno del primer piston 2. Mirando las Figs. 1 a 3, uno se da cuenta de que el primer piston 2 de ese modo esta predispuesto por resorte hacia su posicion de descanso por medio de la pila de resortes de disco 23. Cabe senalar que aunque en diferentes figuras se muestra un numero diferente de resortes de disco 23, esto es solo debido a las dificultades de dibujar los resortes de disco 23 en su estado comprimido; por supuesto, el sistema de freno 1 en la realidad comprendera el mismo numero de resortes de disco en todas las fases de funcionamiento.

Por otra parte, cabe senalar que el primer y el segundo piston 2, 8 se disponen de tal manera que una presion hidraulica en la primera y la segunda camara 5, 10 de piston, respectivamente, instara al primer y al segundo piston en sentidos opuestos, predisponiendo de ese modo el por lo menos un elemento de resorte con la forma de la pila de resortes de disco 23. Ademas, cabe senalar que el area efectiva de piston del segundo piston 8 es mas pequena que el area efectiva de piston del primer piston 2. De ese modo, se puede obtener que puede suministrarse una presion hidraulica igual a la primera camara 5 de piston y a la segunda camara 10 de piston cuando se va a aplicar fuerza de frenado, ya que el primer piston 2 excedera entonces en peso al segundo piston 8 de modo que la fuerza resultante desplazara el primer piston 2 hacia arriba a su posicion de frenado como se muestra en la Fig. 3.

La primera y la segunda camara 5, 10 de piston se conectan a un suministro (no se muestra) de fluido hidraulico a traves de un sistema 24 de valvulas adaptado para, durante la aplicacion de fuerza de frenado, suministrar fluido hidraulico a la primera camara 5 de piston y permitir la fuga de fluido hidraulico desde la segunda camara 10 de piston y para, durante la liberacion de la fuerza de frenado, permitir que el fluido hidraulico sea drenado desde la primera camara 5 de piston y cerrar la conexion de fluido a la segunda camara 10 de piston de modo que un volumen de fluido hidraulico sea atrapado en la segunda camara 10 de piston.

En la realizacion mostrada, el sistema 24 de valvulas incluye una valvula de retencion 25 provista de un primer orificio 26 de valvula (veanse las Figs. 1, 3, 5 y 6), un segundo orificio 27 de valvula (veanse las Figs. 2, 5 y 6) y un tercer orificio de valvula 28 (veanse las Figs. 2, 5 y 6). La valvula de retencion 25 incluye un elemento 29 de valvula en forma de una bola que esta predispuesto por resorte contra un asiento de valvula 30 para impedir normalmente el flujo desde el primer orificio 26 de valvula al segundo orificio 27 de valvula y para permitir normalmente el flujo desde el segundo orificio 27 de valvula al primer orificio 26 de valvula cuando se produce una cierta cafda de presion desde el segundo orificio 27 de valvula al primer orificio 26 de valvula, veanse las Figs. 5 y 6. Por otra parte, la valvula de retencion 25 incluye un piston piloto 31 dispuesto para ser desplazado por una presion hidraulica aplicada al tercer orificio 28 de valvula de modo que el piston piloto 31 se acople al elemento 29 de valvula y lo lleve a su posicion abierta.

La valvula de retencion 25 puede, por ejemplo, ser suministrada por Sterling Hydraulics, por ejemplo del tipo D02D3, y ser configurada para funcionar como se describe a continuacion. El elemento 29 de valvula cargada por resorte en forma de una bola es cambiado por baja presion en el segundo orificio 27 de valvula para permitir un flujo libre al primer orificio 26 de valvula. El piston piloto 31 es cambiado por una presion piloto en el tercer orificio 28 de valvula y actua para cambiar la bola cargada por resorte que permite el flujo desde el primer orificio 26 de valvula al segundo orificio 27 de valvula. El flujo inverso, desde el primer orificio 26 de valvula al segundo orificio 27 de valvula, esta bloqueado cuando la presion en el primer orificio 26 de valvula es, como ejemplo, aproximadamente tres veces mayor que la presion piloto en el tercer orificio 28 de valvula. La presion hacia atras en el segundo orificio 27 de valvula y, como ejemplo, un tercio de la cafda de presion, el primer y el segundo orificio 26, 27 de valvula anaden, cada uno, a la presion piloto necesaria en el tercer orificio 28 de valvula.

Como se ve en las Figs. 1 y 3, el primer orificio 26 de valvula esta en comunicacion de fluidos con la segunda camara 10 de piston. Como se ve en la Fig. 2, el primer y el segundo orificio 27, 28 de valvula estan en comunicacion de fluidos con una primera lmea 32 de suministro de fluido hidraulico que conecta la primera camara 5 de piston con un primer orificio de entrada de freno 33. Para llevar el primer piston 2 a su posicion de frenado mostrada en la Fig. 3, el primer orificio de entrada de freno 33 recibe el suministro de fluido hidraulico del sobredicho suministro (no se muestra) de fluido hidraulico. Puede abrirse una electrovalvula no mostrada o algo semejante para el suministro de fluido hidraulico.

En la realizacion mostrada, el primer orificio 26 de valvula esta en comunicacion de fluidos con la segunda camara 10 de piston a traves de una restriccion de flujo 34 en forma de un paso estrecho que puede proporcionarse en un tapon aparte insertado en un canal 35 que conecta el primer orificio 26 de valvula y la segunda camara 10 de piston. La restriccion de flujo 34 puede ser como alternativa en forma de una restriccion ajustable, por ejemplo una valvula de reduccion de flujo o una abertura restringida de seccion transversal variable. Por medio de la restriccion de flujo 34, durante la liberacion de la fuerza de frenado, puede evitarse que el segundo piston 8 comience a moverse antes de que la valvula de retencion 25 se cierre para trabar el segundo piston 8 en su posicion verdadera. De ese modo, posiblemente puede obtenerse un ajuste mas preciso de la distancia proporcionada entre el elemento de rozamiento 6 y el elemento rotatorio 7 en la posicion de descanso del primer piston 2.

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Como se ve en las Figs. 1 y 3, la segunda camara 10 de piston se conecta por medio de una segunda lmea 36 de suministro de fluido hidraulico que incluye el sobredicho canal 35 directamente con un segundo orificio de entrada de freno 37. De ese modo, cuando el elemento de rozamiento 6 se ha desgastado, puede ser retrafdo facilmente una distancia adecuada desde el elemento rotatorio 7 simplemente suministrando fluido hidraulico al segundo orificio 37 de entrada de freno por lo que llegara a la segunda camara 10 de piston a traves de la segunda lmea 36 de suministro de fluido hidraulico.

En las figuras, se ve que algunos extremos de canal estan cerrados por medio de unos tapones 44 con el fin de obtener las configuraciones deseadas de canal. En la Fig. 4, es evidente que el alojamiento estacionario 4 del sistema de freno 1 esta provisto de unos agujeros 45 para montar unos pernos.

En una realizacion alternativa no mostrada, el sistema 24 de valvulas comprende una primera valvula accionada electronicamente que conecta la primera camara 2 de piston con el suministro de fluido hidraulico y una segunda valvula accionada electronicamente que conecta la segunda camara 10 de piston con el suministro de fluido hidraulico, y la primera y la segunda valvula accionadas electronicamente son controladas por medio de un sistema de control, tal como un sistema de control por ordenador. La primera y la segunda valvula accionadas electronicamente pueden por ejemplo ser unas electrovalvulas o algo semejante.

Independientemente de como se configure el sistema 24 de valvulas, por ejemplo por medio de valvulas controladas mecanicamente o electronicamente, el sistema de frenado o de acoplamiento segun la invencion puede funcionar de la siguiente manera.

Para aplicar una fuerza de frenado entre el elemento de rozamiento 6 y el elemento rotatorio 7, el primer piston 2 se desplaza desde una posicion de descanso a una posicion de frenado al suministrar fluido hidraulico a la primera camara 5 de piston. Al mismo tiempo, se suministra una presion hidraulica a la segunda camara de piston 10 de modo que una presion hidraulica en la primera y la segunda camara 5, 10 de piston, respectivamente, inste al primer y al segundo piston 2, 8 en sentidos opuestos, predisponiendo de ese modo el por lo menos un elemento de resorte en forma de la pila de resortes de disco 23 que actua entre el primer y el segundo piston hasta el tope con la sobredicha primera parada de extremo. Dado que el area efectiva de piston del segundo piston 8 es mas pequena que el area efectiva de piston del primer piston 2, la fuerza resultante en el primer y el segundo piston desplazara el primer piston 2 hacia arriba de modo que el elemento de rozamiento 6 se acople al elemento rotatorio 7.

Para liberar dicha fuerza de frenado entre el elemento de rozamiento 6 y el elemento rotatorio 7, el primer piston 2 se desplaza desde la posicion de frenado a la posicion de descanso, permitiendo que el fluido hidraulico deje la primera camara 5 de piston, dejando de predisponer, por lo menos parcialmente, de ese modo la pila de resortes de disco 23 hasta el tope con la sobredicha segunda parada de extremo. Al mismo tiempo, para ajustar la distancia proporcionada entre el elemento de rozamiento 6 y el elemento rotatorio 7 en la posicion de descanso del primer piston 2, el volumen de fluido hidraulico presente ahora en la segunda camara 10 de piston es atrapado en la camara al cerrar el canal 35 que lleva a la segunda camara 10 de piston.

La Fig. 7 es una seccion transversal de otra realizacion de sistema de freno segun la invencion. Esta realizacion difiere de la realizacion mostrada en las Figs. 1-3 en que el sistema 24' de valvulas esta integrado en el vastago de piston. El sistema 24' de valvulas comprende una valvula piloto. Para llevar el primer piston a su posicion de frenado, la primera camara 5' de piston recibe suministro de fluido hidraulico a traves de la primera lmea de suministro hidraulico 32'. De ese modo, tambien se suministra fluido hidraulico a la valvula piloto a traves de unos primeros orificios de valvula. Esto fuerza hacia abajo a un piston interno con el fin de abrir unos segundos orificios de valvula en conexion de fluido con la segunda camara 10' de piston y al mismo tiempo predispone un resorte interno conectado a dicho piston. De este modo, se abre una conexion de fluido entre la primera camara 5' de piston y la segunda camara 10' de piston. Una vez que se libera la fuerza de frenado y se permite el drenaje de fluido hidraulico desde la primera camara 5' de piston, el resorte interno y el piston de la valvula piloto se retraen y cierran la conexion de fluido entre los primeros orificios de valvula y los segundos orificios de valvula, cerrando de ese modo la conexion de fluido entre la primera camara 5' de piston y la segunda camara 10' de piston y atrapando por consiguiente el fluido hidraulico en la segunda camara 10' de piston.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de frenado o de acoplamiento (1) que comprende un primer piston (2) dispuesto de manera desplazable en un primer cilindro (3) de piston que forma de ese modo una primera camara (5) de piston y un segundo piston (8) dispuesto de manera desplazable en un segundo cilindro (9) de piston que forma de ese modo

5 una segunda camara (10) de piston, el primer piston (2) esta adaptado para ser desplazado entre una posicion de frenado, en la que se aplica una fuerza de frenado entre un elemento de rozamiento (6) y un elemento rotatorio (7), y una posicion de descanso, en la que el elemento de rozamiento (6) esta espaciado del elemento rotatorio (7), el primer piston (2) esta predispuesto por resorte en el sentido de su posicion de descanso por medio de por lo menos un elemento de resorte, y el segundo piston (8) esta adaptado para ajustar una distancia (X) proporcionada entre el 10 elemento de rozamiento (6) y el elemento rotatorio (7) en la posicion de descanso del primer piston (2) por medio del

ajuste de un volumen de fluido hidraulico atrapado en la segunda camara (10) de piston, en donde el por lo menos

un elemento de resorte se dispone para actuar entre el primer y el segundo piston (2, 8), y el primer y el segundo piston (2, 8) se disponen de tal manera que una presion hidraulica en la primera y la segunda camara (5, 10) de piston, respectivamente, instara al primer y al segundo piston (2, 8) en sentidos opuestos, predisponiendo de ese 15 modo el al menos un elemento de resorte, en donde los pistones primero y segundo (2, 8) se conectan por medio de un vastago (11) de piston, y en donde el primer piston (2) se dispone en un primer extremo (12) del vastago (11) de piston, y el segundo piston (8) se dispone, en un segundo extremo (13) del vastago (11) de piston, en donde la primera camara (5') de piston esta en comunicacion de fluidos con una primera lmea de suministro (32') de fluido hidraulico, y entre la primera camara (5') de piston y la segunda camara (10') de piston se conecta un sistema de 20 valvulas (24'), en donde el sistema de valvulas (24') se adapta para abrir una conexion de fluido entre la primera camara (5') de piston y la segunda camara (10') de piston, cuando se aplica fuerza de presion y se suministra fluido hidraulico a la primera camara (5') de piston por medio de la primera lmea (32') de suministro hidraulico, y para cerrar la conexion de fluido entre la primera camara (5') de piston y la segunda camara (10') de piston, cuando se libera la fuerza de frenado, caracterizado por que el sistema de valvulas (24') se implementa en el vastago (11) de 25 piston o por que el sistema de valvulas (24') comprende una valvula de pilotaje.
2. Un sistema de frenado o de acoplamiento segun la reivindicacion 1, en donde el area efectiva de piston del

segundo piston (8) es mas pequena que el area efectiva de piston del primer piston (2).
3. Un sistema de frenado o de acoplamiento segun la reivindicacion 1 o 2, en donde el movimiento relativo entre el primer piston (2) y el segundo piston (8) se limita por medio de una primera parada de extremo que define una

30 primera distancia entre el primer y el segundo piston (2, 8) y una segunda parada de extremo que define una segunda distancia entre el primer y el segundo piston (2, 8).
4. Un sistema de frenado o de acoplamiento segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el primer y el segundo cilindro (3, 9) de piston se forman en un alojamiento estacionario (4) del sistema de frenado o de acoplamiento (1).

35 5. Un sistema de frenado o de acoplamiento segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el por

lo menos un elemento de resorte se dispone en un agujero interno (14) del primer piston (2) y actua entre el primer piston (2) y el primer extremo (12) del vastago (11) de piston.
6. Un sistema de frenado o de acoplamiento segun la reivindicacion 5, en donde por lo menos un elemento de resorte tiene la forma de una pila de resortes de disco (23) dispuestos alrededor del primer extremo (12) del vastago

40 (11) de piston.
7. Un sistema de frenado o de acoplamiento segun la reivindicacion 5 o 6, en donde la primera parada de extremo que define la primera distancia entre el primer y el segundo piston (2, 8) se forma por medio de una cara extrema (16) del primer extremo (12) del vastago (11) de piston y una cara inferior (15) del agujero interno (14) del primer piston (2).

45 8. Un sistema de frenado o de acoplamiento segun cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en donde la segunda

parada de extremo que define la segunda distancia entre el primer y el segundo piston (2, 8) se forma por medio de una primera cara extrema (18) de un casquillo (19) dispuesto alrededor del primer extremo (12) del vastago (11) de piston y un apoyo (17) del primer extremo (12) del vastago (11) de piston, y en donde una segunda cara extrema (20) de dicho casquillo (19) topa con un elemento de parada (21) dispuesto en el agujero interno (14) del primer 50 piston (2).
9. Un sistema de frenado o acoplamiento segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las camaras primera y segunda (5, 10) de piston se conectan a un suministro de fluido hidraulico por medio de un sistema de valvulas (24) adaptado para, durante la aplicacion de fuerza de frenado, suministrar fluido hidraulico a la primera camara (5) de piston y permitir la fuga de fluido hidraulico desde la segunda camara (10) de piston y para, 55 durante la liberacion de la fuerza de frenado, permitir que el fluido hidraulico sea drenado desde la primera camara (5) de piston y cerrar la conexion de fluido a la segunda camara (10) de piston de modo que se atrape un volumen de fluido hidraulico en la segunda camara (10) de piston.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50
10. Un sistema de frenado o acoplamiento segun la reivindicacion 9, en donde el sistema de valvulas (24) incluye una valvula de retencion (25) provista de un primer, un segundo y un tercer orificio (26, 27, 28) de valvula, en donde la valvula de retencion (25) incluye un elemento (29) de valvula que esta predispuesto por resorte contra un asiento (30) de valvula para impedir normalmente el flujo desde el primer orificio (26) de valvula al segundo orificio (27) de valvula y para permitir normalmente el flujo desde el segundo orificio (27) de valvula al primer orificio (26) de valvula cuando se produce cierta cafda de presion desde el segundo orificio (27) de valvula al primer orificio (26) de valvula, en donde la valvula de retencion (25) incluye un piston de pilotaje (31) dispuesto para ser desplazado por una presion hidraulica aplicada al tercer orificio (28) de valvula de modo que el piston de pilotaje (3l) se acople al elemento (29) de valvula y lo lleve a su posicion abierta, en donde el primer orificio (26) de valvula esta en comunicacion de fluidos con la segunda camara (10) de piston, y en donde los orificios segundo y el tercero (27, 28) de valvula estan en comunicacion de fluidos con una primera lmea de suministro (32) de fluido hidraulico que conecta la primera camara (5) de piston con un primer orificio de entrada de freno (33).
11. Un sistema de frenado o acoplamiento segun la reivindicacion 10, en donde el primer orificio (26) de valvula esta en comunicacion de fluidos con la segunda camara (10) de piston por medio de una restriccion de flujo posiblemente ajustable (34).
12. Un sistema de frenado o acoplamiento segun la reivindicacion 10 u 11, en donde la segunda camara (10) de piston se conecta directamente por medio de una segunda lmea de suministro (36) de fluido hidraulico con un segundo orificio de entrada de freno (37).
13. Un sistema de frenado o acoplamiento segun la reivindicacion 9, en donde el sistema de valvulas (24) comprende una primera valvula accionada electronicamente que conecta la primera camara (5) de piston con el suministro de fluido hidraulico y una segunda valvula accionada electronicamente que conecta la segunda camara (10) de piston con el suministro de fluido hidraulico, y en donde la primera y segunda valvulas accionadas electronicamente son controladas por medio de un sistema de control, tal como un sistema de control por ordenador.
14. Un sistema de freno o acoplamiento segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde se conecta un alivio a la segunda camara (10, 10') de piston.
15. Un metodo para hacer funcionar un sistema de frenado o acoplamiento (1), el sistema comprende un primer piston (2) dispuesto de manera desplazable en un primer cilindro (3) de piston formando de ese modo una primera camara (5) de piston y un segundo piston (8) dispuesto de manera desplazable en un segundo cilindro (9) de piston formando de ese modo una segunda camara (10) de piston, en donde los pistones primero y segundo (2, 8) se conectan por medio de un vastago (11) de piston, y en donde el primer piston (2) se dispone en un primer extremo (12) del vastago (11) de piston, y el segundo piston (8) se dispone en un segundo extremo (13) del vastago (11) de piston, y en donde la primera camara (5') de piston esta en comunicacion de fluidos con una primera lmea de suministro (32') de fluido hidraulico, y un sistema de valvulas (24') se conecta entre la primera camara (5') de piston y la segunda camara (10') de piston, el metodo comprende las siguientes etapas:

con el fin de aplicar una fuerza de frenado entre un elemento de rozamiento (6) y un elemento rotatorio (7), desplazar el primer piston (2) desde una posicion de reposo a una posicion de frenado al suministrar fluido hidraulico a la primera camara (5) de piston por medio de la primera lmea de suministro hidraulico (32') y el sistema de valvulas (24') abriendo la conexion de fluido entre la primera camara (5') de piston y la segunda camara (10') de piston, predisponiendo de ese modo al menos un elemento de resorte,

con el fin de liberar dicha fuerza de frenado entre el elemento de rozamiento (6) y el elemento rotatorio (7), desplazar el primer piston (2) desde la posicion de frenado a la posicion de reposo al permitir al fluido hidraulico dejar la primera camara (5) de piston y por medio del sistema de valvulas (24') cerrar la conexion de fluido entre la primera camara (5') de piston y la segunda camara (10') de piston, dejando de predisponer de ese modo al menos parcialmente el al menos un elemento de resorte,

con el fin de ajustar una distancia proporcionada entre el elemento de rozamiento (6) y el elemento rotatorio (7) en la posicion de reposo del primer piston, ajustar un volumen de fluido hidraulico atrapado en la segunda camara (10) de piston,

en donde el al menos un elemento de resorte esta actuando entre los pistones primero y segundo (2, 8), y mediante eso, durante la aplicacion de dicha fuerza de frenado, una presion hidraulica en las camaras primera y segunda (5, 10) de piston, respectivamente, fuerza a los pistones primero y segundo (2, 8) en sentidos opuestos, predisponiendo de ese modo el al menos un elemento de resorte, y

en donde el sistema de valvulas (24') se implementa en el vastago (11) de piston o en donde el sistema de valvulas (24') comprende una valvula de pilotaje.