ES2656121T3 - Accionador con sistema tornillo-tuerca irreversible, freno de tambor y dispositivo de frenado equipados de este modo - Google Patents

Abstract

Accionador lineal (2) para unos segmentos de frenado (12, 13) montados sobre un plato (10) en el interior de un freno de tambor (1) de vehículo automóvil que comprende un subconjunto de transmisión (4) arrastrado a la entrada por una motorización rotativa (5) y que arrastra a la salida un conjunto de accionamiento lineal (3), comprendiendo dicho conjunto de accionamiento lineal un elemento rotativo (31) y un segundo elemento (32) que cooperan juntos por unos roscados macho y hembra respectivos para formar un sistema tornillo-tuerca, dispuesto para aplicar selectivamente dichos segmentos contra el tambor de dicho freno separando el uno del otro unos primeros extremos (122, 132) de dichos segmentos por el efecto de un arrastre en rotación de dicho elemento rotativo (31) por medio de dicho subconjunto de transmisión (4), caracterizado por que el ángulo de hélice ß de los roscados del sistema tornillo-tuerca es inferior al ángulo de frotamiento φ , con un desvío de como mucho un 3 % del valor de dicho ángulo de frotamiento.

Description

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DESCRIPCION

Accionador con sistema tornillo-tuerca irreversible, freno de tambor y dispositivo de frenado equipados de este modo

La presente invención hace referencia a un accionador con sistema tornillo-tuerca, en particular, para accionar los segmentos de frenado de un freno de tambor de vehículo automóvil. Se refiere igualmente a un freno de tambor y a un dispositivo de frenado equipados con un accionador de este tipo.

Estado de la técnica

Los frenos de tambor se utilizan tradicionalmente en los vehículos automóviles, con el fin de realizar tres tipos de frenado:

- el frenado de servicio, que consiste en ralentizar y/o inmovilizar el vehículo, tradicionalmente por medio de un pedal de frenado;

- el frenado de estacionamiento, que permite inmovilizar el vehículo a la parada, tradicionalmente por medio de un freno de mano;

- el frenado de emergencia, que consiste en ralentizar y/o inmovilizar el vehículo en caso de fallo del frenado de servicio y que está asegurado tradicionalmente por el mismo dispositivo que el frenado de estacionamiento.

En la mayor parte de los vehículos equipados con frenos de tambor, estos tres tipos de frenado se realizan normalmente por el mismo freno de tambor. Tradicionalmente, la función de frenado de estacionamiento está asegurada por un cable que une un control de freno de mano situado en el habitáculo con una palanca situada en el freno y que pivota alrededor de un primer segmento de frenado y que separa un segundo segmento de frenado mediante una palanca de reacción.

Un freno de tambor accionado de este modo con la mano o más generalmente con una fuerza relativamente escasa proporciona un par de frenado que puede ser insuficiente para realizar un frenado de estacionamiento y, sobre todo, un frenado de emergencia.

Los frenos de tambor más habituales comprenden tradicionalmente un tambor, coaxial con la rueda y que consiste en un cilindro hueco solidario con la pieza para frenar. Hay, en el interior del tambor, unos segmentos de frenado. Durante el frenado, unas guarniciones de estos segmentos frotan sobre la superficie interior del tambor. Para ello, mientras que unos primeros extremos de los segmentos aprietan, tangencialmente a la rotación, sobre una placa de tope solidaria con un plato inmovilizado en rotación, un medio de accionamiento separa los segundos extremos de los segmentos. Cuando los segmentos están puestos a presión contra la pista del tambor, cualquier movimiento o esfuerzo en rotación de la rueda imprime un par de rotación a los segmentos, que ellos transmiten al plato por esta placa de tope. En general, los dos segmentos están accionados en sus dos extremos de un mismo lado, tradicionalmente por un mismo accionador hidráulico de doble pistón y fijado al plato. Este modo de funcionamiento se llama "simplex".

En otro tipo de freno de tambor, llamado "duo-servo", una bieleta flotante asegura la transmisión del esfuerzo de un segmento al otro segmento. En particular, un accionador separa el primer extremo de un primer segmento que se apoya sobre el tambor mientras que su segundo extremo toma apoyo, por medio de la bieleta flotante, sobre el segundo extremo del segundo segmento, también flotante. De este modo, el primer extremo del segundo segmento es el único que toma apoyo sobre una placa de tope. Este tipo de freno es claramente más eficaz, pero presenta otros inconvenientes, en concreto, ya que es más delicado de ajustar y se desgasta de forma irregular.

Los frenos de tambor de tipo duo-servo se utilizan a menudo exclusivamente como freno de estacionamiento y de emergencia, por ejemplo, utilizando como tambor la campana central del disco de un freno de disco de servicio, combinación llamada "drum-in-hat" y descrita en el documento EP 0 416 760.

En otro tipo de freno, se combina el modo simplex para realizar el frenado de servicio y el modo duo-servo para realizar el frenado de estacionamiento y de emergencia. Con este espíritu, el documento FR 2 697 599 propone añadir un accionador mecánico en la proximidad de la placa de tope para el control del freno en modo duo-servo. Este accionador se apoya por un lado sobre un extremo de uno de los segmentos y por el otro sobre el extremo de una palanca suplementaria que actúa sobre el otro segmento.

Además, se conoce que se activan eléctricamente los segmentos de frenado de un freno de tambor mediante una transmisión tornillo-tuerca. De este modo, el documento US 8 011 482 describe un mecanismo en el que los segmentos están accionados por una bieleta desplazada en traslación por un sistema tornillo-tuerca que está accionado en rotación por un motor eléctrico por medio de un engranaje. El documento EP 2 195 219 presenta un sistema de freno de estacionamiento en el que los segmentos están accionados por un elemento roscado desplazado en traslación por medio de una rueda arrastrada por un tornillo sin fin solidario en rotación con el árbol de salida de un motor eléctrico.

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El documento WO 2005/070736 A2 describe un accionador de freno de estacionamiento que comprende un sistema tornillo-tuerca.

El principio de la transmisión tornillo-tuerca permite obtener una muy gran desmultiplicación, tanto mayor en cuanto que el ángulo de roscado es escaso. Las motorizaciones eléctricas, en particular, se eligen a menudo a velocidad de rotación elevada, lo que limita su tamaño y su peso para una potencia dada, pero obliga a prever una muy gran desmultiplicación para obtener un desplazamiento escaso con un esfuerzo suficiente. No obstante, se constata que una parte significativa de la energía proporcionada por el motor se absorbe por los medios de transmisión entre el motor y los segmentos.

Una finalidad de la presente invención es proponer un accionador motorizado de los segmentos de frenado de un freno de tambor, comprendiendo este accionador un conjunto de accionamiento lineal por sistema tornillo-tuerca y estando optimizado entre cuanto a rendimiento.

Descripción de la Invención

La invención propone un accionador lineal para unos segmentos de frenado montados sobre un plato en el interior de un freno de tambor de vehículo automóvil que comprende un subconjunto de transmisión arrastrado a la entrada por una motorización rotativa y que arrastra a la salida un conjunto de accionamiento lineal, comprendiendo el conjunto de accionamiento lineal un elemento rotativo y un segundo elemento que cooperan juntos por unos roscados macho y hembra respectivos para formar un sistema tornillo-tuerca, dispuesto para aplicar selectivamente los segmentos contra el tambor del freno separando el uno del otro unos primeros extremos de los segmentos por el efecto de un arrastre en rotación del elemento rotativo por medio del subconjunto de transmisión, caracterizado por que el ángulo de hélice p de los roscados del sistema tornillo-tuerca es inferior al ángulo de frotamiento 9, con un desvío de como mucho un 3 % del valor de dicho ángulo de frotamiento, por ejemplo, p = 0,98 x 9.

El ángulo de hélice se elige inferior al ángulo de frotamiento para garantizar la irreversibilidad del accionador que un esfuerzo que viene de los segmentos no corra el riesgo de hacer girar el elemento rotativo. De este modo, es suficiente con activar la motorización para aplicar los segmentos, pero no para mantener los segmentos aplicados contra la pista de frotamiento del tambor. No obstante, el ángulo de hélice se elige lo mayor posible permaneciendo al mismo tiempo inferior al ángulo de frotamiento. Se ha descubierto que esto permitía mejorar el rendimiento del sistema tornillo-tuerca en sí mismo e incluso del conjunto del accionador desde la motorización hasta los segmentos.

De acuerdo con otras características ventajosas de la invención:

- los roscados presentan un perfil de tipo trapezoidal;

- el elemento rotativo del sistema tornillo-tuerca está montado solidario en rotación y deslizante coaxialmente con una rueda del subconjunto de transmisión;

- el roscado hembra comunica con una o varias ranuras que forman una reserva de lubrificante;

- el conjunto de accionamiento lineal está montado flotante entre los dos segmentos según la dirección de accionamiento con un recorrido limitado en apoyo de tope de transmisión de par en cada uno de sus extremos;

- el elemento rotativo está arrastrado en rotación por un engranaje de contactos exteriores compuesto por ruedas de ejes paralelos;

- el elemento rotativo forma la tuerca del sistema tornillo-tuerca;

- el conjunto de accionamiento lineal comprende un elemento elásticamente deformable, al menos de acuerdo con la dirección de accionamiento, por el efecto de un esfuerzo de separación aplicado a los segmentos por el sistema tornillo-tuerca.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, esta puede consistir en un freno de tambor en el que los dos segmentos están montados sobre un plato de forma que se puedan separar el uno del otro para llegar a apoyarse sobre la pista de frotamiento que la lleva el interior de un tambor móvil en rotación con respecto a dicho plato, estando el accionador lineal dispuesto para separar los dos segmentos por sus dos primeros extremos frente por frente el uno del otro.

En un freno de este tipo, de acuerdo con una particularidad, los dos segmentos están articulados en una bieleta móvil con respecto al plato y que los une entre sí en las inmediaciones de sus segundos extremos, opuestos a los primeros extremos, siendo dicha bieleta adecuada para transmitir de uno de los segmentos al otro de dichos segmentos un esfuerzo que empuja a este otro segmento en apoyo contra un elemento de anclaje fijo con respecto al plato.

De acuerdo con otra particularidad, el freno comprende, además, un segundo accionador que asegura una segunda función de frenado, en concreto, de servicio, estando este segundo accionador dispuesto para separar el uno del otro los segundos extremos de los dos segmentos, mientras que los primeros extremos llegan a hacer tope con respecto al plato.

Para terminar, de acuerdo con otra característica ventajosa, la invención consiste en un dispositivo de frenado para

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vehículo o subconjunto de vehículo, en concreto, de carretera, que comprende un disco de freno que interactúa con unas pastillas de freno para realizar una segunda función de frenado, en concreto, de freno de servicio, comprendiendo este dispositivo un freno dispuesto para asegurar una primera función de frenado, en concreto, de freno de estacionamiento y/o de emergencia, en el que el tambor es solidario con, y coaxial con, dicho disco de freno.

Lista de las figuras

Otras particularidades y ventajas de la invención se desprenderán de la descripción detallada de un modo de realización de ninguna manera limitativo y de los dibujos adjuntos en los que:

- la FIGURA 1 es una vista en perspectiva de un freno de tambor de tipo "bimodo" en un ejemplo de realización de la invención, en ausencia del tambor;

- las FIGURAS 2, 3 y 4 son unos esquemas que representan, en vista de frente, el funcionamiento del freno de la FIGURA 1 en diferentes posiciones del modo de funcionamiento en freno de estacionamiento:

o FIGURA 2: durante el ajuste, vehículo inmóvil,

o FIGURA 3: una vez ajustado, con par de mantenimiento en un sentido y o FIGURA 4: una vez ajustado, con par de mantenimiento en el sentido opuesto;

- La FIGURA 5 es una vista en perspectiva y en despiece parcial del accionador de freno de estacionamiento del mecanismo de la FIGURA 1, en un ejemplo de modo de realización con motorización eléctrica;

- La FIGURA 6 es una vista en despiece del accionador de freno de estacionamiento de la FIGURA 5;

- La FIGURA 7 es una vista en despiece que representa el accionador de freno de estacionamiento de la FIGURA 5 y el plato soporte que los recibe en el modo de realización de la FIGURA 1; y

- La FIGURA 8 es un esquema que ilustra el ángulo de roscado de acuerdo con la invención.

Descripción de un ejemplo de modo de realización

La FIGURA 1 representa un mecanismo de freno de tambor "bimodo" en un ejemplo de modo de realización de la invención. Este modo de realización puede implementarse con diferentes tipos de accionadores para el modo de freno de servicio y diferentes tipos de motorización para el accionador de freno de estacionamiento o de emergencia.

En modo de freno de estacionamiento o de emergencia, como se ilustra en la FIGURA 2, el accionamiento lineal 2 comprende un conjunto de accionamiento lineal 3 que aprieta sobre unos primeros extremos 122, 132 de los segmentos 12, 13 para separarlos el uno del otro y, de este modo, poner los segmentos en apoyo contra la pista de frotamiento del tambor 15 del freno. Desde la posición de reposo o desde la posición de frenado de servicio, el accionador lineal 2 lleva, de este modo, el mecanismo a posición de frenado de estacionamiento y el regreso a la posición de reposo está realizado, por ejemplo, por unos muelles de retorno que unen entre sí los dos segmentos.

En el presente ejemplo, el conjunto de accionamiento lineal 3 incluye un primer pistón 33 y un segundo pistón 32 que están desplazados el uno con respecto al otro en un movimiento lineal, de acuerdo con una dirección D2 tangencial alrededor del eje de rotación A1. Como se indica por las dos flechas de la FIGURA 2, por este desplazamiento, los dos pistones se apoyan cada uno sobre un primer extremo 122, 132 de uno respectivo de los 12 y 13.

Como se ilustra en las FIGURAS 3 y 4, desde que un par de rotación, en un sentido C4 o en el otro C5, se aplica sobre el tambor 15 con respecto al plato 10, el tambor tiende por fricción a arrastrar los segmentos 12, 13 en rotación en el sentido de este par, por ejemplo, cuando el vehículo está estacionado en una pendiente o si el freno de emergencia se acciona cuando el vehículo está en movimiento.

La FIGURA 4 ilustra más particularmente el caso de un par C5 en el sentido horario. Por frotamiento, el primer segmento 12 recibe, de este modo, un par C52 por parte del tambor 15. Por su segundo extremo 121, opuesto al primer extremo, el primer segmento 12 toma apoyo sobre un elemento intercalador 14 por una articulación 142, por ejemplo, una unión pivote o cualquier otra cooperación de formas como unas muescas acopladas entre sí. Por el apoyo del primer segmento 12, el elemento intercalador 14 transmite de este modo un apoyo C23 en el segundo extremo 131 del segundo segmento 13, de forma sustancialmente tangencial alrededor del eje de rotación A1. El segundo segmento 13 toma, de este modo, apoyo sobre la pista del tambor 15 y recibe él también por frotamiento un par C53 por parte del tambor. Por su primer extremo 132, el segundo segmento transmite este par C53 al segundo pistón 32.

El conjunto de accionamiento lineal 3 está montado libre en traslación tangencial alrededor del eje de rotación A1, sobre un recorrido limitado por un tope de cada lado de su posición central. En el sentido de rotación de la FIGURA 4, por el efecto de los pares C52 y C53 recibidos por parte del tambor 15, los segmentos tienen de este modo como efecto que se desplaza el conjunto de accionamiento lineal 3 en el sentido de estos pares, esto es, en una dirección D22 de acuerdo con la flecha blanca hacia la izquierda y hasta la posición de tope ilustrada en la figura.

De este modo, en el modo de freno de estacionamiento o de emergencia, el primer extremo 132 del segundo segmento 13 toma apoyo sobre una carcasa 21 del dispositivo de accionamiento para transmitir al plato 10 el par de

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frenado o de mantenimiento creado por el apoyo de los segmentos sobre el tambor.

En el presente ejemplo, el primer extremo 132 del segundo segmento 13 y la carcasa 21 del conjunto de accionamiento lineal 3 toman apoyo el uno sobre el otro por medio del segundo pistón 32, por ejemplo, por una conformación apropiada, en este caso, un resalte 329 que lo lleva el pistón frente por frente de la superficie exterior de la carcasa 21 al nivel de la línea vertical en trazo mixto en la figura.

En el sentido de rotación visualizado en la FIGURA 4, el segmento cuyo primer extremo separado 122 recibe en primer lugar el movimiento del tambor es el segmento 12 a la izquierda en la figura, que pivota y se apuntala sobre el pivote 142 de su segundo extremo y, de este modo, forma un segmento "comprimido". De forma cercana, recibiendo de este modo un esfuerzo tangencial por su segundo extremo 131, el segundo segmento 13 se comporta él también como segmento "comprimido" apuntalándose sobre su primer extremo de tope 132.

De este modo, en modo de freno de estacionamiento o de emergencia, la activación del accionador lineal 2 hace funcionar este mismo conjunto de freno en modo duo-servo, que proporciona un esfuerzo de apoyo contra el tambor mucho más importante que el modo simplex del freno de servicio, para un mismo esfuerzo de accionamiento de los segmentos.

En el sentido de rotación visualizado en la FIGURA 3, un par C4 en el otro sentido arrastra los segmentos 12, 13 y el elemento intercalador 14 en el otro sentido, lo que desplaza el conjunto de accionamiento lineal 3 en una dirección D23 opuesta, de acuerdo con la flecha blanca hacia la derecha y hasta la posición de tope ilustrada en la figura. El par de frenado se transmite entonces a la carcasa 21 por el primer extremo 122 del segmento de la izquierda 12, por medio del resalte 339 del primer pistón 33, al nivel de la línea vertical en trazo mixto en la figura.

Este mecanismo de freno de tambor bimodo está representado en este caso en la FIGURA 1 y 4 en un ejemplo con un segundo accionador 11 de freno de servicio que funciona por energía hidráulica y un accionador lineal 2 de freno de estacionamiento y de emergencia que funciona por energía eléctrica. No obstante, la arquitectura de este mecanismo puede funcionar también y está prevista también con otros tipos de energía para cada uno de estos accionadores, por ejemplo, por energía hidráulica o directamente por control mecánico. En caso de activación del segundo accionador hidráulico 11, los dos segundos extremos 121, 131 están separados de manera potente el uno del otro, mientras que los dos primeros extremos 122, 132 están en apoyo sobre la carcasa 21 por medio de los resaltes de los pistones 32, 33, estando el conjunto de accionamiento lineal 3 en el estado retraído.

La FIGURA 5 ilustra el conjunto del accionador lineal 2, de freno de estacionamiento y de emergencia.

La función de freno de estacionamiento necesita lo más a menudo poder dejar el dispositivo en posición frenada durante un periodo prolongado sin acción exterior, por ejemplo, de algunos minutos a varios meses o incluso años y con muy poco o incluso ningún consumo de energía. El vehículo incluye, por lo tanto, en general, un mecanismo que asegura una función de bloqueo en posición de frenado de estacionamiento y lo más a menudo también una función de estabilización de los esfuerzos en la cadena mecánica que realiza el apoyo de los segmentos sobre el tambor en caso de variaciones dimensionales de los elementos que la constituyen. En los frenos normales, estas funciones están aseguradas por un trinquete que retiene el órgano o la palanca de maniobra del "freno de mano" y respectivamente por una elasticidad del cable de control (no representado).

En el modo de realización de la FIGURA 1, para proporcionar la función de estabilización de los esfuerzos en la cadena de apoyo, el accionador lineal 2 separa los primeros extremos 122, 132 de los dos segmentos 12, 13 por medio de un elemento 33 deformable elásticamente de acuerdo con la dirección de accionamiento D2, denominado elemento elástico. En este modo de realización, este elemento elástico 33 está realizado por uno de los dos pistones, en este caso, el primer pistón 33 que está realizado elásticamente compresible con una rigidez determinada para proporcionar un recorrido que permite, sin activación del accionador lineal 2:

- mantener el esfuerzo de apoyo de los segmentos 12, 13 contra la pista de frotamiento en caso de variaciones dimensionales en un sentido, por ejemplo, en caso de retracción térmica de los segmentos o de los elementos de la cadena mecánica que crean este apoyo, tales como los pistones o el mecanismo que los separa o, por ejemplo, en caso de dilatación térmica del tambor; y

- limitar el aumento de los esfuerzos en el mecanismo en caso de variaciones dimensionales en el otro sentido, que puede estar causado, por ejemplo, por una retracción térmica del tambor cuando este se enfría a la parada después de haberse calentado en calidad de freno de servicio en el transcurso de un trayecto.

Este elemento elástico permite, de este modo, limitar y lo más a menudo evitar cualquier necesidad de reactivación automática del sistema en el transcurso de estacionamiento, también llamado "re-clamping", que puede ser consumidor de energía y estar sujeto a unos malos funcionamientos que pueden tener unas consecuencias graves.

En el ejemplo de la FIGURA 5, para constituir este elemento elástico, el primer pistón 33 comprende una cabeza de pistón 332 que presenta hacia atrás una falda en el interior de la que puede deslizar un fondo de pistón 333. La cabeza de pistón y el fondo de pistón llegan a apoyarse el uno contra el otro por medio de una estructura elástica

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compresible 331, en este caso, un apilamiento de arandelas cónicas de acero, denominadas arandelas "Belleville". El conjunto está mantenido en este caso por un engaste del extremo de la falda alrededor de atrás del fondo de pistón 333.

En el modo de realización de la FIGURA 1, el conjunto de accionamiento lineal 3 comprende un elemento roscado 31 rotativo y un elemento roscado 32 no rotativo que interactúan entre sí para formar un sistema tornillo-tuerca. En el ejemplo representado, el elemento roscado rotativo es una tuerca y el elemento roscado no rotativo es un tornillo. Este sistema tornillo-tuerca produce el movimiento lineal por el efecto de una rotación del elemento roscado rotativo 31 con respecto al elemento roscado 32. Transforma el par recibido por el elemento rotativo 31 en una fuerza axial que solicita a los dos elementos 31, 32 el uno con respecto al otro de acuerdo con la dirección D2 (véase la FIGURA 2).

El ángulo de hélice del roscado con respecto a la dirección circunferencial de este sistema tornillo-tuerca se elige para que la transmisión de esfuerzo obtenida sea irreversible, eligiendo un ángulo de hélice que es inferior al ángulo de frotamiento 9 que caracteriza a la fuerza resistente al movimiento de deslizamiento entre los dos roscados en función, en concreto, de su materia respectiva, su estado de superficie, el lubrificante utilizado. La irreversibilidad obtenida de este modo proporciona la función de bloqueo en posición de frenado de estacionamiento. Es decir, que un esfuerzo recibido por los pistones 32, 33 desde los segmentos 13, 12 se bloquea por el no deslizamiento entre los roscados de los dos elementos 31, 32 del sistema tornillo-tuerca. Un esfuerzo de este tipo es incapaz de provocar la rotación del elemento rotativo 31 ni, por consiguiente, una variación de la longitud total del sistema tornillo-tuerca de acuerdo con la dirección D2. Además, el esfuerzo no se transmite hasta la motorización, que hace, de este modo, inútil bloquear el motor o mantenerlo en carga.

La FIGURA 8 ilustra una parte del roscado 311 de la tuerca 31, con un ángulo de hélice p con respecto a la dirección circunferencial C. En el caso en que se aplique una fuerza axialmente por el tornillo hacia la izquierda de la figura, la tuerca experimenta una fuerza normal Fn sobre el roscado y una fuerza de reacción Fr por parte del pistón 33 que la tuerca debería empujar para seguir el movimiento axial del tornillo. Estas dos fuerzas tienen una resultante Fc según la dirección circunferencial C. Pero cualquier rotación de la tuerca se acompaña de una fuerza de frotamiento opuesta Ff tal que Ff y Fn tienen una resultante Ft que forma con la fuerza Fn un ángulo 9 que es el ángulo de frotamiento. Por el hecho de que p se elige inferior a 9, la fuerza de frotamiento Ff es superior a la fuerza Fc e impide, por consiguiente, que la fuerza Fc provoque la rotación de la tuerca. Para la claridad de la figura, se ha exagerado la diferencia 9 y p con respecto a los valores de acuerdo con la invención.

Por ejemplo, con unas piezas lubrificadas de acero, por ejemplo, de acero forjado, el coeficiente de frotamiento está comprendido entre 0,1 y 0,2. Un valor de 0,1 para este coeficiente de frotamiento determina un ángulo de frotamiento de 9iímite=5,7°. Para que la transmisión de esfuerzo sea irreversible, el ángulo de hélice p del sistema debe ser inferior al ángulo de frotamiento, o sea, p<5,7°.

El principio de la transmisión tornillo-tuerca permite obtener una muy gran desmultiplicación, tanto mayor en cuanto que el ángulo de hélice es escaso.

En el caso de las motorizaciones eléctricas, en particular, la naturaleza de la motorización proporciona a menudo unas velocidades de rotación elevadas, lo que obliga a prever una muy gran desmultiplicación para obtener un desplazamiento escaso con un esfuerzo suficiente. Por lo tanto, podría parecer interesante utilizar un ángulo de hélice muy escaso para proporcionar esta desmultiplicación y limitar el número de engranajes intermedios.

No obstante, en este modo de realización, el ángulo de hélice del roscado del sistema tornillo-tuerca se elige lo mayor posible permaneciendo al mismo tiempo inferior al ángulo de frotamiento. Esto permite mejorar el rendimiento del sistema tornillo-tuerca en sí mismo. Esta particularidad es particularmente ventajosa combinada con las características de la transmisión, descritas a continuación, que permiten proporcionar más desmultiplicación conservando al mismo tiempo un buen rendimiento global.

Este ángulo de hélice se elige, por ejemplo, con un valor de 0,25 ° por debajo del ángulo límite o incluso de 0,15 ° por debajo. Por ejemplo, en el caso de un coeficiente de frotamiento de 0,1, con un roscado de perfil trapezoidal de 15 °, el ángulo de hélice p elegido estará comprendido entre 5,45 ° y 5,7 ° o incluso entre 5,55 ° y 5,7 ° y preferentemente con un valor de p=5,6 °.

El contacto de frotamiento contra los roscados macho y hembra tiene lugar en costado de rosca sobre una zona comprendida entre las dos cúspides de rosca. En una versión, el ángulo de hélice se mide en esta zona y de forma todavía más segura a lo largo de la cúspide del roscado hembra. En otra versión, el ángulo se mide a lo largo del círculo de diámetro medio de la zona de contacto. En función del diámetro elegido se toma un margen de seguridad más o menos grande con respecto al ángulo de frotamiento. En cualquier caso, se hace de modo que la irreversibilidad esté garantizada en funcionamiento, incluido en unas condiciones térmicas extremas y en caso de desgaste de los costados de rosca.

Preferentemente, unas ranuras previstas en la superficie interior de la tuerca 31 comunican con su roscado para

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formar una reserva de lubrificante.

Como es visible, por ejemplo, en la FIGURA 5 y 6, el sistema tornillo-tuerca comprende uno de los pistones, en este caso, el segundo pistón 32. Este toma la forma de un tornillo-pistón no rotativo que comprende una parte macho roscada 32 y una cabeza de pistón que lleva una ranura 322 que recibe la franja de un segmento 13. También se impide que el tornillo gire alrededor de su eje. El tornillo-pistón 32 interactúa con la otra parte del sistema tornillo- tuerca, formada por una tuerca 31 provista de un roscado interior. Alternativamente, los elementos machos y hembras del sistema tornillo-tuerca podrían invertirse, siendo entonces la tuerca no rotativa y estando realizada en una sola pieza con uno de los pistones. En el presente modo de realización, es la tuerca 31 quien es rotativa y quien recibe el esfuerzo de accionamiento. El otro pistón 33 también él está inmovilizado en contra de cualquier rotación alrededor de su eje. Está provisto de una ranura que recibe el apoyo del primer extremo 122 del segmento correspondiente para asegurar esta inmovilización. El pistón 33 está apoyado sobre la tuerca 31, con posibilidad de deslizamiento rotativo entre sí.

En este modo de realización, la rotación se transmite al sistema tornillo-tuerca del conjunto de accionamiento lineal 3 desde un motorreductor 5 por un subconjunto de transmisión 4 que comprende unas ruedas dentadas de ejes paralelos, engranadas entre sí y montadas para transmitir el movimiento rotativo de la motorización a uno de los elementos del sistema tornillo-tuerca.

Los ejes de estas rudas dentadas también son paralelos a la dirección D2 del movimiento lineal obtenido y al eje de rotación del motorreductor 5.

Esta rotación se transmite al elemento rotativo 31 del sistema tornillo-tuerca por una forma exterior, realizada en este caso por unas acanaladuras 312 de arrastre que las lleva la tuerca 31.

El conjunto de accionamiento lineal 3 está montado en la carcasa 21 del accionamiento lineal 2, también llamada carcasa principal. Es esta carcasa 21 quien sirve de anclaje sobre el plato 10. Está realizada, por ejemplo, de metal, como fundición de aluminio. Sobre esta carcasa principal está ensamblada una carcasa secundaria 23, de forma que encierren entre sí de forma estanca (al menos al polvo) el subconjunto de transmisión 4 que comprende varias ruedas dentadas de contacto exterior.

La rueda de salida 43 del subconjunto de transmisión 4 arrastra la tuerca 31 del sistema tornillo-tuerca por un escariado axial que lleva una forma interior 431, en este caso, unas acanaladuras, que rodean la tuerca 31 y que cooperan con su forma exterior 312 para realizar un acoplamiento rotativo con libertad de deslizamiento axial.

La forma interior 431 de la rueda de salida 43 y la forma exterior 312 de la tuerca 31 forman juntas una unión que asegura un acoplamiento rotativo con libertad de deslizamiento axial, de acuerdo con la dirección de accionamiento D2, sobre una curva suficiente para permitir que el conjunto de accionamiento lineal 3 deslice completamente hasta llegar a hacer tope por un resalte 329 o por otro 339 sobre la carcasa principal 21 de acuerdo con el sentido del par de frenado o de mantenimiento que hay que transmitir, como se ilustra en las FIGURAS 4 y 3 respectivamente.

Como se ilustra en la FIGURA 7, el conjunto de las dos carcasas ensambladas con el accionador lineal 2 está acoplado de forma estanca en una abertura 100 del plato 10. El motorreductor 5 está ensamblado entonces sobre la parte de la carcasa secundaria 23 que rebasa el plato 10 del lado opuesto a los segmentos, es decir, del lado "trasero" del plato. El accionador lineal 2 está fijado sobre el plato 10 de forma solidaria por su carcasa principal 2 gracias a unos tornillos acoplados en unos orificios 219 (FIGURAS 5 y 6) previstos en unos linguetes 218 que pertenecen a la carcasa principal 21.

Nomenclatura

1

freno de tambor

10

plato soporte

100

abertura de plato

11

segundo accionador - freno de servicio

12, '

13 segmentos de frenado

121,

131 segundos extremos de los segmentos

122,

132 primeros extremos de los segmentos

14

elemento intercalador - bieleta de compensación de juego

142

articulación de elemento intercalador

15

tambor de rueda

2

accionador lineal - freno de estacionamiento

21

carcasa principal

218

linguetes de fijación de carcasa principal

219

orificios de fijación de carcasa principal

23

3

31

311

312

32

322

329

33

331

332

333

339

4

43

431

5

carcasa secundaria

conjunto de accionamiento lineal

tuerca acanalada de sistema tornillo-tuerca

roscado de tuerca acanalada

acanaladuras externas de tuerca

tornillo de sistema tornillo-tuerca, que forma

pistón

ranura de tornillo-pistón

resalte de apoyo del tornillo-pistón - transmisión del par de frenado pistón elástico lineal - "spring package" elemento elástico - apilamiento de arandelas Belleville

cabeza de pistón elástico fondo de pistón elástico

resalte de apoyo del pistón elástico - transmisión del par de frenado subconjunto de transmisión rueda de salida

acanaladuras interiores de rueda de salida motorreductor

Claims (13)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   65

   REIVINDICACIONES

   1. Accionador lineal (2) para unos segmentos de frenado (12, 13) montados sobre un plato (10) en el interior de un freno de tambor (1) de vehículo automóvil que comprende un subconjunto de transmisión (4) arrastrado a la entrada por una motorización rotativa (5) y que arrastra a la salida un conjunto de accionamiento lineal (3), comprendiendo dicho conjunto de accionamiento lineal un elemento rotativo (31) y un segundo elemento (32) que cooperan juntos por unos roscados macho y hembra respectivos para formar un sistema tornillo-tuerca, dispuesto para aplicar selectivamente dichos segmentos contra el tambor de dicho freno separando el uno del otro unos primeros extremos (122, 132) de dichos segmentos por el efecto de un arrastre en rotación de dicho elemento rotativo (31) por medio de dicho subconjunto de transmisión (4), caracterizado por que el ángulo de hélice p de los roscados del sistema tornillo-tuerca es inferior al ángulo de frotamiento 9, con un desvío de como mucho un 3 % del valor de dicho ángulo de frotamiento.
2. 2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el ángulo de hélice p de los roscados del sistema tornillo-tuerca se elige con un valor de p = 0,98 x 9, donde 9 es el ángulo de frotamiento.
3. 3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que los roscados presentan un perfil de tipo trapezoidal.
4. 4. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento rotativo (31) del sistema tornillo-tuerca está montado solidario en rotación y deslizante coaxialmente con una rueda (43) del subconjunto de transmisión (4).
5. 5. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el roscado hembra comunica con una o varias ranuras que forman una reserva de lubrificante.
6. 6. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el conjunto de accionamiento lineal (3) está montado flotante entre los dos segmentos (12, 13) según la dirección de accionamiento (D2) con un recorrido limitado por un apoyo de tope de transmisión de par en cada uno de sus extremos.
7. 7. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento rotativo (31) está arrastrado en rotación por un engranaje de contactos exteriores compuesto por ruedas de ejes paralelos.
8. 8. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento rotativo (31) forma la tuerca del sistema tornillo-tuerca.
9. 9. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el conjunto de accionamiento lineal (3) comprende un elemento (33) elásticamente deformable, al menos de acuerdo con la dirección de accionamiento (D2), por el efecto de un esfuerzo de separación aplicado a los segmentos por el sistema tornillo-tuerca.
10. 10. Freno de tambor (1) que comprende dos segmentos (12, 13) montados sobre un plato (10) de forma que se puedan separar el uno del otro para llegar a apoyarse sobre una pista de frotamiento que la lleva el interior de un tambor móvil en rotación con respecto a dicho plato, caracterizado por que comprende un accionador lineal (2) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores dispuesto para separar el uno del otro dos primeros extremos (122, 132) de dichos segmentos que están frente por frente el uno del otro.
11. 11. Freno de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado por que los dos segmentos (12, 13) están articulados en una bieleta (14) móvil con respecto al plato y que los une entre sí en las inmediaciones de sus segundos extremos, opuestos a los primeros extremos, siendo dicha bieleta adecuada para transmitir de uno (12) de dichos segmentos al otro (13) de dichos segmentos un esfuerzo que empuja a dicho otro segmento (13) en apoyo contra un elemento de anclaje (21) fijo con respecto al plato (10).
12. 12. Freno de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, caracterizado por que comprende, además, un segundo accionador que asegura una segunda función de frenado, en concreto, de servicio (11), estando dicho segundo accionador dispuesto para separar el uno del otro los segundos extremos de los dos segmentos (12, 13), mientras que los primeros extremos (122, 132) llegan a hacer tope con respecto al plato (10).
13. 13. Dispositivo de frenado para vehículo o subconjunto de vehículo, en concreto, de carretera, que comprende un disco de freno que interactúa con unas pastillas de freno para realizar una segunda función de frenado, en concreto, de freno de servicio, caracterizado por que comprende un freno de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, dispuesto para asegurar una primera función de frenado, en concreto, de freno de estacionamiento y/o de emergencia y por que su tambor es solidario con, y coaxial con, dicho disco de freno.