UNIDAD DE FRENOS, ACTUADOR DE FRENOS Y MÉTODO PARA FABRICAR UN ACTUADOR DE FRENOS
CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a una unidad de frenos, a un actuador de frenos y a un método para fabricar un actuador de frenos.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los vehículos de motor están equipados con varios tipos de frenos. Por ejemplo, los vehículos pesados están equipados, normalmente, con frenos de aire. El actuador de unos frenos de aire incluye, por lo general, un alojamiento que define una cámara de aire, un pistón móvil ubicado en el alojamiento y una varilla de empuje conectada con el pistón. La varilla de empuje se extiende fuera del alojamiento y el extremo de la varilla de empuje que está fuera del alojamiento está conectado con un yugo. En la patente de EE. UU. Núm. 6,253,890 se describe un ejemplo. El yugo está conectado con una leva por medio de una conexión articulada. Cuando a la cámara de aire se alimenta aire comprimido, la unidad de pistón/varilla de empuje/yugo se extiende desde la cámara, hace girar a la leva y empuja las zapatas de los frenos para que hagan contacto con el tambor del freno. Cuando el aire comprimido es desfogado de la cámara, la unidad de pistón/varilla de empuje/yugo se retrae hacia el interior de la cámara de aire y la leva gira en la dirección inversa, de modo que las zapatas de los frenos se despegan del tambor del freno. Idealmente, cuando los frenos se liberan, es decir, dejan de aplicarse, existe entre las zapatas de los frenos y el tambor del freno una separación óptima. Esta separación debe ser uniforme en todos los frenos, para que en las ruedas se apliquen fuerzas de frenado uniformes en los dos lados del vehículo. La separación también debe ser pequeña, de modo que la unidad de pistón/varilla de empuje/yugo que se extiende desde la cámara de aire necesite desplazarse sólo una distancia pequeña para acoplarse con los frenos. Sin embargo, la separación debe ser la suficiente para evitar que las zapatas de los frenos se arrastren sobre el tambor, incluso cuando estén calientes y se hayan expandido por la temperatura. Para ajustar la separación entre las zapatas de los frenos y el tambor del freno cuando los frenos no se están aplicando se utiliza un ajustador automático de la holgura. Un ajustador automático de la holgura típico incluye un engrane de tornillo sinfín que está acuñado o conectado por medio de chavetas con la flecha de la leva que mueve las zapatas de los frenos. Un eje de transmisión helicoidal, montado para que gire alrededor de un eje perpendicular al eje de la leva, se acopla con el engrane de tornillo sinfín para establecer la posición angular entre el alojamiento del ajustador de la holgura y la flecha de la leva. Se proporciona un dispositivo para hacer girar al engrane de tornillo sinfín y cambiar automáticamente la posición angular entre el alojamiento del ajustador de la holgura y la flecha de la leva para eliminar la holgura conforme la zapata de los frenos se va desgastando. El dispositivo incluye un embrague cónico dentado que puede utilizarse para desconectar el mecanismo de ajuste durante la parte de la elasticidad de la aplicación de los frenos, para obtener la función de ajuste de la holgura. Durante el ajuste, que por lo general se realiza al momento de liberar los frenos, el embrague se acopla y transmite un movimiento angular y un par de torsión para realizar el ajuste de la holgura. En la patente de EE. UU. Núm. 5,350,043 se describe un ajustador automático de la holgura típico, cuya descripción se incorpora de esta manera, como referencia en la presente. Para que el ajustador automático de la holgura funcione en forma adecuada, la varilla de empuje debe estar dentro de un cierto intervalo de longitud. En diversas configuraciones vehiculares, se utilizan diferentes longitudes de varillas de empuje para asegurar la operación adecuada del ajustador automático de la holgura. El yugo se conecta entonces permanentemente en un extremo de la varilla de empuje. Por lo general, el yugo está permanentemente unido a la varilla de empuje por medio de soldadura . No obstante, el soldado del yugo en la varilla de empuje posee varias desventajas. Por ejemplo, el equipo de soldadura es relativamente costoso. Y el calor generado por la soldadura puede debilitar al yugo o a la varilla de empuj e .
SUMARIO DE LA INVENCIÓN De conformidad con un aspecto de la invención, una unidad de frenos incluye un freno, un actuador y un ajustador automático de la holgura para ajustar la separación entre las zapatas de los frenos y el tambor del freno. El actuador incluye un alojamiento, un pistón móvil ubicado en el alojamiento, un yugo ubicado fuera del alojamiento y una varilla de empuje que se extiende a través de alojamiento. La varilla de empuje está conectada con el pistón y una porción de extremo de la varilla de empuje forma un remache que une el yugo con la varilla de empuj e . De conformidad con otro aspecto de la invención, un actuador de frenos incluye un alojamiento, un pistón móvil ubicado en el alojamiento, un yugo ubicado fuera del alojamiento y una varilla de empuje que se extiende a través de alojamiento. La varilla de empuje está conectada con el pistón y una porción de extremo de la varilla de empuje forma un remache que une el yugo con la varilla de empuj e . De preferencia, el yugo incluye un orificio pasante y la varilla de empuje se extiende a través del orificio pasante del yugo. El extremo de la varilla de empuje puede ser radialmente mayor que el orificio pasante para evitar que el yugo se deslice y se salga de la porción de extremo de la varilla de empuje. La porción de extremo de la varilla de empuje puede incluir una entalladura. En una modalidad preferida, la porción de extremo de la varilla de empuje es radialmente más pequeña que el resto de la varilla de empuje. Por ejemplo, la porción de extremo de la varilla de empuje puede tener un primer diámetro y el resto de la varilla de empuje tiene un segundo diámetro que es mayor que el primer diámetro. El orificio pasante puede ser radialmente mayor que la porción de extremo de la varilla de empuje, aunque puede ser radialmente más pequeño que el resto de la varilla de empuje. Por ejemplo, el orificio pasante puede tener un tercer diámetro que es mayor que el primer diámetro, pero que es menor que el segundo diámetro. Como resultado, el yugo puede montarse en la porción de extremo de la varilla de empuje, pero no puede montarse en el resto de la varilla de empuje. Cuando el yugo está montado en la porción de extremo de la varilla de empuje, puede apoyarse contra un extremo del resto de la varilla de empuje, cuyo extremo forma la xnterfaz entre la porción de extremo de la varilla de empuje y el resto de la varilla de empuje. De conformidad con un aspecto adicional de la invención, un método para fabricar un actuador de frenos incluye extender una porción de extremo de una varilla de empuje del actuador de frenos a través de un orificio pasante de un yugo del actuador de frenos y extender radialmente el extremo de la varilla de empuje hasta un tamaño que es radialmente mayor que el orificio pasante para evitar que el yugo se deslice y se salga de la porción de extremo de la varilla de empuje. El método puede incluir además la creación de una entalladura en la porción de extremo de la varilla de empuje. La presente invención tiene varias ventajas. Por ejemplo, cuando se compara con el equipo de soldadura, el equipo de remachado es menos costoso. Adicionalmente , el remachado no debilita al yugo ni a la varilla de empuje. Otros objetos, ventajas y características novedosas de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de la invención cuando se toma en cuenta junto con los dibujos anexos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 ilustra un actuador de frenos de conformidad con una modalidad de la presente invención. La figura 2 es una vista parcial en sección transversal de una conexión de remache entre la varilla de empuje y el yugo del actuador de frenos mostrado en la figura 1. Las figuras 3a y 3b son vistas parciales en sección transversal del antes y después, que ilustran el ensamblado de la conexión de remache entre la varilla de empuje y el yugo del actuador del freno mostrado en la figura 1.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La figura 1 ilustra un actuador (10) de frenos preferido de la presente invención. El resto de la unidad de frenos no se ilustra específicamente aquí, debido a que en las patentes de EE. UU. Núm. 5,350,043 y 6,253,890 se describen y muestran ejemplos, ambos documentos se incorporan como referencia en la presente . El actuador (10) de frenos incluye un alojamiento (12), un pistón móvil (14) ubicado en el alojamiento (12), un yugo (16) ubicado fuera del alojamiento (12) y una varilla de empuje (18) que se extiende a través de alojamiento (12) . La varilla de empuje (18) está conectada con el pistón (14) y una porción de extremo (20) de la varilla de empuje (18) forma un remache (22) que une el yugo (16) con la varilla de empuje (18) . El alojamiento (12) puede tener cualquier configuración adecuada, aunque por lo regular tiene una configuración generalmente cilindrica hueca. El pistón (14), configurado normalmente como un cilindro o una placa de disco, puede estar colocado en el aloj miento (12) , de modo que puede moverse en el alojamiento (12) en la dirección axial. Entre el alojamiento (12) y el pistón (14) se coloca, de preferencia, un sello (24) . El sello puede ser un anillo de sello o una membrana de sello. La varilla de empuje (18) tiene una configuración generalmente alargada. La sección transversal de la varilla de empuje (18) puede tener cualquier forma adecuada, como por ejemplo, circular, triangular o cuadrada. El yugo (16) tiene la configuración general de una horquilla, aunque puede configurarse de cualquier manera que le permita conectar la unidad de pistón-varilla de empuje con el resto de la unidad de frenos . Como se ilustra en la figura 2, el yugo (16) incluye, de preferencia, un orificio pasante (26) y la varilla de empuje (18) se extiende a través del orificio pasante (26) del yugo (16) para conectar la varilla de empuje (18) con el yugo (16) . La porción de extremo (20) de la varilla de empuje (18) puede ser radialmente mayor que el orificio pasante (26) para formar el remache (22) , que evita que el yugo (16) se deslice y se salga de la porción de extremo (20) de la varilla de empuje (18) . La porción de extremo (20) de la varilla de empuje (18) puede incluir una entalladura (28). La entalladura (28) facilita el deformado de la porción de extremo (20) de la varilla de empuje (18) para volverla radialmente mayor que el orificio pasante (26) y formar el remache (22) . En una modalidad preferida, la porción de extremo (20) de la varilla de empuje (18) es radialmente más pequeña que el resto de la varilla de empuje (18) . Por ejemplo, la porción de extremo (20) de la varilla de empuje (18) puede tener un primer diámetro y el resto de la varilla de empuje (18) tiene un segundo diámetro que es mayor que el primer diámetro. El orificio pasante (26) puede ser radialmente mayor que la porción de extremo (20) de la varilla de empuje (18) , aunque puede ser radialmente más pequeño que el resto de la varilla de empuje (18) . Por ejemplo, el orificio pasante (26) puede tener un tercer diámetro que es mayor que el primer diámetro, pero que es menor que el segundo diámetro. Como resultado, el yugo (16) puede montarse en la porción de extremo (20) de la varilla de empuje (18) , pero no puede montarse en el resto de la varilla de empuje (18) . Cuando el yugo está montado en la porción de extremo (20) de la varilla de empuje (18) , puede apoyarse contra un extremo (30) del resto de la varilla de empuje (18) , cuyo extremo (30) forma la interfaz entre la porción de extremo (20) de la varilla de empuje (18) y el resto de la varilla de empuje (18) . De conformidad con un aspecto adicional de la invención, un método para fabricar un actuador de frenos incluye extender primero una porción de extremo (20) de una varilla de empuje (18) del actuador de frenos a través del orificio pasante (26) de un yugo (16) del actuador de frenos, como se muestra en la figura 3a (esta figura no incluye la entalladura (28) mostrada en la figura 2) . Una vez que la porción de extremo (20) está totalmente asentada en el orificio (26) , la porción de extremo (20) está radialmente expandida hasta un tamaño que es radialmente mayor que el orificio pasante (26) para evitar que el yugo (16) se deslice y se salga de la porción de extremo (20) de la varilla de empuje (18) , como se muestra en la figura 3b. Esta expansión puede ser generada presionando, por ejemplo, una herramienta de abocardado (32) en el extremo expuesto de la porción de extremo (20) para formar el remache (22) de retención del yugo mostrado en la figura 3b. De preferencia, la herramienta es prensada en la porción de extremo (22) utilizando una técnica de impacto, ya que los procesos tradicionales que forman el remache, como por ejemplo, la de remachado giratorio no pueda ser utilizada por la cercana proximidad de las ramas de la horquilla del yugo. Debido a que las fuerzas de aplicación de los frenos, que normalmente son del orden de (200-400 libras) , son transportadas por el extremo (30) y las fuerzas de retorno del actuador de frenos son mucho menores (normalmente del orden de (60 libras)), la unión varilla de empuje-yugo así formada es suficiente para soportar el típico intervalo de servicio de las fuerzas de accionamiento del freno. La descripción precedente se ha expuesto solamente para ilustrar la invención y no se pretende que la limite. Puesto que a quienes tienen experiencia en la técnica podrán ocurrírseles modificaciones a las modalidades descritas que incorporan el espíritu y sustancia de la invención, debe interpretarse que la invención incluye todo dentro del alcance de las reivindicaciones anexas y de sus equivalentes .