ES2967904T3 - Actuador del dispositivo de frenado, actuador de recuperación de holgura, sistema para actuar un dispositivo de frenado y métodos para ellos - Google Patents

Abstract

Un actuador para un dispositivo de frenado para una operación de freno de servicio y/o freno de estacionamiento comprende un eje para accionar el dispositivo de frenado y un actuador eléctrico para accionar el eje. Un actuador de recuperación de holgura para soportar las pastillas de freno del dispositivo de frenado en preparación de una operación del freno de servicio y/o del freno de estacionamiento. Un sistema para una operación de freno de servicio y/o freno de estacionamiento comprende un actuador para un dispositivo de frenado y un actuador de recuperación de holgura. La invención se refiere además a métodos para accionar un dispositivo de frenado, métodos para soportar una pastilla de freno así como métodos para soportar y accionar un dispositivo de frenado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Actuador del dispositivo de frenado, actuador de recuperación de holgura, sistema para actuar un dispositivo de frenado y métodos para ellos

La presente invención se refiere a un sistema para una operación de freno de servicio y/o freno de estacionamiento. La invención se refiere además a métodos para soportar y accionar un dispositivo de frenado por medio de tal sistema.

Tales actuadores y métodos son útiles para una última operación de un freno de servicio y/o de estacionamiento cuando un actuador normal está inactivo o sin alimentación. Un ejemplo sería un freno de servicio y/o de estacionamiento operado eléctricamente en la que el actuador eléctrico normal no es operable debido a la falta de energía eléctrica.

Si bien es posible proporcionar un almacenamiento de energía eléctrica de emergencia para operar los frenos, tales dispositivos, por ejemplo baterías recargables, a menudo son engorrosos cuando se les dota con la capacidad de almacenamiento de energía requerida para la operación de los frenos.

Además, el desgaste de las pastillas de freno del dispositivo de frenado puede hacer que sea necesario soportar las pastillas de freno para hacer contacto y solo entonces proporcionar un accionamiento completo del freno.

También se conocen actuadores de freno electroneumáticos. Generalmente, estos actuadores utilizan fuentes de energía neumática a través de cilindros neumáticos para proporcionar tanto el accionamiento del freno de servicio como la liberación del freno de estacionamiento. Se proporcionan dos actuadores de modo que la liberación del freno de estacionamiento sea independiente del accionamiento del freno de servicio y pueda actuar de forma independiente. Sin embargo, en los vehículos eléctricos no es deseable requerir un compresor que consuma mucha energía para proporcionar presión neumática.

En el documento WO 02/49892, se utiliza un único resorte de reloj para accionar un freno de estacionamiento cuando se interrumpe el suministro de voltaje de un control de freno y/o un dispositivo de accionamiento.

El documento EP 0266856 A1 describe una combinación de dos resortes, un resorte de reloj y un resorte helicoidal, para accionar un dispositivo de frenado. El resorte de reloj se puede enganchar a un eje actuador del dispositivo de frenado y usar para accionar el freno. Sin embargo, si hay una holgura excesiva en el dispositivo de frenado, se activa un motor para hacer girar el resorte del reloj de manera que se recupere la holgura.

El documento EP 0 129969 A2 proporciona un medio para mejorar la precisión de un actuador que ejerce fuerza controlado eléctricamente usando un resorte de control controlado por el motor eléctrico y que actúa en oposición a un resorte de potencia.

Según el documento CN 109869424 A, un freno mecánico controlado eléctricamente comprende un motor para accionar el freno en un modo de freno de servicio a través de un eje y un resorte de reloj enganchable con el eje para accionar el freno en un modo de estacionamiento.

Por tanto, un objeto de la invención es proporcionar un actuador de dispositivo de frenado mejorado, un actuador de recuperación de holgura y un sistema para accionar un dispositivo de frenado que se pueda usar en vehículos eléctricos, así como los métodos correspondientes para accionar un dispositivo de frenado.

Este objetivo se resuelve mediante un sistema para una operación del freno de servicio y/o del freno de estacionamiento según la reivindicación 1 y un método para activar un dispositivo de frenado según la reivindicación 8.

El objetivo se resuelve mediante un sistema para una operación del freno de servicio y/o del freno de estacionamiento, que comprende un actuador para un dispositivo de frenado para una operación del freno de servicio y/o del freno de estacionamiento, que comprende un eje para accionar el dispositivo de frenado y un actuador eléctrico para accionar el eje y el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica para accionar el eje independientemente del actuador eléctrico, en donde el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica se engancha y desengancha selectivamente del eje y un actuador de recuperación de holgura para soportar las pastillas de freno del dispositivo de frenado entre sí en preparación de una operación de freno de servicio y/o de freno de estacionamiento, que comprende el eje para ajustar una posición de las pastillas de freno del dispositivo de frenado, y un segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica, en donde el actuador y el actuador de recuperación de holgura comprenden un eje común y en donde el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica y el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica están separados, en donde el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica se puede enganchar y desenganchar selectivamente del eje.

De forma compacta y ligera, el sistema proporciona tanto una forma de soportar las pastillas de freno como de accionar luego el dispositivo de frenado. La separación de estas dos funciones a ser proporcionadas por dos dispositivos de almacenamiento de energía mecánica diferentes permite que cada uno de los dispositivos de almacenamiento de energía mecánica se construya de una forma especializada y, por tanto, más compacta y ligera, de manera que el sistema sea más compacto y ligero que con un dispositivo de almacenamiento de energía mecánica para proporcionar ambas funciones.

Un actuador de recuperación de holgura permite la compensación del desgaste de las pastillas de freno durante la operación del freno. La holgura también puede aparecer cuando, por cualquier motivo, el freno se ha rebobinado lo suficiente como para que aparezca y/o se ensanche un hueco entre las pastillas de freno y se pueda compensar de la misma forma. El segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica permite que esta compensación también sea usada cuando un actuador normal previsto para este fin no es operable. Dado que no requieren equipos neumáticos engorrosos ni un almacenamiento de energía eléctrica considerable, se puede construir de forma ligera y compacta, lo que es ideal para vehículos eléctricos.

Si el actuador eléctrico no es operable, el primer almacenamiento de energía mecánica se puede enganchar con el eje para accionar el dispositivo de frenado. De esta forma, no es necesario proporcionar presión neumática para ninguna operación y, además, tampoco es necesario un enorme almacenamiento de energía eléctrica. Por tanto, el actuador para el dispositivo de frenado se puede construir de una forma compacta y ligera, lo que es ventajoso para su uso en vehículos eléctricos. Dado que el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica se puede enganchar y desenganchar selectivamente del eje, es posible establecer, por ejemplo, una pretensión del segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica.

En una realización adicional, los primeros dispositivos de almacenamiento de energía mecánica se pueden enganchar por medio de una disposición de embrague que es operable para establecer selectivamente uno de los siguientes estados: un primer estado, en donde el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica está enganchado con el eje y un segundo estado en donde el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica está bloqueado.

Por tanto, el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica se puede cargar mientras que la disposición de embrague está en su primer estado utilizando el actuador eléctrico previsto para la operación regular. Una vez que se ha cargado el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica, la disposición de embrague se puede llevar al segundo estado que bloqueará el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica, preservando así la energía mecánica almacenada en el mismo hasta que se necesite. No se requiere ningún actuador adicional para cargar el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica.

En una realización adicional, el actuador comprende un actuador de freno lineal para accionar el dispositivo de frenado y un convertidor para convertir la rotación del eje en un movimiento lineal del actuador de freno lineal, en donde el convertidor conecta el eje al actuador de freno lineal.

Si el dispositivo de frenado está construido de modo que sea accionado por acción lineal y no por rotación, el convertidor permitirá que el actuador se utilice con tal dispositivo de frenado.

En una realización adicional, el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica en el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica están configurados para almacenar energía como energía potencial elástica y el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica y el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica están configurados para ser cargados y descargados mediante rotación del eje.

Dado que el actuador eléctrico puede proporcionar una rotación del eje durante la operación normal, el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica en el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica se puede cargar durante la operación normal sin requerir equipo adicional. Dado que no se requiere equipo adicional para cargar los dispositivos de almacenamiento de energía mecánica, se logra un sistema compacto y ligero para la operación de freno que se puede utilizar ventajosamente en vehículos eléctricos.

En una realización adicional, el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica está configurado para proporcionar un par promedio más alto que el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica mientras que se descarga.

De esta forma, el par requerido para soportar las pastillas de freno y para accionar el freno se puede proporcionar mediante dispositivos de almacenamiento de energía mecánica que se adapten a cada tarea y, por tanto, sean más compactos y ligeros que un dispositivo de almacenamiento de energía mecánica que proporcionaría ambas cosas. En una realización adicional, los primeros dispositivos de almacenamiento de energía mecánica están configurados para proporcionar menos rotaciones del eje y el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica cuando se descargan.

En general, más rotaciones se requieren para soportar las pastillas de freno y se requieren para el accionamiento real del freno. El uso de dispositivos de almacenamiento de energía mecánica especializados para cada tarea genera una construcción más compacta y ligera que usando un dispositivo de almacenamiento de energía mecánica que proporcionaría ambas cosas.

Cuando se combinan estas características, proporcionar un primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica que está configurado para proporcionar un par promedio más alto y un menor número de rotaciones del eje y el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica que está configurado para proporcionar un par promedio más bajo y un mayor número de rotaciones del eje, esto conduce a una construcción incluso más compacta y ligera del sistema.

En una realización adicional, el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica y/o el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica comprenden un resorte de torsión.

Los resortes de torsión se pueden formar de una manera compacta y se pueden configurar fácilmente para necesidades particulares con respecto al par y/o el número de rotaciones, lo que a menudo se denomina carrera. El objeto se resuelve además mediante un método para soportar y accionar un dispositivo de frenado por medio de cualquiera de los sistemas descritos anteriormente que comprende los pasos: esperar a que la actuación del eje se ralentice y/o se detenga después de que la energía almacenada en el segundo almacenamiento de energía mecánica haya accionado el eje, enganchando luego el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica con el eje para liberar la energía mecánica almacenada en el mismo al eje.

Con este método, la energía para el accionamiento del dispositivo de frenado almacenada en el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica se aplica de una forma optimizada, dado que la energía del segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica ya ha llevado las pastillas de freno del dispositivo de frenado a una posición optimizada para comenzar el accionamiento del freno real. Cada uno de los dispositivos de almacenamiento de energía mecánica se puede adaptar a su tarea. Esto da como resultado una construcción compacta y ligera que es ventajosa para su uso en vehículos eléctricos.

Ventajas adicionales y otros aspectos de la invención se describirán con más detalle a continuación con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, en donde

la Fig. 1 es una ilustración esquemática de un corte a través de un actuador para un dispositivo de frenado según una realización de la invención;

la Fig. 2 es una ilustración esquemática de un convertidor para convertir la rotación en un movimiento lineal según una realización de la invención;

la Fig. 3 es una ilustración esquemática de un corte a través de un actuador de recuperación de holgura según una realización de la invención;

la Fig. 4 es una ilustración esquemática de un corte a través de un sistema según una realización de la invención;

la Fig. 5 es una ilustración esquemática de un corte a través de un primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica según una realización de la invención;

la Fig. 6 es una ilustración esquemática de un corte a través de un segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica según una realización de la invención y

la Fig. 7 es una ilustración esquemática de un corte a través de un sistema para una operación de freno de servicio y/o de freno de estacionamiento según una realización de la invención.

La Fig. 1 muestra en general un actuador de freno 10 según una realización de la invención, en particular para un freno de vehículo, que comprende una carcasa 12, un primer actuador 14 y un segundo actuador 16, en donde los actuadores 14, 16 están dispuestos en un eje 18. Los actuadores 14, 16 están configurados para ser capaces de ejercer un par sobre el eje 18, en particular con relación a la carcasa 12.

El primer actuador 14 comprende un motor eléctrico 22 para hacer girar el eje 18.

La rotación del eje 18 acciona un freno de servicio y/o un freno de estacionamiento que no se muestra. La rotación del eje 18 en una primera dirección aprieta las pastillas de freno del freno y la rotación en una segunda dirección opuesta a la primera dirección libera las pastillas de freno.

El segundo actuador 16 comprende un primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica 24 que está conectado al eje 18 por medio de una disposición de embrague 20. El segundo actuador 16 está conectado además a la carcasa 12. El primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica está realizado como un resorte de torsión 24 que comprende dos extremos, un extremo exterior 26 fijado a la carcasa 12 y un extremo interior 28 fijado a la disposición de embrague 20.

El extremo interior 28 del resorte de torsión 24 se puede enganchar y desenganchar selectivamente del eje 18 por medio de la disposición de embrague 20. La disposición de embrague 20 es operable para seleccionar un primer estado o un segundo estado en donde en el primer estado, el resorte de torsión 24 está enganchado con el eje 18 por su extremo interior 28 y en donde, en el segundo estado, el resorte de torsión 24 se desengancha del eje 18 y está bloqueado rotacionalmente en la carcasa 12.

Cuando el extremo interior 28 del resorte de torsión 24 se engancha con el eje 18 en el primer estado de la disposición de embrague 20, el eje 18 y el resorte de torsión 24 pueden intercambiar par. Por tanto, el resorte de torsión 24 puede hacer girar el eje 18 en este estado si no se aplica ningún otro par al eje 18.

Además, el motor eléctrico 22 puede hacer girar el eje 18 y cargar el resorte de torsión 24.

El motor eléctrico 22 proporciona la actuación del freno de servicio y/o del freno de estacionamiento durante la operación normal. Si ya no es posible la operación normal y el motor eléctrico 22 ya no se puede operar, por ejemplo, cuando falla un sistema eléctrico que proporciona energía al motor eléctrico 22, el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica proporciona energía para una última operación del freno de servicio y/o del freno de estacionamiento. Para lograr esto, en un primer paso, se opera la disposición de embrague 20 para seleccionar el primer estado. Luego, el resorte de torsión 24 hará girar el eje 18 para accionar el freno de servicio y/o el freno de estacionamiento.

Cuando las pastillas de freno del dispositivo de frenado se presionan entre sí debido al accionamiento, una fuerza de resistencia y/o un par actúa sobre el eje 18 y aumentará con la presión entre las pastillas de freno. De esta forma, la rotación del eje 18 se detendrá automáticamente cuando el par proporcionado por el resorte de torsión 24 iguale el par de resistencia ejercido por el dispositivo de frenado.

Los dispositivos de frenado pueden requerir un movimiento lineal de un actuador para ser accionados. En este caso, puede ser requerido un convertidor para convertir la rotación del eje 18 en un movimiento lineal.

La Fig. 2 muestra un ejemplo de un convertidor 30 apropiado según una realización de la invención. El eje 18 comprende una abertura 32 en la que se inserta un accionador de freno lineal 34. Una superficie de contacto 36 entre el eje 18 y el actuador de freno lineal 34 está dotada con un husillo de tornillo de bolas de modo que cuando se gira el eje 18, una rosca del husillo de tornillo de bolas proporcionará una traslación lineal del actuador de freno lineal 34. .

Tal convertidor 30 se puede proporcionar como un dispositivo separado a ser conectado al eje 18 de un actuador 10 o se puede integrar en el eje 18 de un actuador 10.

La Fig. 3 muestra un actuador de recuperación de holgura 38. Las características mostradas en la presente memoria que tienen la misma función que para realizaciones anteriores de la invención se representan con el mismo número de referencia. Por tanto, el actuador de recuperación de holgura 38 comprende un eje 18. El actuador de recuperación de holgura 38 está dispuesto en el eje 18, por ejemplo, dentro de la carcasa 12. El motor eléctrico 22 también está dispuesto en el eje 18. Dentro del eje 18 hay, por ejemplo, un convertidor integrado 30 que proporciona un actuador de freno lineal 34.

El actuador de recuperación de holgura 38 comprende un segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica realizado como un resorte de torsión 40. El resorte de torsión 40 comprende un extremo exterior 42 así como un extremo interior 44. El extremo interior 44 está fijado en el eje 18. El extremo exterior 42 está fijado en la carcasa 12.

En operación normal, el motor eléctrico 22 hará girar el eje 18 para proporcionar la operación del freno de servicio y/o del freno de estacionamiento. Durante esta operación, el motor eléctrico 22 cargará o descargará el resorte de torsión 40. Si, por cualquier motivo, el motor eléctrico 22 ya no proporciona ningún par, por ejemplo, cuando no se proporciona energía eléctrica al motor 22, el resorte de torsión 40 hará girar el eje 18 para accionar las pastillas de freno del dispositivo de frenado.

Esta rotación del eje 18 continuará hasta que las pastillas de freno entren en contacto una con otra. En este momento, la rotación del eje 18 encontrará un par de resistencia transmitido desde el dispositivo de frenado a través del actuador de freno lineal 34. Tan pronto como esto suceda, la rotación se ralentizará y finalmente se detendrá. Cuando esto suceda, las pastillas de freno del dispositivo de frenado estarán en contacto una con otra y el dispositivo de frenado estará listo para la operación.

Esta acción de poner en contacto las pastillas de freno una con otra se denomina soporte de las pastillas de freno. Es necesario soportar las pastillas de freno porque la posición del actuador de freno lineal 34 en el que las pastillas de freno están en contacto una con otra varía con el envejecimiento y el desgaste de las pastillas de freno. Por tanto, el punto en el que las pastillas de freno están en contacto una con otra no se puede medir una vez y luego utilizar durante la vida útil del freno, sino que se tiene que identificar nuevamente con frecuencia. Además, el motor eléctrico 22 puede separar las pastillas de freno de modo que aparezca un hueco entre ellas cuando se afloja el freno. El actuador de recuperación de holgura 38 se asegura de que las pastillas de freno estén en contacto girando el eje 18 hasta que las pastillas de freno se apoyen. Los parámetros del resorte de torsión 40, en particular el par ejercido por el resorte de torsión 40, se pueden elegir dependiendo de los parámetros del dispositivo de frenado. En particular, el par ejercido por el resorte de torsión 40 se puede elegir de manera que el movimiento del eje 18 no continúe más allá del punto de apoyo de manera que no se logre un efecto de frenado.

La Fig. 4 muestra un sistema 46 para una operación del dispositivo de frenado, en particular para una operación de un freno de servicio y/o un freno de estacionamiento. El sistema 46 comprende las características descritas anteriormente que se representan aquí con el mismo número de referencia si su función es la misma que la descrita anteriormente.

El sistema 46 comprende un actuador de freno 10 y un actuador de recuperación de holgura 38 dispuesto en un eje común 18. En particular, el sistema 46 comprende el motor eléctrico 22, el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica 24, la disposición de embrague 20 y el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica 40. Como antes, el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica 24 y el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica 40 comprenden cada uno un resorte de torsión.

Los resortes de torsión 24, 40 tienen ciertas características, dos de las cuales son relevantes para una función ventajosa del sistema 46. En primer lugar, los resortes de torsión 24, 40 tienen una carrera característica que es un número de rotaciones de los resortes de torsión 24, 40 sobre las cuales el par ejercido por los resortes de torsión 24, 40 permanece aproximadamente igual. Fuera de esta carrera, el par ejercido o bien aumenta o bien cae bruscamente.

En segundo lugar, los resortes de torsión 24, 40 tienen un par característico que ejercen mientras que están dentro de su rango de carrera.

En el sistema 46, el resorte de torsión 24 está dotado con una carrera más corta y un par promedio o característico mayor que el resorte de torsión 40. Esto significa, por ejemplo, que el resorte de torsión 24 del primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica proporcionará menos rotaciones del eje 18 que el resorte de torsión 40 del segundo almacenamiento de energía mecánica.

De esta forma, el sistema 46 está dotado con dos resortes de torsión 24, 40, cada uno de los cuales está especializado para una tarea cuando se frena.

Para cargar el sistema 46, se opera el dispositivo de embrague 20 para establecer el primer estado. El motor eléctrico 22 girará entonces el eje 18 un cierto número de rotaciones dependiendo de las características del resorte de torsión 24. Cuando se ha completado esta rotación, se opera la disposición de embrague 20 para establecer el segundo estado. De esta forma, el resorte de torsión 24 está bloqueado a la carcasa y retendrá la energía proporcionada para ello para su uso posterior.

Cuando el sistema 46 está cargado, se puede utilizar para una última operación de frenado cuando la operación normal del motor eléctrico 22 no es posible, por ejemplo, cuando no hay energía eléctrica en el vehículo. Cuando no hay energía eléctrica en el vehículo, el motor eléctrico 22 detendrá cualquier acción sobre el eje 18, por ejemplo, un esfuerzo de torsión. Un método para soportar una pastilla de freno y accionar un dispositivo de frenado comprenderá por tanto los siguientes pasos:

En un primer paso, se elimina toda acción que inhibe el movimiento del eje 18. Esto puede incluir la liberación de, por ejemplo, embragues, frenos o cualquier otro dispositivo que bloquee el movimiento y/o la rotación del eje 18. Si tales dispositivos no existen o no están enganchados, este paso se puede omitir.

Cuando el movimiento y/o la rotación del eje 18 no están inhibidos, el resorte de torsión 40 girará el eje 18 para soportar las pastillas de freno del dispositivo de frenado entre sí. Por tanto, un segundo paso comprende esperar a que el accionamiento, en este caso la rotación, del eje 18 se ralentice y/o se detenga después de que la energía almacenada en el resorte de torsión 40 haya accionado el eje 18. Como se describió anteriormente, una vez que las pastillas de freno se soportan, la rotación del eje 18 encontrará una resistencia que rápidamente llegará a ser mayor que el par proporcionado por el resorte de torsión 40. Esto hará que la rotación del eje 18 se ralentice y/o se detenga.

Una vez que se ha completado el segundo paso, en un tercer paso, el resorte de torsión 24 se engancha con el eje 18 operando la disposición de embrague 20 para establecer el primer estado. El resorte de torsión 24 tiene un par mayor que el resorte de torsión 40 y por tanto ser capaz de girar aún más el eje 18 para accionar el dispositivo de frenado.

Una ventaja de usar dos resortes de torsión 24, 40 diferentes es que es más fácil construir un resorte de torsión 24, 40 que tenga o bien una carrera corta y un par grande o bien una carrera grande y un par pequeño que es para construir un solo resorte de torsión que tenga tanto una carrera grande y un par grande. En particular, el resorte de torsión 24 y el resorte de torsión 40 son ambos comparativamente pequeños con respecto a un resorte de torsión único hipotético que tiene tanto una carrera grande como un par grande. De esta forma, el sistema 46 es más ligero con los dos resortes de torsión 24, 40 de lo que sería con un solo resorte de torsión.

La Fig. 5 muestra un corte esquemático a través del resorte de torsión 24 del sistema 46 según una realización de la invención. Este resorte de torsión 24 también se puede usar en el actuador de freno 10 descrito anteriormente. El extremo exterior 26 está fijado en la carcasa 12 y el extremo interior 28 está fijado en la disposición de embrague 20 que puede conectar el extremo interior 28 al eje 18.

El resorte de torsión 24 está construido similar al resorte principal de un reloj en el sentido de que es un resorte de torsión 24 plano. Cuando se gira en el sentido de las agujas del reloj en este ejemplo, el resorte de torsión 24 se carga con energía mecánica elástica.

La Fig. 6 muestra un corte esquemático a través del resorte de torsión 40 del sistema 46 según una realización de la invención. Este resorte de torsión 40 también se puede usar en el actuador de recuperación de holgura 38 descrito anteriormente. El extremo exterior 42 está fijado a la carcasa 12 y el extremo interior 44 está fijado al eje 18.

El resorte de torsión 40 está construido similar al resorte principal de un reloj en el sentido de que es un resorte de torsión plano 40. Cuando se gira en el sentido de las agujas del reloj en este ejemplo, el resorte de torsión 40 se carga con energía mecánica elástica.

La Fig. 7 muestra un corte esquemático a través de un sistema 48 similar al sistema 46 mostrado en la Fig. 4. Nuevamente se identificarán características similares mediante las mismas referencias. El sistema 48 comprende una carcasa 12, un actuador de recuperación de holgura 38 y un actuador de freno 10 dispuestos en el mismo eje 18. La disposición de embrague 20 comprende, por ejemplo, un casquillo 56 al que está fijado el extremo interior 28 del resorte de torsión 24.

La disposición de embrague 20 comprende además, por ejemplo, un anillo de embrague 50 así como un primer dispositivo de embrague 52 y un segundo dispositivo de embrague 54. El anillo de embrague 50 está fijado al eje 18 o puede ser integral al eje 18. El primer dispositivo de embrague 52 está dispuesto para ser presionado contra una primera superficie de embrague 58 del anillo de embrague 50 y una segunda superficie de embrague 60 del casquillo 56. El segundo dispositivo de embrague 54 está dispuesto para ser presionado contra una tercera superficie de embrague 62 del casquillo 56.

Para llevar la disposición de embrague 20 al primer estado, el primer dispositivo de embrague 52 se presiona contra la primera superficie de embrague 58 y la segunda superficie de embrague 60, conectando por tanto las dos superficies y forzando a girar el casquillo 56 así como el extremo interior 28. con el eje 18. El primer dispositivo de embrague 52 es libre de girar junto con las superficies de embrague 58, 60

Para llevar la disposición de embrague 20 al segundo estado, el primer dispositivo de embrague 52 se libera de las superficies de embrague 58, 60. Luego, el segundo dispositivo de embrague 54 se presiona contra la tercera superficie de embrague 62. El segundo dispositivo de embrague 54 se bloquea en rotación a la carcasa 12, de modo que inhiba la rotación del casquillo 56 en este estado.

La disposición de embrague 20 tiene un tercer estado, en el que el primer dispositivo de embrague 52 se presiona contra la primera superficie de embrague 58 y la segunda superficie de embrague 60 y, al mismo tiempo, el segundo dispositivo de embrague 54 se presiona contra la tercera superficie de embrague 62. En consecuencia, en este tercer estado, el eje 18 está bloqueado de manera giratoria con la carcasa 12. Este estado puede ser útil, por ejemplo, cuando se ha accionado un freno de estacionamiento y se ha de bloquear en su posición.

En realizaciones adicionales, la disposición de embrague 20 puede comprender dispositivos de embrague 52, 54 que son biestables o monoestables.

En realizaciones adicionales, el sistema 46, 48 puede comprender, por ejemplo, un dispositivo de control para operar el sistema 46, 48 y para ejecutar y/o ordenar el primer paso, el segundo paso y/o el tercer paso. El dispositivo de control puede comprender sensores. Se pueden proporcionar sensores, por ejemplo, para detectar el movimiento y/o la rotación del eje 18 y/o del actuador de freno lineal 34.

En realizaciones adicionales, el sistema 46, 48 puede, por ejemplo, comprender un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica independiente de un circuito eléctrico de un vehículo. Este dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica se puede usar, por ejemplo, para alimentar el dispositivo de control.

El eje 18 se utiliza para ajustar la posición de las pastillas de freno del dispositivo de frenado en el sentido de que la acción sobre el eje 18 causará una variación de la posición de las pastillas de freno. Con este fin, no importa si, en cualquier realización particular, el eje 18 se gira o se traslada. Lo único que importa es que cualquier acción que se utilice para accionar el dispositivo de frenado cambiará la posición de las pastillas de freno del dispositivo de frenado. Por tanto, tal acción puede enganchar y/o desenganchar el freno.

Los resortes de torsión 24, 40 son dispositivos de almacenamiento de energía mecánica en el sentido de que están configurados para almacenar energía como energía potencial elástica. Esto significa que la energía necesaria para deformar los resortes de torsión 24, 40 se almacena en el interior, por ejemplo, como tensión. Los resortes de torsión 24, 40 se pueden cargar y descargar, en particular, girando uno de sus extremos con relación al otro. Para que el resorte de torsión 24, 40 mostrado en la presente memoria sea similar a los resortes principales de un reloj, esto significa que, dado que se pueden fijar al eje 18, se pueden cargar y descargar mediante la rotación del eje 18. El resorte de torsión 40 se puede configurar para estar siempre pretensado y, por ejemplo, puede estar dotado con una carrera que al menos cubra el rango general de actuación para operaciones de freno normales del eje 18. En realizaciones alternativas, el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica 40 se puede conectar al eje 18 por medio de una disposición de embrague adicional.

En realizaciones alternativas, la carcasa 12 puede tener cualquier forma utilizable, en particular, una forma distinta de una forma cilíndrica.

En realizaciones alternativas, los resortes de torsión 24, 40 pueden no estar fijados directamente a la carcasa 12 y/o al eje 18 y/o al dispositivo de embrague 20 sino a dispositivos intermedios que luego se fijan a la carcasa 12 y/o al eje 18 y/o la disposición de embrague 20. Tales dispositivos intermedios pueden comprender, por ejemplo, casquillos, manguitos y/o anillos.

En realizaciones alternativas, el convertidor 30 se puede proporcionar por separado del actuador de freno 10, el actuador de recuperación de holgura 38 y/o el sistema 46, 48. En particular, el convertidor 30 puede ser parte del dispositivo de frenado.

Un actuador se puede entender que es cualquier dispositivo que pueda realizar una acción sobre el eje. En particular, tal acción puede comprender, por ejemplo, ejercer un par o una fuerza sobre el eje.

En realizaciones adicionales, el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica y/o el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica se pueden configurar para ejercer directamente una acción lineal sobre el eje 18.

Lista de referencias

10 actuador (freno)

12 carcasa

14 actuador

16 actuador

18 eje

20 disposición de embrague

22 motor eléctrico (actuador eléctrico)

24 resorte de torsión (primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica).

26 extremo exterior

28 extremo interior

30 convertidor

32 apertura

34 actuador de freno lineal

36 superficie de contacto

38 actuador de recuperación de holgura

40 resorte de torsión (segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica)

42 extremo exterior

44 extremo interior

46 sistema para operar un dispositivo de frenado

48 sistema para operar un dispositivo de frenado

50 ruidoso

52 primer dispositivo de embrague

54 segundo dispositivo de embrague

56 casquillo

58 primera superficie de embrague

60 segunda superficie de embrague

62 tercera superficie de embrague

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema (46, 48) para una operación de freno de servicio y/o de freno de estacionamiento, que comprende un actuador (10) para un dispositivo de frenado para una operación de freno de servicio y/o de freno de estacionamiento, que comprende un eje (18) para accionar el dispositivo de frenado, un actuador eléctrico (14, 22) para accionar el eje (18) y un primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (24) para accionar el eje (18) independiente del actuador eléctrico (14, 22), en donde el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (24) se puede enganchar y desenganchar selectivamente del eje (18) y un actuador de recuperación de holgura (38) para soportar las pastillas de freno del dispositivo de frenado entre sí en preparación de una operación de freno de servicio y/o de freno de estacionamiento, que comprende el eje (18) para ajustar una posición de las pastillas de freno del dispositivo de frenado, y un segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (40), en donde el actuador (10) y el actuador de recuperación de holgura (38) comprenden un eje común (18) y en donde el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (24) y el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (40) están separados, caracterizado por que el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (40) se puede enganchar y desenganchar selectivamente del eje (18).

2. El sistema según la reivindicación 1, en donde el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (24) se puede enganchar por medio de una disposición de embrague (20) que se puede operar para establecer selectivamente uno de los siguientes estados:

- Un primer estado, en el que el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (24) está enganchado con el eje (18) y

- Un segundo estado, en el que el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (24) está bloqueado.

3. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en donde el actuador (10) comprende un actuador de freno lineal (34) para accionar el dispositivo de frenado y un convertidor (30) para convertir una rotación del eje (18) en un movimiento lineal del actuador de freno lineal (34), en donde el convertidor (30) conecta el eje (18) al actuador de freno lineal (34).

4. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde

- el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (24) y el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (40) están configurados para almacenar energía como energía potencial elástica y

- por que el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (24) y el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (40) están configurados para ser cargados y descargados mediante rotación del eje (18).

5. El sistema según la reivindicación 4, en donde

- el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (24) está configurado para proporcionar un par promedio más alto que el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (40) mientras que se descarga.

6. El sistema según la reivindicación 4 o 5, en donde

- el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (24) está configurado para proporcionar menos rotaciones del eje que el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (40) cuando se descarga.

7. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en donde

- el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (24) y/o el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (40) comprenden un resorte de torsión (24, 40).

8. Un método para soportar y accionar un dispositivo de frenado por medio de cualquiera de los sistemas (46, 48) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado por los pasos

- esperar a que el accionamiento del eje (18) se ralentice y/o se detenga después de que la energía almacenada en el segundo dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (40) haya accionado el eje (18), entonces

- enganchar el primer dispositivo de almacenamiento de energía mecánica (24) con el eje (18) para liberar la energía mecánica almacenada en el mismo al eje (18).