Freno de fricción utilizado para un vehículo y método de frenado de un vehículo
Descripción general
 Asegúrese de que se necesita menos energía para el control. ] La fuente de accionamiento para accionar el dispositivo de tensado 20 para engastar las almohadillas de fricción 18.1, 18.2 al disco de freno 13 es una rueda giratoria y un acoplamiento para acoplar el dispositivo de tensado 20 a la fuente de accionamiento Es un embrague de fricción electromagnético 32 dispuesto coaxialmente con respecto al disco de freno 13 y la mitad 33 del embrague de fricción está parado y la otra mitad 35 del embrague de fricción está montado sobre la rueda De modo que se lleva a una conexión de fricción controlable con el disco de freno 13 y la otra mitad 35 del embrague de fricción 32 se conecta al cojinete hidrodinámico Actúa sobre el dispositivo de formación de presión 24 para formar la presión de desviación de manera que la presión hidráulica se suministra al dispositivo de tensión 20.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un freno de fricción para uso en un vehículo, en particular un freno de disco, que comprende un miembro de fricción acoplado coaxialmente a una rueda de manera no giratoria, al menos un miembro de fricción unido al miembro de fricción Un dispositivo tensor con un pistón para prensar dicha almohadilla de fricción contra dicho miembro de fricción y un acoplamiento para acoplar dicho dispositivo tensor a una fuente de accionamiento.
La invención también se refiere a un método para frenar un vehículo con al menos un freno de fricción mediante el engarzado de al menos una almohadilla de fricción contra el miembro de fricción mediante un dispositivo de tensión.
Antecedentes de la técnica
Ya se conoce un freno de fricción de este tipo en forma de freno de disco, de acuerdo con la solicitud de patente alemana DE 40 01 572 A1. En este freno de disco conocido, se utiliza un motor eléctrico como fuente de accionamiento para el dispositivo tensor. El eje del motor eléctrico se conecta a través de un acoplamiento no conmutable al tornillo sin fin del engranaje helicoidal. El engranaje helicoidal de la transmisión helicoidal está montado en un husillo giratorio con una bola que está adaptada para actuar indirectamente sobre el pistón del dispositivo tensor. Por lo tanto, la fuerza de tensión utilizada para este freno de fricción conocido debe ser aplicada solo por el motor eléctrico. Para este motor eléctrico solo se puede usar un motor eléctrico relativamente pequeño, ya que solo se proporciona un espacio de construcción muy pequeño dentro del borde de la rueda. Para formar la tensión requerida por el motor de salida limitado, la transmisión del tornillo sinfín debe tener una relación de transmisión grande. Como resultado, el freno reacciona solo de forma relativamente lenta con respecto a la señal de frenado. La dinámica del freno de fricción se puede mejorar sin duda por la mayor carga del motor eléctrico, pero esto tendrá un efecto adverso en el suministro de potencia a bordo del vehículo. Además, una desventaja principal es el autobloqueo de la transmisión de tornillo sin fin. Es decir, para liberar el freno, también se requiere un motor eléctrico. Sin embargo, los frenos que no se liberan automáticamente lo hacen con gran riesgo.
Además, por la solicitud de patente europea n ° 0 177 767 se sabe que, en un vehículo, se proporciona un reductor hidráulico que puede controlarse por un conductor como un freno de trabajo. En este caso, se usa una bomba de desplazamiento ubicada en el cubo de la rueda. A esta bomba de desplazamiento le sigue un dispositivo para formar una contrapresión en el lado de descarga, seguido de un dispositivo de enfriamiento. La bomba de desplazamiento está adaptada para bombear el medio de presión con una capacidad de bombeo ajustable y es controlable por un servomotor. Dichos frenos tienen solo un poder limitado. Además, el reductor de velocidad genera pérdida de potencia incluso en el estado sin frenado. Además, el dispositivo de enfriamiento requiere un gran espacio de configuración.
Tarea de solución
Es un objeto de la invención proporcionar un freno de fricción en el que el freno de fricción del tipo mencionado al principio se mejore de modo que se requiera menos potencia para el control.
Es un objeto adicional de la presente invención proporcionar un método de frenado de un vehículo en el que se reduce la potencia eléctrica requerida para controlar el freno de fricción.
Solución
Para resolver este problema, de acuerdo con la configuración de la presente invención, la fuente de accionamiento para el dispositivo tensor es una rueda giratoria, y el acoplamiento es una fricción de tipo electromagnético dispuesta coaxialmente con respecto al miembro de fricción Una mitad del embrague de fricción está estacionaria y la otra mitad del embrague de fricción está soportada de forma giratoria independientemente de la rueda y es controlable con el miembro de fricción La otra mitad del embrague de fricción actúa sobre un dispositivo de formación de presión para formar una presión hidráulica independientemente de la dirección de rotación, de modo que la presión hidráulica se aplica a la Para ser suministrado al dispositivo tensor.
Además, en el método de la presente invención es resolver el problema anterior, utilizando un no-etapa embragues de fricción controlables, sacando la energía de las ruedas giratorias, con un fluido a presión tal como un portador de energía, el dispositivo de tensado la energía .
Efecto de la invención
El freno de fricción según la presente invención tiene las siguientes ventajas en comparación con el convencional. Es decir, la potencia eléctrica necesaria para controlar el freno de fricción puede ser extremadamente pequeña. Esto se debe a que la energía requerida para crear la fuerza de tensión en el dispositivo de tensión se elimina de la rueda que se va a frenar. Tal despegue de energía en sí es útil para frenar. La tensión es ajustable con una dinámica extremadamente alta. Para formar la tensión, solo se requiere una fracción de una vuelta de rueda. Una ventaja particularmente grande del freno de fricción según la invención es que su posibilidad de uso también se da para el funcionamiento inverso. Para la liberación del freno, no se requiere energía controlada eléctricamente. En el tiempo sin frenado, el freno de fricción no produce la potencia de pérdida.
El método de acuerdo con la invención es particularmente superior en los siguientes aspectos. Es decir, en el momento del frenado, la fuente de energía para controlar el embrague de fricción solo está ligeramente cargada, y en otros tiempos de frenado, el vehículo no recibe la potencia de pérdida generada por los frenos.
Las realizaciones de la presente invención se describirán en detalle con referencia a los dibujos.
En la realización mostrada en las figuras 1 y 2, se muestra un freno de disco 10 que actúa como un freno de fricción para uso en un vehículo (no mostrado), por ejemplo un vehículo a motor. El vehículo tiene un eje 11 en el que el cubo de rueda 12 está montado de forma no giratoria (figura 1). El cubo 12 de rueda está definido para acomodar el borde de una rueda (no mostrada). En el cubo de rueda 12, el disco de freno 13 está atornillado coaxialmente al árbol de la rueda 11 como un miembro de fricción del freno de disco 10 para que sea relativamente no giratorio. El eje 11, el cubo de rueda 12 con las ruedas y el disco de freno 13 están soportados de manera giratoria en el eje corto 15 (solo parcialmente mostrado) del vehículo mediante un cojinete de rueda 14. Un soporte de freno 16 está atornillado al eje corto 15. En el cuerpo de soporte de freno, una pinza flotante 17 que se extiende en una forma de lengüeta al disco de freno 13 está soportada para poder moverse en paralelo con el eje 11. La pinza flotante 17 acomoda almohadillas de fricción 18.1, 18.2 con placas de refuerzo 19.1, 19.2 en ambos lados del disco de freno 13. Además, el calibre flotante 17 está provisto de un dispositivo tensor 20 para engastar las almohadillas de fricción 18.1, 18.2 al disco de freno 13. Para este fin, el dispositivo tensor 20 tiene un pistón 21 deslizable longitudinalmente paralelo al eje 11 (figura 2). El pistón 21 del dispositivo tensor 20 actúa sobre la placa de respaldo 19. 2 de la pastilla de freno correspondiente 18. 2.
El dispositivo de tensado 20 también pertenece a un dispositivo de formación de presión 24 para formar una presión hidráulica que se suministrará al pistón 21 durante la operación de frenado. Este dispositivo 24 de formación de presión tiene un pistón 25 de diámetro relativamente pequeño que está parcialmente alojado en el soporte 16 de freno. El pistón 25 se extiende en la dirección radial con respecto al eje 11 y soporta un rodillo 26 axialmente paralelo al eje como elemento rodante en una sección que sobresale libremente del soporte de freno 16 en el lado del eje. . El pistón 25 es guiado longitudinalmente de forma móvil en el soporte de freno 16 a través del anillo de sellado 27 y restringe la cámara de desplazamiento 28 en su cara frontal. Esta cámara de desplazamiento está conectada a un cilindro (no mostrado) del pistón 21 a través de una manguera de medio de presión 29. La cámara de desplazamiento 28, el cilindro del pistón 21 y la manguera de medio de presión 29 que forman una trayectoria de tubería entre ellos se llenan con líquido a presión (fluido de freno).
El freno de disco 10 está provisto de un embrague de fricción electromagnético 32 para conectar el dispositivo de tensión 20 o un dispositivo de formación de presión 24 para formar una presión hidráulica a una fuente de accionamiento. El embrague de fricción 32 dispuesto coaxialmente al eje 11 tiene una mitad de embrague estacionario 33 conectada al eje corto 15. En esta mitad de embrague, se aloja un arrollamiento eléctrico 34 para formar un campo magnético. La otra mitad de embrague 35 del embrague de fricción 32 está dispuesta entre una mitad de embrague 33 y el disco de freno 13. La otra mitad del embrague 35 que está soportada de forma giratoria y axialmente soportable en el eje corto 15 por el cojinete de embrague 36 soporta la almohadilla de fricción 37 en el lado del disco de freno 13. La otra mitad de embrague 35 que está cubierta en una de las medias partes de embrague 33 en el lado de la superficie circunferencial está provista de una pista de leva 38 en el área de superficie periférica adyacente a la pinza flotante 17. Un rodillo 26 de un pistón 25 está soportado en la pista de leva 38 (figura 2). En el dibujo, el pistón 25 está ubicado en la posición de parada. Es decir, en este caso, la cámara de desplazamiento 28 tiene un volumen máximo. En esta posición del pistón 25, las almohadillas de fricción 18.1, 18.2 no actúan sobre el disco de freno 13. En ambos lados del pistón 25, la pista de leva 38 formada con un contorno simétrico con respecto al eje longitudinal del pistón se eleva en la dirección radial. Es decir, la distancia radial de la pista de leva con respecto al eje 11 aumenta a medida que aumenta la distancia al eje de simetría.
Modo de acción
Con el fin de reducir la velocidad de la rueda combinada o el vehículo al cubo de rueda 12, las pastillas de fricción 18.1, 18.2 del freno de disco 10, el dispositivo tensor 20, que es de forma no giratoria una rueda acoplado coaxialmente Y está engarzado al disco de freno 13 de una manera conocida. Como fuente de accionamiento para el dispositivo de tensión 20, es útil una rueda giratoria. Con este fin, la energía en las ruedas giratorias se elimina mediante un embrague de fricción 32 controlable de forma continua. Esta energía se suministra al dispositivo de tensión 20 a través de un dispositivo de formación de presión 24 que actúa como una bomba para formar una presión hidráulica por medio de un líquido a presión como un portador de energía de la siguiente manera. Es decir, para introducir el frenado, se genera un campo magnético en el arrollamiento de campo 34 de la mitad 34 del embrague, dispuesto estacionario en el eje menor 15. Debido a este campo magnético, la otra mitad del embrague 35 soportada rotatoriamente en el eje menor 15 se pone en conexión de fricción con el disco de freno 13. El par de torsión transmitido desde el disco de freno 13 a la mitad del embrague 35 gira esta mitad del embrague por una fracción de vuelta. Tal movimiento de rotación de la mitad 35 de embrague se transmite al pistón 25 del dispositivo 24 de formación de presión a través de la pista 38 de leva. Como resultado de esto, el pistón 25 desplazado radialmente hacia afuera desplaza el fluido hidráulico fuera de la cámara de desplazamiento 28, de modo que el pistón 21 del dispositivo de tensión 20 recibe un suministro de presión. El pistón 21 se lleva a cabo recorrido axial, sobre la base de la carrera axial, por una parte, las pastillas de fricción 18.2, almohadillas de fricción 18.1 a través de la pinza flotante 17 en el otro lado, también se presiona contra el disco de freno 13, respectivamente. El disco de freno 13 al ralentí entre las dos almohadillas de fricción 18.1, 18.2 sufre una desaceleración en relación con la fuerza de tensión. De forma correspondiente, la rueda provista con el freno de disco 10 también se desacelera.
El par que puede ser transmitido por el embrague de fricción 32, y por lo tanto la tensión de las almohadillas de fricción 18.1, 18.2, puede ser ajustado por la corriente de excitación en el devanado de campo 34. El momento conectado es independiente de la diferencia de velocidad de giro entre la mitad de embrague 35 y el disco de freno 13 en el rango limitado definido y, por lo tanto, es independiente de la velocidad de rotación de la rueda con el freno de disco 10. En un vehículo equipado con dicho freno de disco 10, la desaceleración deseada en el momento del frenado se puede ajustar directamente mediante una corriente para controlar el embrague de fricción 32.
Perfil de la pista de leva 38, la relación del área efectiva del pistón en el pistón 21 de la relación del área de pistón efectiva y el dispositivo de tensión 20 en el pistón 25 de un aparato 24 de formación para formar una presión hidráulica, la almohadilla de fricción 18.1,18 la presión. 2 de modo que la distancia de rodadura de la rueda requerida para tensar la rueda 2 y el tiempo de reacción entre la introducción de la operación de frenado y la aparición de la acción de frenado se vuelvan extremadamente pequeños. Además, dado que el cojinete de la mitad de embrague 35 y el cojinete de los dos pistones 21, 25 están construidos con baja fricción, es posible reducir la conexión de fricción entre la mitad de embrague 35 y el disco de freno 13 En el momento o al final cada elemento que forma el freno de disco 10 puede volver automáticamente a la posición de parada y las almohadillas de fricción 118.1, 18.2 pueden liberar el disco de freno 13.
Al usar el freno de disco 10, la rueda frenada puede mantenerse incluso en estado parado. En este caso, dado que el campo magnético del embrague de fricción 32 se mantiene, la mitad del embrague 35 continúa en contacto de fricción con el disco de freno 13 y acciona el dispositivo de tensión 20. En base a la configuración simétrica de la pista de leva 38, y por lo tanto al dispositivo de formación de presión 24 que es efectivo en ambas direcciones de rotación de la rueda, el freno de disco 10 puede usarse incluso cuando la rueda retrocede.
Al frenar, se produce pérdida de calor debido al deslizamiento de fricción entre la almohadilla de fricción 37 de la mitad del embrague 35 y el disco de freno 13. Esta pérdida de calor es descargada por el disco de freno 13 rodeado de aire. Por el contrario, en la posición de no frenado, se libera el acoplamiento por fricción entre el embrague de fricción 32 y el disco de freno 13.
Para mantener la función del freno de disco 10 incluso cuando se usan las almohadillas de fricción 18.1, 18.2, es necesario equipar el freno de disco 10 con un dispositivo de compensación de desgaste. Este dispositivo de compensación de desgaste (no mostrado) puede disponerse en el rango del dispositivo de tensión 20. El dispositivo de compensación de desgaste está formado por un pistón 21 que se extiende, por ejemplo, en conexión con el desgaste de la almohadilla de fricción.
El dispositivo de freno 41 mostrado en la figura 3, por ejemplo usado en un automóvil de pasajeros, tiene cuatro frenos de disco 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 del tipo descrito anteriormente. El dispositivo de freno 41 es operable mediante un pedal de freno 42, que actúa sobre un generador de presión 43. En lugar del generador de presión 43, un simulador de distancia de movimiento o simulador de fuerza 44 puede estar conectado al pedal de freno 42. El generador de presión 43 o el simulador 44 está conectado a un dispositivo de control electrónico 45 que tiene una computadora maestra del dispositivo de freno 41. Los frenos de disco 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 tienen asignados un módulo de rueda electrónica 46.1, 46.2, 46.3, 46.4, respectivamente, y esta rueda electrónica El módulo está dividido en una parte de control 47 y una parte de salida 48. La porción de control 47 está conectada al dispositivo de control electrónico 45 a través de un bus de datos 49. La unidad de control electrónico 45 y los módulos de rueda electrónica 46.1, 46.2, 46.3, 46.4 están conectados a una batería 51 para el suministro de tensión por un conductor 50. Desde cada parte de salida 48, el cable de control eléctrico 52 conduce al embrague de fricción 32 del freno de disco correspondiente 10.1, 10.2, 10.3, 10.4. Desde cada parte de control 47, el conductor de señal 53 conduce a un sensor de velocidad de rotación 54 que supervisa las características de rotación de las ruedas asignadas a los frenos de disco correspondientes 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 .
Cuando se opera el pedal de freno 42, la unidad de control electrónico 45 controla los módulos de rueda electrónica 46.1, 46.2, 46.3, 46.4. Estos módulos de rueda electrónicos proporcionan el embrague de fricción 32 con la corriente de excitación necesaria para obtener la desaceleración deseada. Debido al hecho de que las características de rotación de la rueda son supervisadas individualmente en las ruedas por el sensor de velocidad rotacional 54, las fuerzas de frenado en los respectivos frenos de disco 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 pueden ajustarse de acuerdo con diversos requisitos. . En este caso, por ejemplo, las ruedas individuales se pueden controlar con el fin de mejorar la estabilidad de marcha o el control de deslizamiento o tracción.
El freno de fricción según la invención y el método según la invención también pueden realizarse en un freno de tambor.
Breve descripción de los dibujos
Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una vista en sección transversal de un freno de fricción según la presente invención por la mitad.
La figura 2 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea II II de la figura 1.
La figura 3 es un diagrama de circuito de un aparato de freno de un vehículo que tiene un freno de fricción según la presente invención.
10, 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 Freno de disco, 11 ejes, cubo de 12 ruedas, disco de freno 13, cojinete de 14 ruedas, eje corto 15, soporte de 16 frenos, 17 calibrador flotante, 1 18.2 almohadilla de fricción, 19.1, 19.2 placa posterior, 20 dispositivo tensor, 21 pistón, 24 dispositivo de formación de presión, 25 pistón, 26 rodillos, 27 anillo de sello, 28 cámara de desplazamiento, 29 manguera de presión media, 32 embrague de fricción, 33 mitades de embrague, 34 de bobinado, 35 mitades de embrague, 36 cojinete del embrague, 37 pastillas de fricción, 38 de pista de leva, 41 dispositivo de frenado, 42 un pedal de freno, 43 un generador de presión, 44 simulador de desplazamiento, 45 de control electrónico Equipo, 46.1, 46.2, 46.3, 46.4 Módulo de rueda electrónica 47 porción de control, 48 porción de salida, 49 bus de datos, cable de 50 conductores, batería 51, 52 conductor de control, 53 conductor de señal, 54 sensor de velocidad de rotación
Reclamo
Lo que se reivindica es: 1. Un freno de fricción para uso en un vehículo, que comprende: un miembro de fricción acoplado coaxialmente a ruedas para no ser giratorio uno con relación al otro, al menos un miembro de fricción unido al miembro de fricción, Un dispositivo tensor (20) con un pistón (21) para engastar las almohadillas de fricción (18.1, 18.2) al miembro de fricción (13) Y un acoplamiento (32) para acoplar el dispositivo tensor (20) a una fuente de accionamiento, en el que la fuente de accionamiento para el dispositivo tensor (20) es una rueda giratoria, En el que el acoplamiento es un embrague de fricción electromagnético dispuesto coaxialmente con respecto al miembro de fricción, en el que una mitad del embrague de fricción está estacionaria, La otra mitad del embrague de fricción (35 Está montado de modo que sea giratorio independientemente de las ruedas y se lleva a una conexión de fricción controlable con el miembro de fricción (13), la otra mitad (35) del embrague de fricción ) Actúa sobre el dispositivo de formación de presión (24) para formar una presión hidráulica independiente de la dirección de rotación de modo que dicha presión hidráulica se suministra a dicho dispositivo de tensión (20) Freno de fricción para ser usado en vehículos con
2. Un embrague de fricción según la reivindicación 1, en el que la otra mitad (35) del embrague de fricción (32) está formada como una pista de leva (38) en el lado de la superficie periférica, y un dispositivo de formación de presión 2. Un freno de fricción de acuerdo con la reivindicación 1, en el que un pistón (25) dispuesto radialmente del freno de fricción (24) está al menos soportado indirectamente.
Reivindicación 3, en la pista de leva (38), en donde en ambos lados del pistón (25) del aparato de formación a presión (24), el contorno simétrico que se eleva radialmente como la distancia desde el eje de simetría se incrementa que se encuentra en la posición de parada Y el freno de fricción comprende un freno de fricción.
4. Freno de fricción según la reivindicación 2, en el que el pistón (25) del dispositivo de formación de presión (24) está soportado en la pista de leva (38) con un elemento de rodadura (26).
5. Un freno de fricción de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el pistón (25) del dispositivo de formación de presión (24) está conectado al pistón (21) del dispositivo de tensión (20) mediante un conducto (29).
6. Método para frenar un vehículo con al menos un freno de fricción (10) engastando al menos una almohadilla de fricción (18.1, 18.2) al miembro de fricción (13) mediante un dispositivo tensor (20) Se caracteriza porque utiliza el embrague de fricción (32) que se puede controlar de forma continua para extraer la energía de la rueda giratoria y suministrar la energía al dispositivo de tensión (20) utilizando un fluido a presión como portador de energía. Cómo frenar el vehículo.
Dibujo :
Application number :1994-017856
Inventors :ローベルトボツシユゲゼルシヤフトミツトベシユレンクテルハフツング
Original Assignee :エーバーハルトホル、フリーダーケラー、ペーターシューベルト、シュテフェンケーラー、クラウスクラーマー、ヘルマンヴィンナー