BRPI0505587B1 - Spring brake actuator, vehicle and methods of operating, mounting and dismantling a spring brake actuator - Google Patents
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Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ATUADOR DE FREIO DE MOLA, VEÍCULO E MÉTODOS DE OPERAR, MONTAR E DESMONTAR UM ATUADOR DE FREIO DE MOLA". A presente invenção refere-se a um atuador para o sistema de frenagem para um veículo, e, em particular, a um atuador do freio tipo mola. É bem-conhecido empregar atuadores de "freio de mola" assim denominados para prover operação de frenagem de serviço, de estacionamento e de emergência em veículos tais como caminhões comerciais, tratores e reboques equipados com freios de tambor ou de disco operados por alavanca. Os atuadores de freio do tipo mola são tipicamente operados pneumaticamente, e são supridos com ar de operação originário de uma fonte de ar comprimido no veículo. Estes atuadores são também tipicamente dispostos de uma maneira "à prova de falhas", isto é, quando o atuador falhar em um estado de aplicação de freio com a perda de pressão de ar de operação.Report of the Invention Patent for "SPRING BRAKE ACTUATOR, VEHICLE AND METHODS OF OPERATING, ASSEMBLING AND DISASSEMBLING A SPRING BRAKE ACTUATOR". The present invention relates to an actuator for the braking system for a vehicle, and in particular to a spring-type brake actuator. It is well known to employ so-called "spring brake" actuators to provide service, parking and emergency braking operation on vehicles such as commercial trucks, tractors and trailers equipped with lever-operated drum or disc brakes. Spring-type brake actuators are typically pneumatically operated, and are supplied with operating air from a compressed air source in the vehicle. These actuators are also typically arranged in a "fail safe" manner, ie when the actuator fails in a brake application state with the loss of operating air pressure.
Um exemplo de atuador de freio de mola conhecido é mostrado, em seção transversal, na Figura 1. O alojamento do atuador 1 inclui um cilindro traseiro 2 no qual um pistão traseiro 3 é deslocavelmente disposto. A parede interna do cilindro traseiro e um lado da câmara do pistão traseiro definem uma câmara de ventilação traseira 4. O outro lado do pistão traseiro é sustentado em uma mola de atuador de freio 5. Esta mola é também conhecida na técnica como "mola de força" ou "mola de freio de estacionamento", e estes termos podem ser intercambiavelmente usados. Para consistência, será usado o termo "mola de atuador de freio" ou "mola de atuador". A câmara de ventilação traseira é isolada a partir do lado da mola do pistão 3 por uma vedação anular 6. Um flange intermediário 8 (também conhecido como uma "parede") separa o cilindro traseiro 2 do cilindro dianteiro 9. O flange intermediário 8 é atravessado por uma vedação 10 através da qual passa uma haste deslizante 11, formada como uma extensão do pistão traseiro 3. A haste deslizante 11 pode ser deslocada no flange intermediário 8 pelo pistão traseiro. Uma câmara de ventilação dianteira 7 dentro do cilindro dianteiro 9 é delimitada pela parede interna e por um pistão dian- teiro 13 do cilindro e diafragma anular 14, O pistão traseiro 3 e o pistão dianteiro 13 ficam mutuamente em contato não-acoplado por meio da haste deslizante 11, de tal modo que o pistão dianteiro 13 possa ser deslocado em uma direção de aplicação de freio pelo pistão traseiro 3. Uma haste de acionamento 15 para acionar uma alavanca de freio de veículo é provida no lado dianteiro do pistão dianteiro 13. A Figura 1 também mostra pinos de montagem 16 providos para a montagem do atuador 1 no freio do veículo, bem como uma mola de retorno leve 18 que pressiona o pistão dianteiro 13 para trás da câmara dianteira 7, e uma vedação de fole 17 provida para impedir que contaminantes, tal como pó de freio, entrem na porção 12 do cilindro dianteiro 9 na frente do dispositivo dianteiro 13.An example of a known spring brake actuator is shown in cross section in Figure 1. Actuator housing 1 includes a rear cylinder 2 in which a rear piston 3 is displaceable. The inner wall of the rear cylinder and one side of the rear piston chamber define a rear vent chamber 4. The other side of the rear piston is supported by a brake actuator spring 5. This spring is also known in the art as "spring-loaded spring". force "or" parking brake spring ", and these terms may be used interchangeably. For consistency, the term "brake actuator spring" or "actuator spring" will be used. The rear vent chamber is isolated from the spring side of the piston 3 by an annular seal 6. An intermediate flange 8 (also known as a "wall") separates the rear cylinder 2 from the front cylinder 9. The intermediate flange 8 is crossed by a seal 10 through which a sliding rod 11 formed as an extension of the rear piston 3 passes. The sliding rod 11 may be displaced on the intermediate flange 8 by the rear piston. A front venting chamber 7 within the front cylinder 9 is bounded by the inner wall and a front piston 13 of the cylinder and annular diaphragm 14. The rear piston 3 and front piston 13 are mutually in contact with each other through the coupling. slide rod 11 such that front piston 13 can be moved in a brake application direction by rear piston 3. A drive rod 15 for driving a vehicle brake lever is provided on the front side of front piston 13. Figure 1 also shows mounting pins 16 provided for mounting the actuator 1 to the vehicle brake, as well as a lightweight return spring 18 that presses the front piston 13 behind the front chamber 7, and a bellows seal 17 provided for prevent contaminants such as brake dust from entering portion 12 of front cylinder 9 in front of front device 13.
Quando nenhuma pressão pneumática estiver presente na unidade de atuador da Figura 1, a mola de acionamento de freio 5 aplicará uma alta força de mola ao pistão 3, que, por sua vez, aplicará esta força através da haste deslizante 11 ao pistão dianteiro 13 para fazer com que a haste de atuador 15 aplique o freio de veículo. Neste estado, o freio do veículo funciona como um freio de estacionamento, impedindo o movimento do veículo.When no pneumatic pressure is present in the actuator unit of Figure 1, brake drive spring 5 will apply a high spring force to piston 3, which in turn will apply this force through slide rod 11 to front piston 13 to cause actuator rod 15 to apply the vehicle brake. In this state, the vehicle brake acts as a parking brake, preventing vehicle movement.
Quando for desejada a soltura do freio de estacionamento, a câmara de ventilação traseira 4 será enchida com ar comprimido através do orifício 19. À medida que a força gerada pela pressão de ar crescente no lado dianteiro do pistão traseiro 3 excede a força gerada pela mola de aplicação de freio 5, o pistão traseiro 3 e a haste deslizante 11 se movem para trás do cilindro traseiro 2, comprimindo a mola 5. Ao mesmo tempo, à medida que a haste deslizante 11 se move na direção de trás, a força anteriormente aplicada ao pistão dianteiro 13 é aliviada, e a mola de retorno 18 pressiona o pistão dianteiro 13 na direção da parte de trás do cilindro dianteiro 9, afastando assim a haste de acionamento 15 e soltando o freio do veículo. O veículo, portanto, se move de um estado no qual ele está freado pela mola de atuador de freio 5 para um estado não-freado no qual o veículo pode ser movido. O freio do veículo é aplicado como um serviço durante a operação normal com a admissão de ar comprimido na câmara de ventilação dianteira 7 (por meio de um orifício não mostrado na Figura 1). Devido ao fato de a pressão de ar na câmara de ventilação traseira 4 continuar a deter a haste deslizante 11 na parte de trás do cilindro traseiro 2, o pistão dianteiro 13 e a haste de acionamento 15 ficam livres para se moverem para frente e para trás dentro do cilindro dianteiro, conforme necessário, para responder às demandas de acionamento de freio por parte do operador.When parking brake release is desired, the rear vent chamber 4 will be filled with compressed air through port 19. As the force generated by the increasing air pressure on the front side of rear piston 3 exceeds the force generated by the spring 5, rear piston 3 and slide rod 11 move behind rear cylinder 2, compressing spring 5. At the same time, as slide rod 11 moves backwards, the force previously applied to the front piston 13 is relieved, and the return spring 18 pushes the front piston 13 towards the back of the front cylinder 9, thereby pushing the drive rod 15 away and releasing the vehicle brake. The vehicle therefore moves from a state in which it is braked by the brake actuator spring 5 to an unbraked state in which the vehicle can be moved. The vehicle brake is applied as a service during normal operation with the intake of compressed air to the front ventilation chamber 7 (through a hole not shown in Figure 1). Because air pressure in the rear vent chamber 4 continues to hold the slide rod 11 at the rear of rear cylinder 2, front piston 13 and drive rod 15 are free to move back and forth inside the front cylinder as needed to meet the operator's demands for brake actuation.
No caso de falha do suprimento de ar comprimido durante a operação do veículo, a pressão na câmara de ventilação traseira 4 diminuirá. Como resultado, a mola de acionamento de freio 5 empurrará automaticamente o pistão traseiro 3 de volta para a posição de partida (estacionamento). A haste deslizante 11 exerce então pressão sobre o pistão dianteiro 13, que, por sua vez, empurra a haste de acionamento 15 na direção de aplicação de freio para acionar o freio do veículo. Dessa forma, é assegurada a operação de emergência à prova de falhas do freio do veículo.If the compressed air supply fails during vehicle operation, the pressure in the rear ventilation chamber 4 will decrease. As a result, the brake drive spring 5 will automatically push the rear piston 3 back to the starting (parking) position. The slide rod 11 then exerts pressure on the front piston 13, which in turn pushes the drive rod 15 in the brake application direction to apply the vehicle brake. This ensures fail-safe emergency operation of the vehicle brake.
Os atuadores de freio de mola conhecidos na técnica anterior são complicados, difíceis de serem produzidos e de receberem assistência mecânica, e sofrem de inúmeros problemas inerentes. Primeiro, a fim de gerar a força de aplicação de freio muito alta necessária para assegurar a aplicação de freio total em situações de estacionamento ou de emergência, a mola de atuador de freio tem que ser potente. Como resultado, as molas de atuador de freio são grandes, pesadas e armazenam quantidades potencialmente arriscadas de energia, quando comprimidas. Isto exige que o alojamento do freio de mola seja pesadamente construído, com paredes de alojamento relativamente espessas e materiais de alta resistência, para prover um refreamento confiável da mola e para prover uma fundação adequada para absorver a força de reação da mola à medida que ela é pressionada contra a extremidade traseira do alojamento. Esta necessidade é particularmente acentuada no caso dos atuadores da técnica anterior, onde o alojamento é continuamente submetido a cargas muito altas impostas pela mola de atuador, e o alojamento tem que ser projetado para confiavelmente suportar estas cargas durante anos de exposição contínua a bruscas condições de operação. Enfim, a necessidade de tal construção de alojamento pesado aumenta indesejavelmente o peso, o tamanho e o custo dos componentes do atuador.Spring brake actuators known in the prior art are complicated, difficult to produce and mechanically serviceable, and suffer from numerous inherent problems. First, in order to generate the very high brake application force required to ensure full brake application in parking or emergency situations, the brake actuator spring must be powerful. As a result, brake actuator springs are large, heavy, and store potentially risky amounts of energy when compressed. This requires the spring brake housing to be heavily constructed, with relatively thick housing walls and high strength materials, to provide reliable spring restraint and to provide a foundation suitable for absorbing the spring reaction force as it spring. is pressed against the rear end of the housing. This need is particularly pronounced for prior art actuators where the housing is continuously subjected to very high loads imposed by the actuator spring, and the housing must be designed to reliably withstand these loads during years of continuous exposure to harsh conditions. operation. Finally, the need for such heavy housing construction undesirably increases the weight, size and cost of actuator components.
Um problema adicional com a necessidade de material extra de alta resistência associado com o refreamento da mola é o de que este peso extra e o peso da própria mola são concentrados pelo menos na localização desejável, na direção da extremidade traseira do alojamento. Esta localização não é desejável porque ela deixa esta grande massa em cantiléver longe do flange de montagem no freio do veículo, maximizando os esforços impostos sobre os flanges e/ou prendedores da montagem do atuador. Foram observadas falhas em serviço de flanges de montagem (também conhecidos como "braços alados") e/ou de seus prendedores associados, falhas estas que são diretamente atribuíveis aos esforços gerados por estas massas em cantiléver.An additional problem with the need for extra high strength material associated with spring restraint is that this extra weight and the weight of the spring itself are concentrated at least in the desirable location toward the rear end of the housing. This location is not desirable because it leaves this large cantilevered mass away from the vehicle brake mounting flange, maximizing the stresses imposed on the actuator mounting flanges and / or fasteners. Failures in service of mounting flanges (also known as "winged arms") and / or their associated fasteners were observed, failures that are directly attributable to the stresses generated by these cantilevered masses.
Outro problema com os atuadores do tipo mola atuais é o potencial para ferimento ou danos à propriedade, se a mola de atuador de freio não for adequadamente manipulada durante tanto a fabricação como a assistência mecânica do atuador. O atuador de freio de mola típico é construído com uma porção traseira que é desengatável da porção dianteira do atuador. Entretanto, devido a esta porção traseira ser freqüentemente o único componente que retém a mola do atuador de freio, tem que se ter muito cuidado para assegurar que a mola permaneça capturada ou "engaiolada", se a porção traseira for removida, para que a mola ou a porção traseira do atuador não seja acelerada de maneira descontrolada longe do alojamento, à medida que ela está sendo desmontada para assistência mecânica. Existem preocupações similares durante a fabricação, quando as molas têm que ser cuidadosamente controladas durante a montagem de atuador para impedir seu desprendimento imprudente. A preocupação com ferimento ou danos potenciais devido ao desprendimento descontrolado de energia da mola resultou em um investimento considerável no desenho de dispositivos positivos de captura de mola, treinamento técnico, e desenho de alojamentos de atuador de freio de mola à prova de violação. Não obstante, os ferimentos causados pela des- montagem inadequada continuam sendo possíveis. A necessidade de se prover características de controle de mola e ferramentas para montagem e assistência técnica também aumenta o trabalho e os custos de ferramental nas operações tanto de fabricação como de serviço de assistência mecânica, e penalidades de peso de componente e de custo adicional resultam da necessidade de se prover retentores (por exemplo, mecanismos de sujeição) e juntas de flange de alojamento robustos para suportar as forças de separação geradas por uma mola de atuador de freio totalmente comprimida.Another problem with current spring type actuators is the potential for injury or property damage if the brake actuator spring is not properly handled during both actuator manufacturing and mechanical servicing. The typical spring brake actuator is constructed with a rear portion that is disengageable from the front portion of the actuator. However, because this rear portion is often the only component holding the brake actuator spring, care must be taken to ensure that the spring remains trapped or "caged" if the rear portion is removed so that the spring or the rear portion of the actuator is not accelerated uncontrollably away from the housing as it is being disassembled for mechanical assistance. Similar concerns exist during manufacturing when the springs have to be carefully controlled during actuator mounting to prevent their reckless release. Concern for injury or potential damage due to uncontrolled spring energy release has resulted in considerable investment in the design of positive spring catching devices, technical training, and design of tamper-proof spring brake actuator housings. Nevertheless, injuries caused by improper disassembly remain possible. The need to provide spring control features and mounting and service tools also increases the work and tooling costs in both manufacturing and service operations, and component weight and additional cost penalties result from the need to provide strong retainers (e.g. clamping mechanisms) and housing flange joints to withstand the separation forces generated by a fully compressed brake actuator spring.
Os atuadores de freio do tipo mola atuais são também vulneráveis à corrosão interna da mola e do cilindro traseiro. O cilindro traseiro é tipicamente provido com pelo menos um respiradouro de câmara no lado da mola do cilindro traseiro. Estes respiradouros aliviam qualquer pressão que vaze para a parte de trás do alojamento do atuador proveniente da câmara traseira. A preocupação de corrosão surge do fato de que quando a câmara traseira for despressurizada e a mola de atuador de freio se expandir de volta para sua posição de estacionamento, o ar que entra no lado da mola do cilindro através do respiradouro conterá água na forma de umidade. A água da chuva, o sal da estrada e as soluções de remoção de gelo são também fontes de água corrosiva e produtos químicos que podem entrar no atuador. A corrosão de tal acúmulo de água induziu a falhas da mola de atuador de freio (por exemplo, fraturas), anulando a função de frenagem "à prova de falhas" do atuador com pouca ou nenhuma advertência externamente visível. A água também causou um afinamento perigoso da parede do alojamento, o que podería resultar em uma ruptura inesperada do alojamento, com a consequente perda de capacidade de frenagem de emergência e a ejeção descontrolada potencial da mola e do diafragma/pistão traseiro. A geometria dos atuadores de freio de mola convencionais contribui para um problema adicional, isto é, o de comprimir a haste de operação de freio de estacionamento. A mola de atuador de freio é tipicamente uma bobina helicoidal, que é um componente inerentemente assimétrico que nem sempre proporciona uma força de mola que é perfeitamente alinhada com a haste do atuador do diafragma do freio de estacionamento. Devido à localização e disposição da mola do atuador e da haste de freio de estacionamento, e ao comprimento insustentado da haste exposta, quando o diafragma de freio de estacionamento for totalmente retirado, a força de mola ligeiramente assimétrica poderá fazer com que a haste se incline suficientemente para longe de um lado, dramaticamente aumentando o atrito e o desgaste do eixo e/ou suas vedações e superfícies de apoio correspondentes. Caso seja permitido progredir sem controle, tais atrito e desgaste aumentados poderíam, pelo menos teoricamente, resultar no arrasto do eixo que aumenta para o ponto que está efetivamente "comprimido", isto é, incapaz de se mover para fora da câmara traseira, quando a pressão na câmara traseira for desprendida. Se isto ocorresse, as funções do freio de estacionamento e do freio de emergência não seriam executadas pelo atuador, e a natureza "à prova de falhas" do freio seria anulada.Current spring-type brake actuators are also vulnerable to internal corrosion of the spring and rear cylinder. The rear cylinder is typically provided with at least one chamber vent on the spring side of the rear cylinder. These vents relieve any pressure that leaks into the rear of the actuator housing from the rear chamber. Corrosion concerns arise from the fact that when the rear chamber is depressurised and the brake actuator spring expands back to its parking position, air entering the spring side of the cylinder through the vent will contain water in the form of moisture. Rainwater, road salt and ice removal solutions are also sources of corrosive water and chemicals that can enter the actuator. Corrosion of such water accumulation has induced brake actuator spring failures (eg fractures), nullifying the "fail-safe" braking function of the actuator with little or no externally visible warning. Water also caused a dangerous thinning of the housing wall, which could result in an unexpected housing disruption, with the consequent loss of emergency braking capacity and potential uncontrolled ejection of the spring and rear diaphragm / piston. The geometry of conventional spring brake actuators adds to an additional problem of compressing the parking brake operating rod. The brake actuator spring is typically a coil, which is an inherently asymmetrical component that does not always provide a spring force that is perfectly aligned with the parking brake diaphragm actuator rod. Due to the location and arrangement of the actuator spring and the parking brake stem, and the unsupported length of the exposed stem, when the parking brake diaphragm is fully removed, the slightly asymmetrical spring force may cause the stem to tilt. far enough away from one side, dramatically increasing friction and wear of the shaft and / or its seals and corresponding bearing surfaces. If allowed to progress unchecked, such increased friction and wear could, at least theoretically, result in dragging of the axle that increases to the point that is effectively "pinched," that is, unable to move out of the rear chamber when pressure in the rear chamber is released. If this were to happen, the parking brake and emergency brake functions would not be performed by the actuator, and the "fail-safe" nature of the brake would be nullified.
Em vista de um ou mais dos problemas anteriores com atuado-res de freio do tipo mola atuais, a presente invenção apresenta um atuador aperfeiçoado que é mais seguro, mais leve, mais simples, mais confiável, de custo mais baixo e/ou mais seguro de ser montado e de receber assistência mecânica. A presente invenção elimina a necessidade de estruturas de alojamento pesadas e características extras de captura de mola de atuador de freio, com a redisposição substancial dos componentes principais de um a-tuador de freio de mola em uma maneira nova. Em uma concretização, a mola do atuador de freio é relocada para a porção dianteira do alojamento do atuador, ocupando uma posição entre o atuador de freio de serviço dianteiro e o atuador de freio de estacionamento traseiro. Quando o atuador de freio de mola estiver inativo (isto é, sem qualquer pressão na câmara dianteira nem na câmara traseira), a mola de atuador de freio aplicará o freio ao veículo com o pressionamento sobre o atuador de freio de serviço através de uma placa de mola intermediária, e o atuador de freio de serviço, por sua vez, pressionará a haste de atuador de freio para frente em uma direção de aplicação de freio. O atuador de soltura de freio de estacionamento permanece na câmara traseira do alojamento de atuador, mas em vez de pressio- nar diretamente sobre o atuador de freio de serviço (como na técnica anterior), seu eixo conectado é agora solidamente afixado ao lado traseiro da placa de mola intermediária. Desse modo, quando a pressão do ar for aplicada à câmara traseira, no lugar de comprimir a mola de atuador de freio para a extremidade traseira do alojamento do atuador, como na técnica anterior, o atuador de soltura de freio de estacionamento da presente invenção direciona a placa de mola intermediária para a porção de corpo intermediária do atuador (adiante, "flange intermediário do alojamento"), comprimindo a mola de atuador de freio contra o lado dianteiro (ou "piso") do flange intermediário para remover a força da mola da haste de atuador. Esta disposição preserva a natureza "à prova de falhas" do atuador de freio do tipo mola (isto é, a perda de pressão na câmara traseira ainda resulta na reaplicação do freio por parte da mola de atuador de freio), enquanto também positivamente captura a mola entre a placa de mola e o flange intermediário. A presente invenção oferece inúmeras vantagens significativas sobre os desenhos de atuador de freio de mola anteriores, que se originam principalmente das exigências estruturais diminuídas no alojamento, e a au-tocaptura inerente da mola de atuador de freio.In view of one or more of the above problems with current spring type brake actuators, the present invention features an improved actuator that is safer, lighter, simpler, more reliable, lower cost and / or safer. to be assembled and to receive mechanical assistance. The present invention eliminates the need for heavy-duty housing structures and extra brake-actuator spring-catching features, with the substantial rearrangement of the main components of a spring-brake actuator in a new way. In one embodiment, the brake actuator spring is relocated to the front portion of the actuator housing, occupying a position between the front service brake actuator and the rear parking brake actuator. When the spring brake actuator is inactive (ie, without any pressure on the front chamber or rear chamber), the brake actuator spring will apply the brake to the vehicle by pressing on the service brake actuator through a plate. spring, and the service brake actuator in turn will push the brake actuator stem forward in a brake application direction. The parking brake release actuator remains in the rear chamber of the actuator housing, but instead of pressing directly on the service brake actuator (as in the prior art), its connected shaft is now securely attached to the rear side of the actuator. intermediate spring plate. Thus, when air pressure is applied to the rear chamber, instead of compressing the brake actuator spring to the rear end of the actuator housing, as in the prior art, the parking brake release actuator of the present invention directs the intermediate spring plate to the actuator intermediate body portion (hereinafter, "housing intermediate flange") by compressing the brake actuator spring against the front (or "floor") side of the intermediate flange to remove spring force of the actuator rod. This arrangement preserves the "fail-safe" nature of the spring-type brake actuator (ie, loss of pressure in the rear chamber still results in brake actuator spring reapplying the brake), while also positively capturing the spring between spring plate and intermediate flange. The present invention offers numerous significant advantages over previous spring brake actuator designs, which originate primarily from the reduced structural requirements in the housing, and the inherent self-tapping of the brake actuator spring.
Primeiro, devido ao fato de a mola de atuador de freio ser localizada de tal forma que sua força de reação seja absorvida pelo flange intermediário do alojamento do atuador do que pela porção traseira da estrutura de alojamento, a porção traseira tem agora que suportar apenas a pressão aplicada ao atuador de freio de estacionamento (por exemplo, a pressão pneumática aplicada a um diafragma de atuador ou pistão). Esta mudança indica que não há mais necessidade de fundições de seção espessa ou materiais de alta resistência para suportar as cargas de tração elevadas impostas por uma mola de atuador de freio montada na parte de trás. A estrutura do alojamento pode, portanto, ser projetada e construída muito mais leve, e potencialmente menor, do que anteriormente possível. Por exemplo, no lugar de fundições de liga de alta resistência ou alojamentos com base em aço anteriores, poderão ser usadas estruturas mais leves, tais como componentes de alumínio fundido, plástico moldado ou composto simples. Além das economias de peso, o uso de componentes de alojamento traseiros mais simples e mais leves oferece vantagens adicionais de custo e resistência à corrosão.First, because the brake actuator spring is located such that its reaction force is absorbed by the intermediate flange of the actuator housing than by the rear portion of the housing structure, the rear portion now has to support only the pressure applied to the parking brake actuator (for example, the pneumatic pressure applied to an actuator or piston diaphragm). This change indicates that no longer thick section castings or high strength materials are required to withstand the high tensile loads imposed by a rear mounted brake actuator spring. The housing structure can therefore be designed and built much lighter, and potentially smaller, than previously possible. For example, in place of high-strength alloy castings or previous steel-based housings, lighter structures such as cast aluminum, molded plastic or single compound components may be used. In addition to weight savings, the use of simpler and lighter rear housing components offers additional cost advantages and corrosion resistance.
Adicionalmente, devido a tensões frontais e superiores muito menores na estrutura do alojamento traseiro, a junta entre o flange intermediário do alojamento e a porção traseira do alojamento pode ser formada muito mais leve e mais simples enquanto ainda proporciona uma retenção e uma vedação satisfatória da porção traseira do alojamento. Por exemplo, adesivos ou enrugamentos a rolo simples podem ser potencialmente usados no lugar em que eram exigidos flanges anteriormente pesados e cintas de retenção espessas. As tensões reduzidas podem também prover a oportuni- · dade de aumentar a utilidade do atuador. Anteriormente, foi investido um esforço de produção e engenharia considerável no projeto e na produção de juntas de alojamento traseiras que foram assim denominadas de juntas "à prova de falhas", a fim de desencorajar a desmontagem inadequada de um alojamento traseiro no qual uma mola não-engaiolada se encontrava presente. A eliminação das molas de atuador e esforços associados da junta de alojamento traseira elimina qualquer necessidade de uma junta "à prova de falhas", permitindo assim que a junta se destine a ser desengatada e refeita, conforme necessário. A redução potencial no tamanho de atuador resultante das relo-cações de componente e das cargas estruturais reduzidas é também uma vantagem significativa, visto que o espaço dentro e imediatamente adjacente a um aro de roda de veículo comercial é excepcional, e apenas se tornará mais escasso à medida que freios de disco de veículo comerciais operados a ar e outras tecnologias novas de freio começam a substituir os freios estilo tambor mais antigos. A presente invenção também permite a redução na estrutura exigida para engastar e suportar o atuador de freio de mola em um freio de veículo, bem como intensificando a confiabilidade das estruturas de montagem. No passado, massas pesadas em cantiléver longe da superfície de montagem na parte de trás do atuador (isto é, o cilindro traseiro e a mola de atuador de freio) causaram tensões nos fianges de montagem e prendedo-res exigidos apresentando uma estrutura robusta. Mesmo com tais desenhos, foi descoberto que os engastes falham ocasionalmente. Com o movimento do peso da mola de atuador de freio muito mais próximo ao flange de montagem e com a eliminação do excesso de peso da estrutura de alojamento traseira, as cargas no flange de montagem e em seus prendedores são grandemente reduzidas. Os engastes podem, portanto, também ser redesenhados para redução de seu tamanho e peso, enquanto continuam mantendo ou mesmo a aumentando a confiabilidade do sistema de montagem.Additionally, due to much lower front and top stresses in the rear housing structure, the joint between the housing intermediate flange and the rear housing portion can be formed much lighter and simpler while still providing satisfactory retention and sealing of the housing portion. rear of housing. For example, single roll adhesives or wrinkles could potentially be used where previously heavy flanges and thick retaining straps were required. Reduced voltages may also provide the opportunity to increase actuator utility. Earlier, considerable production and engineering effort was invested in the design and production of rear housing joints, which were thus termed "fail-safe" joints, to discourage improper disassembly of a rear housing in which a spring is not fitted. -cage was present. Eliminating actuator springs and associated efforts from the rear housing gasket eliminates any need for a "fail-safe" gasket, thus allowing the gasket to be disengaged and redone as needed. The potential reduction in actuator size resulting from reduced component relationships and structural loads is also a significant advantage, as the space within and immediately adjacent to a commercial vehicle wheel rim is exceptional and will only become scarcer. As air-operated commercial vehicle disc brakes and other new brake technologies begin to replace the older drum style brakes. The present invention also allows for the reduction in structure required to engage and support the spring brake actuator on a vehicle brake, as well as enhancing the reliability of mounting structures. In the past, heavy cantilevered masses away from the mounting surface at the rear of the actuator (ie rear cylinder and brake actuator spring) have caused tensions in the required mounting fenders and fasteners to feature a robust structure. Even with such designs, it has been found that the crimps occasionally fail. By moving the weight of the brake actuator spring much closer to the mounting flange and eliminating excess weight from the rear housing structure, the loads on the mounting flange and its fasteners are greatly reduced. The crimps can therefore also be redesigned to reduce their size and weight while still maintaining or even increasing the reliability of the mounting system.
Outra vantagem das disposições da presente invenção é o aumento na segurança conferida durante as operações de produção e de assistência mecânica. Com os atuadores de freio de mola anteriores, há um perigo constante da mola violentamente escapar do alojamento do freio de mola ou impulsionar uma porção do alojamento na direção de um técnico, caso os procedimentos adequados de montagem e desmontagem não sejam seguidos ou se o alojamento for rompido. Com a localização da mola de atuador de freio e o atuador de soltura de freio de estacionamento nos lados opostos do flange intermediário do alojamento e, então, com a ligação destes elementos entre si através da placa de mola intermediária, o atuador de soltura de freio de estacionamento sempre captura a mola positivamente, eliminado o perigo de desengate da mola. Além disso, esta disposição também minimiza qualquer perigo de lançamento ou da porção traseira do alojamento ou do flange intermediário, porque uma vez que o atuador de soltura de freio de estacionamento está apoiado no flange intermediário (o que ocorre toda vez que o freio de mola é desativado), é impedida a extensão adicional da mola de acionamento de freio. A captura positiva da mola de atuador de freio na presente invenção também aperfeiçoa as operações de montagem e de assistência mecânica, em permitindo que as porções tanto dianteira como traseira do alojamento do atuador sejam montadas ou removidas do flange intermediário sem cargas de pressão de mola elevadas que atuam contra as extremi- dades do alojamento. Isto permite que os componentes expansíveis dentro do atuador de freio de mola sejam acessados e substituídos com um risco de ferimento muito menor, e em menos tempo do que com os atuadores de freio de mola anteriores. Tais aperfeiçoamentos oferecem decréscimos correspondentes nos custos de montagem e de assistência mecânica.Another advantage of the provisions of the present invention is the increased safety conferred during production and mechanical service operations. With the previous spring brake actuators, there is a constant danger of the spring violently escaping the spring brake housing or pushing a portion of the housing in the direction of a technician if proper mounting and dismounting procedures are not followed or if the housing is broken. With the location of the brake actuator spring and the parking brake release actuator on opposite sides of the housing intermediate flange and then connecting these elements to each other via the intermediate spring plate, the brake release actuator Parking lock always captures the spring positively, eliminating the danger of spring disengagement. In addition, this arrangement also minimizes any danger of release or rear portion of the housing or intermediate flange, because since the parking brake release actuator is supported on the intermediate flange (which occurs every time the spring brake is disabled), further extension of the brake drive spring is prevented. Positive capture of the brake actuator spring in the present invention also enhances mounting and mechanical servicing operations by allowing both front and rear portions of the actuator housing to be mounted or removed from the intermediate flange without high spring pressure loads. that act against the ends of the housing. This allows expandable components within the spring brake actuator to be accessed and replaced with a much lower risk of injury and in less time than previous spring brake actuators. Such improvements offer corresponding decreases in assembly and mechanical service costs.
Nas concretizações adicionais da presente invenção, podem ser realizadas vantagens adicionais de produção e de assistência mecânica. O atuador de soltura de freio de estacionamento, seu eixo e a placa de mola intermediária podem ser projetados de maneira que permitam que toda a pré-carga na mola seja liberada antes que a mola seja desengatada do flange intermediário do alojamento. Por exemplo, a placa de mola intermediária poderia ser afixada ao eixo do atuador de soltura de freio de estacionamento por uma cavilha rosqueada no centro do eixo. O eixo e a cavilha poderíam ser formados com comprimento suficiente, de tal modo que na ocasião em que a cavilha alcançasse a extremidade de seu engate com o eixo, a placa de mola intermediária e o atuador de freio de estacionamento ficariam assim afastados entre si o bastante para que o comprimento livre da mola tenha sido excedido, removendo toda a pré-carga na mola. A placa de mola descarregada poderia ser então removida, por exemplo, para permitir que o eixo fosse extraído para substituição de uma vedação no flange intermediário. Aitemativamente, a placa de mola poderia ser soldada ao eixo e o atuador de soltura de freio de estacionamento poderia ser rosqueadamente engatado com o eixo no lado do cilindro traseiro do flange intermediário. Variações de fixação alternativas que atingem o objetivo de descarregamento da pré-carga de mola do atuador de freio se tornarão evidentes àqueles versados na técnica.In additional embodiments of the present invention, additional production and mechanical assistance advantages may be realized. The parking brake release actuator, its shaft and the intermediate spring plate can be designed to allow all preload on the spring to be released before the spring is disengaged from the housing intermediate flange. For example, the intermediate spring plate could be affixed to the parking brake release actuator shaft by a threaded bolt in the center of the shaft. The axle and bolt could be formed long enough so that when the bolt reached the end of its engagement with the axle, the intermediate spring plate and the parking brake actuator would thus be spaced apart from each other. enough that the free spring length has been exceeded by removing all preload on the spring. The discharged spring plate could then be removed, for example, to allow the shaft to be extracted to replace a seal on the intermediate flange. Alternatively, the spring plate could be welded to the shaft and the parking brake release actuator could be threaded with the shaft on the rear cylinder side of the intermediate flange. Alternative clamping variations that achieve the brake actuator spring preload unloading objective will become apparent to those skilled in the art.
Uma vantagem adicional da presente invenção é a oportunidade de eliminar qualquer necessidade de ventilação do volume no qual a mola de atuador de freio está localizada, que, por sua vez, elimina a fonte principal de corrosão da mola e a falha da mola. A presente invenção oferece, portanto, uma confiabilidade de atuador de freio de mola de longo prazo. Nos desenhos de atuador de freio de mola anteriores, era comum prover um respiro para a atmosfera a partir do lado da mola do cilindro traseiro, a fim de impedir que o vazamento de pressão da câmara traseira na direção da mola fosse formado a ponto de tornar o atuador de soltura de freio de estacionamento ineficaz (e assim impedir a soltura do freio). Na presente invenção, devido ao fato de a mola do atuador de freio ter sido removida da câmara contendo o atuador de soltura de freio de estacionamento, não há qualquer necessidade de uma válvula de respiradouro nas proximidades da mola de atuador de freio. A proteção contra corrosão pode ser adicionalmente intensificada eliminando-se essencialmente qualquer troca de ar contendo umidade entre a região em torno da mola e o resto da câmara dianteira com a provisão de uma simples vedação entre o bordo externo da placa de mota intermediária e a parede interna da câmara dianteira. Este aspecto da presente invenção também contribui para a simplificação do desenho e para um custo mais baixo com a eliminação de peças desnecessárias (o respiradouro e acessórios associados, filtros, etc.) e os custos do projeto e do ferramental associados com a usinagem dos componentes de alojamento para aceitar o respiradouro e acessórios afins.An additional advantage of the present invention is the opportunity to eliminate any need for ventilation of the volume in which the brake actuator spring is located, which in turn eliminates the main source of spring corrosion and spring failure. The present invention therefore offers a long term spring brake actuator reliability. In earlier spring brake actuator designs, it was common to provide an atmosphere breather from the spring side of the rear cylinder to prevent the rear chamber pressure leaking toward the spring from being formed to the point that the parking brake release actuator ineffective (and thus prevent the brake release). In the present invention, because the brake actuator spring has been removed from the chamber containing the parking brake release actuator, there is no need for a vent valve in the vicinity of the brake actuator spring. Corrosion protection can be further enhanced by essentially eliminating any moisture-containing air exchange between the region around the spring and the rest of the front chamber by providing a simple seal between the outer edge of the intermediate motorcycle plate and the wall. front chamber interior. This aspect of the present invention also contributes to simplified design and lower cost by eliminating unnecessary parts (the vent and associated accessories, filters, etc.) and the design and tooling costs associated with component machining. housing to accept the vent and related accessories.
Outros objetivos, vantagens e novas características da presente invenção se tornarão evidentes a partir da seguinte descrição detalhada da invenção, quando considerada em conjunção com os desenhos anexos. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é uma vista em seção transversal de um atuador de freio pneumático do tipo mola exemplificativo anteriormente conhecido. A Figura 2 é uma vista em seção transversal de uma concretização de um atuador de freio do tipo mola, de acordo com a presente invenção. A Figura 3 é uma vista em seção transversal oblíqua de uma concretização de um atuador de freio do tipo mola similar àquele mostrado na Figura 2, que ilustra o atuador em uma posição totalmente estendida. A Figura 4 é uma vista em seção transversal oblíqua da concretização de um atuador de freio do tipo mola mostrado na Figura 3, que ilustra o atuador em uma posição totalmente retirada. A Figura 5 é uma vista em seção transversal de outra concretização de um atuador de freio do tipo mola, de acordo com a presente invenção. A Figura 6 é uma vista em seção transversal de outra concretização de um atuador de freio do tipo mola, de acordo com a presente invenção. A Figura 7 é uma vista lateral de uma concretização da presente invenção de um atuador montado em um calibrador de freio de disco de veículo.Other objects, advantages and novel features of the present invention will become apparent from the following detailed description of the invention when considered in conjunction with the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a cross-sectional view of a previously known exemplary spring-type pneumatic brake actuator. Figure 2 is a cross-sectional view of an embodiment of a spring-type brake actuator according to the present invention. Figure 3 is an oblique cross-sectional view of an embodiment of a spring-type brake actuator similar to that shown in Figure 2 illustrating the actuator in a fully extended position. Figure 4 is an oblique cross-sectional view of the embodiment of a spring-type brake actuator shown in Figure 3 illustrating the actuator in a fully withdrawn position. Figure 5 is a cross-sectional view of another embodiment of a spring-type brake actuator according to the present invention. Figure 6 is a cross-sectional view of another embodiment of a spring-type brake actuator according to the present invention. Figure 7 is a side view of an embodiment of the present invention of an actuator mounted on a vehicle disc brake caliper.
DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS A Figura 2 é uma vista em seção transversal de um atuador de freio do tipo mola 100, de acordo com uma primeira concretização da presente invenção. O alojamento do atuador compreende um flange intermediário 110, um cilindro dianteiro 120 em uma extremidade de freio de veículo do atuador de freio de mola 100, e um cilindro traseiro 130 no lado oposto do flange intermediário 110. Os termos "dianteiro" e "traseiro", conforme usados aqui, descrevem as direções viradas para e viradas para longe, respectivamente, de um freio de veículo no qual o atuador 100 é montado. Desse modo, na Figura 2, o termo "dianteiro" é a direção para o lado esquerdo da figura, e "traseiro" é a direção para o lado direito da figura.DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 2 is a cross-sectional view of a spring-type brake actuator 100 according to a first embodiment of the present invention. The actuator housing comprises an intermediate flange 110, a front cylinder 120 on one vehicle brake end of the spring brake actuator 100, and a rear cylinder 130 on the opposite side of intermediate flange 110. The terms "front" and "rear" "as used herein describe the forward-facing and away-facing directions, respectively, of a vehicle brake on which actuator 100 is mounted. Thus, in Figure 2, the term "front" is the direction to the left side of the figure, and "rear" is the direction to the right side of the figure.
Os elementos de operação do atuador de freio de mola 100 incluem uma mola de atuador de freio 140, que apresenta uma extremidade localizada em um rebaixo 150 no lado dianteiro do flange intermediário 110, e uma extremidade oposta que se apóia em um lado virado para trás de uma placa de mola intermediária 160. Deve ser entendido que a presente invenção não é limitada a uma mola helicoidal, mas inclui qualquer membro elástico que supra o armazenamento de energia e a função de retomo exigida por um atuador de freio de estacionamento. Por exemplo, as configurações de mola alternativas, que incluem múltiplas molas helicoidais, molas lamela-res, molas em cantiléver, etc., e elementos alternativos, tais como blocos resilientes ou câmaras de alta pressão carregáveis, estão dentro do escopo da presente invenção.The operating elements of spring brake actuator 100 include a brake actuator spring 140, which has an end located in a recess 150 on the front side of the intermediate flange 110, and an opposite end that rests on a rear-facing side. It should be understood that the present invention is not limited to a coil spring, but includes any elastic member that provides the energy storage and return function required by a parking brake actuator. For example, alternative spring configurations, including multiple coil springs, lamellar springs, cantilever springs, etc., and alternative elements such as resilient blocks or loadable high pressure chambers, are within the scope of the present invention.
Também, no atuador de freio de mola 100 estão incluídos o atu-ador de soltura de freio de estacionamento 170, o atuador de freio de serviço 180, a haste de atuador de freio 190 e o eixo de conexão 200. O atuador de soltura de freio de estacionamento 170, nesta concretização, compreende um diafragma 210 e uma placa de reforço de sustentação 220 dentro de uma câmara traseira 230, a câmara sendo formada quando o cilindro traseiro 130 for casado com o flange intermediário 110.Also, the spring brake actuator 100 includes the parking brake release actuator 170, the service brake actuator 180, the brake actuator rod 190, and the connecting shaft 200. parking brake 170, in this embodiment, comprises a diaphragm 210 and a support reinforcing plate 220 within a rear chamber 230, the chamber being formed when the rear cylinder 130 is matched to the intermediate flange 110.
Nesta concretização, a parede externa 240 do cilindro traseiro 130 é uma cobertura de alumínio de peso leve, cujo flange na forma de conta 250 coopera com um rebordo correspondente de flange intermediário 110 para capturar um bordo externo 260 do diafragma traseiro 210 entre os mesmos. A fim de minimizar os custos de fabricação e de material, o flange na forma de conta 250 aqui foi simplesmente enrolado e enrugado para prender o cilindro traseiro 130 ao flange intermediário 110. Alternativamente, uma junta útil de campo, tal como um anel de sujeição, pode ser provida, caso a capacidade de remover o cilindro traseiro 130 no campo seja desejada, por exemplo, para permitir a substituição, de um diafragma ou uma vedação interna. O atuador de soltura de freio de estacionamento 170 é mostrado na Figura 2 na posição totalmente retirada na parte de trás da câmara traseira 230. Esta posição será conseguida, quando pressão pneumática suficiente superar a força da mola desenvolvida pela mola de acionamento de freio 140 tiver sido suprida, por meio de um orifício de suprimento (não ilustrado), para a porção da câmara traseira 230 entre o diafragma 210 e o lado de trás do flange intermediário 110. A porção da câmara no lado oposto de diafragma 210 é ventilada para a atmosfera por meio de orifícios 270 para assegurar que nenhum vazamento de pressão através do atuador de soltura de freio de estacionamento 180 tome o atuador de soltura ineficaz. O atuador de soltura de freio de, estacionamento é fixado, nesta concretização, por meio de uma conexão rosqueada 280 em um lado frontal da placa de suporte de diafragma 220, para uma extremidade traseira do eixo de conexão 200.0 eixo de conexão 200 é disposto para passar através do centro do flange intermediário 110 enquanto está centralizado e é sustentado por uma vedação de suporte 290. Esta vedação de suporte também isola a câmara traseira da porção dianteira de atuador 100. Nesta concretização, uma vedação 290 é uma vedação substituível de peça única. Entretanto, pode ser usada qualquer configuração de vedação adequada que isole mutuamente as porções dianteira e traseira do atuador 100, incluindo as vedações de múltiplas partes e vedações não-substituíveis. É notado que com a utilidade aperfeiçoada da presente invenção pode ser esperado que a vedação 290 possa ser substituída durante a vida útil do atuador como uma abordagem de custo efetivo para prolongar a vida útil do atuador. Por outro lado, se, em uma aplicação específica, a utilidade aperfeiçoada for de menor importância do que de menor custo, poderia ser empregada uma vedação não-substituível menos dispendiosa. O eixo de conexão 200 é ilustrado na Figura 2, conforme soldado ao lado de trás da placa de mola intermediária 160, que, por sua vez, aplica a força gerada pelo atuador de soltura de freio de estacionamento 170 para comprimira mola de atuador de freio 140 para o rebaixo 150. O eixo de conexão e a placa de mola podem ser afixados entre si por qualquer técnica adequada que seja suficiente para suportar as forças de separação aplicadas pelo atuador de soltura de freio de estacionamento e a mola de atuador de freio, tal como soldagem, solda forte, rebitagem, prendedor rosqueado, etc. Devido ao fato de tais técnicas de afixação serem bem-conhecidas, elas não serão discutidas aqui. Várias características ou realce podem ser incluídos nas concretizações alternativas da presente invenção para ajustar diferentes alvos isolados de preço. Um destes é a capacidade de permitir a desmontagem segura de serviço de campo do atuador de soltura de freio de estacionamento da placa de mola intermediária, por exemplo, para permitir a retirada do eixo de conexão 200 para substituição da vedação 290. Nesta concretização, as roscas de conexão 280 são suficientemente compridas para permitir que a placa de mola e o atuador traseiro sejam movidos separadamente de forma controlada até que toda a força de pré-carga armazenada na mola 140 seja liberada. Alternativamente, se não estiver prevista nenhuma desmontagem futura destes componentes, por exemplo, quando a tampa de cilindro traseiro 240 for enrugada a rolo ao flange intermediário 110, poder-se-á usar uma técnica permanente de custo mais baixo para fixar o eixo de conexão 200 à placa de suporte de diafragma 220.In this embodiment, the outer wall 240 of the rear cylinder 130 is a lightweight aluminum cover whose bead flange 250 cooperates with a corresponding intermediate flange lip 110 to capture an outer edge 260 of the rear diaphragm 210 therebetween. In order to minimize fabrication and material costs, the bead flange 250 herein has simply been rolled and wrinkled to secure the rear cylinder 130 to the intermediate flange 110. Alternatively, a useful field joint such as a snap ring may be provided if the ability to remove the rear cylinder 130 in the field is desired, for example to allow replacement of a diaphragm or an inner seal. The parking brake release actuator 170 is shown in Figure 2 in the fully retracted position at the rear of rear chamber 230. This position will be achieved when sufficient pneumatic pressure exceeds the spring force developed by the brake drive spring 140 has supplied through a supply hole (not shown) to the rear chamber portion 230 between the diaphragm 210 and the rear side of the intermediate flange 110. The chamber portion on the opposite side of diaphragm 210 is vented to the through holes 270 to ensure that no pressure leakage through the parking brake release actuator 180 makes the release actuator ineffective. The parking brake release actuator is secured in this embodiment by means of a threaded connection 280 on a front side of the diaphragm support plate 220, to a rear end of the connecting shaft 200.0 connecting shaft 200 is arranged to pass through the center of intermediate flange 110 while centered and is supported by a support seal 290. This support seal also isolates the rear chamber from the actuator front portion 100. In this embodiment, a seal 290 is a replaceable one-piece seal . However, any suitable seal configuration that mutually isolates the front and rear portions of actuator 100, including multipart seals and non-replaceable seals, may be used. It is noted that with the improved utility of the present invention it may be expected that seal 290 may be replaced during actuator life as a cost effective approach to prolonging actuator life. On the other hand, if, in a specific application, the improved utility is of less importance than lower cost, a less expensive non-replaceable seal could be employed. The connecting shaft 200 is illustrated in Figure 2 as welded to the rear side of the intermediate spring plate 160, which in turn applies the force generated by the parking brake release actuator 170 to compress the brake actuator spring. 140 for recess 150. The connecting shaft and spring plate may be affixed to each other by any suitable technique sufficient to withstand the separation forces applied by the parking brake release actuator and brake actuator spring, such as welding, brazing, riveting, threaded fastener, etc. Because such display techniques are well known, they will not be discussed here. Various features or enhancement may be included in the alternative embodiments of the present invention for adjusting different isolated price targets. One of these is the ability to permit safe field service disassembly of the parking spring release brake actuator from the intermediate spring plate, for example, to allow withdrawal of the connection shaft 200 for replacement of seal 290. In this embodiment, the connecting threads 280 are long enough to allow the spring plate and rear actuator to be moved separately in a controlled manner until all preload force stored in spring 140 is released. Alternatively, if no future disassembly of these components is foreseen, for example when the rear cylinder cover 240 is roll-wound to the intermediate flange 110, a lower cost permanent technique may be used to secure the connecting shaft. 200 to the diaphragm support plate 220.
Voltando-se para o cilindro dianteiro 120 do atuador de freio de mola 100, dentro da câmara dianteira 300 são dispostos um diafragma de atuador de freio de serviço 310 e uma placa de suporte 320. Como com o diafragma traseiro, um bordo de diafragma 330 é capturado entre um flange na forma de conta de cilindro dianteiro 340 e um flange na forma de conta correspondente na borda dianteira do flange intermediário 110. Aqui, os flanges de rebordo são presos por um anel de fixação removível 350. O atuador de freio de serviço 180 é ilustrado na Figura 2 em uma posição totalmente desengatada, onde nenhuma pressão pneumática foi aplicada à porção da câmara dianteira 300 entre o diafragma de freio de serviço 310 e a placa de mola intermediária 160. Como resultado, o diafragma de freio de serviço 310 se apóia, em uma maneira não-conectada, contra o lado dianteiro da placa de mola intermediária 160. Além disso, a haste de atuador de freio 190, que se engata em uma extremidade de freio de veículo com um mecanismo de acionamento de freio de veículo correspondente, tal como uma alavanca de multiplicação de força em um freio de disco de veículo (não ilustrado) ou um mecanismo de aplicação de freio de disco, está também em uma posição totalmente retirada, que corresponde à soltura do freio do veículo.Turning to the front cylinder 120 of the spring brake actuator 100, within the front chamber 300 are arranged a service brake actuator diaphragm 310 and a support plate 320. As with the rear diaphragm, a diaphragm edge 330 is captured between a front cylinder bead flange 340 and a corresponding bead flange at the leading edge of intermediate flange 110. Here, the flange flanges are secured by a removable locking ring 350. 180 is illustrated in Figure 2 in a fully disengaged position where no pneumatic pressure has been applied to the front chamber portion 300 between the service brake diaphragm 310 and the intermediate spring plate 160. As a result, the service brake diaphragm 310 rests, in an unconnected manner, against the front side of the intermediate spring plate 160. In addition, the brake actuator rod 190, which engages at one end. vehicle brake with a corresponding vehicle brake actuation mechanism, such as a force multiplication lever on a vehicle disc brake (not shown) or a disc brake application mechanism, is also in a position fully withdrawn, which corresponds to the brake release of the vehicle.
Nesta concretização, o atuador de freio de mola 100 é cavilhado ao freio do veículo através de pinos de montagem 360, e a extremidade dianteira da haste de atuador de freio 190 se projeta a uma distancia suficiente para o alojamento de freio de veículo (não ilustrado), mesmo quando na posição totalmente retirada, para assegurar que a extremidade da haste possa engatar a alavanca de acionamento de freio de veículo correspondente, quando a haste for movida para frente. A haste de atuador 190 é ilustrada, nesta concretização, como apresentando sua extremidade traseira soldada ao lado dianteiro da placa de suporte de freio de serviço 320; contudo, como com a ligação do eixo de conexão 200 e a placa de mola intermediária 160, pode ser empregada qualquer técnica de ligação adequada.In this embodiment, the spring brake actuator 100 is bolted to the vehicle brake via mounting pins 360, and the front end of the brake actuator rod 190 projects a sufficient distance to the vehicle brake housing (not shown). ), even when in the fully retracted position, to ensure that the rod end can engage the corresponding vehicle brake actuation lever when the rod is moved forward. Actuator rod 190 is illustrated in this embodiment as having its rear end welded to the front side of service brake support plate 320; however, as with the connection shaft connection 200 and the intermediate spring plate 160, any suitable connection technique may be employed.
Uma vedação flexível contra o pó 370 (nesta concretização, um fole) é provida em tomo da haste de atuador de freio 190 para excluir os contaminantes ambientais, tal como pó de freio, do interior do cilindro dianteiro 120. Como com o cilindro traseiro, os orifícios de respiro atmosféricos 380 são providos na porção do cilindro dianteiro na frente do diafragma de freio de serviço 310 para impedir a formação de pressão e a conseqüente perda de eficácia do atuador de freio de serviço.A flexible dust seal 370 (in this embodiment, a bellows) is provided around the brake actuator rod 190 to exclude environmental contaminants, such as brake dust, from inside the front cylinder 120. As with the rear cylinder, atmospheric vent holes 380 are provided in the front cylinder portion in front of the service brake diaphragm 310 to prevent pressure formation and the consequent loss of effectiveness of the service brake actuator.
Devido ao fato de a mola de atuador de freio 140 ser, de acordo com a presente invenção, localizada em um espaço que não apresenta respiros para a atmosfera, há pouca troca de ar entre a câmara dianteira 300 e o rebaixo de flange intermediário 150, sendo, portanto, baixo o risco de corrosão da mola. Por isso, pode ser aceitável dimensionar a placa de mola intermediária 160 para minimizar o intervalo entre sua borda externa e a parede externa do rebaixo 150 do que prover uma vedação em torno da placa de mola e das superfícies usinadas correspondentes no rebaixo. Isto evitaria os custos de produção e materiais associados com a provisão das superfícies usinadas e a vedação. Alternativamente, se for desejado o isolamento . adicional da mola 140 contra a umidade no ar que entra na câmara dianteira 300, poderá ser provida uma vedação. Uma abordagem para isolar a mola é mostrada na Figura 2, onde uma vedação anular 390 é localizada entre a periferia externa da placa de mola 160 e uma parede externa usinada de rebaixo 150. Em um desenvolvimento adicional, se a pressão suprida para a câmara dianteira for prevista como sendo suficientemente limpa e seca, a parede externa do rebaixo 150 poderá ser afilada ou escalonada em uma localização desejada 395 com relação um diâmetro maior do que na superfície usinada. Esta característica proveria o desassentamento positivo da vedação 390 em uma localização predeterminada durante o curso de extensão da mola de freio, ventilando assim positivamente qualquer pressão ou vácuo acumulado no rebaixo 150 para uma câmara suprida com ar limpo e seco.Due to the fact that the brake actuator spring 140 is, according to the present invention, located in a space that has no air vents, there is little air exchange between the front chamber 300 and the intermediate flange recess 150, therefore the risk of spring corrosion is low. Therefore, it may be acceptable to dimension the intermediate spring plate 160 to minimize the gap between its outer edge and the outer wall of the recess 150 than to provide a seal around the spring plate and the corresponding machined surfaces in the recess. This would avoid the production and material costs associated with providing machined surfaces and sealing. Alternatively, if isolation is desired. In addition to the spring 140 against moisture in the air entering the front chamber 300, a seal may be provided. An approach for isolating the spring is shown in Figure 2, where an annular seal 390 is located between the outer periphery of the spring plate 160 and a recessed machined outer wall 150. In a further development, if the pressure is supplied to the front chamber is predicted to be sufficiently clean and dry, the outer wall of the recess 150 may be tapered or scaled to a desired location 395 with respect to a larger diameter than the machined surface. This feature would provide positive disengagement of seal 390 at a predetermined location during the brake spring extension stroke, thereby positively venting any pressure or vacuum accumulated in recess 150 into a chamber supplied with clean, dry air.
Em uso, o presente cilindro de freio de mola 100 apresenta a mesma funcionalidade como os atuadores de freio do tipo mola anteriores, mas assim o faz em um modo significativamente mais leve, mais seguro e/ou de custo mais baixo do que até agora conhecido. A seguinte descrição da operação do atuador se refere às características ilustradas na Figura 2. Além disso, a fim de ilustrar as relativas posições dos componentes de atuador principal em diferentes posições de operação, as vistas em seção transversal oblíqua de uma concretização similar àquela mostrada na Figura 2, diferindo apenas em detalhes, são providas nas Figuras 3 e 4.In use, the present spring brake cylinder 100 has the same functionality as previous spring-type brake actuators, but does so in a significantly lighter, safer, and / or lower cost mode than hitherto known. . The following description of actuator operation refers to the features illustrated in Figure 2. In addition, to illustrate the relative positions of the main actuator components at different operating positions, the oblique cross-sectional views of an embodiment similar to that shown in Figure 2, differing only in detail, are provided in Figures 3 and 4.
Como com os atuadores anteriores, quando nenhuma pressão estiver presente em qualquer câmara do atuador de freio de mola 100, a mola de atuador de freio 140 aplicará o freio de veículo com o pressionamento no lado de trás da placa de mola intermediária 160, que, por sua vez, com sua superfície dianteira fará pressão sobre a superfície traseira do diafragma de atuador de freio de serviço 310. A forma de mola é então transferida para a placa de suporte 320, fazendo com que a haste de atuador de freio 190 avance para o freio de veículo e acione o mecanismo de aplicação de freio. O freio do veículo é assim aplicado semelhante a um freio de estacionamento. Esta posição de operação é ilustrada na Figura 3.As with previous actuators, when no pressure is present in any spring brake actuator chamber 100, the brake actuator spring 140 will apply the vehicle brake by pressing on the back side of the intermediate spring plate 160, which, in turn, with its front surface it will pressure the rear surface of the service brake actuator diaphragm 310. The spring shape is then transferred to the support plate 320, causing the brake actuator rod 190 to advance to the vehicle brake and engage the brake application mechanism. The vehicle brake is thus applied similar to a parking brake. This operating position is illustrated in Figure 3.
Quando for dada partida ao veículo e o ar de frenagem pneumática estiver disponível, o operador do veículo poderá comandar a soltura do freio de estacionamento do veículo. Em resposta, o sistema de freio pneumático envia o ar para a câmara traseira 230. Quando a pressão do ar no diafragma de soltura de freio de estacionamento 210 (nas Figuras 3 e 4, o pistão de soltura de freio de estacionamento 215) for suficiente para gerar uma força de soltura de freio de estacionamento que excede a força de aplicação de freio da mola, a placa de mola 160 começará a comprimir a mola para o rebaixo 150 até que a placa de mola 160 se apóie contra uma projeção de flange 165, conforme ilustrado nas Figuras 2 e 4. Neste ponto, a haste de atuador de freio 190 não dispõe de qualquer força de atuação aplicada a ela da mola de atuador de freio 140, e o freio do veículo é totalmente solto para operação de serviço.When the vehicle is started and air braking air is available, the vehicle operator can control the release of the vehicle parking brake. In response, the pneumatic brake system sends air to the rear chamber 230. When the air pressure in the parking brake release diaphragm 210 (in Figures 3 and 4, the parking brake release piston 215) is sufficient. To generate a parking brake release force that exceeds the spring brake application force, spring plate 160 will begin compressing spring to recess 150 until spring plate 160 rests against a flange projection 165 , as shown in Figures 2 and 4. At this point, brake actuator rod 190 has no actuation force applied to it from brake actuator spring 140, and the vehicle brake is fully released for service operation.
Na operação de serviço, o ar de frenagem de serviço é admitido na câmara dianteira 300 em proporção à quantidade de aplicação de freio desejada pelo operador, como com os atuadores de freio de mola anteriores. Devido ao fato da câmara traseira 230 permanecer pressurizada em operação normal, a mola de atuador de freio 140 e a placa de mola intermediária 160 permanecem em suas respectivas posições de retirada, e o atuador de freio de serviço 180 fica livre para avançar ou retirar a haste de atuador de freio 190 para aplicar ou soltar o freio do veículo, conforme desejar o operador.In service operation, service braking air is allowed into the front chamber 300 in proportion to the amount of brake application desired by the operator, as with previous spring brake actuators. Because rear chamber 230 remains pressurized in normal operation, brake actuator spring 140 and intermediate spring plate 160 remain in their respective withdrawal positions, and service brake actuator 180 is free to advance or withdraw the brake actuator rod 190 to apply or release the vehicle brake as desired by the operator.
As operações de freio fora do normal com o atuador 100 da presente invenção são também iguais aos atuadores de freio de mola anteriores, onde a perda de pressão pneumática na câmara traseira 230 permitirá que a mola de atuador de freio 140 se mova da posição de soltura de freio de estacionamento, ilustrada nas Figuras 2 e 4, para a posição de aplicação de freio, ilustrada na Figura 3, à medida que cai a força de soltura gerada pelo diafragma de soltura de freio de estacionamento 210.Unusual brake operations with the actuator 100 of the present invention are also the same as previous spring brake actuators, where the pneumatic pressure loss in the rear chamber 230 will allow the brake actuator spring 140 to move from the release position. parking brake illustrated in Figures 2 and 4 for the brake application position shown in Figure 3 as the release force generated by the parking brake release diaphragm 210 drops.
As vantagens da presente invenção são também evidenciadas durante as operações de montagem de fabricação e serviço de campo. Devido ao fato da mola de atuador de freio centralmente localizada se encontrar inerentemente engaiolada na presente invenção, as porções tanto dianteira como traseira, 120, 130, do atuador 100 poderão ser removidas do flange intermediário 100 sem perigo de liberação de energia de mola não-controlada (no caso da porção dianteira, a remoção pode acontecer depois que o atuador tenha sido removido do freio).The advantages of the present invention are also evidenced during fabrication and field service assembly operations. Because the centrally located brake actuator spring is inherently caged in the present invention, both front and rear portions 120, 130 of actuator 100 may be removed from intermediate flange 100 without danger of release of non-spring energy. controlled (in the case of the front portion, removal may occur after the actuator has been removed from the brake).
Por exemplo, se a câmara traseira 230 for despressurizada, a tampa externa 240 do cilindro traseiro poderá ser removida sem qualquer mola residual ou força pneumática que esteja presente. Similarmente, depois que o atuador de freio tiver sido removido do freio do veículo, o cilindro dianteiro poderá ser removido sem perigo porque a mola de atuador de freio alcança a extremidade de seu percurso dianteiro, quando o atuador de soltura de freio de estacionamento ficar apoiado na superfície traseira do flange intermediário 110.For example, if the rear chamber 230 is depressurized, the outer cylinder cover 240 may be removed without any residual spring or pneumatic force present. Similarly, after the brake actuator has been removed from the vehicle brake, the front cylinder can be safely removed because the brake actuator spring reaches the end of its front travel when the parking brake release actuator is supported. on the rear surface of the intermediate flange 110.
Se a desmontagem adicional do flange intermediário for desejada, e as conexões rosqueadas anteriormente descritas tiverem sido providas com o eixo de conexão, a pré-carga de mola poderá ser aliviada de uma maneira controlada e, em seguida, provida a assistência mecânica para os componentes de flange intermediários. Abordagens alternativas de desmontagem de flange intermediário se tomarão prontamente evidentes àqueles versados na técnica, tal como o uso de uma ferramenta de compressão de mola para descarregar o freio em uma maneia descontrolada. A montagem durante a produção ou a remontagem no campo começaria igualmente com uma conexão inicial de não-carga da placa de mola para o atuador de soltura de freio de estacionamento através do eixo de conexão, com a pré-carga de mola necessária sendo então acrescentada à medida que estas partes são juntadas.If additional disassembly of the intermediate flange is desired, and the previously described threaded connections have been provided with the connecting shaft, spring preload can be relieved in a controlled manner and then mechanical assistance provided to the components. intermediate flange Alternative intermediate flange disassembly approaches will become readily apparent to those skilled in the art, such as using a spring compression tool to discharge the brake in an uncontrolled manner. Mounting during production or reassembly in the field would also start with an initial no-load spring plate connection to the parking brake release actuator via the connecting shaft, with the required spring preload then added. as these parts come together.
Um desenvolvimento alternativo da presente invenção é ilustrado na Figura 5. Devido ao fato de muitas das características da presente invenção já terem sido descritas na discussão da concretização na Figura 2, apenas características novas ou alternativas serão identificadas abaixo. A concretização da Figura 5 ilustra uma concretização de atuador de soltura de freio de estacionamento alternativa, na qual o diafragma e sua placa de suporte são substituídos por um pistão rígido 400 e pela vedação anular resiliente 410, que veda o intervalo entre o pistão e uma superfície interna lisa 420 do cilindro traseiro. Devido ao fato do pistão 400 precisar apenas resistir à pressão pneumática na câmara traseira e á força que ele aplica ao eixo de conexão para superar a força de mola, o pistão pode ser formado a partir de qualquer material, preferivelmente, um material de baixo custo, tal como um metal de peso leve (por exemplo, alumínio) ou um plástico fenólico suficientemente rígido. A mesma razão permite a consideração de formar o corpo de cilindro traseiro a partir de tal material substituto para reduzir o peso e o custo. A Figura 5 também ilustra uma disposição alternativa de ventila- ção de câmara que permite que a porção traseira do atuador seja completamente vedada do ambiente. As disposições mostradas na Figura 5 apresentam um percurso de vazão através do qual o ar limpo e seco proveniente da câmara de freio de serviço é provido para o espaço 480 no lado despressuri-zado do pistão 400. Nesta disposição, um canal de vazão 430 é provido no pistão 400 que se comunica com o centro oco do eixo de conexão. Na extremidade do eixo de conexão próximo da placa de mola 450, uma válvula de alívio de pressão 470 permite que o fluxo de ar entre o espaço 480 acima do pistão 400 e o espaço 440 entre a placa de mola 450 e o flange intermediário 460. Nesta concretização, a válvula de alívio de pressão 470 inclui um pistão carregado por mola que permitirá que o ar passe através do orifício de respiro 490, quando for excedido um baixo limite de pressão diferencial (na ordem de alguns Kpa - (psis). Assim, devido ao fato deste espaço 440 apenas receber ar de acionamento de freio de serviço limpo e seco, nenhum contaminante ambiental induzindo a corrosão entrará na porção traseira do atuador.An alternative development of the present invention is illustrated in Figure 5. Because many of the features of the present invention have already been described in the discussion of the embodiment in Figure 2, only new or alternative features will be identified below. The embodiment of Figure 5 illustrates an alternative parking brake release actuator embodiment in which the diaphragm and its support plate are replaced by a rigid piston 400 and resilient annular seal 410, which seals the gap between the piston and a smooth inner surface 420 of the rear cylinder. Because the piston 400 only needs to withstand the pneumatic pressure in the rear chamber and the force it applies to the connecting shaft to overcome spring force, the piston can be formed from any material, preferably a low cost material. such as a light weight metal (eg aluminum) or a sufficiently rigid phenolic plastic. The same reason allows the consideration of forming the rear cylinder body from such substitute material to reduce weight and cost. Figure 5 also illustrates an alternate chamber vent arrangement that allows the rear portion of the actuator to be completely sealed from the environment. The arrangements shown in Figure 5 show a flow path through which clean, dry air from the service brake chamber is provided to space 480 on the depressurized side of piston 400. In this arrangement, a flow channel 430 is provided. provided on the piston 400 which communicates with the hollow center of the connecting shaft. At the end of the connecting shaft near the spring plate 450, a pressure relief valve 470 allows air flow between the space 480 above the piston 400 and the space 440 between the spring plate 450 and the intermediate flange 460. In this embodiment, the pressure relief valve 470 includes a spring-loaded piston that will allow air to pass through vent hole 490 when a low differential pressure limit (in the order of some Kpa - (psis)) is exceeded. Because this space 440 only receives clean, dry service brake drive air, no corrosion-inducing environmental contaminants will enter the rear portion of the actuator.
Imediatamente adjacente à disposição de alívio de pressão alternativa é mostrada uma abordagem alternativa para afixar a placa de mola intermediária ao eixo de conexão. Nesta concretização, uma projeção 455 é rosqueadamente engatada com uma rosca macho correspondente no eixo de conexão. Altemativamente, o parafuso, tal como um parafuso de cabeça chanfrada nivelada na superfície poderia ser usado para prender a placa de mola à extremidade dianteira do eixo de conexão a partir de um lado do freio da placa de mola. Como com a concretização na Figura 2, se quaisquer destas conexões forem suficientemente compridas, a soltura completa e controlada da pré-carga de mola de atuador de freio poderá ser conseguida com segurança. A Figura 6 adicionalmente ilustra uma configuração alternativa de porção de cilindro traseiro que, em algumas aplicações, pode prover um atuador de freio de mola de custo mais efetivo a partir de uma completa perspectiva de fabricação e de assistência mecânica. Nesta configuração, a porção de flange intermediária do atuador de freio de mola e a porção de cilindro traseiro são formadas como uma peça, e o acesso aos componentes no cilindro traseiro é provido através de uma placa de cobertura 475, vedada por uma gaxeta 485. Como antes, pelo fato de as demandas estruturais sobre a cobertura 475 serem muito inferiores do que com os atuadores de freio de mola anteriores (nesta concretização, a cobertura 475 apresenta apenas uma pressão muito baixa em ambas de suas superfícies), a cobertura pode ser formada a partir de materiais muito leves e de preço acessível. A cobertura 475, nesta concretização, é provida com uma resistência um tanto maior do que o mínimo exigido, devido à presença de uma característica opcional adicional para adicionalmente facilitar a assistência mecânica em campo. Conforme mostrado na Figura 6, a cobertura 475, o pistão e o topo do eixo de conexão podem ser dispostos para permitir a introdução de uma haste de engaiolamento de mola 490. Aqui, a haste é conectada através de uma conexão 500 na superfície interna do eixo de conexão. Dependendo da configuração específica do atuador de soltura de freio de estacionamento e do eixo de conexão, a haste de engaiolamento poderá ser projetada para ficar permanentemente (isto é, não-removivelmente) instalada no atuador, conforme ilustrado na Figura 5, ou projetada para ser removível, por exemplo, por meio de uma conexão rosqueada ou chavetada ("baioneta"), conforme mostrado na Figura 6.Immediately adjacent to the alternative pressure relief arrangement is an alternative approach for affixing the intermediate spring plate to the connecting shaft. In this embodiment, a projection 455 is threadably engaged with a corresponding male thread on the connecting shaft. Alternatively, the bolt, such as a flush head bevel head bolt, could be used to secure the spring plate to the front end of the connecting shaft from one side of the spring plate brake. As with the embodiment in Figure 2, if any of these connections are long enough, complete and controlled release of the brake actuator spring preload can be safely achieved. Figure 6 further illustrates an alternative rear cylinder portion configuration which, in some applications, may provide a more cost effective spring brake actuator from a complete manufacturing and mechanical service perspective. In this configuration, the spring flange actuator intermediate flange portion and rear cylinder portion are formed as one piece, and access to components in the rear cylinder is provided through a cover plate 475, sealed by a gasket 485. As before, because the structural demands on cover 475 are much lower than with earlier spring brake actuators (in this embodiment, cover 475 has only very low pressure on both of its surfaces), the cover can be formed from very light and affordable materials. The cover 475 in this embodiment is provided with a resistance somewhat greater than the minimum required due to the presence of an additional optional feature to further facilitate mechanical field service. As shown in Figure 6, the cap 475, the piston and the top of the connecting shaft may be arranged to allow the introduction of a spring cage rod 490. Here, the rod is connected via a fitting 500 to the inner surface of the connector. connecting shaft. Depending on the specific configuration of the parking brake release actuator and connecting shaft, the cage rod may be designed to be permanently (ie, non-removably) mounted on the actuator as shown in Figure 5, or designed to be removable, for example by means of a threaded or keyed connection ("bayonet"), as shown in Figure 6.
Na concretização da Figura 6, a haste 490 é instalada no eixo de conexão depois que a câmara traseira foi pressurizada para totalmente retirar a mola de atuador de freio para o flange intermediário. Uma vez engatado, o colar 510 poderá ser movido até a haste para a superfície da cobertura 475 e travado no lugar. Com a mola de atuador de freio assim engaiolada, a porção traseira do atuador de freio de mola poderá ser separada com segurança da porção de cilindro dianteira sem ter que primeiro remover todo o atuador do freio do veículo, conforme descrito na concretização anterior. Outras abordagens de compressão de mola que conseguem a mesma finalidade se tornarão óbvias àqueles versados na técnica, tal como o rosqueamen-to do engaiolamento de haste 490 no eixo de conexão, o rosqueamento de uma porca sobre a haste de engaiolamento até que a porca fique apoiada na cobertura 470, e a conseguinte rotação da porca para recolher a haste de engaiolamento, o eixo de conexão e a mola de acionamento de freio de volta para a posição engaiolada.In the embodiment of Figure 6, the stem 490 is installed on the connecting shaft after the rear chamber has been pressurized to fully withdraw the brake actuator spring for the intermediate flange. Once engaged, the collar 510 may be moved up to the stem to the surface of the cover 475 and locked in place. With the brake actuator spring thus caged, the rear portion of the spring brake actuator can be securely separated from the front cylinder portion without first having to remove the entire brake actuator from the vehicle as described in the previous embodiment. Other spring compression approaches that achieve the same purpose will become obvious to those skilled in the art, such as threading the 490 rod cage into the connecting shaft, threading a nut onto the cage rod until the nut is supported by the cover 470, and consequently rotation of the nut to retract the cage rod, connecting shaft and brake drive spring back to the caged position.
Uma das vantagens significativas da disposição de mola de atu-ador de freio nova da presente invenção é a de que ela mantém toda a funcionalidade e configuração de conexão externa como nos desenhos de atu-ador de freio de mola. Os atuadores anteriores tipicamente localizavam seus orifícios de entrada de pressão de soltura de freio de estacionamento e freio de serviço aproximadamente no meio do corpo do atuador, com o orifício de freio de serviço ligeiramente mais perto do freio de veículo do que o orifício de soltura de freio de estacionamento. As disposições da presente invenção continuam a ter as câmaras de pressão do atuador de freio de serviço e do atuador de soltura de freio de estacionamento no lado do ftange intermediário do alojamento, na mesma configuração dianteira de orifício de freio de serviço. Um atuador, de acordo com a presente invenção, pode, portanto, ser facilmente projetado para ser compatível com o hardware de sistema de freio existente e sistemas de operação com a localização de seus orifícios de entrada de pressão nas localizações de orifício dos atuadores existentes ou perto destas. Conseqüentemente, nenhuma mudança na operação ou hardware do sistema de freio de veículo seria necessária para retroajustar este novo atuador em uma aplicação de freio de mola de veículo existente.One of the significant advantages of the new brake actuator spring arrangement of the present invention is that it retains all functionality and external connection configuration as in the spring brake actuator designs. Earlier actuators typically located their parking brake and service brake release pressure inlet holes approximately in the middle of the actuator body, with the service brake hole slightly closer to the vehicle brake than the vehicle brake release hole. parking brake. The provisions of the present invention continue to have the service brake actuator and parking brake release actuator pressure chambers on the intermediate ftange side of the housing in the same front service brake hole configuration. An actuator according to the present invention can therefore easily be designed to be compatible with existing brake system hardware and operating systems with the location of their pressure input holes at the orifice locations of existing actuators or close to these. Consequently, no change in operation or hardware of the vehicle brake system would be required to retrofit this new actuator into an existing vehicle spring brake application.
Uma ilustração exemplificativa de uma concretização da presente invenção, um atuador em um calibrador de freio de disco para um veículo comercial é mostrado na Figura 7. Nesta figura, o atuador de freio de mola 700 é mostrado montado no calibrador 710 em uma maneira convencional, com o atuador e o calibrador se apoiando mutuamente na face de flange de montagem 720, e os pinos de montagem do atuador 730 sendo mantidos pelas porcas 740. Devido ao fato da montagem de atuadores de freio nos freios do veículo ser bem-conhecida daqueles versados na técnica, não será provida aqui a ilustração adicional de várias concretizações da presente invenção em combinação com vários freios de veículo. A descrição anterior foi explicada meramente para ilustrar a in- venção e não se destina a ser fimitativa. Por exemplo, qualquer de uma ampla variedade de técnicas de ligação de flange bem-conhecidas pode ser empregada para ligar a porção traseira do alojamento do atuador ao flange intermediário do alojamento, incluindo rebitagem, soldagem, engate rosque-ado, flange enrugado reforçado por cinta, etc. Devido ao fato de outras modificações das concretizações descritas que incorporam o espírito e a substância da invenção poderem ocorrer àqueles versados na técnica, a invenção deve ser construída para incluir tudo no escopo das reivindicações anexas e equivelentes das mesmas.An exemplary illustration of an embodiment of the present invention, an actuator on a disc brake gauge for a commercial vehicle is shown in Figure 7. In this figure, spring brake actuator 700 is shown mounted on the gauge 710 in a conventional manner, with the actuator and caliper mutually supporting the mounting flange face 720, and the actuator mounting pins 730 being retained by the 740 nuts. Due to the fact that mounting brake actuators on vehicle brakes is well known to those versed In the art, no further illustration of various embodiments of the present invention in combination with various vehicle brakes will be provided herein. The foregoing description has been explained merely to illustrate the invention and is not intended to be definitive. For example, any of a wide variety of well-known flange bonding techniques may be employed to connect the rear portion of the actuator housing to the housing intermediate flange, including riveting, welding, threaded engagement, strap-reinforced wrinkled flange. , etc. Because other modifications of the described embodiments embodying the spirit and substance of the invention may occur to those skilled in the art, the invention should be construed to include everything within the scope of the appended and equivalent claims thereto.
REIVINDICAÇÕES
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