ES2206733T3 - Unidad de disco de freno. - Google Patents

Abstract

PARA MEJORAR EL FUNCIONAMIENTO Y REDUCIR LOS COSTES Y EL PESO DE UN CONJUNTO DE DISCO DE FRENO COMPUESTO, SE DESCRIBE UNA UNIDAD DE DISCO DE FRENO (1) COMPUESTA POR UNA BRIDA (2) Y EL DISCO DE FRICCION (3) DONDE EL DISCO DE FRICCION (3) VA MONTADO DE FORMA DESMONTABLE PERO FIJO CONTRA EL GIRO EN UNA BRIDA (2) COMBINADA QUE CUMPLE SIMULTANEAMENTE DIVERSAS FUNCIONES. UN DISEÑO ESPECIAL DE DENTADO ENTRE EL DISCO DE FRICCION (3) Y LA BRIDA (2) PERMITE CONSEGUIR UNA UNION ENTRE EL DISCO DE FRICCION (3) Y LA BRIDA (2), QUE DENTRO DE DETERMINADOS LIMITES ES ELASTICA EN DIRECCION PERIFERICA, LO QUE CONTRIBUYE A MEJORAR LA TRANSMISION DE LOS ESFUERZOS TANGENCIALES DE FRENADO ASI COMO COMPENSAR LAS TOLERANCIAS DE FABRICACION. IGUALMENTE SE SIMPLIFICA LA FABRICACION DE LA UNION ENTRE EL DISCO DE FRICCION (3) Y LA BRIDA (2) EN CUANTO A LAS SUPERFICIES DE ASIENTO AXIALES (15, 25) Y LAS SUPERFICIES DE CENTRADO (17, 18).

Description

Unidad de disco de freno.

El invento se refiere a un disco de freno para un freno de disco, compuesto por varias piezas, correspondiente al preámbulo de la reivindicación 1, en el cual un aro de fricción está fijado desmontable y asegurado contra el giro a una brida por medio de un elemento de fijación.

En general por el estado de la técnica son conocidas en las más diversas formas de realización disposiciones de discos de freno de varias piezas, en las cuales un aro de fricción está fijado desmontable o no desmontable en una pieza de sujeción.

Por ejemplo el documento DE 43 22 231 A1 da a conocer una lámina de fricción de fibras de carbono, que está prevista para el empleo en un embrague o freno y que se fija en un correspondiente elemento de construcción de soporte. La lámina de fricción dispone en su diámetro interior de un dentado radial, que puede engranar con acoplamiento de forma en un dentado correspondiente en la superficie exterior del elemento de construcción de soporte. De ese modo se produce una unión asegurada contra el giro de lámina de fricción y elemento de construcción de soporte, que es apropiada para transmitir fuerzas circunferenciales entre estos dos elementos. Se ha mostrado desventajoso en una fijación semejante con acoplamiento de forma de la lámina de fricción en el elemento de construcción de soporte que una construcción con tolerancias de precisión de los dentados que engranan uno en otro exige unos considerables gastos de fabricación. Además en el caso de una disposición de fijación rígida semejante se produce una transición brusca de las fuerzas circunferenciales entre lámina de fricción y elemento de construcción de soporte, que implica el riesgo de deterioro en particular de la lámina de fricción.

Por el documento DE 34 41 304 A1 es conocida una instalación de freno de disco en la cual un aro de fricción está fijado desmontable en un cubo de rueda por medio de elementos elásticos. De modo similar a la realización ya descrita el aro de fricción y el cubo de rueda están unidos uno con otro asegurados contra el giro mediante un engranaje. De este modo se efectúa una transmisión de las fuerzas circunferenciales de freno a través de los dientes individuales de este engranaje. Complementariamente la instalación de disco de freno dispone de elementos elásticos adicionales, que están dispuestos dentro del engranaje en ranuras del cubo de rueda y del aro de fricción. Los elementos elásticos configurados en esencia en forma de W en estado de montaje están tensados radialmente y proporcionan con ello un enclavamiento axial del aro de fricción con respecto al cubo de rueda. Una fijación semejante con enclavamiento axial presenta como método de fijación flotante un juego tanto en dirección axial como circunferencial. El inconveniente de la instalación de freno de disco descrita consiste en la costosa construcción del engranaje así como especialmente de las ranuras en el aro de fricción y el cubo de rueda, que están previstas para el alojamiento de los elementos elásticos. Aquí es decisivo en particular el problema de la exactitud de medidas de las superficies del engranaje así como de las ranuras, lo que tiene considerable importancia para el centrado del aro de fricción y el posicionado axial a medida exacta del aro de fricción.

Por el documento WO 93/14947 A1 es por último conocido un conjunto de disco de freno en el cual un disco de freno está unido de manera similar asegurado contra el giro con un cubo de rueda mediante un dentado en su diámetro interior. La transmisión de fuerza circunferenciales en caso de un accionamiento del freno se efectúa en una disposición semejante a través de casi la longitud de flancos total de los dientes individuales dentro del engranaje. Además entre los flancos de diente en el diámetro interior del aro de fricción están conformadas ranuras que se extienden radialmente, para reducir un dañado térmico del cubo de rueda. La preparación de un aro de fricción semejante con dentado y ranuras es, debido al gasto de mecanizado necesario, indeseablemente costosa.

El problema del presente invento consiste en especificar un conjunto de disco de freno compuesto desmontable por aro de fricción y brida, que esté mejorado en lo que respecta a su transmisión de fuerza en dirección circunferencial así como que garantice una fijación del aro de fricción a la brida sencilla y favorable para la fabricación.

La solución del problema se produce según el invento por la combinación de características de la reivindicación 1. El aro de fricción tiene en su diámetro interior dientes que sobresalen radialmente, que resaltan dentro de correspondientes escotaduras en la circunferencia exterior de la brida y están configurados elásticos en dirección circunferencial de manera que en caso de carga del conjunto de disco de freno en dirección circunferencial todos los dientes en el aro de fricción intervienen en la transmisión de fuerza. De este modo se produce una transmisión de fuerza en dirección circunferencial suave y continua desde el aro de fricción a la brida, lo que no sólo tiene un efecto de compensación de tolerancias, sino que también representa una protección contra sobrecargas para cada diente individual en el aro de fricción. Además cada diente presenta en su extremo radial interno una sección que está escalonada y estrechada en dirección circunferencial, así como también tiene un talón radial en su lado interno axial. Esto posibilita una configuración optimizada y de fabricación especialmente simplificada del centrado del aro de fricción en la brida así como de la superficie de tope axial del aro de fricción en la brida. Además así por una parte se reducen los costes de fabricación para brida y aro de fricción y por otra parte se simplifica el montaje.

En una forma de realización preferida del invento cada diente del aro de fricción es limitado en dirección circunferencial por superficies laterales que se desarrollan radialmente hacia el centro del disco de freno. De este modo se impide un atascamiento radial del aro de fricción en la brida con la dilatación del aro de fricción a consecuencia de la carga térmica.

La elasticidad de los dientes en el aro de fricción en dirección circunferencial se obtiene por ejemplo mediante una disposición en entalla en el pie del diente o bien mediante una configuración estrecha del diente en forma de espiga o en forma de perfil.

Para realizaciones del conjunto de disco de freno con un disco de freno ventilado, que se compone de dos aros de fricción con nervios que se desarrollan radialmente entre ellos, se ha mostrado ventajoso unir en una sola pieza los dientes con uno de los aros de fricción. En un diseño ulterior, para reforzar el diente, uno de los nervios que se extienden entre los dos aros de fricción se desarrolla sobre el lado del diente que mira hacia el interior del disco de freno.

En un perfeccionamiento del conjunto de disco de freno para transmitir las fuerzas circunferenciales de freno está prevista en el aro de fricción únicamente una espiga de diente, que en comparación con los otros nervios presenta las dimensiones de un nervio reforzado entre los aros de fricción.

En las reivindicaciones 7 a 11 se proponen medidas en la brida y en el aro de fricción que en esencia permiten una configuración del centrado del aro de fricción en la brida así como de la superficie de tope axial del aro de fricción en la brida optimizada y de fabricación especialmente simplificada. De este modo por una parte se reducen los costes de fabricación para brida y aro de fricción y por otra parte se simplifica el montaje.

Según otra variante del conjunto de disco de freno están previstas medidas en la brida que contribuyen a la conexión elástica en dirección circunferencial del disco anular de fricción a la brida. Con ello se posibilita una transmisión de fuerza continuadamente suave en dirección circunferencial.

Finalmente se propone aún otra ventajosa variante para un conjunto de disco de freno, en la cual está previsto al menos un elemento de fijación que sujeta el aro de fricción a la brida axialmente como también en dirección circunferencial. El engranaje entre brida y aro de fricción es configurado por el propio elemento de fijación, que está dispuesto en escotaduras mutuamente correspondientes opuestas entre sí del lado exterior radial de la brida así como del lado interior del aro de fricción. Por lo tanto la fuerza circunferencial de freno total es transmitida también mediante el o los elementos de fijación, pudiendo ser realizados los elementos de fijación ventajosamente de forma selectiva de un material de alta resistencia como elementos de construcción por separado.

Ejemplos de realización del invento se representan con ayuda del dibujo en doce Figuras y se explican en detalle a continuación.

Muestran:

La Figura 1 una vista en perspectiva parcialmente seccionada de un conjunto de disco de freno ventilado con brida, disco anular de fricción y aro de fijación,

la Figura 2 tres vistas parcialmente seccionadas de un conjunto de disco de freno con brida, disco anular de fricción y aro de fijación con centrado y tope axial del aro de fricción en la brida,

la Figura 3 cuatro vistas parcialmente seccionadas de un conjunto de disco de freno con brida, disco anular de fricción y aro de fijación con centrado y tope axial del disco anular de fricción en la brida,

las Figuras 4 - 6 vistas parciales de tres variantes de la configuración de un diente saliente en el disco anular de fricción, que reacciona elásticamente a la carga en dirección circunferencial,

las Figuras 7 - 9 vistas parcialmente en perspectiva de tres variantes de la configuración de una brida con zonas de alojamiento para el disco anular de fricción diseñadas elásticas en dirección circunferencial,

la Figura 10 una vista en planta de un conjunto de disco de freno de varias piezas montado, con varios elementos de fijación,

la Figura 11 una vista en perspectiva aumentada de un elemento de fijación de la Figura 10,

la Figura 12 una vista en planta de dos variantes de un conjunto de disco de freno de varias piezas montado, con elementos de fijación que están unidos unos con otros en una sola pieza.

En la Figura 1 está representado un conjunto de disco de freno 1 compuesto por la brida 2, el disco anular de fricción 3 y el aro de fijación 4. La brida 2 de una sola pieza se compone en esencia de un cuerpo base tubular 5 orientado axialmente así como de una placa de unión 6 unida con el cuerpo base en el extremo de la brida situado exteriormente en sentido axial, la cual se extiende en un plano orientado paralelamente al disco anular de fricción 3. La placa de unión 6 tiene varios taladros roscados axiales 7, en los cuales puede ser atornillada una llanta no mostrada de una rueda del vehículo. De forma regularmente distribuida sobre la circunferencia la placa de unión 6 es interrumpida por escotaduras trapeciales 8, que sobre la dimensión axial total del cuerpo base 5 son limitadas en dirección circunferencial por los flancos laterales 9, 10. Los flancos 9, 10 se unen directamente a la placa de unión 6 y se desarrollan en dirección axial a través del cuerpo base 5, estando a la vez orientados radialmente hacia el centro del disco de freno.

En cada una de las escotaduras 8 en la brida engrana respectivamente un diente 11 que sobresale radialmente hacia dentro en el diámetro interior del disco anular de fricción 3. En estado montado del conjunto de disco de freno 1 los dientes 11 ajustan con acoplamiento de forma con pequeño juego en dirección circunferencial en los flancos 9, 10 de la brida 2. De este modo por una parte se garantiza con seguridad la transmisión de las fuerzas circunferenciales de freno desde el disco anular de fricción 3 a la brida 2 y por otra parte mediante el juego tangencial entre brida 2 y disco anular de fricción 3 se permite un movimiento relativo mínimo entre estos elementos de construcción, lo que representa una efectiva protección contra la corrosión. El disco anular de fricción 3, que como disco anular de fricción ventilado dispone de dos aros de fricción 33, 34 con superficies de fricción opuestas 12, 13, los cuales están unidos entre sí mediante nervios 14 que se desarrollan radialmente, está fijado en sentido axial a la brida 2 por medio de un aro de fijación 4. Con ello los dientes 11, tras el calado en sentido axial del disco anular de fricción 3 sobre la brida 2, hacen tope respectivamente en una superficie de tope axial 15 de la brida 2. El aro de fijación 4 introducido en una ranura en la brida es extensible radialmente y fija el disco anular de fricción 3 bajo aprieto axial con respecto a la superficie de tope axial 15 de la brida. Cada diente 11 del disco anular de fricción 3 está reforzado en su lado interno axial por un nervio 16 que se desarrolla radialmente, realizado alargado, que sirve para unir los dos aros de fricción 33, 34. Cada uno de estos nervios alargados 16 tiene en su lado frontal radial una superficie de centraje 17 en el lado del aro de fricción, la cual, con una correspondiente superficie de centraje 18 en el lado de la brida, garantiza el centrado exacto del disco anular de fricción con relación al eje de rueda 19.

El cuerpo base tubular 5 de la brida 2 que se desarrolla en sentido axial tiene en su diámetro interior superficies de rodadura 20, 21, que sirven para el alojamiento de cojinetes de rueda de una rueda de vehículo no mostrados. De este modo la compacta brida combina de manera ventajosa diversas funciones. Se utiliza tanto como elemento constructivo de fijación para el disco anular de fricción 3 y la no mostrada llanta de una rueda de vehículo y permite además también el alojamiento de los cojinetes de rueda. Para un conjunto de disco de freno 1 realizado de esta manera se suprime por lo tanto la hoy frecuentemente empleada cazoleta de disco de freno, que sirve para la conexión de un disco anular de fricción a la brida de los cojinetes de rueda. De ello resultan para la disposición según el invento considerables ventajas de peso.

La Figura 2 muestra en tres vistas parcialmente seccionadas el conjunto de disco de freno 1 de la Figura 1 e ilustra en particular la fijación del disco anular de fricción 3 en la brida 2. La transmisión de las fuerzas circunferenciales de freno desde el disco anular de fricción 3 a la brida 2 se efectúa a través de las superficies laterales 22, 23 que limitan a los dientes 11 del aro de fricción en dirección circunferencial, las cuales están dispuestas radialmente hacia el centro del disco de freno. Cada diente 11 del disco anular de fricción 3 está mecanizado a medidas exactas en sus superficies laterales 22, 23 y en estado de montaje ajusta precisamente con acoplamiento de forma pero con pequeño juego tangencial en los correspondientes flancos 9, 10 de la brida 2. Al contrario de las uniones aseguradas contra el giro conocidas de aro de fricción y pieza de retención la disposición según el invento posee una cierta elasticidad en caso de carga en dirección circunferencial. Esta elasticidad resulta tanto de la configuración de los dientes 11 como de la configuración de los flancos 9, 10, que en caso de carga en dirección circunferencial son capaces de ceder elásticamente dentro de ciertos límites. De este modo se garantiza que en caso de carga en dirección circunferencial todos los dientes 11 del disco anular de fricción 3 intervienen en la transmisión de las fuerzas circunferenciales. Gracias a la elasticidad en dirección circunferencial se produce tanto una compensación de tolerancias como una protección contra sobrecargas para cada diente individual 11. La capacidad de los flancos 9, 10 de la brida de ceder elásticamente en dirección circunferencial se basa en primer lugar en que éstos, como perfiles independientes que se desarrollan radialmente hacia el centro del disco de freno, presentan una cierta flexibilidad en dirección circunferencial. En suma, mediante una instalación elástica en dirección circunferencial del disco anular de fricción 3 en la brida 2 se obtiene una transmisión de fuerza en dirección circunferencial suave, continua y con ello favorable para los elementos de construcción.

En su extremo radial interno cada diente 11 del conjunto de disco de freno de las Figuras 2a a 2c tiene una sección extrema 24, que en dirección circunferencial está escalonada y estrechada. Cada una de estas secciones extremas 24 presenta en su lado situado en el interior en sentido axial una superficie de tope axial 25 en el lado del aro de fricción, la cual se apoya en una correspondiente superficie de tope 15 en el lado de la brida. Debido a las tolerancias a cumplir para la superficie de tope 25 en el lado del aro de fricción ésta se mecaniza mediante forja, troquelado, fresado u otro proceso de fabricación. En sus superficies límite laterales en dirección circunferencial, que están escalonadas con respecto a las superficies laterales 22, 23 y por lo tanto no intervienen en la transmisión de las fuerzas circunferenciales de freno, cada una de las secciones extremas 24 está sin mecanizar, es decir, en estado bruto del disco anular de fricción 3 fabricado por fundición.

La forma en esencia trapecial de los dientes salientes 11 en el disco anular de fricción 3, que se prolonga radialmente hacia el interior, impide un atascamiento radial del disco anular de fricción 3 en la brida 2 en caso de dilatación del disco anular de fricción 3 a consecuencia de la carga térmica.

El centrado del disco anular de fricción ventilado 3, que dispone de dos aros de fricción 33, 34 unidos con nervios radiales 14, se efectúa mediante una superficie de centraje 18 en el lado de la brida en un talón rectangular 26 en el extremo interior axial del cuerpo base tubular 5. La superficie de centraje 18 en el lado de la brida, que preferentemente se obtiene mediante un simple mecanizado a torno, coopera con la superficie de centraje 17 en el lado del aro de fricción en el lado frontal del nervio alargado 16 sobre el lado del diente situado en el interior en sentido axial.

Las distintas vistas de la Figura 3 muestran una variante del conjunto de disco de freno 1 y precisamente en particular la especial realización de las superficies de apoyo del disco anular de fricción 3 en la brida 2. Como en la ya descrita realización según la Figura 2, dientes trapeciales 11 del disco anular de fricción 3 que se prolongan hacia el interior sobresalen dentro de correspondientes escotaduras 8 de la brida 2. Las superficies laterales 22, 23 que limitan en dirección circunferencial a cada diente 11 ajustan con acoplamiento de forma en los flancos 9, 10 que limitan a cada escotadura 8 y pueden por lo tanto mediante su dimensionado total aprovecharse para transmitir las fuerzas circunferenciales de freno. El tope axial en el lado de la brida así como el centrado para el disco anular de fricción 3 se configuran de manera ventajosa en combinación en una pieza de prolongación 27 en forma de L, que en el extremo situado axialmente en el interior del cuerpo base tubular 5 está unida con éste en una sola pieza. En el ala axial de la pieza de prolongación 27 en forma de L está dispuesta orientada en dirección circunferencial una superficie de centraje 18 en el lado de la brida, y en el ala radial de la pieza de prolongación 27 en forma de L está configurada sobre el lado exterior axial una superficie de tope axial 15 en el lado de la brida. Estas dos superficies 15, 18 en la pieza de prolongación 27 que son perpendiculares una a otra pueden ser elaboradas ventajosamente mediante una única fase de mecanizado por arranque de virutas (preferentemente por torneado). Se ha mostrado favorable en particular que la superficie de tope axial 15 y la superficie de centraje 18 de las piezas de prolongación 27 dispuestas dentro de las escotaduras 8 estén realizadas recíprocamente a medida exacta en una única fase de mecanizado. Como otra medida de optimización en la escotadura 8 en la Figura 3d puede observarse en representación aumentada que el diámetro de pie 28 de la escotadura 8 está elegido menor que el diámetro de centraje 29 de las superficies de centraje 18 en el lado de la brida. De este modo para la preparación de la superficie de tope 15 y de la superficie de centraje 18 sólo necesita ser mecanizada una parte espacialmente limitada de la pieza de prolongación 27 en forma de L en la brida, lo que lleva a una evidente reducción de los gastos de fabricación.

En particular de la Figura 3b se desprende que el disco anular de fricción ventilado 3 con un nervio alargado 16 que une los dos aros de fricción 33, 34 se apoya tanto en la superficie de tope 15 en el lado de la brida como en la superficie de centraje 18 en el lado de la brida. De este modo en el lado del aro de fricción son necesarias únicamente superficies de centraje 17 y superficies de tope 25 de pequeñas dimensiones, que pueden elaborarse con unos gastos de fabricación pequeños.

La construcción general del conjunto de disco de freno 1 con brida 2 compacta de peso reducido y disco anular de fricción ventilado 3 permite una refrigeración mejorada de los aros de fricción 33, 34, debido a que la corriente de aire que pasa por los aros de fricción 33, 34 desde ambos lados axiales del disco anular de fricción 3 es alimentada con aire frío. Además mediante la conexión del disco anular de fricción 3 a la brida 2 se produce una disminución de la tendencia al apantallamiento del aro de fricción. Esto garantiza además de la simplificación de la fabricación un comportamiento mejorado de comodidad del conjunto de disco de freno 1.

En las Figuras 4 a 6 están mostradas tres variantes de la configuración del diente 11 saliente radialmente hacia el interior en el disco anular de fricción 3, las cuales permiten una conexión del disco anular de fricción 3 a la brida 2 elástica dentro de ciertos límites en dirección circunferencial.

En la Figura 4 está representado un diente 11 del disco anular de fricción 3 con superficies laterales 22, 23 que se desarrollan radialmente hacia el centro del aro de fricción así como con un nervio 16 que se desarrolla radialmente sobre el lado del diente situado en el interior en sentido axial. El nervio 16 comparado con los restantes nervios de unión 14 entre los dos aros de fricción 33, 34 está realizado alargado y se extiende desde el extremo interior radial del diente hasta cerca del diámetro exterior del aro de fricción. El nervio 16 da lugar a un refuerzo del diente 11 con a la vez garantía de una elasticidad en dirección circunferencial. Además el nervio 16 puede utilizarse de manera ventajosa para realizar el tope axial o el centrado del disco anular de fricción 3 en la brida 2.

De la Figura 5 se desprende un desarrollo ulterior de la realización según la Figura 4, en el cual cada diente 11 tiene en su pie entallas 30 aproximadamente en forma de arco en dirección circunferencial, que contribuyen a la mejora de la flexibilidad en dirección circunferencial. Para evitar un efecto de entalla demasiado grande estas entallas 30 están provistas de un contorno aproximadamente en forma de arco con transiciones de radios continuas, eligiéndose radios lo más grandes posible.

De la Figura 6 se desprende una variante en la que para transmitir las fuerzas circunferenciales de freno desde el disco anular de freno 3 a la brida 2 queda únicamente un perfil de diente 31 en forma de nervio. El perfil de diente 31 que sobresale hacia el interior desde el disco anular de fricción 3 nace de un perfil 32 que une los dos aros de fricción 33, 34, que en comparación con los restantes nervios de unión 14 está realizado reforzado así como alargado. Al igual que las dos variantes restantes el perfil de diente 31 queda limitado en dirección circunferencial por superficies laterales 22, 23 que se extienden radialmente hacia el centro del aro de fricción. La configuración como perfil de diente 31 para transmitir las fuerzas circunferenciales permite con funcionalidad asegurada una elasticidad lo mayor posible en dirección tangencial. En caso de empleo de un disco anular de fricción con perfil de diente 31 según la Figura 6 naturalmente hay que realizar una configuración correspondiente de las escotaduras 8 de la brida 2.

En las Figuras 7-9 están representadas tres variantes de la brida 2, en las cuales los flancos 9, 10 de las escotaduras 8 están configurados elásticos en dirección circunferencial.

Las Figuras 7a y 7b muestran dos vistas en perspectiva de un desarrollo ulterior de la brida 2 de la Figura 3. Tanto la pieza de prolongación 27 en forma de L como los flancos 9, 10 que limitan lateralmente a las escotaduras 8 están unidos en una sola pieza con el cuerpo base tubular 5 de la brida 2. A diferencia de la realización de la brida según la Figura 3 no está prevista ninguna conexión de refuerzo entre la pieza de prolongación 27 y la zona de pie de los flancos 9, 10. Entre la pieza de prolongación 27 y los flancos 9, 10 queda una ranura 35 que se extiende hasta el cuerpo base 5 de la brida y que de preferencia es configurada directamente durante la fabricación de la brida. De ello resulta un aumento de la flexibilidad de los flancos 9, 10 en dirección circunferencial.

De las Figuras 8a y 8b se desprende un desarrollo posterior de la variante según la figura 7, en el cual entre la placa de unión 6 y los flancos 9, 10 está prevista adicionalmente una escotadura 36 en forma de rendija. Las escotaduras 36 en forma de rendija se desarrollan aproximadamente hasta cerca del cuerpo base 5 de la brida y dan lugar a un aumento adicional de la elasticidad de los flancos 9, 10 en dirección circunferencial. Ventajosamente las escotaduras 36 en forma de rendija se pueden conformar directamente durante la forja en estampa de la brida. Puede considerarse también sin embargo un mecanizado ulterior de la brida, por ejemplo por torneado.

La Figura 9 muestra una brida 2 con flancos 9, 10 que en su zona de pie en la unión al cuerpo base de la brida presentan una sección transversal de flancos reducida 37. El estrechamiento 38 en el pie de los flancos se encuentra en el lado de los flancos que mira hacia el lado opuesto de la escotadura 8, por lo que además la superficie de flancos total que mira hacia la escotadura 8 está preparada para el apoyo de un diente 11 del aro de fricción y con ello para la transmisión de las fuerzas circunferenciales. Es asimismo posible naturalmente un estrechamiento en ambos lados de los flancos. La sección transversal de flancos reducida 37 proporciona una aportación adicional al aumento en el lado de los flancos de la elasticidad de la conexión del aro de fricción en dirección circunferencial facilitando la capacidad de oscilación tangencial de los flancos 9, 10.

De las Figuras 10-12 se desprenden variantes de conjuntos de disco de freno 1 en los cuales el disco anular de fricción 3 está fijado axialmente a la brida 2 por medio de elementos de fijación 40, formando a la vez los elementos de fijación 40 el engranaje entre brida 2 y disco anular de fricción 3 y con ello transmitiendo también totalmente las fuerzas circunferenciales de freno.

Así en la Figura 10 está representado un conjunto de disco de freno 1 compuesto en esencia de brida 2 y disco anular de fricción 3 en el que el disco anular de fricción 3 está fijado a la brida 2 mediante cinco elementos de fijación 40. Los elementos de fijación 40, como se puede ver también en la Figura 11, están configurados en forma de cuña y dispuestos entre el lado exterior radial de la brida y el lado interior radial del disco anular de fricción. Sujetan el disco anular de fricción 3 a la brida 2 tanto en la dirección del eje como en dirección circunferencial. En particular cada uno de los elementos de fijación 40 se extiende en escotaduras 41, 42 mutuamente correspondientes opuestas entre sí, tanto de la brida 2 como del disco anular de fricción 3. Análogamente a las variantes ya descritas de un conjunto de disco de freno 1 cada elemento de fijación 40 está también limitado en dirección circunferencial por superficies laterales 43, 44 que se extienden en esencia radialmente. Las superficies laterales 43, 44 ajustan por su parte en las correspondientes superficies de tope 45 de las escotaduras 41, 42 del disco anular de fricción y respectivamente de la brida. Su orientación radial permite una favorable transmisión de las fuerzas circunferenciales de freno e impide además un bloqueo o deformación de los elementos de construcción individuales en caso de una diferente dilatación térmica radial del disco anular de fricción y de la brida durante el funcionamiento del freno.

Cada uno de los elementos de fijación 40 se sujeta desmontable o a la brida 2 o bien al disco anular de fricción 3, por ejemplo como se muestra en la Figura 10 mediante tornillos de fijación 46. En la realización según la Figura 10 los elementos de fijación 40 en forma de cuña tienen cada uno en su extremo situado radialmente en el interior un taladro pasante 47, por medio del cual el elemento de fijación 40 es atornillado a la brida 2. La sujeción de cada elemento de fijación 40 con sólo un tornillo 46 permite una compensación de tolerancias mediante la pequeña posibilidad de giro excéntrico sobre el eje del taladro pasante 47. Además así idealmente todos los elementos de fijación 40 se hacen intervenir en la transmisión de las fuerzas circunferenciales de freno. Para reducir el peso cada elemento de fijación 40 está provisto de otro taladro pasante 48 así como de un rebaje 49, cuya configuración naturalmente no está limitada a la forma de realización mostrada.

Para montar el conjunto de disco de freno 1 el disco anular de fricción 3 se cala en sentido axial sobre la brida 2, estando las escotaduras 41, 42 mutuamente correspondientes dispuestas opuestas y efectuándose el centrado del disco anular de fricción 3 con ayuda de las correspondientes superficies en la brida como también en el disco anular de fricción con relación a la brida. Luego los elementos de fijación 40 se introducen basculando en las escotaduras 41, 42 y se atornillan a la brida 2. Con ello mediante los talones radiales 50 se fija la posición axial del disco anular de fricción en el lado exterior de los elementos de fijación 40.

La ventaja esencial de los elementos combinados de fijación y de transmisión de fuerza 40 consiste en que pueden ser diseñados selectivamente como elementos de construcción por separado en lo que se refiere tanto a la configuración como en particular a la elección de material. La elección de material desempeña un papel especial, puesto que tales elementos de fijación, que también se aprovechan para transmitir las fuerzas de freno, están sometidos a una considerable solicitación del material y por este motivo deben realizarse en lo máximo posible de un material de alta calidad. Además se da la posibilidad de en caso de necesidad prever diferentes materiales para la brida 2, el disco anular de fricción 3 y los elementos de fijación 40, pudiendo también ser tenida en consideración en la elección de materiales la resistencia a corrosión.

La Figura 12 muestra otros dos ejemplos de configuración para un conjunto de disco de freno 1, en el cual los elementos combinados de fijación y de transmisión de fuerza 40 representados en la Figura 10 están unidos unos con otros en una sola pieza mediante un aro de retención 51. Resulta con ello en comparación con la realización según la Figura 10 una manipulación evidentemente simplificada en particular durante el montaje del conjunto de disco de freno 1, puesto que con el aro de retención tan sólo tiene que emplearse un único elemento constructivo de fijación en el conjunto de disco de freno. Como consecuencia de la constitución en una sola pieza del aro de retención 51 con los elementos de fijación 40 debe sin embargo no sólo centrarse el disco anular de fricción 3 en la brida 2 sino que también es necesario otro tope axial en la brida no mostrado, hasta el cual se cala el disco anular de fricción durante el montaje. El aro de retención completo 51, que soporta los elementos de fijación 40, se fija desmontable a la brida 2 de la manera conocida por medio de tornillos 46 y aprieta con ello axialmente el disco anular de fricción 3 con respecto al tope en la brida 2. En la mitad izquierda de la Figura 12 se conserva el contorno de los elementos de fijación 40, por lo que resultan en el disco anular de fricción 3 cinco puntos de transmisión para la fuerza circunferencial de freno regularmente distribuidos sobre la circunferencia. El empleo de un aro de retención 51 posibilita sin embargo modificar de manera libremente elegible el número de puntos de transmisión de fuerza distribuidos sobre la circunferencia en particular en el disco anular de fricción 3.

La mitad derecha de la Figura 12 muestra una variante del aro de retención 51, en la cual el aro de retención 51 está provisto de varios resaltes 52 en forma de leva que se extienden radialmente hacia fuera, penetrando los resaltes 52 en forma de leva con acoplamiento de forma dentro de las correspondientes escotaduras 42 en el disco anular de fricción 3. Los resaltes 52 sirven para la transmisión de la fuerza circunferencial de freno y el aumento de su número refuerza el efecto deseado de la distribución lo más continua posible de la fuerza circunferencial de freno sobre la circunferencia interior completa del disco anular de fricción 3.

La respectiva realización de la unión en una sola pieza de los elementos de fijación formando un único elemento de construcción combinado de retención y de transmisión de fuerza no está aquí limitada a los ejemplos de configuración explicados. Lo mismo es válido también para el conformado de las secciones del elemento de construcción combinado de retención y de transmisión de fuerza que se aprovechan para transmitir las fuerzas de freno circunferenciales (por ejemplo escotaduras 41, 42; resaltes 52).

Claims (15)

1. Conjunto de disco de freno (1) con una brida (2) y un disco anular de fricción (3) que mediante un engranaje radial está unido asegurado contra el giro con la brida (2), con al menos dos dientes (11) que forman el engranaje en el disco anular de fricción (3) que sobresalen radialmente hacia dentro y las correspondientes escotaduras (8) en la circunferencia de la brida (2), y con un aro de fijación (4), que fija desmontable bajo aprieto axial el disco anular de fricción (3) a la brida (2), caracterizado porque cada diente (11) está configurado elástico en dirección circunferencial de manera que en caso de carga en dirección circunferencial todos los dientes (11) intervienen en la transmisión de fuerza y porque cada diente (11) en el disco anular de fricción (3) presenta en su extremo radial interno una sección (24) que está escalonada y estrechada en dirección circunferencial, así como también tiene un talón radial en su lado interno axial.

2. Conjunto de disco de freno (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque cada diente (11) es limitado en dirección circunferencial por superficies laterales (22, 23) que se desarrollan radialmente hacia el centro del disco de freno.

3. Conjunto de disco de freno (1) según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque por lo menos un diente (11) tiene en su pie una entalla (30) preferentemente en forma de arco.

4. Conjunto de disco de freno (1) según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el conjunto de disco de freno (1) como disco anular de fricción ventilado (3) presenta dos aros de fricción (33, 34) con respectivamente una superficie de fricción (12, 13) situada en el exterior, los cuales están unidos mediante nervios (14, 16, 32) que se desarrollan radialmente, extendiéndose los dientes (11) radialmente hacia dentro como prolongación radial de uno de los aros de fricción (33, 34).

5. Conjunto de disco de freno según la reivindicación 4, caracterizado porque sobre el lado del diente que mira hacia el interior del disco de freno se desarrolla un nervio radial (16) que se extiende desde el borde interior radial del diente (11) hasta cerca del diámetro exterior del aro de fricción.

6. Conjunto de disco de freno según las reivindicaciones 4 y 5, caracterizado porque por lo menos un diente (11) está realizado como perfil de diente (31) delgado en dirección circunferencial que se extiende radialmente, que está configurado como perfil (32) prolongado radialmente que une los aros de fricción (33, 34) y que en comparación con los otros nervios (14) está reforzado en sus dimensiones entre los aros de fricción (33, 34).

7. Conjunto de disco de freno según al menos la reivindicación 1, caracterizado porque cada diente (11) del aro de fricción tiene en su lado interior axial una superficie de tope (25) en el lado del aro de fricción y cada talón radial presenta una superficie de centraje (17) en el lado del aro de fricción, orientada en dirección circunferencial.

8. Conjunto de disco de freno (1) según la reivindicación 4 y al menos una de las reivindicaciones 1 o 7, caracterizado porque el talón radial está formado por el diente (11) y el nervio (16) y la superficie de centraje (17) en el lado del aro de fricción está configurada en la superficie frontal del nervio (16) situada radialmente en el interior.

9. Conjunto de disco de freno (1) según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cada escotadura (8) en su zona del pie en el lado interior axial de la brida (2) está provista de una pieza de prolongación (27) en forma de L, cuya ala axial presenta en su lado exterior radial una superficie de centraje (18) orientada en dirección circunferencial y cuya ala radial en su lado exterior axial forma una superficie de tope axial (15).

10. Conjunto de disco de freno (1) según la reivindicación 4 y la reivindicación 9, caracterizado porque en el nervio radial (16) está prevista tanto la superficie de centraje (17) en el lado del aro de fricción como la superficie de tope (25) en el lado del aro de fricción.

11. Conjunto de disco de freno (1) según la reivindicación 9, caracterizado porque el diámetro de pie (28) de las escotaduras (8) de la brida es menor que el diámetro (29) de las superficies de centraje (18) en el lado de la brida orientadas en dirección circunferencial.

12. Conjunto de disco de freno (1) según al menos la reivindicación 9, caracterizado porque las escotaduras (8) están limitadas en dirección circunferencial por flancos (9, 10) unidos axialmente con un cuerpo base (5) de la brida, estando configurado cada flanco (9, 10) elástico en dirección circunferencial de manera que en caso de carga en dirección circunferencial todos los dientes (11) intervienen con los correspondientes flancos (9, 10) en la transmisión de fuerza, estando cada flanco (9, 10) y cada pieza de prolongación (27) en forma de L unidos en una sola pieza con el cuerpo base tubular (5) de la brida de tal manera que dentro de la escotadura (8), entre flanco (9, 10) y pieza de prolongación (27), queda una ranura (35) que se extiende hasta el cuerpo base (5) de la brida.

13. Conjunto de disco de freno según al menos la reivindicación 12, caracterizado porque entre el flanco (9, 10) y la placa de unión (6) de la brida (2) está prevista una escotadura (36) en forma de rendija.

14. Conjunto de disco de freno según al menos la reivindicación 12, caracterizado porque la sección transversal del flanco (9, 10) en la zona de la conexión al cuerpo base (5) de la brida está reducida.

15. Conjunto de disco de freno (1) con una brida (2) y un disco anular de fricción (3) que mediante un engranaje radial está unido asegurado contra el giro con la brida (2), con por lo menos dos elementos de fijación (40) que fijan desmontable el disco anular de fricción (3) a la brida (2), estando dispuestos los elementos de fijación (40) con acoplamiento de forma dentro de escotaduras (41, 42) mutuamente correspondientes opuestas entre sí en la circunferencia exterior de la brida (2) así como en la circunferencia interior del disco anular de fricción (3) y estando fijados desmontables en la brida (2) o en el disco anular de fricción (3), caracterizado porque los elementos de fijación (40) sujetan axialmente como también en dirección circunferencial el disco anular de fricción (3) a la brida (2) y porque varios elementos de fijación (40) están unidos unos con otros en una sola pieza.