ES2223890T3 - Disco compuesto para un freno de disco. - Google Patents

Abstract

Un disco de freno de disco compuesto, particularmente para vehículos pesados, del tipo en el cual está dispuesto un casquillo (2) para aceptar y restringir una banda anular (3) de frenado que comprende dos placas (4, 5) conectadas rígidamente entre sí mediante elementos axiales (7), teniendo el casquillo (2), en su circunferencia exterior, una pluralidad de protuberancias radiales (9a, 9b), teniendo la banda (3), en su circunferencia interior, una correspondiente pluralidad de protuberancias radiales (11a, 11b) para encajar las protuberancias radiales (9a, 9b) del casquillo y rebordes radiales (15) con superficies radiales (16) de empalme estando provistas para restringir la banda (3) axialmente sobre el casquillo (2) en un lado, caracterizado porque los rebordes (15) están sobre la banda (3) de frenado.

Description

Disco compuesto para un freno de disco.

La presente invención se refiere a un disco compuesto para un freno de disco, del tipo en el que una banda anular de frenado está acoplada firmemente a un casquillo o campana, según se define en el preámbulo de la reivindicación 1.

Los discos compuestos de freno de disco del tipo indicado anteriormente, que son particularmente adecuados para uso en vehículos pesados tales como, por ejemplo, vehículos comerciales, vehículos agrícolas y vagones son conocidos; en estos discos, la banda de frenado está formada en dos porciones separadas, complementarias, que están conectadas entre sí de forma desmontable para permitir que la banda sea reemplazada cuando las superficies de frenado estén desgastadas, sin la necesidad de desmontar la unidad de rodamiento de la mangueta de la rueda.

De acuerdo con la técnica anterior, el casquillo y la banda de frenado están conectados entre sí mediante una conexión acanalada que proporciona el encajamiento entre protuberancias radiales que se proyectan desde la periferia exterior del casquillo y correspondientes protuberancias radiales que se proyectan internamente desde la banda.

Para una mejor comprensión del estado de la técnica del objeto en cuestión y de los problemas inherentes a la misma, se describirá en primer lugar un ejemplo de disco de freno de disco compuesto provisto de una banda de frenado que se puede dividir en dos porciones, según se describe en la solicitud alemana de patente DE 19839763.

En la descripción y en las reivindicaciones adjuntas, términos tales como "axial", "radial" y "tangencial" están destinados a referirse a la condición de montaje del vehículo o, preferiblemente, al eje de simetría y/o de rotación del disco. De forma similar, términos tales como "interno" y "externo" están destinados a referirse a la condición de montaje en el vehículo y/o, preferiblemente, el término "exterior" está destinado a referirse a la porción, lado o cara del disco o de la banda de frenado que está orientada hacia la extensión axial de la campana o casquillo que está conectada a la mangueta de la suspensión (indicada como "I" en la figura 3) e "interior" está destinado a referirse a la porción, lado o cara opuesta del disco o de la banda de frenado.

Con referencia a la figura 4 de los dibujos adjuntos, que está tomada del documento alemán anteriormente mencionado, un disco 1 de freno de disco compuesto comprende un casquillo 2 y una banda anular 3 de frenado formado en una sola pieza o en varias porciones, con las dos placas 4 y 5 conectadas entre sí mediante elementos axiales de conexión o pro-
yecciones 7 de varias extensiones radiales, que definen conductos internos sustancialmente radiales a través de los cuales puede fluir el aire para ventilar el disco. El casquillo 2 y la banda 3 están acoplados por encajamiento entre una pluralidad de protuberancias radiales 9 que se proyectan desde la periferia exterior del casquillo y una correspondiente pluralidad de protuberancias radiales 11 que se proyectan internamente desde la banda. Las protuberancias 9 y 11 están conformadas de manera tal que definan entre ellas una pluralidad de rebajes que están distribuidos uniformemente alrededor de la circunferencia de acoplamiento y en los que están encajados los elementos intermedios 13, con forma de U por medio de los que se transmite el torque desde la banda 3 hasta el casquillo 2. Para asegurar la conexión o restricción axial de la banda con relación al casquillo, cada protuberancia 9 del casquillo tiene, en su lado axialmente exterior (esto es, hacia la derecha según se ve en la figura 4), un reborde radial 15 que puede definir una res-
tricción axial vertical o radial 16. Una correspondiente superficie vertical 18 de una respectiva proyección 19 similar a un escalón presente en el rebaje entre dos protuberancias consecutivas 11 de la banda, está dispuesto en acoplamiento con esta superficie. La res-
tricción axial se asegura en el lado opuesto, por otro lado, mediante un anillo elástico 21 encajado en un asiento anular 22 en la periferia exterior del casquillo.

El objeto de la presente invención es proporcionar un disco de freno de disco compuesto del tipo en el que la banda de frenado está acoplada al casquillo por encajamiento entre una pluralidad de protuberancias radiales en el casquillo y en la banda, que se mejora en comparación con la técnica anterior discutida anteriormente.

Este objeto se consigue totalmente, de acuerdo con la invención, en virtud del hecho de que la banda de frenado tiene una pluralidad de rebordes axiales que se proyectan radialmente desde su circunferencia interior y cada uno de los cuales puede proporcionar una superficie axial de encajamiento para la correspondiente protuberancia radial del casquillo, según se define en la reivindicación independiente 1.

Una realización preferida pero no limitativa de la presente invención será descrita a continuación; en particular, sus elementos y características que la diferencian de la técnica anterior están descritos con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1a es una vista frontal de un disco de freno de disco compuesto que tiene una banda de frenado en dos porciones, seccionadas en el plano medio transversal del disco,

La figura 1b es una vista frontal de una banda compuesta de frenado para un freno de disco de acuerdo con una realización adicional de una pieza, seccionada según el plano transversal medio del disco,

La Figura 2 es una vista lateral del disco de la figura 1, seccionado a lo largo de una primera línea diametral II-II,

La Figura 3 es una vista lateral del disco de la figura 1, seccionado a lo largo de una segunda línea diametral III-III y

La Figura 4 es una vista en despiece ordenado, en perspectiva, de un disco de freno de disco compuesto de acuerdo con la técnica anterior.

Según se muestra en las figuras 1a a 3, en las que a partes o elementos idénticos o correspondientes a los de la figura 4 (técnica anterior) se han atribuido las mismas referencias numéricas, un disco compuesto 1 de acuerdo con la presente invención comprende un casquillo 2 y una banda anular 3 de frenado, por ejemplo, formada en dos porciones complementarias y separables 3a y 3b (figura 1a) o en una sola pieza (figura 1b) y que tiene dos placas o elementos 4 y 5 conectados entre sí mediante elementos o pro-
yecciones 7 axiales de conexión que definen conductos a través de los cuales puede fluir el aire para ventilar el disco.

La periferia exterior de la campana o casquillo 2 tiene una pluralidad de protuberancias radiales de dos tipos, indicadas como 9a y 9b, respectivamente, dispuestas alternativamente y distanciadas uniformemente de forma circunferencial. Las protuberancias 9a tienen la forma de un diente con un lados sustancialmente rectos, mientras que las protuberancias 9b, que tienen menores dimensiones que las protuberancias 9a en términos tanto de anchura como de altura, tienen lados que están ligeramente arqueados con perfiles cóncavos.

Una correspondiente pluralidad de pares de protuberancias radiales 11a, 11b, idénticos dos a dos que sobresalen hacia fuera también distanciadas uniformemente de forma circunferencial, está formada en la circunferencia interior de la banda 3 de frenado. Respectivos primeros rebajes 12a están definidos entre pares consecutivos de protuberancias 11a, 11b y tienen una forma y tamaño tal que alojan correspondientes protuberancias 9a del casquillo con un espacio libre mínimo. El casquillo y la banda de frenado del disco están acoplados, así, para la rotación conjunta en virtud del encajamiento entre los lados de cada protuberancia radial 9a del casquillo con los correspondientes lados de las protuberancias radiales 11a, 11b de la banda que define el rebaje 12a en el que está alojado la protuberancia 9a.

Cada par de protuberancias radiales 11a, 11b en la banda 3 de frenado define un segundo rebaje 12b de una forma y tamaño tal que aloja una respectiva protuberancia 9b del casquillo y un respectivo elemento intermedio 13, tal como un perno elástico. Cada perno elástico está encajado en un asiento adecuado formado en el lado de la protuberancia radial 11a que está orientada hacia el rebaje 12b de modo que esté interpuesto entre las protuberancias 11a y 9b. El uso de estos elementos elásticos permite ocupar el espacio libre tangencial entre las protuberancias del casquillo y de la banda, eliminar impactos entre los lados de las protuberancias durante un cambio desde una condición de funcionamiento "en vacío" en la cual no se ejerce ninguna acción de frenado sobre la banda, hasta una condición de funcionamiento "activa" en la que la banda transmite un momento rotación de frenado al casquillo como resultado del funcionamiento de los frenos.

Con referencia a la figura 2, las protuberancias radiales 11a y 11b de la banda 3 de frenado tienen preferiblemente una dimensión axial sustancialmente igual a la de la propia banda y, en particular, están conectadas a ambas placas 4 y 5 de una manera tal que distribuyen el momento de rotación transmitido entre la banda y el casquillo de forma sustancialmente igual sobre las placas 4 y 5, evitando la participación de los elementos o proyecciones axiales 7 de conexión.

Según se muestra en la figura 3, con objeto de cooperar en la conexión o restricción axial de la banda 3 de frenado con relación al casquillo 2, en los extremos axialmente exteriores de los rebajes 12a y 12b dispuestos entre las protuberancias radiales de la banda 3, la placa 5 tiene rebordes 15 que se proyectan radialmente hacia dentro y tienen respectivas superficies axiales 16 de empalme para las caras axialmente exteriores 18 de las protuberancias radiales 9a y 9b del casquillo 2. Se permite así que la banda 3 de frenado pueda deslizarse axialmente únicamente hacia fuera, esto es, en la dirección indicada por la flecha F.

Por otro lado, en el lado axialmente opuesto la banda 3 de frenado se restringe axialmente en el casquillo 2 mediante un anillo 21 que está fijado a las caras axialmente interiores de las protuberancias radiales 11a y 11b de la banda, ventajosamente por medio de una pluralidad de tornillos 23 encajados en una correspondiente pluralidad de agujeros roscados 24. El anillo 21 está provisto tanto para bandas de frenado que se pueden dividir como para bandas de frenado de una sola pieza.

Un disco de freno de disco compuesto de acuerdo con la invención ofrece claramente una serie de ventajas sobre los discos de construcción conocida, según se explicará a continuación. En primer lugar, el hecho de que los rebordes radiales 15 que definen las superficies axiales 16 de empalme tengan una disposición y forma tal que permitan que la banda 3 de frenado se deslice fuera del casquillo en una dirección axialmente hacia fuera, evita problemas de interferencia con la mangueta de la rueda del vehículo durante la sustitución de la banda, tanto durante la retirada de porciones desgastadas 3a y 3b de banda como durante el montaje de sustitución de porciones de banda.

Además, en virtud del hecho de que los rebordes 15 están formados en los rebajes 12a y 12b dispuestos entre las protuberancias radiales 11a y 11b de la banda 3 de frenado más que sobre las protuberancias radiales 9 del casquillo 2, según se propone en el documento de la técnica anterior descrito anteriormente, es posible formar estos rebordes dentro del mismo ciclo de maquinación por laminado que se requiere para producir las protuberancias radiales 11a y 11b y los rebajes 12a y 12b de la banda 3. En comparación con soluciones conocidas, se evitan así, ciclos largos y complejos de operaciones de torneado después del laminado de los asientos para el acoplamiento geométrico de la banda y el casquillo. La maquinación de componentes del disco se simplifica así considerablemente, con una consecuente reducción de los costes de fabricación y aumentándose también la calidad del producto terminado ya que todas las operaciones de maquinación de la banda que se refieren a las protuberancias radiales 11a y 11b de la banda se llevan a cabo en la misma herramienta y con la misma posición, evitando así errores geométricos relacionados con un cambio de máquina y con una recolocación de las piezas.

Una ventaja adicional ofrecida por la presente invención es que la presencia de los rebordes 15 en la banda 3 de frenado en vez de en el casquillo 2 asegura que, durante la sustitución de la banda, las superficies axiales 16 de empalme están limpias y pueden así asegurar la corrección del acoplamiento con las caras correspondientes en las protuberancias radiales 9a y 9b del casquillo. En contraste, de acuerdo con la solución propuesta en la solicitud alemana de patente anteriormente mencionada ya que los rebordes 15 están asociados con el casquillo 2, éstos no son sustituidos por nuevos rebordes cuando la banda del disco se sustituye. Además ya que éstos están dispuestos hacia el exterior del vehículo, estos rebordes son particularmente objeto de la acumulación de suciedad y, además, el acceso a ellos para el limpiado es difícil, dado que las superficies axiales 16 de empalme están orientadas hacia dentro con relación al vehículo.

Naturalmente, manteniendo el mismo principio de la invención, pueden variarse ampliamente las formas de realización y detalles de construcción con respecto a los descritos e ilustrados puramente a modo de ejemplo no limitativo, sin salir por ello del alcance de la invención según se define en las reivindicaciones independientes.

Claims (12)

1. Un disco de freno de disco compuesto, particularmente para vehículos pesados, del tipo en el cual está dispuesto un casquillo (2) para aceptar y restringir una banda anular (3) de frenado que comprende dos placas (4, 5) conectadas rígidamente entre sí mediante elementos axiales (7), teniendo el casquillo (2), en su circunferencia exterior, una pluralidad de protuberancias radiales (9a, 9b), teniendo la banda (3), en su circunferencia interior, una correspondiente pluralidad de protuberancias radiales (11a, 11b) para encajar las protuberancias radiales (9a, 9b) del casquillo y rebordes radiales (15) con superficies radiales (16) de empalme estando provistas para restringir la banda (3) axialmente sobre el casquillo (2) en un lado, caracterizado porque los rebordes (15) están sobre la banda (3) de frenado.

2. Un disco de acuerdo con la reivindicación 1 en el que los rebordes (15) para la restricción axial de la banda (3) de frenado sobre el casquillo (2) están formados en la circunferencia interior de una (5) las placas (4, 5) de la banda (3).

3. Un disco de acuerdo con la reivindicación 2 en el que los rebordes (15) están formados en la placa de la banda (3) de frenado que, cuando se considera que el disco está montado en el vehículo, está en la placa exterior (5).

4. Un disco de acuerdo con la reivindicación 3 en el que cada reborde (15) tiene una superficie radial (16) que está orientada axialmente hacia dentro con relación al disco y que puede evitar que la banda (3) de frenado se deslice axialmente hacia el casquillo (2) en esta dirección.

5. Un disco de acuerdo con la reivindicación 4 en el que los rebordes (15) están alojados en rebajes (12a, 12b) dispuestos entre protuberancias radiales (11a, 11b) de la banda (3) de frenado de una manera tal que las superficies (16) de restricción axial están dispuestas empalmadas con las caras axialmente exteriores de las protuberancias radiales (9a, 9b) del casquillo (2).

6. Un disco de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que las protuberancias radiales (11a, 11b) en la banda (3) de frenado están conectadas a ambas placas (4, 5) de la banda (3) de una manera tal que el momento angular de frenado transmitido por la banda (3) al casquillo (2) se distribuye sobre las placas hasta un grado sustancialmente igual.

7. Un disco de acuerdo con la reivindicación 6 en el que las protuberancias radiales (11a, 11b) tienen una dimensión axial sustancialmente igual a la de la banda (3) de frenado.

8. Un disco con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, del tipo que comprende también un anillo (21) para inmovilizar la banda (3) de frenado sobre el casquillo (2) axialmente en el lado opuesto a los rebordes (15), en el que el anillo (21) está fijado a las protuberancias radiales (11a, 11b) de la banda (3) de frenado mediante miembros roscados (23, 24) de conexión.

9. Un disco de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que la banda (3) de frenado tiene una pluralidad de pares de protuberancias radiales (11a, 11b) primera y segunda dispuestas uniformemente de forma circunferencial, de modo que definan rebajes (12a, 12b) primero y segundo entre los pares de protuberancias primera y segunda y entre las protuberancias primera y segunda, respectivamente y porque el casquillo (3) tiene una correspondiente pluralidad de primeras protuberancias radiales (9a) de una forma y tamaño tales que sean alojadas con el mínimo espacio libre tangencial en el primer rebaje (12a) con objeto de acoplar la banda (3) para la rotación con el casquillo (2).

10. Un disco de acuerdo con la reivindicación 9 en el que el casquillo (2) tiene también una pluralidad de segundas protuberancias radiales (9b) de una forma y tamaño tales que sean alojadas con espacio libre tangencial en los segundos rebajes (12b) para permitir la interposición de elementos elásticos (13) entre las protuberancias (9b) y los segundos rebajes (12b) de modo que ocupen el espacio tangencial del acoplamiento entre la banda (3) de frenado y el casquillo (2) y para evitar cualquier impacto entre los lados de las primeras protuberancias radiales (9a) del casquillo (2) y los lados de los respectivos primeros rebajes (12a) definidos entre pares consecutivos de protuberancias radiales (11a, 11b) de la banda (3).

11. Una banda de frenado para un disco de freno de disco compuesto (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

12. Una banda de frenado de acuerdo con la reivindicación 11 en el que la banda se puede dividir en al menos dos porciones complementarias (3a, 3b).