ES2230331T3

ES2230331T3 - Disco de freno para un freno de disco.

Info

Publication number: ES2230331T3
Application number: ES01945215T
Authority: ES
Inventors: Wolfgang Lehmann; Manfred Gronemann; Helmut Ruppert; John Watson
Original assignee: Sab Wabco GmbH
Current assignee: Faiveley Transport Witten GmbH
Priority date: 2000-06-16
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2005-05-01
Anticipated expiration: 2021-05-30
Also published as: AU2001267497B2; ATE280911T1; EP1290353A1; US6808050B2; US20040031651A1; AU6749701A; WO2001096758A1; CN1436286A; DE10028958B4; DK1290353T3; CN1279293C; DE10028958A1; DE50104304D1; EP1290353B1

Abstract

Disco de freno para un freno de disco, en especial para vehículos sobre carriles, que comprende un cuerpo del buje (16) con una brida (14, 314, 414) del buje, que se extiende radialmente hacia fuera, con aberturas (114) en paralelo al eje en las cuales están dispuestos tornillos (15, 15¿) para unir una brida (13, 213, 313, 413) del anillo de freno, dispuesta de forma radialmente solapada y axialmente adyacente a la brida (14, 314, 414) del buje, de un anillo (12, 212, 312, 412) de freno con el cuerpo (16, 316, 416) del buje, donde por lo menos en una abertura (114) está dispuesto un elemento de soporte, que está fijado en el cuerpo (16, 316, 416) del buje y a través del cual puede sujetarse el extremo de uno de los tornillos (15, 15¿) después de su paso por la brida (13, 213, 313, 413) del anillo de freno, caracterizado porque por lo menos uno de los elementos de soporte está configurado como ángulo de soporte (22, 422) en forma de L que dispone en una primera ala de una abertura para el paso del extremo del tornillo (15, 15¿), y porque en el cuerpo (316, 416) del buje está prevista una ranura (24, 24¿) axialmente orientada en la que está dispuesta la segunda ala del ángulo de soporte (22).

Description

Disco de freno para una freno de disco.

Campo técnico

La invención se refiere a un disco de freno para un freno de disco, en especial para vehículos sobre carriles. Este disco comprende un cuerpo del buje con una brida del buje, que se extiende radialmente hacia fuera, con aberturas en paralelo al eje en las cuales pueden colocarse tornillos para unir con el cuerpo del buje una brida del anillo de freno, dispuesta de forma radialmente solapada y axialmente adyacente a la brida del buje, y un anillo de freno para un freno de disco, en especial para vehículos sobre carriles, que comprende una brida del anillo de freno, que se extiende en dirección radial, con aberturas en paralelo al eje en las cuales se pueden colocar tornillos a fin de unir con el anillo de freno una brida del buje de un cuerpo del buje, dispuesta de forma radialmente solapada y axialmente colateral a la brida del anillo de freno.

Estado de la técnica

Discos de freno del tipo inicialmente mencionado se conocen por ejemplo del documento DE 26 20 623 A1 (figuras 1 y 2). Se componen de un cuerpo del buje, que se coloca de forma rígida al giro sobre un eje del vehículo, así como de un anillo de freno unido con el cuerpo del buje. El anillo de freno muestra por lo menos en un lado exterior una superficie de fricción en la que actúan mordazas de freno que, mediante presión sobre la superficie de fricción, pueden ejercer el efecto de frenado deseado. La unión entre el cuerpo del buje y el anillo de freno se lleva a cabo mediante atornillado de la brida del buje con la brida del anillo de freno. Las bridas mencionadas sobresalen radialmente del cuerpo del buje y del anillo de freno, respectivamente, se solapan en dirección radial y están dispuestas axialmente colaterales una a otra. Las indicaciones "radial" y "axial" o "en paralelo al eje" se refieren al eje de giro del disco de freno (que coincide con el centro del eje en el cual está montado el disco de freno), que normalmente es también un eje de simetría del disco de freno. Asimismo, las bridas pueden estar configuradas de forma continua en dirección circunferencial, o de forma ondulada, componiéndose en este último caso de levas colaterales. Los tornillos para la fijación del anillo de freno en el cuerpo del buje penetran por aberturas, en lo esencial alineadas entre sí, en la brida del buje y en la brida del anillo de freno.

Es conocido que, en los frenos de disco del tipo mencionado, el anillo de freno se dilata durante los procesos de frenado, a causa del calentamiento originado, mientras que el cuerpo del buje no sufre una dilatación comparable. Se conocen numerosos tipos de construcción para absorber o compensar las dilataciones térmicas que aparecen entre el anillo de freno y el cuerpo del buje.

En el documento DE-B 10 31 337 se muestra por ejemplo un freno de disco del tipo inicialmente mencionado en el cual el atornillado entre la brida del buje y la brida del anillo de freno está realizado de tal manera que permite un movimiento radial relativo entre ambos cuerpos. En especial están previstas en la brida del anillo de freno cuatro ranuras radiales, distribuidas de forma equidistante en la circunferencia, en las cuales los tornillos, que penetran por las mismas, pueden desplazarse radialmente. No obstante, el problema de este tipo de construcción reside en el peligro de que los tornillos puedan perder su posición en paralelo al eje durante dilataciones térmicas. En especial, las cabezas de los tornillos pueden mantener su posición en relación con la brida del buje, en la que se apoyan, mientras que la sección atornillada se encuentra en la brida del anillo de freno que, durante una dilatación térmica, la desplaza radialmente hacia fuera. De esta manera aparecen solicitaciones por flexión considerables en los tornillos que pueden provocar un desgaste aumentado, una fatiga precoz y, en el peor de los casos, un fallo de los mismos.

Del documento DE-A 28 28 137 es conocido apoyar, en un freno de disco del tipo inicialmente mencionado, tanto las cabezas de los tornillos como las tuercas en semicarcasas de apoyo esféricas para evitar los esfuerzos de flexión ejercidos en los tornillos, de modo que los tornillos pueden inclinarse hacia fuera de sus apoyos en paralelo al eje sin tener que soportar esfuerzos considerables de flexión y de cizallamiento. No obstante, esta forma de realización es muy complicada, y por lo tanto cara, y conlleva variaciones no deseadas de la tensión previa de los tornillos en el caso de producirse dilataciones térmicas.

Además, del documento DE 34 32 501 C2 se conoce un freno de disco del tipo inicialmente mencionado en el cual la brida del anillo de freno está dispuesta de forma móvil con respecto a dilataciones térmicas entre la brida del buje y un aro tensor por separado, donde los tornillos tensan la brida del buje axialmente contra el aro tensor. Los extremos correspondientes de los tornillos están apoyados en la brida del buje y en el aro tensor y, por lo tanto, en dos elementos que normalmente no están sujetos a movimientos relativos durante la dilatación térmica. No obstante, es desventajoso que entre el cuerpo del buje y el aro tensor deben estar previstos medios adicionales para la transmisión del par de giro, para que en los tornillos no puedan aparecer esfuerzos de flexión perpendiculares a la dirección radial. Estos medios aumentan por un lado la complejidad del tipo de construcción y dificultan por otro lado el montaje. Asimismo, el aro tensor puede obstaculizar considerablemente, en los frenos de disco con ventilación interior, el suministro de aire de refrigeración al disco de freno. También es posible que las fuerzas originadas por una dilatación térmica actúen en el aro tensor de forma asimétrica en relación con el eje de giro del freno de disco, por lo que los tornillos están expuestos a esfuerzos de flexión no deseados.

Del documento DE-OS 20 60 352 se conoce un disco de freno compuesto de varias piezas en el cual en un buje están previstas levas que se extienden radialmente hacia fuera y comprenden aberturas en paralelo al eje para fijar mediante los tornillos correspondientes una leva, dispuesta de forma solapada, de un anillo de freno, donde cada vez dos levas distanciadas entre sí están provistas de una abertura en la que pueden apoyarse los extremos del tornillo. Está previsto configurar los tornillos de fijación del anillo de freno, compuesto de segmentos del anillo de freno, como tornillos de ajuste. Cada leva está tensada frente a la superficie frontal del buje mediante casquillos, a fin de configurar la unión atornillada de forma libre de holgura axial, limitadamente ajustable y, adicionalmente, en arrastre de fuerza.

Descripción de la invención, objetivo, solución, ventajas

Ante este trasfondo, el objetivo de la presente invención consiste en perfeccionar con medios de construcción sencillos un cuerpo del buje, un anillo de freno y un disco de freno del tipo inicialmente mencionado de tal manera que en el caso de dilataciones térmicas del anillo de freno se garantiza que los tornillos, que unen la brida del anillo de freno con la brida del buje, se encuentren en paralelo al eje.

Este objetivo se logra a través de un disco de freno con las características de la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes comprenden configuraciones ventajosas.

Un disco de freno, conocido del estado de la técnica y apropiado en especial para vehículos sobre carriles, dispone de una brida del buje, que se extiende radialmente hacia fuera, con aberturas en paralelo al eje, donde los conceptos "radial" y "en paralelo al eje" se refieren, tal como se ha explicado anteriormente, al eje de giro del disco de freno y la brida del buje puede estar constituida por levas y tener una forma ondulada. En las aberturas en paralelo al eje pueden colocarse tornillos para unir la brida de un anillo de freno con el cuerpo del buje, donde la brida del anillo de freno está dispuesta por lo menos parcialmente solapada en dirección radial y, vista en dirección axial, colateral a la brida del buje. También la brida del anillo de freno puede estar constituida de forma ondulada por levas. El cuerpo del buje está caracterizado porque al lado de por lo menos una de las aberturas mencionados en la brida del buje está dispuesto un elemento de soporte, fijado en el cuerpo del buje, mediante el cual es posible sujetar el extremo de un tornillo después de su paso por la brida del anillo de freno. La fijación del elemento de soporte no tiene que ser completa, sino que puede permitir en especial cierta movilidad en dirección axial. Lo importante es sobre todo una fijación frente a movimientos radiales. Preferentemente en todas las aberturas está dispuesto un elemento de soporte, pero por lo menos en tres aberturas distribuidas en la circunferencia.

En este disco de freno se fijan por lo tanto ambos extremos de los tornillos, que unen la brida del buje con la brida del anillo de freno, en relación con el cuerpo del buje. El primer extremo del tornillo, que puede ser por ejemplo la cabeza del tornillo, se apoya en una abertura en la brida del buje. El tornillo penetra a continuación por la brida del anillo de freno y su segundo extremo se sujeta en un elemento de soporte, fijado en el cuerpo del buje, que transmite esta fijación al extremo del tornillo. Por medio de la fijación radial en ambos extremos de los tornillos se garantiza una posición de los mismos en paralelo al eje también cuando se producen dilataciones térmicas del anillo de freno. Este es el caso incluso si se utilizan varios elementos de soporte y cuando las fuerzas originadas por la dilatación térmica no están simétricamente distribuidas en relación con el eje de giro del freno de disco. Mediante guías radiales puede garantizarse que el anillo de freno se mantenga siempre centrado en relación con el eje, incluso cuando se producen dilataciones térmicas.

De acuerdo con la forma de realización de los elementos de soporte, conocida del estado de la técnica, estos pueden estar configurados como leva de soporte que se extiende radialmente hacia fuera, o como brida de soporte continua en el cuerpo del buje. La configuración del elemento de soporte en forma de leva en el cuerpo del buje tiene la ventaja de que entre dos de estas levas se mantiene un espacio libre a través del cual puede fluir en servicio el aire de refrigeración. Asimismo, a través del espacio libre puede introducirse de forma sencilla una brida del anillo de freno, diseñada también en forma de leva de soporte, en el espacio entre la brida del buje y los elementos de soporte. También la configuración integrada del elemento de soporte con el cuerpo del buje facilita el montaje del disco de freno, ya que no es preciso montar por separado los elementos de soporte.

El elemento de soporte, moldeado en el cuerpo del buje, puede mostrar una abertura en paralelo al eje, con un casquillo situado en la misma, donde la abertura en el elemento de soporte está dispuesta de forma alineada con la abertura correspondiente en la brida del buje. El casquillo puede guiar un tornillo que penetra por la brida del buje y la brida del anillo de freno, el casquillo se apoya en este caso unilateralmente en la brida del anillo de freno. El casquillo sirve para pretensar la brida del anillo de freno frente a la brida del buje. Esto se lleva a cabo mediante el apoyo del casquillo en la brida del anillo de freno mientras que en el extremo opuesto del casquillo, el tornillo actúa por medio de la cabeza del tornillo o de la tuerca enroscada en el tornillo. El apoyo del tornillo en el casquillo lo protege adicionalmente contra esfuerzos de flexión. Debido a que el casquillo está dispuesto en la abertura del elemento de soporte, se logra además una fijación radial indirecta del extremo del tornillo en relación con el cuerpo del buje. Al mismo tiempo, el casquillo se mantiene desplazable en la abertura en paralelo al eje, de modo que puede transmitir la tensión previa axial deseada a la brida del anillo de freno.

Asimismo, en la brida del buje y/o en los elementos de soporte pueden estar previstas por lo menos tres guías radiales, dispuestas de forma equidistante en la circunferencia, que pueden actuar conjuntamente con las guías radiales correspondientes en la brida del anillo de freno, a fin de guiar el anillo de freno radialmente y de centrarla en el caso de una dilatación térmica. La distribución equidistante de las guías radiales en la circunferencia significa que por ejemplo tres guías radiales de este tipo están dispuestas a una distancia de 120º entre sí alrededor del eje de giro del freno de disco. Las guías radiales garantizan que el anillo de freno pueda moverse en dirección radial en relación con el cuerpo del buje, por lo que puede seguir una dilatación térmica, pero se impide una rotación relativa del anillo de freno alrededor del eje de giro del freno de disco, por lo que sigue garantizada la transmisión del par de giro entre el anillo de freno y el cuerpo del buje, manteniendo la posición relativa entre ambos en dirección circunferencial. Al mismo tiempo garantizan las guías radiales, dirigidas a distintas direcciones radiales, que el anillo de freno y el cuerpo del buje mantengan entre sí una posición centrada, incluso cuando se producen dilataciones térmicas.

Cada una de las guías radiales arriba mencionadas está configurada preferentemente en forma de dos superficies que se extienden en paralelo a un radio en la brida del buje y/o en un elemento de soporte y actúan conjuntamente con las superficies correspondientes en la brida del anillo de freno. La extensión de las superficies en paralelo a un radio, que parte del eje de giro del freno de disco, garantiza que la superficie ejerce una guía en dirección de este radio.

De acuerdo con la presente invención, el elemento de soporte está configurado como ángulo de soporte en forma de L que muestra en un ala una abertura para el paso del extremo del tornillo. Asimismo, en el cuerpo del buje está prevista una ranura axialmente orientada en la que puede ubicarse la segunda ala del ángulo de soporte mencionado. La orientación de la ranura está definida como la dirección desde el fondo de la ranura hacia su abertura, es decir, en paralelo a las paredes de la ranura. Naturalmente es posible combinar esta forma de realización de los elementos de soporte con la forma arriba mencionada, debido a que los elementos de soporte individuales, distribuidos en la circunferencia del cuerpo del buje, son generalmente independientes entre sí. El ángulo de soporte en forma de L se apoya en la ranura axialmente orientada de tal manera en el cuerpo del buje que sigue siendo móvil en dirección axial mientras que está fijado en dirección radial y, preferentemente, también en dirección circunferencial. De esta manera se consigue en total la fijación radial deseada del ángulo de soporte y, al mismo tiempo, se permite el movimiento axial del ángulo de soporte al apretar el tornillo, por lo que puede transmitir la fuerza de tensión previa ajustada a la brida del anillo de freno. La utilización de ángulos de soporte tiene la ventaja de que estos pueden extraerse primeramente durante el montaje del freno de disco, de modo que el anillo de freno y el cuerpo del buje pueden ensamblarse sin obstaculizaciones. Los ángulos de fijación se montan uno tras otro sólo cuando se aprietan los tornillos. Asimismo, utilizando ángulos de soporte dimensionados de forma distinta puede lograrse una adaptación sencilla de las dimensiones del anillo de freno y del cuerpo del buje.

La invención se refiere además a un anillo de freno para un freno de disco, en especial para vehículos sobre carriles, que comprende una brida del anillo de freno, que se extiende radialmente, con aberturas en paralelo al eje en las cuales pueden colocarse tornillos, para poder unir con el anillo de freno una brida del buje, dispuesta radialmente solapada y axialmente colateral a la brida del anillo de freno. El anillo de freno está caracterizado porque en por lo menos una abertura está dispuesto un elemento de soporte, fijado en el anillo de freno y mediante el cual se puede sujetar el extremo del tornillo después de su paso por la brida del buje.

En un anillo de freno de este tipo se fijan los dos extremos de los tornillos en relación con el anillo de freno. El anillo de freno se comporta por lo tanto durante el ensamblaje del freno de disco funcionalmente de la misma manera como el cuerpo del buje anteriormente mencionado. Las posibilidades arriba indicadas relativas a la configuración del cuerpo del buje pueden aplicarse de forma análoga al anillo de freno.

La invención se refiere además a un disco de freno, en especial a un disco de freno para vehículos sobre carriles, que comprende un cuerpo del buje, así como a un anillo de freno fijado en el mismo. El disco de freno está caracterizado porque el cuerpo del buje está configurado de manera anteriormente explicada y/o porque el anillo de freno está configurado de manera anteriormente explicada, y porque el extremo del tornillo se sujeta en el cuerpo del buje o en el anillo de freno, respectivamente, mediante el elemento de soporte en forma de L. En un disco de freno de este tipo se garantiza mediante la fijación de los extremos de los tornillos en ambos lados que los tornillos mantengan su posición en paralelo al eje incluso durante una dilatación térmica del anillo de freno, y que los tornillos y el anillo de freno se mantengan centrados con respecto al eje del freno de disco. Asimismo, se logra una simplificación del montaje y se garantiza la ventilación del anillo de freno, tal como se ha explicado anteriormente con referencia al cuerpo del buje.

Según otra forma de realización está previsto que el tornillo esté configurado de tal manera que, en primer lugar, la cabeza disponga de una superficie que, a través de su contacto con un collar en el buje, configurado especialmente como apoyo, actúa como seguro contra giro al enroscar y desenroscar la tuerca y que, en segundo lugar, debajo de la cabeza esté aplicado un moleteado que durante, el montaje del tornillo en el buje, penetra en el taladro de alojamiento y sujeta el tornillo en un asiento por apriete firme en el buje, a fin de no tener que sujetar el tornillo manualmente en su posición durante el montaje del anillo de freno.

Descripción breve de los dibujos

A continuación se describe la invención a título de ejemplo con referencia a las figuras. En las figuras se muestra:

Fig. 1 Vista en sección transversal a través de una unión atornillada según el estado de la técnica de un cuerpo del buje, con un anillo de freno y, en perspectiva, el casquillo utilizado en esta unión.

Fig. 2 Vista en sección transversal a través de una forma de realización de la unión atornillada, modificada frente a la figura 1, y un taco de corredera.

Fig. 3 Vista en sección transversal a través de una forma de realización de acuerdo con la invención y vista en perspectiva de un ángulo de soporte utilizado en la misma.

Fig. 4 Vista en planta desde arriba de un disco de freno, compuesto de un cuerpo del buje y de un anillo de freno, con la superficie del anillo de freno parcialmente abierta.

Fig. 5 Vista en sección transversal a lo largo de la línea V - V en la figura 4.

Fig. 6 Cuerpo del buje según la figura 5.

Fig. 7 Vista parcial del cuerpo del buje según la flecha VII en la figura 6.

Fig. 8 Vista parcial a escala ampliada del cuerpo del buje según la figura 6.

Mejor manera de realizar la invención

En la figura 1 se muestra una vista en sección transversal a través de una unión atornillada según el estado de la técnica de un cuerpo 16 del buje con un anillo de freno 12. El cuerpo 16 del buje se coloca de forma rígida al giro en el eje de un vehículo sobre carriles (no representado) y se une de forma rígida al giro con el anillo de freno 12. El anillo de freno 12 muestra en uno o en dos lados superficies de fricción (no representadas) en las cuales pueden actuar mordazas de freno para generar la fuerza de frenado. Debido a que durante un proceso de frenado se genera calor en el anillo de freno 12, la unión entre el anillo de freno 12 y el cuerpo 16 del buje debe configurarse de tal manera que se permita una dilatación térmica del anillo de freno 12 y que se garantice al mismo tiempo un asiento seguro y centrado del anillo de freno en relación con el cuerpo 16 del buje o el eje de giro del disco de freno, respectivamente. También es deseable que los tornillos 15, utilizados para la unión del cuerpo 16 del buje con el anillo de freno 12, estén protegidos contra esfuerzos de flexión en el caso de una dilatación térmica.

En el disco de freno, representado en la figura 1, la unión entre el anillo de freno 12 y el cuerpo 16 del buje se realiza mediante un tornillo 15 que penetra por una abertura 114 en paralelo al eje en la brida 14 del buje que se extiende radialmente (es decir, en el dibujo hacia arriba). Asimismo, el tornillo penetra por una abertura 113 en paralelo al eje en la brida 13 del anillo de freno, configurada en el borde radialmente interior del anillo de freno 12 y dispuesta axialmente colateral a la brida 14 del buje. La fijación del anillo de freno 12 en el cuerpo 16 del buje se lleva a cabo mediante una tuerca 19, enroscada en el extremo libre del tornillo 15, y su apriete con un par de apriete especificado (típicamente 36 Nm). Entre la tuerca 19 y la brida 13 del anillo de freno está dispuesto un casquillo 20, a través del cual está conducido el tornillo 15, que se apoya con un extremo en la brida 13 del anillo de freno. En el otro extremo del casquillo 20 se apoya la tuerca 19 para ejercer de forma indirecta a través del casquillo la fuerza pretensora especificada en la brida 13 del anillo de freno.

En el cuerpo 16 del buje está dispuesta, de forma axialmente distanciada a la brida 14 del buje, una leva de soporte 17 que muestra una abertura alineada con las aberturas en la brida 14 del buje y en la brida 13 del anillo de freno. El casquillo 20 está guiado en ajuste estrecho en la abertura en la leva de soporte 17. La leva de soporte 17 fija por lo tanto el casquillo 20 con respecto a un movimiento en dirección radial y en la dirección de giro, por lo que se fija al mismo tiempo también el extremo libre del tornillo 15, situado en el casquillo 20. Pero se permite un desplazamiento del casquillo 20 en paralelo al eje en la abertura en la leva de soporte 17, de modo que, al apretar la tuerca 19 en el tornillo 15, el casquillo 20 puede desplazarse en dirección a la brida 13 del freno para ejercer en la misma la tensión previa deseada.

En la configuración descrita, ambos extremos del tornillo 15 están apoyados de forma fija en relación con el cuerpo 16 del buje, de modo que el tornillo 15 puede mantener su posición en paralelo al eje, incluso cuando se produce una dilatación térmica del anillo de freno 12. De esta manera se reducen el esfuerzo ejercido en el tornillo y también el desgaste y el peligro de rotura. El casquillo 20, que envuelve el tornillo 15 en una parte considerable de aproximadamente un 10% a un 40% de su extensión axial, aporta también a una estabilización del tornillo frente a esfuerzos de flexión.

En la configuración de la unión atornillada, representada en la figura 1, está prevista además una guía radial que permite una expansión radial del anillo de freno 12 en el caso de una dilatación térmica y, al mismo tiempo, lo mantiene centrado. Guías radiales de este tipo se prevén con preferencia uniformemente distribuidas en la circunferencia alrededor del eje de giro del freno de disco, por ejemplo, en forma de tres guías radiales a una distancia de 120º (véase la figura 4, 27a). La guía radial se consigue en la forma de realización según la figura 1 de tal manera que, en el extremo del casquillo 20 dirigido hacia la brida 13 del anillo de freno están previstos dos fresados opuestos con respecto al eje del casquillo que configuran en el casquillo 20 dos superficies 10, 10' paralelas (detalle A). Asimismo, el lado del anillo de freno 13, dirigido hacia el casquillo 20, dispone de un fresado 215 con dos superficies 10'', configuradas preferentemente en paralelo y a la misma distancia de la abertura para el paso del tornillo 15. La distancia entre estas superficies 10'' corresponde a la distancia entre las superficies paralelas 10, 10'. El casquillo llena el espacio entre los fresados en la brida 13 del anillo de freno. En el espacio, constituido por este fresado, se introduce el extremo del casquillo 20 dirigido hacia la brida 13 del anillo de freno, donde las superficies 10, 10' fresadas en el casquillo 20 se apoyan en las superficies 10'' planas del fresado en la brida del anillo de freno. La actuación conjunta del casquillo 20 y de las superficies 10'' garantiza por lo tanto una movilidad radial guiada entre el casquillo 20 y la brida 13 del anillo de freno en el caso de una dilatación térmica del anillo de freno 12.

La variante representada en la figura 1 es especialmente apropiada para la utilización de anillos de freno 12 de hierro. En la figura 2 se muestra una variante de esta forma de realización, apropiada preferentemente para anillos de freno 212 de aluminio. En el cuerpo 16 del buje está dispuesta, de forma axialmente distanciada de la brida del buje 14, una leva de soporte 17 que muestra una abertura concéntrica con la abertura para el paso del casquillo 20. La brida del anillo de freno muestra en el lado de la leva de soporte 17 un fresado cilíndrico. El diámetro de este fresado es superior al diámetro del casquillo 20, de modo que en el fresado puede colocarse un taco de corredera 18. El taco de corredera 18 llena el fresado en la brida 213 del anillo de freno a excepción de una ranura 118 central que se extiende en dirección radial. En esta ranura 118 se introduce el extremo del casquillo 20, dirigido hacia la brida 213 del anillo de freno, donde las superficies fresadas 10, 10' del casquillo 20 (detalle A, figura 1) están en contacto con las superficies planas 10'' de la ranura en el taco de corredera 18 (detalle C).

La actuación conjunta del casquillo 20 y del taco de corredera 18 garantiza en el caso de una dilatación térmica del anillo de freno 212 una movilidad radial guiada entre el casquillo 20 y el taco de corredera 18. Los mismos componentes como en la figura 1 llevan los mismos símbolos de referencia y no se explican nuevamente a continuación.

La diferencia frente a la forma de realización según la figura 1 consiste adicionalmente en que entre el casquillo 20 y la tuerca 19 están dispuestas arandelas tensoras 21 que garantizan la aplicación de una fuerza tensora axial definida entre la brida 213 del anillo de freno y la brida 14 del buje, independientemente de la temperatura de la brida del anillo de freno. Asimismo, entre la brida 213 del anillo de freno y la brida 14 del buje está situada otra arandela 11.

Como se puede apreciar en las figuras 1 y 2, el mismo cuerpo 16 del buje puede combinarse con diferentes anillos de freno 12, 212. Esto tiene la ventaja especial de que, en un sistema modular, los discos de freno pueden ensamblarse de diferentes componentes según la necesidad, sin tener que fabricar cada vez de nuevo el disco de freno completo.

Una forma de realización según la invención de la unión atornillada entre un cuerpo 316 del buje y un aro de freno 312 de aluminio se muestra en la figura 3. Los mismos componentes como en la forma de realización según la figura 1 llevan los mismos símbolos de referencia y no se explican nuevamente a continuación.

La diferencia esencial de la forma de realización según la figura 3 frente a las formas de realización anteriormente mencionadas consiste en que, en vez de una leva de soporte 17, en el cuerpo 316 del buje está moldeado un resalte 25 en forma de gancho que se extiende en paralelo al eje y constituye una ranura 24, también en paralelo al eje, dirigida hacia el cuerpo 316 del buje. En esta ranura 24 está introducida un ala del ángulo de soporte 22 en forma de L, de modo que el ángulo de soporte 22 está fijado en dirección radial y, al mismo tiempo, se mantiene móvil en dirección axial. La segunda ala del ángulo de soporte 22 se extiende radialmente hacia fuera (en la figura 3 hacia arriba). Esta ala es axialmente colateral a la brida 313 del anillo de freno e indirectamente colateral a la brida 314 del buje. A través de una abertura, dispuesta en el centro del ala y alineada con las aberturas en la brida 314 del buje y en la brida 313 del anillo de freno, está conducido el extremo libre, opuesto a la cabeza del tornillo, del tornillo 15. En este extremo libre está enroscada la tuerca 19 que, a través de los discos tensores 21, ejerce una fuerza tensora definida en el ángulo de soporte 22. Debido a su apoyo axialmente móvil, el ángulo de soporte 22 puede transmitir esta fuerza tensora a través de la arandela 11 a la brida 313 del anillo de freno.

Asimismo, entre la brida 314 del buje y la brida 313 del anillo de freno está dispuesto un taco de corredera 23 guiado, por un lado, con ajuste exacto en un fresado apropiado en el lado de la brida 313 del anillo de freno dirigido a aquel y, por otro lado, fijado en una entalladura en la brida 314 del buje.

En la figura 4 se representa una vista lateral de un disco de freno en la cual la superficie de fricción delantera del anillo de fricción 412 se muestra parcialmente abierta. En la parte abierta, que se extiende aproximadamente hasta el plano central del anillo de freno 412, pueden apreciarse en vista en corte los nervios de unión 26 que unen entre sí las superficies de fricción opuestas del anillo de freno 412.

Asimismo, se puede apreciar que el anillo de freno 412 muestra en su borde interior una brida del anillo de freno en forma de levas 413 sobresalientes radialmente hacia dentro. Estas levas 413 están fijadas en las levas 414 correspondientes en el cuerpo 416 del buje.

En la figura 4 se puede apreciar además que en la circunferencia del disco de freno están configuradas tres guías radiales 27a, 27b, 27c distribuidas uniformemente a una distancia angular de 120º. Estas tres guías radiales garantizan en su acción conjunta que, en el caso de una dilatación térmica, el anillo de freno 412 pueda moverse radialmente y se mantenga al mismo tiempo centrado con respecto al eje de giro del disco de freno. Las guías radiales se realizan de tal modo que tacos de corredera, unidos con la brida del anillo de freno en unión positiva, están dispuestos en las correspondientes ranuras de guía radialmente alineadas en la brida del buje, o tacos de corredera unidos en unión positiva están dispuestos en las ranuras de guía correspondientes, radialmente alineadas del anillo de freno. El resto de las uniones atornilladas está provisto en todas las direcciones de una holgura apropiada, por lo que se permite también un movimiento radial.

El tipo de construcción de la uniones atornilladas en el disco de freno se desprende de la vista en corte, representada en la figura 5, a lo largo de la línea doblada V - V en la figura 4, y de las figuras 6 a 8. La leva 413, dirigida radialmente hacia dentro, del anillo de freno 412 está unida mediante un tornillo 15' con la leva 414 del buje en el cuerpo 16 del buje, donde el extremo del tornillo 15', opuesto a la leva 414 del buje, está fijado en un ángulo de soporte 422. Esta configuración corresponde por lo tanto en lo esencial a la de la figura 3, pero el ala corta, en paralelo al eje, del ángulo de soporte 422 está dispuesta de forma girada en 180º, por lo que indica hacia la leva 414 del buje. Asimismo puede apreciarse que entre la leva 413 del anillo de freno y la leva 414 del buje está dispuesto un taco de corredera 423, guiado radialmente en una ranura radialmente orientada en la leva 414. El funcionamiento del resalte 25' en forma de gancho (figura 6) y de la ranura 24' en paralelo al eje (figura 8) se han explicado anteriormente con referencia a la figura 3.

La configuración de acuerdo con la invención del freno de disco tiene la ventaja de que una variante del cuerpo del buje puede combinarse con diferentes anillos de freno, típicamente en un intervalo de diámetros de 590 mm a más de 700 mm. Igualmente es posible utilizar una forma de realización del cuerpo del buje con anillos de freno de diferentes materiales, como por ejemplo Al (aluminio como material de soporte con superficies de fricción de un material matricial metálico con partículas de SiC), CC-SiC (material compuesto de fibra de carbón con SiC infiltrado), GG (fundición gris), GGG (hierro fundido con grafito esferoidal) o GS (acero fundido).

Debido a su tipo de construcción sencillo es posible montar el freno de disco sin herramientas especiales. Asimismo, gracias a la configuración de las uniones por levas y los espacios entre ellas, que de este modo se mantienen libres, se garantiza un mejor rendimiento de la ventilación que se refleja en una mayor transformación de energía o en una duración en servicio prolongada del recubrimiento. Con la misma solicitación se consigue así una duración de vida útil más larga del anillo de freno.

Símbolos de referencia

10, 10', 10''	Superficies
11	Arandela
12, 212, 312, 412	Anillo de freno
13, 213, 313, 413	Brida del anillo de freno
113'	Abertura
14, 314, 414	Brida del buje
114	Abertura
15, 15'	Tornillo
16, 316, 416	Cuerpo del buje
17	Levas de soporte
18	Taco de corredera
19	Tuerca
20	Casquillo
21	Arandela tensora
22, 422	Ángulo de soporte
23, 423	Taco de corredera
24, 24'	Ranura
25, 25'	Resalte
26	Nervio de unión
27a, 27b, 27c	Guía radial
215	Fresado
118	Ranura

Claims

1. Disco de freno para un freno de disco, en especial para vehículos sobre carriles, que comprende un cuerpo del buje (16) con una brida (14, 314, 414) del buje, que se extiende radialmente hacia fuera, con aberturas (114) en paralelo al eje en las cuales están dispuestos tornillos (15, 15') para unir una brida (13, 213, 313, 413) del anillo de freno, dispuesta de forma radialmente solapada y axialmente adyacente a la brida (14, 314, 414) del buje, de un anillo (12, 212, 312, 412) de freno con el cuerpo (16, 316, 416) del buje, donde por lo menos en una abertura (114) está dispuesto un elemento de soporte, que está fijado en el cuerpo (16, 316, 416) del buje y a través del cual puede sujetarse el extremo de uno de los tornillos (15, 15') después de su paso por la brida (13, 213, 313, 413) del anillo de freno,

caracterizado porque

por lo menos uno de los elementos de soporte está configurado como ángulo de soporte (22, 422) en forma de L que dispone en una primera ala de una abertura para el paso del extremo del tornillo (15, 15'), y porque en el cuerpo (316, 416) del buje está prevista una ranura (24, 24') axialmente orientada en la que está dispuesta la segunda ala del ángulo de soporte (22).

2. Disco de freno de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque en la brida (314, 414) del buje están previstas por lo menos tres guías radiales (27a, 27b, 27c), distribuidas uniformemente en la circunferencia, que pueden actuar conjuntamente con guías radiales correspondientes en la brida (13, 213, 313, 413) del anillo de freno, a fin de guiar la brida del anillo de freno radialmente y de centrar la misma en el caso de una dilatación térmica.

3. Disco de freno de acuerdo con la reivindicación 2 caracterizado porque cada guía radial (27a, 27b, 27c) está realizada en forma de dos superficies, que se extienden en paralelo a un radio en la brida (314, 414) del buje, que actúan conjuntamente con superficies correspondientes en la brida del anillo de freno.

4. Disco de freno de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque el extremo del tornillo (15, 15') se sujeta a través del elemento de soporte (22, 422) fijado en el cuerpo del buje.

5. Disco de freno de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque el tornillo (15, 15') está configurado de tal manera que la cabeza del tornillo (15, 15') muestra una superficie que, a través de su apoyo en un collar del buje, configurado especialmente como soporte, origina un seguro contra giro al enroscar y desenroscar la tuerca, y que debajo de la cabeza está aplicado un moleteado que, durante el montaje del tornillo (15, 15') en el buje, se clava en el taladro de alojamiento por lo que retiene el tornillo (15, 15') en asiento firme por apriete en el buje.