ES2236289T3 - Zapata de freno con forro de friccion ranurado. - Google Patents

Zapata de freno con forro de friccion ranurado.

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Abstract

Zapata de freno (1), en particular para un freno de disco de vehículos automóviles, con una placa de soporte (2) a la cual está fijado un forro de fricción (6) en el que están dispuestas formando un dibujo de ranuras ranuras (8) que son abiertas hacia el exterior en su desembocadura en la parte del borde y hacia el disco de freno del freno de disco, estando las ranuras (8) rellenadas con un material de relleno (12) que no tiene material de fricción; caracterizada por el hecho de que para la reducción de las oscilaciones del momento en el frenado - las ranuras (8) forman una cuadrícula de ranuras mediante la cual el forro de fricción (6) queda dividido en una pluralidad de partes del forro, - el material de relleno (12) es elástico y en las ranuras (8) se adhiere a las paredes de las partes del forro y conecta las partes del forro elásticamente entre sí, y - está dispuesta entre la placa de soporte (2) y el forro de fricción (6) una capa intermedia (4) amortiguadora de las vibraciones.

Description

Zapata de freno con forro de fricción ranurado.
La invención se refiere a una zapata de freno según el preámbulo de la reivindicación 1.
Tales zapatas de freno son adecuadas en particular para los frenos de disco de los automóviles y presentan una placa de soporte que es de metal, estando fijado a la misma preferiblemente por pegado un forro de fricción. Entre el forro de fricción y la placa de soporte puede estar dispuesta una capa intermedia que por un lado actúa amortiguando las vibraciones y por otro lado pega el forro de fricción a la placa de soporte.
Son conocidos forros de fricción en los que está previsto material de relleno en vaciados. La US 1.239.448 describe una zapata de freno para frenos de zapata en la que para ahorrar material el forro de fricción está provisto de un vaciado que está rellenado con lubricantes, abrasivos, refrigerantes o agentes similares.
En la patente US 4.273.219 está previsto poner en la superficie de los vaciados resina, para que mejoren las propiedades de frenado inicial de un forro de freno gracias a la mayor uniformidad del coeficiente de rozamiento del forro de freno.
En la EP 0 423 057 está previsto que una capa dispuesta entre el forro de fricción y la placa de soporte o capas de material elastomérico dispuestas en las ranuras sirvan para la amortiguación de la generación de ruido durante el frenado. Como alternativa está previsto añadir partículas elastoméricas a la mezcla del forro de fricción.
Son además conocidos forros de fricción que presentan en un determinado dibujo ranuras que son abiertas hacia el exterior en su desembocadura en la parte del borde y hacia el disco de freno de un freno de disco, llegando dichas ranuras en profundidad al menos hasta la capa intermedia.
Una desventaja de los forros de fricción conocidos es la consistente en el hecho de que la resistencia de los forros de fricción es escasa, y no queda excluida la posibilidad de que sobrevenga una rotura de partes del forro de fricción al ser la zapata de freno sometida a grandes solicitaciones mecánicas.
La invención persigue el objetivo de lograr una zapata de freno que, presentando gran resistencia mecánica, logre reducir las fluctuaciones del momento que se producen en el frenado.
Sirven para alcanzar este objetivo las características de la reivindicación 1.
La invención prevé ventajosamente que para la reducción de las oscilaciones del momento en el frenado las ranuras estén rellenadas con un material de relleno elástico que no tenga material de fricción. El material de relleno conecta las partes del forro que se encuentran entre las ranuras, con lo cual la resistencia del forro de fricción es incrementada en conjunto. La reducida rigidez del forro permite que el forro de fricción pueda adaptarse mejor a las irregularidades de un disco de freno, puesto que el forro de fricción puede deformarse elásticamente. Esto conduce a que se eviten los ruidos que son ocasionados por la fluctuación periódica de la fuerza de frenado para una fuerza de accionamiento constante y las vibraciones, gracias a la reducción de las oscilaciones del momento. Son reducidas las fluctuaciones periódicas de la fuerza de frenado para una fuerza de accionamiento constante que son ocasionadas por defectos de forma del disco de freno o por la presencia de los llamados "hotspots" ("puntos calientes") en el disco de freno, fluctuaciones periódicas de la fuerza de frenado para una fuerza de accionamiento constante que se manifiestan en forma de vibraciones en el volante, pulsaciones en el pedal y zumbidos. Los "hotspots" ("puntos calientes") son sitios del disco de freno en los que se produce una sobretemperatura local y que debido a su dilatación dan lugar a elevaciones locales en el disco y ocasionan con ello vibraciones. El material de relleno que está dispuesto en las ranuras da también lugar en última instancia a una amortiguación del ruido. Además, se logra un mejoramiento de las propiedades de "fading" ("fading" = pérdida de eficacia de frenado en caliente), puesto que se hace posible que tenga lugar una mejor desgasificación del forro de fricción. Finalmente, puede también tener lugar una mejor evacuación de las partículas de material desgastado.
Entre la placa de soporte y el forro de fricción está dispuesta una capa intermedia amortiguadora de las vibraciones.
En un primer ejemplo de realización está previsto que el material de relleno que se introduce en las ranuras conste de una resina líquida endurecida.
Como alternativa, el material de relleno puede constar de un caucho líquido en fase de látex, una mezcla de goma pastosa o silicona.
Finalmente, el material de relleno puede constar de resinas, de resinas novolac o resoles sin modificar o bien modificados orgánica o inorgánicamente.
Los materiales de relleno anteriormente mencionados pueden contener sustancias abrasivas o partículas abrasivas.
El material de relleno puede contener además fibras orgánicas y/o inorgánicas, como p. ej. fibras metálicas, para reforzar el material de relleno.
El módulo de elasticidad del material elástico de relleno es de 0,01 a 10 kN/mm^{2}, y preferiblemente de 0,1 a 5 kN/mm^{2}.
Las ranuras están con preferencia dispuestas paralela y/u ortogonalmente con respecto a un eje radial de simetría del forro de fricción.
Como alternativa, las ranuras pueden también discurrir radialmente en el forro de fricción con respecto al eje de rotación de un freno de disco.
Según una alternativa adicional, las ranuras están dispuestas con simetría especular con respecto a un eje radial de simetría del forro de fricción.
Según una alternativa adicional está previsto que las ranuras discurran a un ángulo con respecto a un eje radial de simetría del forro de fricción.
Las ranuras pueden estar también rellenadas tan sólo parcialmente con material de relleno.
Se aclaran más detalladamente a continuación ejemplos de realización de la invención y un ejemplo haciendo referencia a los dibujos:
Las distintas figuras muestran lo siguiente:
La Fig. 1, un forro de fricción con ranuras que discurren ortogonalmente unas con respecto a otras;
la Fig. 2, una sección practicada por la línea II-II de la Fig. 1; y
la Fig. 3, un ejemplo sin capa intermedia.
La zapata de freno 1 para un freno de disco de vehículos automóviles que está ilustrada en la Fig. 1 presenta una placa de soporte 2 sobre la que está pegado un forro de fricción 6 en el que están dispuestas formando un dibujo de ranuras ranuras 8 que son abiertas hacia el disco de freno del freno de disco y hacia el exterior en su desembocadura en la parte del borde del forro de fricción 6, discurriendo las ranuras 8 por un lado paralelamente a un eje de simetría 10 de la zapata de freno 1 y por otro lado ortogonalmente con respecto al mismo, con lo cual forman una cuadrícula de ranuras mediante la cual el forro de fricción 6 queda dividido en una pluralidad de partes del forro.
Las ranuras 8 están rellenadas con un material de relleno 12 que conecta elásticamente entre sí las partes del forro, estando el material de relleno fuertemente adherido a las paredes de las partes del forro, y ocasionando con ello dicho material de relleno el incremento de la resistencia del forro de fricción 6 dividido en partes del forro.
Como material de relleno 12 pueden aplicarse distintos materiales:
El material de relleno 12 puede constar por ejemplo de una resina líquida no modificada o modificada que es endurecida por poliadición, policondensación o polimerización por radicales.
Como alternativa, el material de relleno 12 puede constar de un caucho líquido en fase de látex, una mezcla de goma pastosa o silicona.
Como material de relleno puede utilizarse también resina novolac, que se aplica sólida en disolvente. El disolvente puede ser eliminado por secado mediante el uso de temperatura, pudiendo ser la resina novolac endurecida a una temperatura de hasta 200ºC.
Todos los materiales de relleno 12 anteriormente mencionados pueden estar mezclados con sustancias abrasivas, partículas abrasivas aplicadas en calidad de adyuvantes a la fricción, y/o con fibras orgánicas o inorgánicas para la estabilización mecánica. Las fibras inorgánicas pueden ser fibras minerales artificiales, como p. ej. lana mineral, y/o fibras metálicas, como p. ej. fibras de acero, de cobre, de latón o de bronce en forma de lana o en forma de viru-
tas.
Puede verse por la Fig. 2 que las ranuras 8 no llegan hasta la capa intermedia 4 o hasta la placa de soporte 2. A diferencia de lo que está representado en las Figs. 2 y 3, las ranuras pueden no estar completamente rellenadas con material de relleno 12.
La Fig. 3 muestra un ejemplo sin capa intermedia 4.

Claims (9)

1. Zapata de freno (1), en particular para un freno de disco de vehículos automóviles, con una placa de soporte (2) a la cual está fijado un forro de fricción (6) en el que están dispuestas formando un dibujo de ranuras ranuras (8) que son abiertas hacia el exterior en su desembocadura en la parte del borde y hacia el disco de freno del freno de disco, estando las ranuras (8) rellenadas con un material de relleno (12) que no tiene material de fricción;
caracterizada por el hecho de que
para la reducción de las oscilaciones del momento en el frenado
- las ranuras (8) forman una cuadrícula de ranuras mediante la cual el forro de fricción (6) queda dividido en una pluralidad de partes del forro,
- el material de relleno (12) es elástico y en las ranuras (8) se adhiere a las paredes de las partes del forro y conecta las partes del forro elásticamente entre sí, y
- está dispuesta entre la placa de soporte (2) y el forro de fricción (6) una capa intermedia (4) amortiguadora de las vibraciones.
2. Zapata de freno según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el material de relleno (12) consta de una resina líquida endurecida, o de que el material de relleno (12) consta de un caucho líquido en fase de látex, o de que el material de relleno (12) consta de una mezcla de goma pastosa, o de que el material de relleno (12) consta de silicona, o de que el material de relleno (12) consta de resinas, de resinas novolac o resoles que están sin modificar o bien modificados orgánica o inorgánicamente.
3. Zapata de freno según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada por el hecho de que el material de relleno (12) contiene sustancias abrasivas/material abrasivo, o de que el material de relleno (12) contiene fibras orgánicas y/o inorgánicas, o de que el material de relleno (12) contiene fibras metálicas.
4. Zapata de freno según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por el hecho de que el módulo de elasticidad del material elástico de relleno es de 0,01 a 10 kN/mm^{2}, y preferiblemente de 0,1 a 5 kN/mm^{2}.
5. Zapata de freno según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por el hecho de que las ranuras (8) están dispuestas paralela y/u ortogonalmente con respecto a un eje radial de simetría (10) del forro de fricción (6).
6. Zapata de freno según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por el hecho de que las ranuras (8) discurren en el forro de fricción (6) radialmente con respecto al eje de rotación del freno de disco.
7. Zapata de freno según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por el hecho de que las ranuras (8) discurren simétricamente con simetría especular con respecto a un eje radial de simetría (10) del forro de fricción (6).
8. Zapata de freno según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por el hecho de que las ranuras (8) discurren a un ángulo con respecto al eje radial de simetría (10) del forro de fricción (6).
9. Zapata de freno según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por el hecho de que las ranuras están rellenadas tan sólo parcialmente con material de relleno (12).
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