ES2254421T3 - Componentes de frenado, particularmente para frenos de vehiculo. - Google Patents

Componentes de frenado, particularmente para frenos de vehiculo.

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Abstract

Un componente de frenado (10), particularmente para frenos de vehículo, constituido por un elemento de soporte (11) y un elemento de frenado (12), dicho elemento de soporte (11) estando constituido por una pluralidad de capas, caracterizado por el hecho de que dichas capas están hechas de un ligamento de cordones, cada uno de los cuales comprende una pluralidad de filamentos, de los cuales al menos uno está hecho de fibra de carbono y al menos uno está hecho de metal.

Description

Componentes de frenado, particularmente para frenos de vehículo.
Campo técnico
La presente invención hace referencia a componentes de frenado, particularmente para frenos de vehículo.
Estado de la técnica
En particular, la invención puede ser aplicada a frenos de disco y/o de tambor para vehículos a motor, motocicletas, trenes, aviones, etc.
Los sistemas de frenado en la actualidad utilizados más ampliamente en vehículos terrestres comprenden frenos de fricción, tales como frenos de disco que utilizan placas, y frenos de tambor que utilizan zapa-
tas.
Las placas comercialmente disponibles en la actualidad pueden asumir varias formas, dependiendo del fabricante, pero están sustancialmente constituidas por un soporte hecho de material metálico y por un elemento de frenado que, durante la acción de frenado, hace contacto con el disco estando rígidamente acoplado a la rueda.
Las zapatas, también, pueden asumir varias formas, dependiendo del fabricante, y están sustancialmente constituidas por un soporte hecho de material metálico y por un elemento de frenado que, durante la acción de frenado, hace contacto con la superficie interna de un tambor estando rígidamente acoplado a la rueda del vehículo.
Es conocido que durante la acción de frenado la energía cinética de la rueda y por lo tanto del disco y/o tambor correspondiente es convertida en calor.
Las placas y las zapatas de este modo están sometidas a considerables aumentos de temperatura que, en condiciones críticas, pueden incluso llevar a la reducción de sus propiedades mecánicas.
Además, las vibraciones son transmitidas rígidamente entre el disco y las placas y entre el tambor y las zapatas.
La patente de EEUU n. 5,242,746 muestra un elemento de fricción de capa múltiple consistente en material compuesto carbono-carbono comprendiendo una capa estructura de textura llamada "basta" comprendiendo segmentos de mechas y al menos una capa de fricción de textura llamada "fina" comprendiendo segmentos de fibra.
La patente del Reino Unido n. 2,125,126 muestra una placa de freno de disco comprendiendo un miembro de fricción añadido a un miembro de revestimiento y de aislamiento térmico que comprende por ejemplo una capa de grafito flexible para reducir la transmisión de calor de fricción. La capa de grafito puede estar provista con una capa protectora en su superficie exterior o en sus dos superficies. La capa protectora puede ser de acero inoxidable, de placa de acero cromado o de placa de resina sintética reforzada con fibra; y el miembro de fricción puede ser del tipo amianto o del tipo lana de acero.
Explicación de la invención
El objetivo de la presente invención es solucionar o sustancialmente reducir los problemas de las placas y/o zapatas convencionales.
Dentro de este objetivo, un objeto importante de la invención es proveer una placa que permita minimizar la transmisión de calor entre la placa y la galga de apoyo.
Otro objeto de la invención es proveer una placa y/o zapata que esté menos sometida a aumento de temperatura y que sea más resistente en condiciones de operación críticas.
Otro objeto de la invención es proveer una placa que también permita el amortiguamiento de las vibraciones.
Este objetivo y estos y otros objetos que resultarán aparentes de mejor modo a continuación se consiguen mediante las características de las reivindicaciones 1, 5 y 6.
Breve descripción de los dibujos
Otras características y ventajas de la presente invención resultarán aparentes de mejor modo a partir de la siguiente descripción detallada de un ejemplo de realización suyo exclusivo pero no preferido, ilustrado sólo mediante ejemplo no limitador en los dibujos que acompañan, en los que:
La Figura 1 es una vista de perspectiva de una placa para frenos de disco según la invención;
Las Figuras 2 y 3 son vistas laterales de un primer ejemplo de realización y un segundo ejemplo de realización, respectivamente, de la placa de la Figura 1;
La Figura 4 es una vista de un freno de tambor que utiliza una zapata según la invención;
La Figura 5 es una vista de perspectiva de una zapata del freno de la Figura 4.
Formas de realizar la invención
Con referencia particular a las Figuras 1 y 2, un componente de frenado según la invención está constituido por una placa para frenos de disco, que está generalmente designada por el número de referencia 10.
La placa 10 está constituida por un elemento de soporte 11 para un elemento de frenado 12.
El elemento de soporte 11 es obtenido superponiendo y fijando una pluralidad de capas de carbono, que en este caso están constituidas por un ligamento de cordones, cada uno comprendiendo una pluralidad de filamentos, de los cuales al menos uno está hecho de fibra de carbono y al menos uno está hecho de metal.
Cada una de las capas tiene un grosor de entre 0,5 y 2 mm.
Las diversas capas de ligamento pueden ser encoladas en caliente o en frío mediante impregnación con resina epoxy.
Alternativamente, pueden ser unidas mediante moldeo a presión.
Ventajosamente, el elemento de frenado 12 es un elemento sinterizado comprendiendo un porcentaje de polvo de carbono que puede variar de entre 4 y 15% y está mezclado con otros materiales que son utilizados comúnmente.
Ventajosamente, el freno de disco puede estar cubierto de una capa de fibra de carbono impregnada con resina epoxy.
La resina puede ser el medio de adhesión entre el recubrimiento y el metal.
Alternativamente, se puede utilizar una lámina doble adhesiva.
La Figura 3 ilustra un segundo ejemplo de realización de la placa, ahora designado por el número de referencia 110.
La placa 110 está constituida por un elemento de soporte 111 para un elemento de frenado sinterizado 112.
En este caso, el elemento de soporte 111 está hecho de material metálico y la superficie que hace contacto con la galga está cubierta de una capa de carbono que en este caso está constituida por un ligamento 113 constituido por cordones que comprenden una pluralidad de filamentos, de los cuales al menos uno está hecho de fibra de carbono y al menos uno está hecho de metal.
La capa de ligamento 113 puede ser encolada en caliente o en frío al elemento de soporte 111 o alternativamente ser montada mediante moldeo a presión.
Alternativamente, una lámina doble adhesiva puede ser utilizada para el encolado.
Ventajosamente, la capa de ligamento 113, o las capas de ligamento que constituyen el elemento de soporte 111, pueden estar hechas de filamentos o de material metálico que permita la soldadura.
También el elemento de frenado sinterizado 112 contiene un porcentaje de polvo de carbono que varía entre 4 y 15%.
El ligamento es en cualquier forma aplicado normalmente mediante moldeo a presión a 80-140ºC.
La Figura 4 ilustra un freno de tambor, generalmente designado por el número de referencia 200, comprendiendo un componente de frenado que, en este caso, está constituido por un par de zapatas.
El freno 200 está sustancialmente constituido por dos zapatas 201 estando dispuestas dentro del tambor 202 que está rígidamente acoplado a una rueda, no mostrada en la figura.
Cada zapata está constituida por un elemento de soporte en forma de arco 203 hecho de material metálico y soporta rígidamente, en la porción que encara al tambor 201, un elemento de frenado 204.
Al igual que los elementos de frenado descritos anteriormente 12 y 112, el elemento de frenado 204 es un elemento sinterizado comprendiendo un porcentaje de polvo de carbono que puede variar entre 4 y 15% y está mezclado con otros materiales utilizados comúnmente para producir elementos de frenado de placas y zapatas.
El elemento de soporte 203 es obtenido superponiendo y fijando una pluralidad de capas de carbono que, en este caso también, están constituidas por un ligamento de cordones, cada uno de ellos comprendiendo una pluralidad de filamentos, de los cuales al menos uno está hecho de fibra de carbono y al menos uno está hecho de metal.
Los métodos para fijar las diversas capas que constituyen el elemento de soporte 203 pueden ser los mismos que los utilizados para el elemento de soporte 11 de la placa 10.
Una capa 205 de fibra de carbono puede ser interpuesta entre el elemento de soporte 203 y el elemento de frenado 204.
Ventajosamente, la superficie del tambor en la que el elemento de frenado actúa puede estar cubierta de una capa de ligamento hecha de fibra de carbono impregnada con resina epoxy que también puede actuar como un elemento para unir con el metal.
Alternativamente, una lámina doble adhesiva puede ser utilizada para el encolado.
En la práctica se ha observado que la presente invención ha conseguido el objetivo y los objetos pretendidos.
En particular, proveyendo elementos de soporte hechos de ligamentos de fibra de carbono es posible obtener placas y zapatas que provean una elevada resistencia al calor.
El uso de una capa de ligamento con cordones parcialmente hechos de fibra de carbono permite también aislar apropiadamente una placa convencional de la galga de soporte.
Además, la provisión de un elemento de frenado sinterizado comprendiendo un porcentaje dado de polvo de carbono permite optimizar el comportamiento de la placa y de la zapata a temperaturas elevadas.
Las placas o zapatas que utilizan un elemento de soporte y un elemento de frenado constituidos por un elemento sinterizado, tales como los descritos anteriormente, pueden ser utilizados en cualquier tipo de vehículo a motor y motocicleta, así como en el tren de aterrizaje de los aviones, en trenes, y en muchas otras aplicaciones.
La presente invención es susceptible de numerosas modificaciones y variaciones, todas ellas estando dentro del ámbito del mismo concepto inventivo.
Los detalles técnicos pueden ser reemplazados por otros elementos técnicamente equivalentes; además, los materiales y las dimensiones pueden ser cualesquiera según los requisitos, con la condición de que sean compatibles con el uso contingente.
Las informaciones de la solicitud de Patente Italiana nº PD2000A000090 de la que esta solicitud reclama prioridad se incorporan en la presente por referencia.

Claims (7)

1. Un componente de frenado (10), particularmente para frenos de vehículo, constituido por un elemento de soporte (11) y un elemento de frenado (12), dicho elemento de soporte (11) estando constituido por una pluralidad de capas, caracterizado por el hecho de que dichas capas están hechas de un ligamento de cordones, cada uno de los cuales comprende una pluralidad de filamentos, de los cuales al menos uno está hecho de fibra de carbono y al menos uno está hecho de metal.
2. El componente de frenado (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los cordones de dicho tejido comprenden una pluralidad de filamentos hechos de un metal que puede ser soldado.
3. El componente de frenado (10) según una o más de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que cada capa tiene un grosor de entre 0,4 y 2 mm.
4. El componente de frenado (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho elemento de frenado (12) es un elemento sinterizado que comprende carbono en polvo en un porcentaje de entre 4 y 15%.
5. Una placa (110) para frenos de disco comprendiendo un elemento de soporte metálico (111) y un elemento de frenado (112), el elemento de soporte metálico (111) comprendiendo en la superficie que encara la galga de soporte al menos una capa (113), según una o más de las reivindicaciones 1 a 3.
6. Una zapata (201) para frenos de tambor (200) comprendiendo un elemento de soporte (203) y un elemento de frenado (204), dicho elemento de soporte (203) estando obtenido por una pluralidad de capas, según una o más de las reivindicaciones 1 a 3.
7. La zapata para frenos de tambor (200) según la reivindicación 6, comprendiendo una capa (205) de fibra de carbono que es interpuesta entre el elemento de soporte (203) y el elemento de frenado (204).
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