ES2303836T3 - Zapata de freno asi como procedimiento para la produccion de una zapata de freno. - Google Patents
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Abstract
Zapata de freno (1) con una placa de soporte (2), sobre la que están dispuestas en primer lugar una capa intermedia (4) y a continuación una guarnición de fricción (6), caracterizada porque la capa intermedia (4) es una capa adhesiva formada por un material relativamente blando con respecto a la guarnición de fricción (6) y en una alta medida amortiguador y reductor de ruidos y presenta sobre el lado dirigido hacia la guarnición de fricción (6) una estructura superficial tridimensional, y porque la guarnición de fricción (6) está adaptada en el lado de las placas de soporte a la estructura de la superficie (5) de la capa intermedia (4).
Description
Zapata de freno así como procedimiento para la
producción de una zapata de freno.
La invención se refiere a una zapata de freno de
acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 así como a un
procedimiento para la producción de una zapata de freno de acuerdo
con el preámbulo de la reivindicación 10.
Se conoce disponer entre una placa de soporte y
una guarnición de fricción una capa intermedia de amortiguación.
Esta capa intermedia presenta, por ejemplo, un espesor de capa
uniforme de 3 mm. Con la ayuda de esta capa intermedia se puede
encolar, por ejemplo, la guarnición de fricción con alta resistencia
sobre la placa de soporte.
En las guarniciones de freno conocidas se
producen durante el frenado fenómenos de deslizamiento no deseados,
que dependen del estado de desgaste de las zapatas de freno. Por
ejemplo, se conoce que las zapatas de freno contribuyen, a medida
que se incrementa el desgaste, a una formación elevada de ruido de
freno, puesto que las guarniciones de fricción se endurecen a
medida que aumenta el envejecimiento y la carga de calor y reducen
la compresibilidad. De esta manera, las guarniciones de fricción se
pueden adaptar menos a los discos de freno, que se pueden modificar
en la geometría bajo la influencia del calor (por ejemplo, formación
de moho).
Los ruidos producidos se pueden caracterizar de
la siguiente manera:
- Rechinos
- (ruido de banda ancha; 200 Hz a 8 kHz)
- Chirridos
- (1500 Hz a 15 kHz)
- Silbidos
- (20 Hz a 100 Hz)
- Zumbidos
- (200 Hz a 600 Hz), así como ruidos de escoba de alambre.
\vskip1.000000\baselineskip
Los efectos de chasquillo como oscilaciones de
rotación del volante y pulsaciones del pedal del freno así como los
zumbidos pueden aumentar a medida que se incrementa el estado de
desgaste.
El documento DE 299 21 524 U1 del tipo indicado
al principio describe una guarnición de freno con una placa de
soporte para un bloque de material de fricción, en el que sobre la
superficie de la placa de soporte se realizan elevaciones del
material por medio de la actuación de energía, para formar el bloque
de material de fricción como lecho de soporte de fijación. No se
utiliza una capa intermedia separada.
La invención tiene el cometido de crear una
zapata de freno, por medio de la cual se puede mantener constante
reducido el desarrollo de ruido y la transmisión de vibraciones
sobre el volante o el pedal del freno durante toda la vida útil de
las mordazas de freno. Además, debe proponerse un procedimiento, por
medio del cual se posibilita la producción de una zapata de freno
de este tipo.
Para la solución de este cometido sirven las
características de la reivindicación 1 así como de la
reivindicación 10.
La invención prevé de una manera ventajosa que
la capa intermedia presente sobre el lado dirigido hacia la
guarnición de fricción una estructura superficial tridimensional, y
que la guarnición de fricción esté adaptada en el lado de las
placas de soporte al contorno de la superficie de la capa
intermedia. Con una capa intermedia de este tipo debe influirse
positivamente sobre la rigidez de la guarnición de freno en
dirección radial y en dirección tangencial de la guarnición de freno
con relación al disco de freno, ejerciendo una influencia sobre la
compresibilidad y la amortiguación de la guarnición de fricción. De
esta manera, se pueden reducir los ruidos de frenado y la
transmisión de las vibraciones sobre el volante y el pedal del freno
a una medida mínima.
De acuerdo con la invención, está previsto,
además, que la capa intermedia esté constituida de un material
blando con relación a la guarnición de fricción y amortiguador en
una medida alta. Con la ayuda de la estructura de la superficie
tridimensional se pueden ajustar las propiedades de rigidez y de
amortiguación en amplios márgenes, sin modificar el material de
fricción. De esta manera se puede influir positivamente al menos
tiempo sobre el comportamiento de fricción y el desgaste.
Otro objetivo consiste en influir sobre la
compresibilidad y, por lo tanto, sobre la compresión de la
superficie en dirección axial. La influencia de la compresibilidad
conduce a una amortiguación alta de ruidos de zumbidos, de rechinos
y de chirridos.
De una manera preferida, la guarnición de
fricción debe estar configurada blanda y elástica en dirección
tangencial. De esta manera, se puede reducir la tendencia al
silbido, con lo que se reducen los ruidos, las vibraciones
giratorias del volante y las pulsaciones del pedal. En este caso, la
guarnición de fricción puede ser relativamente rígida en dirección
radial.
\newpage
A través de la estructura de la superficie
tridimensional de la capa intermedia se influye también sobre el
radio de fricción efectivo y sobre la aplicación de calor en el
disco de freno, pudiendo adaptarse la guarnición de una manera
óptima a las modificaciones geométricas del disco de freno.
En un ejemplo de realización preferido, está
previsto que la estructura de la superficie, que está dirigida
hacia la guarnición de fricción, presente proyecciones, que penetran
en la guarnición de fricción.
En un ejemplo de realización, puede estar
previsto que las proyecciones se extiendan hasta la superficie de
la guarnición de fricción.
Las proyecciones pueden presentar una forma de
la sección transversal en forma de barra, en forma de cono o en
forma sinusoidal.
De una manera alternativa, las proyecciones
pueden presentar también una forma cilíndrica. La estructura de la
superficie tridimensional de la capa intermedia puede estar alineada
simétricamente a un eje de simetría radial de la placa de soporte.
Este eje de simetría radial se refiere al eje de giro de la rueda o
bien del disco de freno.
En un ejemplo de realización alternativo, está
previsto que las proyecciones estén dispuestas asimétricas con
relación al eje de simetría radial de la placa de soporte. Con la
disposición simétrica o asimétrica de las proyecciones de la capa
intermedia se puede adaptar la rigidez de la guarnición de fricción,
en función de la dirección, a diferentes requerimientos.
En un ejemplo de realización está previsto que
el lado de la capa intermedia, que está dirigido hacia la
guarnición de fricción, se extienda inclinado con relación a la
placa de soporte y forme una capa intermedia en forma de cuña con
estructura de la superficie tridimensional.
La alineación en forma de cuña de la estructura
de la superficie se puede realizar con relación a un eje de
simetría radial de la placa de soporte y/o a un eje ortogonal al eje
del simetría y que se extiende en paralelo a la placa de
soporte.
En un procedimiento preferido para la producción
de una zapata de freno está previsto que en una primera etapa de
moldeo prensado, el material de la capa intermedia con una
estructura de la superficie tridimensional predeterminada sea
prensado para formar una capa intermedia, en el que en una segunda
etapa, el material de fricción es introducido en el mismo molde de
prensa y la guarnición de fricción es prensada acabada junto con la
capa intermedia pre-prensada y la placa de
soporte.
En el procedimiento para la producción de una
zapata de freno puede estar previsto que, en una primera etapa, el
material de la capa intermedia sea introducido en un molde y sea
pre-moldeado con una estampa de vibración o de
agitación con una estructura de la superficie tridimensional
predeterminada, en el que en una segunda etapa, se añade el
material de fricción para la guarnición de fricción y se
pre-moldea, y en el que en una tercera etapa, el
material de la capa intermedia pre-moldeado, pero
todavía no prensado, y el material de fricción
pre-moldeado son prensados acabados juntos en el
molde de presión en una única etapa del moldeo a presión bajo
presión y calor sobre la placa de soporte.
En otra forma alternativa del procedimiento para
la producción de una zapata de freno, puede estar previsto que en
una primera etapa, el material de la capa intermedia con una
estructura de la superficie tridimensional predeterminada sea
pre-prensado para formar una capa intermedia, en el
que en una segunda etapa, la placa de soporte y la capa intermedia
prensada, prefabricada, son introducidas en un molde de prensa, en
una tercera etapa se introduce el material de fricción en el molde
de prensa y en una cuarta etapa, se prensa acabada la guarnición de
fricción a presión y calor sobre la placa de soporte.
Las siguientes formas de realización
alternativas del procedimiento se pueden aplicar especialmente
cuando el fondo del molde de prensa está formado por una estampa de
prensa y la placa de soporte cierra el extremo superior del molde
de prensa. En este caso, el material de fricción es introducido en
primer lugar en el molde de prensa.
Así, por ejemplo, en otra variante del
procedimiento para la producción de una zapata de freno está
previsto que en una primera etapa, se introduzca el material de
fricción en el molde de prensa y se pre-moldee con
una estructura de la superficie tridimensional predeterminada, en
una segunda etapa, se introduzca el material de la capa intermedia
sobre el material de fricción pre-moldeado en el
molde de prensa y en una tercera etapa se prense acabada la
guarnición de fricción a través del moldeo a presión conjunto del
material de fricción pre-moldeado y del material de
la capa intermedia sobre la placa de soporte.
En el procedimiento para la producción de una
zapata de freno puede estar previsto que en una primera etapa de
moldeo a presión, el material de la capa intermedia con una
estructura de la superficie tridimensional predeterminada sea
pre-prensado para formar una capa intermedia, en una
segunda etapa, se introduce el material de fricción en el molde de
prensa, en una tercera etapa, se coloca la capa intermedia
pre-prensada sobre el material de fricción en el
molde de prensa y en una cuarta etapa, se prensa acabada la
guarnición de fricción a través del moldeo a presión conjunto de la
capa intermedia pre-prensada y del material de
fricción sobre la placa de soporte.
En otra variante del procedimiento para la
producción de una zapata de freno está previsto que en una primera
etapa, el material de fricción sea pre-prensado con
una estructura de la superficie tridimensional predeterminada, en
una segunda etapa se introduzca el material de fricción
pre-prensado en un molde de prensa, en una tercera
etapa se introduzca el material de la capa intermedia y en una
cuarta etapa se prense acabada la guarnición de fricción a través
del moldeo prensado común del material de fricción
pre-prensado y del material de la capa intermedia
sobre la placa de soporte.
A continuación se explican en detalle ejemplos
de realización de la invención con referencia a los dibujos:
En este caso:
La figura 1 muestra un primer ejemplo de
realización de una estructura de la superficie de la capa intermedia
de una zapata de freno.
La figura 2 muestra un segundo ejemplo de
realización.
La figura 3 muestra una sección a lo largo de la
línea III-III en la figura 1.
La figura 4 muestra un tercer ejemplo de
realización en vista lateral.
La figura 5 muestra una sección a lo largo de la
línea V-V en la figura 4.
La figura 6 muestra un ejemplo de realización
con estructura de la superficie en forma de cuña de la capa
intermedia.
La figura 7 muestra otro ejemplo de
realización.
La figura 8 muestra una sección a lo largo de la
línea VIII-VIII en la figura 7.
La figura 9 muestra un ejemplo de realización
con una disposición asimétrica de la estructura de la
superficie.
La figura 10 muestra un ejemplo de realización
con disposición simétrica de la estructura de la superficie con
relación a un eje de simetría radial de la zapata de freno, y
La figura 11 muestra diferentes formas de la
sección transversal de las proyecciones de la capa intermedia.
\vskip1.000000\baselineskip
El primer ejemplo de realización de una zapata
de freno 1, mostrado en la figura 1, está constituido por una placa
de soporte 2 de metal, sobre la que se aplica en primer lugar una
capa intermedia 4, que sirve como capa de amortiguación entre la
guarnición de fricción 6 y la placa de soporte 2.
La capa intermedia 4 presenta sobre el lado
dirigido hacia la guarnición de fricción 6 una estructura de la
superficie tridimensional 5, que está provista con proyecciones 8,
que penetran en la guarnición de fricción 6. La guarnición de
fricción 6 está adaptada de una manera correspondiente al contorno
de la superficie 5 de la capa intermedia 4 y está constituida por
material de fricción habitual.
En la figura 1 se indica la estructura de la
superficie 5 del lado de la capa intermedia 4, que está dirigido
hacia la guarnición de fricción 6, por medio de la línea de trazos.
El ejemplo de realización e la figura 1 muestra de esta manera una
estructura de la superficie tridimensional de la capa intermedia 4,
que presenta una forma ondulada en la sección transversal. La figura
3 muestra una sección a lo largo de la línea
III-III en la figura 1, a partir de la cual se puede
reconocer que la estructura de la superficie 5 tridimensional
presenta proyecciones 8, que se proyectan en la guarnición de
fricción 6. Las proyecciones 8 formadas en la estructura de la
superficie 5 se representan en forma de sección en la figura 3.
Con la ayuda de la estructura de la superficie
tridimensional 5 se puede influir sobre la rigidez de la guarnición
de freno en dirección radial, así como en dirección tangencial. Las
inserciones de proyecciones 8, 8', 8'', 8''' en la guarnición de
fricción 6 hace posible el mantenimiento constante de la
compresibilidad y de la amortiguación de la zapata de freno 1
durante todo el periodo de tiempo de vida útil de las zapatas de
freno 1 y, por lo tanto, detener el desarrollo de ruido y la
transmisión de vibraciones sobre el volante o el pedal del
freno.
Por otro lado, debe influirse positivamente
sobre la compresibilidad y la amortiguación también en dirección
axial. De esta manera, se pueden reducir al mínimo los ruidos de
freno como zumbidos, rechinos o chirridos.
La figura 2 muestra un segundo ejemplo de
realización de una zapata de freno 1 con una estructura de la
superficie 5, que presenta en la sección transversal unas
proyecciones en forma de techo o en forma de prisma.
La figura 4 muestra un tercer ejemplo de
realización con proyecciones 8 configuradas en la sección
transversal en forma sinusoidal o en forma triangular, que se
extienden, en oposición al ejemplo de realización de la figura 3,
transversalmente al eje de simetría radial 10 de la zapata de freno
1. Esto se muestra más claramente a partir de la figura 5, que
muestra una sección a lo largo de la línea V-V en la
figura 4.
En la figura 6 se representa un cuarto ejemplo
de realización, en el que la estructura de la superficie 5 se
extiende inclinada con respecto a la placa de soporte 2, de manera
que se forma una capa intermedia 4 en forma de cuña con estructura
de la superficie tridimensional 5.
Las proyecciones de la estructura de la
superficie 5 pueden presentar en este caso todas las formas de la
sección transversal diferentes mostradas en la figura 11. La
estructura de la superficie 5 puede estar inclinada alrededor de
uno o dos ejes. Por ejemplo, la inclinación puede estar ajustada con
relación al eje de simetría radial 10 y/o con relación a un eje
ortogonal a este eje de simetría y paralelo a la placa de soporte
2.
El ejemplo de realización de las figuras 7 y 8
muestra una estructura de la superficie 5 con proyecciones
puntuales 8''.
La figura 7 es una sección a lo largo de la
línea VII-VII en la figura 8 y la figura 8 es una
sección a lo largo de la línea VIII-VIII en la
figura 7.
El ejemplo de realización de la figura 9 muestra
una disposición asimétrica de las proyecciones con relación al eje
de simetría radial 10. El patrón de la disposición de las
proyecciones 8, 8', 8'', 8''' depende de las propiedades
individuales del freno y del disco de freno en lo que se refiere a
la construcción y a las propiedades de vibraciones en combinación
con el material de fricción de la guarnición de fricción.
La figura 11 muestra diferentes formas de la
sección transversal de las proyecciones 8, 8', 8'', 8'''. Las
proyecciones 8 son proyecciones alargadas, en forma de barra, como
se representan, por ejemplo, en las figuras 3 ó 5, mientras que las
proyecciones 8', 8'' y 8''' muestran proyecciones puntuales.
No obstante, las formas de la sección
transversal de las proyecciones 8', 8'', 8''' pueden ser también
secciones transversales a través de proyecciones en forma de barras,
como se muestra en la figura 2. Una sección a través del ejemplo de
realización de la figura 2 con estructura de la sección transversal
de forma triangular de las proyecciones 8' daría como resultado una
imagen de la sección transversal similar, como en la figura 3.
Una composición preferida de la capa intermedia
4 está constituida por:
- 0 - 40% de metal
- 10 - 60% de substancias de relleno
- 5 - 25% de substancias aditivas orgánicas
- 0 - 10% de fibras orgánicas inorgánicas.
Es esencial que la capa intermedia no contenga
lubricantes como capa adhesiva.
Claims (16)
-
\global\parskip0.900000\baselineskip
1. Zapata de freno (1) con una placa de soporte (2), sobre la que están dispuestas en primer lugar una capa intermedia (4) y a continuación una guarnición de fricción (6), caracterizada porque la capa intermedia (4) es una capa adhesiva formada por un material relativamente blando con respecto a la guarnición de fricción (6) y en una alta medida amortiguador y reductor de ruidos y presenta sobre el lado dirigido hacia la guarnición de fricción (6) una estructura superficial tridimensional, y porque la guarnición de fricción (6) está adaptada en el lado de las placas de soporte a la estructura de la superficie (5) de la capa intermedia (4). - 2. Zapata de freno de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura de la superficie (5) de la capa intermedia (4), que está dirigida hacia la guarnición de fricción (6), presenta proyecciones (8, 8', 8'', 8'''), que penetran en la guarnición de fricción (6).
- 3. Zapata de freno de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque las proyecciones (8, 8', 8'', 8''') se extienden hasta la superficie exterior de la guarnición de fricción (6).
- 4. Zapata de freno de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, caracterizada porque las proyecciones (8, 8', 8'', 8''') presentan una forma de la sección transversal en forma de barra, en forma cónica o en forma sinusoidal.
- 5. Zapata de freno de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizada porque las proyecciones (8''') presentan una forma cilíndrica.
- 6. Zapata de freno de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la estructura de la superficie tridimensional (5) de la capa intermedia (4) está alineada simétricamente a un eje de simetría radial (10) de la placa de soporte (2).
- 7. Zapata de freno de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizada porque las proyecciones (8) están dispuestas asimétricas con relación a un eje de simetría radial (10) de la placa de soporte (2).
- 8. Zapata de freno de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la estructura de la superficie (5), que está dirigida hacia la guarnición de fricción (6), de la capa intermedia (4) se extiende inclinada con relación a la placa de soporte (2) y forma una capa intermedia (4) en forma de cuña.
- 9. Zapata de freno de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque la estructura de la superficie (5), que está dirigida hacia la guarnición de fricción (6), de la capa intermedia (4) está inclinada con relación a un eje de simetría radial (10) de la placa de soporte (2) y/o con relación a un eje ortogonal con respecto al eje de simetría (10) y que se extiende en paralelo a la placa de soporte (2).
- 10. Procedimiento para la producción de una zapata de freno (1), en el que un material de fricción y un material de capa intermedia entre el material de fricción y una placa de soporte (2) son rellenados en un molde de prensa y se prensa a presión y con calor para formar una guarnición de fricción (6) sobre la placa de soporte (2), caracterizado porque
- -
- en una primera etapa de moldeo a presión, se pre-prensa el material de la capa intermedia con una estructura de la superficie (5) tridimensional predeterminada para formar una capa intermedia (4) y se combina con el material de fricción introducido en el molde de prensa, o
- -
- en una primera etapa, se pre-moldea el material de la capa intermedia con una estructura de la superficie tridimensional predeterminada y en una segunda etapa se añade el material de fricción para la guarnición de fricción y se pre-moldea, o
- -
- en una primera etapa, un material de fricción pre-moldeado o pre-prensado con una estructura de la superficie tridimensional predeterminada sobre el lado que está dirigido hacia la capa intermedia se combina con material de la capa intermedia en un molde de prensa; en el que a través del moldeo prensado en común, se prensa de forma acabada la guarnición de fricción (6), que está constituida por el material de fricción y el material de la capa intermedia, sobre la placa de soporte (2).
- 11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque en una primera etapa de moldeo prensado, el material de la capa intermedia con una estructura de la superficie (5) tridimensional predeterminada es pre-prensado en el molde de prensa para formar una capa intermedia (4), y porque en una segunda etapa, el material de fricción es introducido en el mismo molde de prensa y la guarnición de fricción (6) es prensada acabada junto con la capa intermedia (4) pre-prensada y la placa de soporte (2).
- 12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque
- -
- en una primera etapa, el material de la capa intermedia es introducido en el molde y es pre-moldeado con una estampa de vibración o de agitación con una estructura de la superficie (5) tridimensional predeterminada,
\global\parskip1.000000\baselineskip
- -
- en una segunda etapa, se añade el material de fricción para la guarnición de fricción y se pre-moldea, y
- -
- en una tercera etapa, el material de la capa intermedia pre-moldeado, pero todavía no prensado, y el material de fricción pre-moldeado son prensados acabados juntos en el molde de presión en una única etapa del moldeo a presión bajo presión y calor sobre la placa de soporte (2).
- 13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque
- -
- en una primera etapa, el material de la capa intermedia con una estructura de la superficie (5) tridimensional predeterminada es pre-prensado para formar una capa intermedia (4);
- -
- en una segunda etapa, la placa de soporte (2) y la capa intermedia (4) prefabricada son insertadas en el molde de prensa;
- -
- en una tercera etapa, se introduce material de fricción en el molde de prensa, y
- -
- en una cuarta etapa, se prensa acabada la guarnición de fricción (6) bajo presión y calor sobre la placa de soporte (2).
- 14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque
- -
- en una primera etapa, se introduce el material de fricción en el molde de prensa y se pre-moldea con una estructura de la superficie tridimensional predeterminada,
- -
- en una segunda etapa, se introduce el material de la capa intermedia sobre el material de fricción pre-moldeado en el molde de prensa, y
- -
- en una tercera etapa, se prensa acabada la guarnición de fricción (6) a través del moldeo a presión común del material de fricción pre-moldeado y del material de capa intermedia sobre la placa de soporte (2).
- 15. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque
- -
- en una primera etapa de moldeo a presión, se pre-prensa el material de la capa intermedia con una estructura de la superficie tridimensional pre-prensada para formar una capa intermedia (4),
- -
- en una segunda etapa, se introduce el material de fricción en el molde de prensa,
- -
- en una tercera etapa se coloca la capa intermedia pre-prensada sobre el material de fricción en el molde de prensa, y
- -
- en una cuarta etapa, se prensa acabada la guarnición de fricción (6) a través del moldeo a presión común de la capa intermedia pre-prensada y del material de fricción sobre la placa de soporte (2).
- 16. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque
- -
- en una primera etapa, se pre-prensa el material de fricción con una estructura de la superficie tridimensional predeterminada,
- -
- en una segunda etapa, se introduce el material de fricción pre-prensado en un molde de prensa,
- -
- en una tercera etapa, se introduce el material de la capa intermedia, y
- -
- en una cuarta etapa se prensa acabada la guarnición de fricción a través del moldeo a presión común del material de fricción pre-prensado y del material de la capa intermedia sobre la placa de soporte.
Applications Claiming Priority (2)
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| DE10034210 | 2000-07-13 | ||
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