ES2323308T3 - Freno de disco que incluye una cuibierta protectora. - Google Patents
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Abstract
Unidad de freno de disco (1) que incluye unos forros de freno; una horquilla de freno (5); un soporte (18) de forro en forma de U que está conectado a la horquilla de freno (5); una abertura (16) en la horquilla de freno (5) para el acceso a los forros de freno; una unidad de cubierta protectora (17, 26) para recubrir por lo menos en parte la abertura (16) y bloquear el acceso a los forros de freno y que está alojada en la horquilla de freno (5) de disco, caracterizada porque la unidad de cubierta (17, 26) comprende: una cubierta principal (17) que incluye unos elementos de sujeción para sujetar la cubierta principal (17) al soporte (18) de forro, extendiéndose la cubierta (17) de manera transversal a través de la abertura (16), estando conformada dicha cubierta principal (17) para hacer tope (36) contra una parte de la superficie exterior de la horquilla de freno que rodea por lo menos en parte la abertura (16), y dicha cubierta principal (17) está dispuesta para proporcionar protección para por lo menos un cable indicador (41) para indicar el desgaste del forro de freno.
Description
Freno de disco que incluye una cubierta
protectora.
La presente invención se refiere a una unidad de
freno de disco según el preámbulo de la reivindicación 1, una
unidad de cubierta protectora alojada en una unidad de freno de
disco de este tipo y un vehículo que comprende una unidad de freno
de disco de este tipo. Una unidad de freno de disco de este tipo se
da a conocer, por ejemplo, en el documento
US-A-3.433.328.
Los frenos de disco para vehículos de carretera,
y en particular para vehículos pesados, presentan problemas
considerables debidos a que las unidades de freno de disco se
ensucian por el polvo, el agua y los agentes contaminantes del agua
que contaminan, cuando el vehículo está en movimiento, tanto los
frenos de disco como la horquillas de freno con forros de freno.
Esto puede afectar a las piezas móviles. La suciedad y la corrosión
pueden conducir, en particular, a perjudicar el funcionamiento
causando efectos de frenado irregular o defectuoso entre las
diferentes unidades de freno de disco.
Además, pueden producirse diferencias en la
acción de frenado y por consiguiente un desgaste irregular de los
forros de freno en las diferentes caras de un disco si los forros
están contaminados en diferentes grados. En general, en el estado
de la técnica, estos problemas reducen la utilidad de los frenos de
disco y acortan los intervalos de servicio, aumentando de ese modo
los costes. Esta situación ha llevado también a considerar que los
frenos de tambor, de otro modo menos eficaces, son más fiables y
requieren menos mantenimiento.
Diversos intentos de reducir los problemas de
los frenos de disco han dado como resultado una protección montada
sobre el eje que rodea el disco de freno, pero esto conlleva
problemas de defectos de refrigeración, oscilaciones inherentes y
peso no suspendido adicional.
Las horquillas de freno para los frenos de disco
normalmente presentan una abertura para la extracción e inserción
de forros de freno y para la inspección del interior de la horquilla
de freno. Con vistas a proteger las piezas que constituyen la
horquilla de freno y el disco de freno frente a la contaminación a
través de esta abertura, se ha propuesto insertar una placa
protectora que es íntegra con el soporte de forro. Sin embargo, esta
solución no ha resuelto por completo los problemas de contaminación
a través de la abertura de extracción, y el ajuste y la retirada de
una placa protectora de este tipo son problemáticos y por tanto
dificulta la accesibilidad. La posición de la placa protectora
dentro de la abertura próxima a los forros de freno se considera
también que dificulta el flujo de aire y por tanto reduce la
refrigeración.
Un objetivo de la presente invención es indicar
una unidad de freno de disco que incluye una unidad de cubierta
protectora y una unidad de cubierta protectora del tipo mencionado
en la introducción, mediante las que los problemas del estado de la
técnica se reducen. Un objetivo particular es proponer una unidad de
cubierta protectora que funciona mejor y cuya fabricación y ajuste
son económicos.
Estos objetivos se alcanzan en el caso de una
unidad de freno de disco del tipo mencionado en la introducción
mediante las características de la parte caracterizadora de la
reivindicación 1.
El resultado es una solución funcional fácil de
ajustar y de retirar del soporte de forro. El hecho de que haga
tope contra una superficie exterior de la horquilla de freno impide
la formación de cavidades de acumulación de polvo que podrían
conllevar el riesgo de que entre suciedad por la abertura.
Debe observarse que el espacio fuera de la
horquilla de freno está muy limitado debido a la proximidad de la
llanta de la rueda en casos en los que la unidad de freno se monta
adyacente a una rueda. Sin embargo, puede realizarse una cubierta
principal según la invención, a través de su conexión a la horquilla
de freno, tan delgada y aún así estable como para no sólo realizar
adecuadamente su función protectora sino tampoco interferir en la
rotación de la llanta de la rueda.
La invención da como resultado reducir la
contaminación en la zona de la horquilla de freno y por tanto una
acción de frenado más regular y un desgaste del forro más regular,
con los efectos globales de mayor fiabilidad funcional e intervalos
de servicio más largos para las unidades de disco de freno a las que
se refiere el presente documento.
En el caso de una rueda montada individualmente
es ventajoso que la cubierta principal esté complementada por una
cubierta exterior lo que reduce la entrada de suciedad a través de
las muescas de la cubierta principal.
Otras ventajas surgen de aspectos adicionales de
la invención que se indican mediante la siguiente descripción
detallada de las formas de realización.
Los dibujos adjuntos son como sigue:
la figura 1 representa esquemáticamente una
sección a través de la rueda de un vehículo con una unidad de freno
de disco según la invención,
la figura 2 representa unas piezas de la unidad
de freno de disco de la figura 1 en una vista en perspectiva
parcialmente desmontada,
la figura 3 representa una vista en perspectiva
parcialmente desmontada de una forma de realización alternativa de
una unidad de freno de disco según la invención,
la figura 4 representa una vista en planta de
una cubierta principal,
la figura 5 representa una vista lateral de la
cubierta principal de la figura 4, y
la figura 6 representa una vista en planta de
una cubierta exterior.
Por lo tanto, la figura 1 representa en sección
una rueda de vehículo con una unidad de freno de disco 1 colocada
dentro de la circunferencia de una llanta de la rueda 3 que soporta
un neumático 2 de vehículo. Las líneas discontinuas en 4
representan un eje de rueda al que está sujeta la rueda de
vehículo.
La unidad de freno de disco 1 comprende una
horquilla de freno 5, un disco de freno 6 sujeto al eje 4 de rueda,
y forros de freno 7 que están dispuestos sobre los bloques de freno
y son para actuación conjunta de frenado con el disco de freno 6.
La horquilla de freno 5 comprende soportes de freno 8 (se representa
uno) para el montaje firme de la horquilla de freno 5. Cada soporte
de freno 8 presenta su zona inferior alargada de tal modo que está
diseñada para constituir un punto de sujeción para una pantalla 9
protectora que comprende una placa 10 protectora y una parte de
abrazadera de sujeción 11.
Una cubierta principal 17 que forma parte de una
unidad de cubierta protectora según la invención está sujeta a un
soporte 18 de forro en la zona superior de la horquilla de freno
5.
La figura 2 representa en perspectiva la
horquilla de freno 5 con sus soportes de freno 8, 8', cada uno de
los cuales está dotado de varios orificios de sujeción 15 (mostrados
en el soporte de freno 8') para alojar pernos de sujeción para la
horquilla de freno 5. El símbolo de referencia B indica un disco de
freno.
El extremo exterior del extremo libre de cada
soporte de freno 8, 8' está dotado de un ojo de sujeción 13, 13'
con unos orificios de sujeción 14, 14' respectivos para unos
tornillos de sujeción 12, 12' previstos para fijar una unidad que
comprende la placa 10 protectora y abrazaderas de sujeción 11, 11'
por actuación conjunta con orificios previstos en las partes de
extremo libre de las abrazaderas de sujeción 11, 11'. Las
abrazaderas de sujeción 11, 11' presentan un perfil de sección
transversal en forma de U y son curvas de modo que juntas describen
sustancialmente un arco circular que está a una distancia
sustancialmente regular de manera radial desde un eje de rueda
cuando la pantalla de freno está en posición.
La superficie de contacto entre la placa 10
protectora y las abrazaderas de sujeción 11, 11' es sustancialmente
plana.
La parte más interior de manera radial de la
placa 10 protectora está situada a una distancia del eje de rueda
(número de referencia 4 en la figura 1) de modo que un flujo de aire
de refrigeración puede pasar a través de la cámara resultante y
continuar de manera radial a lo largo del disco de freno. La
periferia exterior de manera radial de la placa 10 protectora está
algo hacia dentro hacia el disco de freno para crear una especie de
estructura de
cierre.
cierre.
La horquilla de freno 5 presenta en su parte
superior un rebaje abierto 16 a través del cual se prevé extraer
los forros de freno cuando se están cambiando. El rebaje 16 también
se utiliza para otras operaciones de mantenimiento relacionadas con
la unidad de freno de disco, y para fines de inspección.
Un soporte 18 de forro en forma de perno en U de
soporte se coloca de manera transversal a través del rebaje para
extenderse sustancialmente en paralelo al eje de rueda. Según la
invención, este soporte 18 de forro se utiliza para fijar una
cubierta principal 17 que está prevista para proporcionar protección
frente a la suciedad que impide la entrada de agentes contaminantes
en el rebaje 16. Para ello, la cubierta principal 17 cubre
sustancialmente la sección arqueada exterior adyacente de la
horquilla de freno.
La cubierta principal comprende una estructura
de chapa metálica delgada diseñada para cubrir dicho rebaje. La
sujeción de la cubierta principal se realiza por actuación conjunta
de sujeción con el soporte 18 de forro por el que se insertan
tornillos de sujeción 20 en los rebajes avellanados 19 con orificios
que discurren a través de la cubierta principal 17 y se atornillan
firmemente al soporte 18 de forro.
La cubierta principal 17 está provista asimismo
de unas pestañas 34 previstas para actuar conjuntamente y proteger
los cables indicadores (véase la figura 5) para indicar el estado de
desgaste de los forros de freno. Estos cables adoptan la forma de
una instalación eléctrica encaminada desde los forros de freno
respectivos al sistema de control del vehículo. Esto implica que se
encamina un cable desde uno de los forros de freno a través de un
conducto en la zona interior superior 45 (figura 2) del soporte de
forro y se protege así de los efectos externos de la cubierta
principal 17.
Una multiplicidad de muescas 33 de ventilación
está dispuesta en la cubierta principal para permitir el flujo de
aire utilizado para la refrigeración y que emana de la zona del
freno de disco durante el funcionamiento del vehículo. De este
modo, se mejora la refrigeración de la unidad de freno, a pesar de
la presencia de la cubierta principal.
La figura 3 representa otra forma de realización
de la invención por la que se utilizan zonas de sujeción 23
distribuidas a lo largo de la zona periférica de la placa 10
protectora para sujetar una carcasa 22 protectora. Esta comprende
una primera parte 24 que discurre sustancialmente en paralelo a la
placa 10 protectora, y una segunda parte 25 que discurre, de manera
que rodea el disco de freno, formando sustancialmente ángulos rectos
con la primera parte 24 y la placa 10 protectora. De este modo, se
forma una estructura que encierra ambas caras y la circunferencia
del disco de freno.
Las zonas de sujeción 23 encajan con unas partes
correspondientes de la carcasa 22 protectora, y la unión entre las
mismas se realiza, por ejemplo, mediante soldadura por puntos o
mediante remachado por compresión.
La adición de la carcasa 22 protectora es
aplicable en el caso de una rueda montada individualmente, lo que
significa que el disco de freno está protegido de la contaminación
en todas las direcciones, que de otro modo está protegido por la
llanta de una rueda de vehículo.
En su zona superior dirigida hacia la horquilla
de freno 5, la carcasa 22 protectora, así como la placa 10
protectora, está adaptada para conectar partes adyacentes de forma
muy próxima de la horquilla de freno 5 aunque dejando una cámara
para el flujo de aire de refrigeración hacia un eje de rueda
adyacente (que no se representa).
En su parte superior, la unidad de disco de
freno en el caso de una rueda montada individualmente se complementa
ajustando una cubierta exterior adicional 26 fuera de la cubierta
principal 17. Esta cubierta exterior 26 está preferentemente a una
distancia sustancialmente regular desde la cubierta principal 17
para dejar una cámara 27 de aire entre la cubierta principal 17 y
la cubierta exterior 26. Para ello, la cubierta exterior 26
presenta varias partes separadoras 35 que ayudan a mantener la
continuidad de la cámara 27 de aire. Las partes separadoras 35
sirven también como zonas para unir la cubierta principal y la
cubierta exterior entre sí, por ejemplo mediante remachado
por
compresión.
compresión.
El objetivo de la cubierta exterior 26 es
proteger la unidad de freno de disco 1 de la entrada de suciedad,
agua, etc. a través de las muescas 33 de la cubierta principal 17
(véase la figura 2). La sujeción de la cubierta exterior 26 a una
cubierta principal se realiza de manera ventajosa mediante los
mismos tornillos de sujeción que para la cubierta principal 17 como
piezas individuales del soporte 18 de forro. Ventajosamente, tanto
la cubierta principal 17 como la cubierta exterior 26 se fabrican
como piezas de chapa metálica estampadas.
La figura 4 representa la cubierta principal 17
en una vista en planta en la que las zonas sombreadas 36 representan
las zonas en las que la cubierta principal 17 hace tope de manera
solapada contra una parte de la superficie exterior arqueada,
preferentemente cilíndrica, de la horquilla de freno, superficie
exterior que rodea en parte la abertura (número de referencia 16 en
la figura 2). El número de referencia 38 indica una pared lateral
vuelta hacia abajo. Las ranuras de refuerzo 39 y 40 se presionan
hacia la cubierta principal y se extienden de manera
circunferencial respecto a la unidad de freno de disco.
La figura 5 muestra la función de las pestañas
34 laterales. El encaminamiento de un cable indicador 41 desde un
forro de freno se controla mediante una presión hacia dentro
impartida al mismo por la pestaña 34 lateral. De este modo, se
impide que el cable se mueva de manera radial hacia fuera hacia la
zona de una llanta de rueda que está girando (representada por la
referencia 42) que podría de otro modo dañar el cable.
La figura 6 representa la cubierta exterior 26
con orificios 44 que se extienden a través de la misma para ajustar
tornillos de sujeción en la cubierta principal. Se diseñan unas
partes separadoras y de unión 35 para actuar conjuntamente con
elementos 37 de presión correspondientes de la cubierta principal
(véase la figura 4) y para utilizarse para unir estas piezas entre
sí, por ejemplo mediante remachado por compresión. Una ranura de
refuerzo 43 curva se presiona en el material.
La invención puede modificarse dentro de los
alcances de las reivindicaciones adjuntas por lo que las piezas que
la constituyen pueden configurarse de otro modo, por ejemplo, para
que haya un mayor o menor solape de superficies. Los elementos de
presión pueden configurarse de otro modo, así como la previsión de
orificios.
Es preferible que la pantalla protectora y la
unidad de cubierta protectora se utilicen en combinación, pero no
se excluye que pueda utilizarse una sin la otra.
La aplicación de la invención a un freno de
disco da como resultado mejoras significativas respecto a la vida
útil y a la función. También da como resultado un desgaste de forro
de freno más regular y por consiguiente intervalos de servicio más
largos entre los cambios de los forros de freno.
Claims (11)
1. Unidad de freno de disco (1) que incluye unos
forros de freno;
una horquilla de freno (5);
un soporte (18) de forro en forma de U que está
conectado a la horquilla de freno (5);
una abertura (16) en la horquilla de freno (5)
para el acceso a los forros de freno;
una unidad de cubierta protectora (17, 26) para
recubrir por lo menos en parte la abertura (16) y bloquear el
acceso a los forros de freno y que está alojada en la horquilla de
freno (5) de disco, caracterizada porque la unidad de
cubierta (17, 26) comprende:
una cubierta principal (17) que incluye unos
elementos de sujeción para sujetar la cubierta principal (17) al
soporte (18) de forro, extendiéndose la cubierta (17) de manera
transversal a través de la abertura (16), estando conformada dicha
cubierta principal (17) para hacer tope (36) contra una parte de la
superficie exterior de la horquilla de freno que rodea por lo menos
en parte la abertura (16), y dicha cubierta principal (17) está
dispuesta para proporcionar protección para por lo menos un cable
indicador (41) para indicar el desgaste del forro de freno.
2. Unidad de freno de disco según la
reivindicación 1, caracterizada porque dicha parte presenta
sustancialmente una geometría arqueada.
3. Unidad de freno de disco según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la cubierta
principal (17) incluye una multiplicidad de muescas (33) para el
flujo de aire que refrigera el freno de disco.
4. Unidad de freno de disco según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
cubierta principal (17) incluye unos rebajes avellanados (19) que
están provistos de orificios que sirven como asientos para unas
conexiones roscadas (20) que se extienden a través de los
orificios.
5. Unidad de freno de disco según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
cubierta principal (17) en una posición seleccionada sobre la
horquilla de freno presenta por lo menos una pestaña (34) lateral
doblada hacia dentro en dirección hacia la línea central del freno
de disco, adaptada para hacer tope contra el cable indicador.
6. Unidad de freno de disco según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque una
cubierta exterior (26) está sujeta a la cubierta principal (17),
estando conformadas y sujetas las cubiertas de tal manera que forman
entre las mismas una cámara (27) de aire sustancialmente
regular.
7. Unidad de freno de disco según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
cubierta principal y la cubierta exterior (26) comprenden, cada una,
una pieza de chapa metálica estampada.
8. Unidad de freno de disco según la
reivindicación 7, en la que por lo menos una de entre la cubierta
principal (17) y la cubierta exterior (26) ha presionado en por lo
menos uno de entre unos medios de separación, una ranura de
refuerzo, y una superficie de unión.
9. Unidad de freno de disco según cualquiera de
las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque la cubierta
exterior (26) y la cubierta interior (17) están unidas mediante
remachado por compresión.
10. Unidad de cubierta protectora para cubrir
por lo menos en parte una abertura (16) para el acceso a los forros
de freno en una unidad de freno de disco (1) según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, comprendiendo dicha unidad de cubierta
(17, 26):
una cubierta principal (17) que incluye unos
elementos de sujeción para sujetar la cubierta principal (17) al
soporte (18) de forro, extendiéndose la cubierta (17) de manera
transversal a través de la abertura (16), estando conformada dicha
cubierta principal (17) para hacer tope (36) contra una parte de la
superficie exterior de la horquilla de freno que rodea en parte la
abertura (16), y estando dispuesta dicha cubierta principal (17)
para proporcionar protección para por lo menos un cable indicador
(41) para indicar el desgaste del forro de freno.
11. Vehículo que comprende una unidad de freno
de disco (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
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