ES2340313T3 - Pinza de freno. - Google Patents
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Abstract
Pinza de freno para un freno de disco, en particular para motocicletas y/o bicicletas, con por lo menos dos forros de freno (40), una carcasa (30) para alojamiento de los forros de freno (40) que durante la frenada atacan en un disco de freno, presentando la carcasa una superficie de apoyo de reacción (33) para apoyo de los forros de freno durante la frenada en sentido de marcha hacia adelante y un orificio de montaje (29) opuesto a la superficie de apoyo de reacción (33), a través del cual se pueden insertar los forros de freno (40) en la carcasa (30), un dispositivo de retención de los forros de freno (50) para retener los forros de freno en la carcasa (30) en el lado opuesto a la superficie de apoyo de reacción (33), un dispositivo de apoyo del forros de freno (31) para apoyar los forros de freno (40) entre la superficie de apoyo de reacción (33) y el dispositivo de retención del forro de freno (50), y un dispositivo de pretensado (32) que está realizado de tal modo que ejerce sobre los forros de freno (40) colocados en la carcasa (30) una tensión inicial, forzándolos a una posición definida, caracterizada porque los forros de freno (40) presentan una escotadura (41; 41'') para el apoyo en el dispositivo de apoyo del forro de freno (31).
Description
Pinza de freno.
La presente invención se refiere a una pinza de
freno conforme al preámbulo de la reivindicación 1. Una pinza de
freno de este tipo se deduce por ejemplo del documento
EP-A-119 466.
La Memoria de Exposición Alemana DE 148 356 A da
a conocer una pinza de freno conforme al preámbulo de la
reivindicación 1. En la pinza de freno conocida, el forro de freno
presenta un sector esencialmente de forma circular que se apoya
sobre una superficie de apoyo de reacción realizada en forma de
sector de círculo, y que al mismo tiempo soporta hacia abajo el
forro de freno como dispositivo de apoyo del forro de freno. En la
cara opuesta a la superficie de apoyo de reacción el forro de freno
presenta un brazo con un orificio de alojamiento en el que está
dispuesto un bulón parar asegurar el forro de freno en la carcasa.
La pinza de freno conocida tiene el inconveniente de que a causa de
la dilatación térmica del forro de freno que se produce al frenar,
el forro de freno queda pillado entre el bulón y la superficie de
apoyo de reacción, de tal modo que surge un riesgo considerable de
que los forros de freno se gripen, con el consiguiente bloqueo del
freno que esto entraña.
El documento WO 2004/076885 A1 da también a
conocer una pinza de freno conforme al preámbulo de la
reivindicación 1. El orificio de alojamiento del forro de freno en
el que se dispone un bulón para asegurar el forro de freno en la
carcasa, presenta un agujero rasgado para compensar la dilatación
térmica del forro de freno durante la frenada. Esta pinza de freno
conocida tiene el inconveniente de que durante la marcha, el forro
de freno puede llegar a oscilar y vibrar, lo cual es indeseable
debido a la formación de ruido que esto entraña, y que resulta
moles-
to.
to.
La invención tiene por lo tanto como objetivo
describir una pinza de freno en la que los forros de freno estén
dispuestos de tal modo que por una parte se reduzca
considerablemente el riesgo de que se produzca un bloqueo
indeseable durante el proceso de frenado, y por otra parte también
se reduzca considerablemente el riesgo de la vibración del freno
durante la marcha.
Este objetivo de la invención se resuelve
mediante una pinza de freno conforme a las características de la
reivindicación 1. Unas realizaciones ventajosas de la invención se
describen en las reivindicaciones dependientes.
Esta pinza de freno tiene la ventaja de que los
forros de freno se pueden disponer en la carcasa con el dispositivo
de aseguramiento del forro de freno con holgura para compensar la
dilatación térmica que se produce durante la frenada, y al mismo
tiempo se asegura mediante el dispositivo de pretensado que los
forros de freno estén dispuestos siempre en una posición definida,
es decir preferentemente asentando en la superficie de apoyo de
reacción de tal modo que durante la marcha no surjan vibraciones
indeseables y los consiguientes ruidos. Está claro que la fuerza de
pretensado del dispositivo de pretensado se deberá elegir de tal
modo que por una parte el forro de freno no se separe de la
superficie del apoyo de reacción debido a los choques que se
producen durante la marcha, y que por otra parte no sea tan grande
que debido a la separación entre la superficie de apoyo de reacción
y el forro de freno surja un riesgo de gripado. Para ello el
dispositivo de pretensado está realizado de tal modo que ejerce
sobre un forro de freno colocado en la carcasa una tensión inicial
en una posición definida.
Mediante el dispositivo de pretensado se aplica
preferentemente una tensión inicial en un forro de freno colocado
en la pinza de freno respecto a la superficie de apoyo de reacción y
el dispositivo de apoyo del forro de freno. Para ello el
dispositivo de pretensado puede estar dispuesto por ejemplo por
encima del forro de freno, ejerciendo una fuerza sobre el forro de
freno en sentido hacia el dispositivo de apoyo del forro de freno.
Para ello el forro de freno y el dispositivo de apoyo del forro de
freno están realizados preferentemente de modo que se ejerza una
tensión inicial sobre el forro de freno en sentido hacia la
superficie de apoyo de reacción. De acuerdo con una realización de
la invención, el dispositivo de pretensado comprende ventajosamente
un dispositivo de muelle que ataca en la cara superior de un forro
de freno colocado en la carcasa. El dispositivo de pretensado puede
comprender por ejemplo un resorte de lámina o preferentemente varios
resortes de láminas que atacan respectivamente a un forro de freno
colocado en la carcasa.
De acuerdo con la invención el dispositivo de
pretensado puede estar realizado de tal modo que ejerza una tensión
inicial sobre un forro de freno colocado en la pinza de freno,
contra la superficie del apoyo de reacción y contra el dispositivo
de apoyo del forro de freno.
De acuerdo con la invención el dispositivo de
pretensado puede estar realizado de tal modo que ejerza sobre un
forro de freno colocado en la pinza de freno una fuerza dirigida
esencialmente en dirección hacia el dispositivo de apoyo del forro
de freno. Para ello el dispositivo de pretensado puede comprender
preferentemente un dispositivo de muelle que ataque en la cara
superior de un forro de freno colocado en la carcasa. Para ello el
dispositivo de pretensado puede comprender ventajosamente uno o
varios resortes de lámina que ataquen en la cara superior de los
forros de freno colocados en la carcasa. Estas realizaciones de la
invención tienen la ventaja de que al efectuar el montaje de los
forros de freno los forros de freno encajan a presión con un ruido
detrás del dispositivo de aseguramiento del forro de freno, y le
transmiten al usuario una señal clara que indica que se ha
efectuado el posicionamiento correcto de los forros de freno.
El dispositivo de pretensado puede estar
dispuesto ventajosamente en dirección periférica de un disco de
freno alojado en la carcasa, aproximadamente en el centro entre la
superficie del apoyo de reacción y el dispositivo de aseguramiento
del forro de freno.
El dispositivo de apoyo del forro de freno puede
estar realizado preferentemente de tal modo que un forro de freno
colocado en la carcasa quede pretensado en sentido hacia la
superficie de apoyo de reacción por la fuerza ejercida sobre el
forro de freno por el dispositivo de pretensado.
De acuerdo con una realización alternativa de la
invención el dispositivo de pretensado puede estar realizado de tal
modo que ejerza sobre un forro de freno colocado en la pinza de
freno una fuerza orientada esencialmente en sentido hacia la
superficie de apoyo de reacción. Para ello el dispositivo de
pretensado puede comprender un dispositivo de muelles que ataque en
el forro de freno por el lado de un forro de freno colocado en la
pinza de freno, opuesto a la superficie de apoyo de reacción. Para
ello la superficie de apoyo de reacción puede presentar
ventajosamente una inclinación tal que un forro de freno pretensado
contra la superficie de apoyo de reacción quede pretensado contra
el dispositivo de apoyo del forro de freno.
De acuerdo con una realización alternativa de la
invención el dispositivo de pretensado puede estar realizado de tal
modo que ejerza sobre un forro de freno colocado en la pinza de
freno una fuerza que presente un primer componente de fuerza
orientado esencialmente en sentido hacia el dispositivo de apoyo del
forro de freno y un segundo componente de fuerza dirigido
esencialmente en el sentido de la superficie de apoyo de reacción.
Para ello el primer componente de fuerza puede presuponer
ventajosamente aproximadamente el 0,1 hasta aproximadamente el
décuplo, preferentemente aproximadamente el 0,5 hasta
aproximadamente el quíntuplo y preferentemente aproximadamente el
doble del segundo componente de fuerza.
En las realizaciones citadas el dispositivo de
pretensado puede estar realizado preferentemente de tal modo que se
desactive al accionar el freno. Esto tiene la ventaja de que
especialmente al soltar por primera vez el freno, cuando los forros
de freno dejan libre al disco de freno, el rozamiento adherente
entre el forro de freno y la superficie de apoyo de reacción o el
dispositivo de apoyo del forro de freno es menor y se evita así el
gripado de los forros de freno. Para ello la pinza de freno puede
comprender ventajosamente un dispositivo hidráulico de
accionamiento del freno, y el dispositivo de pretensado puede estar
realizado de tal modo que se desactive debido a la presión
hidráulica formada durante el accionamiento del freno, y que
inmediatamente después de soltarlo o preferentemente durante un
corto tiempo, todavía se genera o acumula.
De acuerdo con la invención, el dispositivo de
apoyo del forro de freno puede comprender varios bulones que apoyan
respectivamente un forro de freno colocado en la carcasa. De forma
alternativa o adicional, el dispositivo de apoyo del forro de freno
puede presentar varios salientes que soportan cada uno un forro de
freno colocado en la carcasa. Los salientes pueden estar realizados
de una misma pieza junto con la carcasa.
De acuerdo con la invención, el dispositivo de
apoyo del forro de freno puede estar situado en la dirección
periférica de un disco de freno alojado en la carcasa,
aproximadamente en el centro entre la superficie del apoyo de
reacción y el dispositivo de aseguramiento del forro de freno. De
acuerdo con la invención el dispositivo de apoyo del forro de freno
y el dispositivo de pretensado pueden estar dispuestos
preferentemente en la dirección periférica de un disco de freno
alojado en la carcasa, esencialmente aproximadamente a la misma
altura.
De acuerdo con la invención, la carcasa puede
ser una pieza forjada que está realizada preferentemente de una
sola pieza. La realización como pieza forjada tiene la ventaja de
que a igualdad de resistencia la pinza de freno puede construirse
con menor tamaño. Esto es especialmente importante en el sector del
Moto-Cross, porque entonces es posible disponer la
pinza de freno con un ángulo de aproximadamente 15º hacia arriba y
disponerla en dos anillas de atornillamiento que encierran la pinza
de freno completamente en la dirección periférica del disco de
frenos. Esto tiene la ventaja de que se obtiene una rigidez a la
torsión óptima, y al mismo tiempo no hay ningún contorno que
moleste por debajo del pie de la horquilla.
Alternativamente la carcasa puede ser una pieza
fresada y/o fundida, realizada de una sola pieza, en dos piezas o
en varias piezas.
De forma alternativa o adicional, la carcasa
puede presentar una escotadura en la que penetre un saliente de un
forro de freno colocado en la carcasa.
De modo alternativo o adicional, la carcasa
puede presentar por lo menos una ventana de observación en la que
penetra un saliente de un forro de freno colocado en la carcasa,
estando la por lo menos una ventana de inspección realizada
preferentemente de tal modo que se pueda observar el desgaste del
freno de fricción de un forro de freno colocado en la carcasa.
A continuación se describe con mayor detalle una
pinza de freno conforme a la invención sirviéndose del ejemplo de
realización de la invención mostrado en las figuras.
Fig. 1 muestra una sección a través de una pinza
de freno conforme a la invención a lo largo de la línea
I-I de la Fig. 2,
Fig. 1A muestra una sección a través de otra
pinza de freno conforme a la invención a lo largo de la línea
IA-IA de la Fig. 2A,
Fig. 2 muestra una vista anterior de la pinza de
freno de la Fig. 1,
Fig. 2A muestra una vista anterior de la pinza
de freno de la Fig. 1A,
Fig. 3 muestra una sección a través de la forro
de freno de la Fig. 1, a lo largo de la línea
III-III de la Fig. 1,
Fig. 4 muestra una vista posterior de la pinza
de freno de la Fig. 1,
Fig. 5 muestra una vista lateral de la pinza de
freno de la Fig. 1,
Fig. 6 muestra una vista de la pinza de freno de
la Fig. 1, desde arriba,
Fig. 7 muestra una vista de la pinza de freno de
la Fig. 1 en combinación con un pie de horquilla desde delante
(con relación al vehículo),
Fig. 10 muestra una vista de detalle del estribo
del bulón del dispositivo de aseguramiento del forro de freno de la
pinza de freno de la Fig. 1, desde una dirección correspondiente a
la fig. 4,
Fig. 11 muestra una vista de detalle del estribo
del bulón del dispositivo de fijación del forro de freno de la
pinza de freno de la Fig. 1, desde una dirección correspondiente a
la Fig. 5,
Fig. 12 muestra una vista de detalle del estribo
y del bulón del dispositivo de fijación del forro de freno conforme
a una alternativa según la invención.
Fig. 13 muestra una vista parcial del tramo de
apoyo de una pinza de freno conforme a la invención y de la cara
inferior de un forro de freno alternativo conforme a la
invención,
Fig. 14 muestra una vista en sección parcial a
través de un cilindro de freno con un elemento de cierre de la
pinza de freno de la Fig. 1,
Fig. 15 muestra una sección a través del
elemento de cierre de la pinza de freno de la Fig. 14,
Fig. 16 muestra una vista lateral del tramo de
cierre de la Fig. 15.
\vskip1.000000\baselineskip
Se emplean las siguientes referencias:
- 10
- Elemento de cierre
- 11
- Escotadura
- 12
- Pared exterior
- 13
- Ranura
- 14
- Tramo
- 15
- Tramo
- 21
- Elemento de seguridad
- 22
- Junta
- 27
- Embolo de freno
- 29
- Orificio de montaje (para los forros de freno)
- 30
- Carcasa
- 301
- Escotadura
- 302
- Escalón
- 303
- Anilla de atornillamiento
- 340
- Anilla de atornillamiento
- 31
- Dispositivo de apoyo del forro de freno
- 31A
- Bulón
- 311A
- Tramo principal
- 312A
- Tramo de cabeza
- 31B
- Bulón
- 32
- Dispositivo de pretensado
- 33
- Superficie de apoyo de reacción
- 34
- Orificio
- 35
- Ensanchamiento
- 36
- Cilindro de freno
- 37
- Ranura
- 371
- Escalón
- 38
- Orificio para mantenimiento
- 39
- Sentido de giro del disco de freno (en marcha hacia adelante)
- 139
- Escotadura
- 139A, 139B
- Ventana para observación
- 40, 40'
- Forro de freno
- 41
- Escotadura (semi-circular)
- 41'
- Escotadura (achaflanado)
- 141
- Escotadura (asimétrica)
- 42
- Cara superior
- 43
- Cara anterior
- 44
- Brazo
- 45
- Orificio de alojamiento
- 46
- Cara inferior
- 47
- Forro de fricción
- 48
- Forro de fricción
- 49; 49A; 49B
- Saliente
- 50
- Dispositivo de aseguramiento del forro de freno
- 51; 51'
- Bulón de seguridad
- 511; 511'
- Ranura
- 512
- Ranura
- 513
- Tramo de cabeza
- 514
- Tramo principal
- 515
- Tramo de cabeza
- 517'
- Orificio
- 52, 52'
- Estribo
- 521; 521'
- Tramo del brazo
- 522; 522'
- Tramo en arco
- 523; 523'
- Tramo de accionamiento
- 524
- Tramo del brazo
- 525
- Tramo en arco
- 526
- Tramo de accionamiento
- 527'
- Tramo de intervención
- 53
- Leva
- 60
- Pie de horquilla
- 61
- Alojamiento de horquilla
- 62
- Alojamiento del eje
- 63
- Alojamiento
- 64
- Alojamiento
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1 muestra una sección a través de una
pinza de freno conforme a la invención, a lo largo de la línea
I-I de la figura 2.
La pinza de freno conforme a la invención
comprende una carcasa 30 en la que se aloja un forro de freno 40.
La carcasa 30 presenta en su lado que en la figura 1 queda a la
izquierda, una superficie de apoyo de reacción 33 en la que se
apoya el forro de freno 40 por su cara anterior 43. La superficie de
apoyo de reacción 33 y la cara anterior 43 del forro de freno 30
están realizadas de tal modo que se obtenga un asiento del forro de
freno 40 en toda su superficie contra la superficie de apoyo de
reacción 33.
El forro de freno 40 presenta un brazo 44 con un
orificio de alojamiento 45 en el que va colocado un bulón 51 de un
dispositivo de aseguramiento del forro de freno 50, representado de
forma detallada en las Figuras 10 y 11, y que asegura el forro de
freno 40 en la carcasa 30. La superficie de apoyo de reacción 33
tiene una inclinación tal que el forro de freno 40 podría girar
alrededor del orificio de alojamiento 45 hacia abajo, saliéndose de
la carcasa 30. Con el fin de asegurar el forro de freno 40 e impedir
un giro de salida de esta clase se ha previsto en la carcasa 30 en
la parte inferior un dispositivo de apoyo del forro de freno 31 que
soporta el forro de freno 40 por su cara inferior 46. En la cara
inferior 46 está prevista una escotadura 41 en la que encaja el
dispositivo de apoyo del forro de freno 31.
Para poder pretensar el forro de freno 40 en una
posición definida dentro de la carcasa 30 se ha previsto un
dispositivo de pretensado 32 que ataca en la cara superior 42 del
forro de freno 40. El dispositivo de pretensado 32 aprieta al forro
de freno 40 con la escotadura 41 en forma de arco contra el
dispositivo de apoyo del forro de freno 31. Debido a la realización
en forma de arco de la escotadura 41 se comprime el forro de freno
40 con su cara anterior 43 contra la superficie de apoyo de reacción
33.
De acuerdo con una realización alternativa de la
invención, que no está representada, el dispositivo de pretensado
también se podría prever en el lado de la carcasa 30 opuesto a la
superficie de apoyo de reacción 33, pretensando el forro de freno
40 en el sentido de la superficie de apoyo de reacción 33. Debido a
la disposición inclinada de la superficie de apoyo de reacción 33
se aplica una tensión previa al forro de freno 40 contra el
dispositivo de apoyo del forro de freno 31.
De acuerdo con otro dispositivo alternativo se
puede prever también un dispositivo de pretensado que aplica una
tensión previa al forro de freno 40 con una componente de fuerza
contra el dispositivo de apoyo del forro de freno 31 y con otro
componente de fuerza contra la superficie de apoyo de reacción
33.
El bulón 51 está dispuesto en el orificio de
alojamiento 45 del forro de freno 40 con cierta holgura para crear
una compensación de la dilatación térmica del forro de freno 40
dadas las temperaturas en parte considerables que se producen al
frenar. La holgura es especialmente importante para evitar que el
forro de freno se gripe al frenar. La Figura 1 muestra la pinza de
freno conforme a la invención en estado frío, es decir que la
holgura en el orificio de alojamiento 45 se forma principalmente a
la izquierda del bulón 51. Al calentarse el forro de freno 40, el
forro de freno 40 se dilata y puede desviarse hacia la derecha según
la Figura 1. Al hacerlo se desplaza la escotadura 41 sobre el
dispositivo de apoyo del forro de freno 31 de tal modo que debido a
la forma semi-circular de la escotadura 51 el forro
de freno 40 también es empujado ligeramente hacia arriba contra el
dispositivo de pretensado 32. Debido al dispositivo de pretensado 32
el forro de freno 40 es empujado al mismo tiempo hacia la izquierda
contra la superficie de apoyo de reacción 33, debido a la forma
semi-circular de la escotadura 41.
El forro de freno 40 presenta dos forros de
fricción 47, 48 que en forma conocida son comprimidos durante el
proceso de frenado contra un disco de freno alojado en la carcasa
30. La carcasa 30 presenta un orificio de mantenimiento 38 para
poder observar de modo más sencillo el desgaste de los forros de
fricción o para ver la superficie de asiento de los forros de freno
y eventualmente poderlos limpiar.
La pinza de freno representada lleva dos forros
de freno 40 de disposición simétrica, que al frenar actúan por
ambos lados sobre el disco de freno alojado en la carcasa 30. Tal
como está representado en la Figura 2, el dispositivo de apoyo de
los forros de freno 31 presenta dos bulones 31A, 31B opuestos para
apoyar respectivamente un forro de freno 40.
La Figura 3 muestra una sección a través de la
pinza de freno de la Figura 1 a lo largo de la línea
III-III de la Figura 1. En la Figura 3 se puede
reconocer la disposición de los bulones 31A, 31B en la carcasa 30.
Los bulones 31A y 31B están dispuestos simétricamente. La
disposición se explica a título de ejemplo con el bulón 31A. El
bulón 31A presenta un tramo principal 311A y un tramo de cabeza
312A, que tiene un diámetro algo mayor. El bulón 31A está alojado
en un orificio 34 que en la zona del tramo de cabeza 312A presenta
un ensanchamiento 35. El bulón 31A se coloca en el orificio 34 con
ajuste a presión, y para asegurar el bulón 31A se deforma el
material de la carcasa 30 sobre el tramo de cabeza 312A.
Para efectuar el montaje de los forros de freno
40 en la carcasa se introducen los forros de freno 40 en la pinza
de freno desde la derecha en la Figura 1. Debido al dispositivo de
apoyo de los forros de freno 31, el forro de freno 40 es comprimido
hacia arriba contra el dispositivo de pretensado 32. En cuanto el
forro de freno 40 ha alcanzado su posición final, el dispositivo de
pretensado 42 en la escotadura semi-circular 41 del
forro de freno 40 lo empuja contra el dispositivo de apoyo del forro
de freno 31. Se produce un "encajamiento" o
"enclavamiento" del forro de freno 40, perceptible con un
sonido, que de este modo da un claro aviso de confirmación al
usuario. A continuación se fijan los forros de freno 40 mediante el
bulón 51. Para asegurar el bulón 51 se dispone un estribo 52 en las
ranuras 511, 512 previstas en los extremos del bulón 51. El estribo
52 se desliza a continuación sobre la leva 53 formada en la carcasa
30 quedando allí enclavado. De este modo se obtiene un doble seguro
del bulón que se realiza mediante la doble función del estribo
52.
La Figura 4 muestra una vista posterior de la
pinza de freno de la Figura 1. Los forros de freno 40 se han
introducido en la carcasa 30 a través del orificio de montaje 29.
Por encima del orificio de montaje 29 está prevista la leva 53 del
dispositivo de aseguramiento del forro de freno 50. El dispositivo
de aseguramiento del forro de freno 50 comprende el bulón 51 que
está asegurado mediante el estribo 52 y que se describe de forma
detallada en las Figuras 10 y 11.
La Figura 5 muestra una vista lateral de la
pinza de freno de la Figura 1. La pinza de freno comprende dos
parejas de émbolos de freno que tienen una estructura conocida. Los
cilindros de freno presentan un extremo abierto que va cerrado cada
uno con un elemento de cierre 10A ó 10B respectivamente. La
realización del elemento de cierre está descrita de forma detallada
en las Figuras 14 a 16.
La Figura 6 muestra una vista de la pinza de
freno de la Figura 1 desde arriba. Con la flecha 39 se indica el
sentido de giro del disco de freno durante la marcha hacia adelante.
A través del orificio de mantenimiento 38 se puede reconocer
fácilmente el desgaste de los forros de fricción y se pueden ver y
limpiar las superficies de asiento de los revestimientos.
Las Figuras 1A y 2A muestran otra pinza de freno
conforme a la invención que se corresponde en lo esencial con la
pinza de freno mostrada en las Figuras 1 a 6. Por este motivo se
emplean esencialmente las mismas referencias para características
iguales, se remite a la descripción anterior y a continuación sólo
se describen principalmente las diferencias.
Para mayor claridad no se ha representado en la
Figura 1A el resorte 32.
La escotadura 141 tiene forma asimétrica. Esta
configuración ofrece la ventaja de que se puede sustituir con mayor
facilidad el forro.
En el lado izquierdo, el forro 40 presenta un
saliente 49 que encaja en una escotadura 139 de la carcasa. El
saliente 49 ó 49A, 49B no asienta preferentemente en la carcasa 30
sino que presenta al menos una pequeña separación. El saliente 49
sirve como elemento de seguridad para el caso improbable de que
debido a una carga extrema o a una situación de excepción se suelte
el elemento de apoyo 31 (en esta versión, el bulón 31A o el bulón
31B apoyados por un solo lado). En este caso el saliente 49 ó 49A,
49B está adosado a la carcasa 30 en la escotadura 139 evitando con
seguridad que el forro de freno pueda abatirse hacia abajo.
En la ejecución representada, la escotadura 139
está realizada de tipo pasante de tal modo que la carcasa 30
presenta una ventana de inspección 139A y una ventana de inspección
139B, tal como está representado en la Figura 2A. Las ventanas de
inspección cumplen de este modo preferentemente una doble función de
que por una parte pueden apoyar los salientes 49A, 49B de los dos
forros de freno 40, por ejemplo en el caso de que falle al menos
uno de los bulones 31A, 31B que se pueden apoyar en la ventana de
inspección, y que por otra parte se puede vigilar el desgaste de
los forros de fricción 47, 48 a través de las ventanas de
inspección. Tal como se muestra en la Figura 2A, a través de la
ventana de inspección pueden quedar visibles por ejemplo no solo el
saliente sino también el forro de fricción. De modo alternativo o
adicional la ventana de inspección puede presentar una marca que
indique el desgaste máximo admisible de los forros de fricción o el
grueso restante de los forros de fricción 47, 48. Para ello puede
estar prevista por ejemplo una arista a la altura de las chapas de
soporte. En esta ejecución también se puede renunciar al orificio de
mantenimiento 38 ya que las ventanas de inspección pueden cumplir
la función del orificio de mantenimiento 38.
De modo adicional o alternativo al saliente 49 y
a la escotadura 139, y según otras realizaciones no representadas
de la invención, se pueden prever los correspondientes medios de
seguridad. Por ejemplo, el forro de freno se puede enganchar en el
centro, por ejemplo en el muelle o en el orificio de mantenimiento.
Para ello el forro de freno puede presentar unos salientes de
configuración adecuada. De modo alternativo o adicional también
puede estar previsto un bulón por encima o preferentemente fuera de
la zona en la que penetra el disco de freno que no está
representado, donde el forro del freno ataque mediante un saliente
no reproducido. En esta ejecución también se pueden omitir los
bulones 31A y 31B, y el forro de freno se puede tensar contra el
bulón. Este bulón puede servir por ejemplo también para la
suspensión o fijación del resorte.
Las Figuras 7 a 9 muestran la pinza de freno de
la Figura 1 en combinación con un pie de horquilla. La Figura 7
muestra la combinación desde abajo, la Figura 8 desde un lado y la
Figura 9 desde delante. El pie de horquilla 60 comprende un
alojamiento de horquilla 61 y un alojamiento de eje 62, que están
realizados de forma conocida. La pinza de freno está unida al pie
de horquilla 60 por medio de dos uniones de bulones y/o tornillos
que atacan en la cara anterior y posterior de la carcasa. La
carcasa 30 presenta en la cara anterior una anilla para atornillar
304 y en la cara posterior la correspondiente anilla para atornillar
303. El pie de horquilla presenta los correspondientes alojamientos
63 y 64 en los que están previstos bulones o roscas que no están
representados que atacan de forma conocida en las anillas de
atornillar 303 ó 304 respectivamente. Las anillas de atornillar 303
y 304 están previstas en extremos opuestos de la pinza de freno 30,
vistas en la dirección periférica del disco de freno. Dado que las
anillas de atornillar 303 y 304 encierran los cilindros de freno
previstos en la carcasa de la pinza de freno se obtiene una rigidez
de unión óptima.
El diseño del pie de horquilla 60 es tal que la
pinza de freno se puede posicionar con un ángulo \alpha =
aproximadamente 0 hasta aproximadamente 45º, preferentemente
\alpha = aproximadamente 10 hasta aproximadamente 30º y muy
preferentemente \alpha = aproximadamente 15º hacia arriba. El
diseño dirigido hacia arriba es necesario para no producir por la
cara inferior de la horquilla ningún contorno molesto que esté a
mayor profundidad que el pie de la horquilla. Esto es especialmente
importante en motocicletas para Moto Cross, en las que el freno
podría tener en caso contrario contacto con obstáculos en el
suelo.
La Figura 10 muestra una vista detallada del
estribo 52 y del bulón 51 del dispositivo de aseguramiento del
forro de freno 50 de la pinza de freno de la Figura 1 desde una
dirección correspondiente a la Figura 4. El bulón 51 comprende un
tramo principal 514 y dos tramos de cabeza 515 y 513 respectivamente
que están separados del tramo principal 514 respectivamente por
sendas ranuras 511 y 512. El estribo 52 comprende en sus lados
sendos tramos de brazo 521 ó 524 que están realizados de forma
semejante a un pasador elástico. Los tramos de brazo 521 ó 524
comprenden cada uno un tramo curvo 522 ó 525 que pasa a un tramo de
accionamiento 523 ó 526 respectivamente.
Para asegurar los forros de freno en la carcasa
se introduce el bulón 51 en la carcasa 30 a través de los orificios
de alojamiento 45 de los forros de freno 40 y se asegura mediante el
estribo 52 (véanse las Figuras 1 y 4). Para ello se encajan los
tramos de brazo 521 ó 524 en las ranuras 511, 512 y se gira el
estribo 52 sobre la leva 53.
La Figura 12 muestra una realización alternativa
del dispositivo de aseguramiento del forro de freno 50. El estribo
52' está realizado en su lado que en la Figura 12 queda a la
izquierda conforme a las Figuras 10 y 11, a cuya descripción se
remite. Por su lado que en la Figura 11 está a la derecha, el
estribo 52 presenta un tramo de inserción 527 que se engancha en un
orificio 517 del bulón 51'. Para el montaje del estribo de
seguridad 52' se engancha el estribo 52' con el tramo de inserción
527 en el orificio 517 y se dispone sobre la leva 53. A
continuación se encaja el tramo de brazo 521' en la ranura 511'.
La Figura 13 muestra una alternativa de un forro
de freno 40' conforme a la invención. El forro de freno 40' está
realizado en lo esencial como el forro de freno 40 representado en
la Figura 1, a cuya descripción se remite. A continuación se
describen únicamente las diferencias.
El forro de freno 40' presenta una escotadura
41' de forma diferente. La escotadura 41' presenta una inclinación
con una pendiente tal que el forro de freno 40' queda pretensado en
dirección hacia la superficie de apoyo de reacción 33 debido al
dispositivo de pretensado. El ángulo de inclinación de la escotadura
41' no se debería elegir con demasiada pendiente con el fin de
evitar que se gripe el forro. Tampoco se debería elegir con
demasiado poca pendiente para evitar una fuerza de
re-rozamiento excesivamente alta, de modo que no se
produzca ninguna tensión inicial. Queda a la competencia del
especialista determinar la inclinación adecuada. La escotadura 41'
puede transcurrir con línea curva o rectilínea. Actualmente se
supone que el ángulo más adecuado se encuentra en un campo de 30 a
45º. Mediante ensayos se podrá determinar si también son adecuados
unos ángulos mayores o menores.
Las Figuras 14 a 16 muestran la disposición del
elemento de cierre para los extremos abiertos de los cilindros de
freno.
La Figura 14 muestra una sección parcial a
través de una carcasa de una pinza de freno conforme a la invención,
a través de un cilindro de freno. La carcasa 30 presenta dos
cilindros de freno 36 en cada uno de los cuales está dispuesto un
émbolo de freno 27 (estando representado en cada caso solamente uno
de ellos). Los émbolos de freno 27 están dispuestos en lados
opuestos del disco de freno y se cargan durante el frenado con
presión en la forma conocida con el fin de comprimir los forros de
freno contra el disco de freno. En las paredes del cilindro están
previstas unas ranuras en las que se alojan juntas de sección
cuadrada que sellan el cilindro de freno 36 y provocan el retroceso
de los émbolos de freno después de la frenada, en la forma
conocida.
La carcasa de la pinza de freno es
preferentemente una pieza forjada. Los cilindros de freno 35 y 36 se
realizan mediante un mecanizado con arranque de viruta. A
continuación del mecanizado con arranque de viruta un cilindro
permanece abierto hacia el exterior. Después de introducir los
émbolos de freno se cierra el cilindro de freno por medio del
elemento de cierre 10, 10A, 10B. El elemento de cierre 10 lleva una
ranura 13 en la que está dispuesto un elemento de retención 21. La
carcasa 30 presenta una escotadura 301 en la que encaja en parte el
elemento de retención 21. El elemento de retención 21 asegura el
elemento de cierre 10 en la carcasa 30, especialmente al frenar
cuando en el cilindro 35 aumenta la presión debido al líquido de
frenos, que empuja al elemento de cierre 10 hacia abajo según la
Figura 14. Dentro de la carcasa 30 está formado también un escalón
302 en el que se apoya el elemento de cierre 10 a través de una
junta 22. La junta 22 sella hacia el exterior la cámara de presión
del cilindro de freno 36.
La Figura 15 muestra una vista en sección del
elemento de cierre 18, conforme a la Figura 14. El elemento de
cierre 10 presenta una escotadura 11 en su cara exterior. La
escotadura sirve para reducir el peso y alternativamente puede
realizarse también de otra forma o se puede omitir. En comparación
con otros elementos de cierre conocidos ofrece la ventaja de que
tiene ópticamente un aspecto más atractivo y no presenta ningún
riesgo de lesiones al no requerir tramos de aplicación para
herramientas de montaje. El elemento de cierre 10 presenta una
ranura 13 para alojar el elemento de retención 21, la cual está
formada entre una pared exterior 12 y un tramo 14. El diámetro
exterior de la pared exterior 12 se corresponde con el diámetro
interior del orificio en la carcasa 30 en el que va colocado el
elemento de cierre 10. Por lo tanto no es posible retirar desde el
exterior el elemento de cierre 10 porque el elemento de retención
21 no queda accesible desde el exterior. El tramo 14 corresponde al
diámetro exterior esencialmente al diámetro exterior de la pared
exterior 12. El diámetro exterior del tramo 15 es ligeramente menor
que el diámetro exterior del tramo 14.
El diámetro exterior del tramo 15 se corresponde
esencialmente con el diámetro interior del orificio en la carcasa
30, en el que asienta el elemento de cierre 10 después del montaje.
Por ese motivo no es posible accionar desde el interior el elemento
de retención 21 una vez efectuado el montaje del elemento de cierre
10. Por lo tanto, una vez efectuado el montaje ya no se puede sacar
el elemento de cierre 10 de la pinza de freno. Dado que los émbolos
25 y 26 están diseñados para una vida útil considerablemente mayor
que la vida útil del vehículo no hay tampoco ninguna necesidad de
volver a quitar el elemento de cierre 10 una vez efectuado el
montaje. El elemento de cierre 10 presenta además una escotadura 16
para el alojamiento del elemento de junta 22.
La Figura 16 muestra una vista lateral del
elemento de cierre 10 de la Figura 14. La descripción de la Figura
16 se corresponde en lo esencial con la de la Figura 15 y no se
repite aquí otra vez.
Para efectuar el montaje del elemento de cierre
10 se introduce el elemento de cierre 10 junto con el anillo
elástico 21 por medio de un dispositivo de embudo en un casquillo
cuyo diámetro interior se corresponda con el diámetro interior del
orificio de montaje para los émbolos de freno. El casquillo se
coloca sobre la carcasa 30 y el elemento de cierre 10 junto con el
elemento de retención 21 se empuja al interior del orificio de
montaje para los émbolos de freno hasta que el elemento de cierre 10
haga tope contra la junta 22. Al mismo tiempo el elemento de
retención 21 llega a la zona de la escotadura 301. El elemento de
retención 21 es un anillo elástico que está pretensado y que salta
al interior de la escotadura 301. La mitad del elemento de
retención 21 queda dispuesta en la escotadura 301 y la otra mitad en
la ranura 13 del elemento de cierre de seguridad 10. Mediante el
elemento de retención 21 queda asegurado el elemento de cierre 10 en
el orificio de montaje 50.
Claims (32)
1. Pinza de freno para un freno de disco, en
particular para motocicletas y/o bicicletas, con por lo menos dos
forros de freno (40), una carcasa (30) para alojamiento de los
forros de freno (40) que durante la frenada atacan en un disco de
freno, presentando la carcasa una superficie de apoyo de reacción
(33) para apoyo de los forros de freno durante la frenada en
sentido de marcha hacia adelante y un orificio de montaje (29)
opuesto a la superficie de apoyo de reacción (33), a través del
cual se pueden insertar los forros de freno (40) en la carcasa
(30),
un dispositivo de retención de los forros de
freno (50) para retener los forros de freno en la carcasa (30) en
el lado opuesto a la superficie de apoyo de reacción (33),
un dispositivo de apoyo del forros de freno
(31) para apoyar los forros de freno (40) entre la superficie de
apoyo de reacción (33) y el dispositivo de retención del forro de
freno (50), y
un dispositivo de pretensado (32) que está
realizado de tal modo que ejerce sobre los forros de freno (40)
colocados en la carcasa (30) una tensión inicial, forzándolos a una
posición definida,
caracterizada porque los forros de freno
(40) presentan una escotadura (41; 41') para el apoyo en el
dispositivo de apoyo del forro de freno (31).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Pinza de freno según la reivindicación 1,
caracterizada porque el dispositivo de pretensado (32) está
realizado de tal modo que ejerce sobre los forros de freno (40)
insertados en la pinza de freno una tensión inicial contra la
superficie de apoyo de reacción (33) y/o contra el dispositivo de
apoyo del forro de freno (31).
3. Pinza de freno según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
dispositivo de pretensado (32) está realizado de tal modo que
ejerce sobre los forros de freno (40) insertados en la pinza de
freno una fuerza orientada esencialmente en sentido hacia el
dispositivo de apoyo del forro de freno (31).
4. Pinza de freno según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
dispositivo de pretensado (32) presenta por lo menos un dispositivo
de resorte que ataca en la cara superior (42) de los forros de freno
(40) insertados en la carcasa (30).
5. Pinza de freno según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
dispositivo de pretensado (32) comprende un resorte de lámina que
ataca en la cara superior (42) de los forros de freno (40)
insertados en la carcasa (30).
6. Pinza de freno según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
dispositivo de pretensado (32) comprende varios resortes de lámina
que atacan cada uno en un forro de freno (40) insertado en la
carcasa
(30).
(30).
7. Pinza de freno según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
dispositivo de pretensado (32) está dispuesto en dirección
periférica de un disco de freno alojado en la carcasa,
aproximadamente en el centro entre la superficie de apoyo de
reacción (33) y el dispositivo de retención del forro de freno
(50).
8. Pinza de freno según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
dispositivo de apoyo del forro de freno (31) está realizado de tal
modo que un forro de freno (40) insertado en la carcasa queda
pretensado en dirección hacia la superficie de apoyo de reacción
(33) por la fuerza ejercida sobre el forro de freno (40) por el
dispositivo de pretensado (32).
9. Pinza de freno según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque el dispositivo de pretensado está
realizado de tal modo que ejerce sobre un forro de freno insertado
en la pinza de freno una fuerza orientada esencialmente en
dirección hacia la superficie de apoyo de reacción.
10. Pinza de freno según la reivindicación 9,
caracterizada porque el dispositivo de pretensado comprende
por lo menos un dispositivo elástico que atacan el forro de freno en
el lado de un forro de freno insertado en la pinza de freno,
opuesto a la superficie de apoyo de reacción.
11. Pinza de freno según la reivindicación 9 ó
10, caracterizada porque la superficie de apoyo de reacción
tiene una inclinación tal que un forro de freno pretensado contra la
superficie de apoyo de reacción queda pretensado contra el
dispositivo de apoyo del forro de freno.
12. Pinza de freno según la reivindicación 1 ó
2, caracterizada porque el dispositivo de pretensado está
realizado de tal modo que ejerce sobre un forro de freno insertado
en la pinza de freno una fuerza que presenta un primer componente
de fuerza orientado esencialmente en la dirección del dispositivo de
apoyo del forro de freno y una segunda componente de fuerza
orientada esencialmente en la dirección de la superficie de apoyo de
reacción.
13. Pinza de freno según la reivindicación 12,
caracterizada porque el primer componente de fuerza supone
aproximadamente del 0,1 hasta aproximadamente el décuplo,
preferentemente aproximadamente el 0,5 hasta aproximadamente el
quíntuplo y preferentemente aproximadamente el doble del segundo
componente de fuerza.
14. Pinza de freno según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
dispositivo de pretensado está realizado de tal modo que se
desactiva al accionar el freno.
15. Pinza de freno según la reivindicación 14,
caracterizada porque la pinza de freno comprende un
accionamiento hidráulico del freno, y porque el dispositivo de
pretensado está realizado de tal modo que se desactive por la
presión hidráulica que se forma al accionar el freno.
16. Pinza de freno según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
dispositivo de apoyo del forro de freno (31) comprende varios
bulones (31 A, 31B), que apoyan cada uno un forro de freno (40)
insertado en la carcasa (30).
17. Pinza de freno según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
dispositivo de apoyo del forro de freno comprende varios salientes
que soportan cada uno un forro de freno insertado en al carcasa.
18. Pinza de freno según la reivindicación 17,
caracterizada porque los salientes están realizados de una
misma pieza junto con la carcasa.
19. Pinza de freno según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
dispositivo de apoyo del forro de freno (31) está situado en la
dirección periférica de un disco de freno alojado en la carcasa,
aproximadamente en el centro entre la superficie de apoyo de
reacción (33) y el dispositivo de retención del forro de freno
(50).
20. Pinza de freno según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
dispositivo de apoyo del forro de freno (31) y el dispositivo de
pretensado (32) están dispuestos aproximadamente a la misma altura
en la dirección periférica de un disco de freno alojado en la
carcasa.
21. Pinza de freno según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la carcasa
(30) es una pieza forjada realizada preferentemente de una sola
pieza.
22. Pinza de freno según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la carcasa
es una pieza fresada y/o fundida que está realizada de una sola
pieza, de dos piezas o de varias piezas.
23. Pinza de freno según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la carcasa
(30) presenta una escotadura (139) en la que encaja un saliente
(49, 49A, 49B) de un forro de freno (40) insertado en la carcasa
(30).
24. Pinza de freno según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la carcasa
(30) presenta por lo menos una ventana de inspección (139A, 139B)
en la que penetra un saliente (49, 49A, 49B) de un forro de freno
(40) insertado en la carcasa (30), estando la por lo menos una
ventana de inspección realizada preferentemente de tal modo que se
pueda observar el desgaste de los forros de fricción (47, 48) de un
forro de freno (40) insertado en la carcasa (30).
25. Pinza de freno según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las
escotaduras (41) en los forros de freno (40) están realizadas de
tal modo que los forros de freno (40) insertados en la carcasa (30)
quedan pretensados en la dirección de la superficie de apoyo de
reacción (33) mediante las fuerzas ejercidas sobre los forros de
freno (40) por el por lo menos un dispositivo de pretensado
(32).
26. Pinza de freno según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las
escotaduras (41) de los forros de freno (40) están realizadas con
forma semi-circular.
27. Pinza de freno según una de las
reivindicaciones 1 a 25, caracterizada porque las escotaduras
(41') en los forros de freno (40') presentan unos chaflanes que
están realizados de tal modo que los forros de freno (40')
insertados en la carcasa (30) quedan pretensados en la dirección de
la superficie de apoyo de reacción (33) por las fuerzas ejercidas
sobre los forros de freno (40') por el por lo menos un dispositivo
de pretensado (32).
28. Pinza de freno según la reivindicación 27,
caracterizada porque los chaflanes están realizados con forma
rectilínea y presentan un ángulo de aproximadamente 15 a
aproximadamente 45º, preferentemente de aproximadamente 30º
respecto a la dirección periférica del disco de freno.
29. Pinza de freno según la reivindicación 27,
caracterizada porque los chaflanes están realizados con línea
curva y presentan una inclinación dentro de un campo angular entre
aproximadamente 15 hasta aproximadamente 45º, preferentemente de
aproximadamente 30º respecto a la dirección periférica del disco de
freno.
30. Pinza de freno según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los forros
de freno presentan un saliente para encajar en la escotadura (139)
en la carcasa de la pinza de freno.
31. Pinza de freno según la reivindicación 30,
caracterizada porque los salientes (49) están dispuestos en
un lado de los forros de freno (40).
32. Pinza de freno según la reivindicación 30,
caracterizada porque los salientes (49) están dispuestos
esencialmente centrados, preferentemente en la zona superior de los
forros de freno.
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