ES2344816T3 - Forro de freno con muelle de sujecion del forro. - Google Patents

Forro de freno con muelle de sujecion del forro. Download PDF

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Abstract

Forro de freno para un freno de disco de vehículos de carretera con una placa (10) de soporte del forro y un muelle arqueado (20) de sujeción del forro que presenta dos extremos, así como está unido de manera separable en la zona de sus dos extremos con la placa de soporte del forro y su fuerza elástica actúa en dirección del plano de la placa de soporte del forro, - presentando el muelle (10) de sujeción del forro una sección central arqueada (21) que está doblada en un primer radio y cuyo lado cóncavo señala hacia la placa de soporte del forro y - presentando en el primer extremo una primera sección extrema arqueada (22) que está doblada en un segundo radio y cuyo lado cóncavo señala hacia la placa de soporte del forro, - siendo el segundo radio menor que el primer radio, caracterizado porque la placa de soporte del forro presenta una entalladura (12, 13) en la zona del primer y/o del segundo extremo del muelle de sujeción del forro y el muelle de sujeción del forro está encajado con su primer o su segundo extremo (26, 27) en la entalladura correspondiente (12, 13) de la placa (10) de sujeción del soporte del forro en la zona del primer y/o del segundo extremo, siendo la entalladura (12, 13) en la placa (10) de soporte del forro una hendidura, cuya dirección de extensión hacia el fondo de la placa de soporte del forro está acodada respecto a la dirección de la fuerza elástica de la sección central arqueada (21).

Description

Forro de freno con muelle de sujeción del forro.
La invención se refiere a un forro de freno para un freno de disco de vehículos de carretera con una placa de soporte del forro y un muelle arqueado de sujeción del forro que presenta dos extremos, así como está unido de manera separable en la zona de sus dos extremos con la placa de soporte del forro y su fuerza elástica actúa en dirección del plano de la placa de soporte del forro.
Los forros de freno del tipo mencionado antes están construidos típicamente de modo que sobre la placa de soporte del forro está fijado por toda la superficie un material de forro que presenta propiedades de fricción ventajosas para el efecto de frenado en relación con el disco de freno, usualmente metálico, del freno de disco.
Estos forros de freno están montados en un alojamiento de forro de una pinza fija de freno y las fuerzas, que actúan sobre los forros de freno debido a la fuerza de frenado, se transmiten a la pinza de freno mediante los cantos laterales externos de la placa de soporte del forro.
En el canto externo de la placa de soporte del forro, que parte del disco de freno, el forro de freno se sujeta típicamente mediante pasadores, pernos o similares en el alojamiento del forro de freno, no actuando estos pasadores, pernos o similares directamente sobre el forro de freno, sino que un muelle de sujeción del forro está acoplado de forma mecánica entre los pasadores, los pernos o similares y la placa de soporte del forro. De este modo se obtiene una fijación elástica del forro de freno dentro del alojamiento del forro de freno que puede impedir en especial vibraciones del freno y chirridos del freno e impedir a la vez un bloqueo del forro de freno dentro del alojamiento del forro de freno.
Tanto en el montaje inicial de un disco de freno como en los procesos posteriores de cambio de los forros de freno es necesario, por lo general, separar el muelle de sujeción del forro de la placa de soporte del forro. Por tanto, la fijación entre el muelle de sujeción del forro y la placa de soporte del forro está configurada de manera separable.
La fijación separable entre el muelle de sujeción del forro y la placa de soporte del forro ha de mantener de manera fiable la unión deseada respecto a todas las cargas de funcionamiento que se originan y ser capaz también de transmitir las fuerzas de funcionamiento. Se desea asimismo que la fijación entre la placa de soporte del forro y el muelle de sujeción del forro se realice y se separe de nuevo fácilmente para poder llevar a cabo con facilidad tanto el montaje inicial como el cambio de un forro de freno.
Del documento DE102006007017A1 se conoce un elemento de sujeción del forro de freno y un forro de freno para un freno de disco, en el que la placa de soporte del forro se fija mediante dos muelles de fijación en el alojamiento del forro de freno. Los dos muelles de fijación presentan en cada caso una sección central arqueada y dos secciones extremas que están curvadas con un radio más estrecho que la sección central arqueada y dirigidas una hacia otra. Las dos secciones extremas arqueadas rodean respectivamente un resalto con una muesca, que está configurado en la placa de soporte del forro, y provocan así una fijación segura del muelle de fijación en la placa de soporte del forro de freno. De este modo se puede obtener una fijación separable de ambos muelles de fijación en la placa de soporte del forro, pero el montaje resulta trabajoso y en especial el desmontaje es posible sólo con un esfuerzo considerable y mediante el uso de una herramienta configurada convenientemente. Otra desventaja de una disposición de este tipo es que la placa de soporte del forro presenta una configuración, proporcionalmente trabajosa, de su canto externo con cuatro muescas en total y, por tanto, es muy exigente desde el punto de vista de la técnica de fabricación y, por consiguiente, costosa.
Del documento DE202007011363U1 se conoce asimismo un forro de freno para un freno de disco. En el caso de este forro de freno, un muelle de sujeción del forro se fija en la placa de soporte del forro al encajarse dos resaltos separados con muescas a través de dos orificios alargados, configurados en las zonas extremas del muelle de sujeción del forro, y al asegurarse estos a continuación en el lado externo del muelle de sujeción del forro con anillos de seguridad. Esto provoca una fijación segura del muelle de sujeción del forro en la placa de soporte del forro, pero resulta trabajosa desde el punto de vista constructivo y de la técnica de fabricación y, por último, se puede manipular sólo con mucho esfuerzo tanto durante el montaje como el desmontaje.
Del documento WO2007/134785A1 se conoce un soporte de forro y una placa de presión para un freno de disco, en el que la fijación del muelle de sujeción del forro en la placa de soporte del forro se obtiene al introducirse un resalto, fijado en la placa de soporte del forro, a través de un orificio en la placa de soporte del forro. El extremo del resalto tiene un engrosamiento que se puede introducir a través del orificio al doblarse la placa de soporte del forro e impide una separación del muelle de sujeción del forro de la placa de soporte del forro después de retroceder el muelle de soporte del forro. Una configuración de este tipo resulta trabajosa desde el punto de vista de la técnica de fabricación, ya que por lo general es necesario mecanizar con arranque de virutas la placa de soporte del forro para configurar convenientemente el resalto y, por tanto, no permite un troquelado de la placa de soporte del forro, ventajoso desde el punto de vista de la técnica de fabricación, a partir de una placa maciza sin el mecanizado a continuación con arranque de virutas.
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Del documento EP0534987B1 se conoce un forro de freno, en el que el muelle de sujeción del forro se fija nuevamente mediante resaltos que están configurados en la placa de soporte del forro y pasan a través de orificios en el muelle de sujeción del forro. La fuerza de fijación se obtiene aquí al sujetarse los cantos externos de los orificios en los resaltos de la placa de soporte del forro. Este tipo de configuración requiere también un troquelado de la placa de soporte del forro preciso y, por tanto, con una técnica de fabricación y una construcción, trabajosa desde el punto de vista de la técnica de fabricación, de los orificios en el muelle de sujeción del forro. Además, con esta configuración resulta trabajoso también montar y desmontar el muelle de sujeción del forro de la placa de soporte del forro y a menudo no se puede llevar a cabo sin una herramienta especial. Debido a las fuerzas elásticas, que se originan aquí, existe también el peligro de que el muelle de sujeción del forro salte de forma descontrolada y lesione al montador durante el proceso de montaje o desmontaje.
El documento WO2008/090128A1, publicado entretanto el 31/08/2008, da a conocer un forro de freno, en el que el muelle de sujeción del forro está configurado a partir de un alambre con una sección transversal redonda e insertado en dos taladros situados en el lado frontal del soporte del forro.
El documento EP1452765A2 da a conocer un forro de freno, en el que el muelle de sujeción del forro está fijado en dos barras que se extienden en vertical a la placa de soporte del forro. El documento EP1519070A1 muestra una configuración similar.
De los documentos US3970172 y EP1600653A1 se conocen configuraciones de forros de freno, en las que el muelle de sujeción del forro está fijado al ser encerrado mediante dos escalones, moldeados en la placa de soporte del forro, en esta placa de soporte del forro.
Por tanto, el objetivo es crear un forro de freno, en el que el muelle de sujeción del forro esté fijado en la placa de soporte del forro de un modo fácil desde el punto de vista de la técnica de fabricación y montaje.
Este objetivo se consigue según la invención mediante un forro de freno según la reivindicación 1.
La placa de soporte del forro presenta una entalladura en la zona del primer y/o del segundo extremo del muelle de sujeción del forro y el muelle de sujeción del forro está encajado con su primer o su segundo extremo en la entalladura correspondiente de la placa de soporte del forro en la zona del primer y/o del segundo extremo. Con esta configuración se obtiene una fijación especialmente simple del muelle de sujeción del forro en la placa de soporte del forro al ser posible encajar fácilmente uno o ambos extremos del muelle de sujeción del forro en una entalladura moldeada convenientemente en la placa de soporte del forro. De esta forma, el muelle de sujeción del forro se puede asegurar entre los dos extremos y, por tanto, el bloqueo de éste, provocado por la fuerza elástica del muelle de sujeción del forro, puede servir como fuerza de fijación. En este caso resulta especialmente ventajoso que el muelle de sujeción del forro en el estado sin tensión presenta una distancia entre los dos extremos mayor que la distancia configurada en la placa de soporte del forro entre las dos entalladuras para lograr así que el muelle de sujeción del forro en el estado encajado por ambos lados se encuentre bajo una tensión elástica que garantiza la fijación.
En este caso está previsto que la entalladura en la placa de soporte del forro sea una hendidura, cuya dirección de extensión hacia el fondo de la placa del forro de freno está acodada respecto a la dirección de la fuerza elástica de la sección central arqueada. De este modo se obtiene una fijación segura del muelle de sujeción del forro en la placa de soporte del forro.
El forro de freno, según la invención, tiene la ventaja de que la configuración de la sección central arqueada en un radio mayor respecto a la sección extrema arqueada, situada a continuación de uno o ambos extremos, cuyo arco está doblado en la misma dirección que la sección central, provoca una distribución ventajosa de la fuerza elástica y esto facilita considerablemente el montaje. El muelle de sujeción del forro presenta una sección central con una constante de elasticidad pequeña y una o dos secciones extremas con una constante de elasticidad grande, lo que facilita considerablemente la manipulación del muelle de sujeción del forro durante el montaje o el desmontaje. Se prefiere en especial que el segundo radio sea aproximadamente una décima del primer radio.
El muelle de sujeción del forro está configurado con especial preferencia de manera que mediante el radio de la sección central arqueada, el radio de curvatura de las secciones extremas y los radios de las zonas de transición entre estas secciones extremas y la sección central se obtiene un funcionamiento del muelle de sujeción del forro de manera que en caso del recorrido elástico máximo de la sección central en dirección de la placa de soporte del forro, el muelle de sujeción del forro no se bloquea en las zonas de transición.
Según una primera configuración preferida, el muelle de sujeción del forro presenta en el segundo extremo una segunda sección extrema arqueada que está doblada en un tercer radio y cuyo lado cóncavo señala hacia la placa de soporte del forro, siendo el tercer radio menor que el primer radio, preferentemente igual que el segundo radio. En esta configuración están previstas en ambos extremos del muelle de sujeción del forro secciones extremas arqueadas, cuya constante de elasticidad es mayor que la constante de elasticidad de la sección central arqueada debido al radio pequeño y de este modo se obtiene un efecto simétrico de la fuerza elástica durante el montaje y el desmontaje, que puede ser controlado muy bien por un montador, lo que posibilita un montaje y desmontaje fáciles del muelle de sujeción del forro en la placa de soporte del forro, sin necesidad de una herramienta.
Según otra forma preferida de realización, el muelle de sujeción del forro está acodado en la zona de transición entre la sección central arqueada y la primera y/o la segunda sección extrema. Mediante esta zona de transición acodada es posible configurar la dirección de actuación de la fuerza elástica de la sección extrema respecto a la dirección de actuación de la fuerza elástica de la sección central de modo que las dos fuerzas elásticas interactúan ventajosamente y, por tanto, un usuario tiene que superar en especial tanto durante el montaje como el desmontaje sólo aquellas fuerzas que puede superar con la fuerza de su mano, sin usar herramientas determinadas, en especial sin herramientas. El acodado puede estar configurado especialmente de forma simétrica en ambas secciones extremas y se puede realizar especialmente en una dirección de manera que éste discurra en sentido opuesto a la curvatura de la sección central.
En este caso se prefiere también en especial que en la forma de realización precedente, la dirección de extensión hacia el fondo de la placa del forro de freno de las dos hendiduras esté inclinada entre sí, en especial de manera que las direcciones de extensión estén situadas de forma simétrica respecto al eje central de la placa de soporte del forro y señalen hacia el exterior. Mediante esta inclinación, en especial la inclinación simétrica respecto al eje central de la placa de soporte del forro con direcciones orientadas hacia el exterior, el muelle de sujeción del forro se puede insertar bajo pretensión en las hendiduras y a continuación permanecer montado aquí de forma segura bajo pretensión. La inclinación de las hendiduras hacia el exterior equivale aquí a la tensión elástica dirigida hacia el exterior, si la distancia entre las dos hendiduras es menor que la distancia entre los dos extremos del muelle de sujeción del forro en el estado sin tensión, y garantiza así que el muelle de sujeción del forro permanezca bloqueado de forma estable en las dos hendiduras. De un modo convenientemente a la inversa, el técnico reconoce que también puede ser ventajoso que las hendiduras discurran inclinadas hacia el interior, en especial si la distancia entre las dos hendiduras en la placa de sujeción del soporte del forro es mayor que la distancia entre los dos extremos del muelle de sujeción del forro en el estado sin tensión.
Asimismo, se prefiere que la primera y/o la segunda sección extrema arqueada estén dobladas en un radio constante en más de 180º. Mediante esta configuración se obtiene una estabilidad considerable respecto a las propiedades de elasticidad del muelle de sujeción del forro en la zona de las dos secciones extremas y además un efecto elástico definido mediante la sección central.
Se prefiere además que en la zona de la primera y/o la segunda sección extrema exista una entalladura en el muelle de sujeción del forro, en la que engrana por arrastre de forma un resalto configurado en la placa de soporte del forro de tal modo que se impide un desplazamiento del muelle de sujeción del forro en la dirección perpendicular al plano de la placa de soporte del freno. Un requisito específico respecto a la fijación del muelle de sujeción del forro en la placa de soporte del forro es que se ha de impedir de manera fiable un deslizamiento lateral del muelle de sujeción del forro en relación con la placa de soporte del forro o incluso un deslizamiento lateral completo. Esto es especialmente necesario, porque las fuerzas, que actúan sobre el forro de freno al aplicarse la fuerza de frenado, actúan en esta dirección de desplazamiento o deslizamiento y, por consiguiente, mueven relativamente el forro de freno. Este movimiento relativo puede provocar una fuerza de fricción entre el muelle de sujeción del forro, la placa de soporte del forro o el muelle de sujeción del forro y el pasador o el perno o similar, que actúa sobre el muelle de sujeción del forro, que puede originar un deslizamiento. Esto se impide mediante la variante mencionada arriba al crearse un cierre por arrastre de forma entre un resalto de la placa de soporte del forro y una entalladura en el muelle de sujeción del forro. Aquí se ha de tener en cuenta que este tipo de cierre por arrastre de forma se podría obtener también de otro modo, por ejemplo, el extremo del muelle de sujeción del forro podría presentar una entalladura, de manera que este extremo rodeara parcialmente por el lateral la placa de soporte del forro o de otro modo.
Por último, el forro de freno según la invención se puede perfeccionar al presentar el muelle de sujeción del forro, a partir de su primer y su segundo extremo respectivamente, un extremo de encaje, una zona extrema situada a continuación y la sección extrema arqueada situada a continuación, estando doblada la primera y la segunda sección extrema arqueada de manera que las primeras y las segundas secciones extremas, dispuestas entre el extremo y la sección extrema, quedan dirigidas una hacia otra en cada caso y los extremos de encaje están acodados en cada caso respecto a la zona extrema en contra de la dirección de curvatura de la sección extrema arqueada. Mediante esta configuración se obtiene una construcción especialmente ventajosa, posible de montar y desmontar con la mano, que presenta a la vez una alta seguridad de funcionamiento.
Una forma preferida de realización de la invención se explica por medio de las figuras adjuntas. Muestran:
Fig. 1 una vista en planta desde arriba de una placa de soporte del forro, según la invención, con muelle de sujeción del forro fijado aquí y
Fig. 2 una vista lateral del muelle de sujeción del forro en el estado montado en el canto lateral de la placa de soporte del forro.
La figura 1 muestra una placa 10 de soporte del forro que está pegada en toda la superficie con un forro 40 de fricción hasta una zona marginal libre 11.
En la zona de la zona marginal libre 11 está fijado un muelle 20 de sujeción del forro. El muelle 20 de sujeción del forro comprende una sección central arqueada 21, doblada en un radio de aproximadamente 300 mm, y dos secciones extremas 22, 23 situadas a continuación de esta sección central arqueada 21 hacia los extremos respectivos.
Las secciones extremas 22, 23 están unidas con la sección central 21 mediante una respectiva zona acodada 22a, 23a, así como dobladas en 215º aproximadamente a partir de esta zona acodada 22a, 23a en un radio continuo que es de aproximadamente 5 mm.
A continuación de esta sección extrema arqueada 23 se sitúa una zona extrema recta 24, 25 en cada caso. Las zonas extremas rectas 24, 25 del muelle 20 de sujeción del forro están alineadas aproximadamente entre sí.
El radio de curvatura de las secciones extremas 22, 23 tiene el mismo sentido que el radio de curvatura de la sección central arqueada 21, pero el radio de curvatura de las secciones extremas 22, 23 es menor al menos en un orden de magnitud, preferentemente dos órdenes de magnitud, que el de la sección central arqueada 21.
A partir de las zonas extremas rectas 24, 25 se sitúa respectivamente un acodado 24a, 25a que discurre en sentido opuesto a la curvatura de las secciones extremas 22, 23 y al que se une a su vez un extremo pequeño 26, 27 de encaje.
El extremo 26, 27 de encaje está encajado respectivamente en una pequeña hendidura 12, 13 que se extiende desde el canto externo de la zona marginal 11, sin forro, en dirección del forro 40 de fricción.
La longitud de las hendiduras 12, 13 es sólo insignificantemente mayor que la longitud de los extremos 26, 27 de encaje del muelle 20 de sujeción del forro. Las hendiduras 26, 27 están dirigidas desde el inicio de la hendidura en el canto externo de la zona marginal 11, sin forro, hacia los lados externos 14, 15 de la placa de soporte del forro y son simétricas entre sí alrededor del eje central 30 de simetría de la placa de soporte del forro.
La distancia entre las dos hendiduras 12, 13 es menor que la distancia entre los dos extremos 26, 27 de encaje del muelle de sujeción del forro en el estado sin tensión, de modo que el muelle de sujeción del forro está asegurado en la forma encajada en las hendiduras 12, 13, que aparece representada, y transmite una fuerza, dirigida hacia el exterior, a las hendiduras.
Como se puede observar también en la figura 1, las secciones extremas 22, 23 se cruzan en una zona parcial con los resaltos 16, 17 configurados en el canto externo 11, sin forro, de la placa 10 de soporte del forro. Este cruce resulta posible al estar previstas en el muelle de sujeción del forro dos ventanas rectangulares 28, 29 representadas parcialmente con líneas discontinuas y parcialmente con líneas continuas en la figura 2. La anchura y la longitud de cada ventana 28, 29 son insignificantemente mayores que la anchura del resalto 16 ó 17 que equivale al espesor del material de la placa 10 de sujeción del soporte del forro. La longitud de las ventanas 28, 29 está dimensionada de modo que no se produce un contacto entre los cantos internos 28a, b o 29a, b de las ventanas y el resalto 16 ó 17, sino que la pretensión elástica del muelle 20 de sujeción del forro se puede transmitir completamente a las hendiduras 12, 13. Mediante el cruce parcial de la sección extrema 22, 23 con los resaltos 16, 17 en la zona de las ventanas 28, 29 se impide de manera fiable que el muelle 20 de sujeción del forro se pueda deslizar lateralmente por la placa 10 de soporte del forro.

Claims (7)

1. Forro de freno para un freno de disco de vehículos de carretera con una placa (10) de soporte del forro y un muelle arqueado (20) de sujeción del forro que presenta dos extremos, así como está unido de manera separable en la zona de sus dos extremos con la placa de soporte del forro y su fuerza elástica actúa en dirección del plano de la placa de soporte del forro,
-
presentando el muelle (10) de sujeción del forro una sección central arqueada (21) que está doblada en un primer radio y cuyo lado cóncavo señala hacia la placa de soporte del forro y
-
presentando en el primer extremo una primera sección extrema arqueada (22) que está doblada en un segundo radio y cuyo lado cóncavo señala hacia la placa de soporte del forro,
-
siendo el segundo radio menor que el primer radio,
caracterizado porque la placa de soporte del forro presenta una entalladura (12, 13) en la zona del primer y/o del segundo extremo del muelle de sujeción del forro y el muelle de sujeción del forro está encajado con su primer o su segundo extremo (26, 27) en la entalladura correspondiente (12, 13) de la placa (10) de sujeción del soporte del forro en la zona del primer y/o del segundo extremo, siendo la entalladura (12, 13) en la placa (10) de soporte del forro una hendidura, cuya dirección de extensión hacia el fondo de la placa de soporte del forro está acodada respecto a la dirección de la fuerza elástica de la sección central arqueada (21).
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2. Forro de freno según la reivindicación precedente, caracterizado porque la dirección de extensión hacia el fondo de la placa del forro de freno de las dos hendiduras (12, 13) está inclinada entre sí, en especial de manera que las direcciones de extensión están situadas de forma simétrica respecto al eje central (30) de la placa (10) de soporte del forro y señalan hacia el exterior.
3. Forro de freno según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en la zona de la primera y/o la segunda sección extrema existe una entalladura (28, 29) en el muelle de sujeción del forro, en la que engrana por arrastre de forma un resalto (16, 17), configurado en la placa de soporte del forro, de tal modo que se impide un desplazamiento del muelle de sujeción del forro en la dirección perpendicular al plano de la placa de soporte del freno.
4. Forro de freno según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el muelle de sujeción del forro
-
presenta en el segundo extremo una segunda sección extrema arqueada (23) que está doblada en un tercer radio y cuyo lado cóncavo señala hacia la placa de soporte del forro,
-
siendo el tercer radio menor que el primer radio, preferentemente igual que el segundo radio.
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5. Forro de freno según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el muelle (20) de sujeción del forro está acodado en la zona de transición entre la sección central arqueada y la primera y/o la segunda sección extrema (22a, 23a).
6. Forro de freno según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la primera y/o la segunda sección extrema arqueada (22, 23) están dobladas en un radio constante en más de 180º.
7. Forro de freno según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el muelle (20) de sujeción del forro presenta a partir de su primer y su segundo extremo respectivamente
-
un extremo (26, 27) de encaje,
-
una zona extrema (24, 25) situada a continuación y
-
la sección extrema arqueada (22, 23) situada a continuación,
-
estando doblada la primera y la segunda sección extrema arqueada (22, 23) de manera que las primeras y las segundas secciones extremas (24, 25), dispuestas entre el extremo y la sección extrema, quedan dirigidas una hacia otra en cada caso y los extremos (26, 27) de encaje están acodados en cada caso respecto a la zona extrema en contra de la dirección de curvatura de la sección extrema arqueada.
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