ES2609979T3 - Caperuza de pistón de freno de disco y freno de disco así equipado - Google Patents

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ES2609979T3 ES12703747.1T ES12703747T ES2609979T3 ES 2609979 T3 ES2609979 T3 ES 2609979T3 ES 12703747 T ES12703747 T ES 12703747T ES 2609979 T3 ES2609979 T3 ES 2609979T3
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Pascal Champion
Philippe Barret
François DAGUZAN
Thierry BINDNER
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Abstract

Caperuza de pistón de freno de disco interpuesta entre el estribo (1) y el pistón (2) para proteger el pistón contra las agresiones (líquidas, sólidas), con esta caperuza compuesta por un fuelle de pliegues con un borde exterior y un borde interior, para alojarse en una garganta anular (11) del estribo (1), en la salida del mandrilado (12) que recibe el pistón (2), con el borde exterior de la caperuza fijado al estribo a nivel del lado exterior (111) de la garganta anular (11) y con su borde interior dotado de un burlete alojado en una garganta (22) del pistón (2), caperuza de pistón caracterizada por que el pliegue interior (35) de la caperuza (3) está situado entre la garganta (22) del pistón (2) y el interior del estribo (1) y comprende nervaduras longitudinales (352) en su cara aplicada contra el pistón (2) que permiten el paso del aire y porque el pliegue interior (35) unido mediante una articulación (342) a un pliegue intermedio saliente (34) unido a su vez mediante una articulación (341) a un pliegue intermedio entrante (33) unido mediante una articulación (331) a un pliegue exterior (32), saliente, unido a su vez mediante una articulación (321) a la inserción sobremoldeada (31), y las articulaciones interiores (331, 342) están dotadas de espigas (38) para apoyarse contra el fondo (112) de la garganta anular (11) del estribo, a la vez que se deja un paso de aire entre las espigas.

Description

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descripcion
Caperuza de piston de freno de disco y freno de disco as^ equipado Ambito de la invencion
La presente invencion se refiere a una caperuza de piston de freno de disco interpuesta entre el estribo y el piston para proteger el piston y el cojinete del estribo a la salida del mandrilado que recibe el piston contra las agresiones (Kquidas, solidas), con esta caperuza compuesta por un fuelle de pliegues con un borde exterior y un borde interior, para alojarse en una garganta anular del estribo, en la salida del mandrilado que recibe el piston, con el borde exterior de la caperuza fijado al estribo a nivel del lado exterior de la garganta anular y con su borde interior dotado de un burlete alojado en una garganta del piston.
Esta caperuza, aun denominada fuelle troncoconico, garantiza la estanqueidad de la zona interior del piston del freno en el estribo con relacion al exterior, a la vez que permite al piston efectuar los recorridos de frenada y tener en cuenta la evolucion de los recorridos en funcion del desgaste de las guarniciones de freno.
Estado de la tecnica
Se conoce ya, segun los documentos FR-A-2 685 749 y FR 2 771 148, semejante caperuza de piston de freno de disco en forma de fuelle troncoconico recibido en la garganta anular de extremo del estribo, mas alla del mandrilado del piston. Esta caperuza comprende un primer pliegue exterior cuyo borde exterior, que es tambien el de la caperuza, esta fijado a la pared interna de la garganta. El pliegue exterior va seguido de un pliegue intermedio y de un penultimo pliegue y de un ultimo pliegue que es tambien el pliegue interior. El borde del pliegue interior esta alojado en una garganta del piston. La caperuza de piston conocida es movil entre una posicion retractada correspondiente a la posicion retractada del piston, en la que los distintos pliegues estan superpuestos, y una posicion desplegada del piston en la que los pliegues de la caperuza o fuelle estan desplegados axialmente y extendidos entre la garganta del estribo y la del piston. Por lo tanto, la caperuza protege la superficie del piston y el cojinete evita el contacto con cuerpos extranos, Ifquidos y polvo.
Esta caperuza de piston conocida comprende un medio de ayuda al repliegue de manera a evitar roturas del fuelle. En efecto, especialmente con ocasion de una sustitucion de guarnicion de freno, el piston es empujado en su mandrilado. La caperuza puede no replegarse correctamente en la garganta del estribo. Queda entonces expuesta al contacto con elementos metalicos del freno cuya temperatura puede alcanzar valores elevados, provocando, despues de cierto tiempo, el deterioro del fuelle. Una vez roto, este ya no puede proteger el interior del piston de las agresiones por medio de Ifquidos o materiales solidos, polvo u otros.
La caperuza conocida, representada en la figura 3, comprende cinco pliegues que van desde el menor diametro hacia el mayor diametro: un pliegue interior 101 dirigido hacia el exterior, un pliegue intermedio 102 dirigido hacia el interior, un pliegue intermedio 103 dirigido hacia el exterior, un pliegue intermedio 104 dirigido hacia el interior y, finalmente, un pliegue exterior 105 dirigido hacia el exterior y una insercion sobremoldeada 106.
Objeto de la invencion
La presente invencion tiene por objeto mejorar la estanqueidad de la caperuza de piston de freno de disco interpuesta entre el estribo y el piston y desarrollar medios para que el aire caliente, comprimido, se escape y permita:
- a la caperuza replegarse correctamente cuando el piston es empujado en el estribo antes de la colocacion de las plaquetas de freno nuevas,
- a la caperuza no salir de su alojamiento al inflarse por la presion del aire caliente atrapado,
- al piston de freno funcionar libremente, garantizando al mismo tiempo la estanqueidad frente a los elementos exteriores y no ser empujado en posicion de frenada mediante la presion del aire caliente atrapado cuando la accion sobre el freno debe aflojarse.
Descripcion y ventajas de la invencion
A tal efecto, la invencion tiene por objeto una caperuza de piston de freno de disco del tipo definido anteriormente, caracterizado por que
- el pliegue interior de la caperuza esta vuelto hacia el interior del estribo y cobra rigidez por medio de nervaduras longitudinales en su cara aplicada contra el piston.
Gracias al pliegue interior, ngido y vuelto hacia el interior, el movimiento de despliegue se produce entre los pliegues intermedios, de manera que el pliegue interior no se deforma hacia el exterior. Esto permite al aire calentado por la temperatura de funcionamiento del freno y especialmente la del estribo y del piston, escapar entre el piston y el pliegue interior gracias a un reparto favorable de la presion en el burlete.
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El aire puede escapar no solo cuando se calienta durante el funcionamiento del freno, slno tambien durante un repllegue de la caperuza, teniendo en cuenta que las nervaduras que dan rigidez al pliegue interior entrante, facilitan el repliegue de la caperuza.
Finalmente, el burlete es fijo y la zona de estanqueidad esta controlada ya que la rebaba del piano de Junta esta fuera de la zona de estanqueidad.
Segun otra caractenstica ventajosa, el pliegue interior de la caperuza esta dotado de un burlete y comprende huecos.
El pliegue interior y, por lo tanto la caperuza, queda perfectamente sujeto al piston, a la vez que ofrece un paso de fuga al aire de la garganta anular del estribo, cuando este aire es comprimido a presion debido a su elevacion de temperatura.
De manera especialmente interesante, los resaltes del burlete estan constituidos por laminas.
Las articulaciones interiores estan dotadas de espigas para apoyarse contra el fondo de la garganta anular del estribo, al mismo tiempo que se deja un paso de aire entre las espigas.
Las articulaciones interiores son mas concretamente el lado de las articulaciones girado hacia el fondo de la garganta anular del estribo. Se evitan asf contactos en piano entre las articulaciones de la caperuza y esta cara de la garganta anular del estribo. La estanqueidad se rompe y toda la garganta anular del estribo esta a la misma presion, es decir una presion proxima de la presion en el exterior.
En el lado exterior de la caperuza, es decir a nivel de la insercion sobremoldeada, es ventajoso que este reforzado mediante una insercion en forma de anillo piano de acero, dotado de agujeros, para ser envuelto completamente por el material de la caperuza. Se realiza as^ un enganche perfecto del anillo en el material de la caperuza, favoreciendo la sujecion de la caperuza en la garganta anular del estribo.
El funcionamiento de la caperuza se mejora si al menos un pliegue intermedio entrante esta dotado de al menos un sobreespesor longitudinal en su lado vuelto hacia el exterior y este sobreespesor es paralelo al eje de la caperuza y al eje del estribo de freno que recibe esta caperuza.
Es asimismo ventajoso que la caperuza comprenda al menos un pliegue intermedio dotado, cerca de su articulacion interior con el pliegue vecino, de un sobreespesor local, tambien dirigido longitudinalmente, en su lado vuelto hacia el interior, y este sobreespesor local este preferiblemente en una posicion homologa a la del sobreespesor longitudinal del pliegue.
Ventajosamente, el pliegue intermedio esta dotado de varios sobreespesores longitudinales y de sobreespesores locales en posiciones homologas, es decir a cada lado del pliegue, y estos sobreespesores estan repartidos de manera equiangular en el pliegue.
Finalmente, de manera caractenstica, la caperuza del piston comprende:
- un pliegue interior entrante conectado a un pliegue intermedio mediante una articulacion y bordeado por un burlete alojado en la garganta del piston,
- un pliegue intermedio unido a un segundo pliegue intermedio mediante una articulacion, y
- un segundo pliegue intermedio girado hacia el interior y conectado mediante una articulacion a un pliegue exterior,
- un pliegue exterior dirigido hacia el exterior y articulado en una insercion sobremoldeada, mediante una articulacion,
- una insercion sobremoldeada para aplicarse contra la pared exterior de la garganta anular del estribo.
La invencion tiene asimismo por objeto un freno de disco equipado con una caperuza como la definida anteriormente.
Dibujos
La presente invencion se describe a continuacion de manera mas detallada por medio de un modo de realizacion de una caperuza de piston de freno de disco segun la invencion, representada en los dibujos adjuntos, en los cuales:
- la figura 1 es un semicorte axial de un estribo de freno y de un piston de freno en posicion replegada, con una caperuza segun la invencion,
- la figura 2 es un semicorte axial de la caperuza de piston segun la invencion, en posicion desplegada,
- la figura 3 es una seccion de una caperuza de piston conocida.
Descripcion de un modo de realizacion de la invencion
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La invencion tiene por objeto una caperuza de piston de freno de disco alojada entre el estribo y el piston, para separar el volumen en el exterior del freno del volumen en el interior y proteger el piston.
La caperuza y el freno de disco que equipa se describen a continuacion.
La figura 1 es un semicorte axial del estribo 1 del freno de disco a nivel del eje x-x del piston 2 recibido en el mandrilado 12. El piston 2 es un manguito cilmdrico cuya cara 21 anterior se apoya en la pastilla de freno segun una huella en forma de corona circular para empujar la pastilla contra el disco de freno. La pastilla y el disco de freno no representados se encuentran en la parte derecha de la figura 1. El estribo 1 comprende una garganta anular 11 que recibe la caperuza 3 fijada al piston 2 en una garganta 22. La caperuza 3 posee una forma de revolucion generada por esta seccion que gira alrededor del eje x-x.
En estado completamente desplegado segun la figura 2, la caperuza 3 posee globalmente una forma troncoconica 3A, con el piston ocupando la posicion 2A.
La seccion de la caperuza 3 en estado libre o su seccion de moldeo corresponden por lo esencial a la forma de la caperuza instalada entre el estribo 1 y el piston 2, que es el estado replegado o parcialmente replegado.
Por convenio, el lado exterior y el lado interior estan marcados, con relacion al eje xx, en la direccion radial, con el lado exterior alejado del eje xx y el lado interior proximo al eje xx.
Asimismo, por convenio, el sentido entrante va desde el exterior del freno hacia el interior en la direccion de la flecha Fr en la figura 1. La direccion del sentido saliente corresponde al sentido opuesto que va desde el interior del freno hacia el exterior, recorriendo la caperuza a partir del burlete, hacia la insercion sobremoldeada.
En estado replegado o parcialmente replegado, la caperuza 3 posee una forma de fuelle con sucesivos pliegues descritos en orden partiendo desde el interior de la caperuza 3 cerca del eje xx, es decir:
- un pliegue interior 35 entrante, unido a un pliegue intermedio 34 mediante una articulacion 342 y bordeado por un burlete 351 alojado en la garganta 22 del piston 2,
- un pliegue intermedio 34 unido a otro pliegue intermedio 33 mediante una articulacion 341, y
- un segundo pliegue intermedio 33 vuelto hacia el interior y unido mediante una articulacion 331 a un pliegue exterior 32,
- un pliegue exterior 32 dirigido hacia el exterior y articulado en una insercion sobremoldeada 31 mediante una articulacion 321,
- una insercion sobremoldeada 31 para aplicarse contra la pared exterior Ill de la garganta anular 11 del estribo 1.
El pliegue interior 35 que lleva el burlete 351 es entrante, es decir vuelto hacia el interior de la garganta 11 del estribo 1, no hacia el exterior. Dicho de otro modo, el pliegue interior 35 esta situado entre la garganta 22 del piston 2 y el fondo 112 de la garganta anular 11.
La insercion sobremoldeada 31 esta constituida por una insercion 36 en forma de anillo piano de acero, dotado de agujeros 361 y de un borde exterior levantado 362, de manera que la goma de la caperuza 3 pueda envolver completamente la insercion 36. El vertice de las dos articulaciones 331, 342, respectivamente entre las ramas 32, 33 y 34, 35 esta provisto de grupos de espigas 38. Los grupos de espigas 38 de cada articulacion estan repartidos de manera equiangular, por ejemplo a 450, en la periferia y los grupos homologos en dos articulaciones estan situados en los mismos radios.
El pliegue 33 esta reforzado en sus dos caras por el sobreespesor 334, 335, longitudinales, sensiblemente paralelos al eje xx. El sobreespesor 334 se extiende sobre una parte importante de la parte superior de la rama 33, mientras que el sobreespesor 335 se situa en el lado interior de la articulacion 331.
Los sobreespesores estan repartidos con regularidad en la direccion periferica de la caperuza y de un lado y otro del pliegue, y estan preferiblemente en posiciones homologas, es decir en el mismo piano axial.
En la cara vuelta hacia el piston 2, el pliegue interior 35 adquiere rigidez mediante nervaduras longitudinales 352, es decir dirigidas en la direccion del eje x-x (o sensiblemente en esta direccion), de manera que el pliegue interior 35 no se despliega practicamente hacia el exterior; el movimiento de despliegue esta garantizado por los pliegues intermedios 32, 33, 34. Se evitan de esta manera los inconvenientes de las juntas conocidas. Las nervaduras longitudinales 352 crean canales entre la superficie del piston 2 y el pliegue interior 35 que permiten el paso del aire.
La cara anterior del burlete 351 esta dotada de canales 353 que facilitan el paso del aire cuando el burlete 351 esta en apoyo en la garganta 22 del piston 2.
La instalacion de la caperuza 3 segun la invencion en el estribo 1 y en el piston 2 se efectua como ya se ha escrito anteriormente, es decir, el borde exterior de la junta 3, es decir el pliegue exterior 31 se fija al estribo 1 y el borde interior es introducido mediante el burlete 351 en la garganta 22 del piston 2. La superficie interior del pliegue interior 35 puede aplicarse mas o menos contra la superficie del piston 2, mas alia de la garganta 22, y los canales crean
pasos en la direccion del eje x-x que permlten al alre callente a preslon escapar hacla el exterior pasando por estos intervalos, y por la garganta 22 entre el fondo 222 y el burlete 351 durante su elevadon deblda a la preslon.
Dado que la caperuza 3 o borde posterlor es empujado hacla el exterlor por efecto de la preslon relnante en la garganta anular 11 del estrlbo, el burlete 351 esta en apoyo contra el lado anterlor 221 de la garganta 22; las 5 muescas 253 permlten el paso del alre ya que el burlete 351 no esta en contacto con el lado lnterlor 223 de la garganta 22.
Convlene aslmlsmo subrayar que la rebaba 354 del piano de junta del molde en el que se fabrlca la caperuza 3 se sltua en el angulo entre el fondo 222 y el borde anterlor 221 de la garganta 22, de manera que la rebaba, mcluso lrregular, no perjudlca a la estanqueldad del montaje.
10 En el molde o a la sallda del molde, el pllegue lnterlor 35 esta naturalmente lncllnado alrededor de 450 con reladon al pllegue lntermedlo 34, de manera a crear, en el estado lnstalado, una fuerza elastlca que empuja el burlete 351 hacla el fondo 222 de la garganta 22.
El conjunto de la garganta anular 11 se comunlca con el exterlor, ya que las artlculadones 331, 342 no pueden apoyarse de manera estanca contra el fondo 112 de la garganta 11 debldo a las esplgas 38 y a los mtervalos que 15 dejan entre ellas.
En concluslon, la caperuza 3 permlte el equlllbrado senslblemente a la preslon atmosferlca de la garganta anular 11 cuando el alre es comprimldo en esta durante el repllegue de la caperuza y/o el volumen de alre esta callente y a preslon.
La lnvendon trata por lo tanto, no solo de la caperuza, slno tamblen del estrlbo de freno cuya caperuza constltuye 20 una pleza lmportante, lntegrada.
La lnvendon se reflere de manera general a los slstemas de frenos equlpados con frenos de dlsco.
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Nomenclatura de Ios principales elementos
1. Estribo
11 Garganta anular
111 Pared exterior
112 Fondo
12 Mandrilado del piston
2 Piston
21 Cara anterior
22 Garganta
221 Borde anterior de la garganta
222 Fondo de la garganta
223 Borde posterior de la garganta
3 Junta / caperuza
31 Insercion sobremoldeada
32 Pliegue exterior 321 Articulacion
33 Pliegue intermedio 331 Articulacion
34 Pliegue intermedio
341 Articulacion
342 Articulacion
35 Pliegue interior
351 Burlete
352 Nervadura longitudinal
353 Canales
...354 Rebaba de piano de Junta
36 Insercion
361 Agujero
362 Borde exterior
100 Caperuza conocida (figura 3)
101 Pliegue interior
102 Pliegue intermedio
103 Pliegue intermedio
104 Pliegue intermedio
105 Pliegue exterior
106 Insercion sobremoldeada

Claims (9)

  1. 5
    10
    15
    20
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    reivindicaciones
    1. Caperuza de piston de freno de disco interpuesta entre el estribo (1) y el piston (2) para proteger el piston contra las agresiones (Ifquidas, solidas), con esta caperuza compuesta por un fuelle de pliegues con un borde exterior y un borde interior, para alojarse en una garganta anular (11) del estribo (1), en la salida del mandrilado (12) que recibe el piston (2), con el borde exterior de la caperuza fijado al estribo a nivel del lado exterior (Ill) de la garganta anular (11) y con su borde interior dotado de un burlete alojado en una garganta (22) del piston (2), caperuza de piston caracterizada por que el pliegue interior (35) de la caperuza (3) esta situado entre la garganta (22) del piston (2) y el interior del estribo (1) y comprende nervaduras longitudinales (352) en su cara aplicada contra el piston (2) que permiten el paso del aire y porque el pliegue interior (35) unido mediante una articulacion (342) a un pliegue intermedio saliente (34) unido a su vez mediante una articulacion (341) a un pliegue intermedio entrante (33) unido mediante una articulacion (331) a un pliegue exterior (32), saliente, unido a su vez mediante una articulacion (321) a la insercion sobremoldeada (31), y las articulaciones interiores (331, 342) estan dotadas de espigas (38) para apoyarse contra el fondo (112) de la garganta anular (11) del estribo, a la vez que se deja un paso de aire entre las espigas.
  2. 2. Caperuza de piston de freno segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el pliegue interior (35) de la caperuza (3) esta dotado de un burlete (351) y comprende canales (353) para aplicarse contra el borde anterior (22l) de la garganta (22) del piston (2).
  3. 3. Caperuza de piston de freno segun la reivindicacion 1, caracterizada por que la insercion sobremoldeada (31) esta constituida por una insercion (36) en forma de anillo piano de acero provisto de agujeros (361) para quedar completamente envuelto por el material de la caperuza.
  4. 4. Caperuza de piston de freno segun la reivindicacion 3, caracterizada por que la insercion (36) esta dotada de un borde exterior elevado (362).
  5. 5. Caperuza de piston de freno segun la reivindicacion 1, caracterizada por que al menos un pliegue intermedio (33) esta dotado de al menos un sobreespesor longitudinal (335) en su lado interior, con dicho sobreespesor paralelo al eje (xx).
  6. 6. Caperuza de piston de freno segun las reivindicaciones 1 y 5, caracterizada por que al menos un pliegue intermedio (33) esta dotado, cerca de su articulacion (331) con el pliegue vecino (32), de un sobreespesor local (334) en el lado exterior, con este sobreespesor local en una posicion homologa a la de su sobreespesor longitudinal (335).
  7. 7. Caperuza de piston de freno segun la reivindicacion 6, caracterizada por que al menos un pliegue intermedio (33) esta dotado de sobreespesores longitudinales (334) y de sobreespesores locales (335) correspondientes, es decir que, a cada lado del pliegue, estos sobreespesores estan repartidos de manera equiangular en el pliegue (33).
  8. 8. Caperuza de piston de freno segun la reivindicacion 1, caracterizada por que comprende:
    - un pliegue interior (35) entrante, unido a un pliegue intermedio (34) mediante una articulacion (342) y bordeado por un burlete (351) alojado en la garganta (22) del piston (2),
    - un pliegue intermedio (34) unido a un segundo pliegue intermedio (33) mediante una articulacion (341), y
    - un segundo pliegue intermedio (33) vuelto hacia el interior y unido mediante una articulacion (33l) a un pliegue exterior (32),
    - un pliegue exterior (32) dirigido hacia el exterior y articulado en una insercion sobremoldeada (31) mediante una articulacion (321),
    - una insercion sobremoldeada (31) para aplicarse contra la pared exterior (Ill) de la garganta anular (11) del estribo (1).
  9. 9. Freno de disco que comprende una caperuza de piston segun una de las reivindicaciones 1 a 8.
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