ES2663945T3 - Freno de disco, así como forro de freno para un freno de disco - Google Patents
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Abstract
Freno de disco para un vehículo utilitario, con una mordaza de freno (1), diseñada como mordaza deslizante, la cual comprende un disco de freno (3), en donde están dispuestos un forro de freno del lado de aplicación y del lado de reacción (5, 4), los cuales, durante un frenado, pueden presionarse en ambos lados contra el disco de freno (3) mediante un dispositivo de aplicación (8), donde el forro del freno del lado de reacción (4), con una placa soporte del forro (6) que soporta un forro de fricción (7), se apoya en una pared posterior (2) de la mordaza de freno (1), y entre la pared posterior (2) de la mordaza de freno (1) y el forro de freno del lado de reacción (4), en un área orientada hacia una abertura de montaje (11) de la mordaza de freno (1), en la posición sin funcionamiento, está formado un espacio más ancho en comparación con el área adyacente, cuya longitud corresponde al menos a la longitud (L) del apoyo de la pared (2) en la placa soporte del forro (6) en la posición de presión, caracterizado porque el espacio está formado por al menos una escotadura (9) de la placa soporte del forro (6) realizada en el lado posterior plano (12) que es paralelo con respecto al lado (13) que soporta el forro de freno (7), donde la escotadura (9) se extiende distanciada con respecto a los bordes de la placa soporte del forro (6) que limitan los lados longitudinales.
Description
DESCRIPCIÓN
Freno de disco, así como forro de freno para un freno de disco
La presente invención hace referencia a un freno de disco según el preámbulo de la reivindicación 1, así como a un forro de freno para un freno de disco.
5 Los frenos de disco de esa clase se utilizan ante todo en los vehículos utilitarios. Para el frenado, al accionarse un dispositivo de aplicación, primero un forro de freno del lado de aplicación y, a consecuencia de ello, un forro de freno del lado de reacción, son presionados contra el disco de freno. Los forros de freno usualmente están posicionados en alojamientos del forro de un soporte de freno fijo, donde los mismos, en el caso de un frenado, en la dirección circunferencial del disco de freno, se aplican en extremidades del soporte del freno, a través de las cuales son 10 absorbidas las fuerzas que se producen durante el freno, así como el par de frenado que actúa sobre los forros del freno.
La aplicación del freno, es decir el contacto bilateral de los forros del freno en el disco de freno, en donde la fuerza de aplicación actúa en la dirección axial del disco de freno, conduce a una carga de la mordaza de freno y, en el caso de una fuerza de frenado elevada de forma correspondiente, a su deformación, de modo que la mordaza de 15 freno se ensancha en dirección axial, en su lado orientado hacia el eje del disco de freno. Debido a ello, el área opuesta de la pared posterior de la mordaza de freno, la cual está orientada hacia una abertura de montaje para introducir los forros de freno y la cual forma una superficie de contacto en la placa soporte del forro, es presionada con más intensidad contra la placa soporte del forro. Es decir, que la distribución de presión de la placa soporte del forro, del lado de reacción, es diferente.
20 Durante la vida útil del forro de freno del lado de reacción, la presión irregular conduce a un desgaste elevado, al así llamado desgaste oblicuo radial del forro de fricción en el área orientada hacia la abertura de montaje.
De este modo, en esa área se alcanza ya un límite de desgaste determinado, mientras que el resto del forro de fricción presenta aún un grosor suficiente. Por lo tanto, el forro de freno debe cambiarse antes, lo cual naturalmente se opone a una posible duración prolongada.
25 Para solucionar lo mencionado, en la solicitud DE 29 25 785 A1, en correspondencia con el preámbulo de la reivindicación 1, se sugiere conformar un espacio entre la pared posterior de la mordaza de freno y el forro de freno del lado de reacción, en un área orientada hacia una abertura de montaje de la mordaza de freno, en la posición sin funcionamiento, donde dicho espacio es más ancho en comparación con el área adyacente. El mismo se produce debido a que la placa soporte del forro, en su lado posterior orientado hacia la pared posterior de la mordaza de 30 freno, está achaflanada con respecto a la abertura de montaje.
Un freno de disco comparable se conoce por la solicitud DE 10 2007 057 992 A1. De este modo, el lado posterior achaflanado del forro de freno presenta una escotadura que se utiliza para el alojamiento de una rebaba de la línea de apertura del molde.
Sin embargo, a través de la conformación inclinada del lado posterior resultan problemas considerables en cuanto a 35 la técnica de producción, durante la fabricación del forro de freno. En ese caso, el forro de fricción se aplica sobre la placa soporte del forro, usualmente a través de presión, a presiones elevadas y temperaturas aumentadas. De este modo, el mismo se sitúa con un lado posterior sobre un contrasoporte plano de una herramienta de prensado. Un apoyo requerido para absorber la presión de moldeo en la dirección perpendicular no se asegura a través de la inclinación del lado posterior, con la consecuencia de que el forro de fricción no se aplica de forma suficientemente 40 homogénea. Esto conduce a una reducción de la vida útil del forro de fricción, así como eventualmente en conjunto a una limitación de la seguridad de funcionamiento del forro de freno.
Además, a través del apoyo reducido de la placa soporte del forro debe lamentarse un desgaste elevado de la costosa herramienta de prensado, a través de la presencia de fuerzas laterales.
En conjunto, el forro de freno mencionado no cumple con las exigencias impuestas para una vida útil optimizada, ni 45 permite una fabricación lo más conveniente posible en cuanto a los costes.
El objeto de la presente invención consiste en perfeccionar un freno de disco de la clase conforme al género, así como un forro de freno para un freno de disco, de modo que se optimice su vida útil y se mejore la seguridad de funcionamiento.
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Este objeto se soluciona a través de un freno de disco con las características de la reivindicación 1, así como a través de un forro de freno con las características de la reivindicación 4.
A través de la invención se logra que el desgaste del forro de freno del lado de reacción, condicionado por el frenado, tenga lugar de modo uniforme, gracias a lo cual resulta una vida útil más elevada.
De este modo, la deformación de la mordaza de freno puede considerarse en el sentido descrito. En efecto, es posible incluso una ejecución más simple de la mordaza de freno, ya que para ello sólo el espacio de mayor tamaño proporcionado de acuerdo con la invención en la posición no frenada del freno de disco, entre la pared posterior de la mordaza de freno y el forro de freno del lado de reacción, en un área orientada hacia la abertura de montaje de la mordaza de freno, debe adaptarse de forma correspondiente con respecto al área adyacente, es decir debe ampliarse.
El modo de construcción más liviano de la mordaza de freno, posible a través de la invención, es muy conveniente para la optimización del peso del freno de disco, requerida de forma permanente. En particular, esto conduce al hecho de que se reduce el consumo de carburante, reduciéndose así los costes operativos, sin afectar la seguridad de funcionamiento. Además, a través de la reducción del material, al diseñar la nueva mordaza de freno, se influencian también de forma conveniente los costes de fabricación.
Asimismo, la invención ofrece la ventaja de que una deformación del disco de freno en dirección axial, la cual se produce a través del calor de frenado, conocida como "protección de pantalla", no se considera crítica en tanto el forro de freno, en el área de la abertura del montaje, puede ahora eludir la extensión más grande del disco de freno durante la "protección de pantalla". Se mejora de ese modo la distribución de presión entre el forro de fricción y el disco de freno, y se reduce la sensibilidad a roturas del disco de freno, la cual debía lamentarse hasta el momento.
Dependiendo de la fuerza de aplicación y, con ello, del grado de deformación de la mordaza de freno, la pared posterior de la mordaza de freno se apoya cada vez más en la placa soporte del forro de freno, donde la presión superficial que resulta de la fuerza aplicada y de la superficie de presión entre la pared posterior de la mordaza de freno y la placa soporte del forro, se mantiene esencialmente invariable durante toda la aplicación.
El espacio más ancho, de acuerdo con la invención, se alcanza a través de una escotadura, cuyo dimensionamiento está determinado por el comportamiento de deformación de la mordaza de freno, y la cual se extiende distanciada con respecto a los bordes de la placa soporte del forro que limitan los lados longitudinales.
Puesto que el lado posterior opuesto al forro de freno se extiende con la escotadura en conjunto de forma paralela con respecto al lado que soporta el forro de fricción, durante la fabricación del forro de freno se produce un contacto de toda la superficie de la placa soporte del forro en la herramienta de prensado, la cual se posiciona exactamente de forma transversal con respecto a la dirección de prensado.
Al menos las dos áreas del lado posterior de la placa soporte del forro, asociadas a los lados longitudinales de la placa soporte del forro, son planas, y forman de ese modo un apoyo suficiente.
La escotadura puede estar diseñada de modo que las áreas planas adyacentes presenten una gran superficie, lo cual garantiza una buena transferencia térmica y una introducción de fuerzas uniforme.
A su vez, esto es una condición previa para alcanzar una resistencia homogénea del forro de freno, tal como se requiere, por una parte, para optimizar la vida útil y, por otra parte, para una seguridad de funcionamiento elevada.
Además, a través de la distribución de fuerza uniforme durante el prensado, el desgaste de la herramienta de prensado se reduce, de manera que la invención, en un alcance notable, conduce a una reducción de los costes de fabricación y de los costes operativos.
Usualmente, los forros de freno corresponden en su contorno al disco de freno, es decir que están diseñados en el sentido de un segmento circular. El contorno de la escotadura corresponde a aquél de la superficie de contacto de la pared, y se extiende casi sobre toda la longitud de la placa soporte del forro, o está segmentado en correspondencia con el diseño y el comportamiento de deformación de la mordaza de freno. De este modo, la escotadura puede extenderse de forma simétrica o asimétrica con respecto al eje radial.
Dependiendo de lo requerido, la escotadura en la placa soporte del forro puede estar diseñada con aristas vivas, o con transiciones planas hacia las áreas adyacentes, elevadas en comparación con la escotadura, donde los ángulos de las transiciones están adaptados a las deformaciones previstas en el funcionamiento. La profundidad de la escotadura depende de la posibilidad de fabricación, pero en particular depende de la resistencia de la placa soporte del forro, y preferentemente se ubica entre 0,5 y 2 mm.
Junto con una realización de la escotadura a través de un mecanizado con arranque de viruta, la escotadura puede producirse también a través de un método de moldeo, por ejemplo a través de estampado o similares. Es posible también producir la escotadura a través de erosionado o, durante la conformación de la placa soporte del forro como pieza fundida, es posible realizarla durante el proceso de colada.
5 De forma contraria a esa realización de una pieza de la placa soporte del forro, la escotadura puede producirse también en una inserción que puede insertarse en la placa soporte del forro.
En todo caso, existe la posibilidad de colocar el nuevo forro de freno posteriormente en una mordaza de freno existente, por ejemplo durante el transcurso de un cambio, de modo que las ventajas de la invención se ofrecen también en el caso de sistemas de frenado existentes.
10 En las reivindicaciones dependientes se indican otras variantes ventajosas de la invención.
A continuación, ejemplos de ejecución de la invención se describen mediante los dibujos añadidos.
Las figuras muestran:
Figura 1: un freno de disco de acuerdo con la invención en una vista lateral seccionada, esquemática, en una posición sin funcionamiento;
15 Figura 2: el freno de disco según la figura 1, en posición de funcionamiento;
Figuras 3 -5: ejemplos de ejecución según la invención en una vista posterior;
Figuras 6 y 7: respectivamente un ejemplo de ejecución del forro de freno de acuerdo con la invención en una sección transversal, según la línea A-A;
Figura 8: otro ejemplo de ejecución de un forro de freno en una vista posterior;
20 Figura 9: el forro de freno según la figura 8 en un corte transversal.
En las figuras 1 y 2 se representa esquemáticamente una parte de un freno de disco, donde la figura 1 ilustra una posición en donde el freno de disco no está aplicado por completo, mientras que la figura 2 ilustra la posición en el caso de un frenado a fondo.
El freno de disco presenta una mordaza de freno 1, diseñada como mordaza deslizante, la cual comprende un disco 25 de freno 3, en donde están dispuestos un forro de freno del lado de aplicación 5 y un forro de freno del lado de reacción 4, los cuales, durante un frenado, pueden presionarse en ambos lados contra el disco de freno 3 mediante un dispositivo de aplicación 8.
De este modo, el forro de freno del lado de reacción 4, con una placa soporte del forro 6 que soporta un forro de fricción 7, se apoya en una pared posterior 2 de la mordaza de freno 1, cuya superficie de contacto se representa 30 rayada en las figuras.
Entre la pared posterior 2 de la mordaza de freno 1 y el forro de freno del lado de reacción 4, en un área orientada hacia una abertura de montaje 11 mediante la cual pueden introducirse los forros de freno 4, 5; en la posición sin funcionamiento del freno en correspondencia con la figura 1, está formado un espacio más ancho en comparación con el área adyacente, cuya longitud, en el ejemplo mostrado en las figuras 3 y 8, corresponde al menos a la 35 longitud L del apoyo de la pared 2 en la placa soporte del forro 6 en la posición de presión.
El espacio mencionado se forma a través de una escotadura 9 proporcionada en la placa soporte del forro 6, sobre su lado posterior 12 orientado hacia la pared 2, cuyo perfil en la sección transversal puede ser diferente, en correspondencia con los ejemplos de ejecución según las figuras 6 y 7. En ese caso, el lado posterior 12 se extiende paralelamente con respecto a un lado 13 que soporta el freno de fricción.
40 Mientras que en la figura 1, como se ha mencionado, el freno de disco se ilustra en una posición sin funcionamiento en donde la mordaza de freno 1 adopta su forma inicial, la figura 2 muestra una deformación de la mordaza de freno 1 tal como se produce en el caso de un frenado a fondo.
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Puede observarse claramente que la mordaza de freno se ha extendido sobre el lado apartado de la abertura de montaje 11, de modo que la pared 2 se sitúa de forma opuesta en la escotadura 9 que está adaptada en su contorno al perfil de la pared 2.
En las figuras 3-7 se representa una placa soporte del forro 6 del forro de freno del lado de reacción 4, donde en las figuras 3-5 puede observarse el perfil de la escotadura 9, el cual se extiende adaptado al contorno individual de la superficie de contacto en la mordaza de freno.
En la figura 4, la placa soporte del forro 6 está provista de dos escotaduras dispuestas a ambos lados de un eje radial 11, en donde se coloca la pared 2 con sus áreas de superficie de contacto. De este modo, las dos escotaduras 9 están dispuestas con simetría especular con respecto al eje radial 11.
En la figura 5 pueden observarse igualmente dos escotaduras 9 en la placa soporte del forro 6, las cuales sin embargo se extienden de forma asimétrica con respecto al eje radial 11, cuya disposición depende igualmente del comportamiento de deformación de la pared 2.
En la figura 6 la escotadura 9 puede observarse en un corte transversal. En esa variante de ejecución, la escotadura 9 está diseñada con aristas vivas, mientas que en el ejemplo de la figura 7 la escotadura 9 presenta un área inferior aplanada desde el área del borde superior 14, arqueada de forma convexa del lado de los bordes, donde la escotadura 9, en la figura 7a), partiendo desde el área del borde superior 14, primero como superficie 9' plana, paralela con respecto al lado posterior 12, se transforma en una inclinación 9''.
En cambio, en la figura 7b), la escotadura 9 está diseñada exclusivamente como inclinación 9'', extendiéndose en la dirección del área del borde 14. Por lo demás, el área del borde 14 y el área opuesta del lado posterior 12 están dispuestas de forma alineada una con respecto a otra, es decir, en un plano común que se extiende paralelamente con respecto al lado 13. Por lo tanto, el grosor de la placa soporte del forro 6 es el mismo en esa área.
Del mismo modo que en los ejemplos mostrados en las figuras 3-5, en la variante mostrada en la figura 8 la escotadura 9 está dispuesta en la mitad superior de la placa soporte del forro 6, asociada al borde externo convexo.
En este ejemplo, la escotadura 9 se proporciona en una inserción 10 que está rebajada en la placa soporte del forro 6. Naturalmente, la escotadura 9 en la inserción 10 puede proporcionarse también en la forma sugerida en las figuras 7a) y 7b).
Claims (9)
- 5101520253035REIVINDICACIONES1. Freno de disco para un vehículo utilitario, con una mordaza de freno (1), diseñada como mordaza deslizante, la cual comprende un disco de freno (3), en donde están dispuestos un forro de freno del lado de aplicación y del lado de reacción (5, 4), los cuales, durante un frenado, pueden presionarse en ambos lados contra el disco de freno (3) mediante un dispositivo de aplicación (8), donde el forro del freno del lado de reacción (4), con una placa soporte del forro (6) que soporta un forro de fricción (7), se apoya en una pared posterior (2) de la mordaza de freno (1), y entre la pared posterior (2) de la mordaza de freno (1) y el forro de freno del lado de reacción (4), en un área orientada hacia una abertura de montaje (11) de la mordaza de freno (1), en la posición sin funcionamiento, está formado un espacio más ancho en comparación con el área adyacente, cuya longitud corresponde al menos a la longitud (L) del apoyo de la pared (2) en la placa soporte del forro (6) en la posición de presión, caracterizado porque el espacio está formado por al menos una escotadura (9) de la placa soporte del forro (6) realizada en el lado posterior plano (12) que es paralelo con respecto al lado (13) que soporta el forro de freno (7), donde la escotadura (9) se extiende distanciada con respecto a los bordes de la placa soporte del forro (6) que limitan los lados longitudinales.
- 2. Freno de disco según la reivindicación 1, caracterizado porque el perfil de la sección transversal de la escotadura (9) está adaptado al ángulo de contacto de la pared (2) modificado a través de la fuerza de frenado durante la aplicación del freno, a través de la deformación de la mordaza de freno (1).
- 3. Freno de disco según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el espacio se amplía, aumentando en la dirección de la abertura de montaje (11).
- 4. Forro de freno para un freno de disco, con una placa soporte del forro (6) y un forro de fricción (7) fijado en la misma, caracterizado porque la placa soporte del forro (6), sobre su lado posterior plano (12) apartado del forro de fricción (7) y paralelamente con respecto al lado (13) que soporta el forro de fricción (7), presenta al menos una escotadura (9) que se extiende en la dirección longitudinal de la placa soporte del forro (6), la cual se extiende distanciada con respecto a los bordes de la placa soporte del forro (6) que limitan los lados longitudinales.
- 5. Forro de freno según la reivindicación 4, caracterizado porque la escotadura (9) se extiende de forma curvada o al menos simplemente inclinada.
- 6. Forro de freno según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque la escotadura (9) está dispuesta en la mitad de la placa soporte del forro (6) orientada hacia el lado externo convexo.
- 7. Forro de freno según una de las reivindicaciones 4-6, caracterizado porque la escotadura (9) está diseñada con aristas vivas o al menos de modo que se extiende de forma plana en la sección transversal sobre el lado apartado del lado convexo.
- 8. Forro de freno según una de las reivindicaciones 4-7, caracterizado porque la escotadura (9) se proporciona en una inserción (10) que está rebajada en la placa soporte del forro (6).
- 9. Forro de freno según una de las reivindicaciones 4-8, caracterizado porque la pluralidad de escotaduras (9) están dispuestas de forma simétrica o asimétrica con respecto al eje radial (11).
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