ES2683207T3 - Pinza portapastillas para un freno de disco - Google Patents

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Abstract

Pinza portapastillas para un freno de disco, con dos tirantes de tracción (5) que se extienden de manera substancialmente paralela y distanciada entre sí, y que interconectan de manera rígida un lomo de pinza (2) y una carcasa (1) que presenta un receptáculo de alojamiento (9) para piezas funcionales, caracterizada por que por lo menos uno de los tirantes de tracción (5) en su lado interior orientado hacia el otro tirante de tracción (5) en su extensión longitudinal, partiendo del lomo de pinza (2) presenta una forma convexa (6), que trasciende en una forma cóncava (7), en lo que la transición entre la forma convexa (6) y la forma cóncava (7) está redondeada.

Description

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DESCRIPCION
Pinza portapastillas para un freno de disco
La presente invencion se refiere a una pinza portapastillas para un freno de disco de acuerdo con el concepto general de la reivindicacion 1.
Como componente de un freno de disco, la pinza portapastillas sirve principalmente para alojar piezas funcionales, que se requieren para el funcionamiento del freno. A estas pertenecen en particular un dispositivo de zapatas de freno, que se encuentra dispuesta dentro de un receptaculo de alojamiento de la pinza portapastillas, asi como pastillas de freno, que se posicionan a ambos lados del disco de freno y que durante el frenado se presionan contra el disco de freno.
A este respecto, el receptaculo de alojamiento que recibe el dispositivo de zapatas de freno se provee dentro de una carcasa que a su vez esta unida con un lomo de pinza por medio de dos tirantes de traccion dispuestos de manera paralela y distanciada entre si.
Los tirantes de traccion que forman una delimitacion lateral para una abertura de montaje, a traves de la que se pueden insertar las pastillas de freno, se extienden sobre el disco de freno y absorben las cargas que se presentan durante el frenado.
A este respecto, la fuerza de sujecion que actua sobre las pastillas de freno es generada por el dispositivo de aplicacion, en lo que por medio de una palanca, que puede pivotar por medio de un cilindro de freno, las pastillas de freno se presionan contra el disco de freno. Esto resulta en una deformacion de la pinza portapastillas, de lo que a su vez resultan tensiones en los tirantes de traccion.
Bajo una carga dinamica, tal como se presenta durante el funcionamiento de marcha, la pinza portapastillas debe estar dimensionada para un determinado numero de cambios de carga sobre todo la zona interior que delimita la abertura de montaje, especificamente la zona oriente hacia el lomo de pinza, se somete a una carga particularmente intensa.
Para lograr una capacidad de carga suficiente de los tirantes de traccion con un reducido empleo de material en la pinza portapastillas hecha de hierro fundido, es conocido configurar los tirantes de traccion de forma concava en sus lados mutuamente orientados, tanto en la direccion longitudinal como tambien transversalmente a la misma, de tal manera que la zona media de cada tirante de traccion se reduce (JP 2013 029 114 A).
Sin embargo, existen exigencias enfocadas hacia una optimizacion de la pinza portapastillas en lo referente tanto a su capacidad de carga como tambien al material, en lo que esto ultimo se ha de lograr a traves de un diseno aun mas delgado de la forma espacial, pero sin menoscabar con ello la resistencia de las zonas correspondientemente sometidas a cargas.
Las pinzas portapastillas que se han venido usando hasta ahora, si bien se presentan como robustas debido a la geometria de los tirantes de traccion, al mismo tiempo son muy pesadas, lo que se opone una reduccion del peso que siempre es deseable en los componentes de vehiculos utilitarios.
En el documento DE 27 39 477 A1 se desvela una pinza portapastillas, en la que los tirantes de traccion en sus lados longitudinales mutuamente orientados estan realizados con superficies de guia que se extienden en forma recta, las que respectivamente en su lado orientado hacia el lomo de pinza presentan una forma elevada y en la zona orientada al dispositivo de aplicacion presentan una forma retraida.
Por el documento US 4 630 713 A se conoce una pinza portapastillas que esta formada por dos piezas atornilladas entre si y cuyos tirantes de traccion se extienden paralelamente en una zona parcial en la direccion axial con respecto al disco de freno y de manera oblicua con respecto al mismo en otra zona parcial.
El objetivo de la presente invencion consiste en perfeccionar una pinza portapastillas del tipo correspondiente al genero, de tal manera que manteniendo la misma capacidad de carga se pueda reducir el empleo de material, o manteniendo el mismo empleo de material se pueda lograr una mayor capacidad de carga.
Este objetivo se resuelve a traves de una pinza portapastillas con las caracteristicas de la reivindicacion 1.
A traves de esta forma de realizacion constructiva se logra una optimizacion del peso sin variar la capacidad de carga, ya que las tensiones que se presentan durante el frenado se presentan en la zona convexa definida mediante la invencion. La zona concava conectada, poco sometida a carga, puede mantenerse delgada en el sentido de lograr
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una optimizacion del peso, sin perjuicio de la capacidad de carga de la pinza portapastillas.
Mediante la dotacion de forma de acuerdo con la presente invencion de los tirantes de traccion se logra una distribucion mas uniforme de las tensiones, es decir, la zona de cada tirante de traccion que hasta ahora habia absorbido las tensiones de manera concentrada, ahora se descarga, por asi decirlo, lo que trae consigo toda una serie de ventajas.
Asi, en primer lugar, cabe destacar la fabricacion mas simple y economica de la pinza portapastillas, ya que la zona convexa es menos sensible a los criterios de rechazo un tales como las deficiencias del material, por ejemplo, en forma de poros o algo similar.
A la reduccion del coste de la nueva pinza portapastillas tambien contribuye que debido a que la zona critica, es decir, la zona convexa, se somete a una carga mas reducida, tambien se puede usar un material de menor calidad para lograr el mismo tiempo de duracion que hasta ahora, en lo que este material naturalmente es mas economico.
El ahorro de material, ademas de resultar en menores costes de fabricacion, tambien resulta en menores costes operativos del vehiculo utilitario, ya que la pinza portapastillas ahora es mas liviana que otra realizada de acuerdo con el estado de la tecnica. La reduccion del peso lleva a una reduccion del consumo de combustible, puesto que en un vehiculo utilitario se usa un numero relativamente grande de frenos de disco. Ademas de la optimizacion en lo relacionado a los costes operativos, la reduccion del peso, es decir, el menor consumo de combustible, tambien es notable en lo referente a la reduccion de las emisiones.
La configuracion de los tirantes de traccion se puede realizar de tal manera que ambos tirantes de traccion son practicamente simetricos con relacion al eje de giro de luz disco de freno. Tambien es posible una forma diferente de esto, en lo que se ha de tomar en cuenta que la mayor carga actua sobre el tirante de traccion que debe absorber las fuerzas de frenado en la direccion de marcha en una mayor medida que el otro tirante de traccion.
El diseno convexo/concavo del lado interior del tirante de traccion que delimita la abertura de montaje de la pinza portapastillas puede estar realizada correspondientemente tanto en la direccion longitudinal como tambien transversalmente a la misma. Sin embargo, tambien es posible proveer un diseno concavo en la direccion transversal, es decir, referido al disco de freno, radialmente con respecto al mismo, de manera diferente a lo que se hacia hasta ahora.
Una transicion armonica, es decir, ligeramente curvada y no angulada, de la forma convexa a la forma concava resulta en una optimizacion adicional de la distribucion de las tensiones. Igualmente se provee una transicion curvada de la zona convexa al lomo de pinza. La longitud de la zona convexa corresponde aproximadamente a la de la zona concava, en lo que la transicion comun forma un vertice.
Otras formas de realizacion ventajosas de la presente invencion se caracterizan en las reivindicaciones subordinadas.
Un ejemplo de realizacion de la presente invencion se describe a continuacion con referencia a los dibujos adjuntos. En los dibujos:
La Fig. 1 muestra una pinza portapastillas de acuerdo con la presente invencion en una vista desde arriba.
La Fig. 2 muestra la pinza portapastillas en una vista lateral.
La Fig. 3 muestra en un diagrama la diferencia del ancho libre de la abertura de montaje de la pinza
portapastillas de acuerdo con la presente invencion con respecto a una pinza portapastillas de acuerdo con el estado de la tecnica.
La Fig. 4 muestra en un diagrama la diferencia del area de superficie de un tirante de traccion de acuerdo con el estado de la tecnica con respecto a otro de acuerdo con la presente invencion.
En las figuras 1 y 2 se representa una pinza portapastillas para un freno de disco de un vehiculo utilitario con una carcasa 1 que presenta un receptaculo de alojamiento 9, un lomo de pinza 2 opuesto al mismo, asi como dos tirantes de traccion 5 que se extienden de manera substancialmente paralela y distanciada entre si, y que conectan el lomo de pinza 2 y la carcasa 1 de manera rigida entre si.
El receptaculo de alojamiento 9 sirve para posicionar un dispositivo de aplicacion accionado de manera neumatica o electromecanica, con el que durante un proceso de frenado las pastillas de freno, no representadas, se pueden
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presionar contra un disco de freno, tampoco mostrado.
Los tirantes de traccion 5, que se extienden sobre el disco de freno, delimitan lateralmente una abertura de montaje 3, a traves de la que se pueden insertar las pastillas de freno. A este respecto, una pastilla de freno en el lado de reaccion entra en contacto con una superficie de contacto 4 del lomo de pinza 2.
Para absorber o transmitir, respectivamente, las fuerzas de sujecion que se generan durante el frenado, los tirantes de traccion 5, que estan realizados de manera simetrica con respecto a un eje de giro M del disco de freno, estan realizados de manera correspondiente.
Los tirantes de traccion 5, vista de acuerdo con la presente invencion en la direccion longitudinal en los lados interiores mutuamente orientados que delimitan la abertura de montaje 3, partiendo del lomo de pinza 2 primero estan realizados como forma convexa 6 que luego trasciende en una forma concava 7, que se extiende hasta la carcasa, en donde se conecta de manera curvada a la carcasa.
La forma convexa 6 tambien trasciende con un radio de curvatura en la loma de pinza 2 o la superficie de contacto 4, respectivamente, mientras que la transicion entre la forma convexa 6 a la forma concava 7 como vertice 8 tambien se desarrolla de manera armonica, es decir, sin borde marcado.
La figura 3 se muestra de manera ejemplar una comparacion del ancho libre de la abertura de montaje 3, es decir, de la distancia entre los dos tirantes de traccion 5 de acuerdo con la presente invencion en comparacion con el ancho libre de acuerdo con el estado de la tecnica. A este respecto, la curva que representa el ancho libre de la nueva pinza portapastillas se designa con B y se representa como linea continua, mientras que el ancho libre de la abertura de montaje de acuerdo con el estado de la tecnica se representa como una linea intermitente y se designa con A.
Se puede ver claramente que el ancho libre dentro de la forma convexa 6, que se caracteriza como distancia x1 desde la superficie de contacto 4 al vertice 8, es menor que el correspondiente al estado de la tecnica. En el desarrollo ulterior, es decir, en la zona de la forma concava 7, el ancho libre hasta la distancia x2 en la pinza portapastillas de acuerdo con la presente invencion es mayor que el ancho libre de acuerdo con el estado de la tecnica.
Lo contrario sucede en lo referente al area de superficie de los tirantes de traccion 5, que en la figura 4 se representan como comparacion, en lo que el area de superficie se refiere a la seccion transversal del tirante de traccion. Aqui se puede ver que, partiendo de la superficie de contacto 4, con un 100% el area de superficie de manera correspondiente a la curva B es mayor en la nueva pinza portapastillas hasta la distancia x1 que de acuerdo con el estado de la tecnica (curva A), mientras que en el ulterior desarrollo concavo de la forma 7 el area de superficie de acuerdo con la curva B se reduce en este ejemplo hasta por un 80%, aplicado a la abscisa, que refleja aproximadamente la longitud de los tirantes de traccion.
Como se ha demostrado adicionalmente, el valor de tension maximo en la zona de la forma convexa 6 en la nueva pinza portapastillas solo es del 90%, con una seguridad contra fractura de 1,2, y en la zona de la forma concava 7 es de 94%, equivalente al grado de seguridad = 1,1. Comparado con esto, el valor de tension en una pinza portapastillas de acuerdo con el estado de la tecnica en la zona comparable con la forma convexa 6 es de 100%, es decir, seguridad = 0,9 y en comparacion con la zona de la forma concava 7, se ubica en un valor de tension de 89% y un grado de seguridad = 1,5.
Por lo tanto, se puede ver claramente que la distribucion de tensiones en la nueva pinza portapastillas es sustancialmente mas uniforme y, por ende, la seguridad contra fractura es mayor que en las pinzas portapastillas de acuerdo con el estado de la tecnica, en las que en la zona altamente sometida a cargas, cerca del lomo de pinza 2, esta dada una seguridad sustancialmente menor que con la forma convexa de acuerdo con la presente invencion.

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Pinza portapastillas para un freno de disco, con dos tirantes de traccion (5) que se extienden de manera substancialmente paralela y distanciada entre sf, y que interconectan de manera rfgida un lomo de pinza (2) y una carcasa (1) que presenta un receptaculo de alojamiento (9) para piezas funcionales, caracterizada por que por lo
    5 menos uno de los tirantes de traccion (5) en su lado interior orientado hacia el otro tirante de traccion (5) en su extension longitudinal, partiendo del lomo de pinza (2) presenta una forma convexa (6), que trasciende en una forma concava (7), en lo que la transicion entre la forma convexa (6) y la forma concava (7) esta redondeada.
  2. 2. Pinza portapastillas de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada por que aun los tirantes de traccion (5), referido a su extension longitudinal, estan realizados de manera simetrica o asimetrica.
    10 3. Pinza portapastillas de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizada por que la transicion de la forma
    convexa (6) al lomo de pinza (2) y/o la transicion de la forma concava (7) a la carcasa (1) esta realizada en forma redondeada.
  3. 4. Pinza portapastillas de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la distancia (x1) de la transicion de la forma convexa (6) a la forma concava (7) hasta una superficie de contacto (4) del lomo de
    15 pinza (2) es del 40-60% de la distancia (x2) de la superficie de contacto (4) hasta la transicion de la forma concava (7) a la carcasa (1).
  4. 5. Pinza portapastillas de acuerdo con la reivindicacion 4, caracterizada por que la distancia (x1) es de aproximadamente el 50% de la distancia (x2).
  5. 6. Pinza portapastillas de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la pinza 20 portapastillas esta hecha de hierro fundido.
  6. 7. Pinza portapastillas de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el area de superficie en la seccion transversal del tirante de traccion (5) en la zona de la forma concava (7) es menor que en la zona de la forma convexa (6).
  7. 8. Pinza portapastillas de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el ancho 25 libre entre los dos tirantes de traccion (5) en la zona de la forma concava (7) es mayor que en la zona de la forma
    convexa (6).
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