ES2759338T3 - Placa dorsal para un forro de freno de disco, forro de freno de disco y freno de disco de pinza fija correspondiente - Google Patents

Abstract

Placa dorsal (1) para un forro (2) de un freno de disco (30) de forro parcial de vehículo automóvil, hecha de material de chapa de acero como soporte para un material de fricción (3) que puede inmovilizarse de manera indisoluble tanto en el centro como directa o indirectamente en un lado frontal (4) de la placa dorsal (1), y en la que la placa dorsal (1) dispone, en lados frontales (6, 7) diametralmente opuestos uno a otro, de unos salientes dirigidos tangencialmente hacia fuera, y en la que uno de los salientes frontales (6) dispone, radialmente por dentro, de un saliente de retención (10) con un agujero de paso (11), caracterizada por que el lado frontal opuesto (7) de la placa dorsal (1) está provisto, radialmente por fuera, de un saliente de guía abierto (12) que dispone de una abertura de boca (13) con un alvéolo de alojamiento (14).

Description

DESCRIPCIÓN

Placa dorsal para un forro de freno de disco, forro de freno de disco y freno de disco de pinza fija correspondiente.

Se conocen suficientemente placas dorsales simétricamente apoyadas en una caja de un freno de disco de pinza fija para forros de freno de disco que comprenden especialmente pastillas de freno de forma paralelepipédica. Las placas dorsales sirven siempre como soporte para inmovilizar un material de fricción sobre un lado frontal que está asignado a un anillo de fricción. Los turismos potentes disponen mayoritariamente de frenos de disco de pinza fija, en los que los forros de fricción para marcha adelante y marcha atrás se asientan siempre “presionados” en el lado de salida sobre flancos simétricos radialmente dirigidos de la caja formada en la carcasa de la pinza de freno y son guiados de manera correspondiente en la caja (Bremsenhandbuch, Breuer/Bill; 3a edición 2006, página 97, figuras 7­ 11, ISBN-13978-3-8348-0064-0). Sin embargo, en el caso de una construcción muy compacta y rígida está limitada la superficie de fricción útil y el balance término es también mejorable.

Se han dado a conocer forros de freno de disco simétricos con superficie de fricción agrandada en dirección periférica, estando previstos en cada lado frontal de la placa dorsal, en posición decalada radialmente hacia dentro hasta más allá del centro de la placa dorsal y con alturas mutuamente idénticos (es decir, con distancias idénticas a un eje de giro de rueda), unos salientes de retención laterales con bujes para recibir pernos solidario de la carcasa. Las fuerzas tangenciales se reducen siempre en el perno del lado de entrada, y el perno del lado de salida sirve como barrera contra giro según los documentos US 8,517,152 B2 o WO 2005/064188 A1. La ventaja de esta construcción de forro de freno y pinza reside en su rigidez, es decir, su capacidad y también su robustez térmica. Se prefiere frecuentemente esta simetría de la placa dorsal, incluso por motivos estéticos. Sin embargo, se considera mejorable el comportamiento frente al ruido de esta suspensión de la placa dorsal, especialmente al producirse cambios de la dirección de giro.

El documento EP 2873 886 A2 permite deducir de manera enteramente correspondiente según la figura 13 una placa dorsal con salientes de retención sobresalientes lateralmente en ambos lados y dotados de bujes para la recepción de pernos, pero estos salientes están dispuestos a diferentes alturas uno con respecto a otro. Una idea central de este desarrollo es el objetivo general de impartir a un forro de freno de disco, tanto para marcha adelante como para marcha atrás, un par que gira radialmente hacia dentro. A este fin, aparte de un cambio entre una suspensión de forro de freno de disco traccionada en marcha adelante y un apoyo de forro de freno de disco presionado en marcha atrás, se describen también tres puntos de apoyo que atacan en combinaciones diferentes a la placa dorsal y sirven para soportar el forro de freno de disco en el freno. El comportamiento NVH parece mejorable, puesto que se pueden poner reparos a ruidos de golpeteo producidos en un cambio de la dirección de giro.

En efecto, como consecuencia de envejecimiento y condiciones duras de funcionamiento, eventualmente en combinación con un mantenimiento descuidado, los frenos de pinza fija que en principio trabajan satisfactoriamente pueden plantear problemas de comodidad y emitir ruidos de frenado acompañantes (chirridos de frenado). Eventos de comodidad convenientes se describen por el conductor o el probador con términos como “rechinamientos”, “crujidos”, “mugidos”, y también chirridos o similares. Un cambio en la metódica de apoyo en combinación con un cambio de dirección de giro del disco de freno puede emitir ruidos de golpeteo que son adecuados para irritar a un conductor de vehículo atento o precavido. Para evitar las mermas de comodidad y debido a que no siempre se ejecuta el mantenimiento prescrito, un problema de la presente invención a la vista de los déficits descritos consiste en eliminar los inconvenientes de comodidad de los forros y frenos de disco conocidos de una manera persistente, favorable y también fácil en materia de mantenimiento, sin poner en riesgo la capacidad técnica y la robustez mecánica.

La solución del problema se infiere de las particularidades caracterizadoras de las reivindicaciones independientes que, con independencia una de otra y también con una creación de valor creciente a lo largo de los diferentes estadios de una producción industrial y dividida en materia de trabajo, se extiende siempre a) al componente de suministro de chapa de acero constituido por la placa dorsal 1 para un forro de freno de disco 2, b) a un forro de freno de disco completado 2 y c) a un freno de disco 30 de forro parcial de vehículo automóvil, incluido un forro de freno de disco 2.

La placa dorsal 1 representa un componente central y prefabricado por separado de un forro de freno de disco 2. La placa dorsal 1 se ha cortado de un material de chapa de acero plano de forma de fleje, tal como especialmente realizando un corte fino o un corte con láser, y sirve como soporte para una mezcla de material de fricción compactada 3 que está inmovilizada ampliamente en posición central y directa o indirectamente sobre un lado frontal 4 de la placa dorsal 1. Además, la placa dorsal 1 dispone de salientes en lados frontales 6, 7 diametralmente opuestos uno a otro y exentos de material de fricción. En este caso, un saliente de retención 10 se diferencia de un saliente de guía 12 en que este último está dirigido siempre preferiblemente en dirección tangencial hacia fuera. Según la invención, se ha previsto que el saliente de retención 10 esté formado con un agujero de paso 11, mientras que el saliente de guía 12 está configurado como una abertura de boca 13 con un receptáculo de alojamiento 14 y una ranura de alivio. Por consiguiente, el saliente de retención 10 está constructivamente predestinado a definir un soporte fijo predeterminado afianzado en un lado para suspender el forro de freno de disco 2 en la carcasa 31 del freno, mientras que la abertura de boca 13 con el alvéolo de alojamiento 14 del saliente de guía 12 está predestinada constructivamente a formar un soporte suelto o soporte de empuje actuante como barrera contra giro. En consecuencia, con ayuda de una placa dorsal 1 según la invención se presenta de manera especialmente simplificada, económica y también extraordinariamente apta para proporcionar un ventajoso montaje basculable hacia dentro un apoyo estáticamente determinado y orientado al mismo tiempo hacia la comodidad entre el forro de freno de disco 2 y el freno de disco 30 de forro parcial de vehículo automóvil.

En una ejecución adicionalmente ventajosa de la placa dorsal 1 se ha previsto que el saliente de retención 10 con su agujero de paso 11 esté dispuesto frente al saliente de guía 12 con la abertura de boca 13 y el receptáculo de alojamiento 14, con decalaje transversal diagonal entre ellos, de tal manera que exista una distancia radial maximizada entre los puntos de apoyo. Como consecuencia, la acción dirigida de un par de fuerza sobre la placa dorsal 1 permite que como resultado se ejerzan sobre la placa dorsal 1 un par de atornillamiento en marcha adelante y un par de desatornillamiento en marcha atrás, y ello sin tener que permutar el emplazamiento prefijado de la suspensión fija y la suspensión suelta. Se ha verificado por medio de ensayos que el apoyo según la invención influye positivamente sobre el comportamiento NVH.

Queda excluido un montaje erróneo o una confusión mediante una codificación positivamente integrada según el principio poka yoke. Por ejemplo, en una ejecución el agujero de paso 11 y la abertura de boca 13 disponen de diámetros diferentes o idénticos, y los pernos de retención 21 y los pernos de guía 22 asociados disponen a su vez de diámetros adaptados y dotados de dimensiones idénticas o diferentes.

La función del soporte suelto puede presentarse de manera mejorada cuando el saliente de guía 12 presenta unos dientes 15, 16 configurados en forma de horquilla y cuando el receptáculo de alojamiento 14 define oblicuamente (véase dibujo de detalle) o paralelamente a la dirección tangencial dos superficies de guía 17, 18 paralelas una a otra que limitan con la abertura de boca 13, y las superficies de guía 17, 18 están unidas por un fondo 19 frente a la abertura de boca 13 y el fondo 19 está ahondado por una ranura de alivio 20.

La invención se refiere también a un novedoso forro de freno de disco 2 que comprende una placa dorsal 1 y muestra las particularidades caracterizadoras de la reivindicación pareja. Como consecuencia, la placa dorsal 1 está provista, asimétricamente y en solo un lado frontal 6, de un saliente de retención 10 y un agujero de paso 11 para recibir un perno de retención 21, con lo que el agujero de paso 11 está dispuesto radialmente a una distancia a por debajo del centro o de la línea de acción en la placa dorsal 1, y el perno de retención asociado 21 puede atacar correspondientemente por debajo, y la placa dorsal 1 dispone de una abertura de boca 13 con un alvéolo de alojamiento 14 en un lado frontal opuesto 7, de preferencia radialmente por encima de la línea de acción o del centro, y un perno de guía 22 es capaz de encajar con unión positiva en el receptáculo de alojamiento 14 a través de la abertura de boca 13 de tal manera que el perno de guía 22 y el perno de retención 21 estén dispuestos en la dirección tangencial T con una distancia definida b entre ellos. En consecuencia, se transmiten fuerzas tangenciales de manera sustancialmente completa entre el saliente de retención 10 y el perno de retención 21, mientras que el perno de guía 22 y el receptáculo de alojamiento 14 operan en cierto modo como una barrera contra giro o un soporte de empuje. Resumiendo, tiene lugar una separación de funciones de tal manera que el receptáculo de alojamiento 14 con las superficies de guía 17, 18 esté previsto sustancialmente para transmitir fuerzas de guía radialmente dirigidas del forro de freno de disco, mientras que el saliente de retención 10 con el agujero de paso 11 está previsto sustancialmente para transmitir fuerzas de frenado tangencialmente dirigidas.

Se mejora la función de soporte suelto haciendo que el receptáculo de alojamiento 14 defina paralela o oblicuamente con respecto a la dirección tangencial T dos superficies de guía 17, 18 que limiten con la abertura de boca 13 y el fondo ahondado 19 con la ranura de alivio 20, y entonces cada una de las superficies de guía 17, 18 es adecuada, durante el funcionamiento del freno, para servir como apoyo del forro del freno del disco sobre el perno de guía asociado 22 en la dirección radial R. Como quiera que el fondo 19 está representando por la ranura de alivio 20 con holgura para el perno de guía 22, se obtiene una construcción especialmente resistente a la corrosión, es decir, autolimpiable y pobre en mantenimiento.

En principio, es recomendable por motivos ergonómicos que las transiciones mutuas en al menos el contorno entre las dos superficies de guía 17, 18 y el fondo 19 estén redondeadas formando cavidades, es decir que presenten dos o más secciones de transición curvadas.

Se facilita una fabricación de la carcasa 31 de la pinza del freno formando una sola pieza mediante técnicas de fundición cuando los pernos de retención 21 y los pernos de guía 22 están realizados en ella en forma cilíndrica y definiendo una pieza integral. Sin embargo, es posible también en principio fabricar pernos cilíndricos por separado e inmovilizarlos de manera soltable o indisoluble en la carcasa 31.

Un agujero de paso 11 dispone de superficies envolventes opuestas que presentan entre ellas distancias diferentes en la dirección radial o la dirección axial. En particular, es posible un agujero alargado dirigido predominantemente en sentido radial, cuyo diámetro en la dirección radial R se haya hecho más grande con ayuda de vaciados que su diámetro en la dirección tangencial T.

Una reivindicación pareja de la presente invención se refiere a un novedoso freno de disco 30 de forro parcial de vehículo automóvil, presentando cada ala 32, 33 de la carcasa un perno de retención 21 como parte de la suspensión fija para absorber una fuerza periférica y un perno de guía 22 como parte de la suspensión suelta a fines de barrera contra giro del forro de freno de disco alojado 2, y atacando cada perno de retención 21 en un agujero de paso 11 y atacando cada perno de guía 22 en un alvéolo de alojamiento 14 de la placa dorsal 1 del forro de freno de disco 2 de tal manera que se definan un apoyo de tracción del lado de entrada del forro de freno de disco 2 en el perno de retención 21 a consecuencia de un frenado en marcha adelante y un apoyo de empuje del lado de salida del forro de freno de disco en el perno de retención 21 a consecuencia de un frenado en marcha atrás. Como consecuencia, en marcha adelante resulta un par de atornillamiento con basculación hacia dentro con referencia al eje de giro de la rueda con el perno de retención 21 como polo momentáneo, y una superficie de guía superior 17 del receptáculo de alojamiento 14 se asienta sobre el perno de guía 22 a fin de proporcionar la suspensión suelta (barrera contra giro). Recíprocamente, el forro de freno de disco 2 experimenta en marcha atrás un par de desatornillamiento con basculación hacia fuera y una superficie de guía interior 18 del receptáculo de alojamiento 14 se asienta sobre el perno de guía 22 a fin de proporcionar una barrera contra giro.

En una ejecución más ventajosamente codificada de un freno de disco 30 de pinza fija según la invención se ha previsto que cada perno de retención 21 esté colocado radialmente por dentro con referencia a un centro Z del forro de freno de disco y que cada perno de guía 22 esté colocado de preferencia radialmente por fuera con referencia al centro Z del forro de freno de disco. En una ejecución adicional es posible que la carcasa 31 disponga de un alojamiento de forro de freno de disco asimétricamente configurado, cuyo contorno esté adaptado a la placa dorsal asimétricamente cortada 1 del forro de freno de disco 2, con lo que se presenta una codificación de forma apta para unión positiva mutua y posicionalmente correcta que asegura automáticamente un emparejamiento de montaje único posicionalmente correcto entre el forro de freno de disco 2 y la carcasa 31 (poka yoke). Esta variante se complementa racionalmente según sea necesario, ya que en cada ala 32, 33 de la carcasa pueden estar previstos dos pernos de dimensiones idénticas, y en el forro de freno de disco asociado 2 están previstos unos agujeros de paso y un alvéolo de alojamiento con un respectivo ancho preferiblemente idéntico. Por otro lado, los diámetros de perno unificados reducen un gasto logístico.

Como alternativa, es posible que cada ala 32, 33 de la carcasa presente un perno de retención 21 y un perno de guía 22 que presenten dos diámetros de dimensiones diferentes una de otra, y que en el forro de freno de disco asociado 1 estén previstos un agujero de paso 11 y un alvéolo de alojamiento 14 con diámetros correspondientemente adaptados. Esto puede ayudar a evitar un emparejamiento erróneo o posibilitar un ahorro de peso.

Otros detalles de la invención se desprenden de la descripción con ayuda del dibujo. El dibujo muestra parcialmente en forma simplificada y simbólica, en vistas muy diferentes y/o a escala ampliada o reducida:

La figura 1, un forro de freno de disco asimétricamente apoyado con diámetros de perno de soporte y perno de guía idénticamente dimensionados, en vista frontal y a escala reducida,

La figura 2, un forro de freno de disco asimétricamente apoyado con diámetros de perno de soporte y perno de guía de dimensiones diferentes, en vista frontal y a escala reducida,

La figura 3, un forro de freno de disco como en la figura 1, en vista posterior,

La figura 4, una vista de detalle ampliada del buje, el agujero de paso y el perno de soporte de la figura 1, en vista frontal,

La figura 5, una vista posterior de una placa dorsal simétrica,

La figura 6, una vista posterior ampliada del buje,

La figura 7, un croquis de principio con ilustración fundamental de un apoyo de forro de fricción según la invención con perno de soporte y perno de guía,

La figura 8, un croquis de principio para la ilustración fundamental de un apoyo de forro de fricción según la invención con perno de soporte y perno de guía en marcha adelante (dirección de giro primaria),

La figura 9, un croquis de principio para la ilustración fundamental de un apoyo de forro de fricción según la invención con perno de soporte y perno de guía en marcha atrás (dirección de giro secundaria),

La figura 10, un forro de fricción con amortiguación elástica (low drag), en vista frontal y a escala reducida,

La figura 11, un detalle ampliado de la amortiguación elástica en corte a lo largo de la línea XI-XI de la figura 10, La figura 12, los componentes cooperantes de una amortiguación elástica según la figura 10 aproximadamente a escala y como un dibujo de despiece,

La figura 13, un freno de pinza fija en una realización de cuatro pistones con cuatro secciones de puente y tres ventanas de puente, incluyendo una amortiguación elástica, en perspectiva y a escala reducida,

La figura 14, un freno de pinza fija como en la figura 13, en corte longitudinal, y

La figura 15, otra forma de realización de un freno de pinza fija en una realización de cuatro pistones, incluyendo una amortiguación elástica y una abertura de puente centralmente colocada, y

La figura 16, en forma fuertemente esquemática y a escala reducida, variantes conformadas con chaflanes diferentes de aberturas de boca 13a-i configuradas en antiparalelo, representadas parcialmente con un puente 23. Según la invención, se propone que la fuerza tangencial (fuerza de frenado) de la placa dorsal 1/forro de freno de disco 2 sea transmitida siempre sin cambio de ubicación, a través de un saliente de retención 10 con un agujero de paso 11 que comprende un soporte fijo centralmente predefinido, desde la placa dorsal 1 hasta un perno de retención 21 solidario de la carcasa. Esto se efectúa tanto para marcha adelante como para marcha atrás. La placa dorsal 1 está conformada asimétricamente y lleva en un lado frontal/delantero 4 una mezcla de material de fricción compactada 3.

En el lado frontal 6 y claramente por debajo del punto medio/centro de pistón Z está colocado el soporte fijo. Para la dirección de fijo preferente (marcha adelante) del anillo de fricción se ha establecido que el soporte fijo esté colocado en el lado de entrada y al revés para la dirección de giro secundaria (marcha atrás). Por tanto, en la dirección de giro principal (marcha adelante) la placa dorsal 1 está sostenida por el soporte fijo formado bajo predominantemente una solicitación de tracción. Sin embargo, en la dirección de giro hacia atrás (marcha atrás) el apoyo de la placa dorsal 1 sobre el mismo soporte fijo se efectúa predominantemente bajo una solicitación de compresión de la placa dorsal 1. Al menos para simplificar interfaces de la carcasa, el perno de guía 22 solidario de la carcasa puede disponer preferiblemente de cortes transversales idénticos, exactamente igual que el perno de retención 21. Por el contrario, se puede reducir el corte transversal en la zona de la guía del forro de fricción y del apoyo en comparación con el perno de retención 21. En efecto, el perno de guía 22 sirve solamente como soporte de empuje o como barrera contra giro para el forro de freno de disco 2, con lo que no es necesaria una configuración especialmente masiva y se reduce claramente la solicitación del perno de guía 22. Por tanto, se puede aumentar su eficiencia cuando su corte transversal d es más pequeño que el corte transversal D del perno de retención 21 y es reducida la demanda de material.

Al mismo tiempo, es posible ahorrar peso y prever interfaces de carcasa y herramientas de perforación de dimensiones al menos iguales para producir interfaces de carcasa idénticas en el ala 32, 33 de la carcasa (con fines de unificación de la periferia de fabricación). Para lograr una simplificación logística adicional y también para implementar una estrategia de piezas iguales, el perno de guía 22 puede construirse en principio enteramente con una conformación y corte transversal continuamente idénticos, y lo mismo ocurre con el perno de soporte 21. En principio, es posible para todas las ejecuciones construir uno o ambos pernos como al menos parcialmente huecos, pero al menos como un componente prensado en frío, para utilizar el material del modo más eficiente posible y también preferiblemente consolidado en frío. Aunque en lo que antecede se ha hablado siempre de pernos aptos para montarse por separado en la carcasa 31, es, por supuesto, igualmente posible en un perfeccionamiento adicional de un freno de disco de pinza fija correspondiente que se configuren los pernos en cada ala 32, 33 de la carcasa formando una sola pieza con la carcasa 31, es decir que se configuren por técnicas de fundición, sin salirse de la idea central de la presente invención.

Un saliente de guía 12 configurado abierto en forma de dientes de horquilla y dotado de una abertura de boca 13 y un receptáculo de alojamiento 14 para recibir el perno de guía 22 está colocado por el lado de salida en la placa dorsal 1, en el lado frontal 7 opuesto al soporte fijo y de preferencia radialmente por encima del punto medio/centro de pistón Z. La configuración abierta posibilita un sencillo montaje por basculación hacia dentro entre la carcasa 31 con el perno de guía 22 y el forro de freno de disco 2. Sin embargo, en tanto sea de temer que los dientes de horquilla 15, 16 vibren uno con respecto a otro a la manera de un diapasón, se puede prever en principio como medida complementaria de la comodidad y la lucha contra el ruido que los dientes de horquilla 15, 16 se unan fijamente uno con otro en el extremo abierto de la abertura de boca por medio de un puente 23, sin salirse por ello de la invención. Son posibles también medidas adicionales de amortiguación acústica de la máquina y/o una desintonización de masas.

El perno de retención 21 de forma de corona circular en corte transversal atraviesa completamente el agujero de paso 11 del saliente de retención 10. Para reducir tensiones normales de contacto mutuo, la superficie envolvente del agujero de paso 11 está curvada en su contorno y adaptada a la curvatura de la superficie de forma ampliamente de corona circular del perno de retención 21 de tal manera que entre el perno de retención 21 y el saliente de retención, por un lado, exista un contacto lo más pobre que sea posible en rozamiento y, por otro lado, exista una suspensión exenta de mantenimiento, lo más resistente posible al desgaste y a la intemperie para el forro de freno de disco 2/la placa dorsal 1. Bajo la compleja solicitación climática, incluida la muy enérgica acción de la sal y la intemperie en un sistema de freno de rueda, se ha manifestado como especialmente ventajoso que los materiales metálicos cooperantes mutuamente uno con otro (pernos, placa dorsal) se comporten como ampliamente pasivos uno respecto de otro en el aspecto electroquímico. A este fin, estos materiales disponen de una pasivación o aislamiento eléctrico mutuo y, especialmente por su naturaleza, disponen también de una tendencia lo más pequeña posible a la formación eléctrica de elementos locales/a la corrosión por contacto eléctrico. Conduce aquí al objetivo fijado el que la selección del emparejamiento de los materiales cooperantes sea tal que, como resultado del emparejamiento, se materialice una diferencia de potencial lo más pequeña posible, es decir, una pequeña tendencia a la formación de elementos locales en la serie de tensiones electroquímicas de los metales. Es especialmente ventajoso en el aspecto técnico que al menos uno de los componentes de contacto implicados esté aislado eléctricamente al menos en su superficie o bien el respectivo material de base sea de todos modos un no conductor eléctrico. Por ejemplo, es posible que al menos uno de los componentes de contacto implicados (pernos, placa dorsal 1) esté hecho de un material inoxidable. Es recomendable en este contexto un emparejamiento eléctricamente cuasipasivado empleando un material de chapa troquelada de acero convencionalmente barnizada como placa dorsal 1. En general, esto es posible, naturalmente, en combinación con un material de acero fino o con un material de aluminio o con un material de titanio o con un material de fundición resistente a la corrosión (superficie cuasipasivada de la piel de fundición) en su uso para pernos. Naturalmente, son imaginables también formas mixtas racionalizadas de estos materiales, por ejemplo haciendo que uno de los pernos esté realizado en una sola pieza con la carcasa de fundición y el otro de los pernos esté previsto por separado y formado de otro material.

Para simplificar especialmente el montaje y también para reducir la diversidad de piezas se tiene que, con una suspensión en lo demás correspondiente del forro de freno de disco 2, se puede construir también en principio un soporte de forro de freno o una carcasa de freno 31 de pinza fija de modo que se pueda utilizar un forro de freno 2 unitario simétricamente configurado tanto en el interior como en el exterior (figura 5).

En comparación con un apoyo de forro de fricción convencionalmente cambiante con un apoyo de la fuerza tangencial en la carcasa 31 que cambia en función de la dirección de giro, el apoyo de la fuerza tangencial se efectúa según la invención en el centro con ayuda del perno de retención 21, con la consecuencia de una cadena de tolerancias racionalizada, y en el marco del apoyo de la fuerza tangencial es decisiva únicamente la tolerancia mutua entre el perno de retención 21 y el agujero de paso 11. Por tanto, se posibilita según la invención de manera sorprendentemente sencilla una lucha muy ampliamente neutra en costes contra golpeteos de inversión debido a una holgura localmente reducida en la zona comprendida entre el perno de retención 21 y el agujero de paso 11. El perno de guía 22 es sometido a una pequeña solicitación y asume únicamente el apoyo radial o el seguro contra giro del forro de freno de disco 2 en la carcasa 31. Por tanto, el perno de guía 22 puede estar construido, en caso necesario, con un corte transversal correspondientemente reducido y es recomendable fundir integralmente el perno de retención con la carcasa 31, mientras que el perno de guía 22 se forma preferiblemente por separado, o viceversa.

Los respectivos salientes de retención 10 y salientes de guía 12 previstos en un lado de la placa dorsal 1, es decir, decalados asimétricamente, eliminan las redundancias mediante una separación consecuente de tareas. Por tanto, se mejora el aprovechamiento de la placa dorsal 1 como soporte del forro de fricción, es decir que se mejora la superficie de fricción útil. Esto va acompañado de una escalabilidad mejorada entre el tamaño de la placa dorsal 1, la superficie de fricción útil y el posible apoyo/número de los pistones 34, 35. Mediante un apoyo del forro de fricción diametralmente opuesto en el lado frontal y, además, diagonalmente decalado se produce una mejora del comportamiento NVH. Se compacta adicionalmente una imagen de flejes de chapa de la fabricación de la placa dorsal. Además, se mejora la relación de masa/rigidez del freno completo 30. Las fuerzas de contacto en el apoyo del forro pueden elegirse netamente mayores debido a la unión positiva. Las fuerzas normales de guía crecientes al aumentar las cargas periféricas y dotadas de una dirección de acción constante en el apoyo del forro generan las mejores premisas para un buen comportamiento de ruido de frenado. Una clara reducción de la holgura de guía en el perno transmisor de la fuerza de frenado y, por tanto, una minimización de los ruidos de frenado al cambiar la dirección de la marcha (golpeteos de inversión, tableteos). Evitación de pesadez de movimiento originada por la corrosión del apoyo y la guía del forro de freno.

Cada forro de freno de disco 2 puede tener asignado según las figuras 10-12 al menos un medio de reposición 40 que sirva para reajustar el desgaste del forro de fricción de acuerdo con las necesidades y ayude al mismo tiempo a evitar pares de frenado residuales. Preferiblemente, en cada forro de freno de disco 2 están previstos en la zona de cada soporte - es decir, en el lado de entrada y en el lado de salida - dos medios de reposición 40, 40’. La configuración de cada medio de reposición 40, 40’ comprende siempre un muelle de lazo 41 hecho de alambre curvado que abraza elásticamente en su centro, con ayuda del lazo, al perímetro de un perno (perno de soporte o perno de guía). Parten del lazo unas alas de retención diametralmente dirigidas 42 que atacan con garras 43 en el respectivo saliente (saliente de retención 10, saliente de guía 12) de la placa dorsal 1 para inmovilizar el muelle de lazo 41 en la placa dorsal 1. Además, cada muelle del lazo 41 lleva sobrepuesto un respectivo elemento de chapa 45 que dispone de un agujero de paso central 44 para el respectivo perno y que a su vez está inmovilizado de manera soltable con unas abrazaderas de retención 46 en el respectivo saliente de la placa dorsal 1. Cuando se sobrepasa una holgura axial predefinida entre el muelle de lazo 41 y el elemento de chapa 45, el elemento de chapa 45 arrastra consigo axialmente al muelle de lazo 41 a lo largo del perímetro del perno y compensa así automáticamente el desgaste del forro de fricción. Además o como complemento, cada placa dorsal 1 puede inmovilizarse de manera soltable con al menos una abrazadera elástica 50 en una cavidad/espacio interior de forma de cuenco del respectivo pistón 34, 35. Eventualmente, el forro de freno de disco 2 mantiene así adicionalmente aplicado un efecto de reposición producido por el o los pistones de freno 34, 35.

La ejecución de la carcasa de pinza fija 31 está configurada preferiblemente abierta en el lado del puente para posibilitar una aireación y refrigeración mejoradas de la instalación de freno de rueda. En principio, es posible prever una o varias ventanas de puente 60, 60’, 60’’ (figuras 15; 13 14) alternando con secciones de puente correspondientes 61, 61’, 61’’, 61’’’. Como se infiere de las figuras 13-15, las ventanas de puente 60, 60’’ pueden acoger medios elásticos adicionales (topsprings) 62, 62’ que, pretensados siempre elásticamente en sentido radial, estén sujetos entre la placa dorsal 1 del forro de freno de disco 2 y el puente 38 de la carcasa, y que posibiliten siempre un pretensado elástico dirigido radialmente hacia dentro o radialmente hacia fuera entre el forro de freno de disco 2 y la carcasa 31.

Aparte de las ventajas expresamente indicadas en lo que antecede, la invención posibilita, además, que se eviten las desventajas siguientes:

- Guía de forro de fricción axialmente desplazable por unión positiva cerrada mediante el perno de retención 21 y el agujero de paso 11 - sin peligro de elevación del forro de fricción

- Suspensión de forro de fricción pobre en ruido sin chapas de amortiguación forzosamente necesarias

- Guía de forro de fricción pobre en desgaste sin necesidad de chapas de deslizamiento

- Evitación de ruidos de frenado en el dominio de bajas frecuencias sin medidas técnicamente complicadas - Escalabilidad para un intervalo mayor de diámetros de discos de freno o llantas

- Mejor escalabilidad con referencia al tamaño de la superficie del forro y al número de pistones de freno 34, 35 (2, 4 o 6 (n) pistones)

- Reducción de un decalaje tangencial de los pistones por forros traccionados (frente a forros presionados)

- Evitación de una complicada mecanización de las superficies de apoyo y guía del forro

- Evitación de soportes de forro de superficie grande y de la desfavorable relación de masa/rigidez ligada a esto en el freno de disco 30 de vehículo automóvil

- Minimización de los ruidos al cambiar la dirección de la marcha en todas las condiciones de temperatura

- Bajas fuerzas de desplazamiento del forro para bajos pares residuales

- Optimización del apoyo del forro en condiciones ambientales fomentadoras de la corrosión y, por tanto, evitación de un apoyo y guiado del forro con pesadez de movimiento después de un prolongado tiempo de acción de sal desparramada, suciedad, abrasión del forro de freno, etc.

Lista de símbolos de referencia

1 Placa dorsal

2 Forro de freno de disco

3 Material de fricción

4 Lado frontal

5 Lado posterior

6 Lado frontal

7 Lado frontal

8 - -9 - -10 Saliente de retención

11 Agujero de paso

12 Saliente de guía

13 Abertura de boca

14 Receptáculo de alojamiento

15 Dientes de horquilla

16 Dientes de horquilla

17 Superficie de guía

18 Superficie de guía

19 Fondo

20 Ranura de alivio

21 Perno de retención

22 Perno de guía

23 Puente

30 Freno de disco de forro parcial de vehículo automóvil 31 Carcasa

32 Ala de carcasa (interior)

33 Ala de carcasa (exterior)

34 Pistón

35 Pistón

36 Taladro

37 Taladro

38 Puente de carcasa

40 Medio de reposición

41 Muelle de lazo

42 Ala de retención

43 Garra

44 Agujero de paso

45 Elemento de chapa

46 Abrazadera de retención

50 Abrazadera

60, 60', 60'' Ventana de puente

61,61', 61'', 61''' Sección de puente

62, 62' Medio elástico

A Dirección axial

b Distancia

R Dirección radial

T Dirección tangencial

Z Centro

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Placa dorsal (1) para un forro (2) de un freno de disco (30) de forro parcial de vehículo automóvil, hecha de material de chapa de acero como soporte para un material de fricción (3) que puede inmovilizarse de manera indisoluble tanto en el centro como directa o indirectamente en un lado frontal (4) de la placa dorsal (1), y en la que la placa dorsal (1) dispone, en lados frontales (6, 7) diametralmente opuestos uno a otro, de unos salientes dirigidos tangencialmente hacia fuera, y en la que uno de los salientes frontales (6) dispone, radialmente por dentro, de un saliente de retención (10) con un agujero de paso (11), caracterizada por que el lado frontal opuesto (7) de la placa dorsal (1) está provisto, radialmente por fuera, de un saliente de guía abierto (12) que dispone de una abertura de boca (13) con un alvéolo de alojamiento (14).

2. Placa dorsal (1) según la reivindicación 1, caracterizada por que el saliente de guía (12) dispone de al menos dos dientes de horquilla (16) dispuestos en posiciones ampliamente paralelas una a otra.

3. Placa dorsal (1) según la reivindicación 2, caracterizada por que los dientes de horquilla (16) están unidos mutuamente uno con otro por medio de un puente (23).

4. Placa dorsal (1) según la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizada por que el agujero de paso (11) y la abertura de boca (13) con el alvéolo de alojamiento (14) están dispuestos en los lados frontales (6, 7) de la placa dorsal (1) en posiciones decaladas diagonalmente enfrentadas una a otra.

5. Placa dorsal (1) según la reivindicación 1,2, 3 o 4, caracterizada por que el agujero de paso (11) y la abertura de boca (13) disponen de cortes transversales de alojamientos diferentes o idénticos.

6. Placa dorsal (1) según una o más de las reivindicaciones 1-5 anteriores, caracterizada por que el alvéolo de alojamiento (14) define paralelamente a la dirección tangencial T dos superficies de guía (17, 18) dispuestas a) paralelamente una a otra o b) oblicuamente en forma de embudo, las cuales limitan con la abertura de boca (13), y por que las superficies de guía (17, 18) están unidas enfrente de la abertura de boca (13) por un fondo (19) y este fondo (19) está ahondado por una ranura de alivio (20).

7. Forro de freno de disco (2) para un freno de disco (30) de forro parcial de vehículo automóvil, que comprende una placa dorsal (1) de material de chapa de acero, según una o más de las reivindicaciones 1-6, la cual lleva material de fricción (3) en su centro y el material de fricción (3) dispone de una superficie de fricción con ataque ideal de la fuerza de fricción en el centro Z debajo de una línea de acción de fuerza tangencialmente dirigida y puede ser presionado para ello ortogonalmente contra un anillo de fricción, con fines de cooperación con dos pernos axialmente dirigidos y dispuestos paralelos uno a otro para apoyar y/o guiar el forro de freno de disco (2) en el freno de disco (30) de vehículo automóvil, caracterizado por que la placa dorsal (1) está cortada de manera asimétrica y solamente en un lado frontal (6) dispone de un saliente de retención (10) con un agujero de paso (11) para recibir un perno de retención (21), con lo que el saliente de retención (10) está dispuesto en la placa dorsal (1) a una distancia a radialmente por debajo del centro Z o la línea de acción, pudiendo atacar el perno de retención asociado (21) en una posición correspondientemente radial por debajo del centro Z, y estando previsto en el lado frontal opuesto (7), radialmente por encima de la línea de acción o el centro Z, un saliente de guía (12) con una abertura de boca (13) y un receptáculo de alojamiento (14), siendo un perno de guía (22) capaz de encajar en el receptáculo de alojamiento (14) a través de la abertura de boca (13) para establecer una unión positiva, con lo que el apoyo del perno de guía (22) y el perno de retención (21) en la placa dorsal (1) en la dirección tangencial T está previsto de manera definida con una distancia b muy ampliamente maximizada entre ellos.

8. Forro de freno de disco (2) según la reivindicación 7, caracterizado por que el receptáculo de alojamiento (14) y los dientes de horquilla (15, 16) definen paralelamente a la dirección tangencial T dos superficies de guía (17, 18) que limitan con la abertura de boca (13), y por que una de las superficies de guía (17, 18) sirve para aplicar el forro de freno de disco al perno de guía (22) en la dirección radial R.

9. Forro de freno de disco (2) según la reivindicación 7 u 8, caracterizado por que las superficies de guía (17, 18) están unidas frente a la abertura de boca (13) por un fondo (19) y por que el fondo (19) está ahondado por una ranura de alivio (20) que define en la dirección tangencial T una holgura prefijada entre el perno de guía (22) y el receptáculo de alojamiento (14).

10. Forro de freno de disco (2) según una o más de las reivindicaciones 7 a 9 anteriores, caracterizado por que entre las superficies de guía (17, 18) y el fondo (19) están previstas al menos dos o más secciones de transición curvadas.

11. Forro de freno de disco (2) según una o más de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado por que el perno de retención (21) y el perno de guía (22) están configurados con un corte transversal circular y tienen también forma cilíndrica.

12. Forro de freno de disco (2) según una o más de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado por que la separación de funciones en los lados frontales es tal que el receptáculo de alojamiento (14) con las superficies de guía (17, 18) está previsto en esencia exclusivamente para transmitir fuerzas de guía del forro de freno de disco radialmente dirigidas, mientras que el saliente de retención (10) con el agujero de paso (11) está previsto de manera sustancialmente exclusiva para transmitir fuerzas periféricas de frenado tangencialmente dirigidas.

13. Forro de freno de disco (2) según la reivindicación 7, caracterizado por que el agujero (11) está configurado como un agujero alargado extendido radialmente cuyo diámetro en la dirección radial R se ha realizado más grande con ayuda de vaciados que su diámetro en la dirección tangencial T.

14. Forro de freno de disco (2) según una o más de las reivindicaciones 7-13 anteriores, caracterizado por un apoyo de tracción del lado de entrada en el perno de retención (21) a consecuencia de un frenado en marcha adelante y un apoyo de empuje del lado de salida en el perno de retención (21) a consecuencia de un frenado en marcha atrás.

15. Forro de freno de disco (2) según una o más de las reivindicaciones 7-14 anteriores, caracterizado por un par de atornillamiento con basculación hacia dentro con respecto al eje de giro de la rueda sobre el forro de freno de disco (2) en marcha adelante y por que una superficie de guía superior (17, 18) está asentada sobre el perno de guía (22).

16. Forro de freno de disco (2) según una o más de las reivindicaciones 7-15 anteriores, caracterizado por un par desatornillamiento con basculación hacia fuera del eje de giro de la rueda sobre el forro de freno de disco (2) en marcha atrás y por que una superficie de guía inferior del receptáculo de alojamiento (14) está asentada sobre el perno de guía (22).

17. Freno de disco (30) de forro parcial para un vehículo automóvil, que comprende una carcasa (31) con dos alas de carcasa opuestas (32, 33) que reciben unos pistones mutuamente opuestos (34, 35) en taladros opuestos (36, 37), y las alas (32, 33) están unidas de manera rígida a la flexión y a una distancia definida entre ellas por medio de un puente (38) de la carcasa, y los pistones (34, 35) están alojados y guiados de manera desplazable paralelamente uno a otro a lo largo de un eje A, así como con unos forros de freno de disco (2) previstos por parejas según la reivindicación 7, los cuales están guiados de manera axialmente desplazable y apoyados de manera solidaria en rotación en la carcasa (31) por medio de pares de pernos dispuestos paralelos uno a otro, y cada forro de freno de disco (2) es accionado directamente por al menos un pistón (34, 35), caracterizado por que cada ala (32, 33) de la carcasa presenta un perno de retención (21) para absorber una fuerza periférica y un perno de guía (22) para guiar el forro de freno de disco (2), y por que los pernos (21, 22) atacan en agujeros de paso (11) y alvéolos de alojamiento (14) asociados de la placa dorsal (1) del forro de freno de disco (2) de modo que se presente un apoyo de tracción del lado de entrada del forro de freno de disco (2) en el perno de retención (21) a consecuencia de un frenado en marcha adelante y un apoyo de empuje del lado de salida del forro de freno de disco (2) en el perno de retención (21) a consecuencia de un frenado en marcha atrás.

18. Freno de disco (30) de forro parcial para un vehículo automóvil según la reivindicación 17, caracterizado por que cada perno de retención (21) está previsto y colocado radialmente por dentro con referencia a un centro del forro de freno de disco y por que cada perno de guía está previsto y colocado radialmente por fuera con referencia al centro del forro de freno de disco, con lo que un par de atornillamiento con basculación hacia dentro y hacia el eje de giro de la rueda actúa sobre el forro de freno de disco en marcha adelante y una superficie de guía superior del receptáculo de alojamiento está asentada sobre el perno de guía, y un par de desatornillamiento con basculación hacia fuera del eje de giro de la rueda actúa sobre el forro de freno de disco en marcha atrás y una superficie de guía inferior del receptáculo de alojamiento está asentada sobre el perno de guía.

19. Freno de disco (30) de forro parcial para un vehículo automóvil según la reivindicación 17 o 18, caracterizado por que la carcasa (31) dispone de un alojamiento de forro de freno de disco dotado de una configuración asimétricamente adaptada para una placa dorsal asimétricamente conformada (1), cuyo contorno está adaptado a la placa dorsal asimétricamente cortada (1) del forro de freno de disco (2), con lo que existe una codificación de forma apta para unión positiva mutua y posicionalmente correcta que define automáticamente un único emparejamiento de montaje posicionalmente correcto entre el forro de freno de disco (2) y la carcasa (31) (poka yoke).

20. Freno de disco (30) de forro parcial para un vehículo automóvil según una o más de las reivindicaciones 17-19, caracterizado por que en cada ala (32, 33) de la carcasa están previstos dos pernos de dimensiones idénticas y por que en el forro de freno de disco asociado (2) están previstos un agujero de paso (11) y una abertura de boca (13) con un receptáculo de alojamiento (14) de una respectiva anchura idéntica.

21. Freno de disco (30) de forro parcial para un vehículo automóvil según una o más de las reivindicaciones 17-20, caracterizado por que cada ala (32, 33) de la carcasa dispone de dos pernos de espesores diferentes y por que en el forro de freno de disco asociado (2) están previstos un respectivo agujero de paso (11) y una respectiva abertura de boca (13) con un receptáculo de alojamiento (14) de anchura diferente adaptada a los cortes transversales de los pernos (poka yoke).