WO2009000953A2 - Sistema de freno con múltiples discos para vehículos - Google Patents

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    • F16D2121/02—Fluid pressure

Definitions

  • the purpose of the present invention patent application is to register a brake system with multiple discs for vehicles that incorporates notable innovations and advantages over other known systems.
  • the invention refers to a brake system with multiple discs comprising two or more brake discs arranged in a sandwich type configuration and on the same transverse central axis and braking means.
  • the present invention has been developed in order to provide a brake system with multiple discs that solves the aforementioned drawbacks, also providing additional advantages that will be apparent from the description that follows.
  • It is therefore an object of the invention to provide a brake system with multiple discs for vehicles comprising two or more brake discs arranged in a sandwich type configuration and on the same transverse central axis and braking means, characterized by the fact that said brake discs they are freely coupled (that is, each of the brake discs can have a slight axial displacement in order to have a self-centering device with respect to the faces of the brake pads located in an inner part) and separated a distance independently of each other on a hub that crosses the central hole of the disc brakes, each of said discs being provided with fastening means and guiding means with respect to the hub capable of allowing the free displacement of the disk of brake through the bushing independently.
  • the brake discs are identical to each other because they are mounted independently of each other and are both coupled on the hub and not one on the other as in the systems known in the known art.
  • the braking means consist of a caliper that has brake pads that come into contact with the two opposite faces of each of the discs, said caliper additionally having a support element housed in the existing space. between two brake discs, thereby multiplying the braking force by the number of discs for the same hydraulic pressure.
  • the guiding means consist of a plurality of bolts housed in cavities arranged radially on the outer side face of the bushing and housed in grooves arranged in the central part of the brake discs.
  • the system is provided with ventilation means housed in the space between two brake discs, which may consist of an air turbine capable of injecting fresh air at the high friction points, as well as on the outer walls of the own discs, since these only have to be mechanically designed to support the natural braking forces and not others as conductive or driven nor as a heat accumulator since this is dissipated by this effect almost instantaneously, thus reducing the thicknesses and the necessary material on the disc itself.
  • ventilation means housed in the space between two brake discs, which may consist of an air turbine capable of injecting fresh air at the high friction points, as well as on the outer walls of the own discs, since these only have to be mechanically designed to support the natural braking forces and not others as conductive or driven nor as a heat accumulator since this is dissipated by this effect almost instantaneously, thus reducing the thicknesses and the necessary material on the disc itself.
  • Figure 1. It is an exploded perspective schematic view of the brake system according to the present invention.
  • Figure 2. It is a front elevation view of the brake system of the invention.
  • Figure 3. It is a cross-sectional view of a brake system with multiple discs along the line indicated in the previous figure.
  • a specific embodiment of the multi-disc brake system of the invention is constituted by two brake discs (1 , 2) of reduced thickness which are arranged in a sandwich type configuration and on the same transverse central axis and braking means, in which said brake discs (1, 2) they are coupled and separated a certain distance independently from each other over a central hub (3) that crosses the central hole of the two disc brakes, each of said discs (1, 2) being provided with means of clamping and guiding means that will be described later with respect to the hub [3) capable of allowing free movement of the brake disc (1), (2) through the hub (3) independently.
  • the discs (1, 2) are identical to each other, so they can be easily exchanged and replaced, and their number depends on the requirements of the vehicle and the interior space of the wheel.
  • the braking means of said system consist of a caliper (4) formed in this embodiment by two halves (4a, 4b) (with the possibility of doing so with a single piece) that has four brake pads (5 ) that will come into contact with both sides of each of the brake discs
  • the guiding means consist of a plurality of bolts (7) housed in cavities arranged radially on the outer side face of the bushing (3) and housed in grooves arranged in the central part of the brake discs (1, 2).
  • the system of the invention is provided with ventilation means housed in the space between the two brake discs, such as, for example, an air turbine (not shown) complemented by the design of each of the discs that also favor additional ventilation.
  • ventilation means housed in the space between the two brake discs, such as, for example, an air turbine (not shown) complemented by the design of each of the discs that also favor additional ventilation.

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Abstract

'Sistema de frenos con múltiples discos para vehículos' que comprende dos o más discos de freno (1, 2) acoplados en rotación con movilidad axial sobre un buje (3), y unos medios de frenado (4, 5, 6). Los discos (1, 2) están acoplados al buje (3) mediante pasadores (7) alojados en ranuras complementarias de ambas partes, permitiendo así la movilidad axial de cada disco sobre el buje de forma independiente. Esta configuración permite que todos los discos de freno puedan ser idénticos.

Description

Sistema de freno con múltiples discos para vehículos
MEMORIA DESCRIPTIVA OBJETO DE IA INVENCIÓN
La presente solicitud de Patente de Invención tiene por objeto el registro de un sistema de freno con múltiples discos para vehículos que incorpora notables innovaciones y ventajas frente a otros sistemas conocidos.
Más concretamente, la invención hace referencia a un sistema de freno con múltiples discos que comprende dos o más discos de freno dispuestos en una configuración del tipo sandwich y en un mismo eje central transversal y medios de frenado.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los sistemas convencionales de freno, es decir, aquellos que emplean un solo disco de freno, en el caso de que si el disco y las pastillas no tienen tiempo entre acciones de frenado consecutivas de disipar el calor generado, pueden sufrir un sobrecalentamiento dando lugar a una reducción de la fricción entre ambos elementos e incluso el calor del sistema ser transmitido al liquido de freno y este sobrepasar su punto de ebullición, con la consiguiente pérdida de capacidad de frenado. A fin de resolver este inconveniente, son utilizados otro tipo de materiales para la fabricación de los discos, como por ejemplo, el carbono que trabajan a temperaturas altas y tiene una buena resistencia a la fatiga, no obstante, tienen un coste relativamente superior y un tiempo de vida útil menor con respecto a los discos convencionales, por lo que limita su utilización.
Son conocidos también sistemas de freno que disponen de dos o más discos de freno. Un ejemplo de este tipo de sistema se describe en la patente internacional WO 02/31375 y en la Patente
DE 2165817 en la que se muestran dos discos de freno, en el cual uno de los discos presenta una porción central que sobresale notablemente que es utilizada como superficie de apoyo para un segundo disco. Este aspecto implica el uso de al menos dos diseños de discos de freno distintos de modo que implica una mayor complejidad en las tareas de mantenimiento y almacenamiento de los mismos .
El solicitante no tiene conocimiento de la existencia de un sistema de freno que presente las características del sistema que se describen en esta memoria.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se ha desarrollado con el fin de proporcionar un sistema de freno con múltiples discos que resuelva los inconvenientes anteriormente mencionados, aportando, además, otras ventajas adicionales que serán evidentes a partir de la descripción que se acompaña a continuación.
Es por lo tanto un objeto de la invención proporcionar un sistema de freno con múltiples discos para vehículos que comprende dos o más discos de freno dispuestos en una configuración del tipo sandwich y en un mismo eje central transversal y medios de frenado, caracterizado por el hecho de que dichos discos de freno están acoplados de forma libre (es decir, cada uno de los discos de freno puede tener un ligero desplazamiento axial a fin de tener un dispositivo de autocentrado con respecto a las caras de las pastillas de freno situadas en una parte interior) y separados una distancia de forma independiente entre si sobre un buje que atraviesa el orificio central de los frenos de disco, estando cada uno de dichos discos provisto de medios de sujeción y medios de guiado con respecto al buje susceptibles de permitir el desplazamiento axial de forma libre del disco de freno a través del buje de una forma independiente.
Gracias a estas características, se obtiene un nuevo sistema que permite reducir el peso del sistema de freno en vehículos que requieren una gran capacidad de frenado y reducir el posible sobrecalentamiento de éstos permitiendo un gran capacidad de refrigeración de los discos. Otra ventaja no menos destacable es el hecho de que debido a la óptima capacidad de refrigeración y desmultiplicación del punto principal de calor, los discos de freno ya no deben de actuar como acumuladores de calor por lo que el espesor de los discos puede ser considerablemente reducido. También, mencionar que dicho sistema requiere la aplicación de presiones hidráulicas más bajas para una misma capacidad de frenada con respecto a los sistemas más convencionales de modo que permite el empleo de pinzas de freno más ligeras, y tiene un coste de fabricación inferior en comparación con los sistemas de freno que emplean discos de carbono. A parte de estos aspectos ventajosos, también permite reducir la complejidad de fabricación el espesor de los discos y favoreciendo asi a la ventilación de los discos disipando mucho mejor el calor ya que estos se pueden fabricar, por ejemplo, partiendo de una lámina del material a emplear en el disco. Preferentemente, los discos de freno son idénticos entre si debido a que están montados de forma independiente entre si y están acoplados ambos sobre el buje y no uno sobre el otro como en los sistemas conocidos en la técnica conocida.
Según otro aspecto de la invención, los medios de frenado consisten en una pinza que dispone de pastillas de freno que entran en contacto con las dos caras opuestas de cada uno de los discos, teniendo adicionalmente dicha pinza un elemento de soporte alojado en el espacio existente entre dos discos de freno, multiplicando por ello la fuerza de frenado por el número de discos para una misma presión hidráulica.
En una realización preferida de la invención, los medios de guiado consisten en una pluralidad de bulones alojados en cavidades dispuestas radialmente en la cara lateral exterior del buje y alojados en ranuras dispuestas en la parte central de los discos de freno.
Ventajosamente, el sistema está provisto de medios de ventilación alojados en el espacio existente entre dos discos de freno, que pueden consistir en una turbina de aire capacitada para inyectar aire fresco en los puntos de alta fricción, asi como también en las paredes exteriores de los propios discos, ya que éstos solo tienen que ser diseñados mecánicamente para soportar las fuerzas naturales de frenado y no otras como conductor o conducido ni tampoco como acumulador de calor ya que este es disipado por este efecto de forma casi instantánea, reduciendo asi los espesores y el material necesario en el propio disco. Otras características y ventajas del sistema de freno con múltiples discos objeto de la presente invención resultarán evidentes a partir de la descripción de una realización preferida, pero no exclusiva, que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que se acompañan, en los cuales: BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Figura 1.- Es una vista explosionada en perspectiva esquematizada del sistema de freno de acuerdo con la presente invención;
Figura 2.- Es una vista en alzado frontal del sistema de freno de la invención; y
Figura 3.- Es una vista en sección transversal de un sistema de freno con múltiples discos a lo largo de la linea indicada en la figura anterior.
DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE Tal como se muestra en la figura 1, una realización especifica del sistema de freno con múltiples discos de la invención, destinado especialmente para ser montado en una rueda de un vehículo automóvil, está constituido por dos discos de freno (1, 2) de espesor reducido que están dispuestos en una configuración del tipo sandwich y sobre un mismo eje central transversal y medios de frenado, en el cual dichos discos de freno (1, 2) están acoplados y separados una cierta distancia de forma independiente entre si sobre un buje central (3) que atraviesa el orificio central de los dos frenos de disco, estando cada uno de dichos discos (1, 2) provisto de medios de sujeción y medios de guiado que serán descritos más adelante con respecto al buje [3) susceptibles de permitir el desplazamiento de forma libre del disco de freno (1) , (2) a través del buje (3) de una forma independiente .
Como se muestra en la figura 2, los discos (1, 2) son idénticos entre si, por lo que pueden fácilmente intercambiarse y sustituirse, y su número va en función de los requisitos del vehículo y el espacio interior de la rueda.
Como puede verse, los medios de frenado de dicho sistema consisten en una pinza (4) formada en esta realización por dos mitades (4a, 4b) (habiendo la posibilidad de hacerlo con una sola pieza) que dispone de cuatro pastillas de freno (5) que entrarán en contacto con las dos caras de cada uno de los discos de freno
(1, 2), cuando el usuario apriete el correspondiente pedal de freno, a través de unos pistones (6) alojados en unas cavidades practicadas en las dos mitades (4a, 4b) y accionados por un circuito hidráulico (no representado) el cual no se va a entrar en mayor detalle ya que puede ser cualquiera de aquellos circuitos conocidos en la técnica actual, teniendo dicha pinza (4) un elemento de soporte (4c) alojado en el espacio existente entre dos discos de freno (1, 2) . Cabe la posibilidad de que en vez de utilizar cuatro pastillas de freno (5) se utilicen tres pastillas siendo la central de doble forro.
Los medios de guiado consisten en una pluralidad de bulones (7) alojados en cavidades dispuestas radialmente en la cara lateral exterior del buje (3) y alojados en ranuras dispuestas en la parte central de los discos de freno (1, 2) .
Cabe la posibilidad de que el sistema de la invención esté provisto de medios de ventilación alojados en el espacio existente entre los dos discos de freno, como por ejemplo, una turbina de aire (no representada) complementados con el propio diseño de cada uno de los discos que favorezca también una ventilación adicional.
Los detalles, las formas, las dimensiones y demás elementos accesorios, así como los materiales empleados en la fabricación del sistema de freno con múltiples discos de la invención podrán ser convenientemente sustituidos por otros que sean técnicamente equivalentes y no se aparten de la esencialidad de la invención ni del ámbito definido por las reivindicaciones que se incluyen a continuación .

Claims

REIVINDICACIONES
1. Sistema de freno con múltiples discos para vehículos que comprende dos o más discos de freno (1, 2) dispuestos en una configuración del tipo sandwich y en un mismo eje central transversal y medios de frenado, caracterizado por el hecho de que dichos discos de freno (1, 2) están acoplados de forma libre y separados una distancia de forma independiente entre si sobre un buje (3) que atraviesa el orificio central de los frenos de disco (1, 2), estando cada uno de dichos discos (1, 2) provisto de medios de sujeción y medios de guiado con respecto al buje (3) susceptibles de permitir el desplazamiento axial de forma libre del disco de freno (1, 2) a través del buje (3) de una forma independiente .
2. Sistema de freno según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los discos (1, 2) son idénticos entre si.
3. Sistema de freno según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los medios de frenado consisten en una pinza
(4) que dispone de pastillas de freno (5) que entran en contacto con las dos caras opuestas de cada uno de los discos (1, 2) .
4. Sistema de freno según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que dicha pinza (4) tiene un elemento de soporte (4c) alojado en el espacio existente entre dos discos de freno (1, 2) que sostiene al menos una pastilla (5) de freno que actúa en las caras interiores de los discos de freno (1, 2) .
5. Sistema de freno según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los medios de guiado consisten en una pluralidad de bulones (7) alojados en cavidades dispuestas radialmente en la cara lateral exterior del buje (3) y alojados en ranuras dispuestas en la parte central de los discos de freno.
6. Sistema de freno según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que está provisto de medios de ventilación alojados en el espacio existente entre dos discos de freno (1, 2) .
7. Sistema de freno según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que los citados medios de ventilación consisten en una turbina de aire.
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