ES1228145U - Disco de freno para frenos de disco de vehículos - Google Patents

Abstract

1. Disco de freno para frenos de disco de vehículos, que comprende un anillo de fricción (1) con una pista de frenado (1.2), y una campana (2) que es concéntrica al anillo de fricción (1), que se extiende axialmente desde el anillo de fricción (1) y que comprende un diámetro exterior (2D) determinado, caracterizado porque la campana (2) comprende una pluralidad de protuberancias de unión axiales (2.1) que sobresalen del diámetro exterior (2D) de dicha campana (2) y que están distribuidas alrededor de un eje central (2.3) de la campana (2), y un orificio axial (2.2) que está realizado en cada protuberancia de unión axial (2.1) y que comprende un roscado interior que se extiende a lo largo de al menos parte de la longitud de dicho orificio axial (2.2), y el anillo de fricción (1) comprende un orificio pasante axial (1.4) por cada protuberancia de unión axial (2.1) de la campana (2), que está alineado con el orificio axial (2.2) de la protuberancia de unión axial (2.1) correspondiente y enfrentado a dicho orificio axial (2.2), comprendiendo el disco de freno (100) un elemento de unión (4) para cada protuberancia de unión axial (2.1), que está alojado al menos parcialmente en el orificio axial (2.2) de la protuberancia de unión axial (2.1) correspondiente, que atraviesa el orificio pasante axial (1.4) del anillo de fricción (1) alineado con dicho orificio axial (2.2) y que comprende una rosca complementaria al roscado del orificio axial (2.2) correspondiente, comprendiendo el anillo de fricción (1) una zona de unión (1.3) que se extiende desde la pista de frenado (1.2) hasta un radio interior de dicho anillo de fricción (1) y que comprende un espesor menor que la pista de frenado (1.2), estando los orificios pasantes axiales (1.4) de dicho anillo de fricción (1) realizados en dicha zona de unión (1.3).

Description

DESCRIPCION

Disco de freno para frenos de disco de vehteulos

SECTOR DE LA TECNICA

La presente invencion se relaciona con discos de freno para frenos de disco de vehteulos.

ESTADO ANTERIOR DE LA TECNICA

Los vehiculos a motor comprenden un sistema de frenado para frenarlo voluntariamente, que incluye un disco de freno y al menos una pastilla de freno por cada rueda. La pastilla de freno coopera con el disco correspondiente, en particular con una zona o pista de frenado del disco, para frenar el vehiculo, produciendose una friccion entre el disco y la pastilla de freno. Durante la frenada se transforma la energia cinetica del movimiento de la rueda en calor debido a la friccion.

Un disco de freno de un vehiculo comprende un anillo de friccion que gira solidario con una rueda del vehiculo y que comprende la pista de frenado. El anillo de friccion debe ser capaz de absorber y disipar el calor que se produce durante la frenada, al transformar la energia cinetica durante la friccion de las pastillas y el disco de freno, asi como de resistir las tensiones generadas por par de frenado. Por estas razones los anillos de friccion se hacen convencionalmente de hierro fundido.

Los discos de freno comprenden ademas del anillo de friccion un saliente cilmdrico, o campana, concentrico al anillo de friccion, pero con un diametro exterior menor, y que se extiende axialmente desde dicho anillo de friccion. Normalmente, el anillo de friccion y la campana se fabrican de un mismo material y conjuntamente, formando un unico cuerpo.

En otros casos, el anillo de friccion y la campana se pueden fabricar de manera independiente. Esto ofrece una serie de ventajas como puede ser la de, para fabricarlos, emplear en cada caso el material que mejor se adapte a las necesidades requeridas. Asi, se puede aligerar el peso de los discos de freno, por ejemplo, puesto que se pueden emplear materiales mas ligeros en la fabrication, especialmente en el caso de la campana que requiere resistir menos esfuerzos que el anillo de friction. Una vez as ^fabricados, el anillo de friction y la campana se unen mediante unos medios de union adecuados para ello.

La cara de apoyo del buje determina el diametro interior mmimo de la campana y el diametro exterior mmimo de la campana se define partiendo de ese dato mas el espesor de la campana. El diametro exterior de la pista de frenado se define en base a la llanta de la rueda y a la energia cinetica que ha de absorber el disco de freno y el diametro interior de la pista de frenado depende de las pastillas y de su disposition. Asi, el espacio entre la superficie que define dicho diametro interior y dicha pista de frenado viene delimitado por diseno, y los medios de union tienen que disponerse en dicho espacio. Esto no es problematico en discos de freno de grandes diametros, donde debido a las dimensiones dicho espacio es suficientemente grande como para poder emplear los medios de union que se consideren oportunos. DE10032972A1, por ejemplo, divulga el uso de un inserto en dicho espacio para unir el anillo de friccion y la campana entre si. El espacio para disponer el inserto no es problematico en este caso.

Sin embargo, especialmente en los discos de freno de diametros determinados, generalmente inferiores a 320mm, el espacio radial existente entre la superficie que define el diametro interior de la campana y la pista de frenado del anillo de friccion es muy limitado, y no pueden unirse ambos elementos como se desee, no siendo posible, por ejemplo, emplear la union divulgada en DE10032972A1. Es por ello que, en este tipo de discos de frenos, el anillo de friccion y la campana se fabrican generalmente del mismo material a modo de un cuerpo unico, evitandose asi el problema de la union entre ambos elementos.

US2016/0160948A1 divulga una solution para unir el anillo de friccion y la campana realizados independientemente, que esta adaptada para discos en los que el espacio radial existente entre la superficie que define el diametro interior de la campana y la pista de frenado del anillo de friccion es muy limitado, de tal manera que se permite obtener la ventaja de poder aligerar dichos discos de freno a pesar de las limitaciones derivadas de su diametro. Para ello, la campana comprende unos recesos realizados en la superficie que delimita el diametro exterior de dicha campana, dando como resultado, para cada receso, una pared de seccion reducida de la campana. Las paredes de seccion reducida estan configuradas para poder disponer unos elementos de union, tal como remaches, que unen el anillo de friccion y la campana.

EXPOSICION DE LA INVENCION

El objeto de la invention es el de proporcionar un disco de freno para frenos de disco de vehiculos, en particular para discos de freno donde el espacio radial existente entre la superficie que define el diametro interior de la campana y la pista de frenado del anillo de friccion es muy limitado, segun se define en las reivindicaciones.

El disco de freno comprende un anillo de friccion y una campana concentricos. El anillo de friccion comprende una pista de frenado, con la que se realiza la operation de frenado.

La campana se extiende axialmente desde el anillo de friccion, y comprende un diametro exterior determinado, una pluralidad de protuberancias de union axiales que sobresalen de dicho diametro exterior, que estan distribuidas alrededor de un eje central de la campana y que se extienden axialmente, y un orificio axial realizado en cada protuberancia de union axial y que comprende una boca y que comprende un roscado interior que se extiende a lo largo de al menos parte de la longitud de dicho orificio axial.

El anillo de friccion comprende un orificio pasante axial por cada protuberancia de union axial de la campana, y que esta alineado con el orificio axial de la protuberancia de union correspondiente y enfrentado a la boca de dicho orificio axial. El disco de freno comprende un elemento de union para cada protuberancia de union axial, que esta alojado al menos parcialmente en el orificio axial de la protuberancia de union axial correspondiente y atraviesa el orificio pasante del anillo de friccion alineado con dicho orificio axial. Dicho elemento de union comprende una rosca complementaria al roscado del orificio axial correspondiente.

De esta manera, la longitud del oficio axial puede emplearse para realizar la union entre el anillo de friccion y la cazoleta, lo que resulta en una union mas robusta y, por lo tanto, mas segura, que es ademas valida incluso para discos de freno en los que la distancia radial disponible para la union es muy reducida, con lo que se pueden obtener discos de freno en los que el anillo de friccion y la campana se han fabricado de manera independiente y son unidos posteriormente. La solucion propuesta dota a los elementos de union de mas superficie para su anclaje, sin necesidad de aumentar el espacio radial requerido para su actuation (que como se ha comentado en discos donde el espacio radial existente entre la superficie que define el diametro interior de la campana y la pista de frenado del anillo de friccion es muy limitado), y, ademas, el proporcionar una union axial entre dicho anillo de friccion y dicha campana permite reducir aun mas el espacio radial requerido para llevar a cabo dicha union. Ademas, al incorporarse un roscado para realizar la union, dicha union entre el anillo de friccion y la campana es mas estable y robusta.

El anillo de friccion comprende una zona de union que se extiende desde la pista de frenado hasta un radio interior de dicho anillo de friccion y que comprende un espesor menor que la pista de frenado, de tal manera que se reduce el material necesario para realizar el disco de freno, repercutiendo este hecho tambien en su reduction de peso, y los orificios pasantes axiales de dicho anillo de friccion realizados en dicha zona de union.

Estas y otras ventajas y caracteristicas de la invention se haran evidentes a la vista de las figuras y de la description detallada de la invencion.

DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es una vista en perspectiva de una realization de un disco de freno de la invencion.

La figura 2 es otra vista en perspectiva del disco de freno de la figura 1.

La figura 3 muestra una vista en corte del disco de freno de la figura 1.

EXPOSICION DETALLADA DE LA INVENCION

Un vehiculo comprende un sistema de frenado para frenarlo voluntariamente, como pueden ser los frenos de disco, por ejemplo. Los frenos de disco incluyen, por cada rueda, un disco de freno 100 como el mostrado en las figuras a modo de ejemplo, y al menos una pastilla de freno (no representada en las figuras). Las pastillas de freno cooperan con el disco de freno 100 correspondiente para frenar el vehiculo, en particular con una zona o pista de frenado 1.2 del disco de freno 100, produciendose una friccion entre el disco de freno 100 y la pastilla de freno que provoca la frenada.

El disco de freno 100 comprende un anillo de friccion 1 con centro en el eje central 101, que comprende la pista de frenado 1.2 sobre la que actuan las pastillas correspondientes. El disco de freno 100 comprende ademas una campana 2 que es concentrica al anillo de friccion 1, que se extiende axialmente desde el anillo de friccion 1 y que comprende un diametro interior 2.0 y un diametro exterior 2D determinados. Generalmente el diametro interior 2.0 viene delimitado por diseno.

La campana 2 comprende una pluralidad de protuberancias de union axiales 2.1 distribuidas alrededor del eje central 101, que sobresalen del diametro exterior 2D de dicha la campana 2. La campana 2 comprende ademas un orificio axial 2.2 realizado en cada protuberancia de union axial 2.1, y cada orificio axial 2.2 que es, preferentemente, se perimetro circular. El anillo de friccion 1 comprende un orificio pasante axial 1.4 por cada protuberancia de union axial 2.1 de la campana 2, que esta alineado con el orificio ciego axial 2.2 de la protuberancia de union axial 2.1 correspondiente y enfrentado a dicho orificio axial 2.2. Preferentemente, el orificio axial 2.2 es un orificio ciego.

El disco de freno 100 comprende un elemento de union 4 para cada protuberancia de union axial 2.1, que esta alojado parcialmente en el orificio axial 2.2 de la protuberancia de union axial 2.1 correspondiente y atraviesa el orificio pasante axial 1.4 del anillo de friccion 1 alineado con dicho orificio axial 2.2, quedando asi el anillo de friccion 1 y la campana 2 unidos mediante los elementos de union 4. La alineacion entre un orificio pasante axial 1.4 y su orificio axial 2.2 asociado permite conectar el anillo de friccion 1 y la campana 2 de una manera segura y manteniendolos concentricos, de una manera sencilla. El elemento de union 4 se puede introduciren el orificio axial 2.2, de tal manera que la union se puede realizar facilmente desde la parte posterior del disco de freno (accion representada con la flecha F en la figura 2), si asi se requiere.

Esta union permite unir de una manera robusta y facilmente el anillo de friccion 1 y la campana 2 en discos de freno 100 incluso de diametro reducido, donde la distancia radial D entre la superficie de la campana 2 que define el diametro interior 2.0 y de la campana 2 y la pista de frenado 1.2 del anillo de friccion es limitada, tal y como se ha explicado previamente.

Los orificios axiales 2.2 de la campana 2 comprenden un roscado que se extiende preferentemente a lo largo de toda o gran parte de su longitud, aunque pudiera extenderse solo parte de dicha longitud, y los elementos de union 4 comprenden una rosca complementaria a dicho roscado, para proporcionar una union estable y robusta entre el anillo de friccion 1 y la campana 2, ademas de facilitar la realization de dicha union (basta con roscar el elemento de union 4 al orificio axial 2.2 correspondiente). La rosca de los elementos de union 4 puede extenderse a lo largo de toda la longitud del elemento de union 4 correspondiente o a lo largo de parte de su longitud. Cuanto mas se extienda el roscado del orificio axial 2.2, mas superficie de union se proporciona para unir el anillo de friccion 1 y la campana 2 (asumiendo que el elemento de union 4 tiene una longitud roscada al menos igual a la longitud roscada de dicho orifico axial 2.2).

Preferentemente, el elemento de union 4 es un tornillo roscado al menos parcialmente (al menos en parte de su superficie que queda alojada en el orificio longitudinal 2.2 correspondiente), con una cabeza sobre la que se actua para llevar a cabo su roscado.

El anillo de friccion 1 comprende ademas una zona de union 1.3 que se extiende desde la pista de frenado 1.2 hasta la superficie que delimita un diametro interior de dicho anillo de friccion 1, que preferentemente coincide con el diametro interior 2.0 de la campana 2, estando los orificios pasantes axiales 1.4 de dicho anillo de friccion 1 realizados en dicha zona de union 1.3, de tal manera que no interfieren en la pista de frenado 1.2. La campana 2 queda apoyada sobre la zona de union 1.3 del anillo de friccion 1, estando la pista de friccion 1.2 para las operaciones de frenado y el disco de freno 100 no pierde eficiencia ni operatividad.

Gracias a la invention propuesta se pueden realizar discos de freno 100 donde el espacio radial existente entre la superficie que define el diametro interior de la campana 2 y la pista de frenado 1.2 del anillo de friccion 1 es muy limitado, que por lo general son los discos con diametros 100D inferiores a 320 mm, en los que el anillo de friccion 1 y la campana 2 son fabricados de manera independiente, como, por ejemplo, discos de freno 100 bimetalicos. Esto permite disminuir el peso total del disco de freno 100 en comparacion con los discos de freno 100 realizados a partir de un mismo material, puesto que se pueden emplear materiales ligeros como el aluminio para fabricar la campana 2, por ejemplo. El anillo de friccion 1 comprende ademas un espesor menor en la zona de union 1.3 que en la pista de frenado 1.2, de tal manera que se reduce el material necesario para realizar el disco de freno 100, repercutiendo este hecho tambien en la reduction de peso.

Preferentemente, el disco de freno 100 es bimetalico, estando fabricados el anillo de friccion 1 y la campana 2 en metales diferentes. Preferentemente, ademas, el anillo de friccion 1 esta fabricado en hierro de fundicion gris (hierro fundido) y la campana 2 esta fabricada en aluminio.

Las protuberancias de union axiales 2.1 pueden extenderse a lo largo de toda la longitud axial de la campana 2, o a lo largo de parte de dicha longitud axial. Ademas, las protuberancias de union axiales 2.1 estan distribuidas preferentemente de manera equidistantes alrededor del eje central 101 del disco de freno 100, teniendose asi una union homogenea entre el anillo de friccion 1 y la campana 2 a lo largo de todo su contorno.

Ademas, las protuberancias de union axiales 2.1 se emplean para la refrigeration del disco de freno 100, puesto que golpean al aire como si fueran aletas, provocando su desplazamiento. Asi, ademas de proporcionar una union robusta entre el anillo de friccion 1 y la campana, las protuberancias de union axiales 2.1 juegan un importante papel en la refrigeracion del disco de freno 100. El numero de protuberancias de union axiales 2.1 y/o su distribution no dependen asi unicamente de los requisitos de union entre el anillo de friccion 1 y la campana 2, pudiendo seleccionarse dicho numero y/o distribucion ademas considerando los requisitos de refrigeracion. Incluso podria darse el caso, cuando el numero de protuberancias requeridas para los requisitos de refrigeracion sean mayores que el requerido para los requisitos de union, por ejemplo, que el disco de freno 100 comprenda algunas protuberancias que no alberguen elemento de union 4, puesto que su funcion unicamente es la mover el aire por motivos de refrigeracion. En este caso, estas protuberancias adicionales podrian tener un orificio axial 2.2 u otro tipo de orificio por ahorro de material y peso, o ser macizas.

En el disco 100, la campana 2 carece de receso alguno a partir de su diametro exterior 2D, de tal manera que la superficie exterior de dicha campana 2 sigue su diametro exterior 2D en las zonas sin protuberancias y, en las zonas con protuberancias, sobresalen de dicho diametro exterior 2D siguiendo a dichas protuberancias.

La resta entre el espesor de la campana 2 en las zonas sin protuberancias de union axiales 2.1 y el espesor de dicha campana 2 en las zonas con protuberancias de union axiales 2.1 es menor que el diametro del orificio axial 2.2. Esto permite aprovechar parte del espesor mmimo de la campana 2, que es el espesor entre su diametro interior 2.0 y su diametro exterior 2D, para los orificios axiales 2.2, lo que permite no aumentar el tamano y el peso de la campana 2 de manera significativa. Esta solucion es especialmente ventajosa en discos de freno 100 de diametros inferiores a 320 mm, tal y como se ha comentado.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Disco de freno para frenos de disco de vehteulos, que comprende un anillo de friccion (1) con una pista de frenado (1.2), y una campana (2) que es concentrica al anillo de friccion (1) , que se extiende axialmente desde el anillo de friccion (1) y que comprende un diametro exterior (2D) determinado, caracterizado porque la campana (2) comprende una pluralidad de protuberancias de union axiales (2.1) que sobresalen del diametro exterior (2D) de dicha campana (2) y que estan distribuidas alrededor de un eje central (2.3) de la campana (2), y un orificio axial (2.2) que esta realizado en cada protuberancia de union axial (2.1) y que comprende un roscado interior que se extiende a lo largo de al menos parte de la longitud de dicho orificio axial (2.2), y el anillo de friccion (1) comprende un orificio pasante axial (1.4) por cada protuberancia de union axial (2.1) de la campana (2) , que esta alineado con el orificio axial (2.2) de la protuberancia de union axial (2.1) correspondiente y enfrentado a dicho orificio axial (2.2), comprendiendo el disco de freno (100) un elemento de union (4) para cada protuberancia de union axial (2.1), que esta alojado al menos parcialmente en el orificio axial (2.2) de la protuberancia de union axial (2.1) correspondiente, que atraviesa el orificio pasante axial (1.4) del anillo de friccion (1) alineado con dicho orificio axial (2.2) y que comprende una rosca complementaria al roscado del orificio axial (2.2) correspondiente, comprendiendo el anillo de friccion (1) una zona de union (1.3) que se extiende desde la pista de frenado (1.2) hasta un radio interior de dicho anillo de friccion (1) y que comprende un espesor menor que la pista de frenado (1.2) , estando los orificios pasantes axiales (1.4) de dicho anillo de friccion (1) realizados en dicha zona de union (1.3).

2. Disco de freno segun la reivindicacion 1, en donde los orificios axiales (2.2) de la campana (2) comprenden un roscado que se extiende a lo largo de toda su longitud.

3. Disco de freno segun la reivindicacion 1 o 2, en donde el elemento de union (4) es un tornillo roscado al menos parcialmente.

4. Disco de freno segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el orificio pasante axial (1.4) del anillo de friccion (1) comprende un roscado complementario a la rosca del elemento de union (4) correspondiente.

5. Disco de freno segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el orificio axial (2.2) es un orificio ciego.

6. Disco de freno segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde las protuberancias de union axiales (2.1) estan distribuidas de manera equidistante alrededor del eje central (2.3) de la campana (2).

7. Disco de freno segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en donde las protuberancias de union axiales (2.1) se extienden a lo largo de toda la longitud axial de la campana (2).

8. Disco de freno segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la campana (2) carece de receso alguno a partir de su diametro exterior (2D), de tal manera que la superficie exterior de dicha campana (2) sigue su diametro exterior (2D) en las zonas sin protuberancias y, en las zonas con protuberancias, sobresalen de dicho diametro exterior (2D) siguiendo a dichas protuberancias.

9. Disco de freno segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde el disco de freno (100) es bimetalico, estando fabricados el anillo de friccion (1) y la campana (2) en metales diferentes.

10. Disco de freno segun la reivindicacion 9, en donde el anillo de friccion (1) esta fabricado en hierro fundido y la campana (2) esta fabricada en aluminio.

11. Disco de freno segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde la resta entre el espesor de la campana (2) en las zonas sin protuberancias de union axiales (2.1) y el espesor de dicha campana (2) en las zonas con protuberancias de union axiales (2.1) es menor que el diametro del orificio axial (2.2).