ES2240062T3 - Placa de freno, asi como metodo y aparato para la fabricacion de la misma. - Google Patents
Placa de freno, asi como metodo y aparato para la fabricacion de la misma.Info
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Abstract
Placa de soporte de freno para soportar un material de fricción en un conjunto de freno, comprendiendo la placa: (a) una superficie (2) de contacto, y (b) una pluralidad de filas (6) paralelas de estructuras (3) de retención de una pieza formadas en la superficie (2) de contacto, comprendiendo cada estructura (3) de retención: (i) un elemento (4) sobresaliente que se prolonga hacia fuera desde la superficie de contacto para engancharse con el material de fricción; y (ii) una superficie (5) deprimida que linda con el elemento (4) sobresaliente, prolongándose la superficie (5) deprimida en la superficie (2) de contacto; con lo que la posición de las estructuras (3) de retención en las filas (6) comprende una configuración alterna entre filas (6) adyacentes; y con lo que la posición del elemento (4) sobresaliente y deprimido (5) de una estructura (3) de retención alterna entre filas (6) adyacentes.
Description
Placa de freno, así como método y aparato para la
fabricación de la misma.
Esta invención se refiere a frenos, y en
particular a una placa de freno mejorada, así como a una pastilla de
freno.
El número de vehículos a motor ha aumentado
enormemente estos últimos años. Existe un interés en métodos para
reducir el coste de fabricación de los frenos y las piezas de
recambio tanto por parte de los fabricantes de vehículos de motor,
como de los proveedores de piezas para frenos. Este uso incrementado
ha conducido también a un aumento significativo en el servicio
post-venta para recambios y reparación de frenos.
Existe también una demanda creciente de frenos para vehículos de
motor tales como aeroplanos, trenes, bicicletas, todos los vehículos
todo-terreno y motocicletas.
Los frenos, tal y como se fabrican actualmente,
combinan dos partes principales, concretamente, una placa (a menudo
denominada placa porta-zapatas) y la zapata de
freno. La placa está montada en un conjunto de freno, y puede
formarse elaborando una placa con una variedad de salientes,
taladros, u otros elementos para alojar y retener la zapata de
freno. La necesidad de utilizar métodos de gran velocidad y bajo
coste de fabricación conduce a menudo a irregularidades en la placa
que pueden conllevar dificultades en la sujeción y/o retención de
la zapata de freno en la placa durante el frenado, cuando la zapata
de freno está en contacto con el rotor de freno que gira
rápidamente, o incluso durante el manejo de la
pre-instalación del conjunto de la pastilla de
freno.
Existe una variedad de maneras conocidas de
sujetar una zapata de freno a una placa. Una de estas maneras es
sujetar la zapata de freno a la placa porta-zapatas
utilizando remaches. Una desventaja del proceso de remachado es que
crea una unión rígida entre la placa y la zapata de freno, que, como
resultado de un impacto súbito, puede llevar a la rotura de la
zapata de freno. Además, este proceso requiere a menudo uno o más
pasos adicionales de fabricación con un incremento consiguiente del
coste. Además, cuando la pastilla de freno se gasta a lo largo del
tiempo, los remaches quedan al descubierto y friccionan contra el
rotor de freno, provocando arañazos en el rotor que son costosos de
reparar.
Otro método para montar la zapata de freno en la
placa, desarrollado más recientemente, es utilizar un proceso de
moldeo a presión para moldear la zapata de freno directamente en la
placa. En este proceso, la zapata de freno puede prepararse
mezclando los componentes de la zapata de freno en una preforma o
torta. Para moldear la preforma de la zapata de freno en la placa se
utiliza un sistema convencional de moldeo a presión. A menudo se
aplica una capa de cemento o cola en la superficie de contacto de la
placa para mejorar la adhesión entre la placa y la zapata de
freno.
freno.
A medida que se aplica presión al conjunto de
moldeo, la preforma se calienta y comienza a fluir, rellenando el
molde y cubriendo la superficie adecuada de la placa. En este
proceso, se pretende que el material de la preforma fluya dentro y
alrededor de los diversos componentes para mejorar la unión entre
la placa y la zapata de freno.
La placa está sometida a una serie de fuerzas,
tales como las sacudidas del vehículo en movimiento, así como la
vibración debida al rotor y al ruido. El problema de los
procedimientos y placas de la técnica anterior es que los
componentes, tales como taladros y salientes, estampados en la placa
a menudo proporcionaban un desplazamiento lateral y / o fuerza
elástica insuficiente en la unión entre la zapata de freno y la
placa. Cuando se estampaban componentes adicionales en la placa para
aumentar la fuerza de la unión, se requerían pasos adicionales de
fabricación, que se sumaban al coste.
Los componentes más comunes de la técnica
anterior estampados en las placas son taladros circulares. Estos
taladros proporcionan a menudo resultados insatisfactorios porque,
durante el proceso de moldeo, la torta preforma no llena
completamente todos los taladros, lo que a su vez conduce a una
unión deficiente entre la placa y la preforma. Los rellenos
incompletos de los taladros son claramente visibles, y a menudo dan
lugar a preocupaciones sobre la calidad cuando los inspeccionan los
compradores. Los rellenos incompletos de los taladros tienen también
una apariencia estéticamente desagradable, lo que también puede
hacerlos menos atractivos para los clientes. Por consiguiente, en
las placas de la técnica anterior se convirtió en una práctica
corriente llenar los rellenos incompletos de los taladros con
masilla y pintar sobre ellos, tanto para esconder los resultados
insatisfactorios del moldeo, como para mejorar la apariencia. Estos
pasos adicionales de fabricación tienen la desventaja adicional de
aumentar el coste de fabricación del disco de freno.
Además, los taladros estampados con los
procedimientos de la técnica anterior reducen la resistencia de la
estructura de la placa, y la hacen más vulnerable a las diferentes
fuerzas que actúan sobre ella. Estas fuerzas pueden deformar la
forma de la placa, conduciendo a un desgaste irregular de la placa
de fricción, o pueden conducir a un fallo de la estructura de la
placa.
Otro problema con las placas de freno es
provocado por el calor generado por la fricción. Los valores de
expansión y contracción de la placa son diferentes de los del
material de fricción. El frenado genera calor, de manera que la
placa y el material están expuestos a un calentamiento y
enfriamiento frecuentes. Dado que los valores de la expansión y
contracción difieren, puede existir una separación entre la placa y
el material, en particular allí donde la placa es plana o tiene
grandes áreas planas. Puede formarse entonces óxido entre la placa,
lo que conduce al ruido y fallo del freno.
El documento
US-A-4.799.579 describe una placa de
soporte de freno para sostener un material de fricción en un
conjunto de freno, en la que las estructuras de retención se
disponen o bien en un diseño de línea recta o bien tienen una
estructura de retención simétrica.
Por consiguiente, existe una necesidad de una
placa porta-zapatas de freno para sostener un
material de fricción en un conjunto de freno y una zapata de freno
para utilizarla en un conjunto de freno que comprende dicha placa
porta-zapatas de freno, la cual puede proporcionar
una unión mejorada con la zapata de freno sin aumentar el coste de
producción de la placa.
Un objeto de la invención es proporcionar una
placa que proporcione una unión mejorada entre ésta y la zapata de
freno, así como un aumento de la resistencia de la estructura de la
placa sin aumentar los costes de producción de la placa.
La solución de este objeto se da en las
reivindicaciones 1 y 9.
Las realizaciones preferidas se definen en las
reivindicaciones dependientes.
Las características adicionales de la invención
se describirán o resultarán evidentes en el curso de la descripción
detallada.
La invención incluye una placa para sostener un
material de fricción en un conjunto de freno, comprendiendo la
placa:
una superficie de contacto para sujetar el
material de fricción a la placa;
una segunda superficie opuesta a la superficie de
contacto;
una pluralidad de estructuras de retención
formadas en la superficie de contacto, comprendiendo cada estructura
de retención un elemento sobresaliente que se prolonga desde un
punto entre la superficie de contacto y la segunda superficie, de
manera que el elemento se prolonga hacia fuera desde la superficie
de contacto para engancharse con el material de fricción. La
estructura de retención comprende además una superficie deprimida
que linda con el elemento sobresaliente, prolongándose la
estructura deprimida en la superficie de contacto. La superficie de
contacto puede ser curva o sustancialmente plana. El freno puede
comprender un disco de freno o un tambor de freno. La placa
comprende estructuras de retención integradas. Las estructuras de
retención pueden formarse a partir de la placa, y preferiblemente
pueden cortarse o hacerse incisiones en ellas. En una variante, el
elemento sobresaliente puede ser una protuberancia. La protuberancia
tiene, de manera optativa, una forma de gancho, de modo que un
extremo distal del gancho señala hacia el lado opuesto de la
depresión adyacente al gancho. Las estructuras de retención están
dispuestas en una pluralidad de filas. Las filas son sustancialmente
paralelas. Las filas pueden estar dispuestas útilmente de manera
longitudinal.
La placa según la invención puede producirse
mediante un método de fabricación de una placa de freno para
asegurar un material de fricción a una superficie de contacto de la
misma, comprendiendo el método el proporcionar:
una superficie de contacto para sujetar la zapata
de freno a la placa;
una segunda superficie opuesta a la superficie de
contacto;
una pluralidad de estructuras de retención
formadas en la superficie de contacto, comprendiendo cada superficie
de retención un elemento sobresaliente que se prolonga desde un
punto entre la superficie de contacto y la segunda superficie, de
manera que el elemento se prolonga hacia fuera de la superficie de
contacto para engancharse con la zapata de freno.
En un método, las estructuras de retención se
forman cortando la superficie de contacto. Alternativamente, las
estructuras de retención se forman haciendo incisiones en la
superficie de contacto, en otra variante, las estructuras de
retención se forman cortando una pluralidad de filas de estructuras
de retención en la superficie de contacto. Las filas están
dispuestas de manera sustancialmente paralela y/o longitudinal.
En una realización, el corte se realiza mediante
una pluralidad de cuchillas, de modo que cada cuchilla tiene un filo
cortante y el filo tiene una pluralidad de dientes conectados al
mismo. Preferiblemente, cada estructura de retención está realizada
mediante un diente. Preferiblemente, cada diente corta un elemento
sobresaliente de la superficie de contacto para formar una depresión
adyacente. Preferiblemente, las cuchillas están dispuestas de
manera longitudinal con respecto a la placa. Las cuchillas pueden
ser sustancialmente paralelas. Preferiblemente, las cuchillas
adyacentes se desplazan en direcciones opuestas. Preferiblemente,
la pluralidad de cuchillas se desplaza paralelamente a la
superficie de contacto antes de impactar con la placa.
Preferiblemente, la pluralidad de cuchillas comienza a desplazarse
paralelamente a la superficie de contacto al impactar con la placa.
La placa puede estar estacionaria mientras es troquelada por las
cuchillas. De manera optativa, las cuchillas se fijan en la
dirección perpendicular de la superficie de contacto y la placa
impacta contra las cuchillas.
Un aparato para fabricar una placa de freno, que
tiene una pluralidad de estructuras de retención formadas en una
superficie de contacto de la misma para retener un material de
fricción, puede comprender:
un medio para cortar una pluralidad de
estructuras de retención en la superficie de contacto, comprendiendo
cada estructura de retención un elemento sobresaliente que se
prolonga desde un punto entre la superficie de contacto y la
segunda superficie, de manera que el elemento se prolonga hacia
fuera de la superficie de contacto para engancharse con la zapata de
freno, estando el medio de corte adaptado para desplazarse
generalmente de manera paralela a la superficie de contacto para
cortar las estructuras de retención;
un medio de conducción para hacer impactar el
medio de corte contra la superficie de contacto de la placa para
formar las estructuras de retención.
Preferiblemente, el medio de corte comprende una
pluralidad de cuchillas, cada cuchilla con un filo cortante, de modo
que el filo tiene una pluralidad de dientes conectados al mismo,
cada diente adaptado para formar una estructura de la pluralidad de
estructuras de retención al impactar con la superficie de
contacto.
De manera optativa, el aparato comprende
además:
al menos un elemento de conducción conectado de
manera deslizante a al menos un lado de cada una de la pluralidad
de cuchillas;
al menos un elemento deslizante conectado de
manera deslizante al elemento de conducción;
Durante el impacto entre las cuchillas y la
superficie de contacto, preferiblemente el elemento deslizante está
adaptado para alejarse de la superficie de contacto: el elemento
deslizante está adaptado para desplazar el elemento de conducción
generalmente de manera paralela a la superficie de contacto, el
elemento de conducción está adaptado para desplazar las cuchillas
generalmente de manera paralela a la superficie de contacto.
El elemento deslizante puede tener una superficie
de deslizamiento inclinada, de modo que la superficie de
deslizamiento está adaptada para desplazar el elemento de conducción
generalmente de manera paralela a la superficie de contacto al
desplazarse el elemento deslizante. El al menos un elemento
deslizante pueden ser dos elementos deslizantes, el al menos un
elemento de conducción puede comprender un primer y un segundo
elemento de conducción, y el al menos un lado de cada cuchilla puede
comprender un primer lado y un segundo lado, de modo que el primer
elemento de conducción está próximo al primer lado de al menos una
cuchilla, y el segundo elemento conductor está próximo al segundo
lado de las cuchillas restantes. El primer y segundo lado de las
cuchillas alternas están preferiblemente próximos al primer y
segundo elemento de conducción, respectivamente. Preferiblemente,
las cuchillas adyacentes se desplazan en direcciones opuestas al
impactar con la superficie de contacto. El aparato puede comprender
además un medio de regreso para devolver las cuchillas a una
posición inicial. De manera optativa, el medio de regreso es al
menos un muelle sujeto a una primera y una segunda varilla de
deslizamiento, estando situadas las varillas de deslizamiento dentro
de una primera y una segunda ranura guía definidas próximas al
primer y segundo lado de cada cuchilla. La pluralidad de cuchillas
está dispuesta preferiblemente longitudinalmente con respecto a la
placa. Preferiblemente, las cuchillas del aparato están
sustancialmente paralelas entre sí.
Preferiblemente, el elemento deslizante y la
pluralidad de cuchillas están adaptados para desplazarse
generalmente de manera paralela a la superficie de contacto antes
del impacto con la placa. Preferiblemente, la pluralidad de
cuchillas está adaptada para desplazarse paralelamente a la
superficie de contacto en el impacto con la placa. De manera
optativa, la placa está estacionaria mientras las cuchillas la
troquelan. De manera optativa, las cuchillas están fijas en la
dirección perpendicular a la superficie de contacto, y la placa se
conduce sobre las cuchillas. El medio de impacto comprende de
manera optativa una prensa que tiene una parte superior móvil y una
parte inferior estacionaria.
De manera optativa, el aparato también
comprende:
una placa de base fijada a la parte superior de
la prensa;
dos placas laterales fijadas a la placa base, en
donde las placas laterales se proyectan hacia debajo de la
misma;
un medio de posicionamiento para mantener las
cuchillas próximas entre sí; estando el medio de posicionamiento
conectado a las placas laterales;
un medio de regulación de fuerza para regular la
fuerza del impacto de las cuchillas contra la superficie de
contacto, teniendo el medio de regulación de fuerza una placa de
presión generalmente paralela a la placa base y al menos un muelle
dispuesto entre la placa base y la placa de presión, estando la
placa de presión conectada a las cuchillas;
de modo que la primera y segunda varilla de
deslizamiento están suspendidas desde la placa base.
Preferiblemente, el primer y segundo elemento de deslizamiento
impactan contra la parte inferior de la prensa antes de que las
cuchillas impacten contra la superficie de contacto, provocando de
este modo que las cuchillas se desplacen generalmente de manera
paralela a la superficie de contacto antes de que las cuchillas
impacten contra la superficie de contacto. Preferiblemente, el
primer y segundo elemento de deslizamiento impactan contra la parte
inferior de la prensa de manera sustancialmente simultánea,
impactando las cuchillas contra la superficie de contacto y
provocando de este modo que las cuchillas se desplacen de manera
generalmente paralela a la superficie de contacto de manera
sustancialmente simultánea con el impacto de las cuchillas contra la
superficie de contacto.
Para que la invención se entienda con más
claridad, las realizaciones preferidas de la misma se describirán a
continuación en detalle a modo de ejemplo, con referencia a los
dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es una vista en perspectiva de una
realización preferida de una placa según la presente invención;
la figura 2 es una vista en perspectiva de una
realización preferida de un aparato para fabricar la placa según la
invención;
la figura 3A es una vista en planta del
aparato;
la figura 3B es una vista ampliada que muestra
las cuchillas y dientes del aparato mostrado en la figura 3A;
la figura 4 es una vista en alzado del aparato
con las placas laterales extraídas;
la figura 5A es una vista de corte transversal
que muestra el aparato impactando contra la parte inferior de una
prensa convencional;
la figura 5B es una vista de corte transversal
que muestra las cuchillas comenzando a cortar una pieza en
bruto;
la figura 5C es una vista de corte transversal
que muestra las cuchillas completando el corte en una pieza en
bruto;
la figura 5D es una vista de corte transversal
que muestra el aparato impactando contra una prensa. El muelle está
bajo la prensa. Puede utilizarse un muelle o muelle de
nitrógeno.
la figura 6 es una vista en perspectiva de una
realización preferida alternativa de una placa según la presente
invención;
la figura 7 es una vista en perspectiva de una
realización preferida de una cuchilla con filas de dientes
desplazados para la fabricación de la placa porta- zapatas según la
presente invención. La figura muestra una inserción que permite que
uno o más dientes se inserten en la cuchilla de manera que puedan
liberarse.
la figura 8A es una vista en planta desde arriba
de una cuchilla;
la figura 8B es una vista en planta lateral de
una cuchilla;
la figura 8C es una vista en planta desde arriba
de una cuchilla;
la figura 8D es una vista en planta lateral de
una cuchilla;
las figuras 9A y 9B son vistas en perspectiva de
un pieza insertada de cuchilla que puede soltarse con un diente
desplazado;
la figura 9C es una vista en perspectiva de una
pieza insertada de cuchilla que puede soltarse.
La invención es una placa para sostener un
material de fricción en un conjunto de freno. Preferiblemente, la
placa comprende:
(a) una superficie de contacto para sujetar el
material de fricción a la placa;
(b) una segunda superficie opuesta a la
superficie de contacto;
(c) una pluralidad de estructuras de retención
formadas en la superficie de contacto, comprendiendo cada estructura
de retención un elemento sobresaliente que se prolonga desde un
punto entre la superficie de contacto y la segunda superficie, de
manera que el elemento se prolonga hacia fuera desde la superficie
de contacto para engancharse con el material de fricción.
La estructura de retención comprende además una
superficie deprimida que linda con el elemento sobresaliente,
prolongándose la superficie deprimida en la superficie de
contacto.
La placa de freno según la presente invención es
útil en el campo de la fabricación de piezas del freno de vehículos.
La placa es útil en frenos para cualquier vehículo motor, tales como
coches, camiones, aeroplanos, trenes, bicicletas, todos los
vehículos todo-terreno o motocicletas.
La figura 1 muestra una placa 1 de freno según
una realización preferida de la presente invención. La placa 1 tiene
una forma convencional y un grosor adecuado cualquiera (0,3175 -
1,27 cm), y preferiblemente se fabrica de metal o de un compuesto
metálico adaptado para soportar los rigores de un sistema de freno
convencional. Los taladros circulares mostrados en la placa no son
necesarios y se incluyen sólo para fines ilustrativos. La placa de
freno tiene una superficie 2 de contacto para moldear un material
de fricción (no mostrado) mediante un proceso de moldeo
convencional.
Cualquier número adecuado de estructuras 3 de
retención están conectadas a la primera superficie de la placa de
freno. Preferiblemente, las estructuras de retención están formadas
de una pieza mediante troquelado de la placa de freno, tal como se
describe posteriormente con más detalle. Cada una de las estructuras
de retención incluye una protuberancia 4 que sobresale de la primera
superficie, que está situada adyacente a una depresión 5
correspondiente definida en la superficie 2 de contacto.
Preferiblemente, cada protuberancia se forma de una pieza recortando
la protuberancia de la primera superficie de la placa de freno, lo
que genera la depresión 5 correspondiente. El elemento sobresaliente
se prolonga desde un punto entre la superficie de contacto y la
segunda superficie 36 (en la figura 6, la segunda superficie está
opuesta a la superficie de contacto y se presenta como la parte
inferior plana de la superficie de la placa), de manera que el
elemento se prolonga hacia fuera de la superficie de contacto para
engancharse con el material de fricción. Preferiblemente, cada una
de las protuberancias tiene una forma curva, que se curva hacia el
lado opuesto de su depresión correspondiente.
Las estructuras 3 de retención están dispuestas
preferiblemente en filas 6 sustancialmente paralelas dispuestas de
manera longitudinal. Preferiblemente, la posición de la
protuberancia 4 y de la depresión 5 es idéntica para cada fila,
pero alternan con filas adyacentes, tal como se muestra en la figura
1. Preferiblemente, el número de filas es suficiente para cubrir
sustancialmente toda el área de superficie de la placa 1 de freno
para proporcionar la máxima fuerza de unión. La profundidad de las
depresiones y la altura de las protuberancias depende de la fuerza
de unión requerida para una aplicación particular. La figura 6
muestra una variante de la placa en la que existe un espacio
aumentado entre las estructuras de cada fila. Las estructuras de
retención en cada fila están más espaciadas que las de la figura
1.
La placa 1 según la presente invención no
necesita cubrirse con ningún adhesivo para conseguir la fuerza de
unión deseada con el material de fricción. Dado que la placa tiene
un gran número de elementos sobresalientes, no habrá separación
entre la placa y el material cuando la placa y el material están
sometidos a calentamiento y enfriamiento frecuentes. La placa dura
más y es más segura.
Para un disco de freno tal como el que se muestra
en la figura 1, la altura de los elementos puede ser de manera
preferida aproximadamente de 0,762 centímetros a 0,1905 centímetros
por encima de la superficie de contacto. Preferiblemente, existen al
menos aproximadamente 3 elementos sobresalientes por centímetro
cuadrado. El paso horizontal (distancia entre cada elemento) entre
elementos en la dirección de la formación de la pastilla
preferiblemente puede oscilar entre 0,3048 y 0,635 centímetros. El
paso entre filas es de manera preferida aproximadamente de 0,254 a
0,508 centímetros. La cobertura de elementos en la superficie de
contacto es de manera preferida aproximadamente al menos del 65%
para un disco de
freno.
freno.
Para un disco de freno tal como se muestra en la
figura 6, la altura de los elementos puede ser de manera preferida
de aproximadamente 0,762 centímetros a 0,1905 centímetros, y de
manera más preferida de aproximadamente 0,1143 a 0,1524 centímetros
sobre la superficie de contacto. De manera preferida, existen al
menos aproximadamente 4,65 elementos por centímetro cuadrado. El
paso horizontal entre elementos (distancia entre cada uno) en la
dirección de formación de virutas puede oscilar preferiblemente
entre 0,3048 y 0,635 centímetros y, de forma más preferiblemente,
es de 0,1524. La cobertura de elementos en la superficie de
contacto es de manera preferida al menos aproximadamente del 65%
para un disco de freno.
El método de fabricación de la placa 1 de freno
según la presente invención comprende la colocación de la placa de
soportes en una superficie plana debajo de una prensa convencional y
el troquelado de la superficie 2 de contacto de la placa de soporte
con una serie de cuchillas 10 sustancialmente paralelas. Con
referencia a la figura 2, las cuchillas están dispuestas
preferiblemente de manera fundamentalmente paralela al eje
longitudinal de la placa de soporte. Cada cuchilla tiene una
pluralidad de dientes 11 preferiblemente idénticos definidos a lo
largo de un filo cortante de la misma. Cada diente forma la
depresión 5 y la protuberancia 4 de una estructura 3 de retención.
La configuración de los dientes puede alternar de una fila a otra,
de manera que una de cada dos filas tiene una configuración
idéntica. En la figura 6, una cuchilla con dientes desplazados se
utiliza preferiblemente para crear un diseño en tablero de ajedrez
(patrón alternante de estructuras de retención) entre filas
cortadas por la misma cuchilla.
La figura 2 muestra el aparato 12 para la
fabricación de la placa de soporte según la presente invención. El
aparato se monta en una prensa convencional de un modo adecuado
cualquiera para troquelar la placa 1 de soporte, tal como se
describe anterior-
mente.
mente.
Con referencia a las figuras 2-4,
el aparato 12 incluye una placa 13 base de la cual están suspendidas
dos placas 14 laterales mediante preferiblemente cuatro tornillos 15
convencionales. Preferiblemente, están suspendidas dos varillas 16
de deslizamiento transversales desde cuatro muelles de soporte (no
mostrados) que están sujetos cada uno a uno de los tornillos en un
extremo y a un extremo de la varilla de deslizamiento en el otro
extremo. Las varillas de deslizamiento se fijan de manera deslizante
a las cuchillas 10 mediante su disposición preferiblemente en
ranuras 17 guía definidas en las cuchillas. Un medio de desvío, tal
como, por ejemplo, dos muelles 18 de recuperación, se conectan a
cada varilla de deslizamiento para desviar las varillas de
deslizamiento la una hacia la otra. Una placa 19 de presión se
dispone sobre los filos no cortantes de las cuchillas.
Preferiblemente, una pluralidad de muelles 20 de ajuste se disponen
entre la placa base y la placa de presión para separarlas. Dos
alojamientos 21 de bloque se montan transversalmente en la placa
base adyacente a los filos de las cuchillas. Un bloque 22 conductor
se monta en cada alojamiento de bloque mediante un perno 23
corredizo que está dispuesto de manera sustancialmente paralela al
eje longitudinal de las cuchillas. Un bloque 24 deslizante está
montado de manera que puede deslizarse en cada alojamiento adyacente
al bloque de conducción.
La figura 5A muestra la etapa inicial del
funcionamiento del aparato 12. Una prensa convencional (no mostrada)
conduce el aparato 12 sobre una placa 25 en bruto, de manera que el
bloque 24 deslizante preferiblemente impacta contra la superficie
inferior de la prensa 26 antes de que las cuchillas 10 impacten
contra la pieza en bruto. El impacto contra la superficie inferior
de la placa conduce el bloque de deslizamiento hacia arriba con
respecto al bloque 22 de conducción, provocando que la superficie
27 deslizante del bloque deslizante ejerza una fuerza en el bloque
de conducción sustancialmente paralela al eje longitudinal de las
cuchillas. Esta fuerza provoca que cada bloque de conducción
desplace cuchillas alternas a lo largo de su eje longitudinal. Dado
que sólo cuchillas alternas entran en contacto con cada bloque de
conducción antes del impacto, las cuchillas adyacentes se empujan en
direcciones opuestas mediante cada uno de los bloques de conducción.
Preferiblemente, las cuchillas se están desplazando antes de que la
pieza en bruto entre en contacto con las
cuchillas.
cuchillas.
Los dientes de las cuchillas pueden estar
dispuestos a lo largo del eje longitudinal de la cuchilla, de manera
que forman una fila única. Pueden existir partes donde no hay
presente ningún diente, como en la figura 8D. Cada uno de los
dientes tiene una superficie guía que es transversal al eje de la
cuchilla. La superficie guía puede estar inclinada para determinar
la forma de protuberancia de la misma manera que está inclinado un
arado. Todos los dientes pueden tener un ángulo de inclinación
similar o pueden
variar.
variar.
En una variante de cuchilla, los dientes están
desplazados, preferiblemente de manera que los dientes están
dispuestos en dos o más filas, tal como se muestra en la figura 9.
De este modo, cada cuchilla corta filas de dientes a lo largo de dos
ejes longitudinales (formando dos filas que son de manera preferida
sustancialmente paralelas) para proporcionar una zapata de freno tal
como se muestra en la figura 6.
Con referencia a las figuras 5B y 5C, el impacto
de las cuchillas 10 contra la pieza 25 en bruto puede regularse
mediante el medio de desvío, preferiblemente muelles 20 de ajuste
(mostrados en la figura 2). Los muelles de ajuste permiten que el
aparato 12 se monte en prensas que tienen diferentes
especificaciones de fuerza. Los muelles de ajuste garantizan de
manera efectiva que se ejerce una fuerza constante contra las
cuchillas, independientemente de la fuerza aplicada por la prensa.
En una variante, los muelles están situados bajo la placa, tal como
se muestra en la figura 5D. A medida que las cuchillas se empujan
hacia abajo en la pieza en bruto, deslizan también a lo largo de las
varillas 16 de deslizamiento paralelamente a su eje longitudinal, de
manera que las cuchillas adyacentes se desplazan en direcciones
opuestas a medida que cortan. Estos movimientos simultáneos hacia
abajo y deslizantes provocan que cada diente 11 de una cuchilla
forme una estructura 3 de retención.
El aparato es capaz de completar una placa
completa en un troquelado. Después de que la prensa se levante del
aparato 12, el bloque 24 deslizante se devuelve a su posición
inicial por la fuerza de gravedad, y las cuchillas 10 y el bloque
22 de conducción se devuelven a sus posiciones iniciales por medio
de los muelles 19 de deslizamiento. Un experto en la técnica podría
utilizar fácilmente las cuchillas para preparar placas de tambor de
frenos.
Durante el proceso de moldeado y fijación del
material de fricción en la placa, el material de preforma se ajusta
en un molde y se presiona contra la placa. El material fluye dentro
de cada una de las estructuras 3 de retención y las rodea para
unirse a la placa 1. Las estructuras de retención proporcionan
resistencia elástica mejorada, al mismo tiempo que proporcionan
resistencia de desvío mejorada. Las resistencias elástica y de
desvío pueden variarse cambiando la profundidad del corte (es
decir, la depresión 5), lo que también aumenta la altura de la
protuberancia 4. Estos resultados se consiguen utilizando un
proceso de dos pasos, y sin la necesidad de componentes adicionales,
tales como taladros, conduciendo a un tiempo reducido de
fabricación y un ahorro significativo de coste.
La figura 5D muestra una variante del aparato en
la que un muelle se monta en una bancada fija de prensa, de manera
que el muelle está bajo la prensa. El muelle puede ser un muelle
helicoidal convencional o un muelle de nitrógeno. Puede utilizarse
cualquier otro medio de desvío adecuado. Una cuchilla de la
invención se muestra en las figuras 7 y 8. En estas figuras, los
dientes de cada cuchilla están alineados a lo largo de un eje
definido por la cuchilla. No obstante, los dientes pueden estar
desplazados para proporcionar una zapata de freno del tipo mostrado
en la figura 6. La figura 7 muestra una cuchilla con dientes
desplazados.
La figura 7 también muestra que la cuchilla puede
realizarse con piezas insertadas que pueden soltarse. Los dientes
rotos o romos pueden cambiarse fácilmente sin desechar la cuchilla.
También puede utilizarse una pieza insertada en bruto sin ningún
diente. De manera optativa, las piezas insertadas pueden estar
permanentemente fijas en la cuchilla. Las figuras 8A y 8B muestran
la cuchilla con dientes continuos. Las figuras 8C y 8D muestran la
cuchilla que tiene una superficie en bruto donde no está presente
ningún diente. La placa no presentará superficies de retención en
los lugares en los que la cuchilla se presente en bruto. Las figuras
9A y 9B muestran dientes desplazados. La figura 9C muestra que los
dientes desplazados tienen de manera preferida aproximadamente la
misma altura sobre la cuchilla.
Puede apreciarse que la descripción anterior se
refiere a la realización preferida sólo a modo de ejemplo. Muchas
variantes de la invención serán obvias para los expertos en el
campo, y tales variantes obvias están dentro del alcance de la
invención, tal como se describe y reivindica, estén o no
expresamente descritas.
Claims (9)
1. Placa de soporte de freno para soportar un
material de fricción en un conjunto de freno, comprendiendo la
placa:
(a) una superficie (2) de contacto, y
(b) una pluralidad de filas (6) paralelas de
estructuras (3) de retención de una pieza formadas en la superficie
(2) de contacto, comprendiendo cada estructura (3) de retención:
- (i)
- un elemento (4) sobresaliente que se prolonga hacia fuera desde la superficie de contacto para engancharse con el material de fricción; y
- (ii)
- una superficie (5) deprimida que linda con el elemento (4) sobresaliente, prolongándose la superficie (5) deprimida en la superficie (2) de contacto;
con lo que la posición de las estructuras (3) de
retención en las filas (6) comprende una configuración alterna
entre filas (6) adyacentes; y
con lo que la posición del elemento (4)
sobresaliente y deprimido (5) de una estructura (3) de retención
alterna entre filas (6) adyacentes.
2. Placa según la reivindicación 1, en la que la
superficie de contacto es curva o sustancialmente plana.
3. Placa de la reivindicación 1 ó 2, en la que la
placa comprende una placa de soporte del disco de freno.
4. Placa según la reivindicación 2, en la que la
placa comprende una placa de soporte del tambor de freno.
5. Placa según las reivindicaciones 1 a 4, en la
que las estructuras de retención se forman cortando la placa.
6. Placa según las reivindicaciones 1 a 4, en la
que las estructuras de retención se forman haciendo incisiones en
la placa.
7. Placa según las reivindicaciones 1 a 6, en la
que el elemento sobresaliente tiene forma de una protuberancia que
tiene una forma curva, curvándose la protuberancia hacia fuera de
la superficie deprimida colindante.
8. Placa según las reivindicaciones 1 a 7, en la
que la placa comprende una placa de metal o de un compuesto
metálico.
9. Zapata de freno para utilizarse en un conjunto
de freno, comprendiendo la zapata de freno:
(a) un material de fricción; y
(b) una placa de soporte de freno según las
reivindicaciones 1 a 8.
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