ES2254421T3 - Componentes de frenado, particularmente para frenos de vehiculo. - Google Patents
Componentes de frenado, particularmente para frenos de vehiculo.Info
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Abstract
Un componente de frenado (10), particularmente para frenos de vehículo, constituido por un elemento de soporte (11) y un elemento de frenado (12), dicho elemento de soporte (11) estando constituido por una pluralidad de capas, caracterizado por el hecho de que dichas capas están hechas de un ligamento de cordones, cada uno de los cuales comprende una pluralidad de filamentos, de los cuales al menos uno está hecho de fibra de carbono y al menos uno está hecho de metal.
Description
Componentes de frenado, particularmente para
frenos de vehículo.
La presente invención hace referencia a
componentes de frenado, particularmente para frenos de
vehículo.
En particular, la invención puede ser aplicada a
frenos de disco y/o de tambor para vehículos a motor, motocicletas,
trenes, aviones, etc.
Los sistemas de frenado en la actualidad
utilizados más ampliamente en vehículos terrestres comprenden
frenos de fricción, tales como frenos de disco que utilizan placas,
y frenos de tambor que utilizan zapa-
tas.
tas.
Las placas comercialmente disponibles en la
actualidad pueden asumir varias formas, dependiendo del fabricante,
pero están sustancialmente constituidas por un soporte hecho de
material metálico y por un elemento de frenado que, durante la
acción de frenado, hace contacto con el disco estando rígidamente
acoplado a la rueda.
Las zapatas, también, pueden asumir varias
formas, dependiendo del fabricante, y están sustancialmente
constituidas por un soporte hecho de material metálico y por un
elemento de frenado que, durante la acción de frenado, hace
contacto con la superficie interna de un tambor estando rígidamente
acoplado a la rueda del vehículo.
Es conocido que durante la acción de frenado la
energía cinética de la rueda y por lo tanto del disco y/o tambor
correspondiente es convertida en calor.
Las placas y las zapatas de este modo están
sometidas a considerables aumentos de temperatura que, en
condiciones críticas, pueden incluso llevar a la reducción de sus
propiedades mecánicas.
Además, las vibraciones son transmitidas
rígidamente entre el disco y las placas y entre el tambor y las
zapatas.
La patente de EEUU n. 5,242,746 muestra un
elemento de fricción de capa múltiple consistente en material
compuesto carbono-carbono comprendiendo una capa
estructura de textura llamada "basta" comprendiendo segmentos
de mechas y al menos una capa de fricción de textura llamada
"fina" comprendiendo segmentos de fibra.
La patente del Reino Unido n. 2,125,126 muestra
una placa de freno de disco comprendiendo un miembro de fricción
añadido a un miembro de revestimiento y de aislamiento térmico que
comprende por ejemplo una capa de grafito flexible para reducir la
transmisión de calor de fricción. La capa de grafito puede estar
provista con una capa protectora en su superficie exterior o en sus
dos superficies. La capa protectora puede ser de acero inoxidable,
de placa de acero cromado o de placa de resina sintética reforzada
con fibra; y el miembro de fricción puede ser del tipo amianto o
del tipo lana de acero.
El objetivo de la presente invención es
solucionar o sustancialmente reducir los problemas de las placas
y/o zapatas convencionales.
Dentro de este objetivo, un objeto importante de
la invención es proveer una placa que permita minimizar la
transmisión de calor entre la placa y la galga de apoyo.
Otro objeto de la invención es proveer una placa
y/o zapata que esté menos sometida a aumento de temperatura y que
sea más resistente en condiciones de operación críticas.
Otro objeto de la invención es proveer una placa
que también permita el amortiguamiento de las vibraciones.
Este objetivo y estos y otros objetos que
resultarán aparentes de mejor modo a continuación se consiguen
mediante las características de las reivindicaciones 1, 5 y 6.
Otras características y ventajas de la presente
invención resultarán aparentes de mejor modo a partir de la
siguiente descripción detallada de un ejemplo de realización suyo
exclusivo pero no preferido, ilustrado sólo mediante ejemplo no
limitador en los dibujos que acompañan, en los que:
La Figura 1 es una vista de perspectiva de una
placa para frenos de disco según la invención;
Las Figuras 2 y 3 son vistas laterales de un
primer ejemplo de realización y un segundo ejemplo de realización,
respectivamente, de la placa de la Figura 1;
La Figura 4 es una vista de un freno de tambor
que utiliza una zapata según la invención;
La Figura 5 es una vista de perspectiva de una
zapata del freno de la Figura 4.
Con referencia particular a las Figuras 1 y 2, un
componente de frenado según la invención está constituido por una
placa para frenos de disco, que está generalmente designada por el
número de referencia 10.
La placa 10 está constituida por un elemento de
soporte 11 para un elemento de frenado 12.
El elemento de soporte 11 es obtenido
superponiendo y fijando una pluralidad de capas de carbono, que en
este caso están constituidas por un ligamento de cordones, cada uno
comprendiendo una pluralidad de filamentos, de los cuales al menos
uno está hecho de fibra de carbono y al menos uno está hecho de
metal.
Cada una de las capas tiene un grosor de entre
0,5 y 2 mm.
Las diversas capas de ligamento pueden ser
encoladas en caliente o en frío mediante impregnación con resina
epoxy.
Alternativamente, pueden ser unidas mediante
moldeo a presión.
Ventajosamente, el elemento de frenado 12 es un
elemento sinterizado comprendiendo un porcentaje de polvo de
carbono que puede variar de entre 4 y 15% y está mezclado con otros
materiales que son utilizados comúnmente.
Ventajosamente, el freno de disco puede estar
cubierto de una capa de fibra de carbono impregnada con resina
epoxy.
La resina puede ser el medio de adhesión entre el
recubrimiento y el metal.
Alternativamente, se puede utilizar una lámina
doble adhesiva.
La Figura 3 ilustra un segundo ejemplo de
realización de la placa, ahora designado por el número de
referencia 110.
La placa 110 está constituida por un elemento de
soporte 111 para un elemento de frenado sinterizado 112.
En este caso, el elemento de soporte 111 está
hecho de material metálico y la superficie que hace contacto con la
galga está cubierta de una capa de carbono que en este caso está
constituida por un ligamento 113 constituido por cordones que
comprenden una pluralidad de filamentos, de los cuales al menos uno
está hecho de fibra de carbono y al menos uno está hecho de
metal.
La capa de ligamento 113 puede ser encolada en
caliente o en frío al elemento de soporte 111 o alternativamente
ser montada mediante moldeo a presión.
Alternativamente, una lámina doble adhesiva puede
ser utilizada para el encolado.
Ventajosamente, la capa de ligamento 113, o las
capas de ligamento que constituyen el elemento de soporte 111,
pueden estar hechas de filamentos o de material metálico que permita
la soldadura.
También el elemento de frenado sinterizado 112
contiene un porcentaje de polvo de carbono que varía entre 4 y
15%.
El ligamento es en cualquier forma aplicado
normalmente mediante moldeo a presión a
80-140ºC.
La Figura 4 ilustra un freno de tambor,
generalmente designado por el número de referencia 200,
comprendiendo un componente de frenado que, en este caso, está
constituido por un par de zapatas.
El freno 200 está sustancialmente constituido por
dos zapatas 201 estando dispuestas dentro del tambor 202 que está
rígidamente acoplado a una rueda, no mostrada en la figura.
Cada zapata está constituida por un elemento de
soporte en forma de arco 203 hecho de material metálico y soporta
rígidamente, en la porción que encara al tambor 201, un elemento de
frenado 204.
Al igual que los elementos de frenado descritos
anteriormente 12 y 112, el elemento de frenado 204 es un elemento
sinterizado comprendiendo un porcentaje de polvo de carbono que
puede variar entre 4 y 15% y está mezclado con otros materiales
utilizados comúnmente para producir elementos de frenado de placas
y zapatas.
El elemento de soporte 203 es obtenido
superponiendo y fijando una pluralidad de capas de carbono que, en
este caso también, están constituidas por un ligamento de cordones,
cada uno de ellos comprendiendo una pluralidad de filamentos, de
los cuales al menos uno está hecho de fibra de carbono y al menos
uno está hecho de metal.
Los métodos para fijar las diversas capas que
constituyen el elemento de soporte 203 pueden ser los mismos que
los utilizados para el elemento de soporte 11 de la placa 10.
Una capa 205 de fibra de carbono puede ser
interpuesta entre el elemento de soporte 203 y el elemento de
frenado 204.
Ventajosamente, la superficie del tambor en la
que el elemento de frenado actúa puede estar cubierta de una capa
de ligamento hecha de fibra de carbono impregnada con resina epoxy
que también puede actuar como un elemento para unir con el
metal.
Alternativamente, una lámina doble adhesiva puede
ser utilizada para el encolado.
En la práctica se ha observado que la presente
invención ha conseguido el objetivo y los objetos pretendidos.
En particular, proveyendo elementos de soporte
hechos de ligamentos de fibra de carbono es posible obtener placas
y zapatas que provean una elevada resistencia al calor.
El uso de una capa de ligamento con cordones
parcialmente hechos de fibra de carbono permite también aislar
apropiadamente una placa convencional de la galga de soporte.
Además, la provisión de un elemento de frenado
sinterizado comprendiendo un porcentaje dado de polvo de carbono
permite optimizar el comportamiento de la placa y de la zapata a
temperaturas elevadas.
Las placas o zapatas que utilizan un elemento de
soporte y un elemento de frenado constituidos por un elemento
sinterizado, tales como los descritos anteriormente, pueden ser
utilizados en cualquier tipo de vehículo a motor y motocicleta, así
como en el tren de aterrizaje de los aviones, en trenes, y en muchas
otras aplicaciones.
La presente invención es susceptible de numerosas
modificaciones y variaciones, todas ellas estando dentro del ámbito
del mismo concepto inventivo.
Los detalles técnicos pueden ser reemplazados por
otros elementos técnicamente equivalentes; además, los materiales y
las dimensiones pueden ser cualesquiera según los requisitos, con la
condición de que sean compatibles con el uso contingente.
Las informaciones de la solicitud de Patente
Italiana nº PD2000A000090 de la que esta solicitud reclama
prioridad se incorporan en la presente por referencia.
Claims (7)
1. Un componente de frenado (10), particularmente
para frenos de vehículo, constituido por un elemento de soporte
(11) y un elemento de frenado (12), dicho elemento de soporte (11)
estando constituido por una pluralidad de capas,
caracterizado por el hecho de que dichas capas están hechas
de un ligamento de cordones, cada uno de los cuales comprende una
pluralidad de filamentos, de los cuales al menos uno está hecho de
fibra de carbono y al menos uno está hecho de metal.
2. El componente de frenado (10) según la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los
cordones de dicho tejido comprenden una pluralidad de filamentos
hechos de un metal que puede ser soldado.
3. El componente de frenado (10) según una o más
de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por el
hecho de que cada capa tiene un grosor de entre 0,4 y 2 mm.
4. El componente de frenado (10) según la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho
elemento de frenado (12) es un elemento sinterizado que comprende
carbono en polvo en un porcentaje de entre 4 y 15%.
5. Una placa (110) para frenos de disco
comprendiendo un elemento de soporte metálico (111) y un elemento
de frenado (112), el elemento de soporte metálico (111)
comprendiendo en la superficie que encara la galga de soporte al
menos una capa (113), según una o más de las reivindicaciones 1 a
3.
6. Una zapata (201) para frenos de tambor (200)
comprendiendo un elemento de soporte (203) y un elemento de frenado
(204), dicho elemento de soporte (203) estando obtenido por una
pluralidad de capas, según una o más de las reivindicaciones 1 a
3.
7. La zapata para frenos de tambor (200) según la
reivindicación 6, comprendiendo una capa (205) de fibra de carbono
que es interpuesta entre el elemento de soporte (203) y el elemento
de frenado (204).
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