ES2272396T3 - Zapata de freno, especialmente para frenos de disco. - Google Patents
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Abstract
Zapata de freno, especialmente para discos de freno, que contiene una placa trasera metálica (2, 2¿) provista con perfiles (5, 5¿), sobre la que está fijada al menos una guarnición de fricción (3, 3¿), y en la que los perfiles (5, 5¿) están previstos dentro del área de la sección transversal de un elemento de activación (4, 4¿) y los perfiles están formados en cada caso por al menos una elevación individual y por una cavidad correspondiente en el lado de la guarnición de fricción, caracterizada porque varios perfiles (5, 5¿) configurados del tipo de segmento circular están dispuestos sobre una periferia circular esencialmente sobre el mismo radio y en los perfiles (5, 5¿) está previsto un material (6, 6¿) con conductividad térmica más reducida con respecto a la guarnición de fricción (3, 3¿).
Description
Zapata de freno, especialmente para frenos de
disco.
La invención se refiere a una zapata de freno,
especialmente para frenos de disco, que contiene una placa trasera
metálica provista con perfiles, sobre la que está fijada al menos
una guarnición de fricción.
A partir del documento DE-A 197
06 123 se puede deducir una zapata de freno de este tipo, en la que
la placa trasera presenta en la dirección circunferencial al menos
dos secciones con espesor diferente de la placa trasera. Las
conformaciones deben estar configuradas en este caso de tal forma
que descargan al mismo tiempo la solicitación térmica de un
elemento de activación que lleva la zapata de freno a engrane de
actuación. Se describen perfiles ondulados, perfiles rectangulares,
impresiones, acanaladuras o similares. Aunque aquí se puede
realizar ya una cierta descarga o bien desacoplamiento térmico, sin
embargo en el caso de fuerzas elevadas de frenado, actuarán
temperaturas elevadas en la zona del elemento de activación,
especialmente del cilindro de freno o bien de sus componentes
periféricos, que pueden conducir a daños.
A partir del documento US-A
6.041.893 se puede deducir una zapata de freno, que contiene una
placa trasera metálica así como una guarnición de fricción fijada
sobre la misma. Entre la guarnición de fricción y la placa trasera
se extiende al menos una capa adicional, a la que están asociadas
ciertas propiedades de amortiguación y que conduce también a avisos
acústicos en el caso de fricción de la guarnición de fricción.
El documento EP 0503625 A publica una zapata de
freno para un freno de disco con una placa trasera de metal, con la
que está conectado un bloque de material de fricción. Entre la placa
trasera y la guarnición de fricción está dispuesta una capa de
aislamiento térmico de cerámica, que se aplica en toda la superficie
a través de un procedimiento de inyección de plasma. En una forma
de realización, está prevista una escotadura rectangular en la
placa trasera, que sirve junto con una nervadura con contorno
aproximadamente en forma de cola de milano para la fijación de la
guarnición de freno en una pinza de freno, de manera que existe un
espesor constante del material.
En el documento US 4685543 se describe una placa
de soporte para una guarnición de freno, que está formada por una
capa fina de material resistente a la corrosión. La placa de soporte
presenta una zona rebajada, esencialmente de forma circular, que
corresponde a la zona del pistón de freno. En la zona rebajada se
forma una barrera térmica a través de un intersticio de aire entre
el elemento de base y el cilindro de freno.
Además, en el documento DE 1600155 A se describe
un soporte de guarnición de freno para frenos de disco, en el que
una placa adicional o bien una chapa está colocada fijamente en la
placa de soporte de la guarnición de freno con el fin de reducir la
formación de ruido y conseguir un desgaste lo más uniforme posible
de la guarnición. El material de la guarnición de freno está en
contacto directo con la placa de soporte.
La invención tiene el cometido de optimizar una
zapata de freno de acuerdo con la parte de formación del tipo de la
primera reivindicación de la patente, de tal manera que se evitan
los daños condicionados a través de la actuación de la temperatura
del elemento de activación, especialmente del cilindro de freno o
bien de los componentes periféricos que colaboran con el mismo.
Este cometido se soluciona a través de los
rasgos característicos de la reivindicación 1. Los desarrollos
ventajosos del objeto de la invención se pueden deducir a partir de
las reivindicaciones dependientes.
En un desarrollo del estado de la técnica,
especialmente del documento DE-A 197 06 123, el
objeto de la invención posibilita un desacoplamiento claro del
flujo de calor entre la guarnición de fricción y el elemento de
activación, especialmente el cilindro de freno así como los
componentes que colaboran con el mismo, como manguitos y similares.
El calor de fricción transmitido especialmente desde el disco de
freno durante la activación del o bien de los cilindros de freno
sobre la guarnición de fricción no se propaga de esta manera ya
directamente a la placa trasera metálica y, por lo tanto, al
elemento de activación, en su lugar se compensa la temperatura en la
mayor medida posible a través del material dispuesto a
continuación, previsto especialmente en los perfiles, de
conductividad térmica más
reducida.
reducida.
Debido a la configuración especial de los
perfiles, especialmente de las elevaciones que se extienden sólo
parcialmente en la dirección del elemento de activación, se realiza
un desacoplamiento adicional del flujo de temperatura. Las
elevaciones configuradas parcialmente en forma de segmento,
dispuestas especialmente sobre una periferia circular, permanecen
esencialmente dentro del diámetro (del área de la sección
transversal) del o bien de los elementos de activación, de manera
que la superficie de contacto del o bien de los mismos con la placa
trasera metálica está limitada a estos segmentos.
De acuerdo con otra idea de la invención, el
material con conductividad térmica reducida o bien puede estar
previsto sólo en la zona de los perfiles o, en cambio, se puede
disponer de tal forma que se extiende sobre la periferia circular
imaginaria de los segmentos. De una manera alternativa, existe
también la posibilidad de prever el material de conductividad
térmica más reducida de tal forma que se extienda esencialmente
sobre el área de la sección transversal de la guarnición de
fricción entre la misma y la placa trasera metálica.
La placa trasera metálica puede ser tanto una
placa fundida con perfiles ya formados como también una placa
trasera de acero convencional con estampaciones correspondientes.
Los perfiles que sobresalen desde la placa trasera metálica en la
dirección del elemento de activación presentan de una manera
preferida una altura < 2 mm, especialmente entre 0,5 y 1,0
mm.
Las elevaciones conectadas con el perfilado de
la placa trasera metálica implican las siguientes ventajas:
Reducción de la conducción térmica; reducción de la radiación
térmica; elevación de la transmisión térmica por convección al
medio ambiente.
El objeto de acuerdo con la invención se puede
aplicar de una manera preferida en todos los discos de freno
(hidráulicos o neumáticos). A través de esta solución se puede
prescindir igualmente de otras capas adicionales descritas en el
estado de la técnica de acuerdo con el documento
US-A 6.041.893.
Los materiales preferidos para los perfiles o
bien sus uniones presentan como componentes esenciales: óxido de
magnesio, vermiculita, fibras, especialmente fibras de PAN, lana
mineral, materiales de reciclado y resinas, especialmente resina
fenólica, siendo igualmente concebibles aditivos de ácido silícico y
fibras de vidrio así como wollastonita. A continuación se
reproducen intervalos para materiales posibles de conductividad
térmica reducida (todas las indicaciones son en % en masa).
| Óxido de magnesio | 10 - 14% | |
| Vermiculita | 30 - 35% | |
| Fibras de PAN | 1 - 2% | |
| Lana mineral | 18 - 22% | |
| Fibras de vidrio | 1 - 3% | |
| Wollastonita | 6 - 8% | |
| Resina fenólica | 12 - 16% | |
| Material de reciclado | 5 - 8% | |
| Ácido silícico | 3 - 5% |
A continuación se representa el objeto de la
invención con la ayuda de un ejemplo de realización en el dibujo y
se describe de la siguiente manera. En este caso:
La figura 1 muestra un esbozo de principio de
una mordaza de freno en diferentes vistas.
La figura 2 muestra una vista de acuerdo con la
línea II-II de la figura 1.
La figura 3 muestra un esbozo de principio de
una zapata de freno con dos elementos de activación.
La figura 4 muestra una representación de
elevaciones del tipo de segmento sobre la placa trasera de la zapata
de freno.
La figura 5 muestra una sección transversal a
través de una sección parcial de la mordaza de freno de acuerdo con
la figura 3.
La figura 1 muestra como esbozo de principio una
mordaza de freno 1 de acuerdo con la invención, que contiene una
placa trasera metálica 2 así como una guarnición de fricción 3, que
está fijada, por ejemplo, por medio de vulcanización sobre la placa
trasera 2. La zapata de freno 1 colabora en este ejemplo con un
cilindro de freno 4 como elemento de activación y contiene un
perfilado 5 en forma de una cavidad/elevación, cuya forma de la
sección transversal está prevista esencialmente dentro del diámetro
d del cilindro de freno 4. La placa trasera metálica 2 debe ser en
este ejemplo una placa de acero, en la que el perfil 5 está
estampado. En el lado de la guarnición de fricción, dentro del
perfil 5 está insertado un material de guarnición 6, que presenta
una conductividad térmica más reducida que el material de fricción 3
propiamente dicho. A través de esta medida se puede reducir el
flujo de calor desde la guarnición de fricción 3 en la dirección de
la placa trasera metálica 2 así como el cilindro de freno 4 que se
conecta a continuación, de tal forma que se inhibe la transmisión
de la temperatura especialmente en la zona problemática del cilindro
de freno 4. La zona elevada 7 del perfil 5 dirigida hacia el
cilindro de freno 4 presenta una altura de construcción de s = 1. El
perfil 5 presenta un área de la sección transversal de forma
circular (figura 2).
La figura 3 muestra otro esbozo de principio de
una zapata 1', que contiene una placa trasera 2' configurada en
este ejemplo como cuerpo fundido así como una guarnición de fricción
3'. En este ejemplo se emplean dos cilindros de freno 4'.
La figura 4 muestra una sección transversal a
través de la placa trasera 2' de acuerdo con la línea de
intersección IV-IV, en la que en la zona del
cilindro de freno 4' están previstos perfiles 5' configurados del
tipo de segmento, dispuestos sobre una periferia circular
imaginaria. Estas elevaciones 7' del tipo de perfil, que se
extienden en dirección de la pieza de fuerza, están conformadas ya
al mismo tiempo en la generación de la placa de fundición 2'.
La figura 5 muestra una sección a lo largo de la
línea B-B según la figura 4. Se pueden reconocer la
placa trasera 2', la guarnición de fricción 3 así como el perfil 5'
insertado, que están previstos en el lado de la guarnición de
fricción como cavidad y en el lado de la pieza de fuerza como
elevación 7. En el lado de la guarnición de fricción está previsto
-como ya se ha representado en la figura 1- un material de
guarnición 6', que presenta una conductividad térmica reducida
frente a la guarnición de fricción.
A partir de las figuras 2 a 5 se puede deducir
que las elevaciones 7, 7' del tipo de perfil están previstas
esencialmente dentro del área de la sección transversal del cilindro
de freno 4' respectivo, de manera que se posibilita exclusivamente
en estas zonas una transmisión de calor desde la guarnición de
fricción 3' sobre la placa trasera 2' en la dirección del cilindro
de freno 4'. Debido al material de guarnición 6' se reduce una
transmisión de calor de tal forma que se pueden evitar con seguridad
los daños en el cilindro de freno 4' o bien en los componentes que
colaboran con el mismo, como tapas de protección o similares. En
este ejemplo, los perfiles 7, 7' presentan una altura de 1,0 mm. El
material 6, 6' empleado presenta en estos ejemplos las siguientes
composiciones, a las que no está limitado, sin embargo, el objeto de
la invención (todas las indicaciones en % en masa)
| Óxido de magnesio | 12,00 | |
| Vermiculita | 33,00 | |
| Fibras de PAN | 1,50 | |
| Lana mineral | 20,00 | |
| Fibras de vidrio | 2,00 | |
| Wollastonita | 7,00 | |
| Resina fenólica | 14,00 | |
| Material de reciclado | 6,50 | |
| Ácido silícico | 4,00 |
Claims (4)
1. Zapata de freno, especialmente para discos de
freno, que contiene una placa trasera metálica (2, 2') provista con
perfiles (5, 5'), sobre la que está fijada al menos una guarnición
de fricción (3, 3'), y en la que los perfiles (5, 5') están
previstos dentro del área de la sección transversal de un elemento
de activación (4, 4') y los perfiles están formados en cada caso
por al menos una elevación individual y por una cavidad
correspondiente en el lado de la guarnición de fricción,
caracterizada porque varios perfiles (5, 5') configurados del
tipo de segmento circular están dispuestos sobre una periferia
circular esencialmente sobre el mismo radio y en los perfiles (5,
5') está previsto un material (6, 6') con conductividad térmica más
reducida con respecto a la guarnición de fricción (3, 3').
2. Zapata de freno de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que la altura de los perfiles (5, 5') es
menor que 2 mm, especialmente entre 0,5 y 1,0 mm.
3. Zapata de freno de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque el material (6, 6')
con conductividad térmica más reducida contiene las siguientes
substancias esenciales: óxido de magnesio, vermiculita, fibras,
como fibras de vidrio o fibras de PAN, lana mineral, wollastonita,
ácido silícico y resinas, como resinas fenólicas, como
aglutinantes.
4. Zapata de freno de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque le material (6,
6') con conductividad térmica reducida presenta la siguiente
composición (en % en masa):
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