ES2223889T3 - Disco compuesto para un freno de disco que tiene una banda de frenado divisible. - Google Patents

Abstract

Un disco de freno de disco compuesto, particularmente para vehículos pesados tanto para transporte por carretera como sobre raíles, del tipo que comprende un casquillo o campana (2) y una banda anular (3) de frenado, comprendiendo la banda al menos una primera porción y una segunda porción (3a, 3b) que están divididas a lo largo de al menos un plano axial (p) de separación que define, en estas porciones, pares respectivos de superficies planas (4a, 4b) que pueden estar dispuestas orientadas cara a cara por parejas con objeto de montar la banda (3), teniendo los pares de superficies planas (4a, 4b) respectivas cavidades (5) que, tras el montaje de las porciones (3a, 3b) de la banda (3), pueden definir asientos cilíndricos provistos para alojar unos correspondientes pernos (6) de localización, siendo capaces las porciones (3a, 3b) de la banda de estar fijadas entre si por medio de miembros roscados (8) de conexión, tangencialmente orientados, caracterizado porque las cavidades (5) se extienden de forma sustancialmente radial.

Description

Disco compuesto para un freno de disco que tiene una banda de frenado divisible.

La presente invención se refiere a un disco compuesto para un freno de disco con una frenada que se puede dividir en al menos dos porciones, según se define en el preámbulo de la reivindicación 1.

Los frenos de disco compuesto del tipo indicado anteriormente son conocidos y son particularmente adecuados para uso en vehículos pesados tanto para el transporte por carretera (camiones, vehículos comerciales) como para transporte sobre raíles; en estos frenos de disco, la banda de frenado comprende dos porciones que están conectadas entre sí de forma desmontable de tal modo que se pueden reemplazar cuando su superficies de frenado están completamente desgastadas, sin la necesidad de retirar la unidad de rodamiento de la mangueta de la rueda. La necesidad de utilizar frenos de disco con bandas de frenado fácilmente retirables está dictada por el hecho de que los fabricantes de rodamientos garantizan ahora una vida que es mucho mayor que la de los frenos de disco, pero bajo la condición de que los rodamientos no se desmonten nunca después del montaje original. El uso de frenos de disco que tienen bandas de frenado que se pueden dividir en al menos dos porciones ha sido propuesto, por consiguiente, para este fin.

Para una mejor comprensión del estado de la técnica del objeto en cuestión y de los problemas inherentes a la misma, se describirán en primer lugar dos soluciones conocidas para la producción de un disco de freno de disco compuesto provisto de una banda de frenado que se puede dividir en dos porciones.

En la descripción y en las reivindicaciones adjuntas, términos tales como "axial", "radial" y "tangencial" están destinados a referirse a la condición de montaje en un vehículo o, preferiblemente, al eje de simetría y/o de rotación del disco.

Una primera realización de un freno de disco del tipo especificado anteriormente se describe en la solicitud alemana de patente DE 2301246 de la cual se ha tomado la figura 4 de los dibujos adjuntos. Con referencia a este dibujo, una banda 3 de frenado de un disco compuesto ventilado 1 para un freno de disco utilizable particularmente en transporte sobre raíles comprende una primera porción 3a y una segunda porción 3b que están separadas entre sí. Estas porciones, que tienen superficies de acoplamiento que descansan en un plano axial \pi de división, están colocadas una al lado de la otra al nivel de las respectivas superficies planas 4a y 4b de acoplamiento definidas por este plano y están entonces unidas entre sí mediante miembros roscados 8 de conexión, tangencialmente orientados. Para asegurar la alineación entre las dos porciones 3a, 3b de la banda 3 de frenado, se insertan dos pernos 6 de localización, también orientados tangencialmente, en respectivos asientos cilíndricos formados en las superficies planas 4a, 4b de acoplamiento.

La principal desventaja de esta solución es que resulta imposible asegurar la alineación precisa entre las dos porciones de la banda de frenado, particularmente de forma axial, precisamente porque la tarea de asegurar esta alineación se confía a un par de pernos tangenciales. El uso de pernos tangenciales de localización requiere, de hecho, que sus asientos en la superficies planas 4a, 4b de unión estén producidos de forma independiente uno del otro. Debido a las tolerancias de trabajo asociadas con el taladrado de estos asientos, éstos no están inevitablemente colocados a la misma distancia (axialmente) de las dos caras axialmente opuestas de las respectivas porciones 3a, 3b. Así, si las dos porciones de la banda se montan con el uso de un par de pernos insertados en los asientos tangenciales anteriormente mencionados como referencia para su mutua alineación, las respectivas superficies de frenado no están perfectamente alineadas entre sí, particularmente de forma axial. Esto es, estas superficies no definen un único plano de frenado, sino que aparece una discontinuidad similar a un escalón entre una superficie y la otra a lo largo de la línea de unión entre las dos porciones de la banda, durante el frenado, actúa como una herramienta, retirando material de las superficies de frenado de las almohadillas alojadas en zapatas, provocando así que las almohadillas se desgasten rápidamente.

Un segundo método de producción de un disco compuesto provisto de una banda de frenado que se puede dividir en dos porciones se conoce a partir de la solicitud internacional de patente WO 93/21453; la figura 5 de los dibujos adjuntos, en la que a las partes y elementos idénticos o correspondientes a aquellos de la figura 4 se han atribuido las mismas referencias numéricas, está tomada de esta solicitud. En este caso, las dos porciones 3a, 3b de la banda 3 de frenado están formadas separando en mitades, a lo largo de una línea sustancialmente diametral P de frenado, una banda que ha sido previamente producida por moldeo en una única pieza. La banda 3 se monta encajando las superficies frágiles coincidentes 4a, 4b de ruptura de las dos porciones y asegurándolas por medio de miembros roscados 8 de conexión, tangencialmente orientados.

No obstante, esta solución conocida se ve sometida al problema de que es difícil controlar los errores de forma (principalmente la variación axial de las superficies de frenado) que tiene lugar inevitablemente como resultado de las deformaciones que se producen durante la separación de la banda y que puede conducir a un considerable número de rechazos en el proceso de fabricación.

La presente invención propone la provisión de un freno de disco compuesto que está provisto de una banda de frenado que se puede dividir en al menos dos porciones y que puede resolver los problemas anteriormente mencionados y, en particular, puede asegurar la alineación precisa entre las superficies de frenado después del montaje de las porciones.

Este propósito se consigue, de acuerdo con la invención, en virtud del hecho de que se forman cavidades radiales en la región de las superficies de acoplamiento entre las porciones que constituyen la funda de frenado y pueden definir asientos radiales cilíndricos en los que alojar respectivos pernos de localización, según se define en la reivindicación independiente 1.

Una realización preferida pero no limitativa de la invención será descrita a continuación con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La Figura 1a es una vista en perspectiva, en despiece ordenado, de un disco de freno de disco compuesto con una banda de frenado que se puede desmontar, de acuerdo con la invención;

La Figura 1b es una vista frontal de un disco de freno de disco compuesto, seccionado en el plano medio transversal del disco,

La Figura 2 es una vista frontal del disco de la figura 1 montado,

La Figura 3 es una vista del disco de la figura 1, seccionado en el plano axial \pi que divide las dos porciones del disco,

La Figura 4 es una vista frontal de un primer ejemplo de disco de freno de disco compuesto con una banda de frenado que se puede desmontar, de acuerdo con la técnica anterior y

La Figura 5 es una vista frontal de un segundo ejemplo de un disco de freno de disco con una banda de frenado que se puede desmontar, de acuerdo con la técnica anterior.

Como puede verse en las figuras 1a a 3, en las que a partes y elementos idénticos o correspondientes a aquellos de las figuras 4 y 5 (técnica anterior) se han atribuido las mismas referencias numéricas, un disco compuesto 1 de acuerdo con la presente invención comprende un casquillo o campana 2 y una banda 3 de frenado autoventilada con dos placas o elementos anulares 7, paralelos, conectados entre sí mediante elementos de conexión o proyecciones de varias extensiones radiales (en sí conocidos).

La banda 3 de frenado está dividida por un plano axial \pi de división en una primera porción 3a y una segunda porción 3b que son sustancialmente simétricas especularmente y que están montadas disponiendo respectivos pares de superficies planas 4a, 4b coincidentes, orientadas una hacia la otra en pares diametralmente opuestos.

Para garantizar la alineación axial entre las dos porciones 3a, 3b de la banda 3 de frenado, se forman cavidades radiales semicilíndricas 5 en las dos superficies planas 4a, 4b de acoplamiento y en la condición montada, definen asientos cilíndricos calibrados para alojar respectivos pernos calibrados 6 de localización. Finalmente, las dos porciones de la banda 3 se aseguran mediante miembros roscados 8 de conexión que comprenden un par de tornillos alojados en respectivos agujeros tangenciales formados en los elementos radiales de conexión de las placas 7 y que se extienden a través de cavidades radiales 5 en la vecindad del diámetro exterior de la banda. Estos tornillos, que están dispuestos en posiciones radialmente exteriores con relación a los pernos 6 de localización (figura 3), se encajan en los agujeros tangenciales con objeto de ser inmovilizados en los mismos mediante tuercas después de la inserción de los pernos 6 en sus asientos cilíndricos, radiales 5.

La unidad montada aparece según se muestra en las figuras 2, 3.

El método de fabricación de la banda de frenado de un disco compuesto de acuerdo con la invención proporciona básicamente las siguientes etapas:

- producción de toda una banda 3 de frenado, elaborada a máquina totalmente en concordancia con un ciclo de procesado normal,

- hacer perforaciones ciegas radiales en la banda 3, empezando desde dos puntos diametralmente opuestos en su superficie exterior y calibrar esos dos agujeros 5 así producidos.

- formación de dos agujeros tangenciales, que están preferiblemente alienados con el plano medio de la banda 3 de frenado y dispuestos en posiciones diametralmente opuestas en la vecindad del diámetro exterior de la banda de frenado y a través de la cual se pueden extender los cuerpos de los tornillos 8,

- equilibrado de la banda 3 de frenado de la manera conocida y, finalmente,

- cortado de la banda 3 de frenado en un plano \pi perpendicular al plano medio de la banda y que se extiende a través de los ejes de los agujeros radiales 5, por ejemplo, mediante un método de cortado láser o por agua, para producir dos porciones 3a y 3b que se pueden encajar entre sí.

La sustitución de una banda 3 de frenado de acuerdo con la invención comprende las etapas de:

- retirada de la banda 3 de frenado desgastada sustancialmente mediante las etapas de:

- retirada de los miembros 8 de fijación,

- extracción de los pernos calibrados 6 de los asientos radiales cilíndricos 5,

- retirada y separación de la primera porción 3a de la banda de frenado de la campana 2,

- rotación del cubo vehículo-rueda hasta aproximadamente media vuelta hasta que la segunda porción 3b de la banda 3 de frenado pueda ser retirada y

- retirada de la segunda porción de la banda 3 de frenado de la misma manera que la primera y

- encajamiento de una nueva banda 3 de frenado, sustancialmente por medio de las etapas de:

- encajamiento de la primera porción 3a de la banda 3 de frenado en la campana 2,

- rotación del cubo de vehículo-rueda hasta aproximadamente media vuelta hasta que la primera porción de la banda 3 de frenado se lleva hasta la región de la zapata de freno,

- encajamiento de la segunda porción 3b de la banda 3 de frenado de la misma manera que la primera,

- inserción de pernos calibrados 6 en los asientos radiales cilíndricos 5 y

- encajamiento y apretamiento de los miembros roscados 8 de conexión.

Queda claro a partir de la siguiente descripción que es posible, de acuerdo con la invención, reemplazar una banda de frenado gastada en un vehículo pesado sin la necesidad de desmontar la respectiva unidad de rodamiento.

Naturalmente, manteniendo el mismo principio de la invención, pueden variarse ampliamente las formas de realización y detalles de construcción con respecto a los descritos e ilustrados puramente a modo de ejemplo no limitativo, sin salir por ello, del alcance de la invención según se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (8)

1. Un disco de freno de disco compuesto, particularmente para vehículos pesados tanto para transporte por carretera como sobre raíles, del tipo que comprende un casquillo o campana (2) y una banda anular (3) de frenado, comprendiendo la banda al menos una primera porción y una segunda porción (3a, 3b) que están divididas a lo largo de al menos un plano axial (\pi) de separación que define, en estas porciones, pares respectivos de superficies planas (4a, 4b) que pueden estar dispuestas orientadas cara a cara por parejas con objeto de montar la banda (3), teniendo los pares de superficies planas (4a, 4b) respectivas cavidades (5) que, tras el montaje de las porciones (3a, 3b) de la banda (3), pueden definir asientos cilíndricos provistos para alojar unos correspondientes pernos (6) de localización, siendo capaces las porciones (3a, 3b) de la banda de estar fijadas entre si por medio de miembros roscados (8) de conexión, tangencialmente orientados, caracterizado porque las cavidades (5) se extienden de forma sustancialmente radial.

2. Un disco de acuerdo con la reivindicación 1 en el que los asientos radiales cilíndricos (5) y los correspondientes pernos (6) de localización están calibrados con el mismo diámetro de manera que aseguren que las superficies de frenado a las porciones (3a, 3b) de la banda (3) son coplanares.

3. Un disco de acuerdo con la reivindicación 2 en el que los pernos (6) de localización están calibrados de manera que estén alojados en los correspondientes asientos cilíndricos radiales (5) sin espacio libre en la condición de montaje.

4. Un disco de acuerdo con la reivindicación 1 en el que las cavidades radiales (5) formadas en las superficies planas (4a, 4b) de acoplamiento de las porciones (3a, 3b) de la banda (3) de frenado son de forma semicilíndrica y son simétricas por parejas, con respecto al plano axial (\pi) de separación.

5. Una banda anular (3) de frenado para un disco (1) de freno de disco compuesto, particularmente para vehículos pesados para tanto transporte por carretera como sobre raíles, comprendiendo la banda (3) al menos una primera porción y una segunda porción (3a, 3b) que están divididas a lo largo de al menos un plano axial (\pi) de separación que define, en estas porciones, respectivas parejas de superficies planas (4a, 4b) que pueden estar orientadas cara a cara por parejas con objeto de montar la banda (3), teniendo las parejas de superficies planas (4a, 4b) respectivas cavidades (5) que, después del montaje de las porciones (3a, 3b) de la banda (3), pueden definir asientos cilíndricos provistos para alojar correspondientes pernos (6) de localización siendo capaces las porciones (3a, 3b) de la banda (3) de estar fijadas entre si por medio de miembros roscados (8) de conexión, orientados tangencialmente, caracterizada porque las cavidades (5) se extienden sustancialmente de forma radial.

6. Una banda de acuerdo con la reivindicación 5 en la que los asientos radiales cilíndricos (5) y los correspondientes pernos (6) de localización están calibrados al mismo diámetro de manera que aseguren que las superficies de frenado de sus porciones (3a, 3b) son coplanares.

7. Una banda de acuerdo con la reivindicación 6 en la que los pernos (6) de localización están calibrados de manera que estén alojados en los correspondientes asientos cilíndricos radiales (5) sin espacio libre en la condición de montaje.

8. Una banda de acuerdo con la reivindicación 7 en la que las cavidades radiales (5) formadas en las superficies planas (4a, 4b) de acoplamiento de sus dos porciones (3a, 3b) son de forma semicilíndrica y son simétricas por parejas, con respecto al plano axial (\pi) de separación.