ES2243471T3 - Estribo de freno que incluye al menos dos pistones opuestos. - Google Patents

Abstract

Estribo de freno que incluye al menos dos pistones opuestos (4) y (5) montados en un cárter (1 ¿ 2) que lleva disposiciones para el montaje, en dos planos paralelos, de dos pastillas (7) y (8) sujetas a dichos pistones para actuar sobre al menos un disco (9), caracterizado porque: - las disposiciones de montaje de las pastillas (7) y (8) están constituidas por dos ejes (10) y (11) que permiten recoger el esfuerzo tangente de dichas pastillas de modo que se evite cualquier desplazamiento de estas últimas en el momento del frenado; - los ejes (10) y (11) van montados transversalmente en disposiciones que llevan los extremos de las pastillas, en su parte superior, no estando en contacto dichas pastillas (7) y (8) con el cárter (1 ¿ 2); - los ejes (10) y (11) están dispuestos en una o varias zonas del cárter (1 ¿ 2) donde no existe deformación.

Description

Estribo de freno que incluye al menos dos pistones opuestos.

La invención está relacionada con el sector de los dispositivos de frenado para todos los tipos de vehículos tales como coches, motocicletas, aviones y concierne particularmente a los estribos de freno.

Los estribos de frenos constituyen uno de los elementos más importantes del dispositivo de frenado. Esencialmente, de modo conocido, un estribo de freno incluye pistones montados en un cárter que lleva disposiciones para el montaje en dos planos paralelos de dos pastillas sujetas a los pistones para actuar sobre al menos que lleva la rueda del vehículo correspondiente. Los pistones van unidos hidráulicamente a un cilindro principal para ser accionados por uno o varios dispositivos de accionamiento manual o con el pie en función del tipo de vehículo considerado.

Particularmente, la invención se refiere a un estribo de freno que incluye al menos dos pistones opuestos montados en un cárter de tipo monobloque o en dos partes.

La acción de frenado tiene por objeto crear una deceleración del vehículo seguida o no de la parada total del mismo. Esta acción de frenado se define esencialmente por la presión enviada al estribo de freno por el cilindro principal. Ello produce una reacción que corresponde al valor de la deceleración que puede notar el conductor de diferentes modos. De hecho, el valor de la deceleración es muy difícil de apreciar.

Por ejemplo, este valor de la deceleración puede percibirse directamente por una sensación del fenómeno de aceleración horizontal en el cuerpo del usuario (particularmente en el caso de una moto), o directamente integrando la disminución de la velocidad percibida por el paso del paisaje. Este valor de la deceleración también puede percibirse indirectamente apreciando la variación de asiento de los vehículos resultante de la componente horizontal de la aceleración, teniendo tendencia el vehículo a inclinarse hacia delante. Esta reacción es la más utilizada para la dosificación de los frenos, pero tiene muchos errores. En efecto, a deceleración igual, el desplazamiento del vehículo varía en función de su carga, de la regulación de la suspensión y de otros fenómenos.

Para obtener la deceleración deseada, el conductor actúa sobre el dispositivo de frenado provocando una reacción de su vehículo. En función de esta reacción, el conductor se verá obligado a modificar varias veces la acción ejercida sobre el dispositivo de frenado para obtener la deceleración deseada. El resultado obtenido no es por lo tanto inmediato. Este tiempo de respuesta puede hacer perder así muchos metros en una distancia de parada.

Cuando el conductor está suficientemente experimentado, y a condición de que conozca bien su vehículo, por aprendizaje, puede determinar el esfuerzo preciso que es conveniente aplicar al dispositivo de accionamiento para obtener la deceleración deseada. En este caso, el resultado es instantáneo pero la cadena de mando debe ser fiel. En caso contrario, el resultado no será el esperado por el conductor.

El conductor está obligado por lo tanto a aprender a utilizar su sistema de frenado o a determinar experimentalmente la carrera y el esfuerzo necesarios sobre el dispositivo accionador de frenado para obtener la deceleración deseada. Este aprendizaje se realiza de modo natural e inconsciente. El aprendizaje y la dosificación de frenado son posibles con mayor precisión cuando la fidelidad del sistema es buena. Lo ideal es disponer de una relación prácticamente lineal entre la presión hidráulica en el circuito de frenado y la deceleración.

Se han realizado importantes progresos técnicos en el campo del frenado. De este modo, el paso del accionamiento por cable al accionamiento hidráulico y luego del freno de tambor al freno de disco, ha permitido aumentar la fiabilidad del frenado. La potencia y la resistencia de los frenos también se han mejorado. Igualmente, han aparecido numerosos sistemas de asistencia al frenado, particularmente para evitar cualquier bloqueo intempestivo de las ruedas, sin embargo, no se ha realizado ningún esfuerzo especial para mejorar la fidelidad del sistema. Al contrario, la generalización de los frenos asistidos, ha disminuido la fiabilidad introduciendo un tiempo de respuesta a la variación del esfuerzo del dispositivo accionador para una deceleración igual.

En un estribo clásico de pistones opuestos, el esfuerzo tangente de las pastillas se recoge por el cárter del estribo, protegido o no por pastillas incorporadas en dicho cárter. Se remite a las figuras 1 y 2 de los planos que muestran respectivamente por una vista frontal y por una vista desde arriba, un ejemplo de realización de un estribo de freno según el estado de la técnica. Las pastillas (P) van montadas a ambos lados del disco (D) y están soportadas, en la parte superior, por un eje transversal (A) situado casi en la parte media y encajado en las disposiciones del cárter del estribo. Los pistones opuestos (P1) y (P2) sujetos a las pastillas, van montados en los alojamientos correspondientes del cárter. Se remite particularmente a la figura 3 de los planos.

Si se considera el conjunto del estribo en un plano transversal, las pastillas están a una distancia (a) de la cara externa correspondiente del cárter.

Se remite a las figuras 3 y 4 que muestran el estribo, según dos cortes diferentes y considerado en reposo, es decir cuando no se ejerce ningún esfuerzo de presión sobre el dispositivo de frenado. Por el contrario, bajo el efecto de la presión ejercida, el cárter del estribo tiene tendencia a abrirse de modo considerable en esta zona (0,2 - 0,5 mm) creando una fricción entre la pastilla y el cárter, lo que tiene por efecto contrarrestar el esfuerzo normal de los pisto-
nes.

Se remite a las figuras 5 y 6 que muestran la influencia de la información del cárter con respecto a las pastillas. Es preciso comparar la distancia (a). De ello se deduce que al subir la presión, la fricción entre las pastillas y el cárter se sustrae al esfuerzo de los pistones, de modo que al bajar la presión, la fricción se añade a la de los pistones. Este fenómeno provoca una curva de histéresis que produce una pérdida de fidelidad notable en el estribo.

Se remite a la figura 7 que muestra una curva de histéresis de un estribo de freno clásico de pistones opuestos. En trazos continuos, se indica el esfuerzo tangente medido, mientras que en trazos discontinuos se representa el esfuerzo tangente teórico. En abscisas se indican las presiones en el circuito, indicándose la presión en bar, mientras que en ordenadas se indican los esfuerzos tangentes en el disco en daN.

Este estado de la técnica puede representarse por las indicaciones de la patente GB 998 612 donde las pastillas de freno se fijan en una zona del cárter en la que existen deformaciones.

Este fenómeno de histéresis resultante de la fricción entre la pastilla y el cárter, bajo el esfuerzo de presión ejercida sobre los pistones, tiene como consecuencia que el conductor no puede probar la deceleración con precisión y, sobre todo, disminuir de modo considerable los esfuerzos tangentes, sin aflojar de modo considerable la presión para disminuir este esfuerzo. Estos problemas obligan a los pilotos de competición a bombear sobre el órgano accionador de mando (palanca o pedal) para intentar situarse siempre en la curva de ascenso o de presión, de modo que la curva de descenso de presión no se utilice nunca. Esta técnica denominada de bombeo que consiste en ejercer un esfuerzo sobre la palanca o el pedal de freno y en aflojar inmediatamente este esfuerzo, de modo sucesivo y continuo, no es accesible para el conductor poco experto que puede sorprenderse por una deceleración siempre diferente para el mismo esfuerzo aplicado a la palanca o al pedal de freno.

Por lo tanto, resulta difícil advertir y dosificar correctamente el frenado. Esta falta de dominio del frenado conduce inevitablemente a deceleraciones inadaptadas que pueden tener consecuencias perjudiciales, incluso cuando el vehículo va equipado con un sistema antibloqueo que, como ya se ha indicado, tiene tendencia a aumentar las distancias de parada.

Habiéndose planteado claramente el problema, y con objeto de solucionar los inconvenientes citados, se ha considerado necesario poder eliminar en la totalidad o al menos disminuir de modo importante las fricciones directas o indirectas entre la parte del cárter que se desplaza bajo la presión y las pastillas del freno.

Para resolver este problema, se ha diseñado y puesto a punto un estribo de freno que incluye al menos dos pistones opuestos montados en un cárter que presenta dispositivos para el montaje, en dos planos paralelos, de dos pastillas sujetas a dichos pistones para actuar sobre al menos un disco. Según la invención, las disposiciones de montaje de las pastillas están constituidas por medios que permiten recoger el esfuerzo tangente de dichas pastillas de modo que se evite cualquier desplazamiento de estas últimas en el momento de frenado, estando dispuestos dichos medios en una o varias zonas del cárter donde no exista deformación. Los medios están constituidos por dos ejes montados semilibres en el cárter. Los ejes van montados transversalmente en disposiciones que presentan los extremos de las pastillas, en su parte superior, no estando en contacto dichas pastillas con el cárter.

Teniendo en cuenta estas disposiciones, se deduce que las pastillas no se desplazan prácticamente con respecto a su zona de montaje en el cárter del estribo que se abre bajo el esfuerzo de la presión. Dicho de otro modo, la deformación del cárter del estribo no origina fricciones en las pastillas que no se desplazan prácticamente con respecto de los ejes de montaje. La histéresis es insignificante dado que la compresibilidad del disco y del material de fricción de las pastillas es insignificante.

La invención se expone a continuación con más detalle por medio de las figuras de los planos anexos en los que:

- la figura 1 es una vista de frente de carácter esquemático de un estribo según el estado de la técnica.

- la figura 2 es una vista desde arriba correspondiente a la figura 1;

- la figura 3 es una vista en sección transversal considerada según la línea A-A de la figura 2 en posición de reposo;

- la figura 4 es una vista en sección transversal considerada según la línea B-B de la figura 2 en posición de reposo;

- las figuras 5 y 6 son vistas en sección transversal correspondientes respectivamente a las figuras 3 y 4 y que muestran la apertura del cárter del estribo bajo un esfuerzo de presión;

- la figura 7 muestra la curva de histéresis obtenida en el caso de un estribo de freno clásico de pistones opuestos;

- la figura 8 es una vista parecida a la de la figura 1 que muestra un estribo según las características de la invención;

- la figura 9 es una vista desde arriba correspondiente a la figura 8;

- la figura 10 es una vista en sección transversal considerada según la línea C-C de la figura 9 en posición de reposo;

- la figura 11 es una vista correspondiente de la figura 10 que muestra el comportamiento de las pastillas bajo el esfuerzo de presión;

- la figura 12 muestra la curva de histéresis obtenida en el caso de un estribo de freno según las características de la invención.

En el ejemplo representado, el cárter del estribo tiene dos partes distintas (1) y (2) ensambladas entre sí por cualquier medio conocido, por ejemplo por medio de tornillos transversales (3). Evidentemente, sin salirse por ello del marco de la invención, no hay que excluir un cárter monobloque. Cada una de las partes (1) y (2) del cárter lleva disposiciones en forma de cavidades (1a) (2a) particularmente para el montaje, de manera estanca, de al menos dos pistones opuestos (4) y (5). El conjunto del estribo lleva cualquier tipo de disposiciones para unirse al circuito hidráulico del cilindro principal particularmente. Estas disposiciones no se describen en detalle, pues son perfectamente conocidas para el experto en la técnica y pueden ser objeto de diversas formas de realización.

Igualmente, de modo conocido, las partes (1) y (2) del cárter llevan casi en su parte media, una zona hueca para el alojamiento de las pastillas de freno (7) y (8) y cuyas guarniciones de frenado (7a) y (8a) están dispuestas a ambos lados y frente a cada una de las caras de un disco (9).

Para resolver el problema planteado de eliminar las fricciones entre la parte del cárter que se desplaza bajo la presión y las pastillas, el esfuerzo tangente (F_{t}) de las pastillas, se recoge por dos ejes (10) y (11) montados en cada uno de los extremos de dichas pastillas para ser engranados y fijados con capacidad de desplazamiento limitado en las disposiciones de las partes (1) y (2) del cárter. Por ejemplo, cada uno de los extremos de las pastillas (7) y (8) presenta, en su parte superior una protuberancia para el engrane de los ejes de fijación (10) y (11).

Según estas características, se deduce que los ejes de fijación (10) y (11) que permiten asegurar el mantenimiento de las pastillas, están colocados en disposiciones del cárter situadas en las proximidades de una zona maciza de dicho cárter que no tiene tendencia a deformarse bajo el esfuerzo de presión. Se remite a las figuras 8, 9 y 10.

Cuando el estribo se deforma bajo el esfuerzo de presión resultante del frenado, las pastillas (7) y (8) no se desplazan prácticamente con respecto a los dos ejes (10) y (11) (figura 11), dado que estos últimos están dispuestos en una zona del cárter donde no existe deformación. El esfuerzo tangente de las pastillas se recupera por los dos ejes. No existe por lo tanto fricción y no hay histéresis dado que la compresibilidad del disco y del material de fricción de las pastillas es insignificante. Si se comparan las figuras 10 y 11, se aprecia que la distancia (C) entre la posición de reposo y la posición de puesta en presión del estribo, permanece constante.

De ello se deduce que el error de dosificación se reduce de modo sustancial, como se deduce de la figura 12 que muestra el esfuerzo tangente teórico representado en trazos discontinuos con respecto al esfuerzo tangente medido representado en trazos continuos. La histéresis disminuye fuertemente. De la misma manera que para la figura 7 relativa a la curva de histéresis de un estribo de freno clásico, en abcisas se representa en bar las presiones en el circuito y, en ordenadas, el esfuerzo tangente en el disco en daN.

Las ventajas se deducen de la descripción. En particular, se señala y se recuerda la posibilidad de percibir y de dosificar correctamente el frenado observando de modo sorprendente e inesperado, una mejora del sistema de antibloqueo de las ruedas cuando el vehículo va equipado con él.

Claims (1)

1. Estribo de freno que incluye al menos dos pistones opuestos (4) y (5) montados en un cárter (1 - 2) que lleva disposiciones para el montaje, en dos planos paralelos, de dos pastillas (7) y (8) sujetas a dichos pistones para actuar sobre al menos un disco (9), caracterizado porque:

- las disposiciones de montaje de las pastillas (7) y (8) están constituidas por dos ejes (10) y (11) que permiten recoger el esfuerzo tangente de dichas pastillas de modo que se evite cualquier desplazamiento de estas últimas en el momento del frenado;

- los ejes (10) y (11) van montados transversalmente en disposiciones que llevan los extremos de las pastillas, en su parte superior, no estando en contacto dichas pastillas (7) y (8) con el cárter (1 - 2);

- los ejes (10) y (11) están dispuestos en una o varias zonas del cárter (1 - 2) donde no existe deformación.