ES2324939T3 - Pinza de freno. - Google Patents

Abstract

Pinza de freno para un freno, especialmente un freno de disco para vehículos automóviles, que comprende al menos dos secciones realzadas (5) opuestas una a otra que definen un espacio libre entre ellas y que están unidas una con otra por medio de un mecanismo de unión (4; 9) que abarca el espacio libre, en donde, para reducir ruidos que se presenten durante el funcionamiento del freno, se aplican fuerzas de compresión o de tracción a las secciones realzadas (5) a través del mecanismo de unión (4; 9), caracterizada porque el mecanismo de unión (4; 9) se extiende lateralmente con respecto a la pinza del freno en un lado del disco de freno.

Description

Pinza de freno.

La invención concierne a una pinza de freno para un freno, especialmente un freno de disco para vehículos automóviles, con al menos dos secciones realzadas opuestas una a otra que definen un espacio libre entre ellas y que están unidas una con otra por medio de un mecanismo de unión que abarca el espacio libre.

En el frenado de un vehículo automóvil se pueden producir ruidos de frenado. La causa de estos ruidos son vibraciones del sistema de frenado que pueden presentarse dentro de un amplio intervalo de frecuencias. Como especialmente molesto se percibe el llamado "chirrido de los frenos" que se presenta a frecuencias por encima de aproximadamente 1 kHz. En caso de vibraciones con frecuencia más baja (hasta 400 Hz) se habla del "frotamiento de los frenos". Este último es audible y también puede ser percibido a través del volante.

En la práctica se han adoptado ya diferentes medidas para reducir las vibraciones. Así, por ejemplo, es conocido el recurso de montar pesos en la pinza del freno para aumentar de esta manera la frecuencia propia. Sin embargo, la acción de esta medida es limitada. Además, es frecuentemente limitado el espacio disponible para la instalación de los pesos.

Se conoce por el documento DE 198 49 309 A1 un dispositivo de pinza para un freno de disco, en donde está montado a través de una abertura que enmarca a una mordaza de freno y a un disco de freno un tirante desmontable que absorbe una parte importante del flujo de fuerza que se presenta al frenar y que va del lado delantero de la pinza al dorso de la misma. Se pueden reducir así las tensiones que en caso contrario serían muy altas en las zonas críticamente solicitadas del marco de la pinza. Sin embargo, no se hace posible así una manipulación deliberada de estimulaciones de vibración condicionadas por el freno en la pinza del freno.

Frente a esto, la invención se basa en el problema de reducir aún más las vibraciones que conducen a ruidos de frenado y optimizar diferentes clases de pinzas de freno en lo que respecta a una pequeña producción de ruido.

Este problema se resuelve con las características de la reivindicación 1.

La invención se basa en el conocimiento de que una unión puramente mecánica no trae consigo la reducción deseada del ruido, sino que, por el contrario, un enclavamiento adicional de la pinza del freno - es decir, la aplicación de fuerzas de tracción o de compresión - reduce drásticamente los ruidos de frenado no deseados. El mecanismo de unión se extiende lateralmente con respecto a la pinza del freno. Mediante el grado de enclavamiento se pueden optimizar diferentes clases de pinzas de freno en lo que respecta a una pequeña producción de ruido. La invención repercute también positivamente en la comodidad de frenado y reduce las diferencias de espesor del disco que se presentan en el transcurso de la vida útil del mismo.

La pinza del freno puede estar configurada como una pinza fija o como una pinza flotante para un freno de disco y puede abrazar al disco de freno en ambos lados del mismo, formando el lado exterior de la pinza del disco preferiblemente las secciones realzadas. El lado exterior de la pinza del freno puede entrar fácilmente en vibración durante una operación de frenado a consecuencia de la construcción de dicha pinza, atacando el mecanismo de unión justamente en estos sitios y reduciendo efectivamente las vibraciones por medio del enclavamiento aplicado.

El mecanismo de unión puede estar fijado a la pinza del freno de maneras diferentes. Es especialmente ventajoso que las secciones realzadas estén configuradas como mesetas y que las mesetas presenten una rosca interior. Las mesetas sirven como superficie de asiento para el mecanismo de unión. Pueden fabricarse ya también durante la fabricación de la pinza del freno o bien pueden fabricarse más tarde. Se realizará una incorporación posterior del mecanismo de unión cuando el freno correspondiente produzca ruidos de frenado durante su utilización. Por tanto, se pueden "reacondicionar" también modelos más antiguos.

Ventajosamente, el mecanismo de unión está configurado en forma de puntal. Puede estar atornillado sobre las mesetas. Como alternativa o adicionalmente al atornillamiento, el mecanismo de unión puede aplicarse detrás de las seccione o mesetas realzadas. Esto sirve para lograr un anclaje adicional.

Como alternativa a la configuración en forma de puntal del mecanismo de unión, se propone que dicho mecanismo de unión esté constituido por un cable. El cable estará formado en general como un cable de alambre y, naturalmente, puede transmitir solamente fuerzas de tracción. Un cable utilizado como mecanismo de unión tiene la ventaja de un pequeño peso junto con un enclavamiento simultáneo de las secciones realzadas.

El enclavamiento de la pinza del freno puede producirse de diferentes maneras. Una posibilidad especialmente sencilla consiste en elegir las dimensiones de las fijaciones del mecanismo de unión más grandes o más pequeñas que las dimensiones correspondientes en la pinza del freno. Por tanto, en caso de un mecanismo de unión a manera de puntal se elegirá la distancia de las aberturas de fijación - según que se desee un enclavamiento en dirección de tracción o en dirección de compresión - más pequeña o más grande que la distancia de las aberturas de fijación asociadas a las secciones realzadas. Durante el atornillamiento se enclavan entonces las secciones realzadas. Como alternativa, puede estar previsto un tensor como el que se propone en un perfeccionamiento importante de la invención. El tensor puede llevar, por ejemplo, una rosca a derechas/izquierdas mediante la cual se ajuste el enclavamiento. Un tensor es especialmente sencillo de manejar y, en particular, puede utilizarse en forma variable. Así, se puede utilizar un (único) mecanismo de unión con tensor en varias clases de pinzas de freno.

Debido al mecanismo de unión montado adicionalmente como elemento separado en la pinza del freno es posible ampliar el campo de funcionamiento de dicha pinza del freno. Por ejemplo, el mecanismo de unión puede servir de portacables o de portalatiguillos. Igualmente, es imaginable la ejecución en forma de un elemento de diseño. Precisamente en tiempos recientes se aspira con frecuencia a que componentes exclusivamente funcionales sean provistos de un diseño especial que aluda al fabricante y/o presente una componente estética. Se puede asignar una función adicional al mecanismo de unión configurando éste en forma de un elemento de refrigeración. Por ejemplo, se propone que el mecanismo de unión sea provisto de una o varias chapas de dirección de aire que dirijan el aire en dirección al freno y provoquen una refrigeración adicional de dicho freno. Por tanto, además de la función como amortiguador de vibraciones, el mecanismo de unión puede reducir también temperaturas de pico en frenos y mejorar así la acción de frenado.

En lo que sigue se explica la invención con más detalle ayudándose de ejemplos de realización y resultados de medida preferidos en relación con el dibujo adjunto. Muestran en el dibujo:

La figura 1, en representación esquemática, una vista en perspectiva de un primer ejemplo de realización según la invención;

La figura 2, en representación esquemática, una vista en corte a través de un segundo ejemplo de realización conforme a la invención, concretamente en combinación con un disco de freno;

La figura 3A, resultados de una medición de ruidos que se presentan durante una operación de frenado en una pinza de freno convencional sin mecanismo de unión; y

La figura 3B, resultados de una medición de ruidos que se presentan durante una operación de frenado en una pinza de freno según la invención.

La figura 1 muestra una pinza de freno según la invención que está configurada como pinza fija. Con un sujetador 1 se sujeta la pinza fija a un eje de vehículo automóvil (no mostrado). La pinza de freno presenta en cada lado cuatro pistones 2 que, durante una operación de frenado, presionan contra un forro de freno 3 (mostrado solamente en un lado) y comprimen el forro de freno contra un disco de freno (no mostrado).

Durante la operación de frenado puede tener lugar una producción de ruido provocada por vibraciones del freno. Tales ruidos de frenado son poco deseables. Según la invención, se ha previsto un mecanismo de unión 4 que en el presente ejemplo de realización está configurado en forma de varilla y que enclava dos secciones realzadas 5 de la pinza del freno. Debido a las fuerzas de tracción (o de compresión) aplicadas se varían las características de vibración de la pinza del freno. Se desplaza la frecuencia propia de dicha pinza del freno.

La invención es especialmente operativa allí donde unas secciones realzadas de una pinza de freno sobresalen relativamente mucho de dicha pinza de freno y, por tanto, pueden oscilar "libremente" sin la invención. En una pinza fija estas secciones están situadas en su lado exterior. El enclavamiento mutuo de estas secciones realzadas reduce netamente la tendencia a la vibración.

En el ejemplo de realización según la figura 1 las secciones realzadas están configuradas en forma de mesetas 6. El mecanismo de unión 4 puede fijarse sobre las mesetas de una manera especialmente favorable. En las mesetas pueden estar formadas roscas interiores, atornillándose firmemente el mecanismo de unión 4 sobre las mesetas por medio de un tornillo (no mostrado). En el presente caso, se ha insinuado una solución por soldadura. Se considera ventajoso también un atornillamiento. Como clases de fijación adicionales entran en consideración fundamentalmente: remachado, recalcado, engatillado, enchufado. Por lo demás, las mesetas 6 pueden preverse ya con la fabricación de la pinza de freno o pueden producirse posteriormente - por ejemplo, por medio de un tratamiento de rectificado o de fresado de las secciones realzadas 5.

En principio, las fuerzas de tracción o de compresión pueden ajustarse sintonizando las dimensiones geométricas del mecanismo de unión 4 con respecto a las secciones realzadas 5. Es imaginable también que el enclavamiento se efectúe por medio de una colocación oblicua de al menos una de las roscas formadas en las secciones realzadas 5. El ejemplo de realización concreto según la figura 1 presenta un dispositivo tensor 7 con una rosca a derechas/izquierdas, mediante el cual se puede ajustar la fuerza de tracción o de compresión. Un tensor de esta clase es fácil de fabricar y tiene una larga vida útil. Con un único mecanismo de unión equipado con un tensor se pueden inmovilizar varias clases de pinzas de freno. La longitud del mecanismo de unión se adapta por medio de una posición correspondiente del tensor.

La figura 2 muestra en una vista en corte lateral un segundo ejemplo de realización según la invención, en donde se ha complementado un disco de freno 8 para fines de ilustración. El sujetador 1 forma una sola pieza con la pinza de freno.

En el lado exterior de la pinza de freno está dispuesto un mecanismo de unión 9 que está configurado a manera de puntal. Asimismo, está previsto un segundo listón 10 que enclava los dos lados de la pinza del freno.

La figura 3A muestra resultados de medida en combinación con una pinza fija convencional. En el diagrama superior se ha registrado en el eje de abscisas la frecuencia a la que se presentan vibraciones, y en el eje de ordenadas la cantidad de ruidos producidos (en %). Conforme a esto, se han medido producciones de ruido en un total de nueve intervalos de frecuencia (1,5 kHz, 3 kHz, 3,5 kHz, 4,5 kHz, 7,5 kHz, 8 kHz, 10,5 kHz, 11 kHz, 11,5 kHz), siendo especialmente significativa la cantidad de ruido producido a una frecuencia de 1,5 kHz.

El diagrama inferior de la figura 3A muestra el nivel acústico medio y el nivel acústico máximo en dB a las frecuencias correspondientes del diagrama superior. Las barras oscuras corresponden al nivel acústico medio y las barras claras corresponden al nivel acústico máximo. Algunos de los niveles acústicos máximos alcanzan valores de pico de más de 100 dB.

La figura 3B muestra, con la misma disposición que la figura 3A, en el diagrama superior la cantidad de ruidos en función de la frecuencia y en el diagrama inferior los niveles acústicos medio y máximo correspondientes. Puede verse claramente que la cantidad de ruidos puede reducirse drásticamente cuando se emplea un mecanismo de unión según la invención que aplica fuerzas de tracción o de compresión. A una frecuencia de 1,5 kHz apenas se presentan ruidos todavía. La altura del nivel de ruido pudo reducirse también netamente en casi todo el intervalo de frecuencias.

Son enteramente posibles modificaciones incluidas dentro del marco de la idea de la invención. Así, el mecanismo de unión no está fijado sobre un material especial. Puede estar configurado, por ejemplo, como una pieza de metal o de plástico. Es imaginable también una construcción con fibras de carbón. La realización de la pinza puede elegirse a voluntad. La pinza del freno puede estar constituida por una sola pieza o bien por varias piezas. Puede consistir en fundición, aluminio o, por ejemplo, una aleación de aluminio. Asimismo, la invención puede aplicarse a pinzas de freno con accionamiento diferente, por ejemplo por vía hidráulica, neumática, eléctrica, etc. Por lo demás, aparte del enclavamiento según la invención, pueden estar instalados pesos de la manera convencional en la pinza de freno.

Claims (7)

1. Pinza de freno para un freno, especialmente un freno de disco para vehículos automóviles, que comprende al menos dos secciones realzadas (5) opuestas una a otra que definen un espacio libre entre ellas y que están unidas una con otra por medio de un mecanismo de unión (4; 9) que abarca el espacio libre, en donde, para reducir ruidos que se presenten durante el funcionamiento del freno, se aplican fuerzas de compresión o de tracción a las secciones realzadas (5) a través del mecanismo de unión (4; 9), caracterizada porque el mecanismo de unión (4; 9) se extiende lateralmente con respecto a la pinza del freno en un lado del disco de freno.

2. Pinza de freno según la reivindicación 1, en la que la pinza de freno está configurada como una pinza fija o como una pinza flotante para un freno de disco y abraza al disco de freno por ambos lados, caracterizada porque el lado exterior de la pinza del freno forma la secciones realzadas (5).

3. Pinza de freno según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque las secciones realzadas (5) están configuradas como mesetas (6) que presentan una rosca interior.

4. Pinza de freno según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el mecanismo de unión (4; 9; 10) está configurado a manera de puntal y va atornillado sobre las mesetas (6).

5. Pinza de freno según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el mecanismo de unión (4; 9; 10) está configurado a manera de cable.

6. Pinza de freno según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el mecanismo de unión (4; 9; 10) presenta un tensor (7) mediante el cual de puede ajustar la fuerza de compresión o de tracción aplicada sobre las secciones realzadas (5).

7. Pinza de freno según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el mecanismo de unión (4; 9; 10) actúa como un elemento de refrigeración.