ES2575602T3 - Freno de disco dotado de un cartucho de conversión de movimiento - Google Patents

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ES2575602T3 ES11793685.6T ES11793685T ES2575602T3 ES 2575602 T3 ES2575602 T3 ES 2575602T3 ES 11793685 T ES11793685 T ES 11793685T ES 2575602 T3 ES2575602 T3 ES 2575602T3
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Abstract

Freno de disco que incluye un estribo flotante (100) montado sobre el disco de freno (2) que tiene una zapata fija (3) y que forma un cilindro (110) que aloja un pistón (5) que tiene una zapata móvil para apretar el disco de freno, -el pistón (5) está controlado por el circuito hidráulico y por el sistema de frenos de estacionamiento por medio de un cartucho de conversión de movimiento (200) que transforma al movimiento de pivotamiento de la palanca de freno de mano, ubicado en el estribo (100) en un movimiento de traslación para empujar el pistón de freno (5), -el cilindro (110) que tiene una parte delantera que aloja el pistón de freno (5) y una parte trasera que forma un alojamiento (113) que recibe el cartucho de conversión (200) con forma de revolución que va contra la zapata móvil y el fondo del cilindro, -el cartucho (200) atraviesa de forma estanca un orificio axial del fondo (114) del cilindro para unir su árbol de control a la palanca (120) del freno de estacionamiento, caracterizado por que A) el cartucho de conversión (200) incluye: A1) una parte trasera (210) apoyada contra el fondo (114) del alojamiento (113) del cilindro y que se compone: -por un palier (211) con forma de casquillo (212) dotado de un collar (213) apoyado alrededor de un orificio de paso (115) del fondo del alojamiento (113) atravesado parcialmente por el casquillo (212), y -por un árbol de control (220) unido a la palanca pivotante (120) y que tiene un primer plato (222), A2) una parte delantera (260) apoyada contra el pistón de freno (5), - móvil en traslación respecto del cilindro (110) pero bloqueada en rotación, y - la parte delantera (260) componiéndose: -por un pistón (270) dotado con un segundo plato (272) destinado a cooperar con el primer plato (222) del árbol de control (220) con la interposición de bolas (230) móviles en unas rampas (273) en los dos platos (222, 272) para transformar el movimiento de rotación relativo entre los dos platos (222, 272) en un movimiento de traslación del pistón (270), y -por una caja (290) de retención del pistón de conversión (200) en el cilindro (110) por medio de un clip (201), así como un muelle de retorno (280) interpuesto entre la caja y el pistón actuando contra el movimiento de traslación generado por los platos (222, 272) y las bolas (230), B) el cilindro (110) incluye, a nivel de su parte trasera formando el alojamiento (113) recibiendo el cartucho de conversión (200), al menos una ranura longitudinal (119) y el pistón de conversión (270) incluye en su periferia una nervadura longitudinal (274) de sección complementaria a la de la ranura longitudinal (119), para cooperar con esta y bloquear la rotación de la parte delantera (260) del cartucho (200) dejandola libre en traslación,

Description

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DESCRIPCION
Freno de disco dotado de un cartucho de conversion de movimiento Campo de la invencion
La presente invencion concierne a un freno de disco que incluye un estribo flotante montado sobre el disco de freno que tiene una zapata fija y forma un cilindro que aloja un piston que tiene una zapata movil para aprisionar el disco de freno,
estando controlado el piston por el circuito hidraulico y por el sistema de frenos de estacionamiento por medio de un cartucho de conversion de movimiento que transforma el movimiento de pivotamiento de la palanca del freno de mano situado en el estribo en un movimiento de traslacion para empujar el piston del freno,
teniendo el cilindro una parte delantera que aloja el piston del freno y una parte trasera que forma un alojamiento que recibe el cartucho de conversion con forma de revolucion que va contra la zapata movil y el fondo del cilindro, el cartucho que atraviesa de forma estanca un orificio axial del fondo del cilindro para unir su arbol de control a la palanca del freno de estacionamiento.
Estado de la tecnica
Ya se conoce un disco de freno tal como el descrito en el documento EP 1 936 227. Este documento concierne principalmente un procedimiento de ensamblaje de un freno de disco y en particular el ensamblaje del cartucho que convierte el movimiento de rotacion de la palanca del freno de mano en un movimiento de traslacion del piston del freno para accionar el freno de estacionamiento o liberarlo.
En este montaje la parte trasera del cartucho incluye un peon que se introduce en un agujero del fondo del alojamiento que recibe el cartucho en el cilindro del estribo de freno. Esta realizacion es relativamente complicada tanto de fabricar como de instalar, y el peon padece esfuerzos de rotacion importantes durante el accionamiento del freno de mano.
Objetivo de la invencion
La presente invencion tiene como objetivo simplificar la fabricacion del estribo del freno reduciendo el numero de piezas que constituye el cartucho de conversion del movimiento y la fabricacion del estribo.
Exposicion y ventajas de la invencion
A este efecto la invencion se refiere a un freno de disco del tipo definido anteriormente, caracterizado por,
*un cojinete con forma de casquillo dotado de un collar apoyado alrededor de un orificio de paso del fondo del alojamiento atravesado parcialmente por el casquillo, y
*un arbol de control unido a una palanca pivotante y que tiene un primer plato,
A2) una parte delantera apoyada contra el piston de freno,
- movil en traslacion respecto del cilindro, pero bloqueada en rotacion
- componiendose la parte anterior:
*de un piston dotado por un segundo plato destinado a cooperar con el primer plato del arbol de control con la interposicion de bolas moviles en unas rampas en los dos platos para transformar el movimiento de rotacion relativo entre los dos platos en un movimiento de traslacion del piston, y
*de una caja de retencion del piston de conversion en el cilindro por medio de un clip, asf como un muelle de retorno interpuesto entre la caja y el piston actuando contra el movimiento de traslacion generado por los platos y las bolas,
B) el cilindro incluye, a nivel de su parte trasera formando el alojamiento que recibe el cartucho de conversion, al menos una ranura longitudinal y el piston de conversion incluye en su periferia, una nervadura longitudinal de seccion complementaria a la de la ranura longitudinal, para cooperar con esta y bloquear la rotacion de la parte delantera del cartucho dejandola libre en traslacion.
Asf, el bloqueo en rotacion (o efecto anti-rotacion) del piston del convertidor, es decir de la tuerca movil del convertidor es realizado directamente sobre el estribo; son que se necesiten piezas intermedias ya que el bloqueo en rotacion se realiza por la o las nervaduras longitudinales situadas en la parte delantera del cartucho y la o las ranuras longitudinales homologas realizadas en el alojamiento del cartucho en el estribo.
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Se suprime as^ de forma muy ventajosa la caja trasera del cartucho y su peon anti-rotacion destinado a colocarse en un agujero al fondo del estribo.
Asf, esta caja o cajon de la parte trasera es reemplazada por un simple cojinete trasero de seccion en forma de L. La supresion del cajon de la parte trasera mejora el purgado del circuito de freno ya que no hay ninguna pieza encerrada en el convertidor de movimiento segun la invencion. Esto simplifica la realizacion de la caja y acorta la longitud del cilindro o cuerpo del estribo que recibe el cartucho.
La invencion simplifica igualmente el ensamblaje del cartucho que se realiza directamente en la lmea de ensamblaje del freno y se suprime asf una maquina dedicada a la preparacion del cartucho ensamblado. Ya no es necesario encajar la caja sobre la caja trasera lo que se traduce en la supresion del riesgo de formacion de virutas.
Finalmente, esta forma de realizacion puede aplicarse a pistones de menor diametro que el de los pistones utilizados actualmente con esfuerzos identicos de piston.
Segun otra caractenstica ventajosa, el alojamiento del cartucho en el estribo incluye tres ranuras longitudinales y el piston esta dotado de tres nervaduras longitudinales (ramas), las ranuras estan repartidas de forma equiangular y las nervaduras estan en unas posiciones homologas a las de las ranuras.
Estas tres ranuras longitudinales y las tres nervaduras longitudinales del piston del convertidor, permiten un excelente bloqueo en rotacion del piston del convertidor evitando simultaneamente los problemas ligados al importante par que puede ser aplicado al piston de conversion por la union constituida por la transmision de bolas entre los platos. Este excelente bloqueo en rotacion es igualmente favorable al retorno del piston de conversion cuando el freno de estacionamiento es liberado.
Segun otra caractenstica ventajosa al menos una ranura de alojamiento tiene una seccion en arco de cfrculo y notablemente en semidrculo y la nervadura situada en el piston del convertidor tiene una seccion con forma de arco de cfrculo igual a la de la ranura. Esta forma de ranuras y de nervaduras es muy facil de realizar, en particular el mecanizado de cada ranura.
Segun otra caractenstica ventajosa, la nervadura longitudinal esta constituida por una rama que sobrepasa el disco hacia la parte trasera y se monta sobre al menos una fraccion de longitud axial de la parte trasera.
La longitud de la nervadura longitudinal constituida asf por una rama y sobretodo la longitud de las nervaduras longitudinales, preferentemente tres, del piston de conversion, permiten un excelente guiado y un excelente mantenimiento del piston en el estribo sin riesgo de mateado. Las ramas que sobrepasan la parte trasera permiten reducir la longitud axial del cartucho de conversion sin que esto vaya en detrimento del guiado ademas que las ramas son a la vez mantenidas por el palier trasero y el disco del arbol de control del cartucho, que se aloja en el espacio libre rodeado por las ramas. En estas condiciones, incluso bajo un esfuerzo que podna ser violento, las ramas no pueden salir de sus ranuras ya que estan mantenidas y de algun modo bloqueadas, por la presencia de la parte trasera del cartucho.
Segun otra caractenstica ventajosa, el alojamiento del cartucho incluye un saliente que recibe en apoyo el collar de la caja y una garganta periferica para recibir el clip.
Segun otra caractenstica ventajosa, la caja es una pieza de acero elastico de forma global troncoconica que tiene un fondo con forma de corona que tiene unas lamas unidas a un collar y unas lamas intermedias, de extremidad libre, que reciben el clip.
Esta caja y la cooperacion de la caja por un lado con el saliente y por otro lado con la garganta periferica que recibe el clip, permiten un excelente enganche solidario del cartucho de conversion en su alojamiento del cuerpo del estribo. Este enganche es solidario y no puede abrirse por sf mismo. Es necesaria una herramienta particular tal como un casquillo, que tome apoyo sobre la forma troncoconica de la caja para aprisionar progresivamente las laminas de la caja, y permite asf, por el movimiento de entrada, escamotear el collar y liberarlo de su garganta. La colocacion se realiza en las mismas condiciones, procediendo en el orden inverso.
Globalmente, el freno de disco equipado de dicho cartucho de conversion de movimiento es simple de realizar y de ensamblar gracias al reducido numero de piezas. Permite un excelente funcionamiento del freno y garantiza la fiabilidad.
Dibujos
La presente invencion va a ser descrita a continuacion de forma mas detallada con la ayuda de los dibujos adjuntos en los que:
-la figura 1 es una vista en seccion esquematica de un estribo de freno situado en el disco de freno, mostrando el piston de freno sin el cartucho de conversion,
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-la figura 2 muestra en sus partes 2a y 2B, dos vistas en perspectiva siguiendo direcciones opuestas cartucho de conversion,
-la figura 3 es una vista en seccion axial del cilindro del estribo de freno y de la colocacion del cartucho de conversion, no estando seccionada esta ultima perspectiva,
-la figura 4 es una vista en perspectiva del piston del cartucho de conversion,
-la figura 5 es una vista en despiece de los principales componentes del cartucho de conversion.
Descripcion de un modo de realizacion de la invencion
Por convencion, para simplificar la descripcion del freno de disco segun la invencion, se utilizara la orientacion dada al eje xx de la figura 1 cuyo lado izquierdo esta dirigido hacia lo que esta considerado como la parte delantera y el lado derecho, dirigido hacia lo que se considera como la parte trasera: asf la parte delantera del piston del freno esta girada hacia su zapata de freno y la parte trasera del piston de freno, girada hacia su alojamiento en el estribo. Igualmente, el convertidor de movimiento tendra una parte delantera del lado del piston de freno y una parte trasera del lado del fondo de su alojamiento en el estribo.
Segun las figuras 1, y 2A, 2B, la invencion concierne un freno de disco 1 asociado al circuito de frenado y al control del freno de estacionamiento. El estribo flotante 100 esta montado sobre el disco de freno 2 e incluye una zapata fija 3 y una zapata movil 4. Esta ultima esta accionada por un piston de freno 5 alojado en el cilindro 110 (o cuerpo) del estribo 100. El cilindro 110 delimita una camara estanca 111 unida al circuito de freno mediante una conexion 112 no detallada. Esta camara estanca 111 aloja igualmente un cartucho de conversion de movimiento 200 (figuras 2A, B) aplicada contra el fondo 114 del alojamiento 113 del cilindro del estribo. El alojamiento 113 prolonga el cilindro 110 del piston de freno. El fondo 114 esta dotado con un orificio 115 que atraviesa de manera estanca la extremidad del cartucho 200 (figura 2) para la union de arrastre con la palanca pivotante 120 unida al control del freno de mano, cuyo movimiento de rotacion (pivotamiento) sera transformado en un movimiento de traslacion aplicado al piston de freno 5.
El cartucho de conversion de movimiento 200 representado en las figuras 2A-5 se compone de una parte trasera 210 y de una parte delantera 260.
La parte trasera 210 esta formada ella misma por un palier 211 de seccion en forma de T que comprende un casquillo 212 dotado de un collar 213. El casquillo 211 se situa en el orificio 115 del fondo 114 del estribo 100 y su collar 213 se apoya sobre la superficie del fondo 114 que rodea el orificio 115. Este palier 211 dotado de una junta torica 214 para asegurar la estanqueidad respecto del orificio 115, recibe un arbol de control 220 constituido por una parte cilmdrica 221 terminada en la parte delantera por un primer plato 222. La parte cilmdrica 221 atraviesa el casquillo 212 del palier 211 para sobresalir por la parte trasera del estribo y recibir la palanca de accionamiento 120 del freno de mano. El plato 222 se apoya contra el collar 213 del palier 211. La cara delantera del plato 222 esta dotada de gargantas de profundidad variable para cooperar con unas bolas 230 situadas en una caja 231, cooperando estas bolas ellas mismas en las mismas condiciones con el piston de conversion 270 movil en traslacion.
La parte delantera 260 del convertidor 200 se compone por el piston de conversion 270 constituido por un casquillo 271 que tiene en la parte trasera un segundo plato 272 provisto de ranuras de profundidad variable 273, complementarias en su disposicion y su forma a las de las ranuras de profundidad variable (no visibles) del primer plato 222 del arbol de control 220. Las bolas 230, por ejemplo en numero de tres de la caja 231 estan destinadas a rodar en las ranuras homologas del plato 222 del arbol de control 220 y en el del 272 del piston 270 para transformar el movimiento de rotacion del plato 222 del arbol de control 220 en un movimiento de traslacion del piston de conversion 270 mediante el juego de las rampas complementarias formadas por las ranuras como ya es conocido en sf mismo. La parte delantera 260 incluye igualmente un muelle de compresion 280 acoplado sobre el casquillo cilmdrico 271 del piston de conversion y apoyandose por una parte contra el plato 272 del piston 270 y por otra parte contra el fondo 291 de una caja 290 igualmente instalada sobre el casquillo 271 del piston 270.
La caja 290 es una pieza de acero elastico de forma globalmente troncoconica que incluye una corona que constituye el fondo 291 del lado delantero, que tiene unas lamas 292 unidas dos a dos a las dos partes de un collar hendido 293 girado hacia el exterior y unas lamas intermedias 294, libres. Un clip 201 es instalado en la caja 290 alrededor y entre las lamas 292,294 para retener el convertidor 200 en su alojamiento 113 del estribo 100. Para la colocacion de una forma en sf conocida, el collar hendido 293 y el clip 201 estan comprimidos con la ayuda de una herramienta con forma de casquillo. El clip 201 retiene la caja 290 cooperando con una garganta periferica 118 y el collar hendido 293 coge su sitio en el alojamiento 113 contra un saliente 117 del estribo 100 tal y como es realizado mediante el procedimiento de montaje descrito en el documento EP 1 936 227 citado aqrn a modo de referencia. El cartucho 200 es asf bloqueado en su alojamiento 113 en un sentido mediante su apoyo por medio del collar hendido 293 contra el saliente 117 y en el sentido opuesto por el clip 201 enganchado en la garganta periferica 118, quedando unicamente libres en movimiento, la varilla de control 220 y el piston 270.
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El piston 270 (figuras 4, 5) comprende una o varias nervaduras longitudinales constituidas en este ejemplo, por unas ramas 274 que prolongan el plato 272 hacia atras. Estas ramas 274 de seccion de forma semicircular estan alojadas en deslizamiento en unas ranuras 119 de seccion correspondiente realizadas en la pared del alojamiento 113 del estribo 100 (figura 3) en unas posiciones homologas a las de las ramas. Las ramas 274 son preferentemente tres repartidas de forma equiangular alrededor del eje xx del alojamiento 113. El piston 270 es por tanto bloqueado en rotacion en el alojamiento 113 mientras que permanece libre en traslacion. Las ramas 274 se montan sobre la parte trasera 210 a nivel del borde del plato 222 y del collar 213 del palier 211. El disco que forma la caja 231 que contiene las bolas 230 es igualmente mantenido por las ramas lo que es importante para la realizacion del subconjunto constituido por el cartucho de conversion y facilita considerablemente su colocacion en el alojamiento 113.
Despues de la instalacion del cartucho, el arbol de control 220 y su plato 222 estan en cambio montadas libres en rotacion de manera que el movimiento de rotacion del arbol de control 220 se traduce por una rotacion relativa de su plato 222 respecto del plato 272 integrado en el piston 270 lo que produce el movimiento de traslacion del piston 270, transmitido al piston de freno 5.
El piston de conversion 270 se apoya contra la parte trasera del piston de freno 5 mediante un compensador de desgaste no representado, alojado en el piston 270 que forma una tuerca de una union tornillo-tuerca. La compensacion del desgaste de las zapatas de freno se realiza de forma conocida por el experto durante el movimiento de retorno de la tuerca, cuando se libera el freno de estacionamiento.
El cartucho 200 esta compuesto por un numero reducido de piezas y constituye una unidad ensamblada, lista para ser instalada en el cuerpo del estribo del freno 100. Esta colocacion no molesta ni complica la instalacion posterior del piston de freno y no perturba despues la purga del circuito de freno.
La presente invencion concierne el dominio de los sistemas de freno de disco de vetnculos automoviles. Nomenclature de los elementos principales
1 Freno de disco
2 Disco de freno
3 Patm fijo
4 Patm movil
5 Piston de freno
17 garganta periferica de alojamiento
100 Estribo
110 Cilindro
111 Camara del piston
112 Ramificacion
113 Alojamiento
114 Fondo del alojamiento
115 Orificio del fondo del alojamiento
117 Saliente
118 Garganta periferica
119 Ranura
120 Palanca
200 Cartucho de conversion de movimiento
201 Clip
210 Parte trasera del cartucho
211 Palier de seccion con forma de T
212 Casquillo
213
214
220
221
222
230
231
260
270
271
272
273
274
275
280
290
291
292
293
294
Collar
Junta teorica Arbol de control Parte cilmdrica Primer plato Bolas
Caja que recibe las bolas Parte delantera del cartucho Piston de conversion Casquillo Segundo plato
Ranuras de profundidad variable Nervadura/rama longitudinal Tuerca
Muelle de compresion
Caja
Fondo
Lama
Collar hendido Lama intermedia

Claims (6)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. Freno de disco que incluye un estribo flotante (100) montado sobre el disco de freno (2) que tiene una zapata fija (3) y que forma un cilindro (110) que aloja un piston (5) que tiene una zapata movil para apretar el disco de freno,
    -el piston (5) esta controlado por el circuito hidraulico y por el sistema de frenos de estacionamiento por medio de un cartucho de conversion de movimiento (200) que transforma al movimiento de pivotamiento de la palanca de freno de mano, ubicado en el estribo (100) en un movimiento de traslacion para empujar el piston de freno (5),
    -el cilindro (110) que tiene una parte delantera que aloja el piston de freno (5) y una parte trasera que forma un alojamiento (113) que recibe el cartucho de conversion (200) con forma de revolucion que va contra la zapata movil y el fondo del cilindro,
    -el cartucho (200) atraviesa de forma estanca un orificio axial del fondo (114) del cilindro para unir su arbol de control a la palanca (120) del freno de estacionamiento,
    caracterizado por que
    A) el cartucho de conversion (200) incluye:
    A1) una parte trasera (210) apoyada contra el fondo (114) del alojamiento (113) del cilindro y que se compone:
    -por un palier (211) con forma de casquillo (212) dotado de un collar (213) apoyado alrededor de un orificio de paso (115) del fondo del alojamiento (113) atravesado parcialmente por el casquillo (212), y
    -por un arbol de control (220) unido a la palanca pivotante (120) y que tiene un primer plato (222),
    A2) una parte delantera (260) apoyada contra el piston de freno (5),
    - movil en traslacion respecto del cilindro (110) pero bloqueada en rotacion, y
    - la parte delantera (260) componiendose:
    -por un piston (270) dotado con un segundo plato (272) destinado a cooperar con el primer plato (222) del arbol de control (220) con la interposicion de bolas (230) moviles en unas rampas (273) en los dos platos (222, 272) para transformar el movimiento de rotacion relativo entre los dos platos (222, 272) en un movimiento de traslacion del piston (270), y
    -por una caja (290) de retencion del piston de conversion (200) en el cilindro (110) por medio de un clip (201), asf como un muelle de retorno (280) interpuesto entre la caja y el piston actuando contra el movimiento de traslacion generado por los platos (222, 272) y las bolas (230),
    B) el cilindro (110) incluye, a nivel de su parte trasera formando el alojamiento (113) recibiendo el cartucho de conversion (200), al menos una ranura longitudinal (119) y el piston de conversion (270) incluye en su periferia una nervadura longitudinal (274) de seccion complementaria a la de la ranura longitudinal (119), para cooperar con esta y bloquear la rotacion de la parte delantera (260) del cartucho (200) dejandola libre en traslacion,
  2. 2. Freno de disco segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el alojamiento (113) del cartucho (200) del estribo (100) incluye tres ranuras longitudinales (118) y el piston (270) esta dotado de tres nervaduras longitudinales (274), las ranuras (118) estan repartidas de forma equiangular y las nervaduras (274) estan en unas posiciones homologadas a las de las ranuras (118).
  3. 3. Freno de disco segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la ranura (118) del alojamiento (113) tienen una seccion en arco de drculo y principalmente en semidrculo y la nervadura (274) situada en el piston (270) del convertidor tienen una seccion con forma de arco de drculo igual a la de la ranura (118).
  4. 4. Freno de disco segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la nervadura longitudinal (274) esta constituida por una rama que sobrepasa el plato (272) hacia atras y esta montada sobre al menos una fraccion de longitud axial de la parte trasera (210).
  5. 5. Freno de disco segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el alojamiento (113) del cartucho (200) incluye un saliente (117) para recibir como apoyo el collar (293) de la caja (290) y una garganta periferica (118) para recibir el clip (201).
  6. 6. Freno de disco segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la caja (290) es una pieza de acero elastico 5 de forma global troncoconica que tiene un fondo (291) con forma de corona que tiene unas lamas (292) unidas a un
    collar (293) y unas lamas intermedias (294), de extremidad libre, que recibe el clip (201).
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