ES2652248T3 - Freno de disco de vehículo automóvil con juego transversal reducido entre columnillas y escariados - Google Patents

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ES2652248T3 ES14799688.8T ES14799688T ES2652248T3 ES 2652248 T3 ES2652248 T3 ES 2652248T3 ES 14799688 T ES14799688 T ES 14799688T ES 2652248 T3 ES2652248 T3 ES 2652248T3
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André GAYE
Sandra MERRIEN
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Abstract

Freno de disco de vehículo automóvil que incluye: - una horquilla (12) que incluye dos escariados escalonados de ejes paralelos, de los cuales cada uno incluye al menos un primer tramo (28, 30); - una mordaza (10) que está montada deslizante axialmente con respecto a la horquilla (12); - dos columnillas (16, 18) de ejes (A, B) paralelos de las cuales cada una incluye un extremo axial (20, 22) de fijación fijado a la mordaza (10) y al menos un tramo (24, 26) de guiado en deslizamiento axial de la mordaza (10) con respecto a la horquilla (12) que está montado deslizante, con un juego radial, en el primer tramo (28, 30) del escariado escalonado (29, 31) asociado de la horquilla (12), caracterizado porque una superficie externa cilíndrica de guiado de dicho tramo (24, 26) de guiado en deslizamiento de cada columnilla (16, 18) incluye al menos dos porciones axiales (64) opuestas, de las cuales cada una se extiende angularmente alrededor del eje (A, B) de cada columnilla (16, 18) según un ángulo inferior a 90º y porque un plano axial mediano (M) de estas dos porciones (64) es paralelo a un plano (P) que pasa por los ejes (A, B) de las dos columnillas (16, 18).

Description

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DESCRIPCION
Freno de disco de vehiculo automovil con juego transversal reducido entre columnillas y escariados Campo tecnico de la invencion
La invencion hace referencia a un freno de disco de vehiculo automovil.
Antecedentes de la tecnica de la invencion
La invencion hace referencia mas particularmente a un freno de disco de vehiculo automovil que incluye:
- una horquilla que incluye dos escariados escalonados de ejes paralelos, de los cuales cada uno incluye al menos un primer tramo;
- una mordaza que esta montada deslizante axialmente con respecto a la horquilla;
- dos columnillas de ejes paralelos de las cuales cada una incluye un extremo axial de fijacion que esta fijado a la mordaza y al menos un tramo de guiado en deslizamiento axial de la mordaza con respecto a la horquilla que esta montado deslizante, con un juego radial, en el primer tramo del escariado escalonado asociado de la horquilla.
Este diseno, particularmente extendido, presenta unos inconvenientes.
En un freno de disco convencional, para permitir el deslizamiento de las columnillas en los primeros tramos de los escariados, existe un juego funcional radial entre dichas columnillas y dichos primeros tramos asociados. Este juego no esta orientado geometricamente en el espacio, en concreto, con respecto al plano que pasa por los ejes de las dos columnillas.
Durante un frenado, unas guarniciones de friccion aplicadas sobre un disco en rotacion son arrastradas por el disco y arrastran a su vez la mordaza que lleva las columnillas. De ello resulta un choque entre dichas columnillas y sus escariados asociados de recepcion y de guiado en deslizamiento que estan habilitados en la horquilla. El juego no controlado entre estos escariados de la horquilla y las columnillas provoca un ruido de frenado durante el establecimiento del apoyo tangencial de las columnillas en sus escariados respectivos. El documento DE 20 2006 006 142 U1 describe un tramo de guiado con tres porciones axiales uniformemente distribuidas, los documentos CN 203082090 U y CN 103062262 A describen cada uno dos tramos de guiado con una pluralidad de ranuras axiales y radiales uniformemente distribuidas, sin describir un posicionamiento de estas ranuras con respecto al plano que pasa por los dos tramos de guiado.
Breve sumario de la invencion
Con el fin de remediar este inconveniente, la invencion propone un freno de disco de vehiculo automovil que incluye unos medios que permiten que se limiten los ruidos anteriormente citados.
Con esta finalidad, la invencion propone un freno de disco del tipo descrito anteriormente, caracterizado porque la superficie externa cilindrica de guiado de dicho tramo de guiado en deslizamiento de cada columnilla incluye al menos dos porciones axiales opuestas, de las cuales cada una se extiende angularmente alrededor del eje de cada columnilla segun un angulo inferior a 90° y porque un plano axial mediano de estas dos porciones es paralelo a un plano que pasa por los ejes de las dos columnillas.
Segun otras caracteristicas de la invencion:
- las dos porciones son diametralmente opuestas,
- el juego radial, en dicho plano que pasa por los ejes de las dos columnillas, de cada tramo de guiado en el primer tramo del escariado escalonado asociado es igual a un valor medio comun;
- cada tramo de guiado de cada columnilla incluye al menos otras dos porciones axiales opuestas de la superficie externa cilindrica de dicho tramo;
- cada dicha porcion esta delimitada por un par de aplanaduras de orientacion axial;
- cada porcion axial se extiende sobre una misma longitud axial;
- cada tramo de guiado se extiende a partir de un extremo libre de la columnilla asociada;
- al menos una aplanadura de cada columnilla se extiende a partir del extremo libre de la columnilla segun una
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longitud superior a la del tramo de guiado;
- las dos columnillas son identicas.
- cada escariado escalonado asociado de la horquilla incluye, del lado del extremo de fijacion de la columnilla a la mordaza, un segundo tramo de entrada y cada columnilla recibe un capuchon tubular de estanquidad cuyo un tramo esta interpuesto radialmente entre la columnilla asociada y dicho segundo tramo de entrada,
Breve resumen de las figuras
Otras caracteristicas y ventajas de la invencion se mostraran con la lectura de la descripcion detallada que sigue para la comprension de la cual se hara referencia a los dibujos adjuntos en los que:
- la figura 1 es una vista desde arriba, con arranques parciales, de una mordaza y de una horquilla de un freno de disco segun el estado de la tecnica, que ilustra, en concreto, las posibilidades de movimiento transversal de cada columnilla de la mordaza en el escariado escalonado asociado de la horquilla de un freno de disco;
- la figura 2 es una vista que representa en detalle las dos columnillas y los capuchones de estanquidad asociados del freno de disco de la figura 1 segun el estado de la tecnica;
- la figura 3 es una vista de lado, con arranque parcial, que representa una mordaza y una horquilla de un freno de disco segun el estado de la tecnica;
- la figura 4 es una vista en detalle que ilustra el escariado axial interno de un capuchon de estanquidad de un freno de disco segun el estado de la tecnica;
- la figura 5 es una vista desde arriba, analoga a la de la figura 1, que representa una mordaza y una horquilla de un freno de disco segun la invencion;
- la figura 6 es una vista de lado y en perspectiva que representa a mayor escala las dos columnillas y los dos capuchones de estanquidad del freno de disco segun la invencion de la figura 5;
- la figura 7 es una vista analoga a la de la figura 3 que representa una mordaza y una horquilla para el freno de disco segun la invencion;
- la figura 8 es una vista en perspectiva, con arranque parcial, que ilustra la pared del escariado axial interno de un capuchon para el freno de disco segun la invencion;
- la figura 9 es una vista en corte por un plano transversal de un primer tramo de una columnilla recibida en un primer tramo del escariado escalonado de una horquilla del freno de disco segun la invencion.
Descripcion detallada de las figuras
En la descripcion y las reivindicaciones que siguen, se utilizaran a titulo no limitativo las expresiones tales como "orientacion longitudinal", "transversal", etc. con referencia al diedro (L, T) representado en las figuras y a las definiciones que se dan en la descripcion.
En la descripcion que va a seguir, unas cifras de referencia identicas designan unas piezas identicas o analogas o que tienen unas funciones similares.
Se han representado en las figuras 1 y 3 una mordaza 10 y una horquilla 12 de un freno de disco (no representado) de vehiculo automovil realizado de conformidad con el estado de la tecnica.
De manera conocida, el freno de disco incluye una horquilla fija 12 que incluye dos escariados escalonados 29, 31 de ejes paralelos A, B, de los cuales cada uno incluye al menos un primer tramo 28, 30.
El freno tambien incluye una mordaza 10 que esta montada movil en deslizamiento axialmente, segun una direccion paralela a los ejes A y B, con respecto a la horquilla fija 12.
La mordaza 10 esta montada deslizante con respecto a la horquilla 12 por medio de dos columnillas paralelas 16, 18 de ejes A, B de las cuales cada una incluye un primer extremo axial 20, 22 que esta fijado a la mordaza 10 e incluye al menos un tramo 24, 26 de guiado en deslizamiento axial de la mordaza 10 con respecto a la horquilla 12 que esta montado deslizante, con un juego radial, en el primer tramo 28, 30 del escariado escalonado 29, 31 asociado de la horquilla 12.
Durante el frenado la mordaza aprieta el disco mediante las zapatas de freno y los pistones hidraulicos que actuan
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sobre las zapatas. El conjunto "sigue" la direccion de rotacion del disco en un eje paralelo al plano A-B hasta establecimiento del contacto columnillas/escariados.
Como lo ilustran las figuras 1 y 3, una solucion que se conoce por el estado de la tecnica para limitar estos golpeos consiste, por una parte, en insertar radialmente un capuchon 32, 34 de material elastomero, que se recibe sobre cada columnilla 16, 18, entre la columnilla 16, 18 y un segundo tramo 46, 48 denominado "de entrada" del escariado escalonado 29, 31 que esta girado hacia la mordaza 10.
Como lo ilustra la figura 4, cada capuchon 32, 34 tambien puede asegurar la estanquidad de los escariados escalonados 29, 31 al polvo. Para permitir la "descompresion" o evacuacion del aire contenido en los escariados escalonados 29, 31, cada capuchon 32, 34 incluye unas estrias o ranuras axiales 49 formadas en la pared de un escariado interno 47 del capuchon. Las estrias 49 permiten la evacuacion del aire que esta comprimido en el fondo axial ciego del escariado escalonado correspondiente 29, 31 por el hecho del avance axial de las columnillas 16, 18 en los escariados 29, 31 asociados cuando la mordaza 10 se desplaza con respecto a la horquilla 12, a medida que se produce el desgaste de las guarniciones de frenado y durante un accionamiento de frenado.
Por otra parte, como lo ilustran las figuras 1 y 2, el freno presenta un diseno y un montaje no simetrico en el cual una de las columnillas, por ejemplo, en este caso, la columnilla 16, recibe sobre una parte intermedia 50 de su primer tramo 24 de guiado, un manguito 52 de material elastomero o "bushing", que, en posicion ensamblada de la mordaza y de la horquilla, esta alojado en el primer tramo 28 del escariado escalonado 29.
Por lo tanto, es importante proponer un freno de disco unos medios mas eficaces de limitacion del desplazamiento transversal de las columnillas 16, 18, con el fin de limitar los ruidos parasitos.
El freno de disco segun la invencion tiene como finalidad la reduccion de este juego segun la direccion transversal T
De conformidad con la invencion, la superficie externa cilindrica de guiado del tramo 24, 26 de guiado de cada columnilla 16, 18 ya no es una superficie cilindrica convexa continua que se extiende angularmente sobre toda la circunferencia. La superficie externa cilindrica de guiado del tramo 24, 26 de guiado de cada columnilla 16, 18 incluye al menos dos porciones axiales 64 opuestas, de las cuales cada una se extiende angularmente alrededor del eje A, B de cada columnilla 16, 18 segun un angulo "a" inferior a noventa grados de angulo y un plano axial "M" mediano de estas dos porciones 64 es paralelo a un plano "P" que pasa por los ejes A, B de las dos columnillas 16, 18.
Esta configuracion y esta disposicion geometrica estan representadas en seccion para la columnilla 16 y el escariado escalonado 29 en la figura 9.
En un modo de realizacion preferente de la invencion, las porciones axiales 64 son diametralmente opuestas. En ese caso, el plano M es coincidente con el plano P que pasa por los ejes A, B de las dos columnillas 16, 18.
No obstante, esta configuracion no es limitativa de la invencion y el plano M puede, como variante, estar desviado con respecto al plano "P" siendo al mismo tiempo paralelo a el, estando entonces las porciones axiales 64 igualmente desviadas.
Otra caracteristica de la invencion es que el juego radial, en dicho plano M paralelo al plano P es igual a un valor medio comun.
En el caso que se representa en la figura 9, el juego radial, el plano P que pasa por los ejes A, B tambien es, por lo tanto, igual a un valor medio comun.
Por ejemplo, para un freno de vehiculo automovil de tamano medio que incluye unas columnillas cuyo diametro esta comprendido preferentemente entre 8 y 14 mm, ventajosamente igual a 10 mm, el valor medio comun del juego radial es igual a aproximadamente 195 pm.
De este modo, esta configuracion permite ventajosamente el reparto de manera igual de los juegos en los dos escariados 29, 31.
Para garantizar la orientacion en el espacio de las porciones axiales 64, el freno incluye un medio de indexacion 58, 59 de la posicion angular de cada columnilla 16, 18 alrededor de su eje A, B con respecto a la mordaza 10 a la cual esta fijada.
Para tal efecto, como se representa de manera no limitativa de la invencion en las figuras 5 y 7, el extremo 20, 22 de fijacion de cada columnilla 16, 18 a la mordaza 10 se recibe en un agujero axial (no representado) de recepcion formado en la mordaza 10 y dicho extremo 20, 22 de la columnilla considerada 16, 18 incluye al menos un tramo 58, 59 de fijacion de la columnilla que esta conformado en una huella no cilindrica circular complementaria de una huella formada en dicho agujero axial de recepcion.
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Por ejemplo, cada tramo 58, 59 no cilindrico puede incluir una huella obtenida a partir de una seccion cilindrica circular sobre la cual estan practicadas dos aplanaduras y el agujero complementario (no representado) de la mordaza 10 incluye a tal efecto dos aplanaduras complementarias.
Esta configuracion permite la formacion del medio de indexacion de la posicion angular de cada columnilla 16, 18 y la prohibicion de su rotacion alrededor de su eje A, B y, de este modo, la garantia de la orientacion deseada de las porciones axiales 64 con respecto a la mordaza y ulteriormente con respecto a la horquilla en posicion ensamblada de la mordaza sobre la horquilla.
De esta manera, las posibilidades de golpeo de cada columnilla 16, 18 segun la direccion transversal T en el primer tramo 28, 30 del escariado escalonado asociado 29, 31 son reducidas.
En un modo de realizacion preferente de la invencion, cada tramo 24, 26 de guiado de cada columnilla 16, 18 incluye otras dos porciones axiales 65 opuestas de la superficie externa cilindrica de guiado del tramo 24, 26.
Estas otras dos porciones axiales 65 opuestas de la superficie externa cilindrica de dicho tramo 24, 26 tambien se extienden segun un angulo inferior a noventa grados de angulo y un plano axial mediano de estas otras dos porciones 65 corta el plano M.
Segun el modo de realizacion que se ha representado a titulo no limitativo en la figura 9, las otras dos porciones 65 son diametralmente opuestas y un plano axial mediano (no representado) de estas otras dos porciones 65 es ortogonal al plano P que pasa por los ejes A, "B" de las dos columnillas 16, 18.
A titulo de variante no representada, cada tramo de guiado 24, 26 podria incluir otras porciones de guiado. Cada tramo de guiado 24, 26 podria incluir, de este modo, mas de cuatro porciones de guiado 64, 65.
Para realizar las porciones 64, 65, cada porcion 64, 65 esta delimitada, por ejemplo, por un par de aplanaduras opuestas 66 de orientacion axial.
Cada tramo 24, 26 de cada columnilla 16, 18 se obtiene de este modo en este caso a partir de un tramo de seccion cilindrica en el cual estan practicados dos pares de aplanaduras 66 paralelas y diametralmente opuestas, es decir, cuatro aplanaduras 66 de dos en dos opuestas y no alineadas segun las direcciones transversales L y T, como se representa en las figuras 6 y 9.
En el modo de realizacion preferente de la invencion, cada porcion axial 64, 65 se extiende sobre una misma longitud axial.
Cada tramo 24, 26 de guiado se extiende a partir de un extremo libre 25, 27 de la columnilla asociada 16, 18.
De este modo, cada tramo de guiado ofrece una longitud maxima para el guiado axial de la mordaza.
Para permitir la "descompresion" del aire contenido en los escariados escalonados 29 y 30, al menos una aplanadura 66 de cada columnilla 16, 18 se extiende a partir del extremo libre 25, 27 de la columnilla segun una longitud superior a la del tramo 24, 26 de guiado.
Cada escariado escalonado 29, 31 asociado de la horquilla 12 incluye, del lado del extremo 20, 22 de fijacion de la columnilla 16, 18 a la mordaza 10, un segundo tramo 46, 48 denominado "de entrada" y cada columnilla 16, 18 recibe un capuchon 32, 34 tubular cuyo un tramo axial esta interpuesto radialmente entre la columnilla asociada 16, 18 y el segundo tramo 46, 48 de entrada.
Los capuchones 32, 34 aseguran la estanquidad de los escariados escalonados 29, 31 al polvo.
Cada capuchon 32, 34 incluye un extremo 36, 38 que esta encajado sobre un collarin 40, 41 del extremo 20, 22 de fijacion de cada columnilla 16, 18 e incluye un tramo opuesto 42, 44 que esta interpuesto radialmente entre cada columnilla 16, 18 y el segundo tramo de entrada 46, 48 del escariado escalonado 29, 31 asociado de la horquilla 12.
Para permitir la descompresion del aire contenido en los escariados escalonados 29 y 30, los capuchones 32, 34 estan asociados a las aplanaduras 66 anteriormente mencionadas proponiendo un paso del aire hacia el exterior.
Para tal efecto, una pared del escariado interno 70 de cada capuchon tubular 32, 34 incluye al menos una garganta 72 radial interna.
En esta configuracion, la garganta radial interna 72 "cruza" unos canales axiales delimitados por las aplanaduras 66 y las paredes de los escariados 29, 31 y permite, por este hecho, la circulacion del aire contenido en el escariado 29, 31 hacia el medio exterior.
Segun un primer modo de realizacion de los capuchones 32, 34, que se representa en la figura 8, la pared interna 70 de cada capuchon 32, 34 tubular incluye una pluralidad de gargantas anulares 72 que estan regularmente espaciadas segun toda la longitud axial del capuchon 32.
Contrariamente a los disenos anteriores, el diseno segun la invencion permite ventajosamente, la utilizacion de dos columnillas 16, 18 identicas, lo que permite la reduccion de los costes de fabricacion de un freno de este tipo.
La invencion no esta limitada al diseno de principio que acaba de describirse. Segun una "inversion mecanica" 10 tradicional en el campo, las columnillas pueden estar fijadas a la mordaza y los escariados asociados pueden estar formados en la horquilla.
Ademas, ya esten las columnillas fijadas a la mordaza o bien a la horquilla, segun otra "inversion mecanica", los asientos cilindricos de guiado en deslizamiento axial de las columnillas pueden ser cilindricos circulares sobre toda 15 la periferia angular y son entonces las superficies concavas de guiado que pertenecen a los escariados asociados las que presentan un diseno segun la invencion constituido por al menos un par de porciones opuestas orientadas y situadas en el plano P.

Claims (10)

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    REIVINDICACIONES
    1. Freno de disco de vehiculo automovil que incluye:
    - una horquilla (12) que incluye dos escariados escalonados de ejes paralelos, de los cuales cada uno incluye al menos un primer tramo (28, 30);
    - una mordaza (10) que esta montada deslizante axialmente con respecto a la horquilla (12);
    - dos columnillas (16, 18) de ejes (A, B) paralelos de las cuales cada una incluye un extremo axial (20, 22) de fijacion fijado a la mordaza (10) y al menos un tramo (24, 26) de guiado en deslizamiento axial de la mordaza (10) con respecto a la horquilla (12) que esta montado deslizante, con un juego radial, en el primer tramo (28, 30) del escariado escalonado (29, 31) asociado de la horquilla (12), caracterizado porque una superficie externa cilindrica de guiado de dicho tramo (24, 26) de guiado en deslizamiento de cada columnilla (16, 18) incluye al menos dos porciones axiales (64) opuestas, de las cuales cada una se extiende angularmente alrededor del eje (A, B) de cada columnilla (16, 18) segun un angulo inferior a 90° y porque un plano axial mediano (M) de estas dos porciones (64) es paralelo a un plano (P) que pasa por los ejes (A, B) de las dos columnillas (16, 18).
  2. 2. Freno de disco segun la reivindicacion anterior, caracterizado porque las dos porciones (64) son diametralmente opuestas.
  3. 3. Freno de disco segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el juego radial, en dicho plano (M) paralelo al plano (P) que pasa por los ejes (A, B) de las dos columnillas (16, 18), de cada dicho tramo (24, 26) de guiado en el primer tramo (28, 30) del escariado escalonado (29, 31) asociado es igual a un valor medio comun.
  4. 4. Freno de disco segun la reivindicacion 3, caracterizado porque cada tramo (24, 26) de guiado de cada columnilla (16, 18) incluye al menos otras dos porciones axiales (65) opuestas de la superficie externa cilindrica de dicho tramo (24, 26).
  5. 5. Freno de disco segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque cada dicha porcion (64, 65) esta delimitada por un par de aplanaduras (66) de orientacion axial.
  6. 6. Freno de disco segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque cada porcion axial (64, 65) se extiende sobre una misma longitud axial.
  7. 7. Freno de disco segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque cada tramo (24, 26) de guiado se extiende a partir de un extremo libre (25, 27) de la columnilla (16, 18) asociada (16, 18).
  8. 8. Freno de disco segun la reivindicacion 3, caracterizado porque al menos una aplanadura (66) de cada columnilla se extiende a partir del extremo libre (25, 27) de la columnilla segun una longitud superior a la del tramo (24, 26) de guiado.
  9. 9. Freno de disco segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las dos columnillas (16, 18) son identicas
  10. 10. Freno de disco segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada escariado escalonado (29, 31) asociado de la horquilla (12 ) incluye, del lado del extremo (20, 22) de fijacion de la columnilla (16, 18) a la mordaza un segundo tramo (46, 48) de entrada, porque cada columnilla (16, 18) recibe un capuchon (32, 34) tubular de estanquidad cuyo un tramo (42, 44) esta interpuesto radialmente entre la columnilla (16, 18) asociada y dicho segundo tramo (46, 48) de entrada.
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