BANDA DE FRENADO DE DISCO VENTILADO PARA UN FRENO DE DISCO.

Una banda (14) de frenado de un disco (10) para un freno de disco del tipo ventilado,

extendiéndose dicha banda (14) de frenado entre un diámetro interior (D1), cercano a un eje (X-X) de rotación del disco, y un diámetro exterior (D2), alejado de dicho eje (X-X) de rotación del disco, comprendiendo dicha banda (14) de frenado dos hojas (16, 18) que definen un espacio intermedio (22) y unidas por medio de conexión, estando construidos dichos medios de conexión en forma de vástagos (20), estando agrupados dichos vástagos (20) en al menos tres filas concéntricas que comprenden una fila externa (26), cercana al diámetro exterior (D2) de la banda (14) de frenado, una fila interna (28), cercana al eje (X-X) del disco, y al menos una fila intermedia (30) entre la fila interna y la fila externa, teniendo los vástagos de dicha fila interna (28) una sección transversal sustancialmente romboidal en un plano paralelo al flujo de aire, a lo largo de los conductos de ventilación, con la diagonal más larga (L) dirigida en la dirección radial, teniendo los vástagos de dicha fila intermedia (30) una sección transversal sustancialmente romboidal en un plano paralelo al flujo de aire, a lo largo de los conductos de ventilación, con la diagonal más larga (L) dirigida en la dirección radial; caracterizada porque la relación entre el diámetro exterior (D2) de la superficie y el espesor o dimensión de dicho espacio intermedio (22) entre las dos hojas (16, 18), medidos en una dirección paralela al eje (X-X) del disco, está entre 15 y 32, porque dichos vástagos (20) de dicha fila externa (26) tienen una sección transversal sustancialmente triangular en un plano sustancialmente paralelo al flujo de aire, a lo largo de los conductos de ventilación, con una base (32) que miran hacia fuera del disco y los lados internos (34), dentro del conducto de ventilación, tienen un perfil cóncavo, porque el número de dichos vástagos (20) por fila (26, 28, 30) de la banda (14) de frenado está entre 35 y 50, y porque cada fila comprende el mismo número de vástagos

Banda de frenado de disco ventilado para un freno de disco.

Esta invención está relacionada con una banda de frenado para un freno de disco del tipo ventilado.

Como es sabido, los discos para los frenos de disco comprenden un núcleo desde el que se extiende una parte anular, conocida como banda de frenado, que está diseñada para actuar junto con las pastillas de una pinza. En el caso de discos del tipo ventilado, la banda de frenado está construida a partir de dos hojas enfrentadas mutuamente y conectadas entre sí por medios de conexión, por ejemplo en forma de vástagos o aletas. Las superficies exteriores de las dos hojas definen superficies de frenado opuestas, mientras que las superficies interiores, junto con los vástagos o aletas, delimitan conductos de ventilación para refrigerar el disco a través de los cuales fluye aire en dirección centrífuga mientras el disco está en movimiento giratorio.

Es sabido que la fuerza de frenado ejercida por las pastillas contra la banda de frenado del disco genera calor, y como consecuencia ocasiona un aumento de la temperatura suficiente para poner incandescente el disco en el caso de un servicio particularmente severo. Debido a la alta temperatura alcanzada por el disco mientas frena, el disco se deforma y el contacto entre las pastillas y las bandas de frenado se deteriora. El material de las pastillas sufre una especie de vitrificación y contaminación por el material del disco.

También se ha averiguado que la temperatura más alta tiene lugar en una parte anular central de las superficies de frenado, es decir, en una parte anular central de las superficies exteriores de las correspondientes hojas. En el curso de la vida de un disco, esta zona es fácilmente propensa a la formación de fisu- ras.

Se ha sentido por tanto, de una manera particularmente entusiasta en la industria, que con el fin de superar las desventajas anteriormente mencionadas, existe la necesidad de aumentar la eficacia cuando se dispersa el calor generado por el frenado, para contener la temperatura alcanzada por el disco durante y después del frenado.

Los documentos WO 02081940, DE 9319490U y WO 03002886 divulgan una banda de frenado similar a la expuesta en el preámbulo de la reivindicación 1.

El problema subyacente en esta invención es el de proporcionar una banda de frenado para un disco de un freno de disco del tipo ventilado, que tenga características estructurales y funcionales que satisfagan el requisito antes mencionado y al mismo tiempo supere las desventajas objeto de queja anteriormente en relación con la técnica anterior.

Este problema ha sido resuelto por medio de una banda de frenado de un disco para un freno de disco del tipo ventilado de acuerdo con la reivindicación 1.

Otras ventajas y características de la presente invención quedarán claras a partir de la siguiente descripción detallada de modos de realización preferidos, que se da con referencia a los dibujos anexos que se proporcionan meramente a modos de ejemplo no limitativo y en los que:

la figura 1 ilustra una vista en perspectiva en sección transversal parcial, de un disco para un freno de disco, de acuerdo con esta invención,

la figura 2 ilustra una vista parcial en planta, en sección transversal parcial, de un disco para un freno de disco de la figura 1,

la figura 3 ilustra un detalle ampliado del disco de la figura 2,

la figura 4 ilustra una vista de un disco de la figura 2, en sección transversal a lo largo de la línea IV-IV,

la figura 5 ilustra los resultados teóricos de la distribución de temperaturas en un disco de un freno de disco, de acuerdo con la invención,

la figura 6 ilustra los resultados teóricos de la distribución de las velocidades del aire, dentro de los conductos de ventilación de un disco para un freno de disco, de acuerdo con la invención (campo móvil),

la figura 7 ilustra los resultados teóricos de la distribución de la iniciación de torbellinos en los conductos de ventilación de un disco para un freno de disco, de acuerdo con la invención (formación de torbellinos),

la figura 8 ilustra los resultados teóricos para la distribución de energía turbulenta en los conductos de ventilación de un disco, para un freno de disco de acuerdo con la invención,

la figura 9 ilustra resultados teóricos adicionales de la distribución de temperaturas en un disco para un freno de disco, de acuerdo con esta invención.

Con referencia a las figuras anteriores, la referencia numérica 10 indica en su totalidad un disco para un freno de disco del tipo ventilado, el 12 indica un núcleo y el 14 indica una banda de frenado.

En la figura 4, la referencia X-X indica un eje alrededor del cual gira el disco. Por dirección axial al disco o a la banda de frenado, se quiere significar una dirección paralela al eje X-X. La referencia r de la figura 2 indica en general una dirección radial al disco o a la banda de frenado, que es una dirección perpendicular a la dirección axial o al eje X-X. Finalmente, una dirección tangencial o circunferencial al disco significa una dirección coincidente con una circunferencia que tiene su centro en el eje X-X.

La banda 14 de frenado se extiende entre un diámetro interior D1, cerca del eje de rotación del disco, X-X, y un diámetro externo D2, que está a una cierta distancia de dicho eje de rotación del disco, X-X, (figura 3).

La banda de frenado comprende dos hojas 16 y 18 unidas por medios de conexión. De acuerdo con un posible modo de realización, los medios de conexión están construidos, por ejemplo, en forma de vástagos 20. Entre las dos hojas 16 y 18 hay un espacio intermedio 22 subdividido en conductos de ventilación por los medios de conexión.

De las dos hojas, el 16 indica la del mismo lado que el núcleo, con respecto a un plano medio 24 del espacio intermedio entre las dos hojas, mientras que el 18 indica la del lado opuesto al que está el núcleo, con respecto a dicho plano medio 24 del espacio intermedio entre las dos hojas.

De acuerdo con un posible modo de realización, los vástagos 20 están agrupados en tres filas concéntricas que comprenden una fila externa 26, cerca del diámetro exterior D2 de la banda 14 de frenado, una fila interna 28, cerca del eje X-X del disco, y una fila intermedia 30 entre la fila interna y la fila externa.

De acuerdo con un posible modo de realización, los vástagos de la fila interna 28 y los vástagos de la fila intermedia 30 tienen una sección transversal, en un plano sustancialmente paralelo al flujo de aire a lo largo de los conductos de ventilación, que es sustancialmente romboidal (figuras 2 y 3), en la cual los vértices de los rombos son redondeados.

De acuerdo con un posible modo de realización, los vástagos de la fila externa 26 tienen una sección transversal sustancialmente triangular, en un plano sustancialmente paralelo al flujo de aire a lo largo de los conductos de ventilación, con una base ancha 32 que mira hacia el exterior del disco y unos lados 34 dentro del conducto de ventilación que tienen un perfil cóncavo. En otras palabras, cuando los vértices de la sección transversal sustancialmente triangular están en la misma posición, las dimensiones de los vástagos, de acuerdo con esta invención, son menores que las dimensiones de los vástagos que tienen una sección transversal triangular con lados internos rectos, dentro del conducto de ventilación.

De acuerdo con un posible modo de realización, por ejemplo en el caso de discos con un diámetro externo de entre 350 y 440 mm, la base 32 tiene una longitud S de entre 14 y 22 mm, preferiblemente de 18 mm. De acuerdo con un modo de realización adicional, por ejemplo en el caso de discos con un diámetro externo de entre 280 y 350 mm, la base 32 tiene una longitud S de entre 10 y 16 mm, preferiblemente de 14 mm.

De acuerdo con un posible modo de realización, los lados 34 incluyen al menos un tramo que comprende un arco de circunferencia de radio R. De acuerdo con un posible modo de realización, por ejemplo en el caso de discos con un diámetro externo de entre 280 y 440 mm, los lados 34 comprenden al menos un tramo que comprende un arco de circunferencia de radio R de entre 36 y 44 mm, preferiblemente de 40 mm.

De acuerdo con un posible modo de realización, los lados 34 y la base ancha...

1. Una banda (14) de frenado de un disco (10) para un freno de disco del tipo ventilado, extendiéndose dicha banda (14) de frenado entre un diámetro interior (D1), cercano a un eje (X-X) de rotación del disco, y un diámetro exterior (D2), alejado de dicho eje (X-X) de rotación del disco, comprendiendo dicha banda (14) de frenado dos hojas (16, 18) que definen un espacio intermedio (22) y unidas por medio de conexión, estando construidos dichos medios de conexión en forma de vástagos (20), estando agrupados dichos vástagos (20) en al menos tres filas concéntricas que comprenden una fila externa (26), cercana al diámetro exterior (D2) de la banda (14) de frenado, una fila interna (28), cercana al eje (X-X) del disco, y al menos una fila intermedia (30) entre la fila interna y la fila externa, teniendo los vástagos de dicha fila interna (28) una sección transversal sustancialmente romboidal en un plano paralelo al flujo de aire, a lo largo de los conductos de ventilación, con la diagonal más larga (L) dirigida en la dirección radial, teniendo los vástagos de dicha fila intermedia (30) una sección transversal sustancialmente romboidal en un plano paralelo al flujo de aire, a lo largo de los conductos de ventilación, con la diagonal más larga (L) dirigida en la dirección radial; caracterizada porque la relación entre el diámetro exterior (D2) de la superficie y el espesor o dimensión de dicho espacio intermedio (22) entre las dos hojas (16, 18), medidos en una dirección paralela al eje (X-X) del disco, está entre 15 y 32, porque dichos vástagos (20) de dicha fila externa (26) tienen una sección transversal sustancialmente triangular en un plano sustancialmente paralelo al flujo de aire, a lo largo de los conductos de ventilación, con una base (32) que miran hacia fuera del disco y los lados internos (34), dentro del conducto de ventilación, tienen un perfil cóncavo, porque el número de dichos vástagos (20) por fila (26, 28, 30) de la banda (14) de frenado está entre 35 y 50, y porque cada fila comprende el mismo número de vástagos.

2. Una banda (14) de frenado de un disco para un freno de disco del tipo ventilado de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual dichos vástagos (20) están agrupados en al menos tres filas concéntricas que comprenden una fila externa (26), cercana al diámetro exterior (D2) de la banda (14) de frenado, una fila interna (28), cercana al eje (X-X) del disco, y al menos una fila intermedia (30) entre la fila interna y la fila externa, en la que los vástagos (20) de la fila interna (28) tienen un espesor máximo, en una dirección tangencial al disco, que es inferior a un espesor máximo en una dirección tangencial al disco de los vástagos (20) en al menos una fila intermedia (30), y en la que el número de dichos vástagos (20) por fila (26, 28, 30) en la banda (14) de frenado está entre 35 y 50.

3. Una banda (14) de frenado de un disco para un freno de disco del tipo ventilado de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en la que dicha relación se encuentra preferiblemente entre 21 y 25.

4. Una banda (14) de frenado de un disco para una freno de disco del tipo ventilado de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en la que la relación entre el diámetro exterior (D2) de la banda y la dimensión máxima de dicho espacio intermedio (22) entre las dos hojas (16, 18) medidas en una dirección paralela al eje del disco (X-X) es aproximadamente 23.

5. Una banda (14) de frenado de un disco (10) para un freno de disco del tipo ventilado de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en la que dichos vástagos (20) de dicha al menos una fila externa (26) tienen una sección transversal sustancialmente triangular, en un plano sustancialmente paralelo al flujo de aire a lo largo de los conductos de ventilación, con una base (32) que mira hacia fuera desde el disco y lados internos (34) dentro del conducto de ventilación que tienen un perfil cóncavo.

6. Una banda (14) de frenado de un disco para un freno de disco del tipo ventilado de acuerdo con la reivindicación 5, en la que los vástagos de dicha fila interna (28) tienen una sección transversal sustancialmente romboidal, en un plano paralelo al flujo de aire a lo largo de los conductos de ventilación.

7. Una banda (14) de frenado de un disco para un freno de disco del tipo ventilado de acuerdo con la reivindicación 6, en la que dichos vástagos están agrupados en al menos tres filas que comprenden dicha fila externa (26), dicha fila interna (28) y al menos una fila intermedia (30) entre dicha fila interna y dicha fila externa, teniendo los vástagos de dichas fila intermedia (30) una sección transversal sustancialmente romboidal, en un plano paralelo al flujo de aire a lo largo de los conductos de ventilación.

8. Una banda (14) de frenado de un disco para un freno de disco del tipo ventilado de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, en la que dichas filas (26, 28, 30) tienen la misma altura (L) o dimensión en dirección radial al disco.

9. Una banda (14) de frenado de un disco para un freno de disco del tipo ventilado de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 8, en la que dichas filas (26, 28, 30) no se solapan mutuamente en una dirección (r) radial al disco.

10. Una banda (14) de frenado de un disco para un freno de disco del tipo ventilado de acuerdo con la reivindicación 9, en la que cada una de dichas filas (26, 28, 30) se extiende entre dos circunferencias (C1, C2, C3, C4) concéntricas al disco, coincidiendo las circunferencias que delimitan las filas contiguas.

11. Una banda (14) de frenado de un disco para un freno de disco del tipo ventilado de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 10, en la que una fila comprende de 35 a 50 vástagos, preferiblemente de 37 a 48 vástagos.

12. Un disco para un freno (10) de disco del tipo ventilado, que comprende un núcleo (12) y una banda (14) de frenado de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11.