Freno de disco.

Freno de disco con una pinza del freno (1) que abarca un disco de freno (5), que presenta una cabeza de la pinza

(2) y una parte trasera de la pinza (3) conectada con la cabeza mediante barras de tensión (4), y en la cual se alojan pastillas del freno (6) aseguradas radialmente mediante un estribo de sujeción (8) que se extiende en el sentido axial del disco de freno (5), y que se puede presionar contra el disco de freno (5) a ambos lados, y con un dispositivo de medición conectado a una unidad de evaluación, para la determinación de la fuerza de bloqueo aplicada durante el frenado, caracterizado porque el dispositivo de medición presenta dos elementos básicos que se pueden desplazar en relación recíproca en el sentido del bloqueo, de los cuales uno está diseñado como un sensor (12) y el otro está diseñado como una pieza correspondiente que presenta una conexión operativa con el sensor mencionado, en donde un elemento básico se encuentra dispuesto en el estribo de sujeción (8) que se encuentra sujetado de un lado en la cabeza de la pinza (2) o en la parte trasera de la pinza (3), y el elemento básico restante se encuentra dispuesto en la pinza del freno (1) en el lado enfrentado al lado de sujeción del estribo de sujeción (8).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/000134.

Solicitante: KNORR-BREMSE SYSTEME FUR NUTZFAHRZEUGE GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: MOOSACHER STRASSE 80 80809 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: BAUMGARTNER, JOHANN, GEISSLER,STEFFEN, PITZING,STEPHAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > ACOPLAMIENTOS PARA LA TRANSMISION DE MOVIMIENTOS... > Elementos constitutivos o detalles de frenos > F16D65/097 (Medios elásticos interpuestos entre los patines y los órganos de soporte)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > ACOPLAMIENTOS PARA LA TRANSMISION DE MOVIMIENTOS... > F16D66/00 (Dispositivos para la vigilancia de las condiciones de funcionamiento de frenos, p. ej. del desgaste o de la temperatura)

PDF original: ES-2461118_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Freno de disco La presente invención hace referencia a un freno de disco de acuerdo con el concepto general de la reivindicación 1.

Para una pluralidad de tareas de control de los frenos de disco que se pueden accionar preferentemente de manera neumática o electromecánica, resulta importante conocer con precisión la fuerza de bloqueo aplicada durante el frenado que, por lo tanto, se utiliza como una variable de medición.

Mientras que en el caso de los frenos de disco accionados hidráulicamente, a través de la presión del líquido de freno se puede generar una señal apropiada, correlacionada con la fuerza de bloqueo, en el caso de los frenos de disco accionados electromecánicamente, la fuerza de bloqueo sólo se puede determinar mediante un esfuerzo considerable en relación con el aspecto constructivo y con las técnicas de fabricación.

Esta clase de discos de freno se accionan con un control del posicionamiento del ajuste de freno para poder conseguir un comportamiento estable del mismo. Además, la posición del elemento de ajuste del freno se establece mediante la determinación de la posición angular del eje del motor, en donde la relación entre la posición angular y el efecto de frenado logrado por el freno de disco, se encuentra sometida a influencias externas a tener en cuenta. Entre ellas se consideran, por ejemplo, el estado del desgaste, una compresibilidad de las pastillas del freno, que está en función de la temperatura, la medida del juego del freno, es decir, la distancia entre la pastilla del freno y el disco de freno en la posición sin frenar, así como la influencia de un desgaste transversal de las pastillas de freno.

Por los motivos mencionados, resulta ventajosa la obtención de una información precisa en relación con el efecto de frenado logrado mediante la determinación de los estados físicos apropiados del freno de disco.

Para la tarea mencionada es conocida la determinación de la fuerza de bloqueo mediante sensores de fuerza que se encuentran dispuestos en el flujo de fuerza en el interior de la mecánica de frenado (DE 101 48 472 A1 y WO 03/029 682 A) .

Sin embargo, en la práctica se ha demostrado que los sensores de fuerza mencionados, que en el caso de los frenos de vehículos utilitarios deben soportar fuerzas de tensión mayores a 100 kN, son relativamente propensos a averías particularmente debido a condiciones de funcionamiento predominantemente adversas.

Además de la reducida vida útil de los sensores, que ocurre por las condiciones mencionadas, también el reemplazo necesario sólo se puede realizar mediante tareas de montaje considerables y costes indeseables, dado que el posicionamiento de los sensores en el interior de la mecánica de frenado, condicionado por su función, dificulta en gran medida su reemplazo.

Además, en el caso de un freno de disco con una pluralidad de piezas de presión o bien, de husillos de ajuste, con las cuales se pueden presionar las pastillas de freno contra el disco de freno, se requiere de un número correspondiente de sensores, de lo que resultan costes de por sí considerables tanto para la fabricación de los sensores así como para su instalación y cableado, y para la electrónica de evaluación correspondiente.

En resumen, el método utilizado hasta el momento para la determinación de la fuerza de bloqueo, así como el freno de disco configurado para la determinación mencionada, representa un estado del arte muy insuficiente.

A partir de la patente EP 1 748 213 A1 se conoce un freno de disco en el que la fuerza de bloqueo es determinada por un dispositivo, y se determina esencialmente mediante la medida de la apertura de un espacio que se encuentra dispuesto en la pinza del freno. Sin embargo, la característica mencionada requiere de una configuración correspondiente de la pinza del freno, que comprenda un desarrollo del espacio en forma de L.

En conjunto, dicha conformación de la pinza del freno está relacionada con desventajas considerables, en donde además de la fabricación relativamente costosa, se considera la circunstancia de una falta de garantías de un funcionamiento permanente, que se encuentra limitado principalmente por el riesgo de suciedad en el espacio conformado.

El objeto de la presente invención consiste en perfeccionar un freno de disco del tipo conforme a la clase, de manera que se pueda determinar la fuerza de bloqueo mediante un esfuerzo reducido en relación con el aspecto constructivo y con las técnicas de fabricación, y de manera que se reduzcan los costes para el funcionamiento del freno de disco.

El objeto mencionado se resuelve mediante un freno de disco con las características de la reivindicación 1.

La presente invención se basa en el conocimiento de que una separación de la pinza del freno condicionada por el bloqueo, conocida a partir de los análisis del comportamiento de deformación de las pinzas de freno para frenos de disco accionados neumáticamente, es proporcional a la fuerza de bloqueo aplicada. Además, la relación mencionada en relación con la vida útil de la pinza del freno es estable y sólo se somete esencialmente a pocas influencias perturbadoras, también en el caso de diferentes estados de funcionamiento.

La presente invención se caracteriza particularmente porque resulta sumamente simple de realizar, y porque la ejecución constructiva necesaria para la realización, se logra esencialmente con pocas piezas, simples de fabricar y de montar, que además sólo se someten a esfuerzos muy reducidos condicionados por el funcionamiento. El trabajo reducido relacionado con el aspecto constructivo y con las técnicas de fabricación, se logra principalmente a partir de la utilización del estribo de sujeción utilizado convencionalmente en los frenos de disco para vehículos utilitarios, como pieza correspondiente para el sensor.

Además, en una variante de ejecución se determina el movimiento relativo de la parte trasera de la pinza en relación con la cabeza de la pinza, en el sentido opuesto al sentido de bloqueo, mediante una variación de la posición del estribo de sujeción fijado firmemente en la cabeza de la pinza o en la parte trasera de la pinza, en relación con el sensor fijado de manera enfrentada en la pinza del freno, y se transmite a una unidad de evaluación.

En principio resulta suficiente la instalación de un único sensor que se pueda montar en el lado exterior de la pinza del freno, y que se pueda encontrar dispuesto de manera que no sea influenciado por las fuerzas que actúan en el dispositivo de bloqueo.

De esta manera, se logra un posicionamiento sumamente ventajoso para el montaje, el cableado eléctrico y para las tareas de mantenimiento, lo que representa, como consecuencia, unos costes de inspección y mantenimiento reducidos.

Mediante medidas apropiadas se puede reducir suficientemente la dependencia térmica de la señal de medición. La variación de la distancia entre la parte trasera de la pinza y la cabeza de la pinza, que se obtiene mediante un calentamiento de la pinza del freno, condicionado por el frenado, y las variables a medir de esta manera, se compensan en tanto que el componente que corresponde con el sensor y que se encuentra fijado de un lado, se somete a la misma dilatación térmica que la propia pinza del freno o bien, sus barras de tensión, mediante una estructura constructiva correspondiente, una selección de material adaptada y una disposición correspondiente en la pinza del freno.

Una compensación de los errores que se puedan presentar, debidos a diferentes dilataciones térmicas, se puede realizar mediante una reinicialización automática del sistema de evaluación en periodos de tiempo predeterminados entre los procesos de medición y, eventualmente,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Freno de disco con una pinza del freno (1) que abarca un disco de freno (5) , que presenta una cabeza de la pinza (2) y una parte trasera de la pinza (3) conectada con la cabeza mediante barras de tensión (4) , y en la cual se alojan pastillas del freno (6) aseguradas radialmente mediante un estribo de sujeción (8) que se extiende en el sentido axial del disco de freno (5) , y que se puede presionar contra el disco de freno (5) a ambos lados, y con un dispositivo de medición conectado a una unidad de evaluación, para la determinación de la fuerza de bloqueo aplicada durante el frenado, caracterizado porque el dispositivo de medición presenta dos elementos básicos que se pueden desplazar en relación recíproca en el sentido del bloqueo, de los cuales uno está diseñado como un sensor (12) y el otro está diseñado como una pieza correspondiente que presenta una conexión operativa con el sensor mencionado, en donde un elemento básico se encuentra dispuesto en el estribo de sujeción (8) que se encuentra sujetado de un lado en la cabeza de la pinza (2) o en la parte trasera de la pinza (3) , y el elemento básico restante se encuentra dispuesto en la pinza del freno (1) en el lado enfrentado al lado de sujeción del estribo de sujeción (8) .

2. Freno de disco de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el estribo de sujeción (8) se encuentra fijado en la parte trasera de la pinza (3) , y el sensor (12) se encuentra fijado en la cabeza de la pinza (2) , en donde el estribo de sujeción (8) se encuentra alojado en una escotadura de alojamiento (10) de la cabeza de la pinza (2) de manera que se pueda desplazar.

3. Freno de disco de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el estribo de sujeción (8) , en su extremo libre opuesto a la parte trasera de la pinza, presenta como una pieza correspondiente, un estribo de medición (11) que corresponde con el sensor (12) .

4. Freno de disco de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el estribo de medición (11) presenta una forma en U, en donde cada brazo del estribo de medición (11) se encuentra asociado a un sensor (12) .

5. Freno de disco de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el sensor (12) es un sensor sin contacto.

6. Freno de disco de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la dilatación térmica condicionada por el calor de la varilla de medición o bien, del estribo de sujeción (8) , corresponde a la dilatación térmica de las barras de tensión (4) ante la misma exposición térmica.

7. Freno de disco de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el sensor (12) se conforma como un sensor de efecto Hall.

8. Freno de disco de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el estribo de sujeción (8) presenta un imán permanente preferentemente con forma de varilla, que corresponde con el sensor de efecto Hall.

9. Freno de disco de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el sensor de efecto Hall se encuentra dispuesto en el sentido del bloqueo, de manera adyacente al estribo de sujeción (8) .