CHAPA DE AMORTIGUACION PARA UN FRENO DE DISCO.

Chapa de amortiguación para un freno de disco, la cual esta prevista para instalarla en el lado inferior de una placa portadora de guarnición que está unida en su lado superior con una guarnición de fricción,

caracterizada porque la chapa de amortiguación (10, 12, 14) presenta al menos una capa piezoeléctrica (20) de amortiguación activa de vibraciones y una capa (22) de amortiguación pasiva de vibraciones

Chapa de amortiguación para un freno de disco.

La presente invención concierne a una chapa de amortiguación para frenos de disco que está destinada a reducir y/o controlar vibraciones mecánicas de una instalación de freno de disco.

Estado de la técnica

En frenos de disco se puede observar frecuentemente una producción de ruido molesta y no deseada que se suele denominar también chirrido de los frenos. El motivo de esta producción de ruido estriba en una aparición de vibraciones autoinducidas que pueden ser provocadas por inestabilidades originadas por las fuerzas de fricción. Este sistema de freno autoexcitado vibra en último término dentro de una zona límite bajo la acción de faltas de linealididad.

Motivos de esta inestabilidad se encuentran, por ejemplo, en la dependencia de las propiedades de fricción respecto de la velocidad o en una variación de la geometría de contacto entre el disco de freno y las guarniciones de freno, la cual conduce a una fuerza de fricción modificada. Además, se conocen las llamadas inestabilidades de tableteo que pueden presentarse también en el caso de un coeficiente de rozamiento constante.

Una posibilidad barata y sencilla de materializar para reducir procesos de vibración en un dispositivo de freno de disco consiste en el empleo de chapas de amortiguación.

Las chapas de amortiguación de la clase citada al principio se emplean principalmente en frenos de disco de vehículos. Estas chapas deberán establecer un desacoplamiento en materia de vibraciones entre un pistón de freno y una placa portadora de la guarnición y deberán impedir un contacto metálico entre estos dos componentes. Por tanto, la chapa de amortiguación está prevista casi siempre en el lado inferior de una placa portadora de la guarnición, en cuyo lado superior está dispuesta la guarnición de fricción que actúa sobre el disco de freno.

Se conocen ya por los documentos EP 0 748 947 A1 y EP 0 744 558 A1 unos sistemas activos amortiguadores de vibraciones para frenos de disco. Es común a estos sistemas el hecho de que presentan en un lado del disco de freno, por ejemplo el lado del pistón, un sensor de vibraciones y en el respectivo lado opuesto del disco de freno, por ejemplo el lado de la mangueta, un actor o actuador.

La activación del actuador se efectúa sobre la base de las señales de vibración obtenidas por el sensor. Los sensores y actores configurados como elementos piezoeléctricos están dispuestos entre, por un lado, una guarnición de freno y, por otro, un pistón de presión.

Estos sistemas de amortiguación activa de vibraciones para frenos de disco son relativamente costosos en su fabricación y mantenimiento. Además, tiene que disponerse un par actor-sensor a ambos lados del disco del freno y este par tiene que unirse de manera eléctricamente conductora con módulos de control o detección correspondientes. Así, el cambio de guarniciones de freno gastadas requiere también una extracción y una reposición posterior de los sensores y actores, lo que conduce a un consumo de trabajo incrementado.

Problema

Por tanto, la presenta invención se basa en el problema de proporcionar una amortiguación de vibraciones mejorada y un control de vibraciones mejorado para frenos de disco que puedan obtenerse con ahorro de costes, un consumo de trabajo reducido y una reducción de componentes y que sean más fáciles de mantener.

Invención y efectos ventajosos

El problema que sirve de base a la invención se resuelve por medio de una chapa de amortiguación según la reivindicación 1 y un dispositivo de freno de disco según la reivindicación 8. Otras formas de realización ventajosas de la invención están indicadas en las respectivas reivindicaciones subordinadas.

La chapa de amortiguación según la invención, prevista para un freno de disco, está concebida para instalarla en el lado posterior o en el lado inferior de una placa portadora de guarnición, en cuyo lado delantero o lado superior se encuentra la guarnición de fricción que puede acoplarse con el disco de freno.

La chapa de amortiguación prevista en el lado inferior de la placa portadora de la guarnición presenta al menos una capa piezoeléctrica. Por consiguiente, la chapa de amortiguación según la invención está concebida como un elemento de amortiguación activa de vibraciones. La chapa de amortiguación puede combinar así de manera sencilla las funciones de chapas de amortiguación ya conocidas con las de sistemas de amortiguación activa de vibraciones y puede proporcionar con ello un componente universalmente utilizable y altamente eficiente que, según la configuración, puede adaptarse a diferentes perfiles de requisitos.

La introducción o aplicación de la capa dieléctrica en o sobre la chapa de amortiguación puede efectuarse por medio de procedimientos de revestimiento corrientes. Por tanto, ya no es necesario un montaje separado y costoso de elementos piezoeléctricos en un dispositivo de freno, por ejemplo entre la placa portadora de la guarnición y el pistón, puesto que está prevista ahora una capa piezoeléctrica directamente en la guarnición del freno.

La capa piezoeléctrica se extiende preferiblemente de manera homogénea por toda la superficie de la chapa de amortiguación.

Según una primera forma de realización ventajosa de la invención, la capa piezoeléctrica está concebida para captar esfuerzos mecánicos y/o para captar vibraciones mecánicas. Según el esfuerzo mecánico que actúe sobre la capa piezoeléctrica, ésta genera una tensión eléctrica que puede ser evaluada por una unidad de control o de mando que está unida de manera eléctricamente conductora con la chapa de amortiguación o con la capa piezoeléctrica.

De manera correspondiente, la capa piezoeléctrica puede estar concebida también como un actor. Éste está conectado entonces a un módulo de mando o control y puede ser empleado bajo la solicitación de señales eléctricas correspondientes para producir una contracción o dilatación en longitud.

Según otra forma de realización preferida de la invención, la capa piezoeléctrica está construida tanto en forma de sensor como en forma de actor. Puede ser hecha funcionar alternativamente como sensor y como actor, por ejemplo a intervalos de tiempo consecutivos. Así, la capa piezoeléctrica puede hacerse funcionar tanto en un modo de actor como en un modo de sensor. Se efectúa una conmutación entre el modo de sensor y el modo de actor por medio de señales eléctricas correspondientes que pueden ser alimentadas por el módulo de mando o control a la capa piezoeléctrica.

Asimismo, es imaginable que en la chapa de amortiguación estén dispuestas varias capas piezoeléctricas superpuestas y eléctricamente aisladas una de otra, que puedan ser hechas funcionar al mismo tiempo en diferentes modos de funcionamiento. Mientras que una de las capas piezoeléctricas convierte vibraciones mecánicas en señales eléctricas, la otra o bien otras capas piezoeléctricas adicionales pueden funcionar como actores o actuadores mecánicos.

Según otra forma de realización ventajosa, se ha previsto que la capa piezoeléctrica esté construida como una capa piezocerámica. Tales piezocerámicas son adecuadas de manera especial como sensor y también como actuador. El efecto piezoeléctrico en estos materiales es especialmente bien reversible. Éstos son adecuados de manera casi igual para la transformación de una fuerza mecánica en una señal eléctrica y también, recíprocamente, para la conversión de señales eléctricas en fuerzas mecánicas. Ejemplos de cerámicas piezoeléctricas que entran en consideración son, por ejemplo, zirconato de plomo, titanato de plomo, titanato de bario y materiales ferroeléctricos similares.

Asimismo, se ha previsto que la al menos una capa piezoeléctrica limite con al menos una capa de amortiguación de la chapa de amortiguación y/o esté rodeada por una capa de amortiguación o esté incrustada en ésta.

La capa de amortiguación presenta aquí, por ejemplo, la constitución típica en tres capas. Está constituida, por ejemplo, por la chapa propiamente dicha, una capa adhesiva para la fijación de la chapa sobre la placa portadora de la guarnición y una capa de goma, plástico o barniz que forma una capa de amortiguación entre el pistón y la guarnición del freno. De esta manera, la chapa de amortiguación según la invención puede contribuir tanto activa como pasivamente a la amortiguación de vibraciones o al control de vibraciones de...

1. Chapa de amortiguación para un freno de disco, la cual esta prevista para instalarla en el lado inferior de una placa portadora de guarnición que está unida en su lado superior con una guarnición de fricción, caracterizada porque la chapa de amortiguación (10, 12, 14) presenta al menos una capa piezoeléctrica (20) de amortiguación activa de vibraciones y una capa (22) de amortiguación pasiva de vibraciones.

2. Chapa de amortiguación según la reivindicación 1, caracterizada porque la capa piezoeléctrica (20) está concebida para captar esfuerzos mecánicos y/o vibraciones mecánicas.

3. Chapa de amortiguación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa piezoeléctrica (20) está concebida como actor.

4. Chapa de amortiguación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa piezoeléctrica (20) está concebida como sensor y también como actor.

5. Chapa de amortiguación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa piezoeléctrica (20) puede ser hecha funcionar en un modo de actor y en un modo de sensor.

6. Chapa de amortiguación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa piezoeléctrica (20) está concebida como capa piezocerámica.

7. Chapa de amortiguación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa piezoeléctrica (20) limita con al menos la capa de amortiguación (22) de la chapa (10; 12) y/o está rodeada por esta capa de amortiguación (22).

8. Dispositivo de freno de disco con al menos un disco de freno, al menos un mecanismo de accionamiento hidráulico para presionar una guarnición de freno (17) dispuesta en una placa portadora (18) contra el disco de freno, y una chapa de amortiguación (10; 12; 14) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, prevista en la placa portadora (18) en el lado de ésta que queda alejado del disco de freno.

9. Dispositivo de freno de disco según la reivindicación 8, con al menos una chapa de amortiguación (10; 12; 14) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 anteriores, prevista en el lado de la mangueta y/o en el lado del pistón del freno de disco.