CONJUNTO DE ZAPATA PARA USO DE UN FRENO DE DISCO.

Un conjunto de zapata para uso en un freno de disco, comprendiendo el conjunto:

una placa portadora (12) y al menos una zapata de fricción (14), comprendiendo dicha zapata (14) una placa de respaldo (14a) que tiene una primera cara que da frente a la placa portadora (12), y una segunda cara a la cual está asegurado al menos un bloque de material de fricción (14d), al menos un elemento de sujeción (18) mediante el cual se asegura la placa de respaldo (14a) a la placa portadora (12), estando el elemento de sujeción (18) fijado a la placa portadora (12) y proyectándose a través de un orificio en la placa de respaldo (14a), y que tiene una cabeza (18a) en la segunda cara de la placa de respaldo (14a), de modo que la placa de respaldo (14a) es retenida con relación a la placa portadora (12) pero puede ser movida en una dirección hacia la placa portadora, y medios de resorte (16; 22) que actúan entre la placa portadora (12) y la placa de respaldo (14a), permitiendo dichos medios de resorte (16; 22) y dicho elemento de sujeción montado en la zapata (14) movimiento limitado de oscilación y/o lineal de la placa de respaldo (14a) con relación a la placa portadora (12), teniendo lugar dicho movimiento relativo limitado contra la acción de los medios de resorte (16; 22), caracterizado porque el conjunto comprende también una pluralidad de miembros (20) de transmisión de la fuerza asegurados solamente a una o la otra de la placa portadora 12 o la placa de respaldo (14a) y que se proyectan para aplicarse a la otra, de modo que hagan posible la transmisión de fuerza entre las dos placas, estando dispuestos los miembros (20) de transmisión de la fuerza más próximos a la periferia de la placa de respaldo (14a) que su centro geométrico, y estando también dispuestos de tal modo que al menos dos de dichos miembros de transmisión de la fuerza están generalmente dispuestos según ángulos iguales alrededor del centro geométrico de la placa de respaldo (14a)

Conjunto de zapata para uso en un freno de disco.

Este invento se refiere a un conjunto de zapata para uso en un freno de disco.

Los frenos de disco son bien conocidos y operan llevando las zapatas a aplicación con las caras opuestas de un disco, para producir la deceleración del disco. Por consiguiente, un freno de disco típico tiene al menos una zapata montada a cada lado del disco y medios para mover las zapatas hacia el disco. La denominación de "conjunto de zapata" se usa aquí con el significado de una disposición con una o más zapatas montadas sobre una placa portadora.

Con objeto de mejorar la aplicación entre las zapatas y el disco, y de reducir el desigual desgaste de las zapatas y/o del disco, en algunos frenos de disco, por ejemplo para uso en vehículos de ferrocarril, se ha previsto que las zapatas vayan montadas sobre la placa portadora de tal modo que puedan efectuar un movimiento limitado con relación a la placa portadora, para hacer posible que las mismas se "adapten" mejor al disco. Concretamente, la zapata puede estar montada de modo que se pueda inclinar, pivotar u oscilar para llevar su superficie de aplicación al disco paralela a la superficie del disco. Cuando haya una pluralidad de zapatas, éstas pueden ir montadas de modo que se puedan mover hacia o desde una placa portadora, de manera que las zapatas se apliquen todas al disco. Ejemplos de esto pueden verse en el documento US5934418 y en el Modelo de Utilidad alemán Nº 2982113.

Otro ejemplo se ha descrito en el documento EP 1318321A, en el cual se describe un conjunto de zapata en el que las zapatas van montadas sobre la placa portadora por medio de un elemento de sujeción con cabeza. Cada zapata comprende un bloque de material de fricción montado sobre una placa de respaldo. El elemento de sujeción con cabeza va fijado a la placa portadora y pasa a través de un orificio en la placa de respaldo de la zapata, y la cabeza está en el lado de la placa de respaldo opuesto al de la placa portadora, de modo que la cabeza impide que la zapata se suelte de la placa portadora. La placa de respaldo es de ajuste relativamente holgado sobre el elemento de sujeción con cabeza, de modo que la zapata pueda efectuar movimientos limitados con relación a la placa portadora. Los movimientos limitados pueden ser movimientos de oscilación, de inclinación o de pivotamiento, o pueden ser movimientos lineales hacia la placa portadora, o bien pueden ser una combinación de tales movimientos. Los movimientos relativos limitados capacitan a la zapata para adaptarse más ajustadamente a la superficie del disco. Estos movimientos relativos tienen lugar contra la acción de medios de resorte que están previstos mediante lengüetas elásticas que se proyectan desde la placa portadora y que se aplican en rebajos de poca profundidad formados en la placa de respaldo. Las lengüetas son pretensadas contra la placa de respaldo mediante el elemento de sujeción con cabeza.

En el conjunto de zapata que se ha descrito en el documento EP 1318321, la fuerza de frenado, con la que se aplica el disco a cada zapata durante el frenado, es transmitida por la placa de respaldo de la zapata a las lengüetas elásticas de la placa portadora. Esta disposición no es satisfactoria, ya que en determinadas circunstancias se aplican esfuerzos muy considerables a las lengüetas, que pueden producir agrietamiento en su unión con el resto de la placa portadora.

En otra disposición, más compleja, expuesta en el documento EP0263752, se describe una disposición en la que una placa de respaldo, sobre la cual están montadas una serie de zapatas de freno, es subsiguientemente montada adyacente a una placa portadora, por medio de un montaje cargado por resorte sustancialmente central. Además, se han previsto un par de taladros, uno en la placa de respaldo y el otro en la placa portadora, que pueden ser alineados para permitir que una espiga de ajuste sea recibida en ambos, para impedir la rotación de la placa de respaldo con relación a la placa portadora. Sin embargo, está claro en ese documento que el montaje cargado por resorte central soporta sustancialmente toda la carga cuando se aplican las zapatas de freno contra la superficie de fricción para producir un efecto de frenado, como es el caso en todas las demás disposiciones de placa portadora/placa de respaldo, y que el hecho de disponer una espiga de ajuste tiene como único fin impedir la rotación relativa.

Un objeto del presente invento es proporcionar un conjunto de zapata en el cual el problema de agrietamiento antes mencionado se atenúe o se elimine.

En consecuencia, el invento proporciona un conjunto de zapata como el que se especifica en las reivindicaciones que se acompañan.

En el conjunto de zapata de acuerdo con el invento, la fuerza de frenado aplicada a la zapata es transmitida a la placa portadora en virtud de los miembros de transmisión de la fuerza, idealmente en forma de espigas dispuestas simétricamente, fijadas a la placa portadora, y por consiguiente tal fuerza, o bien la mayor parte de la misma, no pasa a través del resorte. Cada espiga es, preferiblemente, cilíndrica, pero puede ser de otra forma.

Al disponer de los miembros de transmisión de la fuerza se reduce el esfuerzo sobre los medios de resorte, reduciéndose así la posibilidad de agrietamiento. Además, los medios de resorte pueden ser por lo tanto diseñados para operar más eficientemente como resorte, dado que no se requiere que lleven a cabo la función de transmitir la fuerza. Esto hace posible proporcionar unos medios de resorte más eficientes, y ofrece también la posibilidad de usar medios de resorte con diferentes características de resorte en las diferentes partes del conjunto. En particular, los medios de resorte pueden hacerse más resistentes a las altas temperaturas que a veces se experimentan durante el frenado.

La placa de respaldo puede estar montada sobre la placa portadora por medio de un elemento de sujeción fijado a la placa portadora, proyectándose el elemento de sujeción a través de un orificio en la placa de respaldo y teniendo una cabeza en el otro lado de la misma, tal como un remache. En este caso, los medios de resorte pueden comprende una o más arandela de resorte cónicas que circunden a dicho elemento de sujeción. Como alternativa, los medios de resorte pueden comprender una o más arandelas de resorte cónicas que circunden a cada miembro de transmisión de la fuerza, de modo que las arandelas sean retenidas por los miembros de transmisión de la fuerza. Estas arandelas de resorte cónicas pueden ser del tipo conocido como arandelas "Belleville". Cada elemento de sujeción o miembro de transmisión de la fuerza puede retener una o una pila de dos o más de tales arandelas.

Cuando el conjunto de zapata comprende una pluralidad de placas de respaldo, que cada una tenga una zapata de fricción montada sobre la misma, y que a su vez están montadas sobre una placa portadora común, los medios de resorte pueden tener características de resorte apropiadas para su posición en la placa portadora, es decir, que los medios de resorte de algunas de las zapatas de freno pueden ser más rígidos que los de otras. Por ejemplo, una zapata dispuesta en una placa de respaldo en un borde de ataque o de salida de la placa portadora, pueden tener medios de resorte menos rígidos que los de las restantes zapatas, más atrasadas o que estén dispuestas más hacia atrás.

Sigue a continuación una descripción detallada, que debe ser leída con referencia a los dibujos que se acompañan, de dos conjuntos de zapata que son ilustrativos del invento.

En los dibujos:

La Figura 1 es una vista en perspectiva del primer conjunto de zapata ilustrativo, pero puede servir también para ilustrar el segundo conjunto de zapata ilustrativo, ya que los dos conjuntos son idénticos en su aspecto, vistos desde esa dirección;

La Figura 2 es una vista en perspectiva del primer conjunto de zapata ilustrativo, en la que se han omitido partes para que se pueda ver la construcción;

La Figura 3 es una vista similar a la de la Figura 2, pero del segundo conjunto ilustrativo;

La Figura 4 es una vista en corte transversal, a una escala mayor que la de las Figuras 1 a 3, dado a través de una parte del primer conjunto ilustrativo; y

La Figura 5 es una vista similar a la de la Figura 4, pero con el corte dado a través del segundo conjunto ilustrativo.

El primer conjunto de zapata ilustrativo 10, que se ha representado en las Figuras 1, 2 y 4, es para uso en un freno de disco. El conjunto 10 comprende...

1. Un conjunto de zapata para uso en un freno de disco, comprendiendo el conjunto:

una placa portadora (12) y al menos una zapata de fricción (14), comprendiendo dicha zapata (14) una placa de respaldo (14a) que tiene una primera cara que da frente a la placa portadora (12), y una segunda cara a la cual está asegurado al menos un bloque de material de fricción (14d), al menos un elemento de sujeción (18) mediante el cual se asegura la placa de respaldo (14a) a la placa portadora (12), estando el elemento de sujeción (18) fijado a la placa portadora (12) y proyectándose a través de un orificio en la placa de respaldo (14a), y que tiene una cabeza (18a) en la segunda cara de la placa de respaldo (14a), de modo que la placa de respaldo (14a) es retenida con relación a la placa portadora (12) pero puede ser movida en una dirección hacia la placa portadora, y medios de resorte (16; 22) que actúan entre la placa portadora (12) y la placa de respaldo (14a), permitiendo dichos medios de resorte (16; 22) y dicho elemento de sujeción montado en la zapata (14) movimiento limitado de oscilación y/o lineal de la placa de respaldo (14a) con relación a la placa portadora (12), teniendo lugar dicho movimiento relativo limitado contra la acción de los medios de resorte (16; 22), caracterizado porque el conjunto comprende también una pluralidad de miembros (20) de transmisión de la fuerza asegurados solamente a una o la otra de la placa portadora 12 o la placa de respaldo (14a) y que se proyectan para aplicarse a la otra, de modo que hagan posible la transmisión de fuerza entre las dos placas, estando dispuestos los miembros (20) de transmisión de la fuerza más próximos a la periferia de la placa de respaldo (14a) que su centro geométrico, y estando también dispuestos de tal modo que al menos dos de dichos miembros de transmisión de la fuerza están generalmente dispuestos según ángulos iguales alrededor del centro geométrico de la placa de respaldo (14a).

2. Un conjunto de zapata de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los miembros de transmisión de la fuerza (20) se proyectan dentro de rebajos de recepción (14c, 14f) formados respectivamente en la zapata (14) o en la placa portadora (12).

3. Un conjunto de zapata de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cada miembro de transmisión de la fuerza tiene la forma de una espiga (20) fijada a la placa portadora (12).

4. Un conjunto de zapata de acuerdo con la reivindicación 3, en el que las espigas (20) se proyectan dentro de rebajos de recepción (14c, 14f) formados en la placa de respaldo (14a) sobre la cual está montado el bloque de material de fricción (14d).

5. Un conjunto de zapata de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los medios de resorte comprenden una o más arandelas de resorte cónicas (16) que circundan a dicho elemento de sujeción (18).

6. Un conjunto de zapata de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que los medios de resorte comprenden una o más arandelas de resorte cónicas (22) que circundan a cada miembro de transmisión de la fuerza (20).

7. Un conjunto de zapata de acuerdo con una u otra de las reivindicaciones 5 ó 6, en el que el conjunto de zapata comprende una pluralidad de zapatas (14) montadas sobre una placa portadora común (12) y los medios de resorte (16, 22) asociados con cada conjunto de zapata (14) tienen características de resorte apropiadas a su posición en la placa portadora (12).

8. Un conjunto de zapata de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que hay una pluralidad de miembros (20) de transmisión de la fuerza asociados con cada conjunto de zapata (14), estando dispuestos los miembros de transmisión de la fuerza simétricamente con respecto al montaje del elemento de sujeción de la conjunto de zapata (14).

9. Un conjunto de zapata de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el bloque de material de fricción (14d) de cada conjunto de zapata (14) es en general triangular, visto en un plano paralelo al de la placa portadora (12).