Disco de freno con vaso.

Disco de freno con un vaso de disco de freno (42) y un anillo de fricción (10) unido radialmente al vaso con un acoplamiento exacto,

consistente en dos mitades (12, 14) unidas entre sí por espaciadores (16), entre los cuales discurren los canales de aire (18) de un sistema de ventilación,

en que el acoplamiento exacto incluye una rueda dentada (22) en la circunferencia interior (20) de una sola de las mitades (12) del anillo de fricción, que puede engranarse con una rueda dentada (50) complementaria formada en la parte exterior (52) del vaso de disco de freno (42), y adyacente en sentido axial a la rueda dental (22) formada en la circunferencia interior (20) de la mitad (12) del anillo de fricción hay dispuesto al menos un orificio (30) para el sistema de ventilación interna,

y en que el vaso de disco de freno (42) y el anillo de fricción (10) están asegurados mediante al menos un elemento de fijación (36) frente a los movimientos axiales y este elemento o elementos de fijación (36) axial está instalado en una abertura (34) que discurre por la parte interior del anillo de fijación (10), y el anillo de fijación (10) se puede desplazar radialmente por la abertura (34) con respecto al elemento de fijación (36), caracterizado por que

el elemento de fijación (36) comprende un manguito (38) unido al vaso de disco de freno (42) mediante al menos un tornillo y que cubre toda la parte exterior del tornillo (36).

Disco de freno con vaso La invención se refiere a un disco de freno, especialmente para un vehículo de motor, del tipo del concepto principal descrito en la reivindicación 1.

Se conoce el disco de freno, por ejemplo, por DE 101 25 111 A1. Éste comprende un anillo de fricción y una pieza de sujeción, y ambos componentes están exactamente acoplados mediante un perfil de engranajes en dirección radial del disco de freno. El anillo de fricción y la pieza de sujeción quedan asegurados axialmente mediante un anillo de seguridad giratorio instalado en una muesca del anillo de fricción y/o del tope. El perfil de engranajes está configurado como un engranaje envolvente.

Esos acoplamientos exactos de los anillos de fricción y los topes o vasos de disco de freno por medio de un engranaje permiten asegurar correctamente ambas piezas en dirección radial opuesta, a la vez que transmiten la fuerza entre el vaso de disco de freno y el anillo de fricción. Dado que tal unión requiere casi todo el espacio interior del anillo de fricción para la instalación del engranaje, la utilización de estos acoplamientos exactos plantea un problema para los frenos de disco con ventilación interior: los discos presentan un sistema de canales de ventilación entre las caras laterales de los anillos de fricción por los que, al accionarse el freno, se hace circular aire para reducir el calor de los anillos de fricción. Una insuficiente reducción del calor causa la deformación del disco de freno, que se comba en dirección axial debido al calentamiento desigual. Si el espacio interior del anillo de fricción está ocupado por un engranaje, la ventilación interior no puede extenderse a todo el anillo de fricción, pues en su interior no se pueden practicar orificios que unan los canales de ventilación con el aire circundante. Por lo tanto, en caso de gran calentamiento se corre el riesgo de que se produzca la deformación descrita e incluso la formación de grietas.

US 6 446 765 revela un disco de freno conforme al concepto principal de la reivindicación 1.

Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es desarrollar un disco de freno del tipo expuesto al inicio de tal manera que se garantice tanto un acoplamiento estable entre el anillo de fricción y el vaso de disco de freno como una óptima reducción del calor del anillo de fricción al accionarse el freno.

Este objetivo se consigue con un disco de freno con las características de la reivindicación 1. Las características de la reivindicación 8 revelan un procedimiento para el montaje del disco de freno conforme a la reivindicación 1.

El disco de freno presenta un vaso y un anillo de fricción unido radialmente al vaso mediante un acoplamiento exacto. El anillo de fricción consta de dos mitades unidas por espaciadores, y entre ellas discurren los canales de un sistema de ventilación interior. Conforme a la invención, está previsto que el acoplamiento exacto comprenda un engranaje en que solamente una de las mitades del anillo de fricción está dentada por su interior, que se puede conectar con otra rueda dentada complementaria que discurre por la cara exterior del vaso de disco de freno. Dado que sólo está dentada una de las mitades del anillo de fricción, éste sigue disponiendo aún de espacio interior para practicar al menos un orificio en el espacio interior del anillo de fricción, dispuesto axialmente junto a la rueda dentada. De este modo el anillo de fricción puede recibir aire mediante el sistema de ventilación desde el exterior hasta el interior, lo que mejora su refrigeración y ayuda a prevenir la deformación y la formación de fisuras. Al mismo tiempo, el engranaje garantiza un acoplamiento exacto estable con el vaso de disco de freno.

El engranaje resulta especialmente ventajoso si se configura de forma oblicua, a fin de disminuir el desgaste en la transmisión de la fuerza entre el vaso y los anillos de fricción, manteniéndose prácticamente constantes las presiones sobre los lados de los dientes de la rueda. Además, el engranaje oblicuo permite un cierto juego en dirección radial, para compensar así la dilatación del disco de freno y evitar tensiones térmicas. El engranaje oblicuo posibilita que la dilatación y contracción radiales se produzcan de forma reversible y uniforme y con muy poco desgaste. Esto tiene efectos especialmente positivos para la vida útil del disco de freno.

El engranaje entre el vaso de disco de freno y el anillo de fricción se produce, en el caso de un engranaje oblicuo, mediante la inclinación de los lados de los dientes del vaso, que se insertan en los dientes complementarios del anillo de fricción, cuyos lados también están inclinados. El ángulo de inclinación de los lados de dos dientes adyacentes del vaso y del anillo de fricción se cifra preferiblemente entre los 5º y los 45º. También es posible elegir diferentes inclinaciones de cada lado de los dientes. Es preferible una inclinación del lado del diente respecto a la dirección radial (o normal) de entre 22, 5º y 22, 5º, y entre -2, 5º y -22, 5º, respectivamente. Preferiblemente, ambos lados de cada diente presentan la misma inclinación respecto de la normal. Especialmente ventajoso es un ángulo de abertura de entre 10º y 15º.

Además de la variación sistemática del ángulo de inclinación de los dientes colindantes en el vaso de disco de freno, es posible optimizar la conexión en función de la dirección de rotación. Tal configuración prevé que los lados de los dientes que soportan la mayor carga de fuerza durante el frenado al circular el vehículo hacia delante presenten una inclinación mayor que los adyacentes correspondientes. Así, puede resultar ventajoso establecer la inclinación de un lado entre 0º y 2, 5º. El ángulo de apertura en esta variante se limita a los moderados valores de dicho rango. Esto significa que la inclinación de los lados de los dientes de la otra cara, pese a ser claramente mayor (por ejemplo, más de 5º) , preferiblemente no superan los 20º.

Para asegurar el vaso de disco de freno al anillo de fricción aun frente a movimientos axiales, conforme a la invención se prevé al menos un elemento de fijación axial que une el vaso de disco de freno al anillo de fricción. Preferiblemente, dicho elemento se dispone en una abertura que discurre radialmente por dentro del anillo de fricción, pudiéndose desplazar éste a lo largo de la abertura con respecto al elemento de fijación. La movilidad radial del elemento de fijación frente al anillo de fricción disminuye más aún el riesgo de deformación a causa de la desigual distribución de la temperatura. En caso de que se produzca tal distribución desigual de la temperatura, el anillo de fricción puede dilatarse libremente en dirección axial sin que el elemento de fijación ejerza sobre el anillo las fuerzas correspondientes, lo que podría deformar el anillo y dar lugar así a la formación de fisuras. De esta manera, la vida útil de estos discos de freno resulta ventajosamente mayor.

El elemento de fijación comprende un manguito fijado al vaso de disco de freno mediante un tornillo y dispuesto en un orificio radial cubriendo totalmente la parte exterior del tornillo. Dicho manguito facilita de modo sencillo la deseada libertad de movimiento del anillo de fricción en dirección radial respecto al elemento de fijación.

El manguito presenta una rosca que se corresponde con la rosca del tornillo. El tornillo puede configurarse también como perno de rosca.

El tornillo o perno de rosca puede enroscarse bien por dentro, es decir, por la parte adyacente al vaso de disco de freno, o por fuera, contra el manguito en que se introduce. En consecuencia, el manguito, con o sin rosca, se instala en el disco de freno bien por dentro o bien por fuera. El manguito se introduce en orificios o perforaciones específicos que atraviesan radialmente el disco de freno.

Preferiblemente, se inserta desde fuera un manguito roscado largo en cuyo interior se enrosca un perno de rosca relativamente corto. La longitud del manguito roscado largo se sitúa preferiblemente entre el 50 % y el 90 % de la longitud del orificio del disco de freno. Con esta configuración, el elemento de fijación consta de al menos un tornillo fijado al vaso de freno de disco por medio de un manguito.

También se ha revelado ventajoso configurar la cabeza del tornillo con un diámetro menor que el del orificio en que se inserta. De esta manera, el tornillo se puede enroscar desde el exterior del anillo de fricción a través del orificio, y la cabeza del tornillo, al ser más pequeña,... [Seguir leyendo]

1. Disco de freno con un vaso de disco de freno (42) y un anillo de fricción (10) unido radialmente al vaso con un acoplamiento exacto, consistente en dos mitades (12, 14) unidas entre sí por espaciadores (16) , entre los cuales discurren los canales de aire (18) de un sistema de ventilación, en que el acoplamiento exacto incluye una rueda dentada (22) en la circunferencia interior (20) de una sola de las mitades (12) del anillo de fricción, que puede engranarse con una rueda dentada (50) complementaria formada en la parte exterior (52) del vaso de disco de freno (42) , y adyacente en sentido axial a la rueda dental (22) formada en la circunferencia interior (20) de la mitad (12) del anillo de fricción hay dispuesto al menos un orificio (30) para el sistema de ventilación interna, y en que el vaso de disco de freno (42) y el anillo de fricción (10) están asegurados mediante al menos un elemento de fijación (36) frente a los movimientos axiales y este elemento o elementos de fijación (36) axial está instalado en una abertura (34) que discurre por la parte interior del anillo de fijación (10) , y el anillo de fijación (10) se puede desplazar radialmente por la abertura (34) con respecto al elemento de fijación (36) , caracterizado por que el elemento de fijación (36) comprende un manguito (38) unido al vaso de disco de freno (42) mediante al menos un tornillo y que cubre toda la parte exterior del tornillo (36) .

20 2. Disco de freno conforme a la reivindicación 1, caracterizado por que

las ruedas dentadas (22, 50) de la mitad (12) del anillo de fricción y del vaso de disco de freno (42) forman un engranaje oblicuo.

25 3. Disco de freno conforme a la reivindicación 2, caracterizado por que

el ángulo de abertura de dos lados adyacentes de un diente del engranaje se cifra entre los 5º y los 45º.

4. Disco de freno conforme a la reivindicación 1, caracterizado por que la inclinación de uno de los lados de un diente del engranaje oblicuo está entre 0º y 2, 5 º y la del otro lado, entre 5º y 20º.

5. Disco de freno conforme a la reivindicación 1, caracterizado por que el diámetro de la cabeza (40) del tornillo (36) es menor que el de la abertura en que se inserta (34) .

6. Disco de freno conforme a alguna de las reivindicaciones 1 o 5, caracterizado por que se disponen varios elementos de sujeción (36) que, preferiblemente, están distribuidos en iguales ángulos opuestos.

7. Vehículo de motor con al menos un disco de freno conforme a alguna de las reivindicaciones 1 a 6.

45 8. Procedimiento para montar un anillo de fricción de un disco de freno conforme a alguna de las anteriores reivindicaciones 1 a 6 en un vaso de disco de freno (42) , que consta de las siguientes fases:

- desplazamiento lateral del anillo de fricción (10) hasta el vaso de disco de freno (42) ;

50. introducción del perno de rosca (58) desde el interior en las perforaciones que atraviesan el vaso de disco de freno;

- fijación de los pernos de rosca en las cavidades del vaso de disco de freno;

55. introducción de los manguitos roscados (56) desde el exterior en los orificios (34) del anillo de fricción (10) y enroscado con los pernos de rosca (58) .

DOCUMENTOS CITADOS EN LA DESCRIPCIÓN

Esta relación de documentos citados por el solicitante se ha incluido exclusivamente para información del lector y no forma parte del documento europeo de patente. Aunque al reunir las referencias se ha obrado con sumo cuidado, no 5 se puede excluir la presencia de errores u omisiones, y la OEP rechaza toda responsabilidad al respecto.

Documentos citados en la descripción • DE 10125111 A1 [0002] • US 6446765 B [0004] 10