Forro de freno para un freno de disco y sistema de forro de freno.

Forro de freno (2) para un freno de disco, en particular para vehículos sobre carriles,

con al menos una chapa desoporte (3) con varios segmentos de rozamiento (4) fijados en la chapa de soporte (3) de manera que puedensoltarse y con una parte posterior (1), estando sujeta la chapa de soporte (3) a través de al menos un elemento desujeción (6) en la parte posterior (1), presentando al menos dos segmentos de rozamiento (4) superficies derozamiento (7) con geometría distinta y/o tamaño distinto y/o con coeficiente de rozamiento distinto y/o estandocompuestos de distintos materiales de rozamiento, caracterizado por que en caso necesario pueden fijarsedistintos segmentos de rozamiento (4) en la chapa de soporte (3), en el que mediante la fijación de un segmento derozamiento (4) o de un segmento de rozamiento distinto (4) se produce una modificación de la distribución de lassuperficies de rozamiento y/o de los materiales de rozamiento con respecto a la superficie de soporte.

Forro de freno para un freno de disco y sistema de forro de freno La invención se refiere a un forro de freno según la reivindicación 1 para un freno de disco, en particular para vehículos sobre carriles, con al menos una chapa de soporte con varios segmentos de rozamiento fijados en la chapa de soporte de manera que pueden soltarse y con una parte posterior, en el que la chapa de soporte está sujeta a través de al menos un elemento de sujeción en la parte posterior. Además, la presente invención se refiere a un sistema de forro de freno modular según la reivindicación 11 y según la reivindicación 12.

El documento DE-A-32 31 279 (la figura 8 de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 de la presente invención) da a conocer un forro de freno para un freno de disco, en particular para vehículos sobre carriles, con al menos una chapa de soporte con varios segmentos de rozamiento fijados en la chapa de soporte de manera que pueden soltarse y con una parte posterior, en el que la chapa de soporte está sujeta a través de al menos un elemento de sujeción en la parte posterior y la parte posterior está configurada como pieza fundida. El forro de freno conocido prevé la posibilidad de fijar segmentos de rozamiento de manera giratoria en una placa base y en al menos dos posiciones distintas fijarlos de manera segura frente al giro sobre la placa base. Para la sujeción de los segmentos de rozamiento está prevista una placa base que presenta en su zona de borde un soporte. En la dirección de acción de las fuerzas de rozamiento que se producen en la superficie de rozamiento durante los procesos de frenado pueden colocarse los segmentos de rozamiento uno junto a otro con apoyo recíproco y pueden apoyarse conjuntamente contra el soporte. Los segmentos de rozamiento pueden presentar lados exteriores redondeados, de modo que resulta un bloque de forro de rozamiento redondo en vista en planta. La placa base está configurada en este caso como placa circular con soporte en forma de anillo circular.

El documento DE-A-44 36 457 da a conocer un forro de freno para un freno de disco con al menos una chapa de soporte con varios segmentos de rozamiento fijados en la chapa de soporte de manera que puede soltarse y con una parte posterior, en el que la chapa de soporte está sujeta a través de al menos un elemento de sujeción en la parte posterior y está configurada como placa plana por toda la superficie. Las zonas de borde de la chapa de soporte pueden estar libres de canteados o acodamientos.

Otro forro de freno se conoce por el documento US-A-2005/082124.

Los forros de freno conocidos presentan dos chapas de soporte con una multiplicidad de segmentos de rozamiento que están sujetos por pares por una chapa posterior configurada a modo de travesaño y están enroscados con ésta 35 de manera axialmente flexible. Cada segmento de rozamiento está sujeto a través de al menos dos elementos de engrane distanciados uno de otro de manera segura frente al giro en la chapa de soporte. Por ejemplo, un segmento de rozamiento puede presentar dos elementos de engrane en forma de perno, que sobresalen en el lado plano opuesto al material de rozamiento del segmento de rozamiento con respecto a la chapa de soporte y engranan en escotaduras adaptadas, en particular orificios, de la chapa de soporte. Además está previsto un medio de fijación en forma de perno para la sujeción o fijación del segmento de rozamiento en la chapa de soporte. El medio de fijación puede estar formado con configuración adecuada en caso necesario también por un elemento de engrane. Por regla general, los elementos de engrane sirven sin embargo únicamente para la protección del segmento de rozamiento contra un giro en la chapa de soporte y no protegen los segmentos de rozamiento contra un levantamiento de la chapa de soporte. Para la protección del segmento de rozamiento contra un levantamiento de la chapa de soporte 45 está previsto el medio de fijación. Los segmentos de rozamiento pueden moverse o ladearse independientemente entre sí para garantizar una solicitación uniforme de los segmentos de rozamiento durante el proceso de frenado.

En el funcionamiento de los vehículos en determinados trayectos se produce como consecuencia de las aceleraciones altas una carga mecánica considerable de los forros de freno, lo que conduce a un desgaste elevado de los forros de freno conocidos incluyendo el sistema de sujeción, en particular a grietas en las partes de chapa y deterioro de uniones (unión soldada y unión remachada) . Durante el proceso de frenado aumenta la temperatura del disco de freno fuertemente, lo que favorece un elevado desgaste del disco de freno y de los segmentos de rozamiento. Debido a una distribución de presión y velocidad no óptima para cualquier tamaño de disco aumenta el desgaste más y puede producirse también de manera muy irregular distribuido por la correa de freno. Por lo demás 55 se producen ruidos de freno molestos durante el proceso de frenado.

Es objetivo de la presente invención poner a disposición un forro de freno con propiedades mejoradas.

El objetivo mencionado previamente se consigue mediante un forro de freno con las características de la reivindicación 1, mediante un sistema de forro de freno con las características de la reivindicación 11 y se soluciona mediante un sistema de forro de freno con las características de la reivindicación 12.

El desgaste en el forro de rozamiento de un segmento de rozamiento, además de la temperatura de material y propiedades específicas del material, depende en particular de la velocidad con la que se mueve el disco de freno 65 por delante de la superficie de rozamiento del segmento de rozamiento, y de la presión de apriete de la superficie de rozamiento contra el disco de freno. Para garantizar un desgaste lo más bajo y uniforme posible, es necesaria una distribución lo más óptima posible de las superficies de rozamiento de los segmentos de rozamiento del forro de freno, lo que depende de factores de influencia relativos a la geometría o relativos a la construcción, tales como el tipo de disco de freno (disco de freno de rueda, disco de freno solidario al árbol, etc.) , el diámetro del disco de freno, el dimensionamiento constructivo del soporte del disco de freno, las proporciones de instalación y el tamaño del forro de freno, y otros factores de influencia que están asignados al funcionamiento de freno. Por ejemplo el funcionamiento del vehículo y los procesos de frenado pueden decidir sobre ello si para el desgaste de segmentos de rozamiento y disco de freno es dominante o bien la distribución de la presión o la distribución de la velocidad sobre las superficies de rozamiento. En especial se aplica esto para el desgaste diagonal que conduce a que los forros deban cambiarse antes de lo previsto. Otros factores de influencia relativos al funcionamiento son el valor de la intensidad de frenado e influencias de trayecto, en particular altas aceleraciones mecánicas del sistema de freno. Además han de considerarse determinadas propiedades exigidas en mojado y en el funcionamiento en invierno.

Al menos dos segmentos de rozamiento pueden presentar una geometría o contorno distintos de las superficies de rozamiento y/o superficies de rozamiento de distinto tamaño y/o superficies de rozamiento con coeficiente de 15 rozamiento distinto y/o pueden estar compuestos de distintos materiales de rozamiento. Existe en el presente documento la posibilidad de usar cualquier geometría útil para la distribución superficial óptima. Por ejemplo pueden combinarse entre sí segmentos de rozamiento redondos y/o cuadrados y/o rectangulares y/o rómbicos y/o trapezoidales y/o poligonales. La superficie de rozamiento de un segmento de rozamiento puede ascender a entre 2 cm2 y 100 cm2, preferentemente entre 4 cm2 y 25 cm2. Mediante la combinación de geometrías distintas es posible reducir la carga térmica en zonas de disco y con ello reducir el desgaste del disco y mejorar las propiedades en mojado. En este caso puede seleccionarse la geometría del elemento también de modo que no exista ninguna simetría con respecto al perno de fijación, lo que posibilita una geometría de superficie cualquiera y por consiguiente una distribución de presión y velocidad modificada con respecto al disco de freno mediante transposición sencilla de los elementos. El segmento de rozamiento puede estar compuesto de cualquier material de rozamiento, en particular 25 de materiales sinterizados, materiales cerámicos o materiales de rozamiento orgánicos así como sus combinaciones. Además pueden usarse materiales de rozamiento semimetálicos, materiales compuestos de metalmatriz o materiales compuestos de fibra como material de rozamiento así como sus combinaciones. Los segmentos de rozamiento... [Seguir leyendo]

1. Forro de freno (2) para un freno de disco, en particular para vehículos sobre carriles, con al menos una chapa de soporte (3) con varios segmentos de rozamiento (4) fijados en la chapa de soporte (3) de manera que pueden soltarse y con una parte posterior (1) , estando sujeta la chapa de soporte (3) a través de al menos un elemento de sujeción (6) en la parte posterior (1) , presentando al menos dos segmentos de rozamiento (4) superficies de rozamiento (7) con geometría distinta y/o tamaño distinto y/o con coeficiente de rozamiento distinto y/o estando compuestos de distintos materiales de rozamiento, caracterizado por que en caso necesario pueden fijarse distintos segmentos de rozamiento (4) en la chapa de soporte (3) , en el que mediante la fijación de un segmento de rozamiento (4) o de un segmento de rozamiento distinto (4) se produce una modificación de la distribución de las superficies de rozamiento y/o de los materiales de rozamiento con respecto a la superficie de soporte.

2. Forro de freno según la reivindicación 1, caracterizado por que las superficies de rozamiento (7) de los segmentos de rozamiento (4) cubren del 30 % al 95 % de la superficie de la chapa de soporte (3) . 15

3. Forro de freno (2) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos un segmento de rozamiento (4) presenta distintos materiales de rozamiento, presentando el segmento de rozamiento (4) al menos dos superficies de rozamiento que se forman por zonas del segmento de rozamiento (4) de distintos materiales de rozamiento.

4. Forro de freno (2) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la parte posterior (1) está configurada como pieza fundida y está compuesta de fundición maleable, presentando la parte posterior (1) un contenido en carbono del 2 % al 4 % en peso, un contenido en silicio del 1 % al 2 % en peso, un contenido en manganeso del 0, 1 % al 1, 0 % en peso y un contenido en azufre del 0, 05 % al 0, 5 % en peso.

5. Forro de freno según la reivindicación 4, caracterizado por que la resistencia a la tracción Rm de la parte posterior (1) asciende a entre 500 a 600 MPa, preferentemente de manera aproximada a 550 MPa, y/o el límite de elasticidad Rp0.2 asciende a entre 300 a 400 MPa, preferentemente de manera aproximada a 340 MPa, y/o la resistencia a la flexión alternante RBW asciende a de 200 a 300 MPa, preferentemente de 250 a 270 MPa, y/o el alargamiento de rotura A asciende a del 3 % al 5 %, preferentemente de manera aproximada al 4 %, y/o la dureza según Brinell asciende a de 180 a 300 HB, preferentemente de manera aproximada a 250 HB.

6. Forro de freno (2) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la chapa de soporte (3) está configurada por toda la superficie como placa plana, estando en particular las zonas de borde (12) de la chapa

de soporte (3) libres de canteados o acodamientos y presentando la chapa de soporte (3) un contenido en carbono del 0, 3 % al 0, 5 % en peso, un contenido en silicio inferior al 0, 6 % en peso, un contenido en manganeso del 0, 5 % al 1, 0 % en peso, un contenido en fósforo del 0, 03 % al 0, 05 % en peso, un contenido en azufre del 0, 03 % al 0, 05 % en peso, un contenido en cromo del 0, 8 % al 1, 3 % en peso y un contenido en molibdeno del 0, 1 % al 0, 4 % en peso.

7. Forro de freno (2) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos un segmento de rozamiento (4) está fijado de manera giratoria en la chapa de soporte (3) y en al menos dos posiciones distintas puede fijarse de manera segura frente al giro sobre la chapa de soporte (3) , produciéndose mediante modificación de la posición del segmento de rozamiento (4) una modificación de la distribución de las superficies de rozamiento 45 de los segmentos de rozamiento (4) con respecto a la superficie de la chapa de soporte.

8. Forro de freno (2) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos un segmento de rozamiento (4) está fijado de manera que puede desplazarse en la chapa de soporte (3) y en al menos dos posiciones distintas puede fijarse sobre la chapa de soporte (3) , produciéndose mediante modificación de la posición del segmento de rozamiento (4) una modificación de la distribución de las superficies de rozamiento de los segmentos de rozamiento (4) con respecto a la superficie de la chapa de soporte.

9. Forro de freno (2) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos un segmento de rozamiento (4) puede fijarse mediante cambio en dos puntos distintos sobre la chapa de soporte (3) , siendo el

número de los puntos de fijación posibles sobre la chapa de soporte (3) mayor que el número máximo de los segmentos de rozamiento (4) que pueden fijarse sobre la chapa de soporte (3) .

10. Forro de freno según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que para la reducción de oscilaciones está previsto al menos un elemento de amortiguamiento entre la chapa de soporte (3) y la parte posterior (1) .

11. Sistema de forro de freno modular con un forro de freno (2) para un freno de disco, en particular para vehículos sobre carriles, con al menos una chapa de soporte (3) con varios segmentos de rozamiento (4) que pueden fijarse en la chapa de soporte (3) de manera que pueden soltarse y con una parte posterior (1) , estando la chapa de

soporte (3) sujeta a través de al menos un elemento de sujeción (6) en la parte posterior (1) , estando previstos un primer juego de segmentos de rozamiento (4) y al menos otro juego de segmentos de rozamiento (4) , presentando los segmentos de rozamiento (4) del primer juego y los segmentos de rozamiento (4) del otro juego geometrías distintas de las superficies de rozamiento (7) y/o superficies de rozamiento de distinto tamaño (7) y/o estando compuestos de distintos materiales de rozamiento, pudiendo fijarse en caso necesario segmentos de rozamiento (4) del primer juego o segmentos de rozamiento (4) del otro juego en la chapa de soporte (3) y produciéndose, mediante fijación de los segmentos de rozamiento (4) del primer juego o de los segmentos de rozamiento (4) del segundo juego, una modificación de la distribución de las superficies de rozamiento y/o de los materiales de rozamiento con respecto a la superficie de soporte.

12. Sistema de forro de freno modular con un forro de freno (2) para un freno de disco, en particular para vehículos sobre carriles, con una multiplicidad de chapas de soporte (3) , presentando cada chapa de soporte (3) varios segmentos de rozamiento (4) fijados en la chapa de soporte (3) de manera que pueden soltarse, y con una parte posterior (1) , estando la chapa de soporte (3) sujeta a través de al menos un elemento de sujeción (6) en la parte posterior (1) , presentando el sistema de forro de freno al menos una primera chapa de soporte (3) y al menos otra chapa de soporte (3) , presentando la primera chapa de soporte (3) y la otra chapa de soporte (3) superficies de fijación de distinto tamaño para los segmentos de rozamiento (4) y/o superficies de fijación con distinta geometría y/o con distinta disposición de los puntos de fijación para los segmentos de rozamiento y/o con distinto número de puntos de fijación para los segmentos de rozamiento (4) .