Disco de freno ventilado y vehículo correspondiente.

Disco de freno que comprende dos placas (40), (41) separadas una de la otra y unidas entre sí por las pastillas de ventilación (421),

(431) repartidas en filas circulares concéntricas, de las que una primera fila de pastillas, la citada fila de salida (43), por la que el aire abandona el espacio entre las citadas placas y una segunda fila, la citada fila aguas arriba (42), aguas arriba de la citada fila de salida según la dirección del flujo de aire, estando desplazadas las citadas pastillas (421), (431) angularmente de una fila a la otra, caracterizado porque las citadas pastillas (421) de la citada fila (42) aguas arriba delimitan entre ellas espacios cuya anchura se reduce yendo hacia la fila de salida (43) de forma que proporcionan entre las citadas pastillas de la citada fila de salida y de la citada fila aguas arriba una primera corona (420) en la que el aire que entra entre las dos placas (40), (41) se comprime, y las pastillas (431) de la fila de salida (43) forman una segunda corona (430) en la que el aire comprimido en la citada primera corona (420) es aspirado y después evacuado del citado espacio entre las citadas placas (40), (41).

Disco de freno ventilado y vehículo correspondiente La invención se refiere al campo de la industria del automóvil. Más concretamente, la invención se refiere a discos de freno del tipo que comprende dos placas separadas una de la otra y unidas entre sí por pastillas de ventilación.

Un disco de freno debe poder almacenar las calorías absorbidas durante una frenada y liberarlas suficientemente rápido entre dos frenadas consecutivas.

Esto es con el fin de evitar modificar el coeficiente de fricción entre la pastilla de freno y el material de la superficie de frenado del disco, lo que permite no modificar sustancialmente las distancias de frenado.

En el campo de la invención, se distinguen los discos "llenos" o "másicos" de los discos "ventilados".

Los discos "másicos" están concebidos para almacenar una gran cantidad de calor. Son, por lo tanto, depósitos de calorías de gran capacidad, efectuándose la eliminación de las calorías muy lentamente.

Los inconvenientes de estos discos son los siguientes:

- Son una masa "no suspendida" relativamente importante, raramente utilizada en su totalidad;

- Generan un consumo extra de combustible (debido a su peso) ;

- Generan una "contaminación" energética (por la acumulación de calorías) .

Los discos ventilados incluyen dos placas (pistas de frenado) entre las que circula un fluido portador de calor y están concebidos para almacenar una pequeña cantidad de energía, con una eliminación rápida. Estos discos presentan sin duda un aumento de volumen en relación a los discos másicos, pero permiten:

- Reducir la masa "no suspendida";

- Utilizar de forma óptima la capacidad térmica del disco;

- Disminuir el consumo de carburante;

- Reducir la contaminación energética.

Sin embargo, los elementos de ventilación previstos entre las placas deben estar concebidos (forma, disposición) para explotar al máximo las propiedades mecánicas de los fluidos frente a frente de la entrada y la salida del fluido refrigerante.

Actualmente se conocen varias técnicas de discos ventilados, la ventilación de los cuales se obtiene con diferentes medios cuya eficacia es a veces discutible, la justificación, en términos del efecto de los medios aplicados en la ventilación, no estando siempre claramente establecida.

En la práctica, los medios de ventilación se definen generalmente de forma empírica y evolucionan al hilo de los problemas encontrados en la fabricación y/o en la utilización de los componentes.

Según una técnica ilustrada en la figura 1, los medios de ventilación están constituidos por aletas que unen las dos pistas de freno y el eje longitudinal de las cuales (visto desde arriba) converge hacia el centro de rotación del disco. Se habla de aletas cuando la longitud del elemento de ventilación presenta una longitud mayor o igual que el 50% de la anchura de la pista de frenado.

Estas aletas proporcionan un resultado relativamente satisfactorio en términos de superficie de intercambio térmico por convección.

Paralelamente, estas aletas proporcionan resultados limitados en cuanto a su capacidad para:

- proporcionar una gran superficie de intercambio térmico por conducción;

- acelerar la velocidad de circulación del aire independientemente del medio ambiente;

- aumentar el caudal de aire.

Sin embargo, las aletas indicadas ocasionan resultados muy poco satisfactorios en cuanto a su capacidad de limitar las deformaciones de la pista bajo el efecto de la temperatura y de la presión ejercida por las pastillas de freno en el disco.

Para mejorar el funcionamiento de estas aletas, una variante consiste en realizar una protuberancia redondeada (dando a la aleta una forma de gota de agua) en el lado de la periferia del disco.

Según otra técnica ilustrada en la figura 2, los medios de ventilación están constituidos por pastillas que unen las dos pistas de freno, con o sin eje longitudinal (en presencia de ejes longitudinales, que convergen hacia el centro de rotación del disco) . Se habla de pastillas cuando la envergadura de los medios de ventilación según una dirección radial es inferior o igual al 50% de la anchura de la pista de frenado.

Como aparece en la figura 2, las pastillas 20 pueden presentar diferentes formas: las pastillas de las filas interior y exterior presentan en este caso una forma oval mientras que las pastillas de la fila intermedia presentan una forma romboidal. Un disco de freno de este tipo se describe en el documento WO2002/097291.

Estas pastillas presentan resultados relativamente satisfactorios en cuanto a su capacidad para:

- proporcionar una gran superficie de intercambio térmico por convección;

- proporcionar una gran superficie de intercambio térmico por conducción;

- acelerar la velocidad de circulación de aire independientemente del medio ambiente;

- aumentar el caudal de aire;

- limitar las deformaciones de la pista bajo el efecto de la temperatura y de la presión ejercida por las pastillas de freno sobre el disco.

No obstante, el funcionamiento de este disco ventilado esta relacionado con el número de pernos utilizados.

Sin embargo, el aumento de estas pastillas engendra problemas en la etapa de moldeo particularmente en la realización de los núcleos de fundición que se convierte en muy compleja.

Además, se constata con estas pastillas que aquellas que forman obstáculos en la colada del material en los moldes de fundición, provocan un número más o menos importante de rechazos.

Según una tercera solución ilustrada en la figura 3, los medios de ventilación comprenden las columnitas 30 que se extienden a partir de una de las pistas pero sin unirse a la otra pista. Téngase en cuenta que estas columnitas se combinan generalmente con las pastillas 20 y/o las aletas 10.

Esta técnica presenta resultados limitados en cuanto a la capacidad para:

- acelerar la velocidad de circulación del aire independientemente del medio ambiente;

- aumentar el caudal de aire.

El documento US 5526905 describe un disco de freno según el preámbulo de la reivindicación 1 y que comprende dos placas separadas una de la otra y unidas entre sí por pastillas de ventilación repartidas en filas circulares concéntricas, de las cuales una primera fila de pastillas, la citada fila de salida, por la que el aire abandona el espacio entre dichas placas y una segunda fila, la citada fila de aguas arriba, aguas arriba de la citada fila de salida según la dirección del flujo de aire, estando las citadas pastillas desplazadas angularmente de una fila a la otra.

La invención tiene particularmente como objetivo paliar estos inconvenientes de la técnica anterior.

Más concretamente, la invención tiene como objetivo proponer un disco de freno ventilado cuyos medios de ventilación permitan eliminar más rápidamente las calorías acumuladas durante una frenada.

La invención tiene igualmente como objetivo proporcionar un disco ventilado que permita aumentar el caudal y/o la velocidad de aire que circula entre las placas del disco.

La invención tiene también como objetivo proporcionar un disco ventilado de este tipo que permita reducir las deformaciones de las placas susceptibles de aparecer entre los elementos de ventilación.

La invención tiene también como objetivo proporcionar un disco de este tipo ventilado en el que los elementos de ventilación ofrecen una amplia superficie de intercambio térmico, tanto por convección como por conducción.

Otro objetivo de la invención es facilitar un disco de este tipo ventilado que sea sencillo de concepción y poco costoso de fabricar.

Todavía otro objetivo de la invención es proporcionar un disco de este tipo ventilado que se pueda fabricar mediante fundición con un riesgo reducido de aparición de rechazos.

Estos objetivos, y otros que se harán evidentes más adelante, se consiguen gracias a la invención que tiene por objeto un disco de freno que comprende dos placas separadas una de la otra y unidas entre ellas por pastillas de ventilación repartidas en filas circulares concéntricas, de las cuales una primera fila de pastillas, la citada fila de salida, por la que el aire abandona el espacio entre dichas placas y una segunda, la citada fila de aguas arriba,

aguas arriba de la citada fila de salida según la dirección del flujo de aire, estando dichas pastillas desplazadas angularmente de una fila a la otra, caracterizada porque las citadas pastillas de la citada fila aguas arriba delimitan entre ellas espacios cuya anchura se reduce yendo hacia la citada fila de salida de manera que forman entre dichas pastillas de la citada fila de salida y... [Seguir leyendo]

1. Disco de freno que comprende dos placas (40) , (41) separadas una de la otra y unidas entre sí por las pastillas de ventilación (421) , (431) repartidas en filas circulares concéntricas, de las que una primera fila de pastillas, la 5 citada fila de salida (43) , por la que el aire abandona el espacio entre las citadas placas y una segunda fila, la citada fila aguas arriba (42) , aguas arriba de la citada fila de salida según la dirección del flujo de aire, estando desplazadas las citadas pastillas (421) , (431) angularmente de una fila a la otra, caracterizado porque las citadas pastillas (421) de la citada fila (42) aguas arriba delimitan entre ellas espacios cuya anchura se reduce yendo hacia la fila de salida (43) de forma que proporcionan entre las citadas pastillas de la citada fila de salida y de la citada fila aguas arriba una primera corona (420) en la que el aire que entra entre las dos placas (40) , (41) se comprime, y las pastillas (431) de la fila de salida (43) forman una segunda corona (430) en la que el aire comprimido en la citada primera corona (420) es aspirado y después evacuado del citado espacio entre las citadas placas (40) , (41) .

2. Disco de freno según la reivindicación 1, caracterizado porque las citadas pastillas (421) de la citada fila aguas15 arriba (42) presentan un eje de simetría correspondiente a un radio del citado disco.

3. Disco de freno según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque las citadas pastillas (421) de la citada fila aguas arriba (42) presentan una forma oblonga cuyo perímetro está delimitado por dos bordes redondeados unidos por dos tramos rectilíneos, presentando los citados bordes redondeados transversalmente dimensiones distintas de manera que las citadas pastillas presentan entre los citados bordes un alargamiento progresivo.

4. Disco de freno según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las citadas pastillas (431) de la citada fila de salida (43) presentan un eje de simetría correspondiente a un radio del citado disco.

5. Disco de freno según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las citadas pastillas (431) del la citada fila de salida (43) presentan una forma oblonga cuyo perímetro está delimitado por dos bordes redondeados unidos por dos tramos rectilíneos, presentando los citados bordes redondeados transversalmente dimensiones distintas de forma que las citadas pastillas presentan entre los citados bordes un alargamiento

progresivo.

6. Disco de freno según las reivindicaciones 2 y 4, caracterizado porque el eje de simetría de cada pastilla de una fila está centrado angularmente entre los ejes de simetría de las pastillas vecinas de la otra fila.

7. Disco de freno según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la citada fila de salida (43) y la citada fila aguas arriba (42) están separadas la una de la otra por una corona intermedia (45) .

8. Disco de freno según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque las citadas pastillas (421) de la citada fila aguas arriba (42) están dispuestas de manera que los espacios entre ellas están desplazados40 angularmente respecto a los orificios (44) de entradas de aire entre las citadas placas (40) , (41) .

9. Disco de freno según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque las citadas pastillas de la citada fila de salida (43) , las citadas pastillas (421) de la citada fila aguas arriba (42) y los orificios (44) de introducción del aire entre las citadas placas (40) , (41) están dispuestas las unas respecto de las otras al tresbolillo.

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10. Disco de freno según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque las citadas pastillas (431) de la citada fila de salida (43) , las citadas pastillas (421) de la citada fila aguas arriba (42) están repartidas según un paso regular.

11. Disco de freno según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque las citadas pastillas (431) de la citada fila de salida (43) , las citadas pastillas (421) de la citada fila aguas arriba (42) están repartidas según un paso variable.

12. Vehículo automóvil equipado con al menos un disco de freno según una de las reivindicaciones 1 a 11.