SISTEMA DE FRENO DE DISCO.

Pinza (20) para un sistema de freno de disco de un vehículo que tiene un eje,

que comprende: - una primera media pinza (21); - una segunda media pinza (22) que no está formada integralmente con la primera media pinza (21); - una o más placas de unión (25, 26) unidas a las medias pinzas (21, 22); - teniendo cada media pinza (21, 22) medios para retener las pastillas de freno, y - teniendo cada media pinza (21, 22) medios para aplicar las pastillas de freno contra un rotor de freno del sistema de freno de disco como respuesta a una señal de un operador del vehículo, que se caracteriza porque - la primera media pinza (21) está formada integralmente con una placa de montaje (23) para montar fijamente la pinza (20) en el vehículo en posición próxima al eje, y porque - la una o más placas de unión (25, 26) están unidas de manera fija y desmontable a las medias pinzas (21, 22) en diferentes posiciones en la una o más placas de unión (25, 26), para permitir la unión de las medias pinzas (21, 22) en una pluralidad de distancias de separación para acomodar la rotación de los rotores de frenos de diferentes grosores entre las medias pinzas (21, 22)

Campo de la invención

La presente invención se refiere a frenos de disco para vehículos. En particular, la invención se refiere a pinzas para frenos de disco y sistemas de freno de disco que se pueden retroadaptar en ruedas existentes para sustituir conjuntos de frenos de tambor. La presente invención se refiere también a un procedimiento de retroadaptación de sistemas de freno en vehículos existentes.

Antecedentes de la Invención

Dos tipos de sistemas de freno para vehículos ampliamente utilizados son los sistemas de freno de tambor y los sistemas de freno de disco. Los frenos de tambor funcionan presionando una zapata de freno contra la superficie circunferencial interior de una llanta de rueda para retardar la rotación de la rueda. En un sistema de freno de disco, la rotación de un freno de disco o rotor de freno que está montado en el eje del vehículo se retrasa cuando una pinza presiona una pareja de pastillas de freno contra los lados opuestos de un rotor de freno rotativo. Los sistemas de freno de tambor no son tan eficaces y son más propensos a fallos y al desgaste que los sistemas de freno de disco, por lo tanto, sería especialmente ventajoso poder sustituir los actuales sistemas de freno de tambor por sistemas de freno de disco. Sin embargo, los vehículos que tienen frenos de tambor están sujetos a limitaciones en lo que se refiere al tamaño y diseño de cualquiera de los frenos de disco de reemplazo que se puedan utilizar puesto que el freno de disco completo debe ser alojado dentro de la llanta de la rueda. Con los actuales sistemas de freno de disco, la llanta de la rueda limita el diámetro del rotor del freno a un tamaño ineficiente puesto que se debe dejar una cantidad de espacio grande alrededor del rotor para acomodar la pinza.

El documento DE 4324988 describe una pinza de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Por lo tanto, hay una necesidad en la técnica de un sistema de freno de disco que pueda ser utilizado tanto en la fabricación de vehículos nuevos como en la retroadaptación de vehículos existentes.

Sumario de la Invención

Se proporciona una pinza para un sistema de freno de disco de acuerdo con la reivindicación 1.

Se proporciona además un sistema de freno de disco para un vehículo de acuerdo con la reivindicación 13.

Se proporciona todavía adicionalmente un procedimiento de retroadaptación de un sistema de freno en un vehículo existente de acuerdo con la reivindicación 33.

Las pinzas y los sistemas de freno de disco de la presente invención se pueden utilizar en cualquier vehículo, en especial en los vehículos motorizados, por ejemplo automóviles, camiones, autobuses y vehículos militares (por ejemplo, jeeps, vehículos blindados ligeros, etc.) Las pinzas y los sistemas de freno de disco son particularmente útiles para las estaciones de rueda en un vehículo blindado ligero (LAV) entre 5 y 22 toneladas de peso bruto (GW).

Una de las ventajas de las presentes pinzas y sistemas de freno de disco es su utilización en la retroadaptación de los sistemas de freno de los vehículos existentes. Muchos vehículos utilizan frenos de tambor en los que las zapatas de freno se presionan contra la superficie circunferencial interior de una llanta de rueda para retardar la rotación de la rueda. Los sistemas de freno de tambor no son tan eficaces y son más propensos a los fallos y al desgaste que los sistemas de freno de disco, por lo tanto sería especialmente ventajoso poder reemplazar los actuales sistemas de freno de tambor por sistemas de freno de disco. Sin embargo, los vehículos con frenos de tambor están sujetos a limitaciones en lo que se refiere al tamaño y al diseño de cualesquiera frenos de disco de reemplazo que puedan ser utilizados, puesto que el freno de disco completo debe ser alojado dentro de la llanta de rueda. En los sistemas de freno de disco actuales, la llanta de la rueda limita el diámetro del rotor del freno a un tamaño ineficiente puesto que una cantidad de espacio grande se debe dejar alrededor del rotor para acomodar la pinza. Las pinzas y los sistemas de freno de la presente invención superan esta dificultad, proporcionando una pinza de perfil más delgado al mismo tiempo que se incrementa la resistencia y el rendimiento del sistema de freno. Los sistemas de freno de disco que utilizan el diseño de pinza son más ligeros de peso y más compactos y al mismo tiempo maximizan el diámetro del rotor del freno y el uso del espacio dentro de la llanta de la rueda.

Además, la retroadaptación de los presentes sistemas de freno de disco en un vehículo tiene un impacto mínimo sobre los componentes del tren de transmisión mecánica. Por ejemplo, para los LAV GEN-I, II, III y IV, basados en el diseño MOWAG, la única parte modificada del tren de transmisión original es la carcasa del buje de la rueda planetaria. Además, el sistema de freno de disco es escalable a los criterios de funcionamiento requeridos y el sistema de freno es fácilmente adaptable a vehículos de diferente peso y clases de velocidad. El presente sistema de freno reduce significativamente la masa no suspendida de la estación de rueda del vehículo, con lo cual se optimiza la movilidad total, incluso en entornos anfibios.

Los intentos de la técnica anterior para retroadaptar frenos de disco en los vehículos existentes en gran medida no han tenido éxito. Estos frenos de disco tienden a ser sobrecargados debido al tamaño y las energías específicas absorbidas. Como resultado, se producen atenuaciones, deformaciones y agrietamiento del rotor y el rendimiento de los frenos en condiciones de humedad se ve comprometido.

Muchos de los beneficios obtenidos en la retroadaptación de los actuales vehículos con el sistema de freno de disco presente son igualmente aplicables a la fabricación de vehículos nuevos. Por ejemplo, el tamaño compacto, peso ligero, resistencia y el diseño medioambientalmente resistente de la presente pinza y sistema de freno de disco mejora el rendimiento de los frenos y del vehículo, incluso bajo condiciones ambientales extremas.

En una realización, una pinza del sistema de freno de disco presente comprende una primera media pinza formada integralmente con una placa de montaje para montar fijamente la pinza en un vehículo. Puesto que la pinza se monta fijamente en el vehículo, la pinza no gira con la rueda cuando el vehículo está en movimiento, por lo tanto las pinzas de la presente invención son las denominadas "pinzas fijas". Las pinzas fijas de la técnica anterior están unidas generalmente a una placa de montaje por algún tipo de medios de fijación, por ejemplo, pernos. En la pinza de la presente invención, la formación de la primera media pinza junto con la placa de montaje en una sola pieza mejora la resistencia del sistema de freno completo. Sin limitación a ninguna teoría de acción en particular, se cree que la placa de montaje formada integralmente distribuye mejor las fuerzas en el sistema de freno con lo que el sistema de freno es más resistente a la fatiga y a los fallos de materiales.

La placa de montaje se puede unir a cualquier parte adecuada del vehículo. Puesto que la pinza y el sistema de freno se montan típicamente en el vehículo en la estación de rueda próxima a un eje, es conveniente fijar la placa de montaje a la línea de transmisión y / o al conjunto de suspensión, preferiblemente al conjunto de suspensión, por ejemplo, la suspensión McPherson, suspensión por "brazo de torsión", etc. La placa de montaje se puede unir al vehículo por cualquier medio adecuado, por ejemplo, por medio de pernos.

La placa de montaje puede ser de cualquier forma y configuración adecuadas. Una placa de montaje que tenga una abertura en la misma permite que la pinza se monte en el vehículo en un cierto número de lugares para conseguir una resistencia adicional, al mismo tiempo que se mantiene fuera del espacio del eje del vehículo. Un anillo de montaje con una abertura circular es particularmente adecuado.

Una segunda media pinza está unida a la primera media pinza, estando en una relación de separación las dos medias pinzas una, en relación con la otra. En un diseño típico de pinza fija, la segunda media pinza se forma integralmente a partir de una sola pieza con la primera media pinza. En algunos casos, un diseño de pinza en el que las dos medias pinzas se forman integralmente en una sola pieza junto con la placa de montaje puede ser apropiado.

En una segunda realización de una... [Seguir leyendo]

1. Pinza (20) para un sistema de freno de disco de un vehículo que tiene un eje, que comprende:

- una primera media pinza (21);

- una segunda media pinza (22) que no está formada integralmente con la primera media pinza (21);

- una o más placas de unión (25, 26) unidas a las medias pinzas (21, 22);

- teniendo cada media pinza (21, 22) medios para retener las pastillas de freno, y

- teniendo cada media pinza (21, 22) medios para aplicar las pastillas de freno contra un rotor de freno del sistema de freno de disco como respuesta a una señal de un operador del vehículo,

que se caracteriza porque

- la primera media pinza (21) está formada integralmente con una placa de montaje (23) para montar fijamente la pinza (20) en el vehículo en posición próxima al eje, y porque

- la una o más placas de unión (25, 26) están unidas de manera fija y desmontable a las medias pinzas (21, 22) en diferentes posiciones en la una o más placas de unión (25, 26), para permitir la unión de las medias pinzas (21, 22) en una pluralidad de distancias de separación para acomodar la rotación de los rotores de frenos de diferentes grosores entre las medias pinzas (21, 22).

2. La pinza (20) de la reivindicación 9, en la que la pluralidad de distancias de separación es de dos distancias de separación.

3. La pinza (20) de la reivindicación 1 o 2, en la que las medias pinzas (21, 22) tienen alturas que definen una altura de la pinza (20), y la una o más placas de unión (25, 26) tienen grosores que no incrementan la altura de la pinza (20).

4. La pinza (20) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la una o más placas de unión (25, 26) tienen muescas en las que las medias pinzas (21, 22) están asentados y la una o más placas de unión (25, 26) se unen a las medias pinzas (21, 22) por pernos.

5. La pinza (20) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la una o más placas de unión (25, 26) son dos placas de unión.

6. La pinza (20) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la placa de montaje (23) comprende orificios

(59) de pernos para permitir atornillar la placa de montaje en el vehículo.

7. La pinza (20) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que la placa de montaje (23) comprende un anillo que tiene una abertura central (60) para proporcionar un espacio para que el eje gire libremente.

8. La pinza (20) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que el medio para retener las pastillas de freno comprende una inserción en cada una de las medias pinzas (21, 22), una barra transversal entre las medias pinzas (21, 22), o ambas una inserción en cada una de las medias pinzas (21, 22) y una barra transversal entre las dos medias pinzas (21, 22).

9. La pinza (20) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que el medio para aplicar las pastillas de freno contra el rotor comprende uno o más pistones (51, 52).

10. La pinza (20) de la reivindicación 9, en la que el uno o varios pistones (51, 52) están alojados en una o más conexiones de pistón obturadas ambientalmente.

11. La pinza (20) de la reivindicación 9 o 10, en la que el uno o varios pistones (51, 52) son de accionamiento hidráulico.

12. La pinza (20) de una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en la que el uno o varios pistones (51, 52) comprende una cerámica, o una combinación de cerámica y aluminio.

13. Sistema de freno de disco para un vehículo que tiene un eje, que comprende:

- una pinza (20) de acuerdo con la reivindicación 1,

- un rotor (5) de freno dispuesto entre la primera media pinza (21) y la segunda media pinza (22), siendo rotativo el rotor (5) del freno entre las medias pinzas (21, 22), estando montado el rotor (5) de freno en el eje del vehículo, siendo rotativo el rotor (5) de freno en respuesta a la rotación del eje y,

- pastillas (41, 42) de freno montadas en cada media pinza (21, 22), teniendo cada media pinza (21, 22) un medio para aplicar las pastillas de freno (41, 42) contra el rotor (5) como respuesta a una señal de un operador del vehículo.

14. El sistema de freno de la reivindicación 13, en el que el rotor (5) de freno está montado en un soporte de rotor (6), estando montado el soporte (6) de rotor en una carcasa del buje de la rueda, y la carcasa del buje de la rueda se monta en el eje.

15. El sistema de freno de la reivindicación 14, en el que el soporte (6) de rotor está montado en la carcasa del buje de la rueda por medio de una conexión de acoplamiento de la chaveta.

16. El sistema de freno de una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, en el que la pluralidad de distancias de separación es de dos distancias de separación.

17. El sistema de freno de una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, en el que las dos medias pinzas (21, 22) tienen alturas que definen una altura del sistema de freno, y la una o más placas de unión (25, 26) tienen grosores que no incrementan la altura del sistema de freno.

18. El sistema de freno de una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 17, en el que la una o más placas de unión (25, 26) tienen muescas en las que las medias pinzas (21, 22) están asentadas y la una o más placas de unión (25, 26) se unen a las dos medias pinzas (21, 22) por pernos.

19. El sistema de freno de una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 18, en el que la una o más placas de unión (25, 26) son dos placas de unión.

20. El sistema de freno de una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 19, en el que la placa de montaje (23) comprende orificios (59) de pernos para permitir atornillar la placa de montaje (23) en el vehículo.

21. El sistema de freno de una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 20, en el que la placa de montaje (23) comprende un anillo que tiene una abertura central (60) para proporcionar un espacio para que el eje gire libremente.

22. El sistema de freno de una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 21, en el que las dos medias pinzas (21, 22) comprenden una inserción en cada media pinza (21, 22), una barra transversal entre las dos medias pinzas (21, 22),

o ambas una inserción en cada media pinza (21, 22) y una barra transversal entre las dos medias pinzas (21, 22) para retener las pastillas (41, 42) de freno en las medias pinzas (21, 22).

23. El sistema de freno de una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 22, en el que el medio para aplicar las pastillas (41, 42) de freno contra el rotor (5) comprende uno o más pistones (51, 52).

24. El sistema de freno de la reivindicación 23, en el que el uno o más pistones (51, 52) están alojados en una o más conexiones de pistón obturadas ambientalmente.

25. El sistema de freno de la reivindicación 23 o 24, en el que el uno o más pistones (51, 52) son de accionamiento hidráulico.

26. El sistema de freno de una cualquiera de las reivindicaciones 23 a 25, en el que el uno o más pistones (51, 52) comprenden una cerámica, o una combinación de cerámica y aluminio.

27. El sistema de freno de una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 26, en el que el rotor (5) comprende un material cerámico reforzado con fibra de carbono.

28. El uso de un sistema de freno de disco como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 27 en un vehículo motorizado.

29. El uso de acuerdo con la reivindicación 28, en el que el vehículo motorizado es un automóvil, un camión, un autobús o un vehículo militar.

30. El uso de acuerdo con la reivindicación 28, en el que el vehículo motorizado es un vehículo blindado ligero.

31. El uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 28 a 30, en el que se monta la placa de montaje en un conjunto de suspensión del vehículo

32. El uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 28 a 31, en el que el rotor está montado en una carcasa del buje de la rueda planetaria del vehículo.

33. Procedimiento de retroadaptación de un sistema de freno en un vehículo existente que tiene un eje, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

(a) retirar un sistema de freno de tambor existente de una posición próxima al eje del vehículo;

(b) unir de manera fija y desmontable una primera media pinza (21) en el vehículo en posición próxima al eje

por medio de una placa de montaje (23) formada integralmente con la primera media pinza (21);

(c) montar de manera fija y desmontable una segunda media pinza (22) a la primera media pinza (21) por medio de una o más placas de unión (25, 26), que están unidas de manera fija y desmontable a las medias pinzas (21, 22 ) en diferentes posiciones de la una o más placas de unión (25, 26,) para que las medias pinzas primera

5 y segunda (21, 22) se encuentren con una relación de separación consecuente;

(d) montar un rotor (5) de freno a una carcasa de buje de la rueda para que el rotor (5) pueda girar junto con la carcasa del buje de la rueda;

(e) montar fijamente la carcasa del buje de la rueda en el eje de manera que el rotor (5) del freno se disponga entre las medias pinzas (21, 22), teniendo las medias pinzas (21, 22) pastillas de freno (41, 42) montadas en

10 las mismas y un medio para aplicar las pastillas de freno (41, 42) contra el rotor (5) como respuesta a una señal de un operador del vehículo, y,

(f) montar fijamente una llanta de rueda a la carcasa del buje de la rueda.

34. El procedimiento de la reivindicación 33, en el que el rotor (5) del freno está montado en un soporte (6) de rotor, y el

soporte (6) de rotor está montado en la carcasa del buje de la rueda por una conexión de acoplamiento de la chave15 ta.

35. El procedimiento de la reivindicación 33 o 34, en el que la primera media pinza (21) está montada en un conjunto de suspensión del vehículo.