BRPI0400136B1

BRPI0400136B1 - conjunto de freio a disco

Info

Publication number: BRPI0400136B1
Application number: BRPI0400136A
Authority: BR
Inventors: Paul Anthony Thomas; Paul Roberts
Original assignee: Meritor Heavy Vehicle Braking
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2004-01-28
Publication date: 2016-04-19
Also published as: CN1519486A; BRPI0400136A; DE60304987T2; EP1443234B1; DE60304987D1; PL364541A1; US20040163901A1; JP2004232861A; ATE325286T1; JP4698147B2; PL209898B1; US7458447B2; GB0302186D0; CN100365310C; EP1443234A1

Abstract

"conjunto de freio a disco". um conjunto de freio a disco incluindo uma pastilha de freio, um retentor de pastilha, uma pinça de freio e uma mola de pastilha, o retentor de pastilha tendo uma região plana situada em um primeiro raio para encaixe com uma região plana da mola de pastilha, para restrição do movimento radial da pastilha, o retentor de pastilha sendo preso a um lado externo da pinça em um segundo raio e tendo uma curvatura adjacente à região plana, para permitir que um segundo raio seja menor do que o primeiro raio, no qual a mola de pastilha tem uma borda arredondada adjacente à curvatura.

Description

CONJUNTO DE FREIO A DISCO A presente invenção se refere a um conjunto de freio a disco.

Os freios a disco conhecidos (mostrados nas figuras 1 a 4) compreendem um disco ou rotor 20 montado em um cubo de roda para rotação com uma roda de veículo. Um portador de freio 12 é fixo em relação ao eixo de rotação do rotor 20 e é preso a uma porção não rotativa do veículo (por exemplo, a suspensão do veículo). Em filtros tipo de "pinça flutuante", uma pinça de freio 15 compreendendo uma ponte 16 presa a um alojamento 14 é montada de forma deslizante no portador 12 para se permitir um movimento paralelo ao eixo de rotação do rotor 20. Um atuador 18 se comunica com um ou mais pistões ou tuchos (não mostrados) providos no alojamento 14, para aplicação da força requerida para que o freio funcione.

Um par de pastilhas de freio 22, compreendendo um material de atrito 36 montado em uma placa de encosto sólida 34, é posicionado em um dos lados do rotor 20 com o material de atrito voltado para as faces planas do rotor. As placas de encosto 34 das pastilhas 22 são assentadas em regiões de confinamento vertical e horizontal 28 e 30, respectivamente providas em aberturas 32 do portador 12, para restringir as pastilhas 22 quanto a um movimento rotativo e radialmente para dentro, respectivamente. Em um freio tipo de pinça flutuante típico, uma das placas de encosto 34 se encaixa com o(s) pistão(ões), diretamente ou através de uma placa difusora para distribuição da carga. A frenagem é obtida pelo atuador fazer com que o pistão comprima um das pastilhas 22 em direção ao rotor 20. Devido ao fato de a pinça ser capaz de "flutuar" sobre o portador, isso faz com que uma carga de frenagem por atrito adicional seja aplicada a ambas as pastilhas.

As placas de encosto 34 das pastilhas de freio a disco 22 essencialmente realizam duas funções: elas provêem um suporte sólido para montagem de forma deslizante do material de atrito 3 6 do freio no portador de freio, de modo a se transmitirem cargas de cisalhamento induzidas sobre o material de atrito durante a frenagem para o portador, e elas transmitem e distribuem a pressão aplicada pelos tuchos ou pistões de freio durante a frenagem uniformemente para a superfície do material de atrito, para se garantir um desgaste uniforme do material de atrito por sua superfície. De modo a se realizar a primeira dessas duas funções, é comum que meios resilientes, tais como molas de pastilha tipo de lâmina 24, restrinjam um movimento radialmente para fora (indicado pela seta R) das pastilhas no portador, enquanto permitem um movimento para e para longe (indicado pela seta A) a partir de um disco de freio associado e para impedir um matraquear da pastilha em uso.

As molas de pastilha 24, tipicamente, são alongadas e se estendem ao longo de uma proporção da face radialmente mais externa de uma placa de encosto de pastilha de freio 34, quando adaptadas. As molas de pastilha 24, tipicamente, são pré-carregadas atá uma certa extensão contra o portador por um retentor de pastilha 26, o qual cobre uma abertura entre a ponte 16 e o alojamento 14 e que contata o centro aproximado da mola. Esta força, tipicamente, é reagida radialmente para fora por um contato com a placa de encosto próximo de cada extremidade da mola. Formações, tipicamente, também são providas na placa de encosto e/ou na mola de pastilha, para se reter a mola de pastilha na placa de encosto, durante um movimento da pastilha 22 paralelo ao eixo de rotação de rotor 14.

Durante uma atuação de frenagem, a placa de encosto de pastilha de freio e a mola de pastilha se movem em direção a e para longe do disco de freio. Se o retentor e a mola não estiverem paralelos (devido a cargas na mola de pastilha e/ou a um desgaste não uniforme da pastilha de freio), há uma tendência de a borda 25 da mola de pastilha criar uma reentrância no lado de baixo 2 9 do retentor de pastilha. Isso pode impedir um movimento da placa de encosto, o que inibe a performance de frenagem. Este problema é aumentado quando pastilhas de freio pesadas são usadas, uma vez que uma mola de pastilha mais rígida é requerida, a qual tem uma tendência maior a criar uma reentrância no retentor de pastilha. A GB2356027, a GB2172352 e a GB2142394 mostram molas de pastilha de freio conhecidas típicas, as quais são feitas a partir de fio e são usadas para se impedir um movimento radial de uma pastilha de freio. A DE3222859 e a DE3227195 mostram ambas um conjunto de pastilha de freio a disco que inclui molas de pastilha com bordas arredondadas, as quais se confinam contra um retentor de pastilha para restrição de um movimento radial de uma pastilha de freio.

Um objetivo da presente invenção é prover um conjunto de freio a disco melhorado.

De acordo com a presente invenção, é provido um conjunto de freio a disco que inclui uma pastilha de freio, um retentor de pastilha, uma pinça de freio e uma mola de pastilha, o retentor de pastilha tendo uma região plana situada em um primeiro raio para encaixe com uma região plana da mola de pastilha para restrição de um movimento radial da pastilha, o retentor de pastilha sendo preso a um lado externo da pinça em um segundo raio e tendo uma curvatura adjacente à região plana, para se permitir que um segundo raio seja menor do que o primeiro raio, no qual a mola de pastilha tem uma borda arredondada adjacente à curvatura.

Vantajosamente, a fixação do retentor de pastilha ao lado externo da pinça em um raio menor provê um conjunto mais compacto, e a provisão de uma borda arredondada na mola de pastilha adjacente â curvatura permite que a pinça seja projetada com a pastilha externa sendo posicionada mais para fora do que nos projetos conhecidos, enquanto se assegura que a mola não crie uma reentrância no retentor de pastilha, Isso permite que a pastilha de freio tenha uma espessura de material de atrito maior do que nos projetos conhecidos. Alternativamente, a provisão de uma borda arredondada permite que a pinça seja projetada com a pastilha externa sendo posicionada na mesma posição que em projetos conhecidos e, assim, aqueles componentes externos da curvatura que prendem o retentor de pastilha podem ser projetados em uma posição mais para dentro, desse modo reduzindo-se a envoltória de espaço para a pinça de freio.

Preferencialmente, a mola de pastilha inclui uma abertura na qual uma projeção da placa de encosto de pastilha de freio se localiza, de modo a se impedir um movimento axial entre a mola de pastilha e a placa de encosto. A presente invenção será descrita agora, a título de exemplo apenas, com referência aos desenhos em anexo, nos quais: a Figura 1 é uma vista plana de um freio a disco que incorpora um conjunto de pastilha de freio a disco da técnica anterior; a Figura 2 é uma vista final do freio a disco da figura 1, a Figura 3 é uma vista final de uma porção do portador e de uma pastilha de freio da técnica anterior e mola de pastilha das figuras 1 e 2, a Figura 4 é uma vista frontal de uma porção do retentor de pastilha e da mola de pastilha do conjunto de pastilha de freio a disco das figuras 1 a 3, a Figura 5 é uma vista plana de parte de um conjunto de freio a disco de acordo com a presente invenção, a Figura 6 é uma vista final de uma porção do conjunto de freio a disco da figura 5, a Figura 7 é uma vista frontal de uma porção do conjunto de freio a disco da figura 5, e a Figura 8 é uma vista frontal aumentada de uma porção do conjunto de freio a disco da figura 5.

Com referência às figuras 5 a 7, é mostrado um conjunto de freio a disco 129 de acordo com a presente invenção, incluindo um conjunto de pastilha de freio a disco 133 e uma pinça de freio 115. 0 novo conjunto 133 é capaz de ser adaptado em um freio a disco da técnica anterior 10, como descrito acima. O conjunto 133 compreende uma pastilha de freio 131 que inclui uma placa de encosto 134 à qual um material de atrito 122 é preso. A placa de encosto compreende um par de superfícies curvas na forma de confinamento circunferencialmente espaçados 140 sobre a borda radialmente externa 135 da mesma. A placa de encosto 134 também inclui projeções na forma de um par de orelhas que se estendem radialmente para fora 150, as quais se projetam a partir da borda radialmente externa 135 da placa de encosto 134 e estão localizadas entre os confinamentos 140 .

Como pode ser visto a partir das figuras 5 e 6, a mola de pastilha 124 á alongada, tendo um comprimento L, com uma porção central 148 na metade do caminho ao longo do comprimento da mola, e regiões de extremidade 149. A porção central define a largura máxima W2 da mola, com a parte remanescente da mola tendo uma largura reduzida W1. A mola é estampada a partir de um metal em folha e tem, tipicamente, 1 mm de espessura, Quando adaptada à placa de encosto 134, a mola de pastilha 124 se estende na direção circunferencial transversal ao eixo de movimento da placa de encosto 134 em direção e para longe do rotor 20, quando em uso (indicado pela seta A) . A mola é provida com extremidades viradas para cima 142 e duas aberturas na forma de fendas 152 posicionadas em regiões de extremidade 149, de modo que as orelhas 150 possam se adaptar através delas. Os confinamentos 140 na placa de encosto 134 são conformados de modo que as extremidades viradas para cima 142 da mola de pastilha sejam impedidas de deslizarem sobre eles. A localização das orelhas 150 nas fendas 152 impede um movimento axial entre a mola e a placa de encosto.

Pode ser visto a partir da figura 6 que, quando instaladas, as extremidades voltadas para cima 142 são espaçadas ligeiramente de seus confinamentos associados 140. De modo similar, as extremidades circunferenciais de cada fenda 152 são espaçadas ligeiramente de sua orelha associada 150. Uma consideração da figura 3 mostra que, quando instaladas, as extremidades de mola 42 estão em encaixe permanente com seu respectivo confinamento 40. Este encaixe permanente reduz a tendência da mola 24 de formar uma ponta em relação à placa de encosto. Pode ser visto que um aspecto equivalente não é encontrado no conjunto 133. Portanto, a presente invenção é particularmente aplicável a placas de encosto de freio tendo orelhas as quais se projetam através de orifícios na mola de pastilha, uma vez que esses projetos são inerentemente mais propensos à formação de ponta da mola em relação à pastilha.

Em outras modalidades da presente invenção, um movimento axial pode ser impedido por outros meios. Por exemplo, uma mola de acordo com a presente invenção pode incluir projeções (similares à projeção 46 (figura 3) da técnica anterior), as quais envolvem a placa de encosto.

Uma superfície radialmente interna 127 de um retentor de pastilha 126 mantém a porção central 148 da mola de pastilha 124 ao se confinar contra ela. A superfície interna 127 é substancialmente plana. A área da mola de pastilha em contato com o retentor de pastilha 126 define uma superfície 170, Com referência a figura 8, pode ser visto que a superfície 170 é definida por um perfil o qual tem uma seção substancialmente plana 180 e duas extremidades arredondadas 171 de raio Q. Quando se olha para a figura 8, as bordas arredondadas 171 são simétricas, desse modo permitindo que a mola de pastilha 124 seja adaptada de qualquer modo em torno da pastilha de freio 131, enquanto se garante que uma borda arredondada esteja adjacente à dobra 126A.

Em outras modalidades, o perfil podería ser elíptico.

Tipicamente, a mola é formada a partir de um metal em folha, tipicamente aço, tal como um aço-mola. Tipicamente, uma peça básica será estampada a partir de um metal em folha (incluindo orifícios 152, ou, alternativamente, esses orifícios são estampados em um estágio posterior). A peça básica, então, terá operações de prensagem subsequentes realizadas nela, para a formação do formato final requisitado. Vantajosamente, as bordas arredondadas 171 podem ser formadas como parte de um processo de prensagem. 0 retentor de pastilha é preso a uma borda externa 189 da pinça de freio 115 por um aspecto de fixação na forma de um parafuso 173. A linha pontilhada 177 da figura 7 mostra o perfil interno da roda na qual o conjunto de freio a disco é adaptado. Pode ser visto que o espaço entre o conjunto, em particular, o retentor de pastilha e o perfil de roda, é restrito. Assim, o retentor de pastilha, o qual é montado na pinça 115, é conformado de modo a se localizar no espaço provido. 0 raio de superfície 127 do retentor de pastilha ê Rl, e o raio do aspecto de fixação é R2 (necessariamente menor do que Rl, tendo em vista a envoltória de espaço) . Ambos os raios têm um centro no eixo de roda (indicado por P) . Para acomodação da localização do aspecto de fixação na pinça de freio 115, o retentor inclui uma curvatura na forma de uma dobra 126A. A dobra 126A inclui um raio T o qual é substancialmente o mesmo que o raio Q da borda arredondada da superfície de mola de pastilha 170. Nesta modalidade, T e Q estão na faixa entre 5,25 mm e 6,75 mm. Em outras modalidades, esta faixa pode ser ampliada. Em particular, a dobra 126A acomoda o fato de o parafuso 173 ter um raio menor do que a superfície 127. O retentor inclui uma dobra adicional 126B.

Em uma outra modalidade, o retentor de pastilha podería incluir uma curvatura na forma de uma volta ou de uma curva ou qualquer outro aspecto o qual permita que o segundo raio R2 seja menor do que o primeiro raio RI.

Prover uma borda arredondada na mola de pastilha adjacente à curvatura garante que a mola de pastilha não escave a curvatura.

Antes da adaptação da mola de pastilha 124 sobre orelhas 150, a mola tem um perfil arqueado com um raio de curvatura mais curto do que é mostrado na figura 6. Para adaptação da mola de pastilha 124 à placa de encosto, ela deve ser comprimida em uma certa quantidade para as fendas 152 se adaptarem sobre ambas as orelhas 150. Uma vez adaptada, uma certa quantidade de relaxação ocorre, de modo que a borda circunferência mais externa das fendas 152 contate a face radialmente mais externa das orelhas 150, desse modo retendo a mola sobre a placa de encosto 134, antes da montagem do conjunto 133 no freio 10. Em outras modalidades, as orelhas 150 podem não realizar esta função de retenção círcunferencial.

Na figura 6, o conjunto de pastilha 133 ê mostrado em seu estado montado no freio a disco 10 com o retentor de pastilha 126 no lugar. Deve ser notado que o retentor de pastilha 126 pressiona a porção central 148 da mola 124, de modo que as bordas circunferencialmente mais externas de fendas 152 não mais contatem as orelhas 150, mas permaneça um espaço entre essas bordas circunferencialmente mais internas de orifícios 152 e as orelhas 150.

Quando a placa de encosto 134 é submetida a cargas de aceleração radialmente para fora, devido, por exemplo, a um veículo ao qual a placa de encosto é adaptada viajar por um terreno não uniforme, as cargas fazem com que a distância S entre o retentor 126 e a região central 144 da placa de encosto diminua. Por sua vez, isso faz com que a mola 124 enrijeça ao longo de seu comprimento e as extremidades 142 da mesma deslizem circunferencialmente para fora até elas entrarem em contato com os confinamentos 140. Após isso, deflexões adicionais em direção à face radialmente mais externa 135 da placa de encosto até a posição 166 têm uma taxa de mola significativamente mais alta, devido à mola 124 entrar em um modo de deflexão de "enfeixamento" elástico, no qual a porção central 148 continua a enrijecer, mas as porções intermediárias â porção central e às extremidades são forçadas a se curvarem a partir da face radialmente externa 135.

Durante um movimento radial, como descrito acima, a porção central 148 da mola de pastilha e o retentor 126 estão em contato sobre a superfície 170, com o retentor restringindo um movimento radial da pastilha.

Uma atuação dos freios resulta no movimento das pastilhas em direção ao rotor na direção da seta A, e, assim, em um movimento da mola em relação ao retentor de pastilha. 0 perfil de borda arredondada da mola de pastilha garante que mesmo quando a superfície de mola de pastilha e o retentor não estiverem paralelos, a borda arredondada não crie .uma reentrância no retentor de pastilha e, portanto, o movimento da mola de pastilha não é inibido e a performance de frenagem não é afetada.

Deve ser compreendido que numerosas mudanças podem ser feitas no escopo da presente invenção. Por exemplo, meios alternativos de fixação da mola de pastilha à placa de encosto podem ser empregados, como o podem outros formatos adequados da extremidade de mola de pastilha e do confinamento (por exemplo, tal como extremidades curvadas para dentro ou retas). A restrição circunferencial não precisa ocorrer nas extremidades extremas da mola. Por exemplo, os confinamentos para provisão de restrição circunferencial podem ser as faces circunferenciais internas das orelhas, as quais restringem as bordas circunferencialmente internas das fendas.

Claims

1. Conjunto de freio a disco (129), o qual inclui uma pastilha de freio (131), um retentor de pastilha (126), uma pinça de freio (115) e uma mola de pastilha (124), o retentor de pastilha possuindo uma região plana (127) situada em um primeiro raio (Rl) a partir do eixo rotativo (P) de um disco de freio associado para encaixe com uma região plana (180) da mola de pastilha para restringir o movimento radial da pastilha, dito retentor de pastilha sendo preso a um lado externo (189) da pinça em um segundo raio (R2) a partir do referido eixo (P) e possuindo uma curvatura (126A) adjacente à região plana para permitir que o segundo raio seja menor do que o primeiro raio, caracterizado pelo fato de que aquela parte da mola de pastilha que se encaixa à região plana do retentor de pastilha apresenta uma borda arredondada (171) adjacente à curvatura.

2. Conjunto de freio a disco, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parte da mola de pastilha que se encaixa à região plana do retentor de pastilha apresenta uma borda arredondada adicional (171) afastada da curvatura.

3. Conjunto de freio a disco, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mola de pastilha é simétrica.

4. Conjunto de freio a disco, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que inclui um par de pastilhas de freio definidas pela pastilha de freio e por uma pastilha de freio adicional e um par de molas de pastilha definidas pela mola de pastilha e por uma mola de pastilha adicional.

5. Conjunto de freio a disco, de acordo com qualquef^ uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato da borda arredondada ser formada como parte de um processo de prensagem.

6. Conjunto de freio a disco, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato da mola de pastilha ser substancialmente alongada, sendo definida por um comprimento (L) e uma largura, de preferência a região plana da molà de pastilha está localizada em uma porção central (148) da mola de pastilha, a porção central estando localizada substancialmente na metade do caminho ao longo do comprimento da mola de pastilha, preferencialmente a porção central define uma largura máxima (W2) da mola de pastilha e o restante da mola de pastilha possui uma largura reduzida (Wl).

7. Conjunto de freio a disco, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que a mola de pastilha possui um perfil curvo na direção do comprimento.

8. Conjunto de freio a disco, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que a mola possui extremidades curvadas (142) radialmente para fora, de modo a reterem radialmente a mola de pastilha sobre a placa de encosto.

9. Conjunto de freio a disco, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a placa de encosto apresenta superfícies curvadas complementares (140) para confinamento com as extremidades curvadas de mola.

10. Conjunto de freio a disco, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a mola inclui uma abertura (152) e a placa de encosto inclui uma projeção (150) que se' localiza na abertura, de modo a impedir movimento axial entre a mola e a placa de encosto.

11. Conjunto de freio a disco, de acordo cora qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a mola inclui uma projeção que se localiza em torno da placa de encosto, de modo a impedir movimento axial entre a mola e a placa de encosto.

12. Conjunto de freio a disco, de acordo cora qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que a curvatura inclui ura raio de curvatura (T) para se permitir que o segundo raio (R2) seja menor do que o primeiro raio (Rl), em que o raio de curvatura é substancialmente o mesmo que um raio (Q) da borda arredondada da mola de pastilha adjacente à curvatura.

13. Conjunto de freio a disco, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato do raio de curvatura estar entre 4 mm e 8 mm, preferencialmente entre 5 mm e 7 mm, e mais preferencialmente entre 5,25 e 6,75 mm.

14. Método para fabricação de um conjunto de freio a disco (129), o qual inclui uma pastilha de freio (131), um retentor de pastilha (126), uma pinça de freio (115) e uma mola de pastilha (124), o retentor de pastilha possuindo uma região plana (127) situada em um primeiro raio (Rl) a partir do eixo rotativo (P) de um disco de freio associado para encaixe com uma região plana (180) da mola de pastilha para restringir o movimento radial da pastilha, dito retentor de pastilha sendo preso a um lado externo (189) da pinça em um segundo raio (R2) a partir do referido eixo (P) e possuindo uma curvatura (126A) adjacente à região plana para permitir^ que o segundo raio seja menor do que o primeiro raio, em que aquela parte da mola de pastilha que se encaixa à região plana do retentor de pastilha possui uma borda arredondada (171) adjacente à curvatura, o método sendo caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: estampar uma peça básica de mola de pastilha a partir de um metal em folha,· realizar uma operação de prensagem para a formação do formato final requisitado, a borda arredondada sendo formada como parte do processo de prensagem.