BRPI0619539A2 - um freio a disco de serviço para um veìculo pesado - Google Patents
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Abstract
UM FREIO A DISCO DE SERVIçO PARA UM VEìCULO PESADO . A presente invenção se refere a um freio a disco de serviço (1) para um veículo pesado, freio a disco de serviço (1) que compreende um disco de freio (2), uma primeira pastilha de freio (4) e uma segunda pastilha de freio (5) dispostas sobre laterais opostas do disco de freio (2), e um primeiro pistão deslocável (6) e um segundo pistão deslocável (7) que são dispostos para atuar sobre a primeira pastilha de freio (4) e a segunda pastilha de freio (5), respectivamente, e um acionador (12) para frenagem do disco de freio (2) Em concordância com a presente invenção, o freio a disco (1) compreende um terceiro pistão deslocável (9), o segundo pistão (7) e o terceiro pistão (9) sendo conectados um para o outro por intermédio de um espaço fechado (10) contendo um fluido hidráulico. O acionador de frenagem (12) sendo disposto para atuar sobre o primeiro pistão (6) e o terceiro pistão (9) para deslocamento do primeiro pistão (6) em direção ao disco de freio (2) e para deslocamento do terceiro pistão (9) de maneira a deslocar o segundo pistão (7) em direção ao disco de freio (2) por intermédio do fluido hidráulico no espaço fechado (10) A presente invenção se refere ainda a um veículo proporcionado com um freio a disco de serviço (1) e a um caminhão também proporcionado com um freio a disco de serviço (1), conforme definido anteriormente; e adicionalmente a um freio a disco (1).
Description
UM FREIO A DISCO DE SERVIÇO PARA UM VEICULO PESADO
CAMPO TÉCNICO DA PRESENTE INVENÇÃO
A presente invenção se refere a um freio a disco de serviço para um veiculo pesado em concordância com o preâmbulo de reivindicação de patente independente 1 posteriormente.
A presente invenção é aplicável em diferentes tipos de veículos. Embora a presente invenção seja primariamente descrita em conexão com caminhões, o freio a disco de serviço em concordância com a presente invenção pode também ser utilizado, por exemplo, em outros veículos pesados, tais como ônibus, carregadores de roda, transportadores articulados, e escavadoras.
PANORAMA DO ESTADO DA TÉCNICA DA PRESENTE INVENÇÃO
Em freios a disco de serviço para caminhões nos quais os freios possuem um disco de freio e pastilhas de freio internas e externas, uma distribuição de força de travamento uniforme sobre as pastinhas interna e externa e uma folga funcional entre o disco de freio e as pastilhas são desejadas. De maneira a evitar que as pastilhas venham a sofrer arraste e inclinação contra o disco de freio tem que existir uma determinada folga axial entre as pastinhas e o disco de freio quando a força de freio é removida e o disco de freio não está sendo freado. Adicionalmente, a liberação funcional tem que estar presente sobre ambas as laterais do disco de freio. Em caminhões, o freio a disco de serviço pode possuir um calibre de freio fixado e a força de freio pode ser criada sobre uma lateral do disco de freio. Por conseqüência, um tal freio a disco de serviço necessita de alguma disposição para distribuição das forças uniformemente sobre ambas as pastilhas interna e externa e para assegurar que a liberação funcional esteja presente.
Em concordância com o estado da técnica, freios a disco de serviço possuindo um calibre de freio fixado podem ser projetados tanto com um disco de freio deslizante ou quanto com um disco de freio encurvado de maneira a obter uma distribuição de força de travamento e o requisito de folga funcional entre as pastilhas de freio e o disco de freio. Entretanto, tanto um disco encurvado e quanto um disco deslizante possuem grandes desvantagens. Um disco encurvado envolve estresses internos indesejados no disco de freio e em outros componentes de freio conectados para o mesmo. Isto, por sua vez pode provocar dano para o freio. Um disco deslizante resulta em um projeto de freio mais complicado e é adicionalmente menos confiável devido a potencial emperramento provocado por corrosão ou sujeira. Adicionalmente, existe um risco de um ruido de guizo surgir no freio. O ruido é provocado pelo requisito de desempenho radial entre o disco de freio e o componente disposto para suportar o disco de freio. Desgaste ou distribuição de tolerância dimensional inadequada do disco de freio e do componente de suporte podem aumentar o ruido de guizo.
RESUMO DA PRESENTE INVENÇÃO
Um objetivo da presente invenção é o de proporcionar um freio a disco de serviço da espécie referida na introdução onde pelo menos alguns dos problemas de tais dispositivos do estado da técnica apresentados anteriormente são reduzidos em uma extensão substancial.
0 objetivo é conseguido por um freio de serviço em concordância com a reivindicação de patente independente 1 posteriormente.
Pela provisão de um terceiro pistão e do espaço fechado contendo um fluido hidráulico, espaço que conecta o segundo pistão e o terceiro pistão, tanto o primeiro pistão e quanto o segundo pistão podem ser deslocados e, por conseqüência, tanto a primeira pastilha e quanto a segunda pastilha podem ser concretizadas em contato com o disco de freio sem a necessidade de deslocamento ou encurvamento do disco de freio. Quando aplicando uma força de freio sobre a primeira pastilha por intermédio do acionador de frenagem, uma força contrária é criada sobre o terceiro pistão, força que é transmitida para o segundo pistão por intermédio do fluido hidráulico e adicionalmente para a segunda pastilha e o disco de freio. Portanto, durante frenagem, a força de travamento pode ser uniformemente distribuída sobre as pastilhas dispostas sobre diferentes laterais do disco de freio. Uma vez que a força de freio seja removida, a primeira pastilha e a segunda pastilha irão centralizar igualmente relativamente para o disco de freio com substancialmente a mesma folga funcional sobre ambas as laterais do disco de freio entre o disco de freio e a primeira pastilha e a segunda pastilha de freio.
O freio a disco de serviço em concordância com a presente invenção é também mUITO adequado para ser proporcionado com recurso para ajustamento das folgas funcionais de maneira a compensar para desgaste das pastilhas. A presente invenção garante que o freio a disco venha a ser projetado para ajustamento da folga axial sobre ambas as laterais do disco de freio por operação de um recurso de ajustamento somente.
A presente invenção se refere também a um veiculo compreendendo um freio a disco de serviço em concordância com a presente invenção.
Vantagens adicionais e características vantajosas da presente invenção são apresentadas na descrição posteriormente e nas reivindicações de patente dependentes posteriormente.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS DA PRESENTE INVENÇÃO
A presente invenção irá ser descrita em maiores detalhes posteriormente, de uma maneira não limitante, com referência para concretizações da presente invenção citadas como exemplos e com referência para as Figuras dos Desenhos acompanhantes, nos quais:
A Figura 1 é uma ilustração esquemática de um freio a disco em concordância com a presente invenção; e
A Figura 2 é uma ilustração esquemática de uma variação do freio a disco na Figura 1.
As Figuras são somente representações esquemáticas e a presente invenção não está limitada para as concretizações nelas representadas.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE CONCRETIZAÇÕES PREFERIDAS DA PRESENTE INVENÇÃO
Na Figura 1, um freio a disco de serviço (1) em concordância com a presente invenção é ilustrado. Um tal freio de serviço é utilizado para retardamento de um veiculo durante operação normal do veiculo, isto é, durante tração do veiculo. Por utilização do freio de serviço, a velocidade do veiculo pode ser diminuída. 0 freio de serviço é preferivelmente disposto em uma ou mais rodas do veículo para frear as rodas. 0 freio a disco de serviço (1) compreende um disco de freio (2) que é disposto para movimentação rotacional relativamente para um calibre de freio (3) proporcionado com uma primeira pastilha de freio (4) e uma segunda pastilha de freio (5) . A primeira pastilha e a segunda pastilha de freio (4, 5) dispostas sobre laterais opostas do disco de freio (2) são para serem concretizadas em contato com o disco de freio (2) e, por conseqüência, freiam a movimentação rotacional do disco de freio (2) . Um primeiro pistão deslocável (6) e um segundo pistão deslocável (7) são dispostos no calibre (3) para atuar sobre a primeira pastilha de freio (4) e a segunda pastilha de freio (5), respectivamente, de maneira a concretizar as pastilhas (4, 5) em contato com o disco de freio (2) e transmitir o requisito de força de freio. Cada pistão (6, 7) é deslocável para lá e para cá na direção axial ao longo de uma linha geométrica (8)r β preferivelmente o primeiro pistão e o segundo pistão (6, 7) são deslocáveis ao longo da mesma linha geométrica (8) . Certamente, dois ou mais do primeiro pistão e segundo 25 pistão poderiam ser utilizados sobre cada lateral do disco de freio (2) .
O freio a disco de serviço (1) adicionalmente compreende um terceiro pistão deslocável (9) . O terceiro pistão (9) é adequadamente disposto, por exemplo, no calibre (3) , para movimentações de deslocamento para lá e para cá na direção axial ao longo, por exemplo, da mesma linha geométrica (8) como o primeiro pistão (6). Em concordância com a presente invenção, o segundo pistão (7) e o terceiro pistão (9) são conectados um para o outro por intermédio de um espaço fechado (10) contendo um fluido hidráulico. A expressão fluido hidráulico é intencionada para compreender diferentes fluidos em estado liquido. O fluido hidráulico é preferivelmente qualquer óleo hidráulico, óleo de silicone ou qualquer outro óleo de alta temperatura adequado. O espaço fechado (10) pode ser constituído por uma linha hidráulica (11) disposta no interior da estrutura de freio ou como uma tubulação (11) disposta exteriormente à estrutura de freio. Devido ao risco de aquecimento do fluido hidráulico, o espaço fechado (10) é preferivelmente disposto em uma parte bem ventilada do freio a disco de serviço (1) . Um escudo de calor (não ilustrado) pode ser requerido para proteger o fluido de ser aquecido por componentes de freio ou outros componentes adjacentes quentes.
Na concretização ilustrada na Figura 1, um acionador (12) para frenagem do disco de freio (2) é disposto entre o primeiro pistão (6) e o terceiro pistão (9). O acionador de frenagem (12) é disposto para atuar sobre o primeiro pistão de freio (6) e o terceiro pistão (9) para deslocamento do primeiro pistão (6) em direção ao disco de freio (2) e para deslocamento do terceiro pistão (9), preferivelmente na direção oposta, de maneira a deslocar o segundo pistão (7) em direção ao disco de freio (2) por intermédio do fluido hidráulico no espaço fechado (10).
O acionador de frenagem (12) pode compreender uma alavanca articulável (13) disposta entre o primeiro pistão (6) e o terceiro pistão (9) . A alavanca articulável (13) pode possuir uma primeira porção (14) para criação de uma força sobre o primeiro pistão (6) e uma segunda porção (15) para criação de uma correspondente força contrária sobre o terceiro pistão (9) durante movimentação de articulação (de pivô) da alavanca articulável (13). A alavanca articulável (13) pode ser acionada, por exemplo, por um cilindro de ar (16) ou um motor elétrico. A força aplicada sobre o primeiro pistão (6) gera uma força contrária igualmente dimensionada sobre o terceiro pistão (9) . Em uma concretização alternativa da presente invenção, o requisito de força pode ser transmitido a partir de um motor ou um cilindro de ar para os pistões (6, 9) por intermédio de um outro equipamento, tal como uma cunha (calço) ou similar, ao invés de utilização da alavanca articulável (13).
Na medida em que a pressão do fluido hidráulico é a mesma através de todo o fluido no espaço fechado (10), o tamanho da força sobre o segundo pistão (7) pode ser o mesmo como aquele sobre o primeiro pistão e o terceiro pistão (6, 9) proporcionado que o mesmo tamanho da superfície de extremidade exposta para o fluido hidráulico seja escolhido para o segundo pistão e o terceiro pistão (6, 9). Na concretização ilustrada na Figura 1, o tamanho da superfí cie de extremidade (17) do terceiro pistão (9) é substancialmente igual ao tamanho da superfície de extremidade (18) do segundo pistão (7) . Em uma outra concretização da presente invenção, as superfícies de extremidade (17, 18) podem ser ligeiramente diferentes para ajustamento fino do freio a disco de serviço (1). O freio a disco de serviço (1) compreende um primeiro recurso (19) para ajustamento de uma primeira folga axial (20) entre o disco de freio (2) e a primeira pastilha (4). O primeiro recurso de ajustamento (19) preferivelmente compreende um mecanismo de parafuso (21) disposto sobre o primeiro pistão (6). Por um tal mecanismo de parafuso (21) a posição do primeiro pistão (6) relativamente para o disco de freio (2) pode ser ajustada de maneira a compensar para desgaste da primeira pastilha (4) e, por intermédio disso, manutenção da folga funcional (20) substancialmente imutável. Por ajustamento da posição do parafuso (21) relativamente para o pistão (6), a distância a partir da superfície traseira (22) cooperando com a primeira porção (14) da alavanca articulável (13) para a superfície dianteira (23) do pistão (6), pode ser variada.
O freio a disco (1) compreende também um segundo recurso (24) para ajustamento de uma segunda folga axial (25) entre o disco de freio (2) e a segunda pastilha (5) por ajustamento da posição do segundo pistão (7) relativamente para o disco de freio (2). Em concordância com a concretização da presente invenção ilustrada na Figura 1, o segundo recurso de ajustamento (24) compreende um quarto pistão deslocável (25) que é conectado para o segundo pistão (7) e o terceiro pistão (9) por intermédio do espaço fechado (10) contendo o fluido hidráulico. O segundo recurso de ajustamento (24) adicionalmente compreende um membro (26), tal como um mecanismo de parafuso disposto sobre o quarto pistão (25), para ajustamento da posição do segundo pistão (7) por ajustamento da posição do quarto pistão (25) relativamente para o espaço fechado (10). Por conseqüência, a posição do segundo pistão (7) pode ser ajustada de maneira a compensar para desgaste da segunda pastilha (5) e, por intermédio disso, manutenção da folga funcional (25) substancialmente imutável.
Cada um dos primeiro pistão e segundo pistão (6, 7) pode ser projetado com um comprimento de deslocamento de compensação, por exemplo, no tamanho de 20mm, e o comprimento de curso de pistão (folga axial) pode ser no tamanho de 2mm.
Em concordância com a concretização da presente invenção ilustrada na Figura 2, o quarto pistão não é necessário e ao invés disto o segundo recurso de ajustamento (24b) compreende um membro (26b), tal como um mecanismo de parafuso disposto sobre o terceiro pistão (9), para ajustamento da posição do segundo pistão (7) por ajustamento da posição do terceiro pistão (9) relativamente para o espaço fechado (10). Nesta concretização da presente invenção, o membro de ajuste (26b) é proporcionado com uma porção contrária (27) do terceiro pistão (9) , porção contrária (27) que coopera com a segunda porção (15) da alavanca articulável (13) .
Em todas as concretizações mencionadas anteriormente, o primeiro recurso de ajustamento (19) e o segundo recurso de ajustamento (24, 24b) podem ser acoplados um para o outro de maneira a automaticamente ajustar a segunda folga axial (25) ao mesmo tempo em que a primeira folga axial (20) é ajustada ou vice versa. Isto é ilustrado na Figura 1, onde o mecanismo de parafuso (21) disposto sobre primeiro pistão (6) possui uma primeira roda de engrenagem (28) conectada para uma segunda roda de engrenagem (29) do mecanismo de parafuso (26) disposto sobre o quarto pistão (25) . Isto implica em que se a primeira roda de engrenagem (28) [observada em uma direção a partir do terceiro pistão (9) em direção ao primeiro pistão (6) ] é rotacionada em sentido anti-horário, a segunda engrenagem de roda (29) (observada na direção oposta) é também rotacionada em sentido anti-horário. Por conseqüência, tanto o primeiro pistão (6) e quanto o segundo pistão (7) irão ser deslocados em direção ao disco de freio (2).
O ajustamento da folga funcional (20, 25) pode ser automaticamente ou manualmente desempenhado com a utilização de um dispositivo mecânico e/ou dispositivo elétrico adicional (não ilustrado) para ativação do primeiro recurso de ajustamento (19) e/ou do segundo recurso de ajustamento (24, 24b). Para ajustamento automático da folga funcional (20, 25) qualquer espécie de equipamento de sensoriamento de desgaste de pastilha é preferivelmente utilizado com os recursos de ajustamento aqui descritos.
Todos os pistões a serem suportados e guiados, e os pistões que estão em conexão com o fluido hidráulico do espaço fechado (10) devem ser vedados contra o meio ambiente circundante.
Deverá ser compreendido que a presente invenção não está limitada para as concretizações descritas anteriormente nos desenhos; certamente a pessoa especializada no estado da técnica irá reconhecer que muitas mudanças e modificações podem ser feitas dentro do escopo de proteção das reivindicações de patente acompanhantes.
Portanto, como mencionado anteriormente, embora a presente invenção tenha sido descrita com referência para concretizações especificas, deverá ser observado por aqueles especializados no estado da técnica que a presente invenção não é para ser considerada como estando limitada para estas concretizações ilustrativas, preferidas e vantajosas descritas anteriormente, mas certamente, um número de variações e de modificações é conceptivel dentro do espirito e do escopo de proteção das reivindicações de patente posteriormente.
Claims (13)
1. Um freio a disco de serviço (1) para um veiculo pesado, compreendendo um disco de freio (2) , uma primeira pastilha de freio (4) e uma segunda pastilha de freio (5) disposta sobre laterais opostas do disco de freio (2) , e um primeiro pistão deslocável (6) e um segundo pistão deslocável (7) que são dispostos para atuar sobre a primeira pastilha de freio (4) e a segunda pastilha de freio (5) , respectivamente, e um acionador (12) para frenagem do disco de freio (2) , caracterizado pelo fato de que o freio a disco compreende um terceiro pistão deslocável (9) , o segundo pistão (7) e o terceiro pistão (9) sendo conectado um para o outro por intermédio de um espaço fechado (10) contendo um fluido hidráulico, o acionador de frenagem (12) sendo disposto para atuar sobre o primeiro pistão (6) em que uma força contrária é criada sobre o terceiro pistão (9) para deslocamento do primeiro pistão (6) em direção ao disco de freio (2) e para deslocamento do terceiro pistão (9) na direção oposta de maneira a deslocar o segundo pistão (7) em direção ao disco de freio (2) por intermédio do fluido hidráulico no espaço fechado (10).
2. Um freio a disco de serviço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o freio a disco (1) compreende um primeiro recurso (19) para ajustamento de uma primeira folga axial (20) entre o disco de freio (2) e a primeira pastilha (4) por ajustamento da posição do primeiro pistão (6) relativamente ao disco de freio (2).
3. Um freio a disco de serviço de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o primeiro recurso de ajustamento (19) compreende um mecanismo de parafuso (21) disposto sobre o primeiro pistão (6).
4. Um freio a disco de serviço de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que o freio a disco (1) compreende um segundo recurso (24, 24b) para ajustamento de uma segunda folga axial (25) entre o disco de freio (2) e a segunda pastilha (5) por ajustamento da posição do segundo pistão (7) relativamente para o disco de freio (2).
5. Um freio a disco de serviço de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o segundo recurso de ajustamento (24b) compreende um membro (26) para ajustamento da posição do segundo pistão (7) por ajustamento da posição do terceiro pistão (9) relativamente ao espaço fechado (10).
6. Um freio a disco de serviço de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o membro de ajustamento (24b) para ajustamento da posição do terceiro pistão (9) é um mecanismo de parafuso.
7. Um freio a disco de serviço de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o segundo recurso de ajustamento (24) compreende um quarto pistão deslocável (25) pistão que é conectado para o segundo pistão (7) e o terceiro pistão (9) por intermédio do espaço fechado (10) contendo o fluido hidráulico, e um membro (26) para ajustamento da posição do segundo pistão (7) por ajustamento da posição do quarto pistão (25) relativamente para ο espaço fechado (10).
8. Um freio a disco de serviço de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o membro de ajustamento (26) para ajustamento da posição do quarto pistão (25) é um mecanismo de parafuso.
9. Um freio a disco de serviço de acordo com as reivindicações 2 e 4, caracterizado pelo fato de que o primeiro recurso de ajustamento (19) e o segundo recurso de ajustamento (24) são acoplados um para o outro de maneira a automaticamente ajustar a segunda folga axial (25) ao mesmo tempo em que a primeira folga axial (20) é ajustada ou vice versa.
10. Um freio a disco de serviço de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que o acionador de frenagem (12) compreende uma alavanca articulável (13) disposta entre o primeiro pistão (6) e o terceiro pistão (9) , a alavanca articulável (13) possuindo uma primeira porção (14) para criação de uma força sobre o primeiro pistão (6) e uma segunda porção (15) para criação de uma correspondente força contrária sobre o terceiro pistão (9) durante movimentação de articulação (de pivô) da alavanca articulável (13).
11. Um veiculo, caracterizado pelo fato de que é proporcionado com um freio a disco de serviço (1) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1-10.
12. Um caminhão, caracterizado pelo fato de que é proporcionado com um freio a disco de serviço (1) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1-10.
13. Um freio a disco (1) compreendendo um disco de freio (2), uma primeira pastilha de freio (4) e uma segunda pastilha de freio (5) dispostas sobre laterais opostas do disco de freio (2) , e um primeiro pistão deslocável (6) e um segundo pistão deslocável (7) que são dispostos para atuar sobre a primeira pastilha de freio (4) e a segunda pastilha de freio (5), respectivamente, e um acionador (12) para frenagem do disco de freio (2), em que o freio a disco (2) compreende um terceiro pistão deslocável (9) , o segundo pistão (7) e o terceiro pistão (9) sendo conectados um para o outro por intermédio de um espaço fechado (10) contendo um fluido hidráulico, o acionador de frenagem (12) sendo disposto para atuar sobre o primeiro pistão (6) e o terceiro pistão (9) para deslocamento do primeiro pistão (6) em direção ao disco de freio (2) e para deslocamento do terceiro pistão (9) de maneira a deslocar o segundo pistão (7) em direção ao disco de freio (2) por intermédio do fluido hidráulico no espaço fechado (10) , caracterizado pelo fato de que o freio a disco (1) compreende um primeiro recurso (19) para ajustamento de uma primeira folga axial (20) entre o disco de freio (2) e a primeira pastilha (4) por ajustamento da posição do primeiro pistão (6) relativamente para o disco de freio (2) , e um segundo recurso (24, 24b) para ajustamento de uma segunda folga axial (25) entre o disco de freio (2) e a segunda pastilha (5) por ajustamento da posição do segundo pistão (7) relativamente para o disco de freio (2) , e de que o primeiro recurso de ajustamento (19) e o segundo recurso de ajustamento (24) são acoplados um para o outro de maneira a automaticamente ajustar a segunda folga axial (25) ao mesmo tempo em que a primeira folga axial (20) é ajustada ou vice versa.
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