BR0213034B1 - disco de freio para um freio de disco. - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISCO DEFREIO PARA UM FREIO DE DISCO".

A presente invenção refere-se a um disco de freio para um freiode disco, especialmente para um freio de disco para automóveis utilitários,segundo o preâmbulo da reivindicação 1.

Freios de disco para veículos são conhecidos como, por exem-plo, freios de disco de estribo corrediço, freios de disco de estribo giratórioou freios de disco de estribo fixo. No campo dos veículos utilitários tornou-sepadrão especialmente o freio de disco de estribo corrediço, onde o estribocorrediço é apoiado de modo deslocável em um suporte de freio que é fixadode modo rígido no eixo da roda. Os freios de disco de estribo corrediço oufreios de disco de estribo giratório precisam de um componente fixo no eixo,o suporte de freio que na operação do freio absorve as forças circunferenci-ais das sapatas do freio com os revestimentos de freio e que segura o estri-bo de freio apoiado de modo deslocável ou girável em relação ao eixo doveículo.

Se no lugar de um estribo corrediço for utilizado um estribo fixo,o disco de freio pode ser dimensionado como um disco corrediço, apoiadode modo axialmente deslocável no eixo da roda. Em caso de freagens, eleprimeiro é contatado por um revestimento de freio e, depois é empurradocontra o revestimento de freio disposto no lado oposto do disco de freio.Nisto, de um modo geral, a geração de força - isto é, o dispositivo de arma-ção - e o dispositivo de ajuste de desgaste estão dispostos em um dos ladosdo disco de freio. Com o desgaste crescente o disco de freio também é des-locado lentamente em sentido axial no eixo da roda, para compensar o des-gaste do revestimento de freio.

O movimento relativo que precisa ser superado pelo disco corre-diço pode ser dividido em um curso de trabalho e um curso de desgaste.

O curso de trabalho é executado em cada movimento de frea-gem, para superar a folga de ventilação do freio e para compensar as elasti-cidades dos revestimentos de freio e do estribo do freio que surgem na ge-ração de força.O curso de desgaste, por outro lado, é o caminho de ajuste dodesgaste que o estribo de freio realiza sobre um grande número de aciona-mentos de freio para compensar o desgaste no lado de reação do freio. Ocurso de desgaste é composto do desgaste do revestimento de freio externoe a superfície de fricção do disco de freio externo, e convencionalmente é de20 até 25 mm, ao passo que o curso de trabalho acima mencionado, isto é ocaminho de deslocamento para superar a folga de ventilação, é de apenasalguns mm.

Se em cada lado do disco de freio for disposta pelo menos umdispositivo de ajuste, por exemplo, respectivamente pelo menos um ou vári-os dispositivos de ajuste acionados por motor elétrico que empur-ra/empurram peças de aperto em direção dos revestimentos de freio, a dis-tância entre o revestimento de freio e o disco de freio pode ser regulado emcada lado do disco de freio.

Deste modo, apenas precisa ser realizado um deslocamento dodisco de freio para superar a folga de ventilação e para compensar a defor-mação elástica dos revestimentos de freio e do estribo do freio, isto é, o cur-so de trabalho mencionado. De acordo com isto, o apoio corrediço precisaapenas possuir um caminho de deslocamento claramente menor.

Na verdade, o uso de tal sistema de reajuste com pelo menosum ou vários dispositivos de ajuste em cada lado axial do disco de freio já éum aperfeiçoamento considerável, porém, a capacidade de deslocamentoaxial do freio de disco, agora como antes, mesmo a uma medida menor, ain-da precisa ser realizada. A manipulação freqüente, conforme é típica para autilização de um freio de disco em um veículo utilitário, devido às forças queagem permanentemente produzindo um desgaste da guia corrediça, com oqual o disco de freio é guiado no cubo, com a conseqüência de um funcio-namento pesado, exigindo os respectivos trabalhos de manutenção.

Lógico que isto é ligado a custos resultantes tanto dos trabalhosde manutenção como também das paradas operacionais necessárias.

A presente invenção tem, portanto, a tarefa de aperfeiçoar o dis-co de freio do gênero de tal modo que com elementos construtivos simplespode ser obtida uma vida útil mais longa.

Esta tarefa é solucionada com um disco de freio com as caracte-rísticas da reivindicação 1.

De acordo com isto, o dispositivo para a realização da mobilida-de axial dos anéis de fricção é dimensionado como uma peça de junção dis-posta nos anéis de fricção e/ou conectada a estes é dimensionado para afixação do disco de freio no cubo da roda e/ou no eixo da roda, peça de jun-ção esta que é fabricada separadamente dos anéis de fricção e que é elasti-camente deformável relativamente aos anéis de fricção.

Em virtude desta realização construtiva simples é criada umajunção elástica do disco de freio ao cubo da roda e/ou ao eixo da roda quede modo vantajoso pode existir sem uma capacidade de deslocamento axialou um apoio entre o disco de freio e o cubo da roda e/ou o eixo da roda.

Uma vez que o disco de freio é unido ao cubo de modo firme,porém, não rígido, também são dispensados os componentes de desgastenecessários para a junção axial. Disto resulta uma susceptibilidade de avariaconsideravelmente menor com custos de manutenção e de operação reduzi-das em comparação com o estado da arte.

De preferência, a peça de junção inteiriça ou consistindo em vá-rias partes possui em relação ao eixo da roda uma extensão radial e relati-vamente aos anéis de fricção é axialmente deformável. Com preferência es-pecial, a peça de junção é de tal forma elástica e axialmente deformável re-lativamente aos anéis de fricção e ao eixo da roda que em virtude da capa-cidade de deformação elástica é realizável uma mobilidade axial dos anéisde fricção em relação ao eixo da roda que corresponde ao valor do curso detrabalho de um freio de disco.

O disco de freio é apropriado então, entre outros, para freios deestribo fixo que possuem dispositivos de ajuste em cada lado do disco defreio, pois no caso de tais freios apenas precisa ser garantida uma deflexãoaxial do disco de freio de tal modo que o curso de trabalho é equilibrado.Eventualmente, em complementação, pode ser combinada com a deflexãodo disco de freio uma pequena deflexão elástica do estribo de freio, de acor-do com a presente invenção.

De acordo com um aperfeiçoamento vantajoso da presente in-venção é previsto que a peça de junção é disposta entre os dois anéis defricção e seja unida firmemente com estes, de preferência na área da cir-cunferência externa.

Para se obter uma elasticidade suficiente, a peça de junção queé feita de um material resiliente, de preferência de um aço para molas, pos-sui entalhes, por meio dos quais pode ser obtida ou ajustada uma força dereposição definida, dependendo da sua forma e número.

A peça de junção somente é unida com os anéis de fricção emáreas ou em partes e no restante pode ser movida, isto é, deflexionada emrelação a estes.

No restante, a presente invenção é apropriada para obter ummovimento de deflexão suficientemente grande do disco de freio precisandopequenas forças de reposição, em condições de montagem do disco de freiocom uma distância apenas pequena entre o diâmetro interno do disco defreio e o diâmetro externo do cubo. Por outro lado, a junção elástica permitea transmissão de momentos de freagem altos do disco de freio para o cubo.

Devido à disposição da peça de junção no canal de ventilaçãoformado entre os dois anéis de fricção pode ser obtido um comprimento deflexão relativamente grande da peça de junção, devido a este fato a peça dejunção pode ser dimensionada suficientemente para a transmissão do mo-mento de freagem, sem que a peça de junção elástica prejudique a deflexãodo disco de freio e, por conseguinte, o funcionamento do freio. Deste modo,uma resistência de deflexão alta demais poderia ter como conseqüênciauma solicitação desigual dos dois lados do disco de freio e com isto, umdesgaste desigual dos freios.

A peça de junção pode ser realizada de várias maneiras. Umadas possibilidades é, em um processo de fundição composta para a produ-ção do disco de freio, embutir a peça de junção anelar em um macho defundição que serve para a geração do canal de ventilação do disco de freio.Nisto, o macho de fundição é feito de tal modo que o material de fundiçãopassa através de interrupções externas da peça de junção, de modo queaqui a peça de junção é fixada nos dois anéis de fricção fundidos e unidosum com o outro.

Além disto, a peça de junção consistindo em uma chapa paramolas pode ser posicionada entre os dois anéis de fricção de tal modo que,visto na seção transversal, é disposta no centro do canal de ventilação, istoé, à mesma distância dos respectivos anéis de fricção vizinhos.

A peça de junção, neste caso, é radialmente retida nas áreas dejunção na área circunferencial externa entre os dois anéis de fricção, sendoque estes são unidos um com o outro por meio de rebites, parafusos, soldaou um método de junção semelhante.

Para elevar a elasticidade em direção de pressão do disco defreio, a peça de junção também pode ser realizada como corpo de Iamelas econsistir em várias chapas individuais finas, empilhadas uma sobre a outra.

Existe também a possibilidade, de produzir a peça de junção deum grande número de segmentos anelares individuais que nas suas respec-tivas áreas de junta comuns possuem perfis correspondentes entre si, o quepossibilita uma simplificação da montagem e uma transmissão de força cir-cunferencial otimizada.

No lugar de muitos segmentos anelares, que juntos formam umanel fechado, a peça de junção também pode consistir em muitos segmen-tos individuais que são fixados respectivamente, por um lado, na área dacircunferência no disco de freio na fenda de ventilação, e por outro lado, uni-dos com o cubo. Nisto, os segmentos individuais podem ser executados edispostos como raios e respectivamente consistir em um aço para molascom uma seção transversal plana ou redonda.

Cria-se um disco de freio para um freio de disco, especialmentepara veículos utilitários que consiste de dois anéis de fricção unidos um como outro, dispostos a uma distância, formando uma fenda de ar, e que é unidoa um cubo de roda e/ou um eixo de roda de modo resistente à torção, de talmodo que é fixada por meio de uma peça de junção separada que se esten-de radialmente em sentido do eixo do cubo de modo que é fixado nestemodo com deflexão elástica.

Outros aperfeiçoamentos vantajosos da presente invenção sãocaracterizados nas sub-reivindicações.

Exemplos de execução da presente invenção são descritos emseguida com a ajuda dos desenhos anexados.

Eles mostram:

Figura 1 - uma seção transversal através de um freio de disco.

Figura 2 - um corte parcial através de um disco de freio do freiode disco em vista em perspectiva.

Figura 3 - um outro exemplo de execução de um disco de freio,também em um corte parcial e em vista em perspectiva.

Figura 4 - uma vista ampliada do freio de disco, visto em sentidoda seta IV na figura 2.

Figuras 5 e 6 - diferentes exemplos de execução de um freio dedisco em uma vista de cima cortada.

Na figura 1 é mostrado um freio de disco, especialmente paraveículos utilitários que possui um estribo de freio 6 realizado como um estri-bo fixo, que envolve um disco de freio 1 na sua área circunferencial superior.Conforme pode ser observado, o disco de freio 1 consiste de dois anéis defricção 3 firmemente unidos um com o outro, dispostos de modo distanciadoum do outro, formando entre si uma fenda de ar 5.

Nos dois lados axiais do disco de freio 1 estão dispostas, emdireção do disco de freio 1, sapatas de freio 2 reguláveis ou ajustáveis paracompensar o desgaste.

Cada sapata do freio 2 possui um revestimento de freio que naoperação entra em contato com o disco de freio 1. Para tal, a sapata dofreio, na figura 1, a direita, é movida em direção do disco de freio 1 com aajuda de um dispositivo de aperto possuindo uma alavanca giratória 23. De-pois, a sapata do freio 2 direita desloca o disco de freio 1 na área externados anéis de fricção 3 do disco de freio 1 axialmente em direção da sapatado freio 2 esquerda, de modo que é obtido um fecho devido à fricção entreas duas sapatas de freio 2 e o disco de freio 1. Depois da freagem, a sapatado freio direita - por exemplo, em virtude da ação de uma mola de recupera-ção, não mostrada aqui - e os anéis de fricção do disco de freio 1 movimen-tam-se de volta para sua posição de partida.

Para o ajuste das sapatas de freio 2, em caso de um desgastedos revestimentos do freio, cada sapata do freio 2 possui pelo menos umdispositivo de ajuste 7, 8 por meio do qual a respectiva sapata do freio 2 éajustada correspondentemente em direção do disco de freio 1.

Na fenda de ar 5 é posicionada uma peça de junção 4 que seestende radialmente e que é fixada no cubo, peça de junção esta que é fixa-da no cubo de modo elasticamente deflexível por meio de talas de fixação 9(figuras 2 e 3).

No caso do exemplo de execução mostrado na figura 2, a peçade junção 4 é constituída por um anel inteiriço, feito de chapa para molas,que é fixado nos anéis de fricção 3 por meio de nervuras 10 existentes naárea da circunferência externa do disco de freio 1, portanto, é radialmentefixado. A área de superfície restante da peça de junção 4, predominante-mente coberta pelos anéis de fricção 3, pode ser movida axialmente relati-vamente a estes, na fenda de ar 5.

No exemplo mostrado na figura 2, a peça de junção 4 é fundidajunto com o disco de freio 1 durante sua fabricação. No caso, a peça de jun-ção 4 é embutida em um macho que estabelece o espaço da fenda de ar 5,e que feito de tal modo, que, por um lado permite a fundição das nervuras 10através das aberturas na peça de junção 4 respectivamente previstas, devi-do ao que é obtida uma união com fecho devido à forma entre o disco defreio 1 e a peça de junção 4 e, por outro lado, nervuras 11 realizadas comopivôs que são previstos nas superfícies dos anéis de fricção 3 voltadas umapara a outra, guiando através de aberturas 12 da peça de junção 4 de talmodo que, por um lado surge uma união firme entre os dois 3, e por outrolado, é possível uma mobilidade axial perfeita da peça de junção 4.

No caso de exemplo mostrado na figura 3, os dois anéis de fric-ção 3 são executados como partes separadas e unidos por meio de rebites.Para isto são previstas cavilhas rebitadas 13 na área de borda externa queatravessam tanto os anéis de fricção 3 como também a cavilhas rebitadas13. Assim como as nervuras 10 fundidas, as cavilhas rebitadas 13 são guia-das estreitamente nas aberturas correspondentes da peça de junção.

Na área da superfície restante dos anéis de fricção 3, pivôs dis-tanciadores 14 são previstos nos lados voltados um para o outro, que en-costam um no outro, e através dos quais é determinada a altura da fenda dear 5, dentro da qual a peça de junção 4 é fixada de modo a poder ser axial-mente deflexionada. Neste exemplo de execução, assim como no mostradona figura 2, os diâmetros dos pivôs distanciadores 14 ou das nervuras 11são menores do que o diâmetro conjugado das aberturas 12.

Isto pode ser visto claramente na figura 4, onde é mostrada umavista em corte ampliada do exemplo de execução segundo a figura 2.

Ao passo que as figuras 2 e 3 reproduzem a peça de junção 4como um anel inteiriço, na figura 5 é mostrada uma variação de execução,onde a peça de junção 4 é constituída por um grande número de segmentosde anel 15 que nos seus lados voltados um para o outro possuem perfis 19que engrenam um no outro com fecho devido à forma. As fixações dos seg-mentos de anel 15 nos anéis de fricção 3 ocorrem também neste caso naárea das nervuras 10 com cuja ajuda é obtida uma fixação radial e, em casode necessidade, axial, na área da circunferência do disco de freio 1.

Para formar a fenda de ar, nervuras distanciadoras 16 de exten-são radial são formadas nos dois anéis de fricção 3, que são inteiriças nafabricação como peça fundida, ao passo que em uma fabricação separadados anéis de fricção 3 são previstas em cada anel de fricção 3, e que tam-bém, como no exemplo mostrado na figura 3, encostam uma na outra.

As nervuras distanciadoras 16 são guiadas através de entalhes17 dos segmentos de anel 15, sendo que estes entalhes 17 em seu contornocorrespondem aproximadamente ao contorno da nervura distanciada 16, queporém nas suas dimensões de superfície de base são maiores, de modo queé garantida uma mobilidade axial livre da peça de junção 4 dentro da fendade ar 5.

Um outro exemplo de execução é mostrado na figura 6. No caso,a peça de junção 4 consiste de um grande número de raios 18, feitas de umaço para molas, e que podem possuir uma seção transversal diferente, de-pendendo da necessidade, por exemplo, redondo ou retangular.

Os raios 18 são respectivamente montados aos pares e dispos-tos um em relação ao outro em forma de V. Nisto, cada raio 18 na área deborda externa do disco de freio 1 é fixado nos anéis de fricção 3, e precisa-mente também nas nervuras 10 ou nas cavilhas rebitadas 13, como nos de-mais exemplos de execução mostrados.

No lado oposto, os dois raios 18 de cada par de raios juntos sãoligados com um anel interno 21 através de uma conexão 20, anel este quepossui uma dentadura interna 22 que para fins de transmissão do momentode freio engrena com fecho devido à forma no cubo da roda e/ou no eixo daroda.

Aqui também podem ser vistos os raios 11 que são dispostosfora da área de cobertura dos raios 18 e que unem os dois anéis de fricção3, cobrindo a fenda de ar 5, um com o outro, ou que como pivôs distanciado-res 14 providenciam uma distância dos anéis de fricção 3 para a formaçãoda fenda de ar 5.LISTA DE REFERÊNCIAS

1 Disco de freio2 Disco de freio3 Anel de fricção4 Peça de junção5 Fenda de ar6 Estribo de freio7 Dispositivo de ajuste8 Dispositivo de ajuste9 Tala de fixação10 Nervuras11 Nervuras12 Abertura13 Cavilha rebitada14 Pivô distanciador15 Segmento de anel16 Nervura distanciadora17 Entalhe18 Raio19 Perfil20 Conexão21 Anel interno22 Dentadura23 Alavanca giratória

Claims (19)

1. Disco de freio (1) para um freio de disco, especialmente paraum freio de disco para veículos utilitários, que possui o seguinte: a) doisanéis de fricção (3) unidos um com o outro, entre os quais é formada umafenda de ar (5); b) um dispositivo para a realização de uma mobilidade axialdos anéis de fricção (3) relativamente ao cubo da roda e/ou ao eixo da roda,caracterizado pelo fato de que c) o dispositivo para a realização da mobilida-de axial dos anéis de fricção (3) é dimensionado como uma peça de junção(4) disposta nos anéis de fricção e/ou juntada a eles, para fixar o disco defreio no cubo da roda e/ou no eixo da roda, que é executada separadamentedos anéis de fricção (3) e é elasticamente deformável em relação a estes.

2. Disco de freio de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a peça de junção (4) tem uma extensão radial em relaçãoao eixo da roda e é elasticamente deformável axialmente em relação aosanéis de fricção.

3. Disco de freio de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracte-rizado pelo fato de que a peça de junção (4) é executada inteiriçamente ouem várias partes.

4. Disco de freio de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, ca-racterizado pelo fato de que a peça de junção (4) em relação aos anéis defricção e ao eixo da roda é de tal modo elasticamente deformável em sentidoaxial que em virtude da capacidade de deformação elástica é realizada umamobilidade axial dos anéis de fricção relativamente ao eixo da roda, que cor-responde ao valor do curso do eixo de um freio de disco.

5. Disco de freio de acordo com uma das reivindicações anterio-res, caracterizado pelo fato de que a peça de junção (4) é disposta na fendade ar (5), e lá é radialmente fixada e axialmente deflexionável.

6. Disco de freio de acordo com uma das reivindicações anterio-res, caracterizado pelo fato de que a peça de junção (4) é feita de chapapara molas.

7. Disco de freio de acordo com uma das reivindicações anterio-res, caracterizado pelo fato de que a peça de junção (4) é firmemente unidacom os anéis de fricção (3) na área de borda circunferencial externa.

8. Disco de freio de acordo com uma das reivindicações anterio-res, caracterizado pelo fato de que a peça de junção (4) na sua área de cir-cunferência voltada para o cubo possui talas de fixação (9), com as quais odisco de freio (1) pode ser fixado no cubo.

9. Disco de freio de acordo com uma das reivindicações anterio-res, caracterizado pelo fato de que a peça de junção (4) é parcialmente co-berta pelos anéis de fricção (3).

10. Disco de freio de acordo com uma das reivindicações anteri-ores, caracterizado pelo fato de que a peça de junção (4) possui forma deanel.

11. Disco de freio de acordo com uma das reivindicações anteri-ores, caracterizado pelo fato de que a peça de junção (4) consiste de seg-mentos de anel (15).

12. Disco de freio de acordo com uma das reivindicações anteri-ores, caracterizado pelo fato de que os segmentos de anel (15), nos seuslados voltados um para o outro, possuem perfis (19) que engrenam com fe-cho devido à forma.

13. Disco de freio de acordo com uma das reivindicações anteri-ores, caracterizado pelo fato de que a peça de junção (4) é executada comocorpo de Iamelas que consiste de um grande número de chapas individuais,dispostas uma sobre a outra.

14. Disco de freio de acordo com uma das reivindicações anteri-ores, caracterizado pelo fato de que a peça de junção (4) consiste de umgrande número de raios (18).

15. Disco de freio de acordo com uma das reivindicações anteri-ores, caracterizado pelo fato de que respectivamente dois raios (18) são dis-postos como um par de raios, que ficam em forma de V um em relação aooutro, e que juntos são fixados separadamente na área de borda dos anéisde fricção (3) na área do cubo.

16. Disco de freio de acordo com uma das reivindicações anteri-ores, onde os anéis de fricção são executados como uma peça de fundiçãointeiriça, caracterizado pelo fato de que a peça de junção (4) antes da fundi-ção é embutida em um macho que forma a fenda de ar (5).

17. Disco de freio de acordo com uma das reivindicações anteri-ores, caracterizado pelo fato de que a peça de junção (4) é fixada radial-mente e/ou axialmente em nervuras (10) previstas na circunferência nosanéis de fricção (3).

18. Disco de freio de acordo com uma das reivindicações anteri-ores, caracterizado pelo fato de que os anéis de fricção (3) são unidos umcom o outro por meio de nervuras (11, 16), sendo que as nervuras são guia-das através de aberturas (12) e/ou através de entalhes (17) que no seucontorno correspondem às nervuras (11) conjugadas e cujas dimensões sãomaiores do que as nervuras (11,16).

19. Disco de freio de acordo com uma ou várias das reivindica-ções anteriores, caracterizado pelo fato de que os anéis de fricção (3) sãounidos entre si por meio de rebites na área de circunferência externa, sendoque a peça de junção (4) é radialmente fixada por meio de cavilhas rebitadas(13).