BR102013031407B1

BR102013031407B1 - Plaqueta para pastilha de freio de um freio a disco

Info

Publication number: BR102013031407B1
Application number: BR102013031407-2A
Authority: BR
Inventors: Ricardo Gilberto Lamb; Vinicius Athaydes De Vargas
Original assignee: Fras-Le S/A
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2020-09-01
Also published as: CN104696396B; EP2881611B1; PL2881611T3; CN104696396A; HK1211073A1; EP2881611A3; US20150159709A1; EP2881611A2; ES2703915T3; BR102013031407A2

Abstract

plaqueta para pastilha de freio de um freio a disco. a presente invenção se refere a uma plaqueta para pastilha de freio de um freio a disco para veículos, preferencialmente utilizado em veículos comerciais, tais como caminhões, ônibus, reboques e semirreboques. trata-se, mais especificamente, de um novo arranjo na forma construtiva da plaqueta (1) da pastilha de freio, que compreende uma estrutura metálica de ferro fundido vazada, dotada de reforços estruturais (5) na região de atuação dos pistões do sistema de freio. combinada com o preenchimento dos seus vazios por um material compósito de base polimérica (2), a presente invenção proporciona uma pastilha de freio com melhorias significativas de desempenho, sem alterar as suas características relacionadas à resistência mecânica e térmica, mesmo sob as mais severas condições de uso dos veículos.

Description

[001] A presente invenção se refere a uma plaqueta para pastilha de freio de um freio a disco para veiculos, preferencialmente utilizado em veiculos comerciais tais como caminhões, ônibus, reboques e semirreboques, que trata mais especificamente de um novo arranjo na forma construtiva da plaqueta da pastilha de freio. Esse novo arranjo compreende uma estrutura metálica de ferro fundido vazada, dotada de um reforço na região de atuação do pistão do freio, que combinada com o preenchimento dos seus vazios com um material compósito de base polimérica, proporciona uma pastilha de freio com melhorias significativas de desempenho, sem alterar as características relacionadas à resistência mecânica, mesmo sob as mais severas condições de uso dos veiculos.

[002] A nova estrutura vazada da plaqueta visa substituir as tradicionais plaquetas que são constituídas por aço estampado ou ferro fundido maciço, a fim de: reduzir o peso total da peça; reduzir a transmissão térmica a outros componentes do sistema de freio; proporcionar uma melhor interação entre a estrutura da plaqueta e o material de atrito; reduzir o nivel de ruido proporcionado pela maior absorção de vibrações da estrutura, favorecendo as condições de durabilidade e de manutenção do freio, reduzindo assim o custo operacional e do produto.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Freios a disco para veiculos, em particular para veiculos comerciais, compreendem pastilhas de freio dispostas ao lado do disco, as quais são constituídas por uma plaqueta ligada a um material de atrito.

[004] As plaquetas conhecidas do estado da técnica são formadas por uma estrutura maciça de aço estampado ou ferro fundido. Elas apresentam, pela sua natureza fisica, um alto peso especifico, tornando-se muito pesadas e acarretando em um maior peso próprio do veiculo e consequentemente menor carga transportada.

[005] Além disso, as atuais plaquetas maciças geram uma grande condutividade térmica, devido à natureza dos materiais empregados, ou seja, aço estampado ou ferro fundido, elevando a temperatura dos componentes do sistema de freio, proporcionando uma degradação mais rápida de alguns componentes do sistema de freio, tais como retentores e borrachas de vedação, e acaba mais rapidamente com a própria lubrificação do sistema de freio, levando a maiores custos de manutenção e menor vida útil do sistema como um todo.

[006] Outra limitação apresentada pelas plaquetas conhecidas do estado da técnica é a baixa interação quimica entre as plaquetas metálicas e os materiais de atrito utilizados, por não existir uma afinidade quimica com o material de atrito moldado sobre elas, levando à necessidade de criação de artifícios químicos e mecânicos para melhorar esta adesão.

[007] Adicionalmente, as atuais plaquetas apresentam a desvantagem de produzir um alto nivel de ruido quando o sistema de freio é acionado, proporcionado pela vibração da plaqueta maciça de ferro fundido ou aço estampado. Isso ocorre, pois, estas plaquetas apresentam, naturalmente, uma alta rigidez, fazendo com que seja muito suscetível e funcione como um amplificador de vibrações, produzindo ruidos durante a utilização do sistema de freio. Esses ruidos muitas vezes são considerados incômodos por condutores de veiculos e transeuntes.

[008] O documento PI 0706786-0 descreve uma pastilha de freio para um freio a disco de um veiculo, em particular de um veiculo utilitário, com uma placa de suporte da pastilha executada como parte fundida, e com um material de atrito fixado nela. Essa placa de suporte da pastilha apresenta um corpo de base em forma de superfície, e partes com fecho devido a forma elevadas fundidas nele, que são envolvidas pelo material de atrito, de tal modo que pelo menos uma parte das partes com fecho devido a forma está envolvida, respectivamente, pelo menos em parte, por uma cavidade adjacente do corpo de base.

[009] A pastilha de freio descrita no documento acima apresenta o inconveniente de compreender um corpo de base maciço, dotado de formas elevadas fundidas, que além de aumentar o peso da peça, requer um processo de fabricação oneroso.

[010] Outro documento encontrado no estado da técnica é o PI 0200449-6 que descreve um suporte de ancoragem para uma pastilha de freio, destinada à utilização em veiculos pesados. Esse suporte de ancoragem é caracterizado pelo fato de ser constituído por uma canaleta de ancoragem circular na extremidade periférica do suporte de ancoragem, dentro da qual se encaixa uma saliência circular pertencente a um aglomerado atritante, isto é, material de atrito.

[011] 0 documento mencionado acima resolve o problema da baixa interação quimica entre a plaqueta e o material de atrito através de artifícios mecânicos, com o objetivo de evitar o cisalhamento do material de atrito da plaqueta metálica, entretanto, esses artifícios oneram demasiadamente o custo total da peça. Além disso, a plaqueta é uma peça maciça, o que aumenta o peso do conjunto, além de aumentar o nivel de ruido de frenagem. Esse ruido surge em função da alta rigidez da estrutura do conjunto, proporcionada principalmente pela presença da plaqueta metálica maciça.

[012] É, portanto, uma necessidade do estado da técnica proporcionar novas plaquetas para pastilhas de freio a disco, dotadas de simplicidade construtiva, facilidade de montagem com os outros componentes do sistema de freio, e resistentes ao desgaste, resultando num melhor desempenho e menor custo do produto.

[013] Estas novas plaquetas também vão contribuir para diminuir o peso da pastilha de freio e consequente diminuição do peso total do veiculo, melhorar a condutividade térmica dos materiais compósitos e a interação entre o material compósito e o material de atrito, e reduzir o nivel de ruido da pastilha.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

[014] A presente invenção tem como objetivo: - obter uma nova plaqueta para pastilha de freio de um freio a disco, utilizado preferencialmente em veiculos comerciais tais como caminhões, ônibus, reboques e semirreboques. A nova plaqueta em questão compreende uma estrutura metálica de ferro fundido vazada, dotada de um reforço na região de atuação do pistão do freio, que combinada com o preenchimento dos seus vazios com um material compósito de base polimérica, proporciona uma pastilha de freio com ótimo desempenho, sem alterar a resistência mecânica e melhorando a resistência térmica da mesma sob as mais severas condições de uso dos veiculos; - reduzir o peso da pastilha de freio devido à diminuição de massa da plaqueta, contribuindo assim para uma diminuição da tara do veiculo e aumentando a sua capacidade de carga. melhorar a interação entre o compósito de material polimérico e o material de atrito da pastilha de freio, devido à utilização da plaqueta vazada, que fortalece a interação entre os materiais; - reduzir o nivel de ruido da pastilha de freio quando o sistema de freio é acionado, uma vez que a combinação do material compósito com a plaqueta vazada absorve melhor as vibrações geradas durante o processo de frenagem; - aumentar a vida útil da pastilha de freio, minimizando as intervenções no veiculo, e, consequentemente, diminuindo o número e o tempo nas paradas para a manutenção. DESCRIÇÃO DAS FIGURAS Figura 1 - Vista em perspectiva da plaqueta para pastilha de freio de um freio a disco, objeto da presente invenção; Figura 2 - Vista explodida de uma pastilha de freio com a plaqueta da Figura 1; Figura 3 - Vista em perspectiva de uma pastilha de freio montada com a plaqueta da Figura 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[015] Em conformidade com a ilustração das figuras em anexo, a PLAQUETA PARA PASTILHA DE FREIO DE UM FREIO A DISCO é utilizada preferencialmente em veiculos comerciais tais como caminhões, ônibus, reboques e semirreboques. A plaqueta (1) compreende uma estrutura metálica vazada de ferro fundido, preenchida na sua espessura por um material compósito de matriz polimérica (2), o qual será conformado com um material de atrito (3) . A configuração externa da plaqueta não foi alterada em relação às plaquetas utilizadas atualmente, de modo que as mesmas podem ser adaptadas a qualquer sistema de freio, preferencialmente de veiculos pesados.

[016] A estrutura vazada da plaqueta (1) é dividida em duas partes simétricas em relação à haste vertical central (4), sendo que cada uma das referidas partes é dotada de um reforço estrutural em forma de "X" (5) . Esse reforço é disposto na região mediana, que coincide com a área de atuação de cada pistão do sistema de freio, os quais fazem pressão para o deslocamento da pastilha de freio durante o processo de frenagem.

[017] Os reforços estruturais (5) estão propositalmente localizados na região de atuação de cada pistão do sistema de freio, de modo a garantir a resistência mecânica da plaqueta (1) quando do acionamento do sistema de freio do veiculo.

[018] Os espaços vazios da plaqueta (1) são preenchidos com o material compósito de matriz polimérica (2), que está em conformação direta com o material de atrito (3) na face oposta de contato dos pistões do sistema de freio, formando um bloco único, responsável pela frenagem do veiculo.

[019] O material compósito de matriz polimérica (2) é prensado/conformado normalmente dentro dos espaços vazios da plaqueta (1) . Assim, a superfície externa que fica em contato com os pistões do sistema de freio a disco, no momento da frenagem, é a superfície do próprio material compósito de matriz polimérica combinada com os reforços estruturais (5) .

[020] Os espaços vazios da plaqueta (1), preenchidos por um material compósito de matriz orgânica, proporcionam uma redução de aproximadamente 30% do peso em relação às plaquetas maciças de aço estampado ou ferro fundido, gerando uma significativa redução do peso total da pastilha. Redução essa tanto pela diminuição de massa na estrutura da plaqueta, como também pelo fato de que a densidade do material compósito de matriz orgânica é aproximadamente 7 5% menor do que a do aço ou ferro fundido das plaquetas maciças.

[021] Outras vantagens obtidas pela plaqueta da presente invenção são: redução da transmissão térmica para o sistema de freio, quando esse é colocado em uso, e redução de ruído durante o funcionamento do freio, tanto em função da diminuição da estrutura metálica da plaqueta, com substituição parcial pelo compósito de matriz polimérica, como também pela maior absorção de vibrações da estrutura combinada de metal fundido e compósito de base polimérica.

[022] Além disso, a redução da transmissão térmica para o sistema de freio, com consequente diminuição da temperatura, aumenta a vida útil do sistema de freio como um todo, principalmente de componentes como retentores e borrachas de vedação, além de beneficiar a lubrificação do sistema.

[023] Mais uma vantagem observada é a melhor interação obtida entre o material compósito de base polimérica e o material de atrito. Com o preenchimento dos espaços vazios da plaqueta vazada com o material compósito de base polimérica, a interação com o material de atrito se fortalece, originando uma estrutura mais interligada. Isso se deve ao fato dos agentes aglomerantes do compósito de base polimérica terem grande afinidade química com o aglomerante utilizado na fabricação do material de atrito.

[024] Outra característica importante é o fato do material compósito de base polimérica estar ao mesmo tempo integrado no mesmo plano da plaqueta metálica e muito bem interligado com o material de atrito. Essa maior interação faz com que se dispense a utilização de artifícios mecânicos e químicos para melhorar esta adesão.

[025] Será facilmente compreendido por aqueles versados na técnica que modificações podem ser realizadas na invenção sem com isso se escapar dos conceitos expostos na descrição precedente. Essas modificações devem ser consideradas como incluidas dentro do escopo da invenção. Consequentemente, as concretizações particulares descritas em detalhe anteriormente são somente ilustrativas e não limitativas quanto ao escopo da invenção, ao qual deve ser dada a plena extensão das reivindicações em anexo e de todos e quaisquer equivalentes das mesmas.

Claims

1. Plaqueta para pastilha de freio de um freio a disco utilizado preferencialmente em veiculos comerciais tais como caminhões, ônibus, reboques e semirreboques, em que a plaqueta (1) compreende uma estrutura metálica vazada dotada de espaços vazios que se estendem através da espessura da plaqueta (1) que são preenchidos por um material (2), sendo que a estrutura vazada da plaqueta (1) é dividida em duas partes simétricas por uma haste vertical central (4), em que cada uma das referidas partes é dotada de um reforço estrutural disposto na reqião mediana, caracterizada pelo fato de que o reforço estrutural tem a forma de "X" (5) que é posicionado de modo que em uso é disposto na área de atuação que corresponde aos pistões do sistema de freio, e em que o material de preenchimento (2) é um compósito de matriz polimérica que é adaptado para ser diretamente conformado com um material de atrito (3)