BR102015025430A2

BR102015025430A2 - Disc brake with sliding push including a central return spring of an exterior brake panel including wear, spring and replacement kit.

Info

Publication number: BR102015025430A2
Application number: BR102015025430-0A
Authority: BR
Inventors: Foucoin Alexandre
Original assignee: Chassis Brakes International B.V.
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2015-10-05
Publication date: 2017-12-19
Also published as: US20160102722A1; FR3027081A1; DE15188560T1; US10323706B2; FR3027081B1; CN105508467A; JP2016080168A; CN105508467B; MX366062B; EP3020996A1; EP3020996B1; MX2015014316A; JP6140782B2

Abstract

a presente invenção refere-se a um freio de disco (10) com pinça deslizante que inclui um calço do freio exterior (18e) instalado para deslizar no apoio fixo do freio, caracterizado por do freio de disco incluir uma mola exterior central (48e) para fazer retornar o calço do freio exterior (18e) para a sua posição inativa que está fixa a uma porção central associada (63) do calço do freio exterior (18e) e uma porção dianteira (50) que está axialmente fixa a uma porção central associada (58) do apoio fixo (14). para fazer retornar à sua posição inativa, o calço do freio interior é forçado a mover-se axialmente com o pistão do freio.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: "FREIO DE DISCO COM PINÇA DESLIZANTE INCLUINDO UMA MOLA DE RETORNO CENTRAL DE UM CALÇO DE FREIO EXTERIOR INCLUNDO MEIOS DE COMPENSAÇÃO DO DESGASTE, MOLA E KIT DE SUBSTITUIÇÃO".

ÂMBITO TÉCNICO DA INVENÇÃO

[001] A invenção refere-se a um freio de disco com pinça deslizante de veículos com motor.

[002] A invenção refere-se especialmente a uma mola de retorno de um calço de freio exterior incluindo meios para compensação do desgaste de uma cinta de fricção do calço do freio devido à deformação do plástico.

HISTÓRICO TÉCNICO DA INVENÇÃO

[003] A invenção refere-se mais em particular a um freio de disco dos veículos com motor do tipo descrito e ilustrado na aplicação da patente francesa n° more FR-A1-3004500, que inclui: [004] - um freio de disco que se situa em um plano transversal a um eixo axialmente orientado de rotação do disco;

[005] - um apoio fixo relativo a um chassis do veículo, [006] - dois calços de freio, interior e exterior, em que cada um inclui uma cinta de fricção, uma superfície de fricção transversal que coopera com uma faixa de travagem associada do disco, em que cada calço do freio é montado para deslizar axialmente no apoio entre uma posição ativa na qual a superfície de fricção está oposta à faixa anelar associada do disco, uma posição inativa na qual a superfície de fricção está axialmente afastada da faixa anelar associada do disco devido a uma folga operativa em particular;

[007] - meios para retornar elasticamente cada calço do freio na sua posição inativa, que inclui uma mola de retomo instalada entre o calço do freio e o apoio fixo, por exemplo.

[008] Em um freio de disco, o deslizar dos calços do freio na direção da sua posição ativa é controlado por um pistão. Os dois calços do freio, interior e exterior, agarram firmemente o disco para abrandar a sua rotação. A travagem é, desse modo, uma operação ativa.

[009] Os calços do freio são empurrados para trás na direção da sua posição inativa pelo disco de rotação. Deste modo, esta é uma operação passiva.

[010] Contudo, poderá acontecer que o disco não empurre os calços de freio para trás com força suficiente para os separar do disco a uma distância suficiente. Por exemplo, isto pode acontecer se o deslizar dos calços do freio não tiver qualidade suficiente ou estiver mesmo bloqueado ou se o design do próprio calço criar uma “restituição”.

[011] Embora os calços do freio não estejam mais ativamente agarrados ao disco, cada uma das faixas anelares do último é sempre friccionada contra a cinta de fricção existente no calço do freio associado. As cintas de fricção são, desse modo, sujeitas a um desgaste não funcional prematuro.

[012] Além do mais, esta fricção permanente poderá causar aquecimento, o qual é nocivo para alguns elementos do freio de disco.

[013] Esta fricção permanente gera também um aperto residual que se opõe à rotação do disco. Isto aumenta o consumo de combustível do veículo, para além de afetar o rendimento do veículo.

[014] Para resolver estes problemas de desgaste e de aquecimento, o documento acima mencionado propõe um freio de disco no qual, para cada um dos dois calços, existem duas molas de retorno combinada, sendo que cada uma inclui meios para compensar o desgaste da cinta de fricção do calço do freio que se deforma plasticamente se o curso do calço do freio para a sua posição ativa for maior do que a folga operativa referida.

[015] Para este fim, uma mola de retorno inclui pelo menos uma seção axialmente orientada que é elasticamente deformável na tração entre um estado de repouso e um estado de alongamento máximo, sendo que o valor de cada um é igual à folga operativa determinada, em que a mola inclui pelo menos uma seção plasticamente deformável através de uma força de tração axial, formando os referidos meios de compensação do desgaste, em que esta seção plasticamente deformável pode ser plasticamente esticada se o curso do calço do freio para a sua posição ativa for maior do que a folga operativa determinada.

[016] O documento WO-A1-027526 descreve e mostra um design de uma mola de retorno do calço do freio.

[017] A invenção pretende melhorar o design e o desempenho dessas molas de retorno.

[018] Nesse freio, no qual cada um dos calços do freio interior e exterior está equipado com um par de molas de retorno, poderão ocorrer por vezes problemas com o equilíbrio da pinça do freio deslizante em relação ao disco, já que um calço de freio pressionado contra o disco poderá causar um aperto residual.

[019] Além do mais, quando acionado pelas molas de retorno com as quais está equipado, poderá detectar-se também em alguns casos que o calço do freio interior - com o qual a superfície dianteira do pistão do freio coopera -provoca a depressão do pistão no seu orifício. É assim necessário utilizar molas de retorno com diferentes características mecânicas (carga e rigidez) para os calços do freio interior e exterior.

[020] A invenção pretende solucionar estas desvantagens propondo um novo design dos meios da mola de retomo do freio de disco com pinça deslizante, especialmente do calço do freio exterior.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[021] Neste ponto, a invenção propõe um freio de disco para um veículo com motor que inclui: [022] - um freio de disco que se situa em um plano transversal a um eixo axialmente orientado de rotação do disco;

[023] - um apoio fixo relativo aos chassis do veículo;

[024] - uma pinça que está instalada para deslizar axialmente em relação ao apoio fixo e que inclui: [025] - um invólucro traseiro no qual um pistão do freio está instalado para deslizar axialmente para cooperar, na direção dianteira, com um calço do freio interior que inclui uma cinta de fricção cuja superfície de fricção dianteira transversal coopera com uma faixa de travagem associada do disco;

[026] -- uma flange dianteira, axialmente fixa ao invólucro para cooperar com um calço do freio exterior que inclui uma cinta de fricção cuja superfície de fricção traseira transversal coopera com uma faixa de travagem associada do disco;

[027] - o calço do freio exterior está instalado para deslizar axialmente no apoio fixo entre a posição ativa traseira na qual a superfície de fricção está oposta à faixa anelar associada do disco do freio e uma posição inativa na qual a superfície de fricção traseira transversal está axialmente afastada da faixa anelar associada do disco do freio através de uma folga operativa particular, [028] caracterizada pelo fato do freio de disco incluir uma mola de retorno exterior para fazer retornar o calço do freio exterior à sua posição inativa, na qual uma porção de ligação traseira da mola de retorno exterior está fixa, direta ou indiretamente, a uma porção central associada do calço do freio exterior, e na qual uma porção dianteira da mola de retorno exterior está axialmente fixa a uma porção central associada do apoio fixo.

[029] De acordo com outras características do freio de disco: [030] - o calço do freio interior é forçado a mover-se axialmente com o pistão do freio;

[031] - a mola de retorno exterior para fazer retornar o calço do freio exterior à sua posição inativa inclui meios para compensação do desgaste da cinta de fricção do calço do freio exterior que é deformada plasticamente quando o movimento do calço do freio em uma direção axial de movimento para uma posição de travagem ativa é superior â referida folga operativa determinada;

[032] - a porção central associada do calço do freio exterior está substancialmente alinhada com o eixo de deslizamento do pistão do freio;

[033] - a porção central associada do apoio fixo é constituída por uma seção central de uma barra do apoio fixo que está em um plano dianteiro ortogonal ao eixo de deslizamento do pistão do freio, substancialmente alinhada com este eixo de deslizamento do pistão do freio;

[034] - a flange dianteira da pinça inclui duas partes laterais transversalmente afastadas que são simétricas em relação ao eixo de deslizamento do pistão do freio e delimitam entre elas uma saliência central na qual a mola de retorno exterior está instalada;

[035] - os meios que são deformados plasticamente incluem uma seção plasticamente deformável que é formada por um acordeão que se estende entre a porção de ligação traseira e a porção de fixação dianteira da mola de retorno exterior;

[036] - a mola de retorno exterior inclui sucessivamente pelo menos;

[037] - a porção dianteira para fixação da mola de retorno exterior ao apoio fixo;

[038] - uma segunda porção rígida cuja extremidade proximal está ligada à porção fixa por uma primeira curva plasticamente deformável em relação a um primeiro eixo de deformação ortogonal na direção axial de movimento do calço do freio exterior e paralelo ao plano no qual está a segunda porção rígida;

[039] - uma terceira porção rígida cuja extremidade proximal está ligada a uma extremidade distai da segunda porção rígida por uma segunda curva plasticamente deformável em relação a um segundo eixo de deformação paralelo ao primeiro eixo de deformação;

[040] - uma quarta porção rígida cuja extremidade proximal está ligada a uma extremidade distai da terceira porção rígida por uma terceira curva plasticamente deformável em relação a um terceiro eixo de deformação paralelo ao primeiro eixo de deformação e que está fixo à porção central associada do calço do freio exterior para constituir a porção de ligação traseira da mola de retorno exterior;

[041] - e cada porção rígida consiste em uma faixa que está globalmente em um plano paralelo ao primeiro eixo de deformação;

[042] - a porção dianteira para fixação da mola de retorno exterior ao apoio fixo inclui uma primeira porção rígida que é uma faixa que está em um plano paralelo ao primeiro eixo de deformação e a extremidade proximal da segunda porção rígida está ligada à extremidade distai da primeira porção rígida pela primeira curva plasticamente deformável;

[043] - a porção dianteira para fixação da mola de retomo exterior ao apoio fixo inclui um ressalto rígido que se estende até uma extremidade proximal da primeira porção rígida para constituir uma curva que forma um gancho, cuja porção côncava recebe a seção central da barra do apoio fixo;

[044] - cada porção rígida é reta;

[045] - cada porção rígida inclui meios de enrijecimento;

[046] - cada curva plasticamente deformável inclui uma área de propriedades mecânicas enfraquecidas;

[047] - cada curva plasticamente deformável consiste em uma porção de curva de uma faixa que inclui uma janela paralela ao primeiro eixo de deformação;

[048] - a mola de retorno exterior é fabricada em uma peça através do corte e formação de uma chapa de material;

[049] - a mola de retorno exterior é fabricada em uma peça através do corte, pressão e curvatura de uma chapa de metal; - as porções rígidas e as curvas são fabricadas em uma peça através do corte, pressão e curvatura de uma faixa com uma largura constante;

[050] - em um estado anterior à deformação plástica das curvas, a primeira porção rígida e a segunda porção rígida formam um ângulo igual ao ângulo que a segunda porção rígida e a terceira porção rígida formam e igual ao ângulo que a terceira porção rígida e a quarta porção rígida formam;

[051] - a mola de retorno exterior é fabricada em um material selecionado a partir de um grupo incluindo o aço inoxidável, aço X2CrNbCu21, aço 304L, ouro, chumbo, um material sintético, um material sintético com uma matriz de polímero reforçado por fibras naturais ou sintéticas;

[052] - a mola de retorno exterior é fabricada em um material cuja tensão de rotura está entre 30% e 60%, cuja resistência à tração está entre 400 MPa e 1000 MPa e cuja tensão de desvio de 0,2% está entre 0 e 500 MPa;

[053] - a mola de retorno exterior é fabricada em um material cuja tensão de rotura está entre 40 e 60%, cuja resistência à tração está entre 400 MPa e 700 MPa, e cuja tensão de desvio de 0,2% offset está 150 e 400 MPa;

[054] - a mola de retorno exterior é fabricada em um material cuja tensão de rotura está entre 50 e 60%, cuja resistência à tração está entre 400 MPa e 600 MPa, e cuja tensão de desvio de 0,2% offset está 200 e 300 MPa;

[055] - a mola de retomo exterior inclui um chapa funcional ligado à porção de fixação dianteira que está em um plano dianteiro ortogonal ao eixo de deslizamento do pistão do freio;

[056] - a mola de retorno exterior é fabricada em uma peça com o chapa funcional;

[057] - o calço do freio exterior inclui pelo menos um ressalto lateral para orientar o deslizamento recebido em um plano axial do apoio fixo;

[058] - o freio de disco inclui um plano que protege as paredes do plano e está fixo ao apoio fixo.

[059] A invenção propõe também uma mola de retorno de um calço do freio exterior para um freio de disco de acordo com a invenção.

[060] A invenção propõe também um kit de substituição para um freio de disco de veículos com motor de acordo com a invenção, caracterizada pelo fato de pelo menos um calço do freio exterior e uma mola de retorno exterior estar combinada com o referido calço do freio exterior. O kit poderá incluir ainda duas molas “radiais" para instalação do calço do freio exterior.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[061] Outras características e vantagens da invenção serão evidentes após a leitura da seguinte descrição pormenorizada, para compreender quais as referências que devem ser efetuadas aos desenhos anexos, nos quais: [062] - a figura 1 é uma vista de diagrama em perspectiva aumentada que representa um freio de disco de acordo com uma versão da invenção;

[063] - a figura 2 é uma vista em perspectiva pormenorizada vista de outro ângulo do freio de disco de acordo com a invenção, cujo calço do freio exterior está equipado com uma mola de retorno exterior de acordo com a invenção;

[064] - a figura 3 é uma vista a uma escala maior da mola de retorno da figura 4;

[065] - a figura 4 é uma vista lateral a uma escala maior da mola de retorno exterior da figura 3;

[066] - a figura 5 é uma vista lateral direita da mola de retorno exterior da figura 4;

[067] - a figura 6 é uma vista idêntica à da figura 3 que ilustra uma variação da versão da mola de retorno exterior;

[068] - a figura 7 é uma vista em perspectiva da seguinte que ilustra a disposição do calço do freio exterior e da mola de retorno exterior da figura 7;

[069] - a figura 8 é uma vista lateral a uma escala maior da mola de retorno exterior das figuras 6 e 7;

[070] - a figura 9A é uma vista de diagrama em perspectiva que ilustra em pormenor um ressalto de um calço do freio equipado com uma mola "radial";

[071] - a figura 9B é uma vista em corte pormenorizada da figura 9A. DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FIGURAS

[072] Na restante descrição, são designados pelas mesmas referências elementos com uma estrutura idêntica ou funções similares.

[073] Foram adotados, de um modo não limitativo e sem referência à gravidade terrestre, orientações axiais, verticais e transversais relativas ao ângulo triedro "A,V,T" nas figuras.

[074] A orientação axial "A" é direcionada da parte traseira para a dianteira, paralela ao eixo de rotação "B" do disco 12.

[075] O plano horizontal é definido como sendo um plano transversal axial.

[076] É ilustrado em diagrama na figura 1 um freio de disco de veículos com motor 10. Aqui é um freio de disco de "pinça flutuante" ou de "pinça deslizante" 10.

[077] Como já conhecido, o freio de disco inclui um disco 12 que é instalado para rodar um eixo rotacional axialmente orientado "B". O disco 12 é forçado a rodar com uma roda (não ilustrada) do veículo com motor.

[078] O freio de disco 10 inclui um apoio 14, também conhecido como uma forquilha, o qual é fixamente instalado no chassis (não ilustrado) do veículo. O apoio fixo 14 abrange um rebordo periférico 16 do disco 12.

[079] Dois calços de freio opostos 181 e 18E, traseiro e dianteiro (também referidos como o calço de freio interior 181 e o calço de freio exterior 18E) são instalados para deslizarem axialmente no apoio 14 nos respetivos lados opostos do disco 12.

[080] O calço do freio interior 181 e o calço do freio exterior 18E possuem estruturas idênticas e orientam as disposições no apoio 14 que são simétricas em relação a um plano transversal vertical médio.

[081] Doravante, em relação ao design do calço do freio como tal, apenas é descrito o calço do freio exterior traseiro 18E, sendo a descrição aplicável ao calço do freio interior dianteiro 181 trocando as direções dianteira e traseira e os índices "I" e Έ".

[082] O calço do freio exterior 18E toma a forma de um prato transversal vertical de apoio da cinta de fricção. O calço do freio exterior 18E possui uma superfície traseira 20E que está orientada para a superfície dianteira 22E do disco 12, o qual está na forma de uma faixa anelar. A superfície dianteira 20E possui uma cinta de fricção 24E, cuja superfície vertical e transversal de fricção traseira 25E está adaptada para cooperar com a superfície 22E do disco 12.

[083] Cada uma das extremidades transversais opostas do calço do freio exterior 18E inclui um ressalto lateral 26 que está instalado com folga para deslizar em uma calha associada 28 de um braço associado da pinça 14.

[084] Cada calha 28 é axialmente orientada e, na seção em um plano transversal vertical ortogonal aos eixos A e B, possui uma forma em "C" que está transversalmente aberta na direção do ressalto lateral associado 26 do calço do freio 18E. A calha 28 está transversalmente delimitada por um fundo globalmente vertical e axialmente orientados 30.

[085] No exemplo ilustrado nas figuras, uma calha 32 está instalada transversalmente entre cada ressalto lateral 26 e a calha associada 28.

[086] Cada calha 32 é formada por uma mola de lâmina de seção em "C" que protege as paredes da calha associada 28. A calha 32 inclui assim, um fundo verticalmente e axialmente orientado 34 que está disposto virado para o fundo 30 da calha 28.

[087] A calha 32 permite um grau especial de movimento do calço do freio exterior 18E no apoio fixo 14, ou seja, geralmente, mas não de forma limitativa, um movimento deslizante axial e um movimento deslizante transversal acompanham a rotação do disco 12 durante a travagem.

[088] Sem nos afastarmos do âmbito da presente invenção, e de acordo com um design que não está ilustrado, cada ressalto lateral 26 poderá estar equipado com uma denominada mola de instalação, do tipo descrito e ilustrado no documento FR-A1-2.925.636 e ilustrado nas figuras 9A e 9B.

[089] O calço do freio exterior 18E é assim instalado para deslizar no apoio fixo 14 em uma direção axial paralela ao eixo de rotação B do disco 12 e em um nível operativo entre: [090] - uma posição ativa traseira na qual a superfície de fricção transversal traseira 25E da cinta de fricção 24E suporta a superfície dianteira 22E do disco 12; e [091] - uma posição inativa dianteira na qual a superfície de fricção transversal traseira 25E da cinta de fricção 24E do calço do freio exterior 18E está axialmente afastado da superfície associada 22E do disco 12, através de uma folga operativa particular "J1".

[092] Durante a travagem, o bloqueio dos calços do freio 181 e 18E, movendo-os da sua posição inativa para a sua posição ativa é controlado por uma pinça do freio deslizante 36 do freio de disco 10.

[093] Como ilustrado, a pinça 36 inclui um corpo da pinça 38 que se estende axialmente para cima e cobre o apoio 14 e uma flange traseira 40 e uma flange dianteira 42 que se estendem radialmente na direção do eixo "B" a partir dos rebordos traseiro e dianteiro do corpo da pinça 38.

[094] A flange dianteira 42 está virada para o calço do freio exterior 18E e a flange traseira 40 está virada para o calço do freio interior 181.

[095] Aqui, a pinça 36 está instalada para deslizar axialmente em relação ao apoio fixo 14 através de dois pinos paralelos da calha 44, sendo que cada um dos quais é recebido e desliza em um orifício axial associado 45 do apoio fixo 14.

[096] Como já conhecido, a flange traseira 40 da pinça 36 possui pelo menos um invólucro 41 que delimita um orifício 45 no qual um pistão axial 46 é instalado de forma deslizável em uma superfície de apoio transversal dianteira do calço do freio interior 181 para forçar axialmente para a frente de modo a exercer uma força de bloqueio axial na superfície de fricção transversal traseira 251 da cinta de fricção 241 para o bloquear contra a superfície dianteira 221 do disco 12.

[097] Por reação, a pinça 36 desliza axialmente para a traseira e, de um modo simétrico, a flange dianteira 42 aplica uma força no calço do freio exterior dianteiro 18E para bloquear a superfície de fricção transversal traseira 25E da cinta de fricção 24E do calço do freio exterior 18E contra a superfície dianteira 22E do disco 12.

[098] Quando, após a travagem. o pistão 46 para de aplicar força ao calço do freio interior 181, os calços do freio 181 e 18E retornam geralmente da sua posição ativa para a sua posição inativa pela rotação do disco 12 e o seu empeno natural que "empurrar para trás" cada calço do freio para a sua posição inativa.

[099] Não obstante, em alguns casos, é detectado que a força de repulsão exercida pelo disco 12 é insuficiente para empurrar cada um dos calços do freio 181 e 18E de volta às suas respetivas posições inativas. A cinta de fricção 241, 24E dos calços do freio 181, 18E continua a ser friccionada contra o disco 12 embora não exista qualquer bloqueio das cintas de fricção dos calços do freio pela pinça 36.

[100] Após a travagem, para garantir que o calço do freio exterior 18E volta a uma posição inativa, o freio de disco 10, de acordo com a invenção, está equipado com meios de mola de retorno para fazer retornar elasticamente o calço do freio exterior 18E à sua posição inativa.

[101] Estes meios de mola de retorno tomam a forma de uma mola de retorno exterior central 48E que está disposta entre o calço do freio exterior 18E e o apoio fixo 14.

[102] É a seguir descrita uma primeira versão de uma mola de retomo exterior 48E de acordo com a invenção.

[103] A mola de retorno exterior 48E toma a forma de uma tira de metal, por exemplo, aço, retangular, cuja largura se estende horizontalmente e que é fabricada através do corte, pressão e curvatura de uma chapa de aço inoxidável de espessura constante, por exemplo.

[104] Em relação às figuras 3 a 5 em particular, a mola de retorno exterior 48E inclui uma primeira porção dianteira 50, com a forma geral de um "gancho" aberto, que forma os meios para fixação da mola de retorno exterior 48E ao apoio fixo 14.

[105] A porção dianteira 50 para fixação da mola de retorno exterior 48E ocupa uma posição axial fixa relativa ao apoio fixo 14 e ao disco 12.

[106] A porção de fixação dianteira 50 inclui um ressalto rígido 52 que se estende por uma porção rígida B1 para constituir a curva 54, formando um gancho, cuja porção côncava 56 do ângulo obtuso recebe uma seção central 58 de uma barra 60 do apoio fixo 14.

[107] A barra 60 estende-se globalmente na horizontal na direção transversal T entre duas partes laterais transversalmente afastadas 43 da flange 42 da pinça deslizante 36. que se estende simetricamente em relação ao eixo deslizante do pistão do freio 46 e delimita entre eles uma saliência central 64 na qual a mola de retorno exterior 48E, de acordo com a invenção, está disposta.

[108] A barra 60 estende-se em um plano dianteiro ortogonal ao eixo deslizante do pistão do freio 46, substancialmente alinhado com o eixo deslizante do pistão do freio 46.

[109] O design da porção dianteira 50, coopera com o perfil da seção central 58 da barra 60, de modo a garantir a transmissão de forças apenas ao longo do eixo A.

[110] Começando a partir da porção de fixação dianteira 50, e para ser mais preciso, a partir da primeira porção reta rígida B1, a mola de retorno exterior 48E é sucessivamente estendida por três outras porções retas rígidas B2, B3 e B4 que formam uma seção em acordeão plasticamente deformável.

[111] Cada porção rígida reta Bi possui uma extremidade proximal Bip relativa à porção de fixação dianteira 50 e uma extremidade distai Bid.

[112] A primeira porção B1 tem, desse modo, a sua extremidade proximal B1p ligada ao ressalto 52 enquanto a extremidade distai B1d está ligada à segunda porção rígida B2.

[113] A extremidade proximal B2p da segunda porção rígida B2 está ligada à extremidade distai B1d da primeira porção rígida B1 por uma primeira curva P1, que é plasticamente deformável em um primeiro eixo de deformação A1.

[114] Tal como a primeira porção B1, a segunda porção rígida B2 é uma tira alinhada com a primeira porção rígida B1.

[115] Na posição de instalação da mola de retorno exterior 48E, o primeiro eixo deformável A1 está ortogonal à direção axial A do movimento do calço do freio exterior 18E e está horizontal e transversalmente orientado.

[116] Para que a primeira curva P1 constitua uma área plasticamente deformável, esta porção é mecanicamente enfraquecida, aqui, através de uma janela ou abertura F1, que aqui é um corte aberto da forma retangular orientada ao longo do eixo A1.

[117] A invenção não está limitada a esta versão da área plasticamente orientada que constitui a curva P1, e podem ser utilizados outros meios de alteração das características mecânicas do material que constitui esta área para a tornar plasticamente deformável no âmbito da invenção, tal como a redução da espessura do material nesta área, por exemplo.

[118] Do mesmo modo, a extremidade proximal B3p da terceira porção rígida B3 está ligada à extremidade distai B2d da segunda porção rígida B2 por uma segunda curva plasticamente deformável P2 que é deformável em um segundo eixo de deformação A2 paralelo ao primeiro eixo de deformação A1.

[119] A segunda curva P2 é uma porção curva da tira do material incluindo uma janela F2.

[120] Finalmente, a extremidade proximal B4p da quarta porção B4 está ligada à extremidade distai B3d da terceira porção rígida B3 por uma terceira curva plasticamente deformável P3 que permite a deformação de um terceiro eixo de deformação A3 paralelo ao primeiro eixo de deformação A1.

[121] A terceira curva P3 inclui uma janela F3 similar às janelas F1 e F2.

[122] A quarta porção rígida B4 é reta e estende-se aqui através de um ressalto ativo 62 destinado a ser ligado direta ou indiretamente ao calço do freio exterior 18E (isto não é limitativo na invenção).

[123] No âmbito da invenção, o ressalto ativo 62 constitui uma porção de ligação traseira da mola de retorno exterior 48E que está fixa, aqui diretamente, a uma porção central associada 63 do calço do freio exterior.

[124] Aqui, o ressalto ativo 62 é gerado estendendo a tira que constitui as porções Bi e que se estende desde a extremidade distai B4d da quarta porção rígida B4 em um plano vertical ortogonal ao eixo ao longo do qual o calço do freio exterior 18E desliza.

[125] Por exemplo, o ressalto ativo 62A poderá incluir um orifício axial ou uma variedade de orifícios (não ilustrado) para permitir fixá-lo a uma parte associada do calço do freio exterior 18E, por exemplo, a superfície dianteira do seu prato de apoio da cinta de fricção 19E.

[126] A porção central associada 63 do calço do freio exterior 18E à qual o ressalto ativo 62 é fixo substancialmente alinhado com o eixo deslizante do pistão do freio 46.

[127] Por razões de um exemplo não limitativo, cada uma das porções Bi podem ser enrijecidas por uma área pressionada Zi (não ilustrada) formada no corpo que constitui cada porção Bi.

[128] A área pressionada Z4 que enrijece a quarta porção rígida B4 poderá ser estendida para o corpo do ressalto ativo 62 de modo a que a curva de ângulo reto 66 que as liga seja ela própria rígida para garantir no serviço a realização do ângulo agudo a4 entre a quarta porção rígida B4 e o ressalto ativo 62.

[129] Nas figuras 2 a 5, a mola de retorno exterior 48E está representada em um “novo” estado inicial, ou seja, antes de qualquer deformação plástica das curvas Pi.

[130] Neste estado novo ou inicial, a curva 54 e o ressalto ativo 62 estão a uma distância axial D um do outro, ou seja, espaçados a uma distância D indicada na figura 4.

[131] Por razoes de exemplo não limitativo, e tal como ilustrado nas figuras, a primeira porção rígida B1 e a segunda porção rígida B2 formam entre elas um ângulo agudo al, a segunda porção rígida B2 e a terceira porção rígida B3 possuem o mesmo comprimento e formam entre elas um ângulo agudo a2, e a terceira porção rígida B3 e a quarta porção rígida B4 formam entre elas um ângulo agudo a3.

[132] Os ângulos al, a2 e a3 são substancialmente iguais.

[133] A porção rígida B4 e o ressalto ativo 62 formam entre eles um ângulo agudo a4 menor que os ângulos al, a2 e a3.

[134] Em um estado de deformação plástica máxima da mola de retomo exterior 48E (não ilustrada), correspondente a um estado de desgaste máximo da cinta de fricção 25E, as três curvas P1, P2 e P3 são plasticamente deformadas em relação à deformação dos eixos Α1, A2 e A3, respetivamente.

[135] Cada ângulo al a2 e a3 é aberto para que a segunda porção B2 e a terceira porção rígida B3 estejam axialmente alinhadas uma com a outra com um ângulo a2, cujo valor está próximo dos 180 graus.

[136] Na versão que acabou de ser descrita, a mola de retorno exterior 48 é fabricada em uma peça através do corte, pressão e curvatura de uma tira de largura constante e retangular.

[137] Por razões de exemplo, a espessura da tira do material está entre 0,5 e 0,8 milímetros e o material é aço inoxidável X2CrNbCu21 ou 304L (X2CrNi18-9/X2CrNi19-11).

[138] Por razões de exemplo, o movimento máximo correspondente ao desgaste máximo J2 é igual a aproximadamente 14 milímetros.

[139] No novo estado do calço do freio exterior 18E e da mola de retorno 48E, o calço do freio exterior 18E está disposto axialmente na frente do disco 12 e a superfície de fricção dianteira transversal 25E da cinta de fricção 24E está a uma distância igual à soma de: [140] - folga operativa particular “J1”, e [141] - desgaste “J2".

[142] A mola de retorno exterior 48E e as suas partes elasticamente deformáveis estão agora no estado de repouso.

[143] Quando o calço do freio exterior 18E é forçado para a sua posição ativa pela pinça 36, percorre primeiro o curso correspondente à folga operativa particular “J1”.

[144] Durante esta primeira parte do curso, o calço do freio exterior 18E arrasta o ressalto ativo 62 da mola de retorno exterior 48E e a porção rígida B4 de modo a aplicar tensão de forma elástica à mola de retomo exterior 48E entre a porção dianteira 50 fixa ao apoio 14 e o ressalto ativo 62 fixo ao calço do freio 18.

[145] As porções elasticamente deformáveis da mola de retorno exterior 48E alcançam então o seu estado de alongamento máximo.

[146] A superfície transversal traseira da cinta de fricção 24E do calço do freio exterior 18E está espaçada da superfície associada ou faixa anelar 22E do disco do freio 12 em uma distância igual ao desgaste “J2”. O calço do freio exterior 18E continua assim o seu curso axial até à sua posição ativa.

[147] Durante esta segunda parte do curso, as curvas plasticamente deformáveis Pi são sujeitas a uma forma que tende a causar deformações angulares das curvas Pi em relação aos eixos de deformação associados Ai.

[148] As curvas Pi são depois deformadas plasticamente, sendo as deformações elásticas das peças plasticamente deformáveis insignificantes quando comparadas com a sua deformação plástica.

[149] No final da travagem, o calço do freio exterior 18E retorna à sua posição inativa com as curvas a voltarem a um estado de repouso.

[150] O calço do freio exterior 18E fica, desse modo, novamente espaçado do disco 12 em uma distância apenas igual à folga operativa particular “J1”, tendo o desgaste “J2” sido absorvido pela deformação plástica das curvas plasticamente deformáveis Pi.

[151] A mola de retorno exterior 48E torna, desse modo, possível garantir que o calço do freio exterior 18E retorna à sua posição inativa.

[152] Além do mais, a disposição das curvas plasticamente deformáveis Pi torna possível evitar que a força de bloqueio seja exercida pelo pistão 46 para acionar o calço do freio exterior 18E para a sua posição ativa, tomando-a demasiado elevada.

[153] Além do mais, ao manter uma folga operativa constante “J1” entre o calço do freio exterior 18E na posição inativa e o disco 12, o tempo de resposta do sistema de travagem permanece constante independentemente do desgaste da cinta de fricção 24E.

[154] A função da mola de retorno exterior 48E é a de “eliminação” do contato entre a cinta de fricção e o disco do freio quando não aplicada nenhuma pressão de travagem hidráulica ao pistão 46.

[155] Com o objetivo de escolher o material de fabrico da mola de retorno 48, a tensão de rotura, a resistência à tração e a tensão do desvio de 0,2% são preferencialmente, e por razões de um exemplo não limitativo, escolhidas nas seguintes gamas de valores: [156] - 30 <tensão de rotura <60%; preferencialmente 40 <tensão de rotura <60%; e mais preferencialmente 50 <tensão de rotura <60%, [157] - 400 <resistência à tração <1000 MPa; preferencialmente 400 <resistência à tração < 700 MPa; e mais preferencialmente 400 <resistência à tração <600 MPa, [158] - 0 <tensão do desvio de 0.2% <500 MPa; preferencialmente 150 <tensão do desvio de 0.2% <400 MPa; e mais preferencialmente 200 <tensão do desvio de 0.2% <300 MPa, [159] em que 1 MPa = 106 Pa.

[160] Para fazer retornar o calço do freio interior 181 à sua posição inativa de repouso, o calço do freio interior 181 poderá ser fixo ao pistão do freio 46 para se mover axialmente com o mesmo, por exemplo, através de uma mola de “bloqueio” (não ilustrada), ou seja, uma mola elasticamente inserida. Quando a pressão hidráulica que age no pistão do freio 46 é libertada, o movimento axial traseiro do pistão 46 no seu orifício arrasta o calço do freio interior 181 e é eliminada qualquer aperto de fricção residual entre o calço do freio interior 181 e o disco do freio 12.

[161] Com este design, não é necessário equipar o calço do freio interior 18I com as molas de retorno exteriores.

[162] A figura 9A ilustra em diagrama uma mola de instalação 100 para um calço do freio que pode ser instalada no ressalto 26 de um calço do freio, nomeadamente o calço do freio exterior 18E, para instalar e orientar o calço do freio exterior 18E nas calhas axiais associadas 28 do apoio 14, com ou sem as calhas 34.

[163] Como já conhecido, cada mola do calço 100 inclui uma porção deslizante mais baixa 102 que coopera com uma superfície inferior horizontal da calha associada e aplica uma força à superfície superior horizontal do ressalto 26 que faz com que seja suportada verticalmente para cima em relação à superfície dianteira da calha 28.

[164] A mola do calço 100 é normalmente referida como uma “mola em caracol” e, conforme ilustrado na figura 9A, inclui uma porção 104 existente na parte inferior de uma superfície horizontal inferior do ressalto 26 do calço do freio exterior 18E, sendo que esta porção 104 faz parte de uma porção fixa ou grampo106 que bloqueia elasticamente o ressalto 26 para fixar a mola do calço 100 ao ressalto 26.

[165] A mola do calço 100 inclui também uma porção curvada 108 que liga a porção de fixação 106 à porção de deslize inferior 102, fornecendo principalmente a elasticidade da mola do calço 100.

[166] Após um desgaste máximo completo da cinta de fricção, a mola de retorno exterior 48E é plasticamente deformada e, tal como o calço do freio exterior 18E com desgaste, deve ser substituído.

[167] Um conjunto ou kit para substituição de um jogo com desgaste dos calços do freio inclui, para o calço do freio exterior, um novo calço do freio exterior 18E e uma mola de retomo exterior 48E.

[168] Se o calço do freio for do tipo equipado com molas de instalação do calço 100, o kit de substituição inclui o novo calço equipado com a sua mola de retomo exterior 48E e as suas duas molas do calço 100, uma para cada um dos seus ressaltos radiais 26.

[169] O design da mola de retorno exterior 48E, de acordo com a invenção, não está limitado à versão principal que acabou de ser descrita.

[170] Poderá variar significativamente em termos de design da peça de ligação que liga a extremidade distai B4d da quarta porção rígida B4 ao calço do freio exterior 18E para agir aí direta ou indiretamente.

[171] Poderá variar também em termos de design da peça de fixação dianteira 50.

[172] É ilustrada nas figures 6 e 7 uma variante da versão da mola de retorno exterior 48E na qual a mola exterior inclui uma chapa funcional 70 ligada à porção de fixação dianteira 50 que se estende em um plano dianteiro ortogonal ao eixo deslizante do pistão do freio 46.

[173] A mola de retomo exterior 48E poderá ser fabricada em uma peça com a chapa funcional 70 ou fixa à mesma, por exemplo, soldada à mesma.

[174] Por razões de um exemplo não limitativo, o prato 70 poderá constituir um apoio para representações gráficas, tais como, marcações ou decoração. A confirmação do prato, a escolha dos seus materiais constituintes, etc. também tornam possível proporcionar outras funções de natureza técnica associadas ao correto funcionamento do freio.

[175] As dimensões da chapa funcional 70 são tais que, independentemente da posição axial da pinça 16 e do calço do freio exterior 18E, a chapa funcional 70 não interfere nunca com as partes envolventes da pinça 16.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Freio de disco de veículos com motor (10) que inclui: - um disco de freio (12) instalado em um plano transversal a um eixo de rotação axialmente orientado (A) do disco; - um apoio (14) fixo relativo ao chassis de um veículo; - uma pinça (36) instalada para deslizar axialmente em relação a um apoio fixo (14) e que inclui: - um invólucro traseiro (41) no qual está instalado um pistão do freio (46) para deslizar axialmente para cooperar, para frente, com um calço do freio interior (181) que inclui uma cinta de fricção (241) uma superfície de fricção dianteira transversal (251) que coopera com uma faixa de travagem associada (22I) do disco (12); - uma flange dianteira (42), axialmente fixa ao invólucro (41) para cooperar com um calço do freio exterior (18E) que inclui uma cinta de fricção (24E) uma superfície de fricção traseira transversal (25E) que coopera com uma faixa de travagem associada (22E) do disco (12); - o calço do freio exterior (18E) instalado para deslizar axialmente no apoio fixo (14) entre uma posição ativa traseira na qual a referida superfície de fricção (25E) é suportada em relação à faixa anelar associada (22E) do disco do freio (12) e uma posição inativa dianteira na qual a referida superfície de fricção traseira transversal (25E) está axialmente afastada da referida faixa anelar associada (22E) do disco do freio através de uma folga operativa particular (J1), caracterizado por o freio de disco incluir uma mola de retorno exterior (48E) para fazer retornar o calço do freio exterior (18E) à sua posição inativa, na qual uma porção de ligação traseira (62) da mola de retorno exterior (48E) está fixa, direta ou indiretamente, a uma porção central associada (63) do calço do freio exterior (18E), e na qual uma porção dianteira (50) da mola de retorno exterior (48E) está axialmente fixa a uma porção central associada (58) do apoio fixo (14).

2. Freio de disco, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o calço do freio interior (181) ser forçado a mover-se axialmente com o pistão do freio (46).

3. Freio de disco, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a mola de retorno exterior (48E) para fazer retornar o calço do freio exterior (18E) à sua posição inativa incluir meios para compensação do desgaste (J2) da cinta de fricção (24E) do calço do freio exterior (18E) que é deformada plasticamente quando o movimento do calço do freio exterior (18E) em uma direção axial de movimento até uma posição de travagem ativa é superior à referida folga operativa particular (J1).

4. Freio do disco, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a referida porção central associada (63) do calço do freio exterior (18E) estar substancialmente alinhado com o eixo deslizante do pistão do freio (46).

5. Freio do disco, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a referida porção central associada (14) ser constituída por uma seção central (58) de uma barra (60) do apoio fixo (14) que está em um plano dianteiro ortogonal ao eixo deslizante do pistão do freio (46), substancialmente alinhado com este eixo deslizante do pistão do freio (46).

6. Freio do disco, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a flange dianteira (42) da pinça (36) incluir duas partes laterais transversalmente espaçadas (43) simétricas em relação ao eixo deslizante do pistão do freio (46) e que delimitam entre elas uma saliência central (64) na qual está instalada a mola de retorno exterior (48E).

7. Freio de disco (10) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por os referidos meios que são plasticamente deformados incluírem uma seção plasticamente deformável (P1-B2-P2-B3-P3) que é formada por um acordeão que se estende entre a referida porção de ligação traseira (62) e a referida porção de fixação dianteira (50) da mola de retorno exterior (48E).

8. Freio de disco, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por a mola de retorno exterior (48E) incluir sucessivamente pelo menos: - a referida porção dianteira (50) para fixação da mola de retomo exterior (48E) no apoio fixo (14); - uma segunda porção rígida (B2), cuja extremidade proximal (B2p) está ligada à porção de fixação (50) por uma primeira curva (P1) plasticamente deformável em relação a um primeiro eixo de deformação (A1) ortogonal à direção axial (A) do movimento do calço do freio exterior (18E) e paralelo ao plano no qual está a segunda porção rígida (B2); - uma terceira porção rígida (B3), cuja extremidade proximal (B3p) está ligada a uma extremidade distai (B2d) da segunda porção rígida (B2) por uma segunda curva (P2) plasticamente deformável em relação a um segundo eixo de deformação (A2) paralelo ao primeiro eixo de deformação (A1); - uma quarta porção rígida (B4), cuja extremidade proximal (B4p) está ligada a uma extremidade distai (B4d) da terceira porção rígida (B3) por uma terceira curva (P3) plasticamente deformável em relação a um terceiro eixo de deformação (A3) paralelo ao primeiro eixo de deformação (A1), e que está fixa à referida porção central associada (63) do calço do freio exterior (18E) para constituir a referida porção de ligação traseira (62) da mola de retorno exterior (48E); na qual cada porção rígida (B2, B3, B4) é uma tira que estão globalmente instalada em um plano paralelo ao primeiro eixo de deformação (A1); e na qual a quarta porção rígida (B4) está axialmente separada (D) em relação à porção de fixação (50).

9. Freio de disco, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a porção dianteira (50) para fixação da mola de retorno exterior (48E) ao apoio fixo (14) incluir uma primeira porção rígida (B1) que é uma tira instalada em um plano paralelo ao primeiro eixo de deformação (A1) e na qual a extremidade proximal (B2p) da segunda porção rígida (B2) está ligada a uma extremidade distai (B1d) da primeira porção rígida (B1) através da primeira curva plasticamente deformável (P1).

10. Freio de disco, de acordo com a reivindicação 9 em conjunto com a reivindicação 5, caracterizado por a porção dianteira (50) para fixação da mola de retomo exterior (48E) ao apoio fixo (14) incluir um ressalto rígido que estende uma extremidade proximal (B1p) da primeira porção rígida (B1) para constituir uma curva que forma um gancho, cuja porção côncava recebe a referida seção central (58) da barra (60) do apoio fixo (14).

11. Freio de disco, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 7 a 19, caracterizado por cada porção rígida (B1, B2, B3, B4) ser reta.

12. Freio de disco, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 7 a 11, caracterizado por cada porção rígida (B1, B2, B3, B4) incluir meios de enrijecimento (Z1, Z2, Z3).

13. Freio de disco, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 7 a 12, caracterizado por cada curva plasticamente deformável (P1, P2, P3) incluir uma área (F1, F2, F3) de propriedades mecânicas enfraquecidas.

14. Freio de disco, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 7 a 13, caracterizado por cada curva plasticamente deformável (P1, P2, P3) ser uma porção em curva de uma tira incluindo uma janela (F1, F2, F3) orientada paralelamente ao primeiro eixo de deformação (A1).

15. Freio de disco, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 14, caracterizado por a mola de retorno exterior (48E) ser fabricada em uma peça através do corte e formação de uma chapa de material.

16. Freio de disco, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por a mola de retorno exterior (48E) ser fabricada em uma peça através do corte, pressão e curvatura da chapa de metal.

17. Freio de disco, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 7 a 14, caracterizado por as porções rígidas (B1, B2, B3, B4) e as curvas (P1, P2, P3) serem fabricadas em uma peça através do corte, pressão e curvatura de uma tira com largura constante.

18. Freio de disco, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por, em um estado anterior a qualquer deformação plástica das curvas (Ρ1, P2, P3), a primeira porção rígida (B1) e a segunda porção rígida (B2) formarem um ângulo (a1) igual ao ângulo (a2) que a segunda porção rígida (B2) e a terceira porção rígida (B3) formam igual ao ângulo (a3) que a terceira porção rígida (B3) e a quarta porção rígida (B4) formam.

19. Freio de disco, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 18, caracterizado por a mola de retomo exterior (48E) ser fabricada a partir de um material selecionado de um grupo incluindo aço inoxidável, aço X2CrNbCu21, aço 304L, ouro, chumbo, um material sintético, um material sintético com matriz de polímero reforçado por fibras naturais ou sintéticas.

20. Freio de disco, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 19, caracterizado por a mola de retorno exterior (48E) ser fabricada em um material cuja tensão de rotura está entre 30% e 60%, cuja resistência à tração está entre 400 MPa e 1000 MPa e cuja tensão de desvio de 0,2% está entre 0 e 500 MPa.

21. Freio de disco, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por a mola de retorno exterior (48E) ser fabricada em um material, cuja tensão de rotura está entre 40 e 60%, cuja resistência à tração está entre 400 MPa e 700 MPa, e cuja tensão de desvio de 0,2% está entre 150 e 400 MPa.

22. Freio de disco, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por a mola de retorno exterior (48E) ser fabricada em um material, cuja tensão de rotura está entre 50 e 60%, cuja resistência à tração está entre 400 MPa e 600 MPa, e cuja tensão de desvio de 0,2% está entre 200 e 300 MPa.

23. Freio de disco (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 22, caracterizado por a mola de retomo (48E) incluir uma chapa funcional (70) ligada à referida porção de fixação dianteira (50) instalada em um plano dianteiro ortogonal ao eixo deslizante do pistão do freio (46)

24. Freio de disco, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por a mola de retorno exterior (48E) ser fabricada em uma peça com a referida chapa funcional (70).

25. Freio de disco (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o calço do freio exterior (18E) incluir pelo menos um ressalto lateral (26) para orientação do deslizamento do mesmo que é recebido em uma calha axial (28) do apoio fixo (14).

26. Freio de disco (10), de acordo com a reivindicação 24, caracterizado por incluir uma calha (32) que protege as paredes da calha (28) e está fixa ao apoio fixo (14).

27. Mola de retorno de um calço do freio exterior de um freio de disco tal como descrito em qualquer uma das reivindicações de 1 a 26.

28. Kit de substituição para um freio de disco de veículos com motor, tal como descrito em qualquer uma das reivindicações de 1 a 25, caracterizado por incluir pelo menos um calço do freio exterior (18E) e uma mola de retorno exterior (48E) combinada com o referido calço do freio exterior (18E).

29. Kit de substituição de acordo com a reivindicação 28, caracterizado por incluir também duas molas (100) para instalação do calço do freio exterior (18E).