BR102017021791A2 - Dispositivo de frenagem do tipo sapata única - Google Patents

Abstract

a invenção se refere a um dispositivo de frenagem do tipo sapata única, que inclui uma sapata de freio única, em forma lateral de ?u?, integrada, configurada para formar uma forma anelar aberta, para ser integrada em um corpo único e para ter uma região de separação em um de seus lados, de modo a ficar submetida a uma força externa na direção onde estiver estendida em relação a ambos os lados; um cilindro instalado na região de separação e configurado para fornecer uma força externa; e um material de atrito acoplado à superfície circunferencial externa da sapata de freio e instalado para seletivamente entrar em contato com o tambor de freio à medida que a sapata de freio for estendida. o coeficiente de atrito do material de atrito é consideravelmente menor do que aquele do material de atrito comum para freios e o fator de frenagem é praticamente idêntico aquele do dispositivo de frenagem com duas sapatas.

Description

DISPOSITIVO DE FRENAGEM DO TIPO SAPATA ÚNICA CAMPO DA INVENÇÃO

[01] A presente invenção refere-se, de uma forma geral, a um dispositivo de frenagem do tipo sapata única e, mais especificamente, a um dispositivo de frenagem do tipo sapata única, no qual se utiliza um dispositivo auxiliar configurado para evitar que a sapata de freio salte, a força para a iniciação da operação da sapata de freio pode ser reduzida por meio da sapata de freio com um formato alterado e com a utilização de um material de atrito com um baixo coeficiente de atrito, ao invés do material de atrito geralmente comercializado que possui um alto coeficiente de atrito, portanto, reduzindo a força de frenagem.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[02] Geralmente, os dispositivos de frenagem para veículos incluem um freio principal configurado para reduzir a velocidade de um veículo durante o funcionamento do veículo e um freio de estacionamento configurado para manter o estado de estacionamento de um veículo durante a parada do veículo.

[03] Quando um motorista reduz a velocidade de um veículo ou para o veículo ou quando o motorista para e estaciona o veículo, um dispositivo de frenagem do tipo tambor se encontra instalado no eixo traseiro do veículo de modo a gerar uma força de frenagem, de tal forma que uma sapata de freio, que se encontra dentro do tambor de freio, se estende e entra em contato direto com o tambor de freio.

[04] Normalmente, um dispositivo de frenagem comum compreende duas sapatas de freio. Em contrapartida, os dispositivos de frenagem do tipo sapata única possuem sapata de freio do tipo única. Uma sapata de freio do tipo única é um corpo rígido que gera uma força de recuperação, retomando a sapata de freio ao estado original, antes da aplicação da força de frenagem, quando a força de frenagem for liberada.

Consequentemente, uma sapata de freio do tipo única não exige uma mola de recuperação.

[05] Um freio a tambor do tipo sapata única é instalado, principalmente, no eixo traseiro de um veículo. Normalmente, um freio a tambor do tipo sapata única executa a frenagem em conjunto com o cáliper de freio, configurado para executar a frenagem por compressão do disco instalado no eixo dianteiro do veículo, no caso de uma operação do freio principal, e executando, de forma independente, a frenagem no caso de uma operação do freio de estacionamento.

[06] No entanto, no caso de um freio principal do tipo sapata única, um material de atrito se torna gasto conforme o número de operações de frenagem aumenta e, desta forma, o desgaste do material de atrito aumenta gradativamente. Neste caso, uma sapata do tipo única precisa ser ainda mais estendida para realizar a frenagem, com o resultado de que a força necessária para a extensão da sapata do tipo única, ou seja, do corpo rígido, aumenta rapidamente.

[07] Consequentemente, à medida que o desgaste do material de atrito aumenta, a força de iniciação da frenagem aumenta rapidamente. Quando um motorista reduz vagarosamente a velocidade de um veículo durante o funcionamento do veículo, um cáliper de freio, instalado no eixo dianteiro do veículo, funciona, mas um freio do tipo sapata única instalado no eixo traseiro do veículo não funciona, com o resultado de que a distância de frenagem aumenta. Além disto, podem surgir problemas adicionais nos quais a estabilidade da frenagem é degradada, o material de atrito do cáliper de freio instalado no eixo dianteiro do veículo sofre desgaste mais cedo e ocorre o desaparecimento do freio. Consequentemente, é importante que o freio do tipo sapata única tenha uma estrutura capaz de reduzir a força de iniciação da frenagem através da redução da extensibilidade de uma sapata de freio.

[08] O documento KR20150018938 descreve um freio de estacionamento de tipo sapata única, de estrutura única com uma almofada no seu exterior e moldado em um círculo parcialmente cortado; e um cilindro de roda tendo ressaltos com ranhuras de montagem em que ambas as extremidades do sapato são montadas para poder mover-se verticalmente em faixas predeterminadas quando é gerada uma força de freio e pressionando as extremidades do sapato para serem expandidas em ambas as direções, os ressaltos têm travões limitando as faixas de movimento das extremidades montadas nos sulcos de montagem. Portanto, de acordo com a presente documento, o torque concentrado gerado no sapato pode ser distribuído para evitar danos ao sapato e para evitar que o sapato seja preso a um tambor de freio ou aos ressaltos.

SUMÁRIO

[09] A presente invenção foi concebida para superar os problemas acima descritos e um objeto da presente invenção é fornecer um dispositivo de frenagem do tipo sapata única que possui um dispositivo auxiliar incluindo uma placa traseira na qual se formam depressões de redução da extensibilidade na superfície interna de uma sapata de freio em forma lateral de “U”, de modo a reduzir a força de iniciação da frenagem, que aumenta rapidamente conforme o desgaste de um material de atrito, e a extensão e a deformação da sapata de freio são executadas por meio de depressões de redução da extensibilidade no caso do desgaste do material de atrito, desta forma reduzindo a extensibilidade em relação à região de separação da sapata de freio em forma lateral de “U”.

[010] Outro objeto da presente invenção é fornecer um dispositivo de frenagem do tipo sapata única, no qual a força de frenagem pode ser consideravelmente reduzida por meio de um material de atrito que possua um coeficiente de atrito significativamente menor do que o do material de atrito atualmente comercializado, para atender à exigência na qual a redução da força de frenagem é essencial para a aplicação de um freio com sapata única como freio principal, pelo motivo de que existem problemas decorrentes do fato de o eixo traseiro travar precocemente e um sistema antibloqueio de freio (ABS) operar frequentemente durante a frenagem quando o freio com sapata única, com alto desempenho, for aplicado ao eixo traseiro de um veículo e, desta forma, um freio do tipo leading-trailing, que possui duas sapatas e reduzida força de frenagem, é geralmente aplicado ao eixo traseiro do veículo.

[011] De acordo com um aspecto da presente invenção, é fornecido um dispositivo de frenagem do tipo sapata única incluindo: Uma sapata de freio única, lateralmente em forma de “U”, integrada, configurada para formar uma forma anelar aberta, para ser integrada em um corpo único e para ter uma região de separação em um dos lados de modo a estar submetida a uma força externa na direção em que estiver estendida em relação a ambos os lados; um cilindro instalado na região de separação e configurado para fornecer uma força externa na direção em que a sapata de freio estiver estendida na direção das extremidades separadas da sapata de freio; e um material de atrito acoplado à superfície circunferencial externa da sapata de freio e instalado para seletivamente entrar em contato com o tambor de freio à medida que a sapata de freio for estendida; onde o coeficiente de atrito do material de atrito é consideravelmente menor do que do material de atrito do freio comum e o fator de frenagem é quase idêntico ao de um dispositivo de frenagem com duas sapatas.

[012] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um dispositivo de frenagem do tipo sapata única incluindo: Uma sapata de freio única, lateralmente em forma de “U”, integrada, configurada para formar uma forma anelar aberta, para ser integrada em um corpo único e para ter uma região de separação em um dos lados de modo a estar submetida a uma força externa na direção em que estiver estendida em ambos os lados; depressões de redução da extensibilidade formadas em partes da superfície interna da sapata de freio, oposta à região de separação, com formatos predeterminados e configuradas para reduzir a extensibilidade da sapata de freio; um cilindro instalado na região de separação e configurado para fornecer uma força externa na direção em que a sapata de freio estiver estendida na direção das extremidades separadas da sapata de freio; e um material de atrito acoplado à superfície circunferencial externa da sapata de freio e instalado para seletivamente entrar em contato com o tambor de freio à medida que a sapata de freio for estendida; onde o coeficiente de atrito do material de atrito é consideravelmente menor do que do material de atrito do freio comum e o fator de frenagem é quase idêntico ao de um dispositivo de frenagem com duas sapatas.

[013] Estas depressões de redução da extensibilidade podem ser formadas em uma ou em ambas as superfícies internas dos trilhos da sapata em forma lateral de "U" e podem ter partes onduladas incluindo arcos de diferentes alturas.

[014] As depressões de redução da extensibilidade podem ser formadas em uma ou em ambas as partes dianteira e traseira dos trilhos da sapata em forma lateral de “U”, podem ter forma e estrutura idênticas ou forma e estrutura diferentes e podem ser formadas em alturas idênticas ou em alturas diferentes.

[015] Ambas as extremidades laterais das depressões de redução da extensibilidade podem ser formadas em uma forma terminal ou em uma forma de degrau, ou podem ser formadas em uma forma elíptica moderada ou em uma forma arqueada com ligeira inclinação.

[016] Entre as depressões de redução da extensibilidade pode ser formada uma parte de suporte ao dispositivo auxiliar.

[017] Uma parte de suporte ao dispositivo auxiliar pode ser formada em uma ou em ambas as partes dianteira e traseira da sapata em forma lateral de “U”.

[018] As depressões de redução da extensibilidade podem ser formadas nas partes dianteira e traseira da sapata em forma lateral de “U” e as profundidades das depressões de redução da extensibilidade podem ser idênticas ou podem ser diferentes umas das outras.

[019] As depressões de redução da extensibilidade podem ser formadas para possuírem diferentes alturas, podem ser formadas para terem diferenças graduais na altura ou podem ser formadas em formas diversas, tal como uma forma elíptica ou uma forma circular, conforme o desempenho do freio.

[020] As depressões de redução da extensibilidade podem ser formadas sem uma parte de suporte ao dispositivo auxiliar e podem satisfazer a relação 1/3<h2/h1<3, onde a altura dos trilhos nas depressões de redução da extensibilidade é h1 e a profundidade da depressão de redução da extensibilidade é h2.

[021] Ainda de acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um dispositivo de frenagem do tipo sapata única incluindo: Uma sapata de freio única, lateralmente em forma de “U”, integrada, configurada para formar uma forma anelar aberta, para ser integrada em um corpo único e para ter uma região de separação em um dos lados de modo a estar submetida a uma força externa na direção em que estiver estendida em relação a ambos os lados; depressões de redução da extensibilidade formadas em partes da superfície interna da sapata de freio, oposta à região de separação, com formatos predeterminados e configuradas para reduzir a extensibilidade da sapata de freio; um cilindro instalado na região de separação e configurado para fornecer uma força externa na direção em que a sapata de freio estiver estendida na direção das extremidades separadas da sapata de freio; um material de atrito acoplado à superfície circunferencial externa da sapata de freio e instalado para seletivamente entrar em contato com o tambor de freio à medida que a sapata de freio for estendida; e um dispositivo auxiliar configurado para evitar que a sapata de freio salte quando a sapata de freio for estendida pela operação do cilindro; onde o coeficiente de atrito do material de atrito é consideravelmente menor do que o do material de atrito do freio comum e o fator de frenagem é quase idêntico ao de um dispositivo de frenagem com duas sapatas.

[022] O dispositivo auxiliar pode ser formado de um ou de outro lado da sapata de freio em forma lateral de "U".

[023] O dispositivo auxiliar pode incluir: Uma placa de suporte localizada verticalmente na extremidade curvada das depressões de redução da extensibilidade e um membro de fixação configurado para fixar a placa de suporte e a placa traseira à medida que passa através da placa de suporte e da placa traseira na condição de suporte da extremidade curvada das depressões de redução da extensibilidade por meio da placa de suporte e da placa traseira configuradas para apoiar a sapata de freio.

[024] As depressões de redução da extensibilidade podem incluir partes onduladas formadas ao longo de partes da superfície interna da sapata de freio oposta à região de separação.

[025] O comprimento e a altura da parte de suporte ao dispositivo auxiliar formada entre as depressões de redução da extensibilidade podem ser determinados com base na resistência e na extensibilidade da sapata de freio.

[026] O coeficiente de atrito do material de atrito pode ser igual ou menor do que 0,25. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[027] Os objetos, as características e as vantagens da presente invenção, descritas acima ou não, ficarão mais claramente entendidos a partir da descrição detalhada a seguir, juntamente com os desenhos anexos, nos quais: [028] A FIG. 1 é uma vista frontal que mostra um dispositivo de frenagem do tipo sapata única de acordo com a primeira modalidade da presente invenção;

[029] A FIG. 2 é uma vista seccional que mostra o dispositivo de frenagem do tipo sapata única de acordo com a primeira modalidade da presente invenção em sua direção circunferencial;

[030] A FIG. 3 é uma vista que mostra a seção de deformação da extensão de um dispositivo de frenagem do tipo sapata única de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção;

[031] A FIG. 4 é uma vista que mostra o dispositivo de frenagem do tipo sapata única de acordo com a segunda modalidade da presente invenção;

[032] A FIG. 5 é uma vista seccional que mostra as depressões de redução da extensibilidade do dispositivo de frenagem do tipo sapata única de acordo com a segunda modalidade da presente invenção em sua direção circunferencial;

[033] A FIG. 6 é uma vista em perspectiva que mostra o dispositivo de frenagem com sapata única de acordo com a terceira modalidade da presente invenção;

[034] A FIG. 7 é uma vista frontal que mostra um dispositivo de frenagem do tipo sapata única de acordo com a quarta modalidade da presente invenção;

[035] A FIG. 8 é uma vista seccional que mostra a sapata do dispositivo de frenagem do tipo sapata única de acordo com a quarta modalidade da presente invenção em sua direção circunferencial;

[036] A FIG. 9 é uma vista que mostra as depressões de redução da extensibilidade de um dispositivo de frenagem do tipo sapata única, incluindo uma parte de suporte ao dispositivo auxiliar, de acordo com a quinta modalidade da presente invenção;

[037] A FIG. 10 é uma vista em perspectiva detalhada que mostra as depressões de redução da extensibilidade e uma parte de suporte ao dispositivo auxiliar do dispositivo de frenagem do tipo sapata única, de acordo com a quinta modalidade da presente invenção;

[038] A FIG. 11 é uma vista que mostra as depressões de redução da extensibilidade configuradas para evitar que a sapata de freio salte durante a extensão da sapata de freio no dispositivo de frenagem do tipo sapata única, de acordo com a quinta modalidade da presente invenção;

[039] A FIG. 12 é um gráfico que mostra as relações entre os deslocamentos da sapata e as forças de iniciação da frenagem em um material de atrito de acordo com a presente invenção; e [040] A FIG. 13 é um gráfico que mostra as relações entre os coeficientes de atrito e os fatores de frenagem em um material de atrito de acordo com a presente invenção. DESCRIÇÃO DETALHADA

[041] As modalidades da presente invenção serão, a seguir, detalhadamente descritas, em relação aos desenhos anexos.

[042] As vantagens, as características e os aspectos da presente invenção ficarão evidentes a partir das modalidades que, a seguir, serão detalhadamente descritas, juntamente com os desenhos anexos.

[043] No entanto, a presente invenção não está limitada às modalidades abaixo divulgadas, mas podem ser implementadas em diversas formas diferentes. As presentes modalidades são fornecidas exclusivamente para completar a divulgação da presente invenção e para permitir que aqueles que possuam conhecimentos básicos na técnica, a qual a presente invenção se refere, possam entender o âmbito da invenção. O âmbito da presente invenção é definido apenas pelos âmbitos das reivindicações em anexo.

[044] Além disto, na descrição a seguir da presente invenção, quando determinar-se que a descrição detalhada de uma tecnologia bem conhecida e relacionada possa confundir a essência da presente invenção, a descrição detalhada será omitida.

[045] A FIGURA 1 é uma vista frontal que mostra um dispositivo de frenagem do tipo sapata única de acordo com uma modalidade da presente invenção; A FIGURA 2 é uma vista seccional que mostra a sapata do dispositivo de frenagem do tipo sapata única de acordo com a modalidade da presente invenção em sua direção circunferencial. A sapata única mostrada nas FIGURAS 1 e 2 possui uma seção em forma lateral de “U” e os orifícios de drenagem da solução de revestimento 500, configurados para drenar um inibidor de corrosão, são formados na parte inferior do centro da sapata.

[046] Na seção quando uma sapata de freio estiver estendida, como mostrado na FIGURA 3, quando a espessura de um material de atrito for t, a máxima distância de extensão é 2t.

[047] A FIGURA 4 é uma vista que mostra um dispositivo de frenagem do tipo sapata única de acordo com a segunda modalidade da presente invenção, e a FIGURA 5 é uma vista seccional que mostra as depressões de redução da extensibilidade 200 da sapata do dispositivo de frenagem do tipo sapata única de acordo com a segunda modalidade da presente invenção em sua direção circunferencial;

[048] Além disto, as depressões de redução da extensibilidade 200 são formadas nas partes dianteira e traseira da sapata em forma lateral de “U” e as profundidades das depressões de redução da extensibilidade 200 podem ser idênticas ou podem ser diferentes uma da outras. A razão para isto é que elas variam dependendo do desempenho e das condições do dispositivo de frenagem.

[049] As depressões de redução da extensibilidade 200 podem ser formadas para terem diferentes alturas, como mostrado nas FIGURAS 6 e 7, podem ser formadas para terem diferenças graduais na altura ou podem ser formadas em formas diversas, tal como uma forma elíptica ou uma forma circular, conforme o desempenho do freio.

[050] Além disto, a depressão de redução da extensibilidade 200 pode ser formada na forma mostrada na FIGURA 6, ou pode ser formada em diversas formas.

[051] Uma parte de suporte ao dispositivo de proteção 600 geralmente dá suporte ao dispositivo de proteção B. O comprimento a da parte de suporte ao dispositivo de proteção 600 e a altura b das depressões de redução da extensibilidade 200 são determinados com base na extensibilidade de um cilindro e na resistência da sapata de freio 100.

[052] A intenção é reduzir a força de operação da sapata de freio 100 durante a frenagem. Em outras palavras, o modulo de elasticidade é reduzido pela redução da área seccional da sapata de freio 100 e, desta forma, a tensão é minimizada por meio das depressões de redução da extensibilidade 200 que podem ser formadas em diversas formas, quando a sapata de freio 100 estiver deformada, reduzindo assim a extensibilidade da sapata de freio 100.

[053] As depressões de redução da extensibilidade 200 podem incluir partes onduladas 200a formadas ao longo de superfícies internas, opostas à região de separação A, para permitir que a extensibilidade da sapata de freio 100 seja reduzida, como mostrado nas FIGURAS 6 e 7.

[054] As partes onduladas 200a são formadas para terem diferentes alturas dentro das depressões de redução da extensibilidade 200. As partes onduladas 200a possuem uma estrutura na qual a extensão ocorre facilmente em uma região que tem uma altura baixa, devido à característica de formato acima descrita e atua como uma mola. Consequentemente, quando a espessura do material de atrito é grande e, desta forma, o espaço da região de separação A estiver prolongado pela espessura, a extensibilidade pode ser minimizada sem deformação plástica e, assim, uma seção linear suficiente, atribuível à iniciação da força de frenagem da sapata de freio 100, pode ser garantida durante a frenagem.

[055] Como resultado, na presente modalidade, as depressões de redução da extensibilidade 200 e as partes onduladas 200a formadas nas depressões de redução da extensibilidade 200 são formadas e, portanto, é fornecida uma estrutura na qual as partes onduladas 200a ficam espalhadas como uma mola quando a extensibilidade for gerada na sapata de freio 100, desta forma evitando que a região de separação A seja excessivamente prolongada, mesmo quando já tiver ocorrido desgaste do material de atrito 300.

[056] Além disso, a FIGURA 7 é uma vista frontal que mostra um dispositivo de frenagem do tipo sapata única de acordo com a quarta modalidade da presente invenção. A FIGURA 8 é uma vista seccional que mostra a sapata do dispositivo de frenagem do tipo sapata única de acordo com a quarta modalidade da presente invenção em sua direção circunferencial.

[057] Como mostrado nas FIGURAS 7 e 8, o dispositivo de frenagem do tipo sapata única, de acordo com a presente modalidade, inclui uma sapata de freio 100, depressões de redução da extensibilidade 200, um material de atrito 300, um cilindro 400, orifícios de drenagem 500 e um parte de suporte ao dispositivo auxiliar 600.

[058] Neste caso, as configurações da sapata de freio 100, as depressões de redução da extensibilidade 200, o material de atrito 300, o orifício de drenagem 500 e a parte de suporte ao dispositivo auxiliar 600 são as mesmas das configurações da modalidade acima descrita e, desta forma, na descrição da presente modalidade serão omitidas as descrições detalhadas.

[059] Em outras palavras, na modalidade acima descrita foi descrita a estrutura da sapata de freio 100, que permite assegurar uma seção linear suficiente, atribuível à iniciação da força de frenagem, em comparação ao dispositivo de frenagem convencional do tipo sapata única, que é utilizado como freio principal. Pode ser fornecida a estrutura da sapata de freio 100 que pode ser usada não apenas como freio principal, mas também como freio de estacionamento.

[060] Em outras palavras, convencionalmente, um dispositivo de frenagem incluindo duas sapatas de freio e uma mola de recuperação tem sido utilizado como freio principal e como freio de estacionamento. O dispositivo de frenagem convencional é problemático pelo fato de a sua estrutura ser complexa devido à combinação de duas sapatas de freio e da mola de recuperação e seu peso e seu custo aumentam.

[061] Consequentemente, na presente modalidade, a região de separação A é formada e o cilindro 400 é instalado na região de separação A. O cilindro 400 é instalado e a região de separação A é prolongada pela operação do cilindro 400 durante a frenagem. O retorno ao local original é realizado por meio das depressões de redução da extensibilidade 200 durante o funcionamento do veículo. Consequentemente, de acordo com a presente invenção, o dispositivo de frenagem do tipo sapata única pode ser utilizado de forma eficaz como freio principal e como freio de estacionamento, sem a necessidade das configurações de uma mola de recuperação em separado e duas sapatas de freio, ao contrário dos dispositivos de frenagem convencionais.

[062] Além disto, o fator de frenagem de um freio, que é aplicado quando o dispositivo de frenagem do tipo sapata única é aplicado, é grande e, desta forma, a força se torna excessivamente maior do que a força de frenagem necessária. No entanto, este problema pode ser resolvido através do ajuste do coeficiente de atrito do material de atrito 200. No caso de um freio da roda traseira para um veículo de passageiros, ocorre uma rotação do veículo quando a roda traseira trava durante a frenagem (a roda traseira desliza) e, assim, um ABS é aplicado para evitar este problema. Enquanto isto, no caso de um freio de sapata única, quando for aplicado um material de atrito que possua um coeficiente de atrito atualmente utilizado como um freio do tipo duo-servo (geralmente igual ou maior do que 0,3), a roda traseira travará mesmo durante uma frenagem de redução de baixa velocidade, pelo fato de o fator de frenagem do freio ser grande e, assim, o ABS opera frequentemente, limitando a aplicação do mesmo. Consequentemente, o propósito do presente dispositivo de frenagem do tipo sapata única pode ser implementado somente quando for aplicado um coeficiente de atrito baixo (igual ou menor do que 0,25). A força de frenagem pode ser impedida de ser aumentada excessivamente, devido ao grande fator de frenagem, pela aplicação de um material de atrito que possua um baixo coeficiente de atrito, permitindo assim a operação do dispositivo de frenagem do tipo sapata única. Consequentemente, um freio do tipo sapata única que tem sido utilizado somente como um freio de estacionamento pode ser utilizado como freio principal (freio de serviço), portanto, permitindo que a presente invenção seja aplicada não apenas como freio principal, mas também como freio de estacionamento.

[063] Consequentemente, a presente invenção não pode ser implementada se não forem fornecidos tanto a depressão de redução da extensibilidade 200 quanto o material de atrito com baixo coeficiente de atrito. Portanto, as depressões de redução da extensibilidade 200 e o material de atrito com baixo coeficiente de atrito podem ser encarados como as principais tecnologias da presente invenção.

[064] As FIGURAS 7 e 8 mostram o dispositivo de frenagem do tipo sapata única de acordo com a quarta modalidade da presente invenção, a qual inclui a sapata de freio 100, as depressões de redução da extensibilidade 200, o material de atrito 300, os orifícios de drenagem 500 e a parte de suporte ao dispositivo auxiliar 600. Neste caso, o comprimento da parte de suporte ao dispositivo auxiliar 600 é a; a altura da parte de suporte ao dispositivo auxiliar 600, a partir das partes inferiores das depressões de redução da extensibilidade 200, é b. A altura b é determinada com base na extensibilidade F do cilindro e na resistência da sapata de freio 100.

[065] Primeiramente, a sapata de freio 100 forma uma forma anelar aberta, que está integrada em um corpo único e tem uma região de separação A em um de seus lados, de modo a ficar submetida a uma força externa na direção em que estiver estendida em relação a ambos os lados.

[066] Além disto, a sapata de freio 100 tem a forma lateral de “U”, incluindo principalmente partes dianteira e traseira, para reduzir o peso e a extensibilidade. A sapata de freio 100 inclui ainda orifícios de drenagem 500 configurados para drenar uma solução de revestimento usada para evitar a corrosão da sapata; um dispositivo auxiliar (ver a FIGURA 11) configurado para evitar que a sapata salte e uma parte de suporte ao dispositivo auxiliar 600.

[067] Em outras palavras, a sapata de freio 100 é do tipo sapata única. Consequentemente, em comparação à estrutura convencional que possui duas sapatas de freio, a sapata de freio 100 tem uma estrutura simples e pode ter seu peso e seu custo reduzidos porque não exige a configuração de uma mola de recuperação em separado. Em relação às FIGURAS 3 e 4, surge um problema decorrente do fato de apenas o cáliper de freio da roda dianteira gerar a força de frenagem e o freio da roda traseira não operar devido a um aumento rápido na força de iniciação da operação, atribuível ao desgaste do material de atrito 300 com base em sua característica estrutural, e, desta forma, o dispositivo de frenagem do tipo sapata única não poderá ser utilizado como freio principal, mas poderá ser utilizado somente como freio de estacionamento, resultando na ocorrência de limitação de uso.

[068] Além disto, quando o material de atrito 300 estiver desgastado, o espaço da região de separação A será prolongado pela largura do material de atrito 300 devido às suas características materiais porque a sapata de freio 100 é feita de aço. A força de operação do dispositivo de frenagem é aumentada devido ao prolongamento do espaço da região de separação A, o que pode resultar em um aumento rápido na força de iniciação da frenagem.

[069] Para lidar com este problema, de acordo com a presente modalidade, as depressões de redução da extensibilidade 200 são formadas na superfície interna da sapata de freio 100 oposta à região de separação A e a parte de suporte ao dispositivo auxiliar 600, configurada para fornecer apoio ao dispositivo auxiliar (ver FIGURA 12), é formada entre as depressões de redução da extensibilidade 200. Consequentemente, quando a região de separação A estiver excessivamente prolongada pelo cilindro 400, devido ao desgaste do material de atrito 300, a extensibilidade da sapata de freio 100 poderá ser reduzida.

[070] Em outras palavras, as depressões de redução da extensibilidade 200 são formadas em uma região oposta à região de separação A. As depressões de redução da extensibilidade 200 são formadas nas partes dianteira e traseira da sapata de freio em forma lateral de “U” 100, a parte de suporte ao dispositivo auxiliar 600, configurada para fornecer apoio ao dispositivo auxiliar, é formada entre as depressões de redução da extensibilidade 200 e são formados os orifícios de drenagem da solução de revestimento 500, configurados para drenar um inibidor de corrosão da sapata.

[071] Além disso, a FIGURA 9 é uma vista que mostra um dispositivo de frenagem do tipo sapata única, incluindo uma parte de suporte ao dispositivo auxiliar 600, de acordo com a quinta modalidade da presente invenção. A FIGURA 10 é uma vista em perspectiva detalhada que mostra as depressões de redução da extensibilidade e uma parte de suporte ao dispositivo auxiliar do dispositivo de frenagem do tipo sapata única de acordo com a quinta modalidade da presente invenção.

[072] Em relação à FIGURA 10, para reduzir a força de iniciação da extensão da sapata é necessário minimizar a altura h2 das depressões de redução da extensibilidade 200. Neste caso, durante uma frenagem rápida, controle eletrônico de estabilidade (ESC), ou frenagem de estacionamento, é gerada uma alta força de frenagem e, desta forma, durante a extensão da sapata de freio, é gerada uma força de salto F1 nas seções deformadas das depressões de redução da extensibilidade 200. Se isto não for controlado, as seções deformadas das depressões de redução da extensibilidade 200 serão plasticamente deformadas e, assim, poderá ocorrer uma condição de frenagem desativada. Para evitar a ocorrência desta condição, o dispositivo auxiliar é apoiado na parte de suporte ao dispositivo auxiliar 600.

[073] A FIGURA 11 é uma vista que mostra as depressões de redução da extensibilidade configuradas para evitar que a sapata de freio salte durante a extensão da sapata de freio no dispositivo de frenagem do tipo sapata única, de acordo com a quinta modalidade da presente invenção.

[074] Consequentemente, conforme mostrado no gráfico da FIGURA 12, pode ser visto que a estrutura (3), na qual são formadas partes onduladas 200a nas depressões de redução da extensibilidade 200, pode garantir um intervalo mais suficiente, no qual a força de iniciação da frenagem é linear dentro do intervalo de deslocamento da sapata, em comparação ao caso (1) onde não são aplicadas as depressões de redução da extensibilidade 200 e ao caso (2) onde apenas são aplicadas as depressões de redução da extensibilidade. A estrutura pode resolver de forma eficaz o problema no qual a força de iniciação da frenagem aumenta rapidamente.

[075] Além disto, conforme mostrado na FIGURA 11, uma placa traseira 10 pode ser instalada em uma das partes dianteira e traseira de uma sapata em forma lateral de “U” para o caso em que o cilindro 400 é operado e, assim, a sapata de freio é estendida. Neste caso, as depressões de redução da extensibilidade 200 podem ser formadas nas partes dianteira e traseira da sapata na mesma altura ou em alturas diferentes.

[076] Em relação à FIGURA 11, as depressões de redução da extensibilidade 200 impedem o salto e a deformação por meio de uma estrutura, incluindo a placa traseira 10, configurada para apoiar a sapata de freio 100, uma placa de suporte 220 e um membro de fixação 230, desta forma, fixando a localização da sapata.

[077] A FIGURA 3 mostra a seção de deformação da extensão do dispositivo de frenagem do tipo sapata única de acordo com a segunda modalidade da presente invenção. Na FIGURA 3 são mostradas as depressões de redução da extensibilidade 200. A altura dos trilhos da sapata em forma lateral de “U” nas depressões de redução da extensibilidade 200 é h1 e a altura das depressões de redução da extensibilidade 200 é h2.

[078] Em outras palavras, quando a altura geral for h, a altura dos trilhos nas depressões de redução da extensibilidade 200 será h1 e a altura da depressão de redução da extensibilidade 200 será h2, está estabelecida a relação h = h1 + h2. Neste caso, h2/h1 varia dependendo do material, da forma e da extensibilidade da sapata e, geralmente, se encontra dentro do intervalo 1/3<h2/h1<3.

[079] A FIGURA 13 é um gráfico que mostra a relação entre os fatores de frenagem de um dispositivo de frenagem do tipo sapata única e um dispositivo de frenagem do tipo leading-trailing e os coeficientes de atrito dos materiais de atrito. Em relação a este gráfico, no caso do dispositivo de frenagem do tipo leading-trailing comumente comercializado, quando o coeficiente de atrito for 0,4, o fator de frenagem toma-se 2. Ao contrário, quando o coeficiente de atrito estiver aplicado ao dispositivo de frenagem do tipo sapata única, o fator de frenagem torna-se 6. Consequentemente, é impossível aplicar o dispositivo de frenagem do tipo sapata única. Portanto, no caso do dispositivo de frenagem do tipo sapata única, de acordo com a presente invenção, quando for aplicado um coeficiente de atrito baixo, igual ou menor a 0,25, o fator de frenagem pode ser ajustado em 2. Consequentemente, este é o conceito principal da presente invenção.

[080] A FIGURA 13 é um gráfico que mostra os coeficientes de fricção dos materiais de atrito do freio 300 e os fatores de frenagem dos freios e indica que o fator de frenagem de um freio aumenta rapidamente conforme o coeficiente de atrito do material de atrito 100. Para reduzir um rápido aumento na força de iniciação da operação, que ocorre durante a frenagem rápida do veículo, a redução do coeficiente de atrito do material de atrito utilizado no dispositivo de frenagem do tipo sapata única é a principal tecnologia da presente invenção. Consequentemente, a FIGURA 13 mostra as relações entre os coeficientes de atrito e os fatores de frenagem dos freios.

[081] As FIGURAS 9 e 11 mostram outra modalidade, na qual está instalada uma estrutura de suporte ao dispositivo auxiliar que possui uma placa traseira 10 configurada para evitar que a sapata de freio salte. A modalidade inclui um corpo 200, uma placa de suporte 220 e um membro de fixação 230.

[082] Neste caso, as partes onduladas 200a podem ser formadas na sapata de freio 100, como mostra a FIGURA 11. Uma vez que sua operação e seus efeitos são os mesmos da modalidade acima descrita, suas descrições detalhadas serão omitidas na descrição da presente modalidade.

[083] A placa de suporte 220 é fornecida para acoplar a placa traseira 10 às depressões de redução da extensibilidade 200. A placa de suporte 220 tem um comprimento predeterminado e está localizada verticalmente para direcionar a placa traseira 10 na extremidade inferior da sapata de freio 100.

[084] O membro de fixação 230, de preferência, é um rebite ou um parafuso. O membro de fixação 230 fixa a placa de suporte 220 e a placa traseira 10 à medida que passa através da placa de suporte 220 e da placa traseira 10 na condição de apoiar a extremidade curvada da sapata de freio 100 contra a placa traseira 10 por meio da placa de suporte 220 e da placa traseira 10.

[085] Consequentemente, na presente modalidade, a estrutura de suporte e de fixação é aplicada às depressões de redução da extensibilidade 200. Portanto, quando uma força externa, gerada no cilindro 400, for aplicada à região de separação A pela frenagem rápida de um veículo, as depressões de redução da extensibilidade 200 poderão se deformar.

[086] Como resultado, de acordo com a presente modalidade, as depressões de redução da extensibilidade 200 facilitam a extensão e a contração da região de separação A, atribuível à frenagem de um veículo, e, desta forma, as depressões de redução da extensibilidade 200 são impedidas de serem plasticamente deformadas por meio de uma parte de suporte ao dispositivo auxiliar 600 que possui a placa traseira 10, como mostrado nas FIGURAS 9 e 13. Consequentemente, o dispositivo de frenagem, de acordo com a presente modalidade, poderá ser utilizado não somente como freio principal, mas também como freio de estacionamento.

[087] A presente invenção é vantajosa pelo fato de que as depressões de redução da extensibilidade, que podem ter diversas formas e estruturas, serem formadas na superfície interna da sapata de freio para, assim, facilitar a extensão de modo a reduzir a força de iniciação da frenagem, que aumenta rapidamente conforme o desgaste do material de atrito, permitindo a redução da extensibilidade em relação à região de separação do dispositivo de frenagem do tipo sapata única.

[088] Além disto, de acordo com outra modalidade da presente invenção, a placa traseira, configurada para apoiar a sapata de freio, e as depressões de redução da extensibilidade estão acopladas uma à outra pela placa de suporte e, assim, as depressões de redução da extensibilidade são impedidas de serem deformadas quando uma força de reação for gerada devido à força externa aplicada à região de separação durante uma frenagem rápida, permitindo assim que o alcance de aplicação do dispositivo de frenagem se estenda não apenas para o freio principal, mas também para o freio de estacionamento.

[089] De acordo com a presente invenção, é fornecido um dispositivo de frenagem do tipo sapata única, no qual depressões de redução da extensibilidade são formadas na superfície interna da sapata de freio em forma lateral de “U” para reduzir a força de iniciação da frenagem, que aumenta rapidamente conforme o desgaste do material de atrito, e a extensão e a deformação da sapata de freio são executadas por meio das depressões de redução da extensibilidade no caso do desgaste do material de atrito, desta forma, reduzindo a extensibilidade em relação à região de separação da sapata de freio em forma lateral de "U" [090] Além disto, de acordo com a presente invenção, é fornecido um dispositivo de frenagem do tipo sapata única, no qual a força de frenagem pode ser consideravelmente reduzida por meio de um material de atrito que possua um coeficiente de atrito significativamente menor do que o do material de atrito atualmente comercializado, para atender à exigência na qual a redução da força de frenagem é essencial para a aplicação de um freio com sapata única como freio principal, pelo motivo de que existem problemas decorrentes do fato de o eixo traseiro travar precocemente e um sistema antibloqueio de freio (ABS) operar frequentemente durante a frenagem quando o freio com sapata única, com alto desempenho, for aplicado ao eixo traseiro de um veículo e, desta forma, um freio do tipo leading-trailing que possui duas sapatas e reduzida força de frenagem é geralmente aplicado ao eixo traseiro do veículo.

[091] Apesar de a presente invenção ter sido descrita com referência às modalidades mostradas nos desenhos, este caráter é meramente ilustrativo. Os especialistas na técnica avaliarão que várias modificações podem ser feitas e todas ou parte de cada uma das modalidades descritas podem ser seletivamente combinadas. Portanto, o verdadeiro alcance de proteção da presente invenção deve ser definido pelo espírito técnico das reivindicações em anexo. REI Ν VIN DICAÇÕES:

Claims (16)

1. DISPOSITIVO DE FRENAGEM DO TIPO SAPATA ÚNICA caracterizado por compreender: a) uma sapata de freio única, integrada, em forma lateral de “U”, configurada para formar uma forma anelar aberta, a ser integrada em um corpo único e para ter uma região de separação em um de seus lados, de modo a ficar submetida a uma força externa na direção em que estiver estendida em relação a ambos os lados; b) um cilindro instalado na região de separação e configurado para fornecer a força externa na direção em que a sapata de freio estiver estendida em direção às extremidades separadas da sapata de freio; e c) um material de atrito acoplado a uma superfície circunferencial externa da sapata de freio e instalado para seletivamente entrar em contato com um tambor de freio à medida que a sapata de freio for estendida; d) onde o coeficiente de atrito do material de atrito é consideravelmente menor do que aquele do material de atrito comum e o fator de frenagem é praticamente idêntico aquele do dispositivo de frenagem com duas sapatas.

2. DISPOSITIVO DE FRENAGEM DO TIPO SAPATA ÚNICA caracterizado por compreender: a) uma sapata de freio única, integrada, em forma lateral de “U”, configurada para formar uma forma anelar aberta, a ser integrada em um corpo único e para ter uma região de separação em um de seus lados, de modo a ficar submetida a uma força externa na direção em que estiver estendida em relação a ambos os lados; b) depressões de redução da extensibilidade formadas em partes da superfície interna da sapata de freio, opostas à região de separação, com formatos predeterminados e configuradas para reduzir a extensibilidade da sapata de freio; c) um cilindro instalado na região de separação e configurado para fornecer a força externa na direção em que a sapata de freio estiver estendida em direção às extremidades separadas da sapata de freio; e d) um material de atrito acoplado a uma superfície circunferencial externa da sapata de freio e instalado para seletivamente entrar em contato com um tambor de freio à medida que a sapata de freio for estendida; e) onde um coeficiente de atrito do material de atrito é consideravelmente menor do que aquele do material de atrito comum e o fator de frenagem é praticamente idêntico aquele do dispositivo de frenagem com duas sapatas.

3. DISPOSITIVO DE FRENAGEM DO TIPO SAPATA ÚNICA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelas depressões de redução da extensibilidade formadas em uma ou em ambas as superfícies internas dos trilhos da sapata em forma lateral de "U" e com partes onduladas incluindo arcos cujas alturas são diferentes.

4. DISPOSITIVO DE FRENAGEM DO TIPO SAPATA ÚNICA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelas depressões de redução da extensibilidade formadas em uma ou em ambas as partes dianteira e traseira dos trilhos da sapata em forma lateral de “U”, possuindo forma e estrutura idênticas ou forma e estrutura diferentes e formadas em alturas idênticas ou em alturas diferentes.

5. DISPOSITIVO DE FRENAGEM DO TIPO SAPATA ÚNICA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por ambas as extremidades laterais das depressões de redução da extensibilidade serem formadas em uma forma terminal ou em uma forma de degrau, ou são formadas em uma forma elíptica moderada ou em uma forma arqueada com uma ligeira inclinação.

6. DISPOSITIVO DE FRENAGEM DO TIPO SAPATA ÚNICA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por uma parte de suporte ao dispositivo auxiliar ser formada entre as depressões de redução da extensibilidade.

7. DISPOSITIVO DE FRENAGEM DO TIPO SAPATA ÚNICA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por uma parte de suporte ao dispositivo auxiliar ser formada em uma ou em ambas as partes dianteira e traseira da sapata em forma lateral de “U”.

8. DISPOSITIVO DE FRENAGEM DO TIPO SAPATA ÚNICA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelas depressões de redução da extensibilidade formadas nas partes dianteira e traseira da sapata em forma lateral de “U” e as profundidades das depressões de redução da extensibilidade serem idênticas ou diferentes umas das outras.

9. DISPOSITIVO DE FRENAGEM DO TIPO SAPATA ÚNICA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelas depressões de redução da extensibilidade formadas para possuírem diferentes alturas, formadas para terem diferenças graduais na altura, ou formadas em formas diversas, tal como uma forma elíptica ou uma forma circular, conforme o desempenho do freio.

10. DISPOSITIVO DE FRENAGEM DO TIPO SAPATA ÚNICA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelas depressões de redução da extensibilidade formadas sem uma parte de suporte ao dispositivo auxiliar e satisfazem a relação 1/3<h2/h1<3, onde a altura dos trilhos nas depressões de redução da extensibilidade é h1 e a profundidade da depressão de redução da extensibilidade é h2.

11. DISPOSITIVO DE FRENAGEM DO TIPO SAPATA ÚNICA caracterizado por compreender: a) uma sapata de freio única, integrada, em forma lateral de “ΙΓ, configurada para formar uma forma anelar aberta, a ser integrada em um corpo único e para ter uma região de separação em um de seus lados, de modo a ficar submetida a uma força externa na direção em que estiver estendida em relação a ambos os lados; b) depressões de redução da extensibilidade formadas em partes da superfície interna da sapata de freio, opostas à região de separação, com formatos predeterminados e configuradas para reduzir a extensibilidade da sapata de freio; c) um cilindro instalado na região de separação e configurado para fornecer a força externa na direção em que a sapata de freio estiver estendida em direção às extremidades separadas da sapata de freio; d) um material de atrito acoplado a uma superfície circunferencial externa da sapata de freio e instalado para seletivamente entrar em contato com um tambor de freio à medida que a sapata de freio for estendida; e e) um dispositivo auxiliar configurado para impedir que a sapata de freio salte quando a sapata de freio for estendida pela operação do cilindro; f) onde um coeficiente de atrito do material de atrito é consideravelmente menor do que aquele do material de atrito comum e o fator de frenagem é praticamente idêntico aquele do dispositivo de frenagem com duas sapatas.

12. DISPOSITIVO DE FRENAGEM DO TIPO SAPATA ÚNICA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo dispositivo auxiliar ser formado em um lado ou no lado remanescente da sapata em forma lateral de “ΙΓ.

13. DISPOSITIVO DE FRENAGEM DO TIPO SAPATA ÚNICA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo dispositivo auxiliar compreender: a) uma placa de suporte localizada verticalmente na extremidade curvada das depressões de redução da extensibilidade; e b) um membro de fixação configurado para fixar a placa de suporte e a placa traseira à medida que passa através da placa de suporte e da placa traseira na condição de suporte da extremidade curvada das depressões de redução da extensibilidade por meio da placa de suporte e da placa traseira configuradas para apoiar a sapata de freio.

14. DISPOSITIVO DE FRENAGEM DO TIPO SAPATA ÚNICA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelas depressões de redução da extensibilidade incluírem partes onduladas formadas ao longo de partes de uma superfície interna da sapata de freio oposta à região de separação.

15. DISPOSITIVO DE FRENAGEM DO TIPO SAPATA ÚNICA, de acordo com a reivindicação 2 ou 11, caracterizado pelo comprimento e a altura da parte de suporte ao dispositivo auxiliar formada entre as depressões de redução da extensibilidade serem determinados com base na resistência e na extensibilidade da sapata de freio.

16. DISPOSITIVO DE FRENAGEM DO TIPO SAPATA ÚNICA, de acordo com a reivindicação 1, 2 e 11, caracterizado pelo coeficiente de atrito do material de atrito ser igual ou menor do que 0,25.