BR102018073672A2

BR102018073672A2 - VENTILATED BRAKE DISC FOR VEHICLES

Info

Publication number: BR102018073672A2
Application number: BR102018073672-8A
Authority: BR
Inventors: João Antonio Moreno De Garcia
Original assignee: Indústria Metalurgica Frum Ltda; Indústria Metalurgica Frum Ltda.; João Antonio Moreno De Garcia
Priority date: 2018-11-16
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2020-06-02

Abstract

resumo disco de freio ventilado para veículos um disco de freio ventilado do tipo utilizado para frenagem de diferentes veículos, onde a energia cinética do movimento é transformada em energia térmica por meio do atrito entre as pastilhas de freio e os discos, compreendendo corpo em peça única, circular, com pistas de frenagem (1a) e (1b), idênticas, axialmente alinhadas, espaçadas por grupos de aletas radiais, onde cada grupo é formado por uma aleta intermediária (2a) e duas aletas adjacentes (2b), entre as quais se formam passagens (3) igualmente radiais de ventilação das referidas pistas de frenagem (1a) e 1b) que, ainda, possuem os seus diâmetros internos integrados com um setor circular denteado (4) que delimita o diâmetro interno do conjunto e constitui meios de acoplamento e fixação, não rotativo, em um cubo de roda convencional; entre dito setor denteado (4) e as pistas de frenagem (1a) e (1b) são distribuídos transversalmente vários furos oblongos e passantes (5) em comunicação (6) com as passagens radiais (3), onde são formadas entradas de ar para refrigeração do conjunto.abstract ventilated brake disc for vehicles a ventilated brake disc of the type used for braking different vehicles, where the kinetic energy of the movement is transformed into thermal energy through the friction between the brake pads and the discs, comprising a single piece body , circular, with identical braking tracks (1a) and (1b), axially aligned, spaced by groups of radial fins, where each group is formed by an intermediate fin (2a) and two adjacent fins (2b), among which passages (3) are also formed which are radial for ventilation of the referred braking lanes (1a) and 1b), which also have their internal diameters integrated with a circular toothed sector (4) which delimits the internal diameter of the assembly and constitutes means of non-rotating coupling and fixation to a conventional wheel hub; between said toothed sector (4) and the braking tracks (1a) and (1b), several oblong and through holes (5) in communication (6) with the radial passages (3) are transversely distributed, where air inlets are formed for cooling system.

Description

DISCO DE FREIO VENTILADO PARA VEÍCULOS.VENTILATED BRAKE DISC FOR VEHICLES.

Campo da Invenção.Field of the Invention.

[01] Mais particularmente a presente Invenção refere-se a aprimoramentos técnicos e funcionais especialmente aplicados nos detalhes construtivos que conferem meios para ventilar um disco de freio do tipo utilizado para frenagem de diferentes veículos, notadamente aqueles de carga, onde a energia cinética do movimento é transformada em energia térmica por meio do atrito entre as pastilhas de freio e os discos. O disco de freio em questão, tal como muitos outros, também é do tipo com duas pistas de frenagem, paralelamente espaçadas e integradas entre si por meio de aletas radiais, formando entre as mesmas uma pluralidade de passagens radiais para o ar ambiente e, consequentemente, para ventilação do conjunto. As pistas de frenagem também estão integradas com um setor dentado que forma o diâmetro interno do conjunto. Esse setor dentado constitui os meios não rotativos de fixação do conjunto ao cubo de roda de um veículo qualquer.[01] More particularly the present invention refers to technical and functional improvements specially applied to the construction details that provide means to ventilate a brake disc of the type used for braking different vehicles, notably those of cargo, where the kinetic energy of movement it is transformed into thermal energy through friction between the brake pads and the discs. The brake disc in question, like many others, is also of the type with two braking tracks, parallel spaced and integrated with each other by means of radial fins, forming between them a plurality of radial passages to the ambient air and, consequently for ventilation of the assembly. The braking tracks are also integrated with a toothed sector that forms the internal diameter of the set. This toothed sector constitutes the non-rotating means of fixing the assembly to the wheel hub of any vehicle.

Estado da técnica.State of the art.

[02] Como já foi dito, o princípio de funcionamento do freio a disco é a transformação da energia cinética do movimento em energia térmica por meio do atrito entre as pastilhas de freio e os discos. O processo de frenagem nos freios a disco geralmente apresenta eficiência desejada, entretanto, um efeito negativo é o calor gerado no conjunto durante a frenagem. Esse calor senão controlado gera fadiga dos discos, pastilhas e[02] As already mentioned, the principle of operation of the disc brake is the transformation of the kinetic energy of the movement into thermal energy through the friction between the brake pads and the discs. The braking process in the disc brakes generally has the desired efficiency, however, a negative effect is the heat generated in the assembly during braking. This uncontrolled heat generates fatigue of the discs, inserts and

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2/8 compromete a eficiência do conjunto de frenagem. Portanto, a eficiência do freio a disco é medida pela sua capacidade de dissipar o calor gerado. O tipo ventilado tornou-se a melhor opção para diferentes veículos, pois, é formado por dois discos mais finos unidos por uma câmara interna, que tem a função de proporcionar várias passagens radiais do ar entre eles, resfriando com mais rapidez o conjunto.2/8 compromises the efficiency of the braking set. Therefore, the efficiency of the disc brake is measured by its ability to dissipate the heat generated. The ventilated type has become the best option for different vehicles, since it is formed by two thinner discs joined by an internal chamber, which has the function of providing several radial air passages between them, cooling the set more quickly.

[03] Os denominados discos de freio ventilados são desenvolvidos com detalhes construtivos coerentes para aumentar a eficiência de ventilação das pistas de frenagem, tal como ensinam, por exemplo, os documentos: BR102016002025 - 29/01/2016 - DISCO DE FREIO VENTILADO PARA UM VEÍCULO A MOTOR; BR112016000808 - 16/07/2014 ROTOR DE FREIO A DISCO APERFEIÇOADO PARA VEÍCULOS DE SERVIÇO PESADO; BR102014009184 - 15/04/2014 DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO DE DISCO DE FREIO PARA UM FREIO A DISCO, SISTEMA DE FREIO PARA UM VEÍCULO E VEÍCULO; BRPI0715953 - 31/08/2007 - DISPOSITIVO DE CUBO PARA[03] The so-called ventilated brake discs are developed with consistent construction details to increase the ventilation efficiency of the braking tracks, as taught, for example, in the documents: BR102016002025 - 29/01/2016 - BRAKE DISC VENTILATED FOR ONE MOTOR VEHICLE; BR112016000808 - 07/16/2014 PERFECTED DISC BRAKE ROTOR FOR HEAVY SERVICE VEHICLES; BR102014009184 - 15/04/2014 BRAKE DISK PROTECTION DEVICE FOR A DISC BRAKE, BRAKE SYSTEM FOR A VEHICLE AND VEHICLE; BRPI0715953 - 08/31/2007 - CUBE DEVICE FOR

FREIO A DISCO, DISCO DE FREIO E VEÍCULO; BRPI0709955 12/04/2007 - DISCO DE FREIO; BRPI0307422 - 19/02/2003 BLINDAGEM DE PROTEÇÃO PARA FREIO A DISCO; BRPI0302903 04/02/2003 - DISCO DE FREIO FUNDIDO; BRPI0209259 26/04/2002 - CUBO DA RODA; BRPI0014317 - 19/10/2000 DISCO DE FREIO PARA UM FREIO A DISCO DE VEÍCULO; PI0014409 - 13/10/2000 - DISCO DE FREIO PARA UM FREIO A DISCO DE VEÍCULO; e BRMU7100667 - 04/04/1991 APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO NO DISCO COMPONENTE DE FREIOS.DISC BRAKE, BRAKE DISC AND VEHICLE; BRPI0709955 12/04/2007 - BRAKE DISC; BRPI0307422 - 02/19/2003 SHIELD PROTECTION FOR DISC BRAKE; BRPI0302903 02/04/2003 - CAST BRAKE DISC; BRPI0209259 04/26/2002 - CUBO DA RODA; BRPI0014317 - 10/19/2000 BRAKE DISC FOR A VEHICLE DISC BRAKE; PI0014409 - 10/13/2000 - BRAKE DISC FOR A VEHICLE DISC BRAKE; and BRMU7100667 - 04/04/1991 IMPROVEMENT INTRODUCED IN THE BRAKE COMPONENT DISC.

[04] Analisando os ensinamentos do estado da técnica[04] Analyzing the teachings of the state of the art

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3/8 acima citados, nota-se que os tradicionais discos ventilados, produzidos para aumentar consideravelmente o resfriamento do conjunto, geralmente adotam meios configurativos para caracterizar fluxos de ar ambiente por entre as pistas de frenagem do disco, entretanto, tais fluxos de ar, apesar de serem radiais, podem ser realizados praticamente em duas maneiras distintas em relação ao diâmetro interno e o diâmetro externo do disco, ou seja, fluxos radiais que entram pelo diâmetro interno e saem pelo diâmetro externo do disco, ou fluxos que descrevem um percurso em U que entram e saem pelo diâmetro externo do disco.3/8 mentioned above, it is noted that the traditional ventilated discs, produced to considerably increase the cooling of the set, generally adopt configurative means to characterize ambient air flows between the disc braking lanes, however, such air flows, despite being radial, they can be performed in almost two different ways in relation to the inner diameter and outer diameter of the disc, that is, radial flows that enter through the inner diameter and leave through the outer diameter of the disc, or flows that describe a path in U entering and leaving the outer diameter of the disk.

[05] Não resta a menor dúvida de que os discos de freio ventilados do estado da técnica apresentam as suas respectivas soluções, todas proporcionam certa eficiência no funcionamento do conjunto, aqueles que oferecem ventilação somente pelo diâmetro externo conferem maior massa na região do diâmetro interno do disco, tornando mais resistente, enquanto aqueles outros com ventilação pelo diâmetro interno do disco apresentam massa mais reduzida em tal região, entretanto, sempre atingem a resistência desejada para perfeito funcionamento do conjunto.[05] There is no doubt that the state-of-the-art ventilated brake discs have their respective solutions, all of which provide some efficiency in the operation of the assembly, those that offer ventilation only by the outside diameter give greater mass in the region of the inside diameter of the disc, making it more resistant, while those with ventilation due to the internal diameter of the disc have a lower mass in such region, however, they always reach the desired resistance for perfect functioning of the set.

[06] Como é sabido, o disco de freio ventilado é normalmente fabricado com uma liga de ferro fundido. Diante disso, o processo de fabricação para os discos com ventilação somente no diâmetro externo requer moldes específicos e mais complicados que aqueles que possuem ventilação nos dois diâmetros.[06] As is well known, the ventilated brake disc is usually made of cast iron alloy. Therefore, the manufacturing process for discs with ventilation only in the outer diameter requires specific and more complicated molds than those that have ventilation in both diameters.

[07] Observou-se que seria vantajosa a concretização[07] It was noted that it would be advantageous to

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4/8 de um disco de freio com ventilação através de fluxos de ar nos seus dois diâmetros, interno e externo, porém, utilizando-se detalhes de passagens capazes de permitir que o ar ao redor do cubo de roda pudesse ser conduzido para dentro através do diâmetro interno do disco e por entre as duas pistas de frenagem, com a vantagem ainda de se manter uma massa de material suficiente para manter a resistência desejada do conjunto.4/8 of a brake disc with ventilation through air flows in its two diameters, internal and external, however, using details of passages capable of allowing the air around the wheel hub to be conducted inwards through the internal diameter of the disk and between the two braking tracks, with the advantage of maintaining a sufficient mass of material to maintain the desired resistance of the assembly.

Objetivos da Invenção.Objectives of the Invention.

[08] A concretização de um disco ventilado com duas pistas de frenagem, paralelamente espaçadas por aletas internas radialmente dispostas, formando entre elas várias câmaras radiais de ventilação para passagens do ar ambiente. Pelos diâmetros internos, as duas pistas de frenagem estão integradas com um setor dentado, aquele de fixação não rotativa ao cubo de roda do veículo. O setor denteado constitui o diâmetro interno do conjunto. Entre dito setor denteado e as pistas de frenagem são distribuídos transversalmente vários furos oblongos e passantes, distribuídos equidistantemente. Essas passagens constituem entradas laterais de ar ao redor do cubo de roda, onde o ar é aspirado pela rotação do conjunto e praticamente é dividido em fluxos radiais que passam por entre aquelas aletas e saem pelo diâmetro externo do conjunto, promovendo uma ventilação adequada para reduzir consideravelmente a temperatura do disco durante o seu funcionamento.[08] The realization of a ventilated disk with two braking tracks, parallel spaced by internal fins radially arranged, forming among them several radial ventilation chambers for ambient air passages. Due to their internal diameters, the two braking lanes are integrated with a toothed sector, that of non-rotating attachment to the vehicle's wheel hub. The toothed sector constitutes the internal diameter of the set. Between this toothed sector and the braking tracks several oblong and through holes are distributed transversely, evenly distributed. These passages are lateral air inlets around the wheel hub, where air is sucked in by the rotation of the assembly and is practically divided into radial flows that pass between those fins and exit through the outside diameter of the assembly, providing adequate ventilation to reduce considerably increase the temperature of the disc during operation.

[09] Por outro lado, cada abertura constitui uma entrada independente da outra, ou seja, cada entrada é limitada por três aletas radiais, duas delas possuem as[09] On the other hand, each opening constitutes an entrance independent from the other, that is, each entrance is limited by three radial fins, two of which have the

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5/8 suas extremidades internas ou do diâmetro interno integradas nos limites da correspondente abertura, onde estão também integradas com o setor denteado, enquanto a terceira aleta, além de ocupar uma posição intermediária, termina antes da passagem transversal e, assim, essa última é mantida em comunicação com o espaçamento ou câmara de ventilação formada entre as pistas de frenagem e entre as referidas aletas.5/8 its internal ends or internal diameter integrated in the limits of the corresponding opening, where they are also integrated with the toothed sector, while the third fin, in addition to occupying an intermediate position, ends before the transverse passage and, thus, the latter is maintained in communication with the spacing or ventilation chamber formed between the braking tracks and between said fins.

[10] Os detalhes construtivos dos furos oblongos transversais e passantes combinados com as aletas formam passagens estratégicas de entrada de ar para ventilação das pistas de frenagem do disco, com a vantagem de que tais detalhes permitem manter uma massa de material condizente para garantir a resistência desejada para o conj unto.[10] The constructive details of the transverse and through oblong holes combined with the fins form strategic air inlet passages for ventilation of the disc braking tracks, with the advantage that such details allow to maintain a mass of material consistent to guarantee the resistance desired for the set.

Descrição dos desenhos.Description of the drawings.

[11] Para melhor compreensão da presente Invenção, é feita em seguida uma descrição detalhada da mesma, fazendo-se referências aos desenhos anexos:[11] For a better understanding of the present invention, a detailed description is given below, making references to the attached drawings:

FIGURA 01 representa uma perspectiva colocando em destaque os detalhes externos do conjunto;FIGURE 01 represents a perspective highlighting the external details of the set;

FIGURA 02 mostra uma vista em elevação mostrando o perfil circular do disco de freio e a indicação do corte A-A;FIGURE 02 shows an elevation view showing the circular profile of the brake disc and the indication of the cut A-A;

FIGURA 03 ilustra uma vista em elevação mostrando o outro perfil do disco e a indicação do corte B-BFIGURE 03 illustrates an elevation view showing the other profile of the disc and the indication of the cut B-B

FIGURA 04 é uma vista do corte A-A indicado na figura 2;FIGURE 04 is a view of section A-A indicated in figure 2;

FIGURA 05 mostra uma vista do corte B-BFIGURE 05 shows a view of section B-B

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6/8 indicado na figura 3, incluindo ainda um detalhe ampliado e a indicação do corte C-C;6/8 shown in figure 3, including an enlarged detail and the indication of the C-C cut;

FIGURA 06 representa uma vista isométrica do corte B-B e um detalhe ampliado dessa mesma vista; e aFIGURE 06 represents an isometric view of section B-B and an enlarged detail of that view; and the

FIGURA 07 é uma vista do corte C-C indicado na figura 5, incluindo um detalhe ampliado isométrico do mesmo corte.FIGURE 07 is a view of the section C-C shown in figure 5, including an enlarged isometric detail of the same section.

Descrição detalhada da invenção.Detailed description of the invention.

[12] A presente Invenção, DISCO DE FREIO VENTILADO PARA VEÍCULOS, tal como ilustram as figuras 1, 2 e 3, compreende corpo em peça de liga de ferro fundido, tendo uma primeira parte circular definida como pistas de frenagem (1a) e (1b), idênticas, axialmente alinhadas, como também são espaçadas por grupos de aletas radiais, onde cada grupo é formado por uma aleta intermediária (2a) e duas aletas adjacentes (2b), entre as quais se formam passagens (3) igualmente radiais de ventilação das referidas pistas de frenagem (1a) e 1b) que, ainda, possuem os seus diâmetros internos integrados com um setor circular denteado (4) que delimita o diâmetro interno do conjunto e constitui meios de acoplamento e fixação, não rotativo, com um cubo de roda convencional.[12] The present invention, VENTILATED BRAKE DISC FOR VEHICLES, as shown in figures 1, 2 and 3, comprises cast iron alloy body, having a first circular part defined as braking tracks (1a) and ( 1b), identical, axially aligned, as well as being spaced by groups of radial fins, where each group is formed by an intermediate fin (2a) and two adjacent fins (2b), between which passages (3) are equally radial. ventilation of the referred braking tracks (1a) and 1b), which still have their internal diameters integrated with a circular toothed sector (4) which delimits the internal diameter of the set and constitutes means of coupling and fixation, non-rotating, with a conventional wheel hub.

[13] A patente em questão está caracterizada pelo fato de entre dito setor denteado (4) e as pistas de frenagem (1a) e (1b) serem distribuídos transversalmente vários furos oblongos e passantes (5) distribuídos equidistantemente.[13] The patent in question is characterized by the fact that between said toothed sector (4) and the braking tracks (1a) and (1b) are distributed transversely several oblong and through holes (5) distributed equidistantly.

[14] Conforme ilustram também as figuras de 4 a 7, os furos oblongos e passantes (5) estão medianamente em comunicação (6) com as passagens radiais (3) e, pelas[14] As figures 4 to 7 also illustrate, the oblong and through holes (5) are moderately in communication (6) with the radial passages (3) and, through

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7/8 suas extremidades, configuram entradas de ar nos dois lados do disco, de modo que, durante a rotação do conjunto, o ar externo possa fluir e entrar por ditos furos oblongos e passantes (5) e, após percorrer todas as passagens radiais (3), sai pelo diâmetro externo das pistas de frenagem (1a) e (1b), promovendo com isso o resfriamento adequado do conjunto.7/8 their ends, configure air intakes on both sides of the disc, so that, during the rotation of the set, the external air can flow and enter through said oblong and through holes (5) and, after going through all the radial passages (3), exits through the outer diameter of the braking tracks (1a) and (1b), thereby promoting the proper cooling of the assembly.

[15] A extremidade inferior de cada aleta intermediária (2a) termina ligeiramente acima da interligação (6) entre os furos oblongos e passantes (5) e as passagens (3), enquanto as extremidades inferiores das aletas (2b) são cegas e integram-se, respectivamente, de cada lado de cada furo oblongo passante (5) mantendo a continuidade da massa de material do setor circular denteado (4) e das pistas de frenagem (1a) e (1b).[15] The lower end of each intermediate fin (2a) ends slightly above the interconnection (6) between the oblong and through holes (5) and the passages (3), while the lower ends of the fins (2b) are blunt and integrate respectively, on each side of each oblong through hole (5) maintaining the continuity of the mass of material in the circular toothed sector (4) and the braking tracks (1a) and (1b).

[16] Conforme ilustram as setas na figura 7, cada furo oblongo e passante (5) forma duas entradas de ar, uma de cada lado do disco de freio. Nessa condição, quando o conjunto entra em rotação, o ar externo ao redor do cubo de roda entra por pelos dois lados de cada furo oblongo e passante (5) e, no seu trecho mediano de interligação (6), esse ar é desviado radialmente, como também é dividido em dois fluxos pela aleta intermediária (2a) e, depois de passar pelas pistas de frenagem (1a) e (1b), são lançados para fora. Esse ciclo se repete enquanto o conjunto estiver girando,[16] As shown by the arrows in figure 7, each oblong and through hole (5) forms two air inlets, one on each side of the brake disc. In this condition, when the set goes into rotation, the external air around the wheel hub enters through both sides of each oblong and through hole (5) and, in its median section of interconnection (6), this air is diverted radially , as it is also divided into two flows by the intermediate fin (2a) and, after passing through the braking tracks (1a) and (1b), they are thrown out. This cycle is repeated as long as the set is spinning,

permitindo allowed que what o ar externo the outside air realize perform a ventilação the ventilation desej ada wish ada de in todo all conjunto. set. [17] [17] Será It will be compreendido understood que what determinadas certain

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8/8 características e combinações das partes usuais que formam o presente disco de freio poderão variar consideravelmente mantendo-se o mesmo conceito funcional para o conjunto, consequentemente, nota-se que a construção ora descrita em detalhes a título de exemplo está claramente sujeita a variações construtivas, porém, sempre dentro do escopo do conceito inventivo ora revelado de um conjunto de furos equidistantes posicionados entre os diâmetros internos das pistas de frenagem e o setor denteado de fixação não rotativa do conjunto ao cubo de roda, furos estes que estabelecem passagem de ar por entre as ditas pistas de frenagem, e como muitas modificações podem ser feitas na configuração ora detalhada de acordo com as exigências descritivas da lei, é entendido que os detalhes presentes devam ser interpretados como de forma ilustrativa e não limitadora.8/8 characteristics and combinations of the usual parts that make up the present brake disc may vary considerably while maintaining the same functional concept for the set, consequently, it is noted that the construction now described in detail as an example is clearly subject to constructive variations, however, always within the scope of the inventive concept now revealed of a set of equidistant holes positioned between the internal diameters of the braking tracks and the toothed sector of non-rotating fixation of the set to the wheel hub, these holes that establish passage of air between said braking tracks, and as many modifications can be made in the configuration now detailed in accordance with the descriptive requirements of the law, it is understood that the details present should be interpreted as illustrative and not limiting.

Claims

1) VENTILATED BRAKE DISC FOR VEHICLES, comprising a single piece body made of cast iron alloy, having a first circular part defined as identical (axially aligned) braking tracks (1a) and (1b), as well as being spaced by groups of radial fins, where each group is formed by an intermediate fin (2a) and two adjacent fins (2b), between which passages (3) are also formed for radial ventilation of the referred braking tracks (1a) and 1b) which, still, they have their internal diameters integrated with a circular toothed sector (4), which delimits the internal diameter of the set and constitutes means of coupling and fixation, non-rotating, in a conventional wheel hub; characterized by the fact that between said toothed sector (4) and the braking tracks (1a) and (1b) are transversely distributed several oblong and through holes (5) which, in addition to being distributed equally, are also in communication (6) with the radial passages (3) and also said oblong and through holes (5) configure air inlets on both sides of the disc.

2) VENTILATED BRAKE DISC FOR VEHICLES, according to claim 1, characterized in that the lower end of each intermediate fin (2a) ends slightly above the interconnection (6) between the oblong and through holes (5) and the passages (3 ), while the lower ends of the fins (2b) are blind and integrate, respectively, on each side of each oblong through hole (5) maintaining the continuity of the mass of

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2/2 material from the circular toothed sector (4) and from the braking tracks (1a) and (1b).