BR102020005942A2

BR102020005942A2 - calço antirruído aperfeiçoado

Info

Publication number: BR102020005942A2
Application number: BR102020005942-4A
Authority: BR
Inventors: Jonas Karl-Gustaf Andersson; Nils Marcus Olsson; Lars Christian Dahl
Original assignee: Trelleborg Sealing Solutions Kalmar Ab
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2021-02-17
Also published as: KR20200115284A; CN111750006A; JP2020159554A; EP3715661B1; US20200309208A1; CN111750006B; EP3715661A1; DK3715661T3; US11306789B2

Abstract

A presente invenção se refere a um calço antirruído (100) compreendendo pelo menos uma primeira camada de metal (101) e uma camada de elastômero (103) que é ligada para a primeira camada de metal (101). A pelo menos uma primeira camada de metal (101) é configurada como um primeiro eletrodo para conexão elétrica para um sistema de mensuração de resistência (120) e a camada de elastômero (103) é configurada com características espaciais estruturais que possibilitam que a camada de elastômero (103) venha a obter uma espessura reduzida quando sendo submetida para uma força mecânica (F) em uma direção perpendicular para a camada de elastômero (103).

Description

CALÇO ANTIRRUÍDO APERFEIÇOADO

CAMPO TÉCNICO

[0001] Concretizações aqui se referem para um calço antirruído e métodos para fabricação de um tal calço e bem como a um método de utilização de um tal calço em um sistema de freio.

ANTECEDENTES

[0002] Em muitos sistemas mecânicos, sistemas simples ou mais complexos, existem pontos nos quais é desejável ou até mesmo essencial avaliar (medir) a pressão entre, por exemplo, duas unidades opostas no sistema. Por exemplo, um contexto onde tal sensoriamento de pressão é de interesse é um contexto onde é desejável controlar a pressão com a qual uma primeira unidade é pressionada contra uma segunda unidade que está em movimento de maneira tal a reduzir ou parar o movimento. Um exemplo de um tal contexto é frenagem em um sistema de freio, por exemplo, em um veículo, onde a velocidade rotacional de um disco de freio é para ser regulada. Isto é, em um sistema de freio pode ser desejável avaliar a pressão com a qual uma pastilha de freio é pressionada contra o disco de freio.

[0003] Disposições de sensoriamento de pressão de vários tipos são abundantes no estado da técnica e pode ser notado que cada destas disposições são tipicamente projetadas para campos de aplicação bastante estreitos, o que pode, na maior parte dos casos, ser devido para o fato de que as disposições de sensoriamento de pressão são muito complexas em construção e, conseqüentemente, necessitam de customização para o campo de aplicação específico. No contexto particular de sensoriamento de pressão em um sistema de freio, exemplos do estado da técnica que descrevem como avaliar a pressão com a qual uma pastilha de freio é pressionada contra um disco de freio incluem métodos mais ou menos indiretos ou até mesmo incluem métodos teóricos. Por exemplo, por mensuração da pressão de um fluido de freio em um cilindro de freio em uma pinça, uma mensuração de uma força com a qual um pistão de freio é pressionado contra um disco de freio pode ser estimada. Entretanto, um tal método é bem distante a partir de ser confiável ou exato, não menos importante devido para o fato de que este é um método indireto.

SUMÁRIO

[0004] Em vista do acima referido, um objetivo da presente divulgação é o de superar as desvantagens relacionadas para sensoriamento de pressão com a qual uma pastilha de freio é pressionada contra um disco de freio em um sistema de freio.

[0005] Este objetivo é conseguido, em um primeiro aspecto, por um calço antirruído (anto-guincho). Um tal calço antirruído compreende pelo menos uma primeira camada de metal e uma camada de elastômero que é ligada para a primeira camada de metal. A pelo menos uma primeira camada de metal é configurada como um primeiro eletrodo para conexão elétrica para um sistema de mensuração de resistência e a camada de elastômero é configurada com características espaciais estruturais que possibilitam que a camada de elastômero venha a obter uma espessura reduzida quando sendo submetida para uma força mecânica em uma direção perpendicular para a camada de elastômero.

[0006] Um tal calço antirruído pode ser disposto, como irá ser exemplificado abaixo, em vários contextos envolvendo pastilhas de freio onde é de interesse obter em tempo real mensurações de pressão exercida entre uma pastilha de freio e, por exemplo, uma pinça. Foi descoberto que, utilização de uma camada de elastômero que é adequadamente dimensionada e possuindo propriedades químicas e mecânicas adequadamente combinadas e bem como voltagens e outros parâmetros elétricos adequadamente adaptada/os no sistema de mensuração de resistência, variações de resistência podem ser mensuradas entre o primeiro eletrodo e um segundo eletrodo que é conectado para uma estrutura que é pressionada sobre a lateral de camada de elastômero, devido para o fato de variações na espessura da camada de elastômero. Por exemplo, por misturação de negro de fumo para o elastômero durante fabricação, uma medida de condutividade adequada pode ser obtida. A redução de espessura é facilitada pelo fato de que a camada de elastômero compreende características espaciais estruturais, relembrando que um elastômero em geral resiste sendo comprimido na medida em que ele possui uma relação (um coeficiente) de Poisson próxima para 0,5. A redução da espessura é relacionada para um aumento de pressão e, em conseqüência disso, também relacionada para um aumento da força aplicada. Como irá ser mostrado, concretizações de um tal calço são simples em construção e, por conseqüência, baratas para fabricar, em contraste com dispositivos do estado da técnica que são mais complexos e dispendiosos.

[0007] É para ser notado que, embora metal seja um material adequado para a camada que é configurada como o primeiro eletrodo, qualquer material similar pode ser utilizado que proporciona rigidez estrutural conforme requerida pelo contexto em questão e características elétricas pelo menos similares para aquelas de um metal.

[0008] Em várias concretizações, as características espaciais estruturais podem compreender uma textura de superfície externa sobre a camada de elastômero. Em algumas concretizações, as características espaciais estruturais podem compreender uma pluralidade de cavidades distribuídas no interior da camada de elastômero. Por exemplo, tais cavidades podem ser um gás que é remanescente de um líquido evaporado ou de um material sólido. Em algumas concretizações, tal material sólido pode possuir uma relação de Poisson que é mais baixa do que a relação de Poisson da camada de elastômero, e em algumas concretizações, ele possui um módulo de elasticidade que é mais baixo do que o módulo de elasticidade da camada de elastômero. Em algumas concretizações, as cavidades podem compreender microesferas de um material polimérico.

[0009] O que significa dizer, por provisão de estruturas apropriadas sobre a ou no interior da camada de elastômero, a camada de elastômero pode ser projetada para reagir, em termos de variação de espessura, para vários níveis de pressão e, em conseqüência disso, possibilitando sensoriamento de pressão em vários contextos, por exemplo, em termos de escala física.

[0010] Em várias concretizações, pelo menos uma camada de ligação compreendendo um agente de ligação (de aglutinação) proporciona ligação entre a camada de elastômero e a pelo menos uma primeira camada de metal.

[0011] Em algumas concretizações, pelo menos uma segunda camada de metal é ligada para a camada de elastômero por intermédio do que a camada de elastômero é ensanduichada entre a primeira e a segunda camadas de metal. Uma tal segunda camada de metal é, por conseqüência, configurada como um segundo eletrodo para conexão elétrica para o sistema de mensuração de resistência.

[0012] Pastilhas de freio em uma montagem de freio são projetadas para serem forçadas por uma estrutura, por exemplo, um “dedo” de uma pinça de freio para contatar um disco de freio em rotação e, em conseqüência disso, desacelerando ou parando o disco de freio de continuar em rotação. Desnecessário ser mencionado, durante um tal procedimento, as forças entre a pastilha de freio e o disco e, em conseqüência disso, a pressão, são substanciais e é freqüentemente desejável regular as forças envolvidas de maneira tal a regular a taxa na qual o disco em rotação é reduzido ou a detectar e medir vibrações que são geradas por forças de variação entre o freio e o disco. Por provisão de um calço antirruído como descrito aqui entre a pastilha e a pinça, e conexão do primeiro eletrodo da camada de metal para um sistema de mensuração de resistência e conexão de um segundo eletrodo entre, por exemplo, a pinça e o sistema de mensuração de resistência, mensurações da pressão e, portanto, da força entre a pastilha de freio e o disco são possibilitadas de uma maneira muito simples e confiável.

[0013] Por exemplo, por configuração de um freio de estacionamento elétrico, (electric parking brake) EPB, com uma montagem de pastilha de freio que compreende um calço antirruído como descrito aqui, uma confiabilidade aperfeiçoada e um risco de dano reduzido do EPB podem ser conseguida/os. Um EPB configurado com uma montagem de pastilha de freio convencional tipicamente aplica uma quantidade de força excessiva sobre a montagem de pastilha de freio de maneira tal a compensar para uma redução induzida por resfriamento presumida de dimensões espaciais dos componentes de freio. Um tal excesso de força de compensação irá inevitavelmente aumentar o risco de dano ou até mesmo falha dos componentes de freio. Em contraste, por utilização de uma montagem de pastilha de freio configurada com um calço como descrito aqui, é possível configurar o EPB com uma resposta de força a partir da montagem de pastilha de freio e, em conseqüência disso, possibilitando que o EPB venha a aplicar uma força dinâmica para os componentes de freio, a força dinâmica sendo justamente suficiente para assegurar o efeito de freio enquanto minimizando o estresse mecânico sobre os componentes de freio.

[0014] Um outro contexto envolvendo uma montagem de pastilha de freio é o de um sistema de freio eletromecânico [por exemplo, os assim chamados sistemas de “freio por cabo” (“brake-by-wire”)], onde um circuito lógico eletrônico controla a movimentação de pastilhas de freio em relação para discos de freio. De maneira tal a desempenhar tal controle de freio, o sistema de freio eletromecânico utiliza informação de resposta a partir, por exemplo, de sensores no sistema de frenagem e outra informação relacionada para a movimentação de um veículo no qual o sistema de freio eletromecânico está operando. Em um tal sistema, informação de resposta na forma de uma pressão, e em conseqüência disso, uma força na qual uma pastilha de freio é pressionada contra um disco de freio, é uma peça de informação vital. Adicionalmente, muitos veículos modernos são também configurados com funções antirrotação (antigiro), funções de controle de tração e funções de direção em pânico, onde frenagem é utilizada para direcionar o veículo, todas das quais irão se beneficiar a partir de informação alimentada de volta a partir do sistema de frenagem. Um calço antirruído configurado como descrito aqui tem capacidade de provisão de tal informação vital para o sistema de freio eletromecânico.

[0015] Ainda um outro contexto onde controle da força com a qual uma pastilha de freio é aplicada para um disco de freio é a rapidamente crescente frota de veículos elétricos impulsionados por bateria (incluindo os assim chamados veículos híbridos que são parcialmente impulsionados por um motor elétrico e bateria). Veículos elétricos impulsionados por bateria são tipicamente configurados com um sistema de freio eletromecânico que compreende tanto um sistema mecânico de pastilhas de freio e discos de freio e quanto um sistema de freio elétrico que controla os motores elétricos para atuar em sentido inverso como geradores e, em conseqüência disso, desacelerando rotação das rodas do veículo enquanto ao mesmo tempo carregando as baterias. Foi notado que tais veículos elétricos não aplicam o sistema de freio mecânico muito freqüentemente e como uma conseqüência disto foi descoberto que os discos de freio de veículos elétricos impulsionados por bateria freqüentemente se tornam corroídos e obtêm uma camada de ferrugem mais ou menos espessa, outros óxidos, poeira, óleo ou outros revestimentos indesejados apanhados e acumulados durante utilização do veículo. Por provisão de um calço antirruído como descrito aqui em um tal sistema de freio eletromecânico, um processo controlado, isto é, um “processo de condicionamento”, de remoção de uma tal camada de ferrugem a partir de um disco de freio pode ser desempenhado e, em conseqüência disso, contribuir para uma utilização segura de veículos elétricos impulsionados por bateria.

[0016] Em um outro aspecto, é proporcionado um método de fabricação de um calço antirruído como descrito aqui. Um tal método compreende produção de uma mistura de elastômero e produção de uma lâmina (folha) de elastômero compreendendo características espaciais estruturais a partir da mistura de elastômero. Uma lâmina de metal é produzida e a lâmina de metal e a lâmina de elastômero são ligadas (aglutinadas) juntamente. A lâmina de metal e de elastômero ligada é dividida em calços antirruído individuais, em que a camada de metal de cada calço é configurada como um eletrodo para conexão elétrica para um sistema de mensuração de resistência.

[0017] Em ainda um outro aspecto, é proporcionada uma montagem de pastilha de freio compreendendo uma pastilha de freio e pelo menos um calço antirruído como descrito aqui.

[0018] Em ainda um outro aspecto, é proporcionado um sistema de freio compreendendo pelo menos uma pinça, pelo menos um disco de freio e pelo menos uma montagem de pastilha de freio como descrito acima.

[0019] Em ainda um outro aspecto, é proporcionado um método de mensuração de pressão entre uma pastilha de freio e um disco de freio em um sistema de freio. O método compreende as etapas de disposição de uma conexão elétrica entre pelo menos um calço antirruído compreendido na montagem de pastilha de freio e um sistema de mensuração de resistência. Uma conexão elétrica entre pelo menos uma parte da pinça e o sistema de mensuração de resistência é também disposta, a pelo menos uma parte da pinça sendo disposta para transmitir uma força para a pastilha de freio através do calço antirruído. Movimentação da pelo menos uma montagem de pastilha de freio é controlada de maneira tal que a pelo menos uma pastilha de freio contata o disco de freio, e um valor de resistência é detectado no sistema de mensuração de resistência.

[0020] Efeitos e vantagens destes aspectos adicionais correspondem para aqueles resumidos acima em conexão com o primeiro aspecto.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0021] A Figura 1a esquematicamente ilustra uma vista lateral de um calço com uma camada de elastômero possuindo uma estrutura de superfície externa;

[0022] A Figura 1b esquematicamente ilustra uma vista de topo de um calço com uma camada de elastômero possuindo uma estrutura de superfície externa;

[0023] A Figura 1c esquematicamente ilustra uma vista lateral de um calço com uma camada de elastômero possuindo cavidades internamente distribuídas;

[0024] A Figura 1d esquematicamente ilustra uma vista lateral de um calço com uma camada de elastômero possuindo uma estrutura de superfície externa e cavidades internamente distribuídas;

[0025] A Figura 1e esquematicamente ilustra uma vista lateral de um calço sendo submetido para uma força mecânica;

[0026] As Figuras 2a e 2b esquematicamente ilustram uma respectiva vista lateral de um calço compreendendo uma camada de ligação (de aglutinação);

[0027] A Figura 3 esquematicamente ilustra uma vista lateral de um calço compreendendo duas camadas de metal;

[0028] A Figura 4 esquematicamente ilustra um sistema de freio;

[0029] As Figuras 5a e 5b esquematicamente ilustram uma respectiva vista lateral de uma montagem de pastilha de freio;

[0030] As Figuras 6a e 6b esquematicamente ilustram uma respectiva vista de topo de um calço;

[0031] A Figura 7 é um fluxograma de um método de fabricação de um calço antirruído; e:

[0032] A Figura 8 é um fluxograma de um método de mensuração de pressão utilizando um calço antirruído.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0033] Referindo-se para as Figuras 1a – 1e, um calço antirruído (100) compreende pelo menos uma primeira camada de metal (101) e uma camada de elastômero (103) que é ligada para a primeira camada de metal (101). A pelo menos uma primeira camada de metal (101) é configurada como um primeiro eletrodo para conexão elétrica para um sistema de mensuração de resistência (120), e a camada de elastômero (103) é configurada com características espaciais estruturais (110, 111) que possibilitam que a camada de elastômero (103) venha a obter uma espessura reduzida, (T1), quando sendo submetida para uma força mecânica (F) em uma direção perpendicular para a camada de elastômero (103).

[0034] Exemplos de materiais de elastômero que são adequados como a camada de elastômero (103) incluem borrachas (tais como borrachas de nitrila, borrachas de silicone, borrachas naturais e combinações das mesmas), fluoroelastômeros, polímeros viscoelásticos [tais como polímeros baseados em ácido (meta)acrílico, polímeros baseados em (meta)acrilato e combinações dos mesmos], adesivos viscoelásticos {tais como adesivos sensíveis à pressão [pressure sensitive adhesives (PSA)] do tipo acrílico, acrílico modificado, baseado em silicone ou borracha}, e plásticos. Exemplos específicos de materiais de borracha viscoelásticos incluem borracha acrílica (ACM), elastômero de etileno acrílico (AEM), borracha de bromo butil (BIIR), borracha de butadieno (BR), borracha de cloro butil (CIIR), borracha de polietileno clorado (CM), borracha de cloropreno (CR), borracha de polietileno de clorossulfonado (CSM), borracha de epicloridrina (ECO), borracha de propileno etileno dieno (EPDM), borracha de fluoro (FPM), borracha de nitrila hidrogenada (HNBR), borracha de butil (IIR), borracha de isopreno (IR), borracha de fluoro silicone (MFQ), borracha de nitrila (NBR), borracha natural (NR), borracha de óxido de propileno (PO), borracha de silicone (Q), borracha de estireno butadieno (SBR), borracha de uretano (U).

[0035] Em qualquer caso, para um material de elastômero adequado, a relação entre as propriedades mecânicas e as propriedades elétricas da camada de elastômero (103) são tais que quando o material da camada de elastômero está sendo espremido, as partículas do material ficam mais próximas umas para as outras e, em conseqüência disso, proporcionam uma mudança de resistência para corrente elétrica. Por exemplo, por misturação de uma quantidade apropriada de negro de fumo para o elastômero durante fabricação, tais características podem ser obtidas.

[0036] Como anteriormente mencionado, embora metal seja um material adequado para a camada (101) que é configurada como o primeiro eletrodo, qualquer material similar pode ser utilizado que proporciona rigidez estrutural conforme requerido pelo contexto em questão e características elétricas pelo menos similares para aquelas de um metal. Exemplos de metais que são úteis incluem aço inoxidável, aço galvanizado por imersão a quente [hot dipped galvanized steel (HDG)], aço carbono, alumínio, etc. Outros materiais incluem materiais contendo carbono (tais como fibra de carbono, grafite e negro de fumo) e materiais contendo silício.

[0037] Como esquematicamente exemplificado nas Figuras 1a, 1b, 1d, 1e, 2a e 2b, as características espaciais estruturais (110) podem compreender uma textura de superfície externa (110) sobre a camada de elastômero (103). Esta textura de superfície externa (110) pode compreender qualquer de uma textura de dente de serra, uma textura de onda quadrada, uma textura sinusoidal ou qualquer outra estrutura mais ou menos regular ou pseudoaleatória que pode ser obtida por intermédio de, por exemplo, impressão, gravação, gravura (à água forte), esmerilhamento ou qualquer técnica de usinagem apropriada, como irá ser descrito adicionalmente em detalhes abaixo em conexão com um método de fabricação. A vista lateral da Figura 1a e a vista de topo da Figura 1b exemplificam um calco antirruído (100) onde a textura de superfície externa (110) é uma textura de dente de serra possuindo uma pluralidade de unidades de textura de dente de serra (105) configuradas em uma distribuição de matriz na textura de superfície externa (110).

[0038] Desnecessário ser mencionado, as notações vista “lateral” e vista de “topo” não são para serem interpretadas de uma maneira restritiva, como a pessoa especializada no estado da técnica irá reconhecer, a orientação de calços quando utilizada pode variar em uma grande extensão e o conceito de “topo” ou “lateral” depende do contexto efetivo de utilização.

[0039] Como é ilustrado esquematicamente nas Figuras 1c e 1d, as características espaciais estruturais (111) podem, também ou alternativamente, compreender uma pluralidade de cavidades (111) distribuídas no interior da camada de elastô0mero (103). Tais cavidades (111) podem ser um gás que é um remanescente de um líquido evaporado. Tais cavidades (111) compreendendo gás podem ser obtidas por intermédio de misturação de uma substância comprovante, tal como bicarbonato de sódio para o elastômero durante fabricação, como irá ser descrito adicionalmente em detalhes abaixo em conexão com um método de fabricação. Em algumas concretizações, as cavidades (111) podem compreender material sólido, o material sólido possuindo uma relação de Poisson que é mais baixa do que a relação de Poisson do material de elastômero na camada de elastômero (103) e/ou um módulo de elasticidade que é mais baixo do que aquele do material de elastômero na camada de elastômero (103). Um exemplo de tal material é cortiça. Tal material sólido das cavidades pode ser incorporado na camada de elastômero (103) durante o processo de fabricação, como irá ser exemplificado abaixo. Adicionalmente, em algumas concretizações, as cavidades podem compreender microesferas de um material polimérico. Como irá ser descrito abaixo, tais microesferas podem ser incorporadas na camada de elastômero por misturação durante o processo de fabricação da camada de elastômero (103).

[0040] A Figura 1e ilustra esquematicamente como a camada de elastômero (103) pode obter uma espessura reduzida, (T1), quando sendo submetida para uma força mecânica (F), aplicada por uma disposição de aplicação de força (130), em uma direção perpendicular para a camada de elastômero (103). Quando a força (F) é aplicada, as unidades de textura (105) se tornam comprimidas e, como discutido acima, uma resistência reduzida pode ser determinada por intermédio do sistema de mensuração de resistência (120).

[0041] Com respeito para a primeira camada de metal (101) sendo configurada como um primeiro eletrodo para conexão elétrica para o sistema de mensuração de resistência (120), uma configuração simples é ilustrada nas Figuras 1a - 1e onde um conector elétrico (115) é atado, por exemplo, por intermédio de qualquer recurso de conector apropriado, para o sistema de mensuração de resistência (120).

[0042] Com respeito para o sistema de mensuração de resistência (120), a pessoa especializada no estado da técnica irá reconhecer que pode ser qualquer circuito apropriado que tem capacidade de determinação de uma voltagem e de uma corrente, como exemplificado pelo circuito (121) na Figura 1d. O sistema de mensuração de resistência (120) é conectado para a camada de metal (101) do calço (100) e para a disposição de aplicação de força (130) por intermédio de respectivos conectores (115, 116). O que significa dizer, um circuito elétrico fechado é criado em que um conector (116) conecta uma parte eletricamente condutiva da disposição de aplicação de força (130) estando em contato com a camada de elastômero (103) para o sistema de mensuração de resistência (120).

[0043] É para ser notado que as concretizações descritas na presente divulgação podem, como uma alternativa para o sistema de mensuração de resistência (120), utilizar um sistema de mensuração de impedância mais genérico. Por exemplo, a camada de elastômero (130) exibe uma variação em capacitância quando sendo reduzida em espessura devido para o fato de uma força mecânica aplicada. Portanto, em um sistema de mensuração de impedância, a impedância capacitiva pode então ser utilizada como uma medida de força ao invés de resistência. Adicionalmente, é para ser notado que materiais de elastômero adequados para a camada de elastômero (103) possuem um caráter piezo-resistivo, que proporciona uma relação entre força aplicada e resistência similar para a situação onde partículas do material ficam mais próximas umas para as outras e, em conseqüência disso, proporcionam uma mudança de resistência para corrente elétrica.

[0044] Como é exemplificado na Figura 2a, pelo menos uma camada de ligação (104) compreendendo um agente de ligação pode proporcionar ligação entre a camada de elastômero (103) e a pelo menos uma primeira camada de metal (101) . Exemplos adequados de materiais em uma tal camada de ligação (104) incluem uma mistura de fenol, um polímero e negro de fumo. É para ser notado que a camada de ligação (104) pode ser muito fina, de fato, exemplos de uma espessura típica podem variar na faixa de 1μΜ - 10 μΜ. Exemplos de materiais específicos que são adequados para utilização na camada de ligação (104) incluem materiais proporcionados por Lord Corporation sob a marca registrada Chemlok® e materiais proporcionados por Dow Chemical sob as marcas registradas Thixon® e Megum®.

[0045] A Figura 2a também ilustra um exemplo de dimensões espaciais da textura de superfície externa (110) possuindo uma espessura (t), enquanto que a espessura total da textura de superfície externa (110) é (T0) . Adicionalmente, a Figura 2a ilustra que a textura de superfície externa (110) compreende um número de unidades de textura (105) que possui uma configuração de dente de serra similar para as unidades de textura (105) no exemplo da Figura 1a e da Figura 1b.

[0046] Como é exemplificado na Figura 2b, a textura de superfície externa (110) da camada de elastômero (103) pode ser na forma de uma textura de onda quadrada. Neste exemplo, a textura de onda quadrada compreende uma pluralidade de unidades de textura (105) separadas por um respectivo espaçamento (106), as unidades de textura (105) possuindo uma espessura (t), que é igual para a espessura total (T0) da textura de superfície externa (110). Em outras palavras, as unidades de textura (105) do calço antirruído (100) exemplificadas na Figura 2b formam pequenas “ilhas” individuais, cada “ilha” sendo individualmente ligada por uma peça de camada de ligação (104) para a camada de metal (101). Embora não ilustradas, as unidades de textura (105) podem possuir outras configurações de seção transversal, por exemplo, configuração triangular, configuração de pirâmide truncada, etc.

[0047] Como a pessoa especializada no estado da técnica irá reconhecer, uma respectiva vista de topo das concretizações de um calço antirruído (100) que são esquematicamente ilustradas nas vistas laterais das Figuras 2a e 2b deveriam corresponder para a vista de topo das concretizações do calço antirruído (100) esquematicamente ilustrado na vista de topo da Figura 1b. O que significa dizer, em uma vista de topo do calço ilustrado nas Figuras 2a e 2b, as unidades de textura (105) deveriam ser ilustradas como configuradas em uma distribuição de matriz na textura de superfície externa (110).

[0048] Como é exemplificado na Figura 3, um calço antirruído (100) pode compreender pelo menos uma segunda camada de metal (102) ligada para a camada de elastômero (103) por intermédio do que a camada de elastômero (103) é ensanduichada entre a primeira e a segunda camada de metal (101, 102). Uma tal segunda camada de metal (102) pode ser configurada como um segundo eletrodo para conexão elétrica para o sistema de mensuração de resistência (120) conforme é indicado por um segundo conector (116) sendo conectado para a segunda camada de metal (102). Embora a Figura 3 exemplifique a camada de elastômero (103) como uma camada compreendendo cavidades, é para ser compreendido que várias concretizações de um calço ensanduichado (100) como é ilustrado na Figura 3 podem compreender uma camada de elastômero (103) possuindo uma textura de superfície externa (110) e/ou uma pluralidade de cavidades (111).

[0049] Concretizações de um calço (100) como é exemplificado na Figura 3 podem ser utilizadas em uma situação onde, em contraste para a situação que é exemplificada na Figura 1e, uma disposição de aplicação de força não possui a capacidade de condução de corrente elétrica para o sistema de mensuração de resistência (120).

[0050] Voltando-se agora para as Figuras 4 e 5a– 5b, a utilização de um calço antirruído (100) em conexão com uma montagem de pastilha de freio (200) e um sistema de freio (400) irá ser descrita. Uma tal montagem de pastilha de freio (200) compreende uma pastilha de freio (201) e pelo menos um calço antirruído (100) como descrito aqui.

[0051] Um sistema de freio (400) compreende pelo menos uma pinça (401), pelo menos um disco de freio (410) e pelo menos uma montagem de pastilha de freio (200) que compreende um calço antirruído (100) como descrito aqui. A pinça (401) compreende dedos (403) e um pistão (404) configurados como disposições de aplicação de força para aplicação de força de freio sobre respectivo calço (100) compreendido em montagens de pastilha de freio (200) atuando sobre o disco de freio (410). Como a pessoa especializada no estado da técnica irá reconhecer, a pinça (400) que é exemplificada na Figura 4 é uma assim chamada pinça flutuante devido para o fato de que força de frenagem é proporcionada por fluido de freio por intermédio de uma linha de freio (405) para o pistão (404). Entretanto, a utilização de calço antirruído (100), como exemplificado aqui, pode ser utilizada também em assim chamadas pinças fixadas que são configuradas com pistões em oposição. Conforme a pessoa especializada no estado da técnica irá reconhecer, o sistema de freio (400) é somente um exemplo de um sistema de freio, e outros exemplos de sistemas de freio incluem aqueles possuindo outros números de dedos e pistões, dependendo de, por exemplo, qual tamanho ou tipo de veículo no qual o sistema de freio é configurado para ser disposto. Além do mais, outros exemplos de sistemas de freio são configurados de maneira tal que o/s pistão/ões é/são acionado/s, não por intermédio de uma linha de freio hidráulica, mas ao invés disso por intermédio de acionadores eletromecânicos.

[0052] Um sistema de mensuração de resistência (120) é indicado esquematicamente na Figura 4 e conectores elétricos (122) são indicados. Os conectores elétricos (122) são dispostos em relação para a pinça (401) de uma maneira apropriada e conectam os calços (100) e disposições de aplicação de força para o sistema de mensuração de resistência (120). Tal disposição pode, por exemplo, ser realizada por utilização de cabos adequadamente configurados dentro da estrutura da pinça (401), os detalhes dos quais estão fora do escopo da presente divulgação.

[0053] A Figura 5a ilustra esquematicamente uma vista lateral de uma montagem de pastilha de freio (200) compreendendo uma pastilha de freio (201) e um calço antirruído (100). O calço (100) é atado para a pastilha de freio (201) por intermédio de recursos mecânicos mais ou menos simples, tais como guias (abas) de flexão, rebites, etc., tipicamente em combinação com uma cola ou adesivo sensível à pressão (PSA). Também indicada na Figura 5 é uma parte de uma disposição de aplicação de força (402) que pode ser, por exemplo, um dedo de uma pinça como é ilustrado na Figura 4. Um sistema de mensuração de resistência (120) é indicado esquematicamente e conectores elétricos (115, 116) conectam o calço (100) e a disposição de aplicação de força (402), respectivamente, para o sistema de mensuração de resistência (120).

[0054] A Figura 5b ilustra esquematicamente uma vista lateral de uma montagem de pastilha de freio (200) compreendendo uma pastilha de freio (201) e dois calços antirruídos (100). Os calços (100) são atados para a pastilha de freio (201) por intermédio de recursos mecânicos mais ou menos simples, tais como guias (abas) de flexão, rebites, etc., tipicamente em combinação com uma cola ou adesivo sensível à pressão (PSA). Também, indicada na Figura 5b é uma parte de uma disposição de aplicação de força (403) que pode ser, por exemplo, um dedo de uma pinça como é ilustrado na Figura 4. Um sistema de mensuração de resistência (120) é indicado esquematicamente e conectores elétricos (115, 116, 117) conectam os calços (100) e a disposição de aplicação de força (403), respectivamente, para o sistema de mensuração de resistência (120). Uma tal montagem de pastilha de freio (200), compreende dois calços (100) dispostos lado a lado sobre a pastilha de freio (201) possibilita mensuração de variações de valor de resistência, e em conseqüência disso, variações de força, em duas áreas separadas da pastilha de freio (201), as áreas separadas sendo associadas com a localização de respectivo calço (100) em relação para a pastilha de freio (201). Isto é vantajoso em que se proporciona uma maneira direta de mensuração de vibrações na montagem (200), os efeitos das quais podem ser prejudiciais para uma disco de freio com o qual a montagem de pastilha de freio (200) interage.

[0055] A Figura 6a é uma vista de topo que esquematicamente ilustra um calço antirruído (100) compreendendo duas camadas de metal (101), separadas por uma fenda (105), ligada para uma camada de elastômero (130), por exemplo, como descrito anteriormente em conexão com as Figuras 1 até 3. As camadas de metal (101) podem ser configuradas como eletrodos para conexão elétrica para um sistema de mensuração de resistência (não mostrado na Figura 6a), como é indicado por uma respectiva guia (aba) de metal (125, 127). É para ser notado que a extensão espacial, em duas dimensões como observada a partir de cima na Figura 6a, das camadas de metal (101) pode ser diferente do que aquela ilustrada. Por exemplo, a extensão espacial das duas camadas de metal (101) pode ser de maneira tal que elas cobrem toda a extensão espacial da camada de elastômero (103), deixando justamente uma fenda muito pequena (105) para isolamento elétrico entre as respectivas camadas de metal (101). Um tal calço (100) pode, por exemplo, ser utilizado em conexão com uma montagem de pastilha de freio (200) como é exemplificado acima em conexão com a Figura 5b. As guias (abas) de metal (125, 127) podem, então, conectar as camadas de metal (101) com respectivos conectores elétricos (115, 117) e, em conseqüência disso, conectar o calço (100) para um sistema de mensuração de resistência (não ilustrado na Figura 6a).

[0056] A Figura 6b é uma vista de topo que esquematicamente ilustra um calço antirruído (100) compreendendo duas camadas de metal (101) e (137), separadas por uma fenda (136), ligada para uma camada de elastômero (103), por exemplo, como descrito acima em conexão com as Figuras 1 até 3. As camadas de metal (101, 137) podem ser configuradas como eletrodos para conexão elétrica para um sistema de mensuração de resistência (não mostrado na Figura 6b), como é indicado por guias (abas) de metal (135) e (139). Um tal calço (100) pode, por exemplo, ser utilizado em conexão com uma montagem de pastilha de freio (200) similar para as montagens exemplificadas anteriormente em conexão com as Figuras 5a e 5b onde um pistão (404) ou dedos (403) de uma pinça de freio aplicam força em uma área do calço (100) que não inclui a camada de metal (137). Uma tal disposição proporciona uma vantagem adicional em que a camada de metal (137) pode ser conectada, por intermédio da guia (aba) (139), para um sistema de mensuração de resistência que também detecta um valor de resistência associado com uma área do calço (100) que não é submetida a uma força aplicada e um tal valor de resistência pode ser utilizado para calibrar valores de resistência medidos por intermédio da camada de metal (101). Por exemplo, em um contexto de montagem de pastilha de freio, podem existir variações de temperatura muito grandes, e em tais situações valores de resistência obtidos por intermédio da camada de metal (137) não são submetidos a uma força aplicada e podem ser considerados como um valor de resistência de compensação de temperatura e, em conseqüência disso, possibilitam provisão de uma mensuração mais exata da força aplicada. Além do mais, em vários contextos pode ser de interesse possuir conhecimento acerca da temperatura, tal como em uma montagem de pastilha de freio.

[0057] Similar para o exemplo da Figura 6a, é para ser notado que a extensão espacial, em duas dimensões como observada a partir de cima na Figura 6b, das camadas de metal (101, 137) pode ser diferente do que aquela ilustrada. Por exemplo, a extensão espacial das duas camadas de metal (101, 137) pode ser de maneira tal que elas cobram toda a extensão espacial da camada de elastômero (103), deixando justamente uma fenda muito pequena (136) para isolamento elétrico entre as respectivas camadas de metal (101, 137).

[0058] Voltando-se agora para a Figura 7, um método de fabricação de um calço antirruído, por exemplo, um calço (100) como é exemplificado e descrito acima em conexão com as Figuras 1 até 6, irá ser descrito em alguns detalhes. O método compreende as etapas a seguir.

Etapa 701

[0059] Componentes de um elastômero são misturados e, em conseqüência disso, produzindo o elastômero que é para ser produzido para a camada de elastômero (103) descrita aqui. Características espaciais estruturais na forma de uma pluralidade de cavidades (111) como é exemplificado acima podem ser criadas durante esta etapa por intermédio de inclusão na mistura de uma substância comprovante, tal como bicarbonato de sódio, que cria cavidades preenchidas por gás durante tratamento de calor ou vulcanização. Alternativamente, características espaciais estruturais na forma de uma pluralidade de cavidades (111) compreendendo material sólido como é exemplificado acima podem ser criadas durante esta etapa por inclusão na mistura de material sólido possuindo uma relação (coeficiente) de Poisson que é menor do que a relação de Poisson do material de elastômero na camada de elastômero (103) e/ou um módulo de elasticidade que é menor do que aquele do material de elastômero na camada de elastômero (103).

Etapa 703

[0060] Uma lâmina de elastômero é então produzida a partir da mistura de elastômero produzida na etapa 701. A lâmina pode ser produzida de várias maneiras. Por exemplo, a mistura de elastômero pode ser submetida para calandragem e, opcionalmente, laminada em um rolo. A mistura de elastômero pode alternativamente ser dissolvida em um solvente e então, durante a etapa 707 que se segue, ser espalhada diretamente em cima de uma lâmina de metal. A mistura de elastômero criada na etapa 701 pode alternativamente ser dividida em partículas e espalhada em cima da lâmina de metal e moldada por compressão durante a etapa 707 que se segue.

[0061] Uma maneira alternativa de produção de cavidades compreendendo material sólido é a de, subseqüente para a etapa 703, borrifar uma lâmina de elastômero com pedaços de material sólido, que durante a etapa 707 se tornam incluídos na camada de elastômero.

Etapa 705

[0062] Nesta etapa opcional, características espaciais estruturais (110) na forma de uma textura de superfície externa como é exemplificado acima podem ser criadas. Por exemplo, a textura de superfície pode ser criada por impressão da lâmina de elastômero com um rolo estruturado ou outra superfície. A textura pode também ser criada por gravação, por exemplo, por laser, esmerilhamento ou usinagem, etc.

Etapa 702

[0063] Uma lâmina de metal é criada. Esta etapa pode ser desempenhada concorrentemente ou independentemente da etapa de produção da lâmina de elastômero nas etapas 701 até 705.

Etapa 704

[0064] Nesta etapa opcional, a lâmina de metal é então coberta com um agente de ligação.

Etapa 707

[0065] A lâmina de metal e a lâmina de elastômero são então ligadas juntamente por intermédio de um processo que pode envolver calor e/ou pressão. Por exemplo, moldagem por compressão pode acontecer como mencionado anteriormente, e vulcanização do elastômero pode acontecer durante esta etapa, durante a qual o elastômero se torna ligado para o metal. Como mencionado anteriormente, durante esta etapa, em algumas concretizações, pedaços de material sólido podem ser borrifados sobre o elastômero antes da vulcanização. Tais pedaços borrifados irão então se tornar incluídos na camada de elastômero e, em conseqüência disso, formando cavidades preenchidas de material sólido como é exemplificado acima.

Etapa 709

[0066] Similar para a etapa opcional 705, nesta etapa opcional, as características espaciais estruturais (110) na forma de uma textura de superfície externa como é exemplificado acima podem ser criadas.

Etapa 711

[0067] A bobina ligada de lâmina de metal e lâmina de elastômero é então dividida em calços individuais que compreendem uma camada de metal e uma camada de elastômero como é exemplificado acima. Por exemplo, durante esta etapa de divisão, a camada de metal pode, por exemplo, ser estampada, cortada, cortada por laser, moída ou serrada com uma configuração espacial que compreende um eletrodo para conexão elétrica para um sistema de mensuração de resistência.

[0068] Uma maneira opcional de produção de uma lâmina de elastômero possuindo textura externa é a de molde de injeção ou molde de compressão de um material de elastômero, utilizando um molde possuindo uma superfície interna que compreende uma textura desejada que durante o processo de moldagem imprime a textura desejada em cima da superfície da lâmina de elastômero.

[0069] O método de fabricação descrito aqui pode compreender uma seqüência de etapas alternativa onde a lâmina de metal é dividida em componentes individuais, cada um dos quais sendo subseqüentemente cobertos pela camada de elastômero (103) por intermédio de moldagem de injeção ou moldagem de compressão.

[0070] Voltando-se para a Figura 8, e com referência continuada para as Figuras 4 e 5a, um método de mensuração de pressão entre uma montagem de pastilha de freio (201) e um disco de freio (410) em um sistema de freio (400) irá ser descrito em alguns detalhes. O método compreende as etapas a seguir:

Etapa 801

[0071] Uma conexão elétrica é disposta entre pelo menos um calço antirruído (100) compreendido na montagem de pastilha de freio (200) e um sistema de mensuração de resistência (120).

Etapa 803

[0072] Uma conexão elétrica é disposta entre pelo menos uma parte do sistema de freio (400) e o sistema de mensuração de resistência (120). A pelo menos uma parte do sistema de freio é disposta para transmitir uma força para a pastilha de freio (201) através do calço antirruído (100). Por exemplo, a pelo menos uma parte do sistema de freio (400) pode ser o pistão (404) ou um dedo (403).

Etapa 805

[0073] Movimentação da pelo menos uma montagem de pastilha de freio (200) é controlada de maneira tal que a pelo menos uma pastilha de freio (201) contata o disco de freio (410).

Etapa 807

[0074] Detecção de um valor de resistência é feita no sistema de mensuração de resistência (120), durante a movimentação controlada da montagem de pastilha de freio (200).

[0075] O valor, ou valores de resistência, obtidos na etapa 807 pode/m, então, ser utilizado/s como uma medida da força com a qual a pastilha de freio pressiona contra o disco de freio (410). Umas tais medidas de força podem, então, ser logadas e utilizadas em análises subseqüentes de, por exemplo, características dinâmicas do sistema de freio (400). Entretanto, uma descrição de tal utilização está fora do escopo da presente divulgação.

Claims

Um calço antirruído (100), compreendendo:
pelo menos uma primeira camada de metal (101) ,
uma camada de elastômero (103) que é ligada para a primeira camada de metal (101) :
caracterizado pelo fato de que
a pelo menos primeira camada de metal (101) é configurada como um primeiro eletrodo para conexão elétrica para um sistema de mensuração de resistência (120), e
a camada de elastômero (103) é configurada com características espaciais estruturais (110, 111) que possibilitam que a camada de elastômero (103) venha a obter uma espessura reduzida (T1) quando sendo submetida para uma força mecânica (F) em uma direção perpendicular para a camada de elastômero (103) .
O calço antirruído (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que
as características espaciais estruturais (110) compreendem uma textura de superfície externa (110) sobre a camada de elastômero (103).
O calço antirruído (100) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a textura de superfície externa compreende qualquer de uma textura de dente de serra, uma textura de onda quadrada e uma textura sinusoidal.
O calço antirruído (100) de acordo com quaisquer das reivindicações 1 até 3, caracterizado pelo fato de que
as características espaciais estruturais (111) compreendem uma pluralidade de cavidades (111) distribuídas no interior da camada de elastômero (103) .
O calço antirruído (100) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as cavidades (111) compreendem um gás que é um remanescente de um líquido evaporado.
O calço antirruído (100) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as cavidades (111) compreendem material sólido.
O calço antirruído (100) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o material sólido nas cavidades (111) possui uma relação de Poisson que é menor do que a relação Poisson da camada de elastômero (103).
O calço antirruído (100) de acordo com as reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o material sólido nas cavidades (111) possui um módulo de elasticidade que é mais baixo do que o módulo de elasticidade da camada de elastômero (103) .
O calço antirruído (100) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as cavidades (111) compreendem micro esferas de um material polimérico.
O calço antirruído (100) de acordo com quaisquer das reivindicações 1 até 9, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos uma camada de ligação (104) compreendendo um agente de ligação que proporciona ligação química entre a camada de elastômero (103) e a pelo menos primeira camada de metal (101) .
O calço antirruído (100) de acordo com quaisquer das reivindicações 1 até 10, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos uma segunda camada de metal (102) ligada para a camada de elastômero (103) por intermédio do que a camada de elastômero (103) é ensanduichada entre a primeira e a segunda camadas de metal (101, 102), a segunda camada de metal (102) sendo configurada como um segundo eletrodo para conexão elétrica para o sistema de mensuração de resistência (120) .
Um método de fabricação de calços antirruído conforme definidos em quaisquer das reivindicações 1 até 11, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:
- - produção (701) de uma mistura de elastômero;
- - produção (703) de uma lâmina de elastômero a partir da mistura de elastômero, a lâmina de elastômero compreendendo características espaciais estruturais;
- - produção (702) de uma lâmina de metal;
- - ligação (707) da lâmina de metal e da lâmina de elastômero; e:
- - divisão (711) da lâmina de metal e de elastômero ligada em calços antirruído individuais compreendendo uma camada de metal (101) e uma camada de elastômero (103), em que a camada de metal (101) de cada calço é configurada como um eletrodo para conexão elétrica para um sistema de mensuração de resistência (120) .
Montagem de pastilha de freio (200) caracterizada pelo fato de que compreende uma pastilha de freio (201) e pelo menos um calço antirruído (100) conforme definidos em quaisquer das reivindicações 1 até 11.
Sistema de freio (400) caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos uma pinça (401), pelo menos um disco de freio (410) e pelo menos uma montagem de pastilha de freio (200) conforme definida na reivindicação 13.
Um método de mensuração de pressão entre uma pastilha de freio (201) e um disco de freio (410) em um sistema de freio (400) conforme definido na reivindicação 14, o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:
- - disposição de uma conexão elétrica entre pelo menos um calço antirruído (100) compreendido na montagem de pastilha de freio (200) e um sistema de mensuração de resistência (120);
- - disposição de uma conexão elétrica entre pelo menos uma parte (403, 404) do sistema de freio (400) e o sistema de mensuração de resistência (120), referida pelo menos uma parte (403, 404) do sistema de freio (400) sendo disposta para transmitir uma força para a pastilha de freio (201) através do calço antirruído (100);
- - controle de movimentação da pelo menos uma montagem de pastilha de freio (200) de maneira tal que a pelo menos uma pastilha de freio (201) contata o disco de freio (410);
- - detecção, no sistema de mensuração de resistência (120), de um valor de resistência.