BR112012023928B1

BR112012023928B1 - freio a disco, fole para proteger os componentes internos de um freio a disco e eixo para um veículo motorizado

Info

Publication number: BR112012023928B1
Application number: BR112012023928-7A
Authority: BR
Inventors: Alf Siebke
Original assignee: Bendix Spicer Foundation Brake Llc
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2021-03-02
Also published as: EP2550468A4; CA2796930A1; WO2011119428A1; EP2550468A1; CN102822556A; BR112012023928A2; CN102822556B; RU2012145345A; KR20130076805A; US8387761B2; US20110233013A1; RU2566570C2; USRE46067E1; EP2550468B1

Abstract

PROTEÇÃO TÉRMICA PARA COMPONENTES DE FREIO A DISCO. A invenção refere-se a um freio a disco para um veículo motorizado. O freio a disco inclui um disco de freio, um calibrador de freio configurado para ficar em cima do disco de freio, um ressalto transportado pelo calibrador de freio e disposto para impulsionar um amortecedor de freio contra o disco de freio, e um fole fornecido entre o calibrador de freio e o ressalto para vedar uma lacuna entre o cali10 brador de freio e o ressalto. Uma camada de material de isolamento térmico flexível pode ser fornecida entre o fole e o ressalto. A camada de material de isolamento térmico flexível é configurada para proteger uma superfície externa do fole que faceia o amortecedor de freio a partir da exposição ao calor. Alternativamente, o fole pode incluir uma camada de material de isolamento térmico flexível em que uma camada elastomérica é formada. A camada de material de isolamento térmico flexível é configurada para facear o amortecedor de freio.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se à proteção térmica decomponentes de freio a disco.

[002] A aplicação de um amortecedor de freio contra um disco defreio rotativo resulta na geração de temperaturas muito altas. Embora uma grande porção de calor gerado pelo atrito entre o amortecedor de freio e o disco de freio seja dissipada por transferência de calor diretamente a partir do disco de freio para o ar, uma quantidade significativa de calor passa a partir do amortecedor de freio para dentro da estrutura de calibrador de freio. Em particular, quantidades indesejavelmente altas de calor podem ser transferidas para componentes sensíveis ao calor dentro de um calibrador de freio.

[003] Como mostrado na figura 1, um freio a disco 100 típico usapelo menos pistão ou ressalto 110 móvel para exercer uma força de frenagem sobre um disco de freio 120 através de um amortecedor de freio 130. O freio a disco 100 pode incluir dois amortecedores de freio 130 opostos um ao outro em qualquer lado do disco de freio 120 (não mostrado). O calibrador de freio 140 fica em cima do disco de freio 120, com o amortecedor de freio 130 localizado entre o ressalto 110 e o disco de freio 120. Quando o amortecedor de freio 130 está em uma nova condição, o ressalto 110 está em uma posição totalmente retraída a uma distância máxima do disco de freio 120, como mostrado na figura 1. A fim de impulsionar o amortecedor de freio 130 contra o disco de freio 120, o ressalto 110 move-se na direção do disco de freio 120. Na medida em que o amortecedor de freio 130 é usado, o atrito entre o amortecedor de freio 130 e o disco de freio 120 faz com que o material de atrito do amortecedor de freio 130 e o disco de freio 120 se desgastem. Conforme a espessura do amortecedor de freio 130 diminui, o ressalto 110 move-se próximo ao disco de freio 120 para manter uma folga máxima desejada entre o amortecedor de freio 130 e o disco de freio 120 a fim de minimizar o jogo livre do freio. Eventualmente, o ressalto 110 alcança uma posição completamente estendida quando o amortecedor de freio 130 e o disco de freio 120 estão em uma condição de desgaste máxima, como mostrado na figura 2.

[004] A fim de assegurar o desempenho do freio a disco 100 aolongo de sua vida útil, os componentes do calibrador interno devem ser protegidos contra influências ambientais, tais como poeira, produtos químicos, gases e água. Tipicamente, um fole 150 é fornecido para vedar a lacuna anular entre o calibrador de freio 140 e o ressalto 110, e para prevenir poeira, produtos químicos e água de penetrarem no mecanismo interno do freio. O fole 150 tem uma primeira superfície 151 que é afixada ao calibrador 140, e uma superfície de suporte 152 que é afixada ao ressalto 110. A primeira superfície 151 do fole 150 pode ser conectada diretamente ao calibrador 140 ou a um componente no exterior do calibrador 140, tal como uma placa de cobertura aparafusada ao calibrador 140 (não mostrado). O fole 150 estende-se e retrai-se com o ressalto 110 conforme o ressalto 110 avança em direção ao disco de freio 120 e retorna à sua posição de repouso. Deste modo, o fole 150 mantém a vedação entre o calibrador de freio 140 e o ressalto 110 durante todas as condições operacionais.

[005] O fole 150, que é tipicamente feito de borracha de silício, éparticularmente sensível a altas temperaturas. O contato entre o fole 150 e a porção de ressalto 110 imediatamente adjacentes ao amortecedor de freio 130 (isto é, a porção do ressalto 110 que alcança as temperaturas mais altas durante aplicação de freio) deve ser evitado porque esta porção do ressalto 110 pode alcançar temperaturas que podem fundir ou danificar o fole de borracha 150. Tal contato é particularmente provável quando o ressalto 110 está em ou próximo à posição completamente retraída como mostrado na figura 1, quando a massa do fole 150 retraído é recolhida próximo do ressalto 110. Além disso, as dobras do fole 150 não dobram uniformemente durante a retração. Em vez disso, as dobras são dobradas em etapas, e dobras únicas podem resistir ao movimento de dobragem permanecendo em uma posição inclinada durante um período de tempo prolongado. Isto aumenta o risco de contato entre as áreas locais dos foles 150 e o ressalto 110 conforme o ressalto 110 move-se para fora a partir do disco de freio 120.

[006] O fole 150 também é vulnerável à transferência de calorconvectiva a partir do processo de frenagem. Por exemplo, quando o ressalto 110 está na posição completamente estendida como mostrado na figura 2, o fole 150 está completamente desdobrado, de modo que o comprimento de parede total é exposto ao ataque ambiental e ao calor a partir do processo de frenagem. Além disso, o fole 150 tipicamente observa temperaturas mais altas quando o ressalto 110 está totalmente estendido (isto é, quando o amortecedor de freio 130 e o disco de freio 120 estão na condição de desgaste máximo), como comparado a quando o amortecedor de freio 130 e o disco de freio 120 são novos. Isto é devido à capacidade de calor reduzida do disco de freio 120 e do amortecedor de freio 130 causada por suas espessuras reduzidas bem como ao efeito de isolamento térmico reduzido do afinador, amortecedor de freio 130 desgastado. Portanto, o fole 150 é particularmente vulnerável à degradação térmica quando o ressalto 110 está na posição completamente estendida.

[007] Os projetos de freio a disco anteriores incluíam mecanismospara proteger os foles contra o calor gerado durante o processo de frenagem. Por exemplo, o fole de borracha pode ser encerrado com um invólucro de mola espiral metálica. No entanto, porque o metal tem uma alta condutividade térmica, o metal pode fundir ou danificar o fole de borracha quando do contato. Além disso, é difícil prevenir o contato entre o invólucro metálico e o fole, devido ao pequeno espaço de acondicionamento e à deformação incontrolável do fole e da mola metálica. Além disso, o invólucro metálico tem uma fraca resistência da forma, especialmente ao longo da direção lateral e na posição completamente estendida. Isto pode fazer com que as espirais individuais saltem ou engasguem, o que afeta adversamente a função da produção do invólucro metálico. Também pode comprometer a liberação completa de freio e causar uma redução da folga de execução com o risco de um freio de fluxo quente. Além disso, neste estado não é possível retrair completamente o ressalto a partir do disco de freio para trocar o amortecedor de freio, devido à altura aumentada do bloco da mola espiral.

[008] A Patente US no 7.267.207 divulga um freio a disco no qualos foles de borracha são substituídos com foles metálicos. No entanto, isto requer um alto custo de trocas de projetos de calibrador, porque os foles metálicos são feitos de aço inoxidável de parede fina e de alto grau, e os foles metálicos são caros. Além disso, forças relativamente altas são necessárias para deformar os foles metálicos durante a extensão e retração do ressalto.

[009] Na Publicação US no 2001/0047913 divulga um freio a discoque inclui uma placa de pressão e uma blindagem de calor sobre a placa traseira do amortecedor de freio; No entanto, isto fornece proteção limitada contratransferência de calor convectiva, porque os lados dos foles estão ainda expostos. Também, espaço adicional é necessário para a placa de pressão e a blindagem de calor, e existe um custo significativamente adicional para fornecer a placa de pressão e a blindagem de calor, e sua conexão ao ressalto.

[0010] A Publicação US no 2006/0175155 divulga um freio a disco que inclui um disco de isolamento sobre o ressalto. O disco de isolamento é somente eficaz contratransferência de calor condutiva, e não previne o contato entre o fole e o ressalto. Também, dependendo de sua elasticidade, o disco de isolamento pode aumentar a demanda de curso do freio.

[0011] Além disso, outros projetos de freio a disco incluíram umablindagem de freio que cobre parcialmente o fole. Por exemplo, a Patente US no 4.431.090 divulga um anel de borracha que deforma quando impactado pelo pistão, a Patente US no 3.592.303 divulga uma blindagem de calor elástica que se estende circunferencialmente na medida em que o êmbolo se estende, e a Patente Europeia no EP 1 972 821 B1 divulga uma blindagem de calor metálica que é inserida em uma extremidade do fole. No entanto, nenhum destes projetos de freio a disco fornece uma blindagem de calor que protege toda a superfície exposta do fole por toda a operação do freio a disco.

[0012] Consequentemente, existe uma necessidade de um freio adisco melhorado em que o fole 150 é protegido contra o calor excessivo gerado durante o processo de frenagem. Em particular, o aparelho deve vantajosamente proteger o fole 150 de calor por toda a faixa de operação do ressalto 110.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0013] A presente invenção aborda os problemas acima pelo novoarranjo de barreiras térmicas entre o fole e o ressalto. Em uma primeira modalidade da presente invenção, uma camada de material de isolamento térmico flexível é fornecida entre o fole e o ressalto. A camada de material de isolamento térmico flexível é configurada para proteger uma superfície externa do fole em frente ao amortecedor de freio a partir de exposição ao calor.

[0014] A camada de material de isolamento térmico flexível podeincluir uma primeira extremidade fixa e uma segunda extremidade fixa. Uma seção entre a primeira extremidade fixa e a segunda extremidade fixa pode ser configurada para manter a proteção da superfície externa do fole conforme o ressalto move-se em direção ao disco de freio. A seção pode ser configurada para desdobrar ou desenrolar conforme o ressalto move-se na direção do disco de freio.

[0015] O material de isolamento térmico flexível pode ser ummaterial de tecido ou de malha. O material de tecido ou de malha pode incluir fios de sílica, uma combinação de fios de sílica e de fibra de vidro, ou fios de basalto.

[0016] A primeira extremidade da camada de material deisolamento térmico flexível pode ser fixada ao ressalto, e a segunda extremidade fixa da camada de material de isolamento térmico flexível pode ser fixada ao calibrador de freio. Alternativamente, a primeira extremidade fixa da camada de material de isolamento térmico flexível pode ser fixada a uma circunferência interna do fole, e a segunda extremidade fixa do material de isolamento térmico flexível pode ser fixada a uma circunferência externa do fole.

[0017] A seção da camada de material de isolamento térmicoflexível entre a primeira extremidade fixa e a segunda extremidade fixa pode incluir um primeiro segmento adjacente à primeira extremidade fixa, em que o primeiro segmento é fornecido entre o fole e o ressalto em uma direção da aplicação do amortecedor de freio quando o ressalto está em um estado retraído. A seção também pode incluir um segundo segmento adjacente à segunda extremidade fixa, em que o segundo segmento é fornecido em um espaço externo de uma circunferência externa do fole quando o ressalto está no estado retraído.

[0018] O freio a disco com a camada de material de isolamentotérmico flexível pode ser incorporado em um eixo para um veículo motorizado. O freio a disco com a camada de material de isolamento térmico flexível também pode ser incorporado em um veículo motorizado.

[0019] De acordo com outra modalidade da presente invenção, ofole inclui uma primeira camada de material de isolamento térmico flexível e uma primeira camada elastomérica formada sobre uma primeira superfície da primeira camada de material de isolamento térmico flexível. Uma segunda superfície da primeira camada de material de isolamento térmico flexível opondo-se à primeira superfície faceia o amortecedor de freio.

[0020] O material de isolamento térmico flexível pode ser ummaterial de tecido ou de malha. O material de tecido ou de malha pode incluir fios de sílica, uma combinação de fios de sílica e de fibra de vidro ou fios de basalto. A camada elastomérica pode incluir borracha de silício.

[0021] O fole também pode incluir uma segunda camada dematerial de isolamento térmico flexível e uma segunda camada elastomérica formada sobre uma primeira superfície da segunda camada de material de isolamento térmico flexível. A primeira camada elastomérica e segunda camada elastomérica podem ser separadas por uma lacuna de ar. Alternativamente, a primeira camada elastomérica e a segunda camada elastomérica podem ser unidas por uma pluralidade de camadas elastoméricas adicionais para formar uma série de discos empilhados.

[0022] O freio a disco com o fole pode ser incorporado em um eixopara um veículo motorizado. O freio a disco com o furo também pode ser incorporado em um veículo motorizado.

[0023] Outros objetivos, vantagens e novos aspectos da presenteinvenção tornar-se-ão evidentes a partir da seguinte descrição detalhada da invenção quando considerada em conjunto com os desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0024] A figura 1 é uma vista de corte parcial de um freio a discotípico quando o amortecedor de freio está em uma nova condição;

[0025] A figura 2 mostra uma vista de corte parcial do freio a discotípico da figura 1 quando o amortecedor de freio e o disco de freio estão em uma condição de desgaste máxima;

[0026] A figura 3 é uma vista de corte parcial de um freio a discocom um disco de isolamento entre o ressalto e o fole, de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0027] A figura 4 é uma vista de corte parcial de um freio a discocom uma camada de isolamento dobrada entre o ressalto e o fole, de acordo com uma modalidade exemplar da presente invenção;

[0028] A figura 5 mostra uma vista de corte parcial de um freio adisco com um envoltório de isolamento entre o ressalto e o fole, de acordo com uma modalidade exemplar da presente invenção;

[0029] A figura 6 mostra uma vista de corte parcial de um freio adisco em que o fole é substituído com um material composto incluindo uma camada de material de isolamento térmico flexível no qual uma camada elastomérica é formada, de acordo com uma modalidade exemplar da presente invenção;

[0030] As figuras 7A e 7B mostram exemplos de foles feitos com omaterial composto de acordo com as modalidades exemplares da presente invenção; e

[0031] As figuras 8A e 8B mostram exemplos de freios a disco queincorporam o fole mostrado nas figuras 7A e 7B, respectivamente.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0032] A figura 3 mostra uma vista de corte parcial de um freio adisco 100 com um disco de isolamento 200 entre o ressalto 110 e o fole 150, de acordo com uma modalidade exemplar da presente invenção. Similar à figura 1, o ressalto 110 mostrado na figura 8 está em uma posição completamente retraída. O disco de isolamento 200 é inserido em uma lacuna de ar existente entre o ressalto 110 e o fole 150 para prevenir o fole 150 de contatar o ressalto 110. O disco de isolamento 200 tem uma forma anular. Uma primeira extremidade 210 do disco de isolamento 200 pode ser uma circunferência interna circular que é fixada ao ressalto 110. Uma segunda extremidade 220 do disco de isolamento 200 pode ser uma circunferência externa circular que se estende para além da circunferência externa do fole 150. O disco de isolamento 200 pode repousar sobre o ressalto 110 e mover-se para baixo com o ressalto 110 para prevenir o fole 150 de contatar o ressalto 110. A segunda extremidade 220 do disco de isolamento 200 não é fixada ao calibrador 140.

[0033] O disco de isolamento 200 é um material de isolamentotérmico flexível, que pode ser um material de tecido ou de malha. Por exemplo, o material de isolamento térmico flexível pode ser feito de fios de sílica, uma combinação de fios de sílica e de fibra de vidro ou fios de basalto. Outros materiais podem ser escolhidos para aperfeiçoar a resistência à temperatura e o projeto de freio a disco, e para minimizar o custo.

[0034] Devido às dobras do fole 150 repousarem contra o disco deisolamento 200, prevenindo o fole 150 de contatar o ressalto 110, a configuração do fole não é mais restrita pela necessidade de formar o fole 150 de modo a prevenir o contato com o ressalto 110. O disco de isolamento 200, portanto, permite deformação mais livre do fole 150, permitindo que o comprimento e/ou o diâmetro do fole 150 seja aperfeiçoado para melhorar a funcionalidade e a vida útil do fole 150. Além disso, a aumentada liberdade do projeto permite que o espaço necessário para instalar o fole 150 seja diminuído comprimindo o fole 150 de um modo definido quando o ressalto 110 é completamente retraído sem o risco de sobrecarga térmica do fole 150. Por exemplo, a compressão pode ser feita para ocorrer entre o disco de isolamento 200 e a parede traseira do espaço para o fole 150.

[0035] A figura 4 mostra uma vista de corte parcial de um freio adisco 100 com uma camada de isolamento dobrada 300 entre o ressalto 110 e o fole 150, de acordo com outra modalidade exemplar da presente invenção. Similar à figura 1, o ressalto 110 mostrado na figura 4 está em uma posição completamente retraída. A camada de isolamento dobrada 300 é um material de isolamento térmico flexível que pode ser um material de tecido ou de malha. Por exemplo, o material de isolamento térmico flexível pode ser feito de fios de sílica, uma combinação de fios de sílica e de fibra de vidro, ou fios de basalto. Outros materiais podem ser escolhidos para aperfeiçoar a resistência à temperatura e o projeto de freio a disco, e para minimizar o custo. Por exemplo, a camada de isolamento dobrada 300 pode ser cortada de um pano meio acabado de tecido ou malha plano, ou cortado de uma mangueira de malha.

[0036] Como mostrado na figura 4, a camada de isolamentodobrada 300 tem uma primeira extremidade fixa 310 e uma segunda extremidade fixa 320. A primeira extremidade fixa 310 pode ser fixada ao ressalto 110 e a segunda extremidade fixa 320 pode ser fixada ao calibrador 140. Alternativamente, a primeira camada fixa 310 e a segunda camada fixa 320 podem ser fixadas ao fole 150. Tipicamente, a primeira extremidade fixa 310 pode ser fixada à circunferência interna do fole 150 e a segunda extremidade fixa 320 pode ser fixada à circunferência externa do fole 150. Algumas ou todas as fixações podem ser feitas por aperto.

[0037] Uma porção interna da camada de isolamento dobrada 300é adjacente à primeira extremidade fixa 310 da camada de isolamento dobrada 300. A porção interna 330 da camada de isolamento dobrada 300 é fornecida entre o ressalto 110 e o fole 150 em uma direção de aplicação do amortecedor de freio 130 quando o ressalto 110 está no estado completamente retraído. Consequentemente, a porção interna 330 da camada de isolamento dobrada 300 previne o fole 150 de contatar o ressalto 110 quando o ressalto 110 está no estado completamente retraído.

[0038] Uma porção externa 340 da camada de isolamento dobrada330 é adjacente à segunda extremidade fixa 320 da camada de isolamento dobrada 300. Como mostrado na figura 4, a porção externa 340 da camada de isolamento dobrada 300 pode ser dobrada dentro de um espaço fora de uma circunferência externa do fole 150 quando o ressalto 110 está no estado completamente retraído. Alternativamente, a porção externa 340 da camada de isolamento dobrada 300 pode ser enrolada em um espaço fora de uma circunferência externa do fole 150 quando o ressalto 110 está no estado completamente retraído.

[0039] Quando o ressalto 110 estende-se em direção ao disco defreio 120, o fole 150 expande para manter a vedação entre o calibrador de freio 140 e o ressalto 110. Por exemplo, a circunferência externa do fole 150 é fixada ao calibrador de freio 140, e permanece no lugar quando o ressalto 110 estende-se em direção ao disco de freio 120. A circunferência interna do fole 150 pode ser fixada ao ressalto 110, e move-se em direção ao disco de freio 120 com o ressalto 110. Consequentemente, o fole 150 se desdobra em uma direção para baixo.

[0040] A fim de proteger toda a área superficial do fole 150 conformeo fole 150 se desdobra, a camada de isolamento dobrada 300 também se desdobra e se enrola em um modo similar. Por exemplo, na medida em que a primeira extremidade fixa 310 da camada de isolamento dobrada 300 move-se na direção para baixo com o ressalto 110, a porção externa 340 da camada de isolamento dobrada 300 desdobra- se gradualmente e deixa o espaço fora da circunferência externa do fole 150 para fornecer material suficiente para cobrir toda a área superficial do fole 150 conforme o fole 150 se desdobra. Portanto, a camada de isolamento dobrada 300 protege todo o fole 150 de calor quando o ressalto 110 está na posição completamente retraída, na posição completamente estendida, e na posição intermediária.

[0041] A figura 5 mostra uma vista de corte parcial de um freio adisco 100 com um envoltório de isolamento 400 entre o ressalto 110 e o fole 150, de acordo com outra modalidade exemplar da presente invenção. Similar às figuras 1 e 4, o ressalto 110 mostrado na figura 5 está em uma posição completamente retraída. O envoltório de isolamento 400 é um material de isolamento térmico flexível, que pode ser material de tecido ou de malha. Por exemplo, o material de isolamento térmico flexível pode ser feito de fio de sílica, uma combinação de fios de sílica e de fibra de vidro, ou fios de basalto. Outros materiais podem ser escolhidos para aperfeiçoar a resistência à temperatura e o projeto do freio a disco, e para minimizar os custos. O envoltório de isolamento 400 mostrado na figura 5 efetua uma função similar à camada de isolamento dobrada 300 mostrada na figura 4.

[0042] Como mostrado na figura 5, o envoltório de isolamento 400tem uma primeira extremidade fixa 410 e uma segunda extremidade fixa 420. A primeira extremidade fixa 410 pode ser fixada ao ressalto 110 e a segunda extremidade fixa 420 pode ser fixada ao calibrador 140. Alternativamente, a primeira extremidade fixa 410 pode ser fixada à circunferência interna do fole 150. Algumas ou todas as fixações podem ser feitas por aperto.

[0043] Uma porção interna 430 do envoltório de isolamento 400está adjacente à primeira extremidade fixa 410 do envoltório de isolamento 400. A porção interna 430 do envoltório de isolamento 400 é fornecida entre o ressalto 110 e o fole 150 quando o ressalto 110 está no estado completamente retraído. A porção interna 430 do envoltório de isolamento 400 previne o fole 150 de contatar o ressalto 110 quando o ressalto 110 está no estado completamente retraído.

[0044] Uma porção externa 440 do envoltório de isolamento 400 está adjacente à segunda extremidade fixa 420 do envoltório de isolamento 400. Como mostrado na figura 5, a porção externa 440 do envoltório de isolamento 400 é dobrada dentro de um espaço externo de uma circunferência externa do fole 150 quando o ressalto 110 está no estado completamente retraído. O envoltório de isolamento 400 pode ser pré-formado de modo que a porção externa 440 dobra para encher o espaço fora da circunferência externa do fole 150 quando o ressalto 110 está no estado completamente retraído. Isto facilita a retração do ressalto 110 e maximiza o espaço disponível dentro do freio a disco 100.

[0045] Quando o ressalto 110 estende-se em direção ao disco defreio 120, o fole 150 expande-se para manter a vedação entre o calibrador de freio 140 e o ressalto 110. Por exemplo, a circunferência externa do fole 150 é fixada ao calibrador de freio 140, e permanece no lugar quando o ressalto 110 estende-se em direção ao disco de freio 120. A circunferência interna do fole 150 pode ser fixada ao ressalto 110, e mover-se em direção ao disco de freio 120 com o ressalto 110. Consequentemente, o fole 150 se desdobra em uma direção para baixo.

[0046] A fim de proteger toda a área superficial do fole 150 conformeo fole 150 se desdobra, o envoltório de isolamento 400 também se desdobra de um modo similar. Por exemplo, na medida em que a primeira extremidade fixa 410 do envoltório de isolamento 400 move-se para baixo com o ressalto 110, a porção externa 440 do envoltório de isolamento 400 se desdobra gradualmente e deixa o espaço fora da circunferência externa do fole 150 para fornecer material suficiente para cobrir toda a área superficial do fole 150 conforme o fole 150 se desdobra. Portanto, o envoltório de isolamento 400 protege todo o fole 150 contra o calor quando o ressalto 110 está na posição completamente retraída, na posição completamente estendida, e em qualquer posição intermediária.

[0047] A figura 6 mostra uma vista de corte parcial de um freio a disco 100 no qual o fole 500 é um material composto que inclui uma camada 520 do material de isolamento térmico flexível no qual a camada elastomérica 510 é formada, de acordo ainda com outra modalidade exemplar da presente invenção. Similar à figura 1, o ressalto 110 mostrado na figura 6 está em uma posição completamente retraída. A camada 520 do material de isolamento térmico flexível é um material de isolamento térmico flexível, que pode ser um material de tecido ou de malha. Por exemplo, o material de isolamento térmico flexível pode ser feito de fio de sílica, uma combinação de fios de sílica e de fibra de vidro, ou fios de basalto. Outros materiais podem ser escolhidos para aperfeiçoar a resistência à temperatura e o projeto de freio a disco, e para minimizar os custos. A camada elastomérica 510 pode ser feita de borracha de silício.

[0048] Na presente modalidade exemplar, a camada 520 domaterial de isolamento térmico flexível é integrada com a camada elastomérica 510 para formar o fole 150. A camada 520 do material de isolamento térmico flexível serve como um material transportador para a camada elastomérica 510. A camada elastomérica 510 pode ser moldada ou pulverizada sobre a camada 520 do material de isolamento térmico flexível. A camada elastomérica 510 fornece uma vedação contra poeira, produtos químicos, gases e água, enquanto a camada 520 do material de isolamento térmico flexível fornece uma barreira térmica.

[0049] Como mostrado na figura 6, a camada 520 de material deisolamento térmico flexível faceia o ressalto 110 e o amortecedor de freio 130, enquanto a camada elastomérica 510 faceia os componentes de calibrador interno. Como o fole 150 mostrado na figura 2, quando o ressalto 110 se estende em direção ao disco de freio 120, o fole 500 expande-se para manter a vedação entre o calibrador de freio 140 e o ressalto 110. Por exemplo, a circunferência externa do fole 500 é fixada ao calibrador de freio 140, e permanece no lugar quando o ressalto 110 estende-se em direção ao disco de freio 120. A circunferência interna do fole 500 pode ser fixada ao ressalto 110, e move-se em direção ao disco de freio 120 com o ressalto 110. Consequentemente, o fole 500 mostrado na figura 6 se desdobra em uma direção a jusante, similar ao fole 150 mostrado na figura 2.

[0050] Porque o fole 500 inclui uma camada 520 do material deisolamento térmico flexível, a camada elastomérica 510 é protegida contra o calor na medida em que o ressalto 110 estende-se e o fole 150 se desdobra. Isto é porque a camada 520 do material de isolamento térmico flexível está sempre posicionada entre a camada elastomérica 510 do fole 500 e ressalto 110. Portanto, a camada 520 de material de isolamento térmico flexível protege toda a camada elastomérica 510 do fole 500 contra o calor quando o ressalto 110 está na posição completamente retraída, na posição completamente estendida, e em qualquer posição intermediária.

[0051] O fole 500 feito do material composto pode ser usado parasubstituir qualquer fole ou elemento de vedação deformável dentro do freio a disco 100. Por exemplo, o fole 500 feito do material composto pode substituir o fole de pino de guia (não mostrado). O fole 500 pode ser orientado de modo que a camada 520 do material de isolamento térmico flexível faceia a fonte de calor do freio a disco 100.

[0052] As figuras 7A e 7B mostram exemplos de outrasconfigurações de foles feitos com o material composto de acordo com as modalidades exemplares da presente invenção. Por exemplo, como mostrado na figura 7A, o fole pode incluir uma primeira camada 600 de material de isolamento térmico flexível no qual a camada elastomérica 610 é formada, junto com uma segunda camada 630 de material de isolamento térmico flexível no qual a segunda camada elastomérica 620 é formada. A primeira camada elastomérica 610 e a segunda camada elastomérica 620 faceiam uma à outra e são separadas por uma lacuna de ar 640. A figura 8A mostra uma modalidade exemplar de um freio a disco que incorpora o fole mostrado na figura 7A.

[0053] Similarmente, como mostrado na figura 7B, o fole podeincluir uma primeira camada 650 de material de isolamento térmico flexível no qual uma primeira camada elastomérica 660 é formada, junto com uma segunda camada 680 de material de isolamento térmico flexível no qual uma segunda camada elastomérica 670 é formada. A primeira camada elastomérica 660 e a segunda camada elastomérica 670 podem ser unidas por uma pluralidade de camadas elastoméricas adicionais 690 para formar uma série de discos empilhados. Cada um dos discos empilhados mostrados na figura 7B tem um núcleo oco. A figura 9B mostra uma modalidade exemplar de um freio a disco que incorpora o fole mostrado na figura 7B.

[0054] As modalidades exemplares da presente invenção usam ummaterial de isolamento térmico flexível para proteger o fole de um freio a disco contra o calor gerado durante o processo de frenagem. O material de isolamento pode ser um disco de isolamento que é inserido na lacuna de ar entre o ressalto e o fole. Em outra modalidade exemplar, o material de isolamento pode ser uma camada de isolamento dobrada ou enrolada ou envoltório que se desdobra ou desenrola conforme o ressalto estende-se em direção ao amortecedor de freio. Alternativamente, o fole pode ser substituído por um material composto que inclui o material de isolamento como o transportador para uma camada elastomérica.

[0055] O material de isolamento térmico flexível pode ser ummaterial de tecido ou de malha que fornece vantajosamente uma forma adaptável e flexível. O material de isolamento térmico flexível pode ser feito de fio de sílica, uma combinação de fios de sílica e de fibra de vidro, ou fios de basalto, cada um dos quais fornece proteção muito boa contratransferência de calor condutiva, conectiva e radioativa. O uso do material de isolamento térmico flexível para isolar o fole de borracha pode prolongar significativamente a vida útil do fole e prevenir a falha do fole.

[0056] A divulgação acima foi descrita simplesmente para ilustrar ainvenção e não pretende ser limitante. Uma vez que modificações das modalidades divulgadas incorporando o espírito e substância da invenção podem ocorrer aos peritos na técnica, a invenção deve ser interpretada para incluir tudo dentro do escopo das reivindicações anexas e equivalentes das mesmas.

Claims

1. Freio a disco para um veículo motorizado, o freio a disco caracterizado pelo fato de que compreende: um disco de freio (120); um calibrador de freio (140) configurado para ficar em cima do disco de freio (120); um ressalto (110) transportado pelo calibrador de freio (140) e disposto para impulsionar um amortecedor de freio (130) contra o disco de freio (120); um fole (150) fornecido entre um calibrador de freio (140) e o ressalto (110) para vedar uma lacuna entre o calibrador de freio (140) e o ressalto (110); e uma camada de material de isolamento térmico flexível (520) fornecida entre o fole (150) e o ressalto (110), em que a camada de material de isolamento térmico flexível (520) é configurada para proteger uma superfície externa do fole (150) que faceia o amortecedor de freio (130) a partir da exposição ao calor, em que a camada de material de isolamento térmico flexível (520) é configurada para mudar de forma conforme o ressalto (110) move-se em direção ao disco de freio (120), e em que uma superfície do fole (150) faceia uma lacuna de ar.

2. Freio a disco, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de material de isolamento térmico flexível (520) compreende: uma primeira extremidade fixa (310, 410) e uma segunda extremidade fixa (320, 420); e uma seção entre a primeira extremidade fixa (310, 410) e a segunda extremidade fixa (320, 420) que é configurada para manter a proteção da superfície externa do fole (150) conforme o ressalto (110) move-se em direção ao disco de freio (120).

3. Freio a disco, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a seção da camada de material de isolamento térmico flexível (520) é configurada para desdobrar ou desenrolar conforme o ressalto (110) move-se em direção ao disco de freio (120).

4. Freio a disco, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o material de isolamento térmico flexível é um material de tecido ou de malha.

5. Freio a disco, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o material de tecido ou de malha compreende fio de sílica, uma combinação de fios de sílica e de fibra de vidro, ou fios de basalto.

6. Freio a disco, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a primeira extremidade fixa (310, 410) da camada de material de isolamento térmico flexível (520) é fixada ao ressalto (110), e a segunda extremidade fixa (320, 420) da camada de material de isolamento térmico flexível (520) é fixada ao calibrador de freio (140).

7. Freio a disco, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a primeira extremidade fixa (310, 410) da camada de material de isolamento térmico flexível (520) é fixada a uma circunferência interna do fole (150), e a segunda extremidade fixa (320, 420) da camada de material de isolamento térmico flexível (520) é fixada a uma circunferência externa do fole (150).

8. Freio a disco, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a seção da camada de material de isolamento térmico flexível (520) compreende: um primeiro segmento adjacente à primeira extremidade fixa (310, 410), em que o primeiro segmento é fornecido entre o fole (150) e o ressalto (110) em uma direção da aplicação do amortecedor de freio (130) quando o ressalto (110) está em um estado retraído; e um segundo segmento adjacente à segunda extremidade fixa (320, 420), em que o segundo segmento é fornecido em um espaço fora de uma circunferência externa do fole (150) quando o ressalto (110) está no estado retraído.

9. Freio a disco para um veículo motorizado, o freio a disco caracterizado pelo fato de que compreende: um disco de freio (120); um calibrador de freio (140) configurado para ficar em cima do disco de freio (120); um ressalto (110) transportado pelo calibrador de freio (140) e disposto para impulsionar um amortecedor de freio (130) contra o disco de freio (120); e um fole (150) fornecido entre o calibrador de freio (140) e o ressalto (110) para vedar uma lacuna entre o calibrador de freio (140) e o ressalto (110). em que o fole (150) compreende: uma primeira camada de material de isolamento térmico flexível (520); e uma primeira camada elastomérica (610) formada sobre uma primeira superfície da primeira camada do material de isolamento térmico flexível (520), de modo que uma primeira superfície da primeira camada elastomérica (610) entre em contato com a primeira superfície da primeira camada de material de isolamento térmico flexível (520), em que uma segunda superfície da primeira camada do material de isolamento térmico flexível (520) opondo-se à primeira superfície faceia o amortecedor de freio (130), e em que uma segunda superfície da primeira camada elastomérica (610) faceia uma lacuna de ar.

10. Freio a disco, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o material de isolamento térmicoflexível é um material de tecido ou de malha.

11. Freio a disco, de acordo com a reivindicação 10,caracterizado pelo fato de que o material de tecido ou de malhacompreende fio de sílica, uma combinação de fios de sílica e de fibra devidro, ou fios de basalto.

12. Freio a disco, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a camada elastomérica (610, 620) compreende borracha de silício.

13. Freio a disco, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o fole (150) compreende ainda: uma segunda camada ou material de isolamento térmico flexível (520); e uma segunda camada elastomérica (620) formada sobre uma primeira superfície da segunda camada de material de isolamento térmico flexível (520), em que a primeira camada elastomérica (610) e a segunda camada elastomérica (620) são separadas pela lacuna de ar.

14. Freio a disco, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o fole (150) compreende ainda: uma segunda camada de material de isolamento térmico flexível (520); e uma segunda camada elastomérica (620) formada sobre uma primeira superfície da segunda camada de material de isolamento térmico flexível (520), em que a primeira camada elastomérica (610) e a segunda camada elastomérica (620) são unidas por uma pluralidade de camadas elastoméricas adicionais (690) para formar uma série de discos empilhados.

15. Fole (150) para proteger os componentes internos de um freio a disco para um veículo motorizado, o fole (150) caracterizado pelo fato de que compreende: uma primeira camada do material de isolamento térmico flexível (520); e uma primeira camada elastomérica (610) formada sobre uma primeira superfície da primeira camada de material de isolamento térmico flexível (520), de modo que uma primeira superfície da primeira camada elastomérica (610) entre em contato com a primeira superfície da primeira camada de material de isolamento térmico flexível (520), em que a segunda superfície da primeira camada do material de isolamento térmico flexível (520) opondo-se à primeira superfície faceia uma fonte de calor do freio a disco (100), e em que uma segunda superfície da primeira camada elastomérica (610) faceia uma lacuna de ar.

16. Fole (150), de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o material de isolamento térmico flexível é um material de tecido ou de malha.

17. Fole (150), de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o material de tecido ou de malha compreende fio de sílica, uma combinação de fios de sílica e de fibra de vidro, ou fios de basalto.

18. Fole (150), de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a camada elastomérica (610, 620) compreende borracha de silício.

19. Fole (150), de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: uma segunda camada de material de isolamento térmico flexível (520); e uma segunda camada elastomérica (620) formada sobre uma primeira superfície da segunda camada de material de isolamento térmico flexível (520), em que a primeira camada elastomérica (610) e a segunda camada elastomérica (620) são separadas pela lacuna de ar.

20. Fole (150), de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: uma segunda camada de material de isolamento térmico flexível (520); e uma segunda camada elastomérica (620) formada sobre a primeira superfície da segunda camada de material de isolamento térmico flexível (520), em que a primeira camada elastomérica (610) e a segunda camada elastomérica (620) são unidas por uma pluralidade de camadas elastoméricas adicionais (690) para formar uma série de discos empilhados.

21. Eixo para um veículo motorizado, o eixo caracterizado pelo fato de que compreende um freio a disco em que o freio a disco compreende: um disco de freio (120); um calibrador de freio (140) configurado para ficar em cima do disco de freio (120); um ressalto (110) transportado pelo calibrador de freio (140) e disposto para impulsionar um amortecedor de freio (130) contra o disco de freio (120); um fole (150) fornecido entre o calibrador de freio (140) e o ressalto (110) para vedar uma lacuna entre o calibrador de freio (140) e o ressalto (110); e uma camada de material de isolamento térmico flexível (520) fornecida entre o fole (150) e o ressalto (110), em que a camada de material de isolamento térmico flexível (520) é configurada para proteger uma superfície externa do fole (150) que faceia o amortecedor de freio (130) a partir da exposição ao calor, em que a camada de material de isolamento térmico flexível (520) é configurada para mudar de forma conforme o ressalto (110) move-se em direção ao disco de freio (120), e em que uma superfície do fole (150) faceia uma lacuna de ar.

22. Eixo para um veículo motorizado, o eixo caracterizado pelo fato de que compreende um freio a disco, em que o freio a disco compreende: um disco de freio (120); um calibrador de freio (140) configurado para ficar em cima do disco de freio (120); um ressalto (110) transportado pelo calibrador de freio (140) e disposto para impulsionar um amortecedor de freio (130) contra o disco de freio (120); e um fole (150) fornecido entre um calibrador de freio (140) e o ressalto (110) para vedar uma lacuna entre o calibrador de freio (140) e o ressalto (110); e em que o fole (150) compreende: uma primeira camada de material de isolamento térmico flexível (520); e uma primeira camada elastomérica (610) formada sobre uma primeira superfície da primeira camada do material de isolamento térmico flexível (520), de modo que uma primeira superfície da primeira camada elastomérica (610) entre em contato com a primeira superfície da primeira camada de material de isolamento térmico flexível (520), em que uma segunda superfície da primeira camada do material de isolamento térmico flexível (520) opondo-se à primeira superfície faceia o amortecedor de freio (130), e em que uma segunda superfície da primeira camada elastomérica (610) faceia uma lacuna de ar.