BR112014012903B1

BR112014012903B1 - Lona de freio para uma montagem de freio a tambor, sapata para uma montagem de freio a tambor de um veículo pesado, montagem de freio a tambor para diminuir a velocidade de um veículo

Info

Publication number: BR112014012903B1
Application number: BR112014012903-7A
Authority: BR
Inventors: Weiming Liu
Original assignee: Tenneco Inc
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2021-08-03
Also published as: CN104105899B; JP5992055B2; BR112014012903A2; RU2600143C2; US8739947B2; KR20140104459A; EP2786035B1; CN104105899A; EP2786035A1; WO2013081728A1; JP2015500444A; IN2014CN04744A; KR102007684B1; RU2014124214A; US20130134001A1

Abstract

lona de freio para uma montagem de freio a tambor. uma montagem de freio a tambor para reduzir as vibrações e ruído de frenagem, incluindo um par de sapatas (30), cada uma, estendendo-se através de um arco e apresentando uma superfície exterior da sapata, um par de lonas de freio (20) de um material de atrito são acopladas à superfície exterior da sapata, cada uma das lonas de freio, apresentando uma superfície superior (42) e um par de bordas chanfradas opostas faceando-se (44, 46), cada borda chanfrada, com um comprimento de arco de não menos que 2,54 cm (uma polegada) e sendo dispostas em um ângulo de entre dez e vinte e cinco graus a partir da tangente da superfície superior, onde se encontra a borda chanfrada.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO 1. CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A invenção é direcionada a freios a tambor de veículos pesados.

2. TÉCNICA RELACIONADA

[0002] Apesar da popularidade crescente de freios a disco, freios a tambor permanecem uma escolha popular para muitas aplicações de frenagem. Montagens de freio a tambor convencional incluem um tambor circular e um par de sapatas, cada uma com pelo menos uma lona de freio colocada nela. Durante a frenagem, as sapatas são empurradas contra uma superfície interna do tambor, que gera atrito entre a lona de freio e o tambor. Esse atrito converte a energia cinética do movimento do veículo em calor, diminuindo, assim, a velocidade do veículo. O atrito também faz com que a lona de freio se desgaste, e, por conseguinte, as lonas de freio devem ser substituídas periodicamente.

[0003] Problemas conhecidos com freios a tambor incluem vibrações e ruídos excessivos que podem ocorrer durante a frenagem. Além de agitar os ocupantes do veículo e o público em geral, essas vibrações podem reduzir o desempenho dos freios. Para veículos de passageiros, fabricantes de freios começaram a produzir lonas de freios com bordas chanfradas a fim de reduzir as vibrações e ruído de frenagem. As bordas chanfradas de lonas de freio da arte anterior são muito mais anguladas e compreendem apenas uma pequena porção da lona de freio. Enquanto eficaz para veículos menores, as lonas de freio, tendo bordas acentuadas e bordas chanfradas curtas, podem não eliminar todos os ruídos e vibrações dos veículos pesados.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0004] Um aspecto da presente invenção é fornecer uma montagem de freio de tambor melhorado para veículos pesados com ruídos e vibrações de frenagem reduzidos. Esta montagem de freio de tambor melhorado inclui uma lona de freio de um material de atrito elevada, tendo uma superfície curva superior e tendo um par de bordas chanfradas faceando-se opostamente. Cada uma das bordas chanfradas tem um comprimento de arco de não menos de 2,54 cm (uma polegada) (1) e é colocada em um ângulo de entre dez e vinte e cinco graus (10° - 25°) a partir da tangente da superfície superior, onde se encontra com a borda chanfrada. Apesar da redução na área de superfície de atrito entre a lona de freio e o tambor, o desempenho de frenagem não é comprometido devido à redução correspondente nas vibrações de frenagem atribuída à presença dos chanfros. A redução de vibrações e ruídos de frenagem dura até que as bordas chanfradas estejam gastas, nesse momento, a ocorrência de vibrações e ruídos de frenagem fornecerá ao condutor do veículo um lembrete de que a lona de freio deve ser substituída.

[0005] De acordo com outro aspecto da invenção, as bordas chanfradas se estendem ao longo entre vinte e cinco e trinta e cinco por cento (25-35%) do comprimento do arco da lona do freio. Esta margem é vantajosa para otimizar o ruído de freio sem comprometer o desempenho de frenagem e a vida da lona.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0006] Essas e outras vantagens e características da presente invenção serão prontamente apreciadas, na medida em que a mesma torna-se melhor compreendida recorrendo-se à seguinte descrição detalhada quando considerada em conexão com os desenhos anexos, onde:

[0007] Figura 1 é uma vista em perspectiva e elevação de um par de lonas de freio de exemplo;

[0008] Figura 2 é uma vista lateral e de elevação de uma montagem de freio de tambor de exemplo;

[0009] Figura 3 é uma vista de elevação superior das lonas de freio de exemplo da Figura 1; e

[0010] Figura 4 é uma vista de elevação lateral das lonas de freio de exemplo da Figura 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES DE VIABILIZAÇÃO

[0011] Referindo-se às figuras, onde numerais idênticos indicam partes correspondentes ao longo das várias vistas, uma lona de freio de exemplo 20 para uma montagem de freio a tambor 22 de um veículo pesado geralmente é mostrado na Figura 1. A lona de freio 20 é bem adaptada para uso em caminhões pesados e em equipamentos, tais como semi tratores e reboques, ônibus, caminhões, caminhões de bombeiro, caminhões de lixo, etc., mas também encontra uso em outros aplicativos, tais como trailers, aviões, trens, etc.

[0012] Com referencia agora à Figura 2, é mostrado um tipo convencional de montagem de tambor de freio 22 para uso em veículos pesados. Montagem de freio a tambor 22 inclui um tambor 24 e um mecanismo de frenagem 26. O tambor 24 tem uma superfície de tambor circular 28 projetando-se de uma base de superfície e tem suporte para rotação em um eixo de roda (não mostrado) do veículo. O tambor 24, por sua vez, monta uma roda do veículo (normalmente através de uma pluralidade de parafusos e porcas de roda), e a rotação da roda transmite a rotação do tambor 24 e do eixo de uma forma conhecida. O mecanismo de frenagem 26 está alojado dentro do tambor 24 e inclui um par de sapatas de freio 30, um par de molas de polarização 32 para inclinar as sapatas 30 em uma posição de não frenagem e um dispositivo de acionamento 34 operativos para deslocar as sapatas de freio 30 de passivo para uma posição de frenagem de uma forma conhecida. O dispositivo de acionamento 34 é tipicamente um eixo de came pneumático acionado 34, mas também pode ser um motor elétrico, cilindros de freio hidráulico ou qualquer outro tipo de acionador. Cada sapata de freio 30 inclui pelo menos uma lona de freio 20 colocada para acoplar-se por atrito à superfície do tambor circular 28. O mecanismo de frenagem 26 também pode incluir um ajustador (não mostrado) para manter as lonas de freio 20 adjacente à superfície do tambor circular 28 ao longo da vida da pastilha de freio 20 de uma forma conhecida das pessoas com habilidade na arte. A montagem de freio 22 pode incluir, opcionalmente, um freio de mão (não mostrado), ou um freio de estacionamento, para mecanicamente, acionar as sapatas 30 separadas até a lona de freio 20 engajar a superfície do tambor circular 28 do tambor 24.

[0013] Em operação, quando se deseja uma travagem do veículo, as sapatas 30 são empurradas exteriormente através da rotação do eixo do came 34 para pressionar a lona de freio 20 firmemente contra a superfície do tambor circular 28. O atrito cinético gerado entre estes dois componentes retarda a rotação do tambor 24, reduzindo assim a velocidade do veículo. Após a liberação do dispositivo de acionamento 34, as sapatas de freio 30 automaticamente são retornadas através de polarização da mola 32 de volta para sua posição original de não frenagem.

[0014] Referindo-se de volta à Figura 1, cada uma das sapatas 30 tem uma superfície exterior da sapata 38 com um par de lonas de freio 20 colocado nela. As lonas de freio 20 estão dispostas adjacentes uma à outra ao longo do arco da superfície exterior da sapata 30. A modalidade de exemplo inclui um par de lonas de freio 20 em cada sapata 30, mas deve ser apreciado que qualquer número de lonas de freio 20 poderia ser colocado em cada sapata 30. As pastilhas de freio 20 são de um material de atrito elevada como um composto orgânico, um composto cerâmico, um composto semi metálico ou um composto metálico. Cada lona de freio 20 também poderia ter uma única camada de material de atrito elevada, ou poderia ter várias camadas de materiais diferentes de alto atrito.

[0015] As lonas de freio de exemplo 20 são removível das sapatas de freio 30 e incluem uma pluralidade de aberturas 40 para receber prendedores removíveis, tais como rebites. Assim, quando as lonas de freio 20 se desgastam elas podem ser soltas das sapatas 30 e substituídas sem substituir toda a sapata 30. Alternadamente, a pastilha de freio 20 poderia ser acoplada aos sapatos 30 através de rebites não removíveis, adesivos, excesso de moldagem, etc.

[0016] Com referencia agora à Figura 4, cada uma das lonas de freio 20 inclui uma superfície superior 42 estendendo-se através de uma curva convexa que complementa a curvatura côncava da superfície do tambor circular 28. Um par de bordas chanfradas, 44, 46 (doravante referenciadas como uma primeira borda chanfrada 44 e uma segunda borda chanfrada 46) é fornecido nas extremidades opostas das lonas 20. Dependendo da direção do movimento do veículo (avanço ou retrocesso), uma das bordas chanfradas 44, 46 será a borda guia no engajamento com a superfície do tambor circular 28 e a outra será uma borda de tração. As lonas de freio 20 formam-se preferencialmente através de um processo de moldagem e as bordas chanfradas, 44, 46, também podem ser formadas durante o processo de moldagem ou elas podem ser formadas através da remoção de material, tal como por trituração ou usinagem, depois que o molde estiver completo. No entanto, deve ser apreciado que a lona de freio 20 e as bordas chanfradas, 44, 46 podem ser formadas através de qualquer processo desejável.

[0017] Cada uma das bordas chanfradas 44, 46 da lona de freio 20 é colocada em um ângulo θ1, θ2 entre dez e vinte e cinco graus (10-25°) em relação à tangente da superfície superior 42 onde encontra a borda chanfrada, 44, 46. Este ângulo θ1, θ 2 se estende ao longo da largura da lona do freio 20, ou seja, as bordas chanfradas, 44, 46 são geralmente planas. Para veículos pesados, esta margem fornece ruído e vibrações de frenagem substancialmente reduzidos em comparação com lonas de freio sem bordas chanfradas ou com bordas chanfradas mais acentuadamente anguladas 44, 46.

[0018] Como inicialmente formado, ou seja, antes de usar, cada uma das bordas chanfradas 44, 46 tem um comprimento de Lc1, Lc2 de não menos do que 2,54 cm (uma polegada) (1) e, juntas, as bordas chanfradas, 44, 46 estender através de vinte e cinco e trinta e cinco por cento (25-35%) do comprimento do arco LA da lona do freio 20. Os comprimentos Lc1, Lc2 das bordas chanfradas 44, 46 otimizam o ruído de freio sem comprometer o desempenho de frenagem e a vida do revestimento do freio 20. Uma vez que a lona de freio 20 é desgastada até o ponto onde elas já não têm bordas chanfradas 44, 46, em seguida, o ruído e as vibrações resultantes podem fornecer a um condutor do veículo um alerta de que sua lona de freio 20 deve ser substituída.

[0019] Os ângulos θ1, θ2 as primeira e segunda bordas chanfradas 44, 46 podem ser diferentes uns dos outros. Por exemplo, como mostrado na Figura 4, as primeiras bordas chanfradas 44 das lonas de freio de exemplo 20 são colocadas em um primeiro ângulo θ 1, que é mais alto do que o segundo ângulo θ2 da segunda borda chanfrada 46. As lonas de freio de exemplo 20 também são orientadas, tal que as primeiras bordas chanfradas mais íngreme 44 estejam em direção uma à outra, enquanto as segundas bordas chanfradas 46 faceiam para longe uma da outra.

[0020] Obviamente, muitas modificações e variações da presente invenção são possíveis à luz dos ensinamentos acima e podem ser praticadas de maneira diferente da especificamente descrita desde que estejam no âmbito das reivindicações anexadas.

Claims

1. Lona de freio (20) para uma montagem de freio a tambor (22) de um veículo pesado, dita lona de freio sendo de um material de atrito e tendo uma superfície superior (42) e sendo geralmente em forma de arco e apresentando um par de bordas chanfradas faceando-se opostamente (44, 46) que se estendem através de menos de uma largura inteira da dita lona de freio caracterizada pelo fato de que cada uma das ditas bordas chanfradas (44, 46) tendo um comprimento (Lc1, Lc2) de arco de não menos de 2,54 centímetros e sendo disposta em um ângulo de entre dez e vinte e cinco graus a partir da tangente da dita superfície superior (42) onde encontra a dita borda chanfrada.

2. Lona de freio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as ditas bordas chanfradas (44, 46) juntas compreendem entre vinte e cinco e trinta e cinco por cento do comprimento de arco (LA) da dita lona de freio (20).

3. Lona de freio (20) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as ditas bordas chanfradas opostas (44, 46) são dispostas em ângulos diferentes em relação à superfície superior (42) uma da outra.

4. Lona de freio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita lona de freio (20) inclui uma primeira borda chanfrada (44) disposta em um primeiro ângulo (θ1) a partir da tangente da dita superfície superior (42) onde encontra a dita primeira borda chanfrada e uma segunda borda chanfrada (46) disposta em um segundo ângulo (θ2) a partir da tangente da dita superfície superior onde encontra a dita segunda borda chanfrada, dito primeiro e segundo ângulos sendo diferentes.

5. Sapata (30) para uma montagem de freio a tambor de um veículo pesado, caracterizada pelo fato de que: a dita sapata estendendo-se através de um arco e apresentando uma superfície exterior de sapata (38); e pelo menos uma lona de freio, definida em qualquer uma das reivindicações precedentes, acoplada à dita superfície exterior de sapata.

6. Sapata (30), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que inclui adicionalmente um par de lonas de freio (20) dispostas adjacentes uma à outra na dita superfície exterior de sapata (30).

7. Sapata (30), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que cada uma das ditas lonas de freio (20) incluem uma primeira borda chanfrada (44) disposta em um primeiro ângulo (θ1) a partir da tangente da dita superfície superior (42) onde encontra a dita primeira borda chanfrada e uma segunda borda chanfrada (46) disposta em um segundo ângulo (θ2) a partir da tangente da dita superfície superior (42) onde encontra a dita segunda borda chanfrada; em que o dito primeiro ângulo da dita primeira borda chanfrada sendo diferente do dito segundo ângulo da dita segunda borda chanfrada; e em que as ditas primeiras bordas chanfradas (44) de lonas de freio adjacentes (20) faceando-se uma em direção à outra e as ditas segundas bordas chanfradas (46) de lonas de freio adjacentes faceando-se para longe uma da outra.

8. Sapata de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que os ditos primeiros ângulos (θ1) das ditas primeiras bordas chanfradas (44) são maiores do que os ditos segundos ângulos (θ2) das ditas segundas bordas chanfradas (46).

9. Montagem de freio a tambor para diminuir a velocidade de um veículo tendo um tambor (24) com uma superfície de tambor circular (28), dita montagem caracterizada pelo fato de que compreende: um par de sapatas (30), definidas em qualquer uma das reivindicações 4 a 8.