BR112016006750B1

BR112016006750B1 - Freio a disco e jogo de pastilha de freio de um freio a disco

Info

Publication number: BR112016006750B1
Application number: BR112016006750-9A
Authority: BR
Inventors: Abdelaziz Rguichi; Philipp Adamczyk; Matthias Klingner; Alexander Werth; Michael PESCHEL; Robert THEIL
Original assignee: Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2013-10-04
Filing date: 2014-10-01
Publication date: 2022-08-30
Also published as: CA2925803A1; EP3404282A1; ES2715785T3; CN107882897A; US10138962B2; CA2925803C; KR102271209B1; JP2016532062A; ZA201802359B; RU2016117164A; HK1222426A1; EP3052830B1; MX369641B; DK3052830T3; TR201903163T4; CN105593557A; AU2014331121A1; US9810275B2; CN105593557B; PT3052830T

Abstract

FREIO A DISCO E JOGO DE GUARNIÇÃO DE FREIO DE UM FREIO A DISCO. A presente invenção refere-se a um freio a disco de pinça corrediça, que compreende ao menos um suporte de freio estacionariamente fixado, que apresenta dois pares de pontas de suporte (7R, 8R; 7Z, 8Z), pelos quais são retidas uma lona de freio do lado de reação e uma lona de freio do lado de aperto, uma pinça de freio, que é formada por esteios bem como um verso da pinça de freio, bem como uma mecânica de aperto. A distância das pontas de suporte (7R, 8R) entre si, que alojam a lona de freio do lado de reação, é maior do que a distância das pontas de suporte (7Z, 8Z) entre si, que alojam a lona de freio do lado de aperto.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um freio a disco conforme o preâmbulo da reivindicação 1. A invenção refere-se também a um jogo de pastilhas de freio desse freio a disco.

[0002] Componentes condutores de força desses freios a disco são produzidos, usualmente, em uma só peça por um processo de moldagem, de preferência no processo de fundição em areia, sendo empregado como material de preferência ferro fundido com grafite de esfera ou fundição nodular. A peça em bruto fundida assim resultante é, em seguida, submetida a acabamento com levantamento de aparas, de modo que resulta, por exemplo, um suporte de freio montável ou uma pinça de freio montável. Esses suportes de freio ou pinças de freio em uma só peça de fundição nodular segundo o estado atual da técnica são basicamente comprovados, mas apresentam algumas desvantagens, que se fazem sentir negativamente especialmente na área de aplicação dos veículos utilitários pesados.

[0003] Assim é que os suportes de freio ou pinças de freio segundo o estado atual da técnica, devido aos requisitos de resistência ao suporte de freio bem como devido a um estreito espaço de montagem para o suporte de freio e à configuração até então geométrica, disso resultante, apresentam um peso que deve proporcionar o ulterior potencial de otimização.

[0004] Complementando, cabe mencionar aqui ainda a EP 0 139 890 A1, em que entre outras são descritas pastilhas de freio de distinto tamanho.

[0005] É, portanto, desejável - especialmente também no que concerne à otimização de carga útil de um veículo utilitário - disponibilizar um suporte de freio otimizado em peso e, portanto, também em custo ou uma pinça de freio otimizada em peso e, portanto, também em custo, especialmente para freios de veículos utilitários, que supere as desvantagens anteriormente mencionadas.

[0006] A invenção tem, portanto, como objetivo prover um freio a disco aperfeiçoado com um suporte de freio otimizado em peso e, portanto, também em custo, ou uma pinça de freio otimizada em peso e, portanto, também em custo.

[0007] Outro objetivo da invenção reside em disponibilizar um jogo de pastilhas de freio para um tal freio a disco.

[0008] A invenção atinge esse objetivo pelo objeto da reivindicação 1.

[0009] O outro objetivo é alcançado pelo objeto da reivindicação 12.

[00010] Por um poço de pastilha de freio mais largo em um lado de reação do suporte de freio, vantajosamente o volume da pastilha de freio do lado de reação pode ser executado maior do que o volume da pastilha de freio do lado de aperto. Resultam assim outras vantagens, como por exemplo, uma melhor descarga de calor em direção do verso da pinça de freio, de modo que é reduzida a mecânica de aperto do freio a disco e especialmente poupadas suas vedações. Além disso, é reduzido o momento de cambamento resultante, que atua sobre a pinça de freio quando da operação de frenagem, pois o ponto de pressão da pastilha de freio do lado de reação é vantajosamente variado.

[00011] Um freio a disco de acordo com a invenção, especialmente freio a disco de pinça corrediça, compreende ao menos um suporte de freio estacionariamente fixado, que apresenta dois pares de pontas de suporte, pelos quais são retidas uma pastilha de freio do lado de reação e uma pastilha de freio do lado de aperto, uma pinça de freio, que é formada por esteios bem como um verso da pinça de freio, bem como uma mecânica de aperto. A distância das pontas de suporte entre si, que alojam a pastilha de freio do lado de reação, é maior do que a distância das pontas de suporte entre si, que alojam a pastilha de freio do lado de aperto.

[00012] Outras execuções vantajosas do suporte de freio de acordo com a invenção podem ser depreendidas das sub-reivindicações.

[00013] Em uma execução, as pontas de suporte são executadas em um lado de reação do suporte de freio mais curtas do que em um lado de aperto do suporte de freio. Pelo encurtamento das pontas de suporte resulta um momento de flexão menor, que quando da frenagem atua sobre o pé de uma ponta de suporte, de modo que a respectiva ponta de suporte encurtada apresenta uma deformação comparativamente menor ou tensão mecânica menor do que no estado atual da técnica.

[00014] Em outra execução, um volume da pastilha de freio do lado de reação é maior do que um volume da pastilha de freio do lado de aperto. Pela redução da espessura de pastilha da pastilha de freio do lado de reação resulta a mobilidade da redução de um compartimento de construção no lado de reação da pinça de freio, que podem ser preenchidos para o almejado enrijecimento do verso da pinça de freio e dos esteios da pinça de freio.

[00015] Na medida em que é mantida a espessura da pastilha de freio do lado de reação, resulta uma maior potencialidade ou vida útil da pastilha de freio do lado de reação. Isso é desejável, pois a pastilha de freio do lado de reação, quando da operação do freio a disco, devido à sua posição e à exposição a isso inerente à poluição, usualmente se desgasta mais rapidamente do que a pastilha de freio do lado de aperto. Além disso, a pastilha de freio do lado de reação, aumentada, absorve mais calor, de modo que a emissão de calor específica da pastilha de freio do lado de reação é igualmente aumentada e correspondentemente pode descarregar mais calor para o verso da pinça de freio. Isso poupa a mecânica de aperto, especialmente suas vedações.

[00016] Em outra execução ainda está previsto que pontos de união entre os esteios e o verso da pinça de freio com um arco de cesto ou um segmento de elipse são arredondados. Graças a essas medidas geométricas, além disso, é correspondentemente reduzido um nível de tensão, o que tem efeito vantajoso no equilíbrio de peso da pinça de freio. Para tanto, em outra execução, os esteios apresentam respectivamente uma geometria otimizada, que se afila para o verso da pinça de freio e, finalmente, desemboca no arco de cesto ou um segmento de elipse.

[00017] Em uma execução, a geometria otimizada com os arcos de cesto nos lados forma um tipo de abertura elíptica do verso de pinça de freio da pinça de freio, sendo um lado longitudinal do lado de aperto da abertura do verso de pinça de freio mais curto do que um lado longitudinal do lado de reação da abertura do verso de pinça de freio. Isso resulta em uma montagem vantajosamente simples, isenta de confusão, das pastilhas de freio quando da manutenção ou nova montagem. A geometria da abertura impede a montagem da pastilha de freio mais larga no lugar da mais curta e, com isso, predetermina o correto local de montagem.

[00018] Um momento de cambamento resultante, que atua sobre o verso de pinça de freio quando de uma operação de frenagem, pode ser reduzido pela geometria da pastilha de freio do lado de reação. Isso também pode influenciar positivamente um tamanho de construção.

[00019] Em uma execução, o suporte de freio e a pinça de freio são produzidos por um processo de fundição. Para o suporte de freio e a pinça de freio pode então ser empregado um material de fundição dúctil. Também ferro fundido com grafite de esfera é possível. Naturalmente são também viáveis combinações desses diversos materiais.

[00020] Em outra execução, a pastilha de freio do lado de reação e a pastilha de freio do lado de aperto e os dois pares de ponta de suporte jazem respectivamente contíguos em áreas de apoio. Com isso é possível uma condução inequívoca e também uma montagem sem confusão.

[00021] Um jogo de pastilha de freio de acordo com a invenção de um freio a disco acima descrito apresenta uma primeira pastilha de freio e uma segunda pastilha de freio. A primeira pastilha de freio apresenta uma largura, que é maior do que uma larga da segunda pastilha de freio. Isso possibilita, de um lado, uma montagem sem confusão. De outro lado, pode ser reduzido um momento de cambamento resultante sobre o verso da pinça de freio. Igualmente a vida útil de ambas as pastilhas de freio pode ser de tal maneira influenciada que ocorre um desgaste uniforme.

[00022] Em uma execução, a primeira pastilha de freio apresenta um volume, que é maior do que um volume da segunda pastilha de freio. Com isso, pode ser influenciada uma absorção de calor com distinta produção de calor.

[00023] A primeira pastilha de freio é ainda prevista como uma pastilha de freio do lado de reação para o freio a disco a ser associado, e a segunda pastilha de freio é prevista como uma pastilha de freio do lado de aperto para o freio a disco a ser associado. Assim, as distintas geometrias das pastilhas de freio podem servir para uma uniforme distribuição de força.

[00024] Exemplos de execução de um suporte de freio de acordo com a invenção são representados nos desenhos e serão detalhadamente descritos a seguir, sendo também explicadas outras vantagens de execuções de acordo com a invenção. Mostram:

[00025] Figura 1 - uma vista espacial de um freio a disco segundo o estado atual da técnica;

[00026] Figura 2 - 2a - representações de um suporte de freio segundo o estado atual da técnica;

[00027] Figura 3 - uma vista espacial de um suporte de freio de acordo com a invenção;

[00028] Figura 4 - uma vista dianteira do suporte de freio de acordo com Figura 3;

[00029] Figura 5 - uma vista lateral do suporte de freio de acordo com a invenção segundo Figura 3;

[00030] Figura 6 - uma vista espacial de um freio a disco de acordo com a invenção;

[00031] Figura 7 - uma vista lateral do freio a disco de acordo com a invenção segundo Figura 6; e

[00032] Figura 8 - uma vista do lato do disco a freio de acordo com a invenção segundo Figura 6.

[00033] A seguir serão empregados termos como "acima", "abaixo", "à direita", "à esquerda", etc., que se referem a alinhamentos nas Figuras. O índice de letra "R" se refere a um lado de reação E de um freio a disco, sendo que o índice de letra "Z" se refere a um lado de aperto de um freio a disco. Coordenadas x, y, x nas Figuras servem à ulterior orientação.

[00034] A Figura 1 mostra uma vista espacial de um freio a disco 21' segundo o estado atual da técnica.

[00035] O freio a disco 21' é associado, por exemplo, a um veículo, especialmente veículo utilitário, e compreende um suporte de freio 1', uma pinça de freio 24 e ao menos duas pastilhas de freio 22, 23.

[00036] O suporte de freio 1' é fixado estacionariamente, o que não está detalhadamente explicado. Ele vence ou abraça à maneira de quadro um segmento axialmente exterior com relação a um eixo de rotação de disco de freio 19, que é simultaneamente um eixo de roda de veículo e se estende em direção z, de um freio a disco 20 unido à prova de rotação com o eixo de roda de veículo girável. Em ambos os lados do freio a disco 20 o suporte de freio 1' é provido de pontas de suporte 7R, 7Z e 8R, 8Z, que se estendem em direção y e servem para a sustentação de ambas as pastilhas de freio 22, 23. Com relação às Figuras 2 e 2a, o suporte de freio 1' será ainda detalhadamente descrito.

[00037] A pinça de freio 24 é aqui executada como pinça corrediça, de modo que o freio a disco 21' também pode ser chamado de freio a disco de pinça corrediça. A pinça de freio 24 compreende um verso de pinça de freio 27 e um segmento de aperto 28. O segmento de aperto 27 está unido com o verso de pinça de freio 27 pelos esteios 25, 26, aqui, por exemplo, por meio de parafusos. O verso de pinça de freio 27 e o segmento de aperto 28 são dispostos respectivamente em um lado do disco de freio 20 paralelamente ao mesmo, estendendo-se os esteios 25, 26 paralelamente ao eixo de rotação do disco de freio 19 pelo segmento do disco de freio 20, que é agarrado ou abraçado pela pinça de freio 24 e pelo suporte de freio 1'.

[00038] O segmento de aperto 28 da pinça de freio 24 aloja uma mecânica de aperto do freio a disco 21'. A mecânica de aperto serve para a ativação do freio a disco 21' e pode, por exemplo, ser uma alavanca rotativa de freio com um cilindro de ar comprimido. Não se entrará aqui em maiores detalhes.

[00039] O lado do freio a disco 21', em que está disposto o segmento de aperto 28 da pinça de freio 24 com a mecânica de aperto, será chamado adiante como lado de aperto Z. O outro lado da pinça de freio 21', em que está previsto o verso da pinça de freio 27, é chamado a seguir de lado de reação R. Esses termos "lado de aperto" e "lado de reação " e outras designações a isso referentes são usuais e servem a uma melhor orientação.

[00040] Assim, a pastilha de freio 22, que se encontra no lado de reação R, é chamada de pastilha de freio 22 do lado de reação, e a contraposta a ela é chamada de pastilha de freio 23 do lado de aperto.

[00041] Na Figura 2 está representado espacialmente o suporte de freio 1' segundo o estado atual da técnica. Para tanto, a Figura 2a mostra uma vista dianteira. Até uma nervura, a descrição a seguir pode também ser transposta ao suporte de freio 1 de acordo com a invenção (ver Figura 3 a 5).

[00042] Nas figuras 2 a 5 não estão representados, para maior clareza, o freio a disco 20 e outros componentes de freio. Para referências aos mesmos remete-se à Figura 1. Para maior orientação estão indicados o lado de aperto Z e o lado de reação. R.

[00043] O suporte de freio 1 abraça ou abrange à maneira de quadro como quadro de disco 5 o segmento axialmente exterior do disco de freio 20. O quadro de disco 5 compreende dois balanços de cubo 6 dispostos paralelos entre si e ao freio de disco 20, os quais são unidos em suas extremidades por duas partes de quadro 17 se estendendo em ângulo reto para com os balanços de cubo 6.

[00044] Os dois balanços de cubo 6 são executados em forma de arco. Um dos balanços de cubo 6 jaz sobre o lado de aperto Z do suporte de freio 1' (na Figura 1 o lado traseiro), de modo que é fixado no eixo do veículo e assim estabilizado.

[00045] O suporte de freio 1' apresenta, ainda, em cada lado do disco de freio 20 as respectivamente duas pontas de suporte 7R, 7Z e 8R, 8Z, dispostas sucessivamente, integradas no quadro de disco 6, das partes de quadro 17 na região de uma área (conforme definição designada a seguir como área de base 4) ou plano 4 dobradas para cima em direção y bem como aqui simetricamente respectivamente a um dos balanços de cubo 6 e em um plano x-y paralelamente à área de frenagem do disco de freio 20 em direção periférica, que servem para sustentação de ambas as pastilhas de freio 22, 23.

[00046] As pontas de suporte 7R, 7Z e 8R, 8Z formam respectivamente com pontos de apoio 11, 12 inferiores do suporte de freio 1' respectivamente um de dois poços de pastilha de freio, que sustentam respectivamente uma placa de suporte de pastilha de uma pastilha de freio 22, 23 (não representada) em direção periférica, isto é, do lado de entrada e do lado de saída (com relação à direção de rotação preferida do disco de freio 20 em torno do eixo de rotação de disco de freio 19) bem como para baixo. Assim, as pontas e suporte 7R e 8R ficam associadas ao poço de pastilha de freio da pastilha de freio 22 do lado de reação e as pontas de suporte 7Z e 8Z ao poço de pastilha de freio da pastilha de freio 23 do lado de aperto. Uma distância interior das pontas de suporte 7R e 8R é então chamada de largura B'R do poço de pastilha de freio do lado de reação e uma distância interior das pontas de suporte 7Z e 8Z de largura B'Z do poço de pastilha de freio do lado de aperto. As larguras B'R e B'Z se estendem em direção x e apresentam um valor de comprimento igual. Em outras palavras, as larguras B'R e B'Z se estendem em direção tangencial ao disco de freio 20.

[00047] A parte de quadro 17 do quadro de disco 5 disposta com relação ao eixo de rotação de disco de freio 19 em direção z se estende (aqui em forma de curva) em direção y negativa, de modo que partindo do balanço de cubo 6 respectivamente até uma borda externa 3 do lado de reação R do suporte de freio 1' resulta um segmento com uma geometria essencialmente triangular/triângulo 18 especialmente nesse lado de reação R do suporte de freio 1'.

[00048] A parte de quadro 17 ou a borda externa 3 forma então o lado mais curto de um triângulo 18 imaginário. Um traço de contorno de uma nervura de reforço 2 se situa na região da geometria 19 triangular - com relação ao sistema de coordenadas - na região de valores y maiores em direção y positiva (ponta de seta).

[00049] Respectivamente uma pastilha de freio 22, 23 se apoia em direção y sobre respectivamente dois pontos de apoio 11, 12 no suporte de freio 1, que definem simultaneamente a distância da respectiva pastilha de freio 22, 23 do eixo de rotação de disco de freio 19. Para a fixação do suporte de freio 1' a um flange de fixação (não representado) no eixo do veículo, o suporte de freio 1' apresenta no lado de aperto pontos de fixação 14, 15, pelos quais o suporte de freio 1' é aparafusado com o flange de fixação.

[00050] Aos pontos de fixação 13 são fixados pinos de mancal para a pinça corrediça (pinça de freio 24) (aqui não representada). Isso é em si conhecido do profissional e, portanto, não será aqui detalhadamente descrito.

[00051] O suporte de freio 1' segundo o estado atual da técnica (Figura 2, 2a) é um componente de preferência simétrico com relação a um eixo de simetria S (Figura 2a) correndo em direção y. Ele apresenta para estabilização a nervura de reforço 2 no lado externo do lado de reação (que se estende em direção x em ângulo reto para com o eixo de rotação do disco de freio 19 e, assim, tangencial ao disco de freio 20). A nervura de reforço 2 apresenta um traçado de contorno contínuo por toda a área do segmento de reação do suporte de freio 1'.

[00052] O traçado de contorno da nervura de reforço 2 começa à esquerda (ou também à direita) ver Figura 2) em uma extremidade 2a no lado de reação R em uma borda externa 3 do suporte de freio 1' e se estende inicialmente paralelo abaixo ou no mesmo plano da área de base 4, do tipo console, do quadro de disco 5 para o meio até ao início do balanço de cubo 6. Depois o curso de contorno da nervura de reforço 2 acompanha o balanço de cubo 6 em seu lado externo (isto é, no lado externo oposto ao disco de freio 20) até ao eixo de simetria médio S (Figura 2a). A nervura de reforço 2 acompanha então dali para a direita o balanço de cubo 6 até à extremidade 2a direita simétrica em espelho ao eixo de simetria S (Figura 2).

[00053] Pelo curso de contorno da nervura da nervura de reforço 2 - nas bordas externas 3 do lado de reação do suporte de freio 1 essencialmente paralelo à área de base 4 do tipo console do quadro de disco 5 - resultam em operações de frenagem especialmente na região das pontas de suporte 7R, 7Z e 8R, 8Z para as pastilhas de freio 22, 23 (não representadas) picos de tensão, que procedem do salto de rigidez do suporte de freio 1 respectivamente abaixo e acima da nervura de reforço 2.

[00054] Esses picos de tensão são, por exemplo, contrapostos por correspondentes espessamentos de espessura de parede na nervura de retorço 2, por exemplo, na região das pontas de suporte 7R, 7Z e 8R, 8Z.

[00055] Em operações de frenagem, ocorrem solicitações do suporte de freio 1', que conduzem a uma deformação das áreas de base 4 do quadro de disco 5 à maneira de paralelogramo. Mas, devido à sua geometria e ao seu traçado de contorno, a nervura de reforço 2 não contribui essencialmente para o enrijecimento do suporte de freio 1' na região dos lados da parte de quadro 17 do lado de reação, que apresentam a geometria 18 triangular, de modo que nesse caso de solicitação a concentração de tensão no suporte de freio 1 é igualmente elevada. Pela geometria 18 triangular deve ser respectivamente entendido um triângulo imaginário no plano x-y, cujo lado superior se estende em direção x e forma a parte reta da nervura de reforço 2. As extremidades desse lado são a extremidade 2a e o início do balanço de cubo 6. Um outro lado forma a borda externa 3, começando na extremidade 2a e terminando em uma extremidade inferior dessa borda externa 3. O terceiro lado do triângulo imaginário da geometria 18 triangular une essa extremidade inferior da borda externa 3 com o início do balanço de cubo 6. Essa geometria 18 triangular está presente em ambos os lados do suporte de freio V (ver também Figura 2a).

[00056] No tocante a uma otimização das tensões mecânicas, deformações e a um peso do suporte de freio 1' falham medidas simples para enrijecimento do suporte de freio 1', como por exemplo, o acréscimo de material adicional, devido às condições de espaço de montagem no lado de reação do suporte de freio V.

[00057] Nas Figuras 3, 4 e 5 está representado um suporte de freio 1 de acordo com a invenção. A Figura 3 mostra então uma vista espacial. Na Figura 4 está representada uma vista dianteira do suporte de freio 1, e a Figura 5 mostra uma vista lateral.

[00058] A geometria de base do suporte de freio 1 de acordo com a invenção corresponde essencialmente àquela do suporte de freio 1' segundo o estado atual da técnica (Figuras 2, 2a). Uma diferença do suporte de freio 1 de acordo com a invenção do suporte de freio 1' segundo o estado atual da técnica reside na geometria do traçado de contorno da nervura de reforço 2 bem como na disposição de montagem da nervura de reforço 2 no lado de reação R do suporte de freio 1.

[00059] A nervura de reforço 2 no lado de reação R é executada inicialmente de novo simétrica em espelho ao eixo de simetria S.

[00060] O início do traçado de contorno da nervura de reforço 2 com a extremidade 2a, diferentemente do suporte de freio 1' segundo o estado atual da técnica (Figura 2, 2a), se situa respectivamente abaixo de uma linha 16 (Figura 4), que indica uma referência do estado atual da técnica, respectivamente no canto inferior da borda externa 3 do suporte de freio 1, portanto com relação à linha 16 na região de valores y menores do que no suporte de freio 1' convencional. Isso está ilustrado na Figura 4.

[00061] Expresso de outra maneira, a nervura de reforço 2 apresenta duas extremidades 2a opostas entre si, que são executadas vantajosamente bem como de preferência respectivamente nos cantos inferiores exteriores da borda externa 3 do suporte de freio 1, estendendo-se a nervura de reforço 2 a partir dessas extremidades 2a respectivamente até um vértice 9 central (Figura 4) no eixo de simetria S do suporte de freio 1. No vértice 9 se altera o sinal prévio de um gradiente de inclinação do traçado de contorno da nervura de reforço 2. Essa disposição contribui para a redução de picos tensão quando de solicitações no suporte de freio 1.

[00062] De preferência, assim, o traçado de contorno da nervura de reforço 2 começa correspondentemente na metade inferior - especialmente bem na borda inferior como acima descrito - da geometria 18 triangular, que é formada pelo fato de que o quadro de disco 5 é alargado nas bordas externas 3 do suporte de freio 1 em direção de valores y menores com relação ao sistema de coordenadas e com relação à área de base 4 na Figura 3, alcançando o quadro de disco 5 em sua extensão em direção de valores y menores, aproximadamente na região em que o balanço de cubo 6 deixa o plano da área de base 4, a área de base 4. Em outras palavras, a geometria 18 triangular é também aqui respectivamente um triângulo imaginário no plano x-y. O lado superior desse triângulo imaginário se estende em direção x, estendendo-se como uma reta na altura da área de base 4 com um ponto final no início da borda externa 3 e um ponto final em um ponto de interseção imaginário com a nervura de reforço 2 no quadro de disco 5. Um outro lado forma a borda externa 3, começando acima na extremidade das retas na altura da área de base 4 e terminando na extremidade inferior dessa borda externa 3 na extremidade 2a da nervura de reforço 2. O terceiro lado do triângulo imaginário da geometria 18 triangular une a extremidade 2a da nervura de reforço 2 com o ponto de interseção imaginário com a nervura de reforço 2 no quadro de disco 5.

[00063] A nervura de reforço 2 do suporte de freio 1 de acordo com a invenção lembra em seu traçado de contorno os gráficos da função de distribuição normal de Gauss ("curva de sino" de Gauss).

[00064] Trata-se então, portanto, de um traçado de contorno com extensão crescendo de preferência continuamente para o eixo de simetria S central respectivamente de fora para o meio com um vértice 9 central.

[00065] De preferência, o suporte de freio 1 apresenta ainda dois pontos de virada 10 situados simétricos ao eixo de simetria S, nos quais se altera respectivamente o sinal prévio de um gradiente de curvatura do traçado de contorno da nervura de reforço 2.

[00066] O vértice 9 do traçado de contorno da nervura de reforço 2 coincide centralmente com o vértice do balanço de cubo 6. Além disso, o traçado de contorno apresenta dois pontos de virada 10 situados simétricos ao eixo de simetria S, nos quais se altera o sinal prévio do gradiente de curvatura do traçado de contorno.

[00067] Os pontos de partida exteriores ou extremidades 2a da nervura de reforço 2 do suporte de freio 1 de acordo com a invenção se situam com relação à extensão do traçado de contorno na região da geometria 18 triangular aproximadamente ao menos 15 mm, de preferência menos de 25 mm, abaixo da área de base 4 do quadro de disco 5.

[00068] O traçado de contorno da nervura de reforço 2 se estende com gradiente de inclinação positivo de preferência continuamente para cima, para então, após troca do sinal prévio do gradiente de curvatura no ponto de virada 10, acompanhar o balanço de cubo 6 até ao vértice 9 central, que coincide com o eixo de simetria S do suporte de freio 1.

[00069] A curva ou o traçado de contorno da nervura de reforço 2 é respectivamente em imagem de espelho para com o eixo de simetria S.

[00070] É particularmente vantajoso que o traçado de contorno contínuo apresente das duas extremidades 2a exteriores para o eixo de simetria S central uma extensão respectivamente de preferência continuamente ascendente.

[00071] De preferência, as duas extremidades 2a da nervura de reforço 2 se situam respectivamente em cantos exteriores inferiores do suporte de freio 1. A nervura de reforço 2 se estende, a partir dessas extremidades 2a, respectivamente até ao vértice 9 central no eixo de simetria S do suporte de freio 1, em que se altera o sinal prévio 20 do gradiente de inclinação do traçado de contorno.

[00072] A nervura de reforço 2 fica disposta com relação ao disco de freio 20 em direção do eixo de rotação de disco de freio 19, isto é, em direção z, de novo elevada no lado de reação R do suporte de freio 1. O termo "elevada" se refere aqui a uma extensão H em direção z negativa.

[00073] A nervura de reforço 2 apresenta então a extensão H se estendendo em direção z negativa por todo o traçado de contorno da nervura de reforço 2, importando a extensão H por exemplo em ao menos 5 mm, de preferência entre 7 e 12 mm. A seção transversal da nervura de reforço 2 apresenta assim uma área de seção transversal maior do que a nervura de reforço 2 de um suporte de freio V segundo o estado atual da técnica.

[00074] A área de seção transversal ampliada da nervura de reforço 2 conduz, em combinação com a curva continuamente ascendente do traçado de contorno da nervura de reforço 2 respectivamente de fora até ao meio, a uma deformação homogênea, portanto relativamente uniforme em termos quantitativos, do suporte de freio 1 quando de solicitação. Como resultado disso, não ocorrem significativos picos de tensão no suporte de freio 1 quando de solicitação.

[00075] Vantajoso com relação a se evitar tensões é ainda o fato de que o balanço de cubo 6 apresentando a nervura de reforço apresenta de novo transição do eixo de simetria S de fora para respectivamente um segmento com geometria 18 triangular se alargando, sendo que as extremidades 2a exteriores da nervura de reforço 2 se situam, por exemplo, ao menos 15 mm, de preferência 20 mm e particularmente de preferência até 25 mm, abaixo da área de base 4 do quadro de disco 5, em que estão montados ou se montam as pontas de suporte 7R, 7Z e 8R, 8Z. As duas extremidades exteriores 2a, voltadas uma contra a outra, da nervura de reforço 2 se situam assim vantajosamente nitidamente mais baixas do que aquelas segundo o conhecido estado atual da técnica.

[00076] Correspondentemente - como requerido nos suportes de freio 1' segundo o estado atual da técnica - se pode dispensar correspondentes espessamentos de espessura de parede nas referidas regiões do quadro de disco 5 com saltos de rigidez e picos de tensão correspondentemente altos.

[00077] A configuração da nervura de reforço 2 de acordo com a invenção proporciona portanto a possibilidade - na medida em que é admitida a mesma deformação que em um suporte de disco 1' segundo o estado atual da técnica - de, em comparação com suportes de freio 1' segundo o estado atual da técnica, reduzir especificamente espessuras de parede na região do lado de reação R do suporte de freio 1, pois também com correspondentes deformações não resultam picos de tensão elevados e, assim, é possível economizar material no lado de reação R do suporte de freio para, desse modo, obter um suporte de freio 1 otimizado em peso e custo.

[00078] O suporte de freio 1 de acordo com a invenção pode assim ser ativado com forças de ação cíclica superiores, sem que com isso seja preciso arcar com perdas de vida útil. Resulta assim um maior desempenho possível do suporte de freio 1 de acordo com a invenção com um peso otimizado.

[00079] Na Figura 5 se pode ver bem a distinta altura das pontas de suporte 7R e 7Z em direção y positiva (vale naturalmente igualmente para as pontas de suporte 8R e 8Z). Disso se tratará ainda mais detalhadamente mais abaixo.

[00080] A Figura 6 mostra uma vista espacial de um freio a disco 21 de acordo com a invenção. A Figura 7 mostra uma vista lateral do freio a disco 21 de acordo com a invenção segundo a Figura 8. Na Figura 8 está representada uma vista do alto do freio a disco 21 de acordo com a invenção segundo Figura 6.

[00081] Na Figura 6 se pode ver particularmente bem a geometria de seção transversal do lado de reação R do verso de pinça de freio 27.

[00082] Com relação a outros componentes do freio a disco 21 de acordo com a invenção, especialmente de um freio a disco de pinça corrediça com suporte de freio 1 estacionariamente fixado, resultam outras possibilidades de otimização, que serão detalhadamente descritas a seguir.

[00083] A estrutura do freio a disco 21 de acordo com a invenção, de que se trata aqui, já foi explicada acima em combinação com a Figura 1.

[00084] Pela execução reforçada do suporte de freio 1 resulta a possibilidade de executar a pastilha de freio 22 no lado de reação R do suporte de freio 1 ou a pastilha de freio 22 do lado de reação mais larga do que a pastilha de freio 23 do lado de aperto no lado de aperto Z do suporte de freio 1. Mais larga significa, nesse contexto, que a pastilha de freio 22 do lado de reação se estende por um segmento maior respectivamente em direção x positiva e negativa do que a pastilha de freio 23 do lado de aperto.

[00085] O termo "volume de pastilha de freio" se refere à pastilha de atrito, que se estende em direção x, direção y e direção z. Sob o termo "espessura de pastilha" ou "espessura de uma pastilha de freio" se deve entender a extensão da respectiva pastilha de freio 22, 23 em direção z.

[00086] Pressupondo-se um volume de pastilha de freio uniforme, as pontas de suporte 7R e 8R no lado de reação R do suporte de freio 1 podem ser executadas mais curtas, como representado na Figura 4 e especialmente na Figura 5. Mais curto significa nesse contexto que as pontas de suporte 7R e 8R no lado de reação R do suporte de freio 1 se estendem menos em direção y positiva do que as pontas de suporte 7Z e 8Z no lado de aperto Z do suporte de freio 1. Pelo encurtamento das pontas de suporte 7R e 8R resultam um menos momento de flexão, que quando da frenagem atua sobre o pé de uma ponta de suporte 7R e 8R, de modo que a respectiva ponta de suporte 7R e 8R encurtada apresenta uma deformação ou tensão mecânica comparativamente menor do que no estado atual da técnica. Isso proporciona a possibilidade de reforçar correspondentemente de tal maneira os esteios 25, 26 da pinça de freio 21 na região das pontas de suporte 7R e 8R da pastilha de freio 22 do lado de reação que a deformação dos esteios 25, 26 quando de solicitação é menor.

[00087] Pelo aumento da largura BR do poço de pastilha de freio para a pastilha de freio 22 do lado de reação, que é definida pela distância das pontas de suporte 7R e 8R em direção x (ver Figura 3), conservando- se o volume de pastilha de freio da pastilha de freio 22 do lado de reação, pode ser reduzida a espessura da pastilha de freio 22 do lado de reação. Pela redução da espessura de pastilha da pastilha de freio 22 do lado de reação resulta a possibilidade da redução da profundidade do quadro de disco 5 em direção do eixo z. Inerente à redução da altura das correspondentes pontas de suporte 7R e 8R do lado de reação resulta um espaço de montagem liberado no lado de reação da pinça de freio 24, que é completado para específico enrijecimento do verso de pinça de freio 27 e dos esteios 25, 26 da pinça de freio 24.

[00088] Na medida em que a espessura da pastilha de freio 22 do lado de reação é mantida, resulta maior capacidade de desempenho ou vida útil da pastilha de freio 22 do lado de reação. Isso é desejável, pois a pastilha de freio 22 do lado de reação na operação do freio a disco 21, devido à sua posição e à inerente exposição à poluição, usualmente se desgasta mais rapidamente do que a pastilha de freio 23 do lado de aperto. Além disso, a pastilha de freio 22 do lado de reação, aumentada, absorve mais calor, de modo que a emissão de calor específica da pastilha de freio 22 do lado de reação igualmente aumenta e, correspondentemente, mais calor pode ser derivado para o verso de pinça de freio 27. Isso poupa a mecânica de aperto, especialmente suas vedações.

[00089] Pelo emprego de uma pastilha de freio 23 do lado de aperto pequena com relação à área de pastilha e de uma pastilha de freio 22 do lado de reação maior, a pinça de freio 24 é provida de uma geometria 30 à altura da solicitação ou otimizada em solicitação, especialmente nos pontos de união entre os esteios 25, 26 e o verso de pinça de freio 27. Especialmente essas regiões são arredondadas na vista do alto (Figura 8) com um arco de cesto ou um segmento elíptico 29, que provocam tensões de entalhe relativamente apenas pequenas e, por isso, contribuem para otimização da resistência da pinça de freio 24.

[00090] Além disso, os esteios 25, 26 são providos de uma geometria 30 otimizada sob critérios de resistência na vista do alto (Figura 6 ou Figura 8), que se afila para o verso da pinça de freio e, finalmente, desemboca no arco de cesto 29 para arredondamento da transição entre esteios 25, 26 e o verso de pinça de freio 27. A geometria dos esteios 25, 26 na vista lateral (Figura 7) é configurada análoga à geometria na vista do alto igualmente otimizada em solicitação.

[00091] A geometria 30 otimizada com os arcos de cesto 29 nos lados contribui para que resulte uma espécie de abertura elíptica da pinça de freio 24. Isso pode ser identificado especialmente na vista do alto na Figura 8. Essa abertura do verso de pinça de freio 27 da pinça de freio 24, no lado longitudinal, na região da pastilha de freio 23 do lado de aperto, é mais curta em direção x do que no lado longitudinal contraposto na região da pastilha de freio 22 do lado de reação. Disso resulta uma nítida associação das pastilhas de freio 22, 23 quando da montagem ou troca. A pastilha de freio 22 do lado de reação, mais longa em direção x, devido à configuração da abertura do verso de pinça de freio 27 da pinça de freio 24, pode ser montada apenas no lado de reação R. Uma montagem no lado de aperto Z não é possível devido à geometria da abertura. Assim é provida uma montagem das pastilhas de freio 22, 23 à prova de confusão.

[00092] As pastilhas de freio 22 e 23 e as correspondentes pontas de suporte 7R, 7Z; 8R, 8Z se situam respectivamente contíguas em áreas de apoio, como se pode identificar facilmente.

[00093] Graças à geometria da pinça de freio 24, no total mais rígida e portante otimizada em resistência, bem como do suporte de freio 1, no suporte de freio 1 e na pinça de freio 24 pode ser economizado peso. Pela redução de peso resultam custos de fabricação mais favoráveis bem como uma redução do peso do veículo, o que especialmente na área de veículos utilitários pesados é uma propriedade de produto vantajosa e, portanto, muito requisitada.

[00094] Graças à rigidez otimizada da pinça de freio 24, a reserva de via de ativação pode ser reduzida pela elasticidade da pinça de freio 24. Isso proporciona a possibilidade de configurar também a mecânica de aperto e, com isso, o freio de disco 21, no total mais compacta em direção z, de modo que ao todo precisa ser reservado menos espaço de montagem para o freio a disco 21 segundo a invenção. Isso é igualmente vantajoso na área de veículos utilitários pesados.

[00095] Pelo aumento da largura da pastilha de freio 22 do lado de reação, isto é, em direção x, portanto tangencial ao disco de freio 20, mais frações de área da pastilha de freio 22 do lado de reação se situam abaixo do ponto médio de pressão da mecânica de aperto no segmento de aperto 28 da pinça de freio 24, com o que é reduzido o momento de cambamento resultante no verso de pinça de freio 27.

[00096] A vantajosa geometria do suporte de freio 1 ou da pinça de freio 24 pode ser concretizada em termos de técnica de fabricação, por exemplo, de modo particularmente fácil por um processo de fundição. De preferência, o suporte de freio 1 de acordo com a invenção é produzido de um material fundido dúctil, como por exemplo ferro fundido com grafite em esfera.

[00097] A invenção não está restrita aos exemplos de execução acima descritos, mas sim pode ser modicada no âmbito das reivindicações em apenso.

[00098] Assim, por exemplo, é concebível que também outros materiais possam ser empregados para a produção do suporte de freio 1 e da pinça de freio 24. Lista de Referências 1, 1' suporte de freio 2 nervura de reforço 2a extremidade 3 borda externa 4 área de base 5 quadro de disco 6 balanço de cubo 7R, 7Z ponta de suporte 8R, 8Z ponta de suporte 9 vértice 10 ponto de virada 11, 12 ponto de apoio 13, 14, 15 ponto de fixação 16 linha 17 parte de quadro 18 geometria triangular 19 eixo de rotação de disco de freio 20 disco de freio 21,21' freio a disco 22, 23 pastilha de freio 24 pinça de freio 25, 26 esteios 27 verso de pinça de freio 28 segmento de aperto 29 segmento de arco de cesto ou elíptico 30 geometria otimizada B R, B'R, BZ, B'Z largura H extensão R lado de reação S eixo de simetria Z lado de aperto x, y, z coordenadas

Claims

1. Freio a disco (21), em particular, freio a disco de pinça corrediça, apresentando ao menos um adaptador (1) estacionariamente fixado, que apresenta dois pares de pontas adaptadoras (7R, 8R; 7Z, 8Z), pelos quais são retidas uma pastilha de freio (22) do lado de reação e uma pastilha de freio (23) do lado de aplicação, uma pinça de freio (24), que é formada por esteios de tensão (25, 26) e uma seção traseira de pinça de freio (27) e uma mecanismo de aplicação, em que a distância das pontas adaptadoras (7R, 8R) entre si, que alojam a pastilha de freio (22) do lado de reação, é maior do que a distância das pontas adaptadoras (7Z, 8Z) entre si, que alojam a pastilha de freio (23) do lado de aplicação, caracterizado pelo fato de que um volume da pastilha de freio (22) do lado de reação é maior do que um volume da pastilha de freio (23) do lado de aplicação.

2. Freio a disco (21), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as pontas adaptadoras (7R, 8R) em um lado de reação (R) do adaptador (1) são mais curtas do que em um lado de aplicação (Z) do adaptador (1).

3. Freio a disco (21), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os pontos de união entre os esteios de tensão (25, 26) e a seção traseira de pinça de freio (27) são arredondados com um arco de cesto ou um segmento de elipse (29).

4. Freio a disco (21), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os esteios de tensão (25, 26) apresentam respectivamente uma geometria (30) otimizada, que se afila para a seção traseira de pinça de freio (27) e, finalmente, desemboca no arco de cesto ou um segmento de elipse (29).

5. Freio a disco (21), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a geometria (30) otimizada com os arcos de cesto (29) nos lados forma um tipo de abertura elíptica da seção traseira de pinça de freio (27) da pinça de freio (24), sendo um lado longitudinal do lado de aplicação da abertura da seção traseira de pinça de freio (27) mais curto do que um lado longitudinal do lado de reação da abertura da seção traseira de pinça de freio (27).

6. Freio a disco (21), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um momento de cambamento resultante, que atua sobre a seção traseira de pinça de freio (27) durante um processo de frenagem, é reduzido pela geometria da pastilha de freio (22) do lado de reação.

7. Freio a disco (21), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o adaptador (1) e a pinça de freio (24) são produzidos por um processo de fundição.

8. Freio a disco (21), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o adaptador de freio (1) e a pinça de freio (24) são produzidos de um material de fundição dúctil.

9. Freio a disco (21), de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que o adaptador (1) e a pinça de freio (24) são produzidos de ferro fundido com grafite de esfera.

10. Freio a disco (21), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a pastilha de freio (22) do lado de reação e a pastilha de freio (23) do lado de aplicação e os dois pares de pontas adaptadoras (7R, 8R; 7Z, 8Z) jazem respectivamente contíguos em áreas de apoio.

11. Jogo de pastilha de freio de um freio a disco (21), como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, apresentando uma primeira pastilha de freio (22) e uma segunda pastilha de freio (23), em que a primeira pastilha de freio (22) é fornecida como uma pastilha de freio (22) do lado da reação para o freio a disco associado (21) e a segunda pastilha de freio (23) é fornecida como uma pastilha de freio (23) do lado da aplicação para o freio a disco associado (21), caracterizado pelo fato de que a primeira pastilha de freio (22) tem uma largura que é maior do que a largura da segunda pastilha de freio (23pastilha) e a primeira pastilha de freio (22) tem um volume que é maior do que um volume da segunda pastilha de freio (23).