BR112021016412A2 - Conjunto de discos de freio e método de operação - Google Patents

Abstract

conjunto de discos de freio e método de operação. a presente invenção se refere a um disco de freio configurado para controlar o fluxo de ar através de porções de um conjunto de discos de freio incluindo um disco de freio, pelo menos um restritor de fluxo de ar, e um acionador. o pelo menos um restritor de fluxo de ar inclui pelo menos um membro de porta configurado para se mover entre uma posição fechada e uma posição aberta. na posição fechada, o pelo menos um membro de porta pelo menos parcialmente reduz o fluxo de ar entre uma borda circunferencial interna e uma borda circunferencial externa do disco de freio. na posição aberta, o pelo menos um membro de porta é posicionado para permitir um maior fluxo de ar entre a borda circunferencial interna e a borda circunferencial externa do disco de freio, com relação a quando o pelo menos um membro de porta está na posição fechada. o acionador é acoplado ao pelo menos um restritor de fluxo de ar e configurado para mover o restritor entre a posição aberta e a posição fechada.

Description

CONJUNTO DE DISCOS DE FREIO E MÉTODO DE OPERAÇÃO Referência cruzada aos pedidos relacionados

[001] O presente pedido de patente reivindica a prioridade do pedido provisório de patente norte-americana Número de Série 62/808421 depositado em 21/02/2019, cujo conteúdo é aqui incorporados em sua totalidade.

Antecedentes da Invenção Campo da Técnica

[002] A descrição inclui realizações que se referem a um conjunto de discos de freio para um corpo giratório. Realizações se referem a conjuntos de discos de freio que incluem restritores de fluxo de ar.

Descrição da Técnica

[003] Discos de freio podem ser fixados a rodas ou rotores para proporcionar uma superfície de contato dura e lisa que pode ser contatada por uma sapata de freio ou pastilha controlada por um mecanismo de freio, tal como uma garra de freio.

Quando contato entre o disco e a sapata de freio ou pastilha é estabelecido, a fricção entre os elementos é suficiente para reduzir ou parar a rotação da roda. Discos de freio são usados em uma variedade de aplicações que incluem, por exemplo, máquinas industriais, como guindastes e elevadores, bem como em instalações de transporte, tais como escadas rolantes, elevadores, telesqui e semelhantes. Os conjuntos de discos de freio podem ser empregados em veículos de transporte, como vagões, veículos de transporte público, caminhões e automóveis.

[004] Calor pode ser criado como resultado do contato de fricção entre a sapata de freio e o disco de freio. O calor pode causar expansão térmica das porções do conjunto do disco de freio e pode fazer com que o conjunto do disco de freio deforme ou degrade após o uso prolongado. Um aparelho de frenagem convencional pode não permitir a distribuição uniforme do calor gerado, levando a amplos gradientes de temperatura em todo o conjunto de frenagem. Esses gradientes de temperatura podem causar fissuras e rachaduras no disco de freio. Além disso, o fluxo de ar de resfriamento pode não ser suficientemente uniforme nem adequado para neutralizar os efeitos destrutivos do calor que está sendo gerado. Em vez disso, o ar de resfriamento pode, na verdade, aumentar os gradientes de temperatura no disco de freio, piorando os fenômenos de transição térmica. O calor que é criado na superfície de contato do elemento de freio pode ser transferido para o eixo no qual o disco de freio está montado. Este calor transferido pode causar oxidação no eixo e/ou roda, tornando a substituição dos elementos do freio mais difícil. A exposição prolongada ao calor pode alterar a centralização ou calibração dos elementos de freio e/ou dos membros de acionamento.

[005] Outros discos de freio anulares podem incluir aletas radiais ou lamelas para o direcionamento de fluxo de ar entre discos de freio dianteiro e traseiro de um conjunto de discos de freio. Os discos de freio dianteiro e traseiro incluem aberturas na superfície do disco localizadas próximas da porção central da roda ou cubo da roda. Ar é atraído para dentro das aberturas e direcionado radialmente para fora ao longo da superfície interna dos discos de freio pelas aletas ou lamelas. O calor criado pelo disco de freio é transferido para as aletas ou lamelas e ventilado pelo fluxo de ar. Desse modo, as aletas ou lamelas podem remover calor a partir do disco de freio e roda. Pode ser desejável ter um sistema e método de frenagem que difira a partir dos que estão atualmente disponíveis.

Sumário da Invenção

[006] Em uma realização, um conjunto de discos de freio para um veículo é proporcionado. O conjunto de discos de freio é configurado para controlar o fluxo de ar através das porções do conjunto de discos de freio, e inclui um disco de freio, pelo menos um restritor de fluxo de ar, e um acionador. O pelo menos um restritor de fluxo de ar inclui pelo menos um membro de porta configurado para se mover entre uma posição fechada e uma posição aberta. Na posição fechada, o pelo menos um membro de porta pelo menos parcialmente reduz o fluxo de ar entre uma borda circunferencial interna e uma borda circunferencial externa do disco de freio. Na posição aberta, o pelo menos um membro de porta é posicionado para permitir um maior fluxo de ar entre a borda circunferencial interna e a borda circunferencial externa do disco de freio, com relação a quando o pelo menos um membro de porta está na posição fechada. O acionador é acoplado ao pelo menos um restritor de fluxo de ar e configurado para mover o restritor entre a posição aberta e a posição fechada.

[007] Em uma realização, um cubo do disco de freio de um veículo inclui um corpo anular, pelo menos um restritor de fluxo de ar, e um acionador. O corpo anular inclui uma porção radialmente interna configurada para receber um eixo de um veículo e um flange que se estende radialmente configurado para ser conectado a um disco de freio. O pelo menos um restritor de fluxo de ar inclui pelo menos um membro de porta montado ao flange do cubo configurado para se mover entre uma posição fechada e uma posição aberta. Na posição fechada, o pelo menos um membro de porta pelo menos parcialmente reduz o fluxo de ar entre uma borda circunferencial interna e uma borda circunferencial externa do disco de freio. Na posição aberta, o pelo menos um membro de porta é posicionado para permitir um maior fluxo de ar entre a borda circunferencial interna e a borda circunferencial externa do disco de freio, com relação a quando o pelo menos um membro de porta está na posição fechada. O acionador é acoplado ao pelo menos um restritor de fluxo de ar e configurado para mover o restritor entre a posição aberta e a posição fechada.

[008] Em uma realização, um método inclui posicionar pelo menos um membro de porta de um restritor de fluxo de ar em uma posição fechada, em que o pelo menos um membro de porta pelo menos parcialmente reduz o fluxo de ar entre uma borda circunferencial interna e uma borda circunferencial externa de um disco de freio na posição fechada. O método também inclui mover, por meio de um acionador, o pelo menos um membro de porta a uma posição aberta, na qual o pelo menos um membro de porta é posicionado para permitir um maior fluxo de ar entre a borda circunferencial interna e a borda circunferencial externa do disco de freio, com relação a quando o pelo menos um membro de porta está na posição fechada.

Breve Descrição dos Desenhos

[009] A Figura 1 é uma vista dianteira de um conjunto de discos de freio de acordo com um aspecto da descrição;

[0010] a Figura 2 é uma vista em seção transversal de uma porção do conjunto da Figura 1 ao longo de linha A - A na Figura 1;

[0011] a Figura 3 é uma vista em seção transversal de uma porção do conjunto da Figura 1 ao longo de linha B - B na Figura 1;

[0012] a Figura 4 é uma vista em seção transversal de uma porção do conjunto da Figura 1 tomada ao longo de um plano paralelo à face do segmento do disco de freio;

[0013] a Figura 5 é uma vista em perspectiva de outro exemplo de um conjunto de discos de freio que incluem um restritor de fluxo de ar de acordo com um aspecto da descrição;

[0014] a Figura 6 é uma vista dianteira de uma porção do conjunto de discos de freio da Figura 5, com membros de porta do restritor de fluxo de ar em uma posição aberta;

[0015] as Figuras 7 e 8 são vistas em perspectiva de porções do conjunto de discos de freio da Figura 5, com os membros de porta do restritor de fluxo de ar em uma posição fechada;

[0016] a Figura 9 é um desenho esquemático de outro exemplo de um conjunto de discos de freio que incluem um restritor de fluxo de ar e retentor adesivo, de acordo com um aspecto da descrição;

[0017] a Figura 10 é um desenho esquemático de outro exemplo de um conjunto de discos de freio que incluem um restritor de fluxo de ar e dispositivo retentor eletromecânico, de acordo com um aspecto da descrição;

[0018] a Figura 11 é um desenho esquemático de outro exemplo de um conjunto de discos de freio que incluem um restritor de fluxo de ar com uma mola formada a partir de um material de memória de formato, de acordo com um aspecto da descrição;

[0019] a Figura 12 é um desenho esquemático de outro exemplo de um conjunto de discos de freio que incluem um restritor de fluxo de ar e membro de orientação eletromecânico, de acordo com um aspecto da descrição;

[0020] a Figura 13 é um desenho esquemático de outro exemplo de um conjunto de discos de freio para um disco de freio montado em roda que inclui um restritor de fluxo de ar montado a uma borda interna radial de um segmento do disco de freio de acordo com um aspecto da descrição;

[0021] a Figura 14 é um desenho em seção transversal esquemático de uma porção do conjunto de discos de freio da Figura 13;

[0022] a Figura 15A é um desenho esquemático de porções de um conjunto de discos de freio for um disco de freio montado axial que inclui um restritor de fluxo de ar em uma posição aberta;

[0023] a Figura 15B é um desenho esquemático de porções do conjunto de discos de freio da Figura 15A com o restritor de fluxo de ar na posição fechada;

[0024] a Figura 16 é um desenho esquemático de outro exemplo de um conjunto de discos de freio para um disco de freio montado em roda que inclui um restritor de fluxo de ar montado a uma borda externa radial de um segmento do disco de freio de acordo com um aspecto da descrição;

[0025] a Figura 17 é um desenho em seção transversal esquemático de uma porção do conjunto de discos de freio da Figura 16;

[0026] a Figura 18A é outro desenho esquemático de porções de um conjunto de discos de freio para um disco de freio montado axial com o restritor de fluxo de ar na posição aberta; e

[0027] a Figura 18B é um desenho esquemático de porções do conjunto de discos de freio da Figura 18A com o restritor de fluxo de ar na posição fechada.

Descrição Detalhada da Invenção

[0028] Em uma realização, um disco de freio é proporcionado com resfriamento aprimorado e estruturas de ventilação. O fluxo de volume de ar e velocidade através do disco pode ser otimizado e/ou maximizado para aumentar um efeito de resfriamento. Um padrão de fluxo de ar pode ser criado de modo que o fluxo de ar é tornado disponível para as porções do disco que podem ser expostas a calor substancial.

Dispositivos e sistemas para controlar o fluxo de ar para aprimorar a eficiência do corpo giratório podem ser proporcionados em várias realizações.

[0029] Alguns conjuntos de discos de freio da descrição podem incluir estruturas para o direcionamento de fluxo de ar sobre ou através de porções do disco de freio para proporcionar resfriamento de calor criado pela fricção entre o disco de freio e a sapata de freio. Aumentar fluxo de ar através de e em torno de um disco de freio ou anel de fricção pode produzir arrasto na roda. O arrasto na roda pode reduzir a eficiência da roda e do veículo. A redução da eficiência da roda pode aumentar os custos operacionais do veículo, pois pode ser necessário combustível adicional para compensar a perda de energia devido à rotação ineficiente da roda. Os efeitos de tal perda de energia se tornam mais pronunciados para veículos que operam em alta velocidade.

[0030] Como mostrado nas Figuras, essa descrição descreve um ou mais conjuntos de discos de freio 2 que incluem pelo menos um disco de freio 10 (referido como anéis de fricção). O disco de freio pode ser montado nas rodas, cubos, ou eixos de um corpo giratório, tal como uma roda de veículo ferroviário. Como descrito nesse documento, o disco de freio pode ser uma estrutura unitária (por exemplo, um disco monobloco) ou segmentado, como ilustrado nas Figuras em anexo. O disco de freio pode ser contatado por um mecanismo de frenagem (não mostrado). Mecanismos de frenagem adequados podem incluir uma garra de freio, pastilha de freio, ou sapata de freio. Durante a operação, o atrito produzido entre o disco de freio e a sapata de freio transforma a energia cinética do corpo giratório em calor para desacelerar o veículo em movimento. Os discos de freio podem ser montados no cubo ou na roda. Os discos de freio montados no cubo (referidos como um disco montado no eixo) são conectados ao cubo 12 ou eixo (não mostrado) do corpo giratório. Os discos de freio montados nas rodas podem ser conectados diretamente a uma superfície da própria roda (não mostrada) em vez de ao cubo ou eixo.

Conjuntos de discos de freio, incluindo os recursos divulgados neste documento, podem incluir discos de freio montados em cubo ou discos de freio montados em roda.

[0031] A título de exemplo, um trem tem nove vagões e duas locomotivas. Tal como um trem teria, coletivamente, cerca de 124 discos de freio (9 discos de freio por vagão e 8 discos de freio por locomotiva). Como comparação, um trem desse tipo operando a 300 km/hr usando um disco de freio convencional incluindo aletas ou lamelas para dissipar o calor pode absorver 3 kWh de energia. Se operando a 300 km/h por 12 horas/dia, 300 dias/ano, é estimado que o trem perderá 1.339.200 kWh de energia por ano devido ao fluxo de ar através do disco de freio. Reduzir a energia perdida devido à rotação do disco de freio em 80% pode reduzir o consumo de energia do trem pela metade.

[0032] Conjuntos de discos de freio 2 descritos nesse documento podem incluir dispositivos ou mecanismos, referido nesse documento como um restritor de fluxo de ar 110, 310, 510, 710, 910 ou dispositivo restritor de fluxo de ar, para controlar de modo seletivo fluxo de ar através de ou através das porções do conjunto de discos de freio

2. O restritor de fluxo de ar pode direcionar, reduzir, controlar, bloquear ou restringir o fluxo de ar em resposta às condições de ativação. Condições de ativação adequadas podem incluir a temperatura do disco de freio que é abaixo de um determinado valor de temperatura ou quando uma taxa de rotação do disco de freio ou roda está acima de um determinado valor de velocidade rotacional. Embora o termo "restritor" seja usado neste documento, significa que o fluxo de ar pode ser direcionado ou controlado seletivamente de modo que o restritor de fluxo de ar possa aumentar (ou diminuir) o fluxo de ar através do anel de fricção ou segmento do disco de freio quando os freios engatam (por exemplo, quando a sapata de freio entra em contato com a superfície do disco de freio criando fricção).

[0033] O restritor de fluxo de ar pode ser montado a qualquer porção seja de um disco de freio montado em roda ou um disco de freio montado no eixo dentro do escopo da presente descrição. Por exemplo, restritores de fluxo de ar podem ser montados a um anel de fricção, cubo, eixo, ou roda de um conjunto de discos de freio e/ou veículo. Como mostrado nas Figuras 5-12, restritores de fluxo de ar podem ser montados a porções de um flange de um cubo de um conjunto de discos de freio montado em um eixo. Restritores de fluxo de ar podem ser montados a qualquer porção de um disco de freio ou segmento do disco de freio. Por exemplo, como mostrado nas Figuras 13, 14, 16, e 17, um restritor de fluxo de ar é montado seja em uma borda circunferencial interna ou uma borda circunferencial externa de um segmento do disco de freio de um disco de freio montado em roda. Em ainda outros exemplos, como mostrado nas Figuras 15A, 15B, 18A, e 18B, restritores de fluxo de ar podem ser montados a porções de um segmento do disco de freio de um conjunto de discos de freio montado em um eixo. O restritor de fluxo de ar descrito nesse documento pode permitir um fluxo de ar ótimo ou máximo durante a frenagem, quando a fricção entre a sapata de freio e as porções do disco de freio cria calor substancial. No entanto, em outros momentos, como quando um veículo está viajando a uma velocidade alta constante e os freios podem não estar engatados, o fluxo de ar pode ser reduzido pelo restritor de fluxo de ar para melhorar a eficiência do corpo giratório. Em uma realização, o fluxo de ar não é maximizado nem bloqueado completamente, mas é permitido a uma taxa suficiente para resfriar determinadas partes sem reduzir indevidamente a eficiência.

Exemplos de conjuntos de freio

[0034] Com referência às Figuras 1 a 4, um conjunto de discos de freio montado em cubo que inclui os aspectos da presente descrição é ilustrado. O conjunto de discos de freio montado em cubo inclui o cubo 12 tendo um flange radial 14 que se estende a partir do mesmo. O cubo pode receber um corpo giratório, tal como um eixo de um veículo ferroviário ou estrutura giratória similar. O flange inclui uma superfície de lado dianteiro 16 e uma superfície de lado traseiro 18 (mostrado nas Figuras 2 e 3). Em uma realização, o flange pode ser da mesma espessura em tudo. Em outra realização, o flange pode incluir regiões tendo uma espessura ou rigidez diferente. Por exemplo, o flange pode incluir bandas concêntricas alternadas (não mostrado) tendo alta e baixa rigidez. A rigidez das várias regiões pode resultar a partir da variação ou da espessura ou da composição do material do flange.

[0035] O conjunto adicionalmente inclui um anel de fricção ou disco de freio fixado ao flange. O disco de freio pode ser um disco segmentado formado a partir de dois ou mais segmentos 20. Por exemplo, o disco de freio pode ser formado a partir de cinco segmentos de formatos substancialmente idênticos, como mostrado nas Figuras.

Cada segmento pode incluir ou ser posicionado em proximidade a um ou mais do restritores de fluxo de ar (mostrado nas Figuras 5-8) para limitar o fluxo de ar através de um interior do segmento. Por exemplo, como mostrado na Figura 5, um restritor de fluxo de ar pode ser posicionado adjacente a cada borda circunferencial interna 22 do segmento.

[0036] Como mostrado na Figura 1, o segmento pode se conectar em torno do cubo para formar um anel anular fechado. Embora o segmento ilustrado na Figura 1 possa ser de mesmo tamanho e formato, arranjos de discos de freio podem ser possíveis nos quais diferentes segmentos têm diferentes tamanhos e/ou formatos.

Também, o número total de segmentos pode ser par ou ímpar.

[0037] Cada segmento do disco de freio inclui duas porções de corpo ou placa opostas entre si 24 conectadas juntas por uma pluralidade de aletas, nervuras, hastes, e/ou colunas, referidas como suportes internos 26. Como mostrado nas Figuras 2 e 3, as porções de placa de cada segmento têm uma superfície externa 28, que funciona como uma superfície de contato ou de frenagem. A superfície externa proporciona uma região substancialmente plana configurada para ser contatada por uma superfície de frenagem correspondente, tal como a superfície de uma sapata de freio ou pastilha de freio, controlada por um mecanismo de frenagem. Como descrito anteriormente, o contato prolongado entre a superfície externa e a superfície de frenagem produz fricção e calor para desacelerar a roda e/ou eixo. De modo opcional, a superfície externa pode incluir regiões que foram tratadas ou usinadas para aumentar a textura, dureza, ou durabilidade das mesmas para aprimorar o contato e aumentar a fricção entre a superfície externa e superfície de frenagem. A porção de placa do segmento inclui uma superfície interna 30 oposta à superfície externa. Os suportes internos se estendem entre as superfícies internas das porções de placa opostas entre si.

[0038] Em uma realização, o(s) segmento(s) de freio pode ser uma estrutura monolítica, na qual as porções de placa opostas entre si e os suportes internos podem ser integralmente formados. Por exemplo, cada segmento pode ser moldado ou usinado como uma única peça monolítica. No entanto, em outros exemplos, um segmento pode incluir ou ser formado a partir de duas ou mais peças simétricas, tais como as peças que incluem a porção de placa e metade dos suportes internos conectados ao cubo e um ao outro, por exemplo, por um parafuso, prego, ou pino.

[0039] Como mostrado na Figura 1, segmentos adjacentes podem ser separados um a partir do outro por um espaço radial 32 entre bordas radiais 34 do segmento adjacente. O espaço permite a livre expansão e contração do segmento em virtude de mudanças na temperatura do segmento, assim como frenagem e forças centrípetas exercidas no segmento. Em alguns exemplos, o segmento pode ser unido junto por elementos de junção, prendedores, ou pinos 36 que se estendem através do espaço e recebidos dentro de aberturas correspondentes ou soquetes 38 de cada segmento. Uma profundidade de cada soquete pode ser maior do que o comprimento do pino de junção associado. Por conseguinte, o segmento pode estar livre para se mover em direção a ou em afastamento um a partir do outro em virtude da expansão ou da contração do segmento,

na medida em que o pino de união se insere mais em uma abertura / soquete e se afasta a partir de um segmento adjacente.

[0040] Os suportes internos podem incluir um ou mais aletas radiais 40 que se estende entre as porções de placa do segmento. Em outros exemplos, os suportes internos podem incluir nervuras, defletores, colunas, paredes, colunas, ou uma combinação dos mesmos. Por exemplo, os suportes internos podem incluir um número de colunas (não mostrado) tendo uma seção transversal de formato substancialmente circular que se estende entre as porções de placa opostas entre si.

[0041] Aletas adequadas podem se estender radialmente entre uma borda circunferencial interna e uma borda circunferencial externa 42 de cada segmento, desse modo formando ou definindo canais 44 para o direcionamento de fluxo de ar através do disco de freio. As aletas podem ter uma variedade de configurações e arranjos para aumentar o fluxo de ar através das superfícies internas 30 do segmento. Por exemplo, as aletas podem ter uma área de base substancialmente retangular ou elíptica que se estende a partir da superfície interna 30 da porção de placa. As aletas podem ser afuniladas, se tornando mais estreitas na medida em que a distância a partir da(s) superfície(s) interna(s) 30 aumenta. As aletas podem ser mais amplas próximas do lado circunferencial interno do segmento e mais estreitas próximas do lado circunferencial externo, de modo que a distância entre aletas adjacentes aumenta mais em afastamento a partir do cubo. Quando o disco de freio e a roda giram, em virtude da força centrípeta, ar de resfriamento externo entra nos canais 44 através dos espaços, orifícios, aberturas, ou aberturas entre o segmento e o cubo (referido nesse documento como abertura(s) de influxo 48) localizada na borda circunferencial interna do segmento. O ar de resfriamento passa através dos canais como mostrado pelas setas C (nas Figuras 3 e 4), e é expelido a partir dos canais através de espaços, orifícios, fendas, aberturas, ou aberturas na borda circunferencial externa (referido nesse documento como abertura(s) de escoamento 50) do segmento.

Proporcionar um fornecimento contínuo de ar de resfriamento quando o conjunto de discos de freio está em uso se contrabalança o efeito de calor criado a partir do contato entre o segmento e o mecanismo de freio. Desejavelmente, resfriar e ventilar o segmento fornece um gradiente de temperatura mais uniforme através de todo o segmento que evita a degradação do segmento como resultado de tensões térmicas e expansão térmica.

[0042] Como mostrado na Figura 4, em alguns exemplos, uma área total para a(s) abertura(s) de influxo 48 do disco de freio é menos do que a área total da(s) abertura(s) de escoamento 50, criando um efeito pneumático, que puxa o ar para dentro da(s) abertura(s) de influxo 48 e através do canal(s) 44. também, o aumento na área total entre a(s) abertura(s) de influxo 48 e a(s) abertura(s) de escoamento 50 faz com que o fluxo de ar acelere ao longo do comprimento do canal 44, de modo que um velocidade de fluxo de ar próximo da(s) abertura(s) de influxo 48 é menos do que uma velocidade do fluxo de ar na(s) abertura(s) de escoamento 50. A velocidade do ar aumentada pode aprimorar a ventilação e o resfriamento do segmento.

[0043] Cada segmento adicionalmente inclui pelo menos um furo de passagem ou orifício de passagem 52 configurado para receber um prendedor 54, tal como a parafuso, cavilha, ou pino, para fixar o segmento ao flange 14 do cubo. De modo desejável, o número de pontos de fixação (por exemplo, orifícios de passagem 52 e prendedores 54) em cada segmento é minimizado para reduzir o número de estruturas em cada segmento, que pode restringir fluxo de ar em momentos (por exemplo, quando os freios podem ser engatados) quando máximo fluxo de ar é necessário para contrabalançar o calor produzido pela fricção entre o segmento de freio e o mecanismo de freio.

Preferivelmente, cada segmento inclui apenas um único ponto de fixação, posicionado próximo da borda circunferencial interna do segmento. De modo desejável, o único prendedor é suficientemente forte para suportar as cargas geradas por contato entre o segmento do disco de freio e a superfície de frenagem. Em alguns exemplos, os orifícios de passagem são suficientemente profundos de modo que uma porção de topo do prendedor é fendido dentro do orifício de passagem, com relação à superfície externa da porção de placa do segmento, de modo que não se estende acima da superfície externa.

Rebaixar o prendedor garante que ele não entre em contato ou obstrua a superfície do freio, como a sapata de freio ou a pastilha do freio. O flange inclui um furo de passagem correspondente ou furo de passagem 56 alinhado com cada furo de passagem do segmento e configurado para receber o prendedor.

Exemplos de restritores de fluxo de ar

[0044] Aspectos do restritor de fluxo de ar serão agora descritos. Um restritor de fluxo de ar adequado posicionado no segmento do disco de freio, cubo, eixo (não mostrado), ou roda (não mostrado) e configurado para limitar o fluxo de ar através dos canais 44 formados pelas aletas radiais quando fluxo de resfriamento de ar não é necessário. Por exemplo, como descrito nesse documento, O(s) restritor(s) de fluxo de ar pode ser posicionado para bloquear ou restringir o fluxo de ar através de uma ou mais das aberturas de influxo de ar 48 do segmento de freio. Em outros exemplos, um ou mais do restritores de fluxo de ar pode ser posicionado para bloquear fluxo de ar a partir das aberturas de escoamento 50. Em alguns exemplos, o segmento pode incluir restritores de fluxo de ar que bloqueiam o fluxo de ar para dentro de alguns dos canais 44 e outros restritores de fluxo de ar posicionados nas aberturas de escoamento 50 para impedir que o ar saia dos canais 44.

[0045] O(s) restritor(s) de fluxo de ar incluem pelo menos um membro de porta 112. O pelo menos um membro de porta pode ser formado a partir de um material rígido adequado para resistir a altas temperaturas e forças centrípetas, tal como metal, plástico, e/ou fibras compósitas. Como mostrado nas Figuras 6-8, o pelo menos um membro de porta inclui uma porção principal 114 tendo uma borda externa 116 dimensionada para alinhar com a abertura de influxo 48 ou as aberturas de escoamento 50 do segmento de freio. O membro de porta inclui uma porção de conector 118 que incluem um orifício de passagem 120 ou abertura dimensionada para receber um prendedor 122, tal como um parafuso ou um pino. O prendedor se estende através do orifício de passagem para formar um ponto pivô, de modo que o membro de porta livremente gira sobre o prendedor. O pelo menos um membro de porta pode se mover entre uma posição fechada (mostrado nas Figuras 5, 7, e 8) na qual o pelo menos um membro de porta pelo menos parcialmente cobre a abertura de influxo de ar para pelo menos parcialmente bloquear o fluxo de ar através do disco de freio para uma posição aberta (mostrado na Figura 6) na qual o pelo menos um membro de porta é espaçado a partir da pelo menos uma abertura de influxo de ar de modo que o ar passa para dentro da abertura de influxo de ar 48 e através do segmento de freio.

[0046] O pelo menos um membro de porta pode se move entre a posição aberta e a posição fechada em resposta a uma condição de ativação. Por exemplo, a condição de ativação, que faz com que o pelo menos um membro de porta faça uma transição a partir da posição aberta para a posição fechada, pode ser quando uma taxa de rotação da roda ou eixo aumenta acima de valores de ativação determinados. Outra condição de ativação pode ser a temperatura do disco de freio ou flange. Quando a temperatura do conjunto de discos de freio aumenta acima de uma temperatura de ativação, o pelo menos um membro de porta pode ser configurado para fazer a transição a partir da posição fechada para a posição aberta. A temperatura de ativação pode ser na faixa de a partir de cerca de 25 graus Celsius (°C) a cerca de 300°C. Em um exemplo, o membro de porta pode ser configurado para permanecer na posição fechada quando a temperatura do disco de freio e/ou pelo menos um membro de porta é menos do que cerca de 80°C e para iniciar a transição para a posição aberta quando a temperatura se eleva acima de cerca de 80°C. O pelo menos um membro de porta pode ser configurado para ser completamente aberto quando a temperatura alcança cerca de 100°C. Em outros exemplos, a temperatura de ativação ou faixa de temperatura pode ser selecionado com base na composição do material do conjunto de freio, as condições de operação do veículo, o tipo ou objetivo do veículo, o ambiente esperado, e outros parâmetros específicos de aplicação.

[0047] O pelo menos um membro de porta pode ser movido entre a posição aberta e a posição fechada por um número de diferentes mecanismos de acionamento elétricos e/ou mecânicos. Por exemplo, como mostrado nas Figuras 5-7, o restritor de fluxo de ar pode incluir pelo menos um membro de acionamento, tal como uma mola 124. A mola pode incluir uma porção em espiral 126 enrolada em torno do prendedor e uma porção de perna 128 conectada ao pelo menos um membro de porta para exercer a força de acionamento no membro de porta para abrir ou fechar o membro de porta. A mola pode acionar o pelo menos um membro de porta para a posição aberta (como mostrado nas Figuras 5, 7, e 8). De acordo, quando o veículo é estacionário ou se movendo em baixa velocidade, a mola mantém o pelo menos um membro de porta na posição aberta.

Na medida em que uma taxa de rotação da roda e/ou eixo aumenta, a força centrípeta no pelo menos um membro de porta aumenta, eventualmente superando a força de acionamento da mola e fazendo com que o membro de porta comece a fazer uma transição para a posição aberta por mover em uma direção das setas A1 e A2 (mostrado na Figura 6).

[0048] Em alguns exemplos, o restritor de fluxo de ar adicionalmente inclui uma aba de retenção 150 a qual, como mostrado nas Figuras 7 e 8, se estende a partir da borda circunferencial interna do segmento de freio. A aba de retenção pode engatar a porção da borda externa, tal como uma protuberância que se estende radialmente 117, do pelo menos um membro de porta para manter o pelo menos um membro de porta na posição fechada. A aba de retenção pode incluir uma superfície inclinada 152 posicionada para restringir o movimento do pelo menos um membro de porta a partir da posição aberta para a posição fechada. A superfície inclinada aumenta a quantidade de força centrípeta necessária para fazer com que o membro de porta feche totalmente, uma vez que, a fim de fechar totalmente, a força centrípeta deve conduzir a borda externa e a protuberância do membro de porta ao longo da superfície inclinada. A aba de retenção inclui uma superfície vertical ou de parada 154 posicionada adjacente à superfície inclinada. A superfície de parada mantém a protuberância e a borda externa na posição fechada. A fim de fazer a transição do membro de porta da posição fechada para a posição aberta, a protuberância deve ser conduzida sobre a superfície vertical ou de parada pela força de acionamento da mola e ao longo da superfície inclinada em direção à posição aberta. Consequentemente, a aba de retenção serve para manter o membro de porta na posição fechada por um período de tempo mais longo do que se uma aba de retenção não estivesse presente. A fim de superar a superfície de parada, a mola tem força suficiente para empurrar a borda externa do membro de porta sobre a superfície de parada e ao longo da superfície inclinada de volta para a posição aberta.

[0049] Em uma variante, a aba de retenção é formada a partir de um material de memória de formato ou a partir de um material bimetálico, denominado aba de retenção de bimetal. Quando a temperatura do disco na vizinhança da aba de retenção está abaixo da temperatura de ativação, a aba de retenção está em uma primeira posição na qual a aba pode reter o membro de porta graças, por exemplo, à superfície de parada como descrito acima. O membro de porta é assim em sua posição fechada. Quando a temperatura do disco na vizinhança da aba de retenção excede a temperatura de ativação, a aba de retenção pode se mover a partir da primeira posição para a segunda posição na qual a aba libera o membro de porta de modo que o último se move a partir de sua posição fechada para a sua posição aberta. Em outra variante, a aba de retenção pode ser usada como uma trava de segurança de tal modo que quando a temperatura do disco na vizinhança da aba de retenção excede a temperatura de ativação, a aba se move a partir de sua segunda posição para a sua primeira posição (em vez da primeira posição para a segunda posição). O membro de porta é assim impedido de se mover mais uma vez a partir de sua posição aberta para a sua posição fechada e o disco pode se resfriar graças ao fluxo de ar.

[0050] Em alguns exemplos, um restritor de fluxo de ar inclui dois membros de porta, tal como uma primeira porta 112a e uma segunda porta 112b (mostrado nas Figuras 7 e 8), cada uma das quais pode ser montada a um único prendedor 122 e acionada pela mesma mola. Em tais exemplos, a mola pode mover o primeiro membro de porta e o segundo membro de porta radialmente em afastamento um a partir do outro em uma direção mostrada pelas setas A3, A4 (nas Figuras 7 e 8) quando se movendo a partir da posição fechada para a posição aberta. De modo a fazer a transição para a posição fechada, o primeiro membro de porta e o segundo membro de porta se movem um em direção do outro, em virtude de força centrípeta causada pela rotação do eixo e roda, em uma direção das setas A1 e A2 (mostrado na Figura 6).

[0051] Em uso, quando o veículo é estacionário ou operando em baixa velocidade, o pelo menos um membro de porta está na posição aberta em virtude da força de acionamento da mola. Na medida em que o veículo começa a se mover e a roda e o eixo giram, ar é atraído para dentro da abertura de influxo 48 adiante do membro de porta aberto. Em alguns exemplos, as aletas radiais podem ser arranjadas para produzir um efeito de bombeamento centrífugo no qual ar é atraído para dentro dos canais definidos pelas aletas através das aberturas de influxo e expelido através das aberturas de escoamento ao longo do trajeto de fluxo de resfriamento de ar C (mostrado na Figura 3).

Uma vez que o veículo está se movendo em baixa velocidade, os efeitos de arrasto na roda e a perda de energia causada pelo fluxo de ar é mínimo.

[0052] No entanto, na medida em que a velocidade do veículo e a taxa de rotação da roda aumenta, a rotação produz a maior força centrípeta, que arrasta ar através dos canais 44 a uma velocidade mais alta, e que aumenta o arrasto na roda. Na medida em que a velocidade do veículo aumenta, a força centrípeta exercida no pelo menos um membro de porta aumenta. Eventualmente, a força centrípeta aumentada supera a força de acionamento da mola, fazendo com que o pelo menos um membro de porta se mova para a posição fechada. Na posição fechada, o fluxo de ar através dos canais é parcialmente ou completamente bloqueado pela borda externa do membro de porta.

[0053] Para parar ou reduzir a rotação do eixo e da roda, uma força de frenagem F (mostrada na Figura 3) é aplicada à(s) superfície(s) externa(s) do segmento.

A força de frenagem F é transmitida ao flange e ao cubo através do prendedor que se estende pelo flange. Uma vez que a força F é aplicada na direção circunferencial, as forças exercidas no segmento em contato com a superfície de freio (por exemplo, a sapata ou pastilhas de freio) podem ser transmitidas ao segmento adjacente. No entanto, uma vez que as forças aplicadas ao segmento adjacente (por exemplo, segmento em cada lado do segmento contatado) podem ser iguais em força, mas opostas na direção, a rotação do segmento é restrita. Portanto, o segmento pode ser efetivamente travado junto, o que significa que o disco de freio funciona como uma estrutura contínua ou unitária, mesmo que o segmento possa ser separado pelo espaço radial. A fricção produzida pela força de travamento F aplicada gera calor H (mostrado na Figura 3) que pode fazer com que o segmento se expanda. O calor H é transferido do segmento através dos suportes internos para o flange e o cubo. O segmento pode ser exposto às forças centrípetas, que tendem a empurrar o segmento radialmente para fora a partir do cubo.

[0054] Eventualmente, em virtude da força de frenagem aplicada F, a taxa de rotação do eixo e a roda diminuem, de modo que força centrípeta no pelo menos um membro de porta é reduzido a menos do que a força de acionamento da mola. Nesse ponto, a força de acionamento da mola faz com que o membro de porta se mova em direção da posição aberta. Uma vez que o membro de porta se afasta a partir da abertura de influxo de ar, o fluxo de ar de resfriamento C começa a fluir através dos canais. O ar de resfriamento C flui além do flange do cubo e da superfície interna do segmento, fazendo com que o calor H seja dissipado a partir do flange e do segmento. O pelo menos um membro de porta permanece na posição aberta, sob a força de acionamento da mola, até que a velocidade do veículo e a taxa de rotação da roda aumentem o suficiente para gerar força centrípeta suficiente para superar a força de acionamento da mola, fazendo com que o pelo menos um membro de porta retorne à posição fechada.

Mecanismos de retenção de membro de porta

[0055] Com referência à Figura 9, em alguns exemplos, o restritor de fluxo de ar do conjunto de discos de freio adicionalmente inclui um retentor químico ou mecânico 130 para manter o membro de porta na posição fechada. Por exemplo, o retentor pode ser configurado para manter o pelo menos um membro de porta em uma posição fechada quando o veículo está estacionário ou se movendo lentamente e para liberar o pelo menos um membro de porta quando a temperatura de um componente do conjunto de freio se eleva acima de uma temperatura aceitável para os componentes do conjunto de discos de freio (por exemplo, uma temperatura de ativação na faixa de a partir de cerca de 25°C a 100°C).

[0056] Em outros exemplos, o retentor pode ser um dispositivo de segurança ou de emergência que libera o pelo menos um membro de porta quando outros componentes do restritor de fluxo de ar falham em fazer isso e quando a temperatura do conjunto de discos de freio se eleva acima de uma temperatura máxima aceitável, tal como 300 °C. Quando o retentor libera o membro de porta, o membro de acionamento, tal como a mola, move o membro de porta a partir da posição fechada para a posição aberta. Da mesma forma que nos exemplos anteriores, a força centrípeta exercida no membro de porta, na medida em que a velocidade do veículo e a taxa de rotação da roda aumenta, pode fazer com que o membro de porta retorne para a posição fechada e, em alguns exemplos, reconecte ao retentor.

[0057] Em alguns exemplos, o retentor é um retentor químico. Como usado nesse documento, um retentor químico se refere a uma substância, revestimento, adesivo, ou pastilha impregnado com uma substância que sofre uma mudança nas propriedades do material em resposta a mudanças em temperatura para liberar o pelo menos um membro de porta. Por exemplo, o retentor químico pode ser um adesivo sensível a temperatura no flange posicionado para manter o pelo menos um membro de porta na posição fechada quando a temperatura do adesivo está abaixo da temperatura de ativação.

Quando a temperatura de um adesivo sensível a temperatura aumenta acima da temperatura de ativação, o adesivo se dissolve e/ou perde as propriedades adesivas, de modo que o pelo menos um membro de porta é livre para fazer a transição para a posição aberta. Em alguns exemplos, o retentor químico ganha de novo propriedades adesivas quando a temperatura dos componentes do conjunto de discos de freio retorna para a temperatura abaixo da temperatura de ativação do adesivo, de modo que o adesivo pode mais uma vez engatar e reter o pelo menos um membro de porta na posição fechada.

[0058] Em outros exemplos, o retentor faz uma transição para o estado não adesivo uma vez e não obtém de novo propriedades adesivas quando a temperatura diminui abaixo da temperatura de ativação. Por exemplo, o retentor pode não precisar obter de novo propriedades adesivas, quando o retentor é usado como um dispositivo de segurança ou à prova de falhas, que se dissolve quando a temperatura do disco de freio se eleva substancialmente acima de uma temperatura determinada quando o membro de porta tiver que se mover para a posição aberta. Nesse caso, o retentor pode ajudar a manter o pelo menos um membro de porta na posição fechada quando a temperatura do conjunto de discos de freio está dentro de uma faixa de operação adequada. Em geral, na medida em que a roda desacelera, a força de acionamento da mola irá superar a força centrípeta causada pela rotação do disco de freio e a força adesiva do retentor , fazendo com que o pelo menos um membro de porta se abra. No entanto, se o pelo menos um membro de porta falhar em abrir por alguma razão e a temperatura dos componentes do disco de freio continua a aumentar, o retentor pode dissolver ou perder as propriedades adesivas, como uma medida de segurança adicional. Quando a força adesiva do retentor é removida, a força de acionamento da mola pode ser configurada para acionar com facilidade drive o pelo menos um membro de porta para a posição aberta, desse modo proporcionando maior fluxo de ar através do disco de freio de modo que a temperatura não continua a aumentar para uma faixa insegura.

[0059] Em outros exemplos, o retentor é um dispositivo mecânico, que mantém o pelo menos um membro de porta na posição fechada e libera o pelo menos um membro de porta quando uma condição de ativação ocorre. Por exemplo, o dispositivo mecânico pode ser um mecanismo de trava ou de trinco que automaticamente libera em resposta a um aumento de temperatura ou de pressão. A condição de ativação pode ser, por exemplo, quando a temperatura do retentor aumenta acima da temperatura determinada, quando uma taxa de rotação para o eixo ou roda diminui abaixo de um valor determinado, ou quando uma pressão ou força exercidas no retentor excede a um valor de força determinado. Um retentor mecânico pode ser, por exemplo, um dispositivo de travamento mecânico que inclui uma porção móvel (não mostrado) configurada para engatar o pelo menos um membro de porta. Quando a condição de ativação ocorre, a porção móvel automaticamente se move em afastamento a partir do pelo menos um membro de porta para liberar o pelo menos um membro de porta. Por exemplo, a porção móvel pode ser um membro dotado de mola que se aciona em afastamento a partir do pelo menos um membro de porta quando a temperatura aumenta ou quando a força centrípeta exercida no pelo menos um membro de porta diminui abaixo de uma força ou pressão alvo.

[0060] Em outros exemplos, com referência à Figura 10, o retentor é um dispositivo eletromecânico que libera o membro de porta em resposta a um sinal recebido a partir de outro dispositivo ou sistema elétrico. Por exemplo, o dispositivo eletromecânico pode receber um sinal a partir do sistema de controle do veículo quando um medidor de velocidade do veículo indica que a velocidade do veículo é menos do que uma velocidade alvo determinada. Também, o dispositivo eletromecânico pode receber um sinal a partir do sistema de controle do veículo para liberar o pelo menos um membro de porta, quando os freios puderem ser engatados.

[0061] Como mostrado na Figura 10, o retentor inclui circuitos elétricos e/ou componentes para operar uma trava elétrica 132, que seletivamente engata e libera o membro de porta em resposta a um sinal recebido a partir de outro dispositivo ou fonte. A trava pode incluir, por exemplo, um acionador motorizado e/ou alimentado que engata ou desengata a partir do pelo menos um membro de porta. Circuitos elétricos para operar a trava podem incluir, por exemplo, um controlador 138 eletricamente conectado a uma interface de comunicações 134 para receber instrução a partir do sistema de controle do veículo. O controlador pode receber e processar as instruções a partir da interface de comunicações e proporciona instruções para a trava elétrica para engatar ou liberar o pelo menos um membro de porta. Os circuitos podem incluir um ou mais sensores 136 eletricamente conectados ao controlador para detectar informação representativa de uma condição do disco de freio e do restritor de fluxo de ar. Por exemplo, os sensores podem detectar um ou mais de a temperatura de componentes do conjunto de discos de freio, a força centrípeta exercida no membro de porta em virtude de rotação da roda ou do eixo, ou uma taxa de rotação do disco de freio, cubo, ou eixo do veículo. Quando os um ou mais sensores detectam uma medição indicando que o pelo menos um membro de porta deve ser liberado, o controlador 138 pode fazer com que a trava elétrica libere o membro de porta, de modo que a mesma faz uma transição para a posição aberta em virtude de uma força da mola. Em alguns exemplos, como descrito em detalhes adicionais em conexão com a Figura 12, o retentor pode incluir um mecanismo de acionamento elétrico que move o pelo menos um membro de porta a partir da posição fechada para a posição aberta.

[0062] Em uso, o pelo menos um membro de porta está inicialmente em uma posição fechada, bloqueando o fluxo de ar através da abertura de influxo do segmento do disco de freio. Na medida em que a velocidade do veículo aumenta, o membro de porta é mantido na posição fechada pelo retentor mecânico, eletromecânico ou químico e pela força centrípeta crescente exercida no membro de porta pela rotação da roda e do eixo. Quando os freios podem ser aplicados à roda giratória e/ou disco de freio, calor é criado a partir do contato entre o disco de freio e a sapata de freio. Quando a condição de ativação ocorre (por exemplo, quando uma temperatura do retentor excede um determinado valor de temperatura), o retentor libera pelo menos um membro de porta. Uma vez liberada, a força de acionamento da mola e/ou uma força de um mecanismo de acionamento elétrico força o pelo menos um membro de porta para a posição aberta. O pelo menos um membro de porta é mantido na posição aberta por um acionamento da mola ou dispositivo elétrico até que os freios sejam liberados e a velocidade do veículo e a taxa ou rotação da roda e eixo aumentem o suficiente para gerar uma força centrípeta substancial. A força centrípeta gerada faz com que o pelo menos um membro de porta se mova em direção à posição fechada. Em alguns exemplos, uma vez que o pelo menos um membro de porta atinge a posição fechada, o retentor, que reduziu a temperatura em uma quantidade suficiente para recuperar suas propriedades de retenção, engata o pelo menos um membro de porta para manter o pelo menos um membro de porta em uma posição fechada. O pelo menos um membro do porta permanece na posição fechada até que a condição de ativação ocorra, fazendo com que o retentor libere novamente o pelo menos um membro do porta para que ele possa retornar à posição aberta.

Membro de acionamento formado a partir de material de memória de formato ou material bimetálico

[0063] Outro exemplo de um conjunto de discos de freio que inclui um restritor de fluxo de ar 310 é ilustrado na Figura 11. Da mesma forma que nos exemplos anteriores, o conjunto de discos de freio inclui um disco de freio 210 formada a partir de uma pluralidade de segmentos de freio 220 conectados juntos para formar um anel. O disco de freio é montado a um flange 214 de um cubo 212, da mesma forma que nos exemplos anteriores. Da mesma forma que nos exemplos anteriores, o restritor de fluxo de ar 310 inclui o pelo menos um membro de porta 312 montado em modo pivô ao prendedor 322, tal como um parafuso ou pino. O restritor de fluxo de ar 310 inclui um membro de acionamento, tal como uma mola 324. A mola 324 pode incluir uma porção em espiral 326, enrolada em torno do prendedor 322 e uma porção de perna 328 que se estende a partir da porção em espiral 326 para o pelo menos um membro de porta 312.

[0064] Diferente dos exemplos anteriores, a mola 324 é formada a partir do material de memória de formato. Um material de memória de formato pode se referir a um material que muda o formato e/ou as propriedades do material em resposta a mudanças em uma condição de ativação, tal como temperatura. Alguns materiais de memória de formato podem ser referidos como tendo um efeito de memória unilateral, o que quer dizer que tais materiais mudam de formato em resposta a uma condição de ativação, mas não retornam a um formato anterior uma vez que a condição de ativação for removida. De modo diferente, materiais de memória de formato com um efeito de memória bilateral retornam a um formato original uma vez que a condição de ativação for removida.

De modo a que o membro de porta 312 se mova entre a posição aberta e a posição fechada múltiplas vezes durante a operação do veículo, na maioria dos exemplos, a mola 324 é formada a partir de um material de memória de formato tendo um efeito de memória bilateral. Exemplos de materiais de memória de formato tendo um efeito de memória bilateral incluem ligas, tais como ligas de cobre-alumínio-níquel, níquel-titânio (NiTi), bem como ligas formadas a partir de zinco, cobre, ouro e ferro, como Fe-Mn-Si, Cu-Zn-Al e Cu- Al-Ni. Podem ser usados materiais poliméricos com memória de formato, como podem ser conhecidos na técnica. Na variante, a mola é formada por um material bimetálico, denominado mola bimetálica.

[0065] Em alguns exemplos, a mola 324 pode mudar a direção da força de acionamento em virtude de mudanças em temperatura. Por exemplo, a mola 324 pode ser configurada para orientar o pelo menos um membro de porta 312 em direção da posição fechada quando a temperatura da mola 324 está abaixo de uma temperatura de ativação e para orientar o pelo menos um membro de porta 312 em direção da posição aberta quando a temperatura do pelo menos um membro de porta 312 está acima da temperatura de ativação. Da mesma forma que nos exemplos anteriores, a temperatura de ativação é selecionada para maximizar a eficiência do corpo giratório e veículo, sem danificar os componentes do conjunto de freio em virtude do calor causado pela fricção de frenagem. Por exemplo, a temperatura de ativação pode ser qualquer temperatura a partir de cerca de 25 °C a 300°C ou, preferivelmente, a partir de cerca de 80 °C a 100°C. Em alguns exemplos, a mola 324 pode ser configurada para manter o pelo menos um membro de porta 312 na posição fechada quando a temperatura da mola 324 está abaixo de 80 °C.

Quando a temperatura da mola 324 aumenta acima de 80 °C, a mola 324 pode começar a mover o pelo menos um membro de porta 312 em direção da posição aberta, de modo que o membro de porta 312 apenas parcialmente obstrui uma abertura de influxo 248 do disco de freio 210. A mola 324 pode ser configurada para abrir completamente o pelo menos um membro de porta 312 quando a temperatura da mola 324 está acima de 100 °C.

[0066] Em uso, embora o veículo esteja estacionário ou se movendo a uma baixa velocidade, o membro de acionamento, tal como a mola de memória de formato 324 ou uma mola de bimetal, mantém o pelo menos um membro de porta 312 na posição fechada, uma vez que a temperatura do material de memória de formato está abaixo da temperatura de ativação. Na medida em que a velocidade do veículo e/ou a taxa de rotação da roda ou eixo aumenta, o membro de porta 312 permanece na posição fechada. A força centrípeta causada por rotação do disco de freio 210 e roda pode contribuir para manter o pelo menos um membro de porta 312 na posição fechada. Quando os freios puderem ser engatados fazendo com que a sapata de freio entre em contato com o disco de freio 210, calor é gerado em virtude da fricção entre o disco de freio 210 e a sapata de freio. O calor faz com que a temperatura do material de memória de formato da mola 324 comece a aumentar. Uma vez que a temperatura excede a temperatura de ativação, a mola 324 começa a orientar o membro de porta 312 em direção da posição aberta. Também, a taxa reduzida ou rotação da roda ou eixo, causada pelas forças de frenagem aplicadas, reduz a força centrípeta no pelo menos um membro de porta 312, o que contribui adicionalmente para o movimento do membro de porta em direção da posição aberta. Em alguns exemplos, esse movimento pode ocorrer gradualmente de modo que, por um período de tempo, o membro de porta parcialmente cobre a abertura de influxo 248, desse modo permitindo que um fluxo de ar reduzido passe através de canais 244 do segmento do disco de freio. Na medida em que a temperatura continua a aumentar e a força centrípeta diminui, o membro de porta é impulsionado para frente em direção da posição aberta até que, eventualmente, o membro de porta seja separado a partir da abertura de influxo de ar e o fluxo de ar através da abertura de influxo e canal não é restrito.

Restritor de fluxo de ar que inclui um acionador eletromecânico

[0067] Outro exemplo de um conjunto de discos de freio 402 que inclui um restritor de fluxo de ar 510 é mostrado na Figura 12. O conjunto de discos de freio inclui um disco de freio 410 formado a partir de uma pluralidade de segmentos do disco de freio 420, montados a um flange 414 de um cubo 412. O(s) restritor(s) de fluxo de ar 510 pode ser posicionado próximo das aberturas de influxo de ar 448 do segmentos do disco de freio 420 para bloquear de modo seletivo o fluxo de ar através do segmentos. Da mesma forma que nos exemplos anteriores, o restritor de fluxo de ar inclui o pelo menos um membro de porta 512 para bloquear ou reduzir fluxo de ar através do segmento de freios.

Da mesma forma que nos exemplos anteriores, o pelo menos um membro de porta pode se mover entre uma posição fechada, na qual o pelo menos um membro de porta bloqueia o fluxo de ar através de uma abertura de influxo 448 do disco de freio, e uma posição aberta na qual o pelo menos um membro de porta 512 é espaçado a partir da abertura de influxo.

[0068] O membro de porta pode ser controlado por um acionador eletrométrico 540. Por exemplo, o acionador eletromecânico pode incluir um fuso 542 mecanicamente acoplado ao motor 544. O motor pode torcer o fuso em um padrão para frente e para trás para fazer a transição do membro de porta entre as posições aberta e fechada. Como mostrado na Figura 12, o membro de porta é fixado ao fuso, de modo que mover o fuso em uma primeira direção, mostrado pelas setas A5, move o membro de porta para a posição aberta. Mover o fuso em uma segunda direção, mostrado pelas setas A6, move o membro de porta para a posição fechada. Em outros exemplos, o dispositivo acionador eletromecânico pode ser um dispositivo motorizado, tal como um acionador linear, que desliza o membro de porta ao longo de a superfície do cubo e/ou disco de freio entre a posição aberta e a posição fechada. Por exemplo, um acionador linear pode empurrar o membro de porta radialmente para fora ao longo da superfície de um flange do cubo para a posição fechada e pode retrair o membro de porta radialmente para dentro ao longo da superfície do flange para permitir o fluxo de ar através da abertura de influxo.

[0069] Como mostrado na Figura 12, o acionador eletromecânico é montado ao cubo. O motor é eletricamente conectado a um controlador 538, que pode seletivamente operar o motor para mover o membro de porta a uma posição desejada. Da mesma forma que nos exemplos anteriores, o restritor de fluxo de ar pode incluir a interface de comunicações 534 para receber instruções para ligar ou desligar o acionador a partir de uma fonte remota, e/ou um ou mais sensores 536 para medir as condições do conjunto de discos de freio e/ou veículo (não mostrado) para determinar se o membro de porta deve ser na posição aberta ou na posição fechada. Por exemplo, o pelo menos um sensor pode ser um sensor de temperatura, um sensor de pressão ou de força para medir a força centrípeta sendo exercida no membro de porta, um medidor de velocidade ou sensor de velocidade para medir a velocidade do veículo, ou um sensor de rotação configurado para medir uma taxa de rotação do disco de freio e/ou roda. Quando um sinal é recebido a partir do sensor indicando que o membro de porta deve estar em uma diferente posição (por exemplo, tiver que se mover a partir da posição fechada para a posição aberta ou a partir da posição aberta para a posição fechada), o controlador proporciona um sinal de ativação para o acionador eletrométrico que exerce uma força no membro de porta, desse modo fazendo com que o membro de porta se mova para uma nova posição. Uma vez na posição desejada, o acionador pode travar o fuso no lugar, por exemplo, engatando um travamento mecânico. O fuso travado pode manter o membro de porta na posição desejada até que um sinal da interface de comunicação e/ou sensores seja recebido indicando que o membro de porta deve ser movido para uma nova posição. Quando tal sinal é recebido da interface de comunicação ou sensores, o acionador pode engatar automaticamente o fuso, para conduzir o membro de porta para a nova posição.

[0070] Em alguns exemplos, o acionador e a trava mecânica podem manter o membro de porta apenas em duas posições (por exemplo, ou uma posição aberta ou uma posição fechada). Em outros exemplos, o acionador pode manter o fuso e membro de porta conectado ao mesmo em qualquer posição entre a posição aberta e a posição fechada. De acordo, o membro de porta pode ser mantido em uma posição intermediária pelo fuso, que permite que um fluxo de ar reduzido passe através das porções do disco de freio de modo a dissipar a fricção criada, embora reduzido o arrasto causado pelos discos de freio a uma maior extensão possível.

Restritores de fluxo de ar montados um segmentos do disco de freio

[0071] Exemplos de conjuntos de discos de freio 602, 802 que incluem restritores de fluxo de ar são mostrados nas Figuras 13-18B. Diferente dos exemplos anteriores, na qual os restritores de fluxo de ar foram montados a porções do cubo ou eixo de um veículo, os restritores de fluxo de ar podem ser montados a porções de segmentos do disco de freio.

[0072] Por exemplo, um conjunto de discos de freio montado em roda que inclui um restritor de fluxo de ar 710 montado a uma borda circunferencial interna 622 do segmento é mostrado nas Figuras 13 e 14. Da mesma forma que nos exemplos anteriores, o conjunto de discos de freio inclui o disco de freio 610 formado a partir da pluralidade do segmentos do disco de freio . Os segmentos podem ser montados nas superfícies dianteira ou traseira da roda 612 (mostrado na Figura 14). O restritor de fluxo de ar inclui um membro de porta na forma de uma cobertura arqueada 712 tendo uma curvatura que corresponde a uma curvatura da borda circunferencial interna do segmento.

A cobertura arqueada pode ser uma estrutura delgada e leve que pode ser posicionada para direcionar o fluxo de ar para dentro do segmento do disco de freio na medida em que a roda e o disco de freio giram. A cobertura arqueada pode ser selecionado a partir de materiais de metal, plástico rígido, e/ou fibra de carbono com base em parâmetros de aplicação específicos. A cobertura arqueada pode ser conectado em modo pivô ao segmento do disco de freio em um ponto pivô 714 (mostrado na Figura 13).

[0073] Em alguns exemplos, a cobertura arqueada pode se mover entre uma posição fechada e uma posição aberta. Na posição fechada, a cobertura arqueada se encontra contra e cobre pelo menos uma porção da borda circunferencial interna do segmento para pelo menos parcialmente reduzir o fluxo de ar entre a borda circunferencial interna e uma borda circunferencial externa 642 do segmento do disco de freio. Por exemplo, a cobertura arqueada pode bloquear o fluxo de ar através de aberturas de influxo 648 de um ou mais dos canais 644 que se estende radialmente ao longo de uma superfície interna do segmento do disco de freio. Na posição aberta, a cobertura arqueada é posicionada para permitir um maior fluxo de ar através dos canais. Por exemplo, na posição aberta, a cobertura pode criar ou definir um espaço 720 entre a borda circunferencial interna do segmento do disco de freio e a superfície interna da cobertura. O fluxo de ar (mostrado pelas setas A7 na Figura 13) pode passar através do espaço e para dentro dos canais para passar através do segmentos do disco de freio.

[0074] Em alguns exemplos, o restritor de fluxo de ar 710 inclui um impulsionador que se estende linearmente 716, como um pistão ou aba, posicionado em uma cavidade ou receptáculo 624 no segmento de disco de freio. O impulsionador pode incluir uma parte superior posicionada para pressionar contra uma superfície interna da cobertura arqueada. A parte superior do impulsionador pode ser conectada de forma fixa ou articulada à cobertura arqueada. Em outros exemplos, o impulsionador pode ser separado, mas configurado para entrar em contato e pressionar contra a cobertura para mover a cobertura radialmente para dentro e para longe do segmento. O impulsionador pode se estender e retrair para dentro do receptáculo. Quando o impulsionador se estende a partir do receptáculo, ele faz com que a cobertura arqueada se mova para a posição aberta e crie ou defina o espaço para permitir o fluxo de ar para dentro dos canais. Quando o impulsionador se retrai para o receptáculo, a cobertura arqueada se move para a posição fechada, na qual a cobertura restringe ou bloqueia o fluxo de ar para dentro dos canais.

[0075] Em alguns exemplos, o impulsionador é formado a partir de ou inclui uma mola sensível a temperatura 722, tal como uma mola formada a partir de um material de memória de formato. Da mesma forma que nos exemplos anteriores, o material de memória de formato pode mudar formato ou orientar para uma nova posição quando a temperatura da mola aumenta acima de uma temperatura de ativação. Por exemplo, a mola pode fazer com que o impulsionador se estenda a partir do receptáculo e mova a cobertura arqueada para a posição aberta quando a temperatura da mola aumenta acima de uma temperatura de ativação. A temperatura de ativação pode ser selecionada com base em propriedades do material do conjunto de discos de freio e/ou nas condições de operação do veículo. Por exemplo, a temperatura de ativação pode ser na faixa de a partir de cerca de 25 °C a 49 °C. Em outras realizações, a temperatura de ativação pode ser na faixa de a partir de cerca de 50 °C a cerca de 100 °C. Em outras realizações, a temperatura de ativação pode ser na faixa de mais do que cerca de 101°C. Em uma variante, o impulsionador pode ser produzido a partir de um material bimetálico e inclui uma pluralidade de arruelas de mola bimetálica localizadas em sucessão na cavidade. Cada arruela de mola bimetálica pode se mover a partir de uma primeira posição para uma segunda posição quando a temperatura excede a temperatura de ativação e a adição do movimento de cada da pluralidade de arruelas de mola bimetálica permite mover a cobertura para a posição aberta. Quando a temperatura está abaixo da temperatura de ativação, as arruelas de mola bimetálica se movem a partir de uma segunda posição para uma primeira posição, puxando assim a cobertura para a posição fechada.

[0076] Um conjunto de discos de freio montado em um eixo 602b que inclui o restritor de fluxo de ar é mostrado nas Figuras 15A e 15B. O restritor de fluxo de ar pode incluir a cobertura arqueada tendo uma curvatura que corresponde a uma curvatura da borda circunferencial interna do segmento. A cobertura pode restringir o fluxo de ar para dentro do segmento do disco de freio através da(s) abertura(s) de influxo 648.

No entanto, diferente do exemplo anterior, o conjunto de discos de freio 602b pode ser montado a um eixo ou cubo de um veículo, em vez de a uma roda. De outro modo, o restritor de fluxo de ar opera em um modo similar ao do exemplo anterior. Por exemplo, o restritor de fluxo de ar pode incluir o impulsionador 716 configurado para se estender a partir de e retrair para dentro do receptáculo 624 do segmento do disco de freio. O impulsionador pode se estender em resposta a uma condição de ativação, tal como quando a temperatura do impulsionador e/ou a mola sensível a temperatura 722 aumenta acima da temperatura de ativação. Da mesma forma que nos exemplos anteriores, estender o impulsionador faz com que a cobertura arqueada se mova para a posição aberta. A retração do impulsionador faz com que a cobertura arqueada retorne para a posição fechada.

[0077] Outro exemplo de um restritor de fluxo de ar para um conjunto de discos de freio montado em roda é mostrado nas Figuras 16 e 17. O restritor de fluxo de ar pode cobrir a borda circunferencial externa 842 de um segmento do disco de freio 820 em vez de uma borda circunferencial interna 822 do mesmo. O conjunto de discos de freio inclui o disco de freio 810 formado a partir de uma pluralidade de segmentos do disco de freio. O restritor de fluxo de ar inclui um membro de porta na forma de uma cobertura arqueada 912 tendo uma curvatura que corresponde a uma curvatura da borda circunferencial externa 842 do segmento. A cobertura arqueada 812 pode ser conectada em modo pivô ao segmento do disco de freio em um ponto pivô 914 (mostrado na Figura 16). A cobertura arqueada pode se mover entre uma posição fechada e uma posição aberta. Na posição fechada, a cobertura arqueada se apoia contra e cobre pelo menos uma porção da borda circunferencial externa 842 do segmento para pelo menos parcialmente reduzir o fluxo de ar através de um canal 844 que se estende entre a borda circunferencial interna 822 e a borda circunferencial externa do segmento do disco de freio. A cobertura arqueada pode ser configurada para bloquear o fluxo de ar através de uma ou mais aberturas de escoamento 850 dos canais. Na posição aberta, a cobertura arqueada pivota em afastamento a partir do segmento(s) do disco de freio criando um espaço 920, para permitir que o fluxo de ar a partir do canal passe em afastamento a partir do segmento do disco de freio em uma direção da seta A8 (mostrado na Figura 16).

[0078] Da mesma forma que nos exemplos anteriores, o restritor de fluxo de ar pode incluir um impulsionador que se estende linearmente 916 posicionado em uma cavidade ou receptáculo 824 adjacente à borda circunferencial externa 842 do segmento do disco de freio. O impulsionador é configurado para se estender a partir de e se retrair para dentro do receptáculo. Quando o impulsionador se estende a partir do receptáculo, faz com que a cobertura arqueada se mova para a posição aberta. Quando o impulsionador se retrair para dentro do receptáculo, a cobertura arqueada se move para a posição fechada. Da mesma forma que nos exemplos anteriores, o impulsionador pode ser formado a partir de ou inclui uma mola sensível a temperatura 922, tal como uma mola formada a partir de um material de memória de formato. A mola pode fazer com que o impulsionador se estenda quando a temperatura da mola aumenta acima de uma temperatura de ativação. A extensão da mola faz com que a cobertura arqueada se mova para a posição aberta. Em uma variante, o impulsionador é produzido a partir de um material bimetálico e compreende, por exemplo, uma pluralidade de arruelas de mola bimetálica localizada em sucessão na cavidade. Cada arruela de mola bimetálica é configurada para mover a partir de uma primeira posição para uma segunda posição quando a temperatura excede a temperatura de ativação e a adição do movimento de cada da pluralidade de arruelas de mola bimetálica permite mover a cobertura para a posição aberta. Quando a temperatura está abaixo da temperatura de ativação, as arruelas de mola bimetálica se movem a partir da segunda posição para a primeira posição, assim puxando a cobertura para a posição fechada.

[0079] Um conjunto de discos de freio montado no eixo 802b que inclui o restritor de fluxo de ar é mostrado nas Figuras 18A e 18B. Como no exemplo anterior, o restritor de fluxo de ar é montado a uma borda circunferencial externa do segmento do disco de freio. O restritor de fluxo de ar inclui a cobertura arqueada conectada em modo pivô ao segmento do disco de freio no ponto pivô (mostrado na Figura 16). A cobertura arqueada é movida pelo impulsionador que se estende a partir do receptáculo.

Da mesma forma que nos exemplos anteriores, o impulsionador pode se estender a partir do receptáculo para mover a cobertura arqueada para a posição aberta e para retrair para dentro do receptáculo para mover a cobertura arqueada para a posição fechada. Na posição aberta, o fluxo de ar (mostrado pelas setas A9 na Figura 18A) passa através do canal definido entre lados opostos do segmento do disco de freio e em afastamento a partir do segmento do disco de freio através do espaço definido entre a superfície interna da cobertura arqueada e a borda circunferencial externa do segmento.

[0080] Alguns membros de porta podem ser localizados na entrada dos canais e/ou na saída dos canais e/ou dentro dos canais de modo a restringir ou não o fluxo de ar que passa através dos referidos canais. Em particular, os canais podem ser definidos no disco e os membros de porta podem ser fixados na roda, no cubo ou no disco em si de modo que os membros de porta podem ser substancialmente radialmente orientados com relação aos canais. De outro modo, os referidos membros de porta podem não ser localizados substancialmente paralelos aos canais.

[0081] Os membros de porta podem ser movidos a partir da posição fechada para a posição aberta e inversamente em resposta a um movimento de translação ou a um movimento de rotação com relação à entrada e/ou à saída dos canais. Os membros de porta podem ser movidos radialmente ou axialmente, levando-se em consideração que o eixo é definido nos canais entre a entrada e a saída dos mesmos.

[0082] Os membros de acionamento podem operar um movimento de translação e/ou um movimento de rotação e/ou um movimento de flexão para agir nos membros de porta e mover os mesmos em translação e/ou em rotação. Em uma realização, o membro de acionamento e o membro de porta podem ser uma única peça monolítica.

[0083] Em uma realização, um conjunto de discos de freio para um veículo é proporcionado. O conjunto de discos de freio é configurado para controlar o fluxo de ar através de porções do conjunto de discos de freio, e inclui um disco de freio, pelo menos um restritor de fluxo de ar, e um acionador. O pelo menos um restritor de fluxo de ar inclui pelo menos um membro de porta configurado para se mover entre uma posição fechada e uma posição aberta. Na posição fechada, o pelo menos um membro de porta pelo menos parcialmente reduz o fluxo de ar entre uma borda circunferencial interna e uma borda circunferencial externa do disco de freio. Na posição aberta, o pelo menos um membro de porta é posicionado para permitir um maior fluxo de ar entre a borda circunferencial interna e a borda circunferencial externa do disco de freio, com relação a quando o pelo menos um membro de porta está na posição fechada. O acionador é acoplado ao pelo menos um restritor de fluxo de ar e configurado para mover o restritor entre a posição aberta e a posição fechada.

[0084] Como uma opção, o disco de freio é um disco de freio de múltiplos segmentos que inclui uma pluralidade de segmentos de disco de freio conectados, com cada segmento incluindo uma borda circunferencial interna, uma borda circunferencial externa, e pelo menos um canal que se estende entre a borda circunferencial interna e a borda circunferencial externa. Por exemplo, cada segmento do disco de freio pode incluir um par de porções de placa opostas entre si que compreende uma superfície interna e uma superfície externa configuradas para serem contatadas por um mecanismo de freio, e uma porção de suporte interna que compreende uma pluralidade de aletas que se estendem radialmente que se estendem entre as superfícies internas das porções de placa. As aletas definem o pelo menos um canal que se estende entre a borda circunferencial interna e a borda circunferencial externa do segmento do disco de freio.

[0085] Como uma opção, o acionador é configurado para mover o pelo menos um membro de porta entre a posição aberta e a posição fechada quando exposto a uma condição de ativação. Por exemplo, a condição de ativação pode incluir uma ou mais de força centrípeta no pelo menos um membro de porta, uma velocidade do veículo, e uma taxa de rotação do disco de freio, cubo, eixo, ou roda.

[0086] Como uma opção, o acionador adicionalmente compreende pelo menos um membro de acionamento montado entre pelo menos um do disco de freio, cubo, eixo, ou roda e o pelo menos um membro de porta. O membro de acionamento orienta o pelo menos um membro de porta para a posição aberta. Por exemplo, o pelo menos um membro de porta pode exercer uma força centrípeta contra o membro de acionamento, que aumenta na medida em que uma velocidade do veículo e/ou taxa de rotação do eixo, cubo, ou roda aumenta, de modo que uma força de retenção exercida por o pelo menos um membro de porta no pelo menos um membro de acionamento supera a força de acionamento do pelo menos um membro de acionamento, uma vez que o veículo alcança uma determinada velocidade, desse modo fazendo com que o pelo menos um membro de porta faça a transição a partir da posição aberta para a posição fechada.

[0087] Como uma opção, o pelo menos um restritor de fluxo de ar inclui um primeiro membro de porta e um segundo membro de porta. Durante a transição a partir da posição aberta para a posição fechada, o primeiro membro de porta e o segundo membro de porta giram um em direção do outro sobre um ponto fixo, e, durante a transição a partir da posição fechada para a posição aberta, o primeiro membro de porta e o segundo membro de porta giram em afastamento um a partir do outro sobre o ponto fixo.

[0088] Como uma opção, o acionador inclui um acionador controlado eletronicamente que faz com que o pelo menos um membro de porta faça uma transição entre a posição aberta e a posição fechada.

[0089] Como uma opção, o acionador inclui um membro de acionamento formado a partir de um material de memória de formato. Quando a temperatura do membro de acionamento está abaixo de uma temperatura de ativação determinada, o membro de acionamento orienta o pelo menos um membro de porta para a posição fechada, e, quando a temperatura do membro de acionamento excede a temperatura de ativação determinada, o membro de acionamento orienta o pelo menos um membro de porta para a posição aberta.

[0090] Como uma opção, o acionador inclui um membro de acionamento e pelo menos um retentor químico ou mecânico. O membro de acionamento é configurado para orientar o pelo menos um membro de porta para a posição aberta. O pelo menos um retentor químico ou mecânico é configurado para manter o pelo menos um membro de porta na posição fechada sobre a força de acionamento do pelo menos um membro de acionamento até que uma condição de ativação ocorra, e, com a ocorrência da condição de ativação, o retentor libera o pelo menos um membro de porta de modo que, sob a orientação do membro de acionamento, o pelo menos um membro de porta se move para a posição aberta. Por exemplo, o pelo menos um retentor químico compreende um adesivo químico sensível a temperatura reutilizável que libera quando a temperatura do adesivo excede uma temperatura de ativação determinada.

[0091] Como uma opção, o disco de freio inclui pelo menos uma aba que se estende a partir de uma borda circunferencial interna do disco de freio e configurada para engatar o pelo menos um membro de porta para manter o pelo menos um membro de porta na posição fechada. A pelo menos uma aba inclui uma superfície inclinada e uma superfície vertical. A superfície inclinada contrabalança o movimento do pelo menos um membro de porta a partir da posição aberta para a posição fechada, e a superfície vertical mantém o pelo menos um membro de porta na posição fechada.

[0092] Como uma opção, o acionador inclui pelo menos um impulsionador que se estende linearmente conectado ao pelo menos um membro de porta.

O impulsionador é configurado para se estender para mover o pelo menos um membro de porta para a posição aberta, e para retrair para permitir que o pelo menos um membro de porta se mova para a posição fechada. Por exemplo, o pelo menos um impulsionador pode ser montado ao disco de freio e, quando estendido, pode ser configurado para impulsionar pelo menos a porção do pelo menos um membro de porta em afastamento a partir do disco de freio. Como outro exemplo, o pelo menos um membro de porta pode incluir uma cobertura arqueada montada em modo pivô à borda circunferencial interna ou à borda circunferencial externa do disco de freio e configurada para ser movida por o pelo menos um impulsionador.

[0093] Em uma realização, um cubo do disco de freio de um veículo inclui um corpo anular, pelo menos um restritor de fluxo de ar e um acionador. O corpo anular inclui uma porção radialmente interna configurada para receber um eixo de um veículo e um flange que se estende radialmente configurado para ser conectado a um disco de freio. O pelo menos um restritor de fluxo de ar inclui pelo menos um membro de porta montado ao flange do cubo configurado para se mover entre uma posição fechada e uma posição aberta. Na posição fechada, o pelo menos um membro de porta pelo menos parcialmente reduz o fluxo de ar entre uma borda circunferencial interna e uma borda circunferencial externa do disco de freio. Na posição aberta, o pelo menos um membro de porta é posicionado para permitir um maior fluxo de ar entre a borda circunferencial interna e a borda circunferencial externa do disco de freio, com relação a quando o pelo menos um membro de porta está na posição fechada. O acionador é acoplado ao pelo menos um restritor de fluxo de ar e configurado para mover o restritor entre a posição aberta e a posição fechada.

[0094] Em uma realização, um método inclui posicionar pelo menos um membro de porta de um restritor de fluxo de ar em uma posição fechada, em que o pelo menos um membro de porta pelo menos parcialmente reduz o fluxo de ar entre uma borda circunferencial interna e uma borda circunferencial externa de um disco de freio na posição fechada. O método também inclui mover, por meio de um acionador, o pelo menos um membro de porta para uma posição aberta, na qual o pelo menos um membro de porta é posicionado para permitir um maior fluxo de ar entre a borda circunferencial interna e a borda circunferencial externa do disco de freio, com relação a quando o pelo menos um membro de porta está na posição fechada.

[0095] Como uma opção, o acionador move o pelo menos um membro de porta entre a posição aberta e a posição fechada em resposta a uma condição de ativação. A condição de ativação inclui um ou mais de força centrípeta no pelo menos um membro de porta, uma velocidade do veículo, e uma taxa de rotação do disco de freio, cubo, eixo, ou roda.

[0096] Como uma opção, o pelo menos um restritor de fluxo de ar inclui um primeiro membro de porta e um segundo membro de porta. Durante a transição a partir da posição aberta para a posição fechada, o primeiro membro de porta e o segundo membro de porta giram um em direção do outro sobre um ponto fixo, e, durante a transição a partir da posição fechada para a posição aberta, o primeiro membro de porta e o segundo membro de porta giram em afastamento um a partir do outro sobre o ponto fixo.

[0097] Embora realizações específicas do disco de freio e restritor de fluxo de ar tenham sido descritas em detalhes, os arranjos descritos são ilustrativos e não limitativos quanto ao escopo da descrição que deve ser dada a amplitude total das reivindicações anexas e todos e quaisquer equivalentes das mesmas. Uma ou mais características de qualquer realização podem ser combinadas com uma ou mais características de qualquer outra realização.

[0098] A descrição permite que um versado na técnica relevante faça e use as realizações descritas contempladas para realizar aspectos da descrição.

Várias modificações, equivalentes, variações e alternativas, no entanto, permanecerão prontamente aparentes. Todas e quaisquer modificações, variações, equivalentes e alternativas podem estar dentro do escopo da descrição. Os dispositivos ilustrados nos desenhos anexos e descritos na especificação a seguir podem ser realizações simplesmente exemplificativas da descrição. Para os fins da descrição a seguir, os termos "extremidade", "superior", "inferior", "direita", "esquerda", "vertical", "horizontal", "topo", "fundo", "lateral", " longitudinal”, e os derivados dos mesmos devem se relacionar com a descrição conforme é orientada nas figuras dos desenhos.

Claims (20)

Reivindicações:

1. Conjunto de discos de freio para um veículo configurado para controlar o fluxo de ar através de porções do conjunto de discos de freio, caracterizado pelo fato que compreende: um disco de freio; pelo menos um restritor de fluxo de ar que compreende pelo menos um membro de porta configurado para se mover entre uma posição fechada, na qual o pelo menos um membro de porta pelo menos parcialmente reduz o fluxo de ar entre uma borda circunferencial interna e uma borda circunferencial externa do disco de freio, e uma posição aberta, na qual o pelo menos um membro de porta é posicionado para permitir um maior fluxo de ar entre a borda circunferencial interna e a borda circunferencial externa do disco de freio, com relação a quando o pelo menos um membro de porta está na posição fechada; e um acionador acoplado ao pelo menos um restritor de fluxo de ar e configurado para mover o restritor entre a posição aberta e a posição fechada.

2. Conjunto de discos de freio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o disco de freio é um disco de freio de múltiplos segmentos que compreende uma pluralidade de segmentos de disco de freio conectados, cada segmento compreendendo uma borda circunferencial interna, uma borda circunferencial externa, e pelo menos um canal que se estende entre a borda circunferencial interna e a borda circunferencial externa.

3. Conjunto de discos de freio de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato que cada segmento do disco de freio compreende: um par de porções de placa opostas entre si que compreende uma superfície interna e uma superfície externa configuradas para serem contatadas por um mecanismo de freio; e uma porção de suporte interna que compreende uma pluralidade de aletas que se estendem radialmente, que se estende entre as superfícies internas de as porções de placa, e as aletas definem o pelo menos um canal que se estende entre a borda circunferencial interna e a borda circunferencial externa do segmento do disco de freio.

4. Conjunto de discos de freio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o acionador é configurado para mover o pelo menos um membro de porta entre a posição aberta e a posição fechada quando exposto a uma condição de ativação.

5. Conjunto de discos de freio de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato que a condição de ativação compreende um ou mais de força centrípeta no pelo menos um membro de porta, uma velocidade do veículo, e uma taxa de rotação do disco de freio, cubo, eixo, ou roda.

6. Conjunto de discos de freio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o acionador adicionalmente compreende pelo menos um membro de acionamento montado entre pelo menos um do disco de freio, cubo, eixo, ou roda e o pelo menos um membro de porta, em que o membro de acionamento orienta o pelo menos um membro de porta para a posição aberta.

7. Conjunto de discos de freio de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato que o pelo menos um membro de porta exerce uma força centrípeta contra o membro de acionamento, que aumenta na medida em que uma velocidade do veículo e/ou taxa de rotação do eixo, cubo, ou roda aumenta, de modo que a força de retenção exercidas por o pelo menos um membro de porta no pelo menos um membro de acionamento supera a força de acionamento do pelo menos um membro de acionamento, uma vez que o veículo alcança a determinada velocidade, desse modo fazendo com que o pelo menos um membro de porta faça a transição a partir da posição aberta para a posição fechada.

8. Conjunto de discos de freio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o pelo menos um restritor de fluxo de ar compreende um primeiro membro de porta e um segundo membro de porta, e em que durante a transição a partir da posição aberta para a posição fechada, o primeiro membro de porta e o segundo membro de porta giram um em direção do outro sobre um ponto fixo, e durante a transição a partir da posição fechada para a posição aberta, o primeiro membro de porta e o segundo membro de porta giram em afastamento um a partir do outro sobre o ponto fixo.

9. Conjunto de discos de freio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o acionador compreende um acionador controlado eletronicamente que faz com que o pelo menos um membro de porta faça uma transição entre a posição aberta e a posição fechada.

10. Conjunto de discos de freio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o acionador compreende um membro de acionamento formado a partir de um material de memória de formato, em que quando a temperatura do membro de acionamento está abaixo de uma temperatura de ativação determinada, o membro de acionamento orienta o pelo menos um membro de porta para a posição fechada, e em que quando a temperatura do membro de acionamento excede a temperatura de ativação determinada, o membro de acionamento orienta o pelo menos um membro de porta para a posição aberta.

11. Conjunto de discos de freio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o acionador compreende um membro de acionamento configurado para orientar o pelo menos um membro de porta para a posição aberta; e pelo menos um retentor químico ou mecânico configurado para manter o pelo menos um membro de porta na posição fechada sobre a força de acionamento do pelo menos um membro de acionamento até que uma condição de ativação ocorre, e, com a ocorrência da condição de ativação, o retentor libera o pelo menos um membro de porta de modo que,

sob a orientação do membro de acionamento, o pelo menos um membro de porta se move para a posição aberta.

12. Conjunto de discos de freio de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato que o pelo menos um retentor químico compreende a adesivo químico sensível a temperatura reutilizável que libera quando a temperatura do adesivo excede uma temperatura de ativação determinada.

13. Conjunto de discos de freio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o disco de freio compreende pelo menos uma aba que se estende a partir de uma borda circunferencial interna do disco de freio, a pelo menos uma aba sendo configurado para engatar o pelo menos um membro de porta para manter o pelo menos um membro de porta na posição fechada, e a pelo menos uma aba compreende uma superfície inclinada, que contrabalança movimento do pelo menos um membro de porta a partir da posição aberta para a posição fechada, e uma superfície vertical para manter o pelo menos um membro de porta na posição fechada.

14. Conjunto de discos de freio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o acionador compreende pelo menos um impulsionador que se estende linearmente conectado ao pelo menos um membro de porta, o impulsionador sendo configurado para se estender para mover o pelo menos um membro de porta para a posição aberta e para retrair para permitir o pelo menos um membro de porta para mover para a posição fechada.

15. Conjunto de discos de freio de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato que o pelo menos um impulsionador é montado ao disco de freio e, quando estendido, é configurado para impulsionar pelo menos a porção do pelo menos um membro de porta em afastamento a partir do disco de freio.

16. Conjunto de discos de freio de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato que o pelo menos um membro de porta compreende uma cobertura arqueada montada em modo pivô à borda circunferencial interna ou à borda circunferencial externa do disco de freio e configurado para ser movido por o pelo menos um impulsionador.

17. Cubo do disco de freio de um veículo, caracterizado pelo fato que compreende: um corpo anular que compreende uma porção radialmente interna configurada para receber um eixo de um veículo e um flange que se estende radialmente configurado para ser conectado a um disco de freio; pelo menos um restritor de fluxo de ar que compreende pelo menos um membro de porta montado ao flange do cubo configurado para se mover entre uma posição fechada, na qual o pelo menos um membro de porta pelo menos parcialmente reduz o fluxo de ar entre uma borda circunferencial interna e uma borda circunferencial externa do disco de freio, e uma posição aberta, na qual o pelo menos um membro de porta é posicionado para permitir um maior fluxo de ar entre a borda circunferencial interna e a borda circunferencial externa do disco de freio, com relação a quando o pelo menos um membro de porta está na posição fechada; e um acionador acoplado ao pelo menos um restritor de fluxo de ar e configurado para mover o restritor entre a posição aberta e a posição fechada.

18. Método de operação de um conjunto de discos de freio, caracterizado pelo fato que compreende: posicionar pelo menos um membro de porta de um restritor de fluxo de ar em uma posição fechada, em que o pelo menos um membro de porta pelo menos parcialmente reduz o fluxo de ar entre uma borda circunferencial interna e uma borda circunferencial externa de um disco de freio na posição fechada; e mover, por meio de um acionador, o pelo menos um membro de porta para uma posição aberta, na qual o pelo menos um membro de porta é posicionado para permitir um maior fluxo de ar entre a borda circunferencial interna e a borda circunferencial externa do disco de freio, com relação a quando o pelo menos um membro de porta está na posição fechada.

19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato que o acionador move o pelo menos um membro de porta entre a posição aberta e a posição fechada em resposta a uma condição de ativação, em que a condição de ativação compreende um ou mais de força centrípeta no pelo menos um membro de porta, uma velocidade do veículo, e uma taxa de rotação do disco de freio, cubo, eixo, ou roda.

20. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato que o pelo menos um restritor de fluxo de ar compreende um primeiro membro de porta e um segundo membro de porta, e em que durante a transição a partir da posição aberta para a posição fechada, o primeiro membro de porta e o segundo membro de porta giram um em direção do outro sobre um ponto fixo, e durante a transição a partir da posição fechada para a posição aberta, o primeiro membro de porta e o segundo membro de porta giram em afastamento um a partir do outro sobre o ponto fixo.

Controlador

Interface de comunicações

Sistema de controle do veículo

Motor Controlador

Interface de comunicações