BRPI1102574A2

BRPI1102574A2 - um freio

Info

Publication number: BRPI1102574A2
Application number: BRPI1102574-3A
Authority: BR
Inventors: Alexander Howard; Anthony Williams; Simon Fisher; Mark Norman; Jonathan Jackson
Original assignee: Meritor Heavy Vehicle Braking; Mited
Priority date: 2010-05-12
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2012-10-23
Also published as: GB2480287B; DE102011018461B4; RU2011117105A; GB201007907D0; CN102242782B; US9841071B2; BRPI1102574B1; RU2562010C2; CN102242782A; US20110278112A1; DE102011018461A1; GB2480287A

Abstract

UM FREIO Um freio incluindo uma sapata de freio móvel entre uma posição engatada e uma posição desengatada e definindo um eixo de rotação de um tambor de freio associado, um veio de atuação que roda em torno de um eixo de veio e um dispositivo de actuador para transmitir o movimento de rotação do veio de atuação para o movimento da sapata de freio desde a posição desengatada para a posição engatada, sendo o eixo de rotação não paralelo ao do veio.

Description

wUM FREIO"

A presente invenção refere-se a um freio, em particular a um freio de tambor.

São conhecidos os freios de tambor em que uma sapata de freio de ataque e uma sapata de freio de fuga são montadas sobre um suporte de freio. As sapatas de freio são arqueadas. A sapata de freio de ataque é montada sobre o suporte de freio através de um pivô e a sapata de freio de fuga é montada no apoio de freio através de um pivô. Na extremidade das sapatas de freio afastada dos pivôs há um came em forma de "S" montado sobre um eixo de atuação. Uma perna do came em forma de S engata a sapata de freio de ataque, normalmente através de um rolo, e a outra perna do came em forma de S envolve a sapata de freio de fuga, normalmente através de um rolo. A rotação do eixo de atuação faz com que o came em forma de S mova os rolos das sapatas de freio de ataque e de fuga afastando-os, engatando-se assim a superfície de atrito das sapatas de freio de ataque e de fuga com o tambor de freio, freando assim o tambor de freio.

Nos veículos comerciais, uma extremidade do veio de atuação afastada do came em forma de S inclui uma alavanca, operada por um atuador, normalmente um atuador de ar.

O atuador de ar e a alavanca são relativamente volumosos e, portanto, esses componentes necessitam de espaço.

O eixo do veio é sempre paralelo ao eixo de rotação da roda (que é coincidente com o eixo de rotação do tambor de freio). Como tal, o posicionamento circunferencial e radial do came em forma de S determina necessariamente o posicionamento circunferencial e radial da extremidade do eixo de atuação a partir do carne em forma de S (pois a linha do eixo do veio fica em paralelo ao eixo da roda) . Assim, a liberdade de escolha do desenho está limitada em relação aos freios conhecidos.

Um objeto da presente invenção é fornecer um freio que pode ser mais facilmente projetado para um veiculo onde as limitações de espaço para os vários componentes do freio são limitadas.

Assim, de acordo com a presente invenção é fornecido

um freio incluindo uma sapata de freio móvel entre uma posição engatada e uma posição desengatada e definindo um eixo de rotação de um freio de tambor associado, um veio de atuação rotativo em torno de um eixo e um dispositivo de atuação para transferir movimento de rotação do veio de atuação no movimento da sapata de freio da posição desengatada para a posição engatada, em que o eixo de rotação é de preferência não paralelo ao eixo do veio.

Ao dobrar o eixo do veio em relação ao eixo de rotação da roda, a extremidade interna do eixo e, portanto, a alavanca associada e a câmara de ar podem ser posicionadas de um modo diferente da mesma posição radial e/ou circunferencial como o dispositivo de atuação. Por exemplo, a extremidade interna do eixo de atuação não precisa de ser posicionada com a mesma posição radial e/ou circunferencial como um dispositivo de atuação de came em forma de S ou um dispositivo de atuação de came em forma de Z.

Segundo um outro aspecto da presente invenção é fornecido um freio, incluindo sapata de freio com uma superfície de atrito arqueada definindo um eixo da sapata, em que a sapata de freio é móvel entre uma posição engatada e uma posição desengatada, um veio de atuação rotativo sobre um eixo do veio e um dispositivo de atuação para transferir o movimento de rotação do veio no movimento da sapata de freio arqueada a partir da posição desengatada para a posição engatada, em que o eixo da sapata não é paralelo ao eixo do veio.

A invenção será agora descrita, apenas a titulo de exemplo, com referência aos desenhos anexos nos quais: A Figura 1 mostra uma vista isométrica de um freio de acordo com a presente invenção numa posição desengatada,

A Figura 2 mostra uma elevação lateral do freio da Figura 1,

A Figura 3 mostra uma elevação no plano do freio da Figura 1,

A Figura 4 mostra uma vista traseira do freio da Figura 1,

A Figura 5 mostra uma vista isométrica do freio da figura 1 numa posição engatada, A Figura 6 mostra uma vista de elevação lateral esquemática de uma segunda forma de realização de um freio de acordo com a presente invenção,

A Figura 7 mostra uma vista no plano do freio da figura 6,

A Figura 8 mostra uma vista traseira do freio da

figura 6,

A Figura 9 mostra uma elevação lateral de uma terceira forma de realização do freio de acordo com a presente invenção, e

A Figura 10 mostra uma elevação no plano do freio da figura 9.

Com referência às Figuras de 1 a 5 é mostrado um freio .10 tendo uma sapata de freio arqueada. Neste caso, a sapata de freio é uma sapata de ataque 12 com uma ponta de ataque .14 e um bordo de fuga 16. A sapata de ataque 12 é articuladamente montada próximo à sua borda de fuga do pivô .18. A sapata de ataque 12 tem material de atrito 20 ligado e/ou rebitado ou fixo de qualquer outro modo ao corpo da sapata 22. O material de atrito tem uma superfície de atrito arqueada 21. Perto da orla de ataque da sapata de ataque se encontra um pino 24 sobre o qual é giratoriamente montado um rolo cilíndrico 26. Os rolos cilíndricos 26, portanto, giram em torno do eixo 25.

A sapata de ataque 12 é inteiramente convencional e é o estado da técnica.

0 pivô 18 é montado sobre um suporte de freio 30. O suporte de freio 3 0 é fixado de um modo não giratório ao veículo, normalmente a uma extremidade de um eixo do veículo associado através de furos 31. O suporte de freio .3 0 define deste modo um lado de montagem 32 do freio e um lado de não montagem 34 do freio em um lado oposto da sapata do lado de montagem. Normalmente, quando o suporte de freio é montado no veículo associado, um lado de montagem 32, eqüivale a um lado interior do freio e o lado de não montagem 34 vai eqüivaler a um lado externo do freio.

Um veio de atuação 4 0 é rotativamente montado em uma saliência 33 do suporte do freio. O veio de atuação é girável sobre um veio de eixo S.

Um tambor de freio (não mostrado) é montado em um cubo associado com uma roda. A roda gira em sentido anti-horário na vista da Figura 2, quando o veículo associado estiver em deslocação numa direção para a frente. A roda gira em torno do eixo da roda D, e o tambor de freio gira em torno de um eixo do tambor A que é coincidente com o eixo da roda D. Como será apreciado, a superfície arqueada de fricção 21 define um eixo de sapata C que, quando a sapata está na posição engatada, é coincidente com o eixo do tambor A e com o eixo da roda D.

Como pode ser observado na Figura 4, o eixo do veio S descreve um ângulo (um ângulo diferente de zero) em relação ao eixo do tambor A, neste caso de 30°. O ponto de interseção B do eixo do veio S com o eixo do tambor A está no lado de não montagem 34 do freio.

Montado na extremidade 41 do veio de atuação 4 0 encontra-se um came 42. A rotação anti-horária do veio de atuação 40, e portanto a rotação anti-horária do came 42 (ao ver Figura 1), a partir da posição mostrada na Figura 1 para a posição mostrada na Figura 5 faz com que a sapata de ataque 12 passe da posição desengatada mostrada na Figura 1 para a posição engatada mostrada na Figura 5, aplicando, assim, o freio. Como pode ser visto quando se comparam as Figuras 1 e 5, a sapata de ataque 12 é articulada em torno do pivô 18 quando se desloca entre as posições desengatada e engatada.

A medida que o came gira, faz linha de contato com o rolo 26. Deste modo, embora o came gire em torno do eixo do veio S, a linha de contato que a superfície de came 43 faz com o rolo 26 é definida por uma linha que é paralela ao eixo do tambor A. Perfis de carne podem ser considerados um perfil de lóbulo do carne aplicado a um círculo de base.

Nos freios convencionais, onde o eixo do veio de carne é paralelo ao eixo da roda, o círculo de base é definido por um cilindro com um perfil de carne a ser aplicado a esse círculo de base cilíndrica. No entanto, em uma forma de realização da presente invenção, o círculo de base do carne é definido por um cone com um perfil de lóbulo adequado aplicado. Neste caso, o freio 10 inclui ainda uma sapata de fuga (não mostrada) montada em frente da sapata de ataque. O eixo de atuação 4 0 também inclui um carne de fuga 44. Como tal, a rotação do eixo de atuação irá aplicar tanto a sapata de ataque como a sapata de fuga à superfície interna do tambor de freio. Como mencionado anteriormente, o ponto de intersecção

B do eixo do veio S e do eixo do tambor A é posicionado sobre o lado de não montagem da sapata de freio. Em formas de realização adicionais, o veio do eixo pode ser inclinado em relação ao eixo do tambor de tal forma que o ponto de intersecção do eixo do veio com o eixo do cilindro esteja do lado de montagem do freio.

Como foi mencionado acima, o eixo do cilindro é inclinado em 30° em relação ao eixo do veio. Em formas de realização adicionais este ângulo pode variar, por exemplo o eixo do tambor pode descrever um ângulo em relação ao eixo do veio de entre 5o e 30°, em alternativa de entre 5o e 20°, e alternativamente de entre 5o e 15°.

O eixo do veio descreve um ângulo em relação a um plano P perpendicular ao eixo de rotação. Como mostrado na figura 4, o eixo do veio S é um ângulo de 60° em relação ao eixo do tambor A. Em outras formas de realização o eixo do veio poderia ser dobrado em relação a um plano perpendicular ao eixo do tambor de entre 60° e 85°, alternativamente de entre 70° e 85°, em alternativa de entre 75° e 85°, e isto se aplica aos eixos do veio que intersetam o eixo do tambor e também aos eixos do veio que estão inclinados em relação ao eixo do tambor (ver abaixo).

Como mencionado acima, a linha de contato entre o carne de ataque 42 e a sapata (neste caso, o rolo de 26) é paralela ao eixo do tambor. Em formas de realização adicionais, a linha de contato entre o carne e a sapata pode ser paralela ao eixo do veio. Em formas de realização adicionais, a linha de contato entre a superfície do carne e a sapata pode ser não paralela ao eixo do veio e não paralela ao eixo do tambor.

A superfície 27 do rolo 26 é cilíndrica. Em outras formas de realização a superfície de um rolo não precisa de ser cilíndrica, em especial a superfície pode ser cônica.

Como mostrado na figura 2, o eixo 25 sobre o qual gira o rolo 26 é paralelo ao eixo do tambor A. Em outras formas de realização o eixo de um rolo engatado por um carne pode ser paralelo ao eixo do veio de atuação, alternativamente ele pode ser não paralelo ao eixo do veio de atuação e não paralelo ao eixo do tambor.

Como mencionado acima, o eixo do tambor interceta o eixo do veio. Em formas de realização adicionais, o eixo do tambor pode ser não paralelo ao eixo do veio e não cruzar o eixo do veio, por outras palavras, o eixo do tambor poderia estar inclinado em relação ao eixo do veio (ver figuras de 6 a 8 e a descrição abaixo) . Quando o eixo do tambor está inclinado em relação ao eixo do veio, há um ponto no eixo do veio que está mais próximo do eixo do tambor. Este ponto pode ser posicionado sobre o lado de não montagem do freio, em alternativa, este ponto pode ser posicionado no lado de montagem do freio.

Como mencionado acima, os freios conhecidos têm um veio de carne rotativo sobre um eixo paralelo ao eixo da roda. Outros freios conhecidos utilizam um mecanismo "Z- came". Um Z-came usa varetas de empurrar relativamente curtas para operar as sapatas de ataque e de fuga. A presente invenção pode ser aplicada aos freios utilizando mecanismos Z-carne.

Assim, com referência às figuras de 6 a 8, é mostrado um freio 110 tendo uma sapata de ataque 112 com uma orla de ataque 114 e um bordo de fuga 116. Também é mostrada uma sapata de fuga 150 tendo um bordo de ataque 151 e um bordo de fuga 152. Um tambor de freio 153 rodeia as sapatas de ataque e de fuga. As sapatas de ataque e de fuga são montadas sobre um suporte de freio 13 0. Um veio de atuação .140 (mostrado esquematicamente nas figuras 7 e 8) inclui um dispositivo de atuação 160, na forma de um mecanismo Z- came. O mecanismo Z-came inclui uma extremidade de veio de contorno 161 com bolsas 162 e 163. As válvulas 164 e 165 são montadas de um modo deslizante em mangas de 166 e 167 montadas no apoio de freio 13 0. Cada válvula inclui uma bolsa 164A e 165A.

Uma extremidade da haste de empurrar 168 fica na bolsa .162 e a extremidade oposta da haste de empurrar 168 fica na bolsa 164A. Uma extremidade da haste de empurrar 169 fica na bolsa 163 e uma extremidade oposta da haste de empurrar .169 fica na bolsa 165A.

Para aplicar o freio, o eixo de atuação 140 é girado em sentido anti-horário (ao visualizar a figura 6), causando deste modo o movimento da haste de empurrar 168 para mover a válvula 164 que por seu lado move o bordo de ataque 112 fazendo o engate com o tambor de freio 153. Simultaneamente a haste de empurrar 169 faz com que a válvula 165 deslize o que por sua vez move a sapata de fuga150 para se engatar com o tambor de freio 153. O tambor gira em torno do eixo A. Os eixos da sapata

de ataque e de fuga Ceo eixo da roda D são coincidentes com o eixo do tambor A. 0 eixo do veio S é inclinado em relação ao eixo do cilindro A. Isto pode ser visto melhor nas figuras 7 e 8. A figura 7 mostra claramente que o eixo do veio S não é paralelo relativamente ao eixo do tambor A. A figura 8 mostra claramente que a linha central do eixo S não cruzará o eixo do tambor A. 0 ponto E é um ponto sobre o eixo do veio S, que está mais próximo do eixo do tambor A e é melhor visto comparando as figuras 7 e 8. Neste caso o ponto E está num ponto central do tambor. Em formas de realização adicionais, o ponto E poderia estar num lado de não montagem 134 do freio, alternativamente o ponto E poderia estar de um lado de montagem do freio.

A Figura 7 é uma vista no plano do freio, por outras palavras, a figura 7 é levada na direção da seta F da figura 6, ou seja, ao longo de uma linha que interliga o dispositivo de atuação 160 (ou seja, o mecanismo Z-came) com o eixo do tambor A, em que a linha é perpendicular ao eixo do tambor. Como pode ser visto na figura 7, quando visto nesta direção, o eixo do veio H é angulado em relação ao eixo do tambor A (neste caso em cerca de 20°) na direção da sapata de ataque. Em formas de realização alternativas, o eixo poderia ser dobrado entre 5o e 30°, em alternativa, entre 5o e 20°, alternativamente entre 5o e 15°, quer na direção da sapata de ataque quer na direção da sapata de fuga quando vista a partir da figura 7.

A Figura 8 é uma vista tomada na direção da seta G, ou seja, tomada na direção de uma linha perpendicular à linha que une o dispositivo de atuação 160 com o eixo do tambor A (sendo a linha perpendicular ao eixo do tambor) . Como pode ser visto na figura 8, quando visto nesta direção o eixo do veio S não é inclinado em relação ao eixo do cilindro A, muito embora em outras formas de realização o eixo do veio poderia ser dobrado (quando visto nesta direção) de tal forma que o ponto E (o ponto no eixo do veio S que está mais próximo do eixo do tambor A) está no lado de não montagem, alternativamente de modo a que o ponto E se encontre no lado de montagem. Quando visto nesta direção o veio S pode ser inclinado em relação ao eixo do tambor, entre 5 o e 30°, alternativamente entre 5 o e 20°, alternativamente entre 5o e 15°.

A invenção abrange qualquer ângulo (incluindo 0o) entre o eixo do veio e o eixo do cilindro quando visto na direção da seta G e qualquer ângulo (incluindo 0o) entre o eixo do veio e o eixo do tambor quando visto na direção da seta F onde os eixos não são paralelos.

Com referência às figuras 9 e 10 é mostrada uma terceira forma de realização de um freio 210 de acordo com a presente invenção em que as características que cumprem a mesma função que as do freio 10 são rotuladas com um número acrescido de 200. Como pode ser visto o eixo do veio S é angular (com um ângulo diferente de 0) em relação ao eixo do tambor A, na vista de ambas as figuras 9 e 10.

Claims

1. Um freio incluindo uma sapata de freio móvel entre uma posição engatada e uma posição desengatada e definindo um eixo de rotação de um tambor de freio associado, um eixo de atuação rotativo em torno de um eixo do veio e um dispositivo de atuação para transferir movimento de rotação do eixo de atuação para movimento da sapata de freio da posição desengatada para a posição engatada, caraterizado pelo fato de que o eixo de rotação é não paralelo em relação ao eixo do veio.

2. Um freio, de acordo com a reivindicação 1, caraterizado pelo fato de que o dito eixo interceta o dito eixo de rotação.

3. Um freio de acordo com a reivindicação 2, caraterizado pelo fato de que a sapata de freio é apoiada sobre um suporte de freio colocado sobre um lado de montagem da sapata de freio, não havendo fixação lateral do lado oposto da sapata de freio em relação ao lado de montagem, em que o eixo do veio interceta o dito eixo de rotação no referido lado de não montagem.

4. Um freio de acordo com a reivindicação 2, caraterizado pelo fato de que a sapata de freio é apoiada sobre um suporte de freio colocado sobre um lado de montagem da sapata de freio, em que o eixo do veio de interceta o dito eixo de rotação no dito lado de montagem.

5. Uma sapata de freio de acordo com a reivindicação 3 ou 4 caraterizada pelo fato de que o eixo de rotação interceta o referido eixo do veio em um ângulo de entre 5 o e 30°, alternativamente de entre 5o e 20°, alternativamente de entre 5o e 15°.

6. Um freio de acordo com a reivindicação 1, caraterizado pelo fato de que o dito eixo de veio não interceta o dito eixo de rotação.

7. Um freio de acordo com a reivindicação 6, caraterizado pelo fato de que a sapata de freio é apoiada sobre um suporte de freio colocado sobre um lado de montagem da sapata de freio, havendo um lado de não montagem da sapata de freio em frente ao lado de montagem, havendo um ponto no eixo do veio mais próximo do eixo de rotação, ponto esse que se encontra sobre o dito lado de não montagem.

8. Um freio de acordo com a reivindicação 6, caraterizado pelo fato de que a sapata de freio é apoiada sobre um suporte de freio colocado sobre um lado de montagem da sapata de freio, havendo um ponto sobre o eixo do veio mais próximo do eixo de rotação, sendo o dito ponto posicionado sobre o referido lado de montagem.

9. Um freio de acordo com a reivindicação 6, ou 7, ou 8, caraterizado pelo fato de que o eixo do veio é inclinado em relação a um plano perpendicular ao eixo de rotação entre . 5° e 30°, alternativamente entre 5o e 20°, alternativamente entre 5o e 15°.

10. Um travão, de acordo com a qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caraterizado pelo fato de o dispositivo de atuação ser um carne fixo no veio de atuação.

11. Um freio de acordo com a reivindicação 10, caraterizado pelo fato de o carne estar na linha de contato com uma superfície da sapata de freio, em que a dita linha de contato é paralela ao dito eixo de rotação.

12. Um freio de acordo com a reivindicação 11, caraterizado pelo fato de a dita superfície ser definida por um rolo tendo um eixo maior paralelo ao dito eixo de rotação.

13. Um freio de acordo com a reivindicação 10, caraterizado pelo fato de o carne estar na linha de contato com uma superfície da sapata de freio, sendo a dita linha de contato paralela ao eixo do veio.

14. Um freio de acordo com a reivindicação 13, caraterizado pelo fato de a dita superfície ser definida num rolo tendo um eixo maior paralelo ao eixo do veio.

15. Um freio de acordo com a reivindicação 10, caraterizado pelo fato de o carne estar na linha de contato com uma superfície da sapata de freio na qual a dita linha de contato é não paralela ao eixo de rotação e é não paralela ao eixo do veio.

16. Um freio de acordo com a reivindicação 15, caraterizado pelo fato de a superfície ser definida em um rolo tendo um eixo principal que é não paralelo ao eixo de rotação e que é não paralelo ao eixo do veio.

17. Um freio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ou 9, caraterizado pelo fato de o dispositivo de atuação ser uma ligação de compressão.

18. Um freio, de acordo com qualquer uma das reivindicações1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, OU17, caraterizado pelo fato de incluir uma outra sapata de freio móvel entre uma posição engatada da outra sapata de freio e uma posição desengatada da outra sapata de freio e um outro dispositivo de atuação para transferir movimento de rotação do veio de atuação para o movimento da outra sapata de freio desde a sua posição desengatada para a sua posição engatada.