PT1224409E - Mola de guiamento de elementos de fricção travão de disco constituindo pelo menos uma tal mola - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "MOLA DE GUIAMENTO DE ELEMENTOS DE FRICÇÃO TRAVÃO DE DISCO CONSTITUINDO PELO MENOS UMA TAL MOLA" A presente invenção refere-se a uma mola de guiamento e de manutenção de elementos de fricção, especialmente de tipo pastilhas e de um travão de disco constituindo pelo menos uma tal mola. É conhecido por guiar em translação axial as pastilhas de travões de discos por molas montadas sobre chapas. US-A-6003 642 descreve uma mola constituindo molas de guiamento.

No momento da travagem de um veiculo transportador equipado com tais travões, as pastilhas aplicadas sobre cada disco em rotação são submetidas a forças tangenciais dirigidas para um elemento do suporte. As molas de tipo conhecido opõem uma força de retorno que não pode ser dominada na fabricação em grande série considerando tolerâncias mínimas admissíveis. Deste modo, uma travagem com desaceleração importante gera uma força que projecta as pastilhas na direcção do seu suporte com uma força mais intensa do que a força de retorno exercida pela mola. O choque tangencial da pastilha sobre o suporte gera um ruído desagradável para os ocupantes do veículo chamado «klonk» que pode para além disso ser interpretado falsamente, como um ruído característico de uma falha mecânica. A Requerente descobriu que o mau controlo do guiamento tangencial das pastilhas provém de um engate não produtivo das molas sobre a chapa. Mais, é habitual reunir por uma argola duas molas dispostas frente a frente, a primeira assegurando a manutenção da extremidade de uma primeira pastilha susceptível de ser aplicada sobre uma primeira 2 face principal de um disco, a segunda assegurando a manutenção da extremidade correspondente do segundo patim susceptivel de ser aplicada sobre uma segunda face principal do disco oposto à dita primeira face principal. Assim, é-se obrigado a dispor de uma mola especifica para cada largura de chapa. É portanto, uma finalidade da presente invenção oferecer uma mola assegurando um guiamento axial eficaz e opondo-se aos choques tangenciais, directos ou indirectos (através da mola) do elemento de fricção guiado com o suporte, especialmente com uma chapa. É igualmente uma finalidade da presente invenção oferecer uma tal mola susceptivel de exercer uma força de retorno importante. É igualmente uma finalidade da presente invenção da presente invenção oferecer uma mola apresentando uma dimensão limitada. É também uma finalidade da presente invenção oferecer uma mola tendo uma grande longevidade ai compreendida nas condições de utilização difíceis. É também uma finalidade da presente invenção oferecer uma tal mola resistente à corrosão. É também uma finalidade da presente invenção oferecer uma tal mola susceptivel de ser montada sobre uma grande variedade de travões de disco especialmente sobre travões de disco com chapas de diversas larguras. 3 É igualmente uma finalidade da presente invenção oferecer um travão de discos constituindo pelo menos uma, de preferência quatro tais molas. É igualmente uma finalidade da presente invenção oferecer um travão de discos apresentando um funcionamento particularmente seguro. É também uma finalidade da presente invenção oferecer um travão de disco tendo um preço de custo moderado. É também uma finalidade da presente invenção oferecer um travão de discos particularmente silencioso.

Estas finalidades são atingidas por uma mola de acordo com a presente invenção constituindo meios de ligação capazes de cooperar com meios de ligação complementares levados por um suporte, tipicamente pela chapa de um travão de disco. 0 engate dos meios de ligação da mola com os do suporte assegura o seu travamento mútuo com uma manutenção da mola sobre o suporte. Vantajosamente, fixa-se a mola sobre o suporte de um só lado, o lado oposto da mola estando livre com, de preferência um movimento importante na condição livre, antes da montagem do elemento de fricção. A presente invenção tem por objectivo uma mola de guiamento axial de manutenção radial dos elementos de fricção de um travão de disco constituindo meios de ligação capazes de cooperar com meios de ligação complementares levados por um suporte caracterizado por a cooperação dos ditos meios de ligação assegurar o seu travamento mútuo, por os meios serem formados por uma ranhura de forma sensivelmente em U e por um elemento macho de travamento ser levado por um lado da ranhura e por o elemento macho ser capaz de cooperar com um elemento fêmea levado por meios de ligação 4 complementares penetrando no dito elemento fêmea no momento de uma operação de travamento por engate. A invenção tem igualmente por objectivo uma tal mola caracterizada por a dita mola, ter vista de lado, sensivelmente a forma do número «5». A invenção tem igualmente por objectivo um travão de disco caracterizado por realmente constituir pelo menos uma mola de acordo com a invenção. A invenção tem igualmente por objectivo um tal travão de disco caracterizado por constituir duas pastilhas formando elementos de fricção, cada pastilha constituindo duas orelhas radialmente opostas, cada orelha sendo guiada por uma mola de acordo com a invenção. A invenção tem igualmente por objectivo um tal travão de disco caracterizado por o suporte das molas ser formado por uma chapa constituindo um primeiro braço disposto frente a frente de uma primeira face principal de um disco e um segundo braço disposto frente a frente de uma segunda face do disco oposto à dita primeira face do disco, os dois braços estando ligados por pelo menos uma argola. A invenção tem igualmente por objectivo um tal travão de disco caracterizado por a mola estar incorporada com o suporte por uma única extremidade a extremidade oposta estando livre. A invenção tem igualmente por objectivo um tal travão de disco caracterizado por em descanso a extremidade livre da mola estar afastada relativamente ao suporte. 5 A invenção tem igualmente por objectivo um tal travão de disco caracterizado por os elementos de fricção serem pastilhas de orelhas quadradas e por cada mola constituir uma ranhura adaptada ao guiamento axial de uma orelha quadrada do patim de travão. A invenção será mais bem compreendida através da descrição mais adiante e figuras anexadas dadas como exemplos não limitativos e sobre os quais: a figura 1 é uma vista em perspectiva do exemplo preferido de realização de uma mola de acordo com a presente invenção; a figura 2 é uma vista em perspectiva da mola da figura 1 após rotação de um ângulo de 90°; a figura 3 é uma vista em plano de uma chapa de travão de acordo com a presente invenção cuja parte inferior na figura está equipada com uma pastilha de travões enquanto a pastilha da parte superior da figura assim como a mola superior direita não estão representadas; a figura 4 é uma vista de lado da chapa da figura 3 antes da montagem de patins de travão; a figura 5 é uma vista análoga após a montagem dos patins; a figura 6 é uma vista esquemática parcial de lado da chapa da figura 3 equipada com um patim exercendo uma força correspondente à obtida durante a montagem de um patim real; a figura 7 é uma vista esquemática parcial, ilustrando as forças exercidas por um patim montado, numa condição de descanso, quer dizer sem movimento do patim pelo disco; a figura 8 é uma vista análoga no momento de uma travagem; 6 a figura 9 é uma vista análoga no momento de uma travagem de intensidade muito importante; a figura 10 é uma curva ilustrando a posição e por consequência a deformação do exemplo preferido, de realização da mola de acordo com a presente invenção em função da força de retorno exercida; a figura 11 constitui duas curvas análogas com uma escala das forças mais extensa.

Nas figuras de 1 a 11, utilizaram-se as mesmas referências para designar os mesmos elementos. No seguimento desta patente, designa-se por força axial uma força exercida paralelamente ao eixo dos x (figura 3) correspondente ao eixo de um disco 1 (representado em espelho nas figuras 4 e 5), pela força tangencial, uma força exercida co-axialmente com o disco 1 e pela força radial uma força exercida de acordo com um raio do disco 1.

Nas figuras de 1 a 9, pode ver-se o exemplo preferido de realização de uma mola 3 de acordo com a presente invenção, que vista de lado, tem sensivelmente a forma de um número «5» definindo uma primeira ranhura 5 de fixação sobre um elemento 7 de um suporte 9, tipicamente sobre uma peça saliente 7 de uma chapa 9 e uma segunda ranhura 11 de recepção de uma orelha 13 de um elemento de fricção 15 tipicamente de um patim de travão. A forma da primeira ranhura 5 está adaptada à da peça saliente 7 sobre a qual descansa. No exemplo vantajoso ilustrado a peça saliente 7 da chapa 9 forma sensivelmente um paralelepípedo rectângulo de base quadrada cuja altura se estende axialmente. A ranhura 5 tem, neste caso vantajoso, uma forma sensivelmente em U. Vantajosamente, um dos lados 17 do U de preferência, o lado oposto à segunda 7 ranhura 11, apresenta uma aresta axial 19 aplicando uma força importante sobre o elemento saliente 7. A fixação infalível da mola sobre o suporte 9 é uma característica essencial da presente invenção. Essa característica pode ser ainda vantajosamente melhorada por um travamento da mola 3 sobre o suporte 9, de preferência sobre o elemento saliente 7. Esse travamento efectua-se pela penetração, em condição fechada, de uma peça macho de um dos elementos a ligar num entalhe ou numa cavidade fêmea do outro elemento. No exemplo vantajoso, não limitativo ilustrado, o elemento macho é uma lingueta 21 levada pelo lado 17 da ranhura 5 da mola 3, o elemento fêmea sendo uma ranhura 23 axial, disposta frente a frente a lingueta 21 (face superior nas figuras 4 a 9) da peça saliente 7. A lingueta 21 está vantajosamente realizada por recorte da face 17. Pode mostrar-se vantajoso conferir à lingueta 21 elasticidade por exemplo manejando duas ranhuras 25 prolongando os bordos dessa lingueta.

Embora a aplicação de uma lingueta 21 disposta de acordo com o plano médio 27 da ranhura 23 não saia do quadro da presente invenção, é vantajoso manejar um ângulo α entre a lingueta 21 e o plano 27 de modo a opor-se eficazmente a uma tracção exercida de acordo com a seta 29 e a um binário de basculamento simbolizado pela seta 31. 0 ângulo α está, de preferência compreendido entre 3° e 87°, de modo preferido está compreendido entre 10° e 60°, de modo ainda preferido está compreendido entre 25° e 50°. No exemplo vantajoso ilustrado, o ângulo α é igual a 45°. No exemplo preferido ilustrado da invenção, a lingueta 21 apresenta a mesma inclinação que a parte da extremidade do lado 17 da mola e prolonga-se para lá da aresta 19 de modo a poder penetrar na ranhura 23 da peça saliente 7.

Para além disso, a inclinação da lingueta 21 permite uma posição rápida da mola 3 de acordo com a presente invenção sobre a peça saliente 7 do suporte 9 com travamento por engate no momento do afundamento da ranhura 5 da mola 3 sobre o elemento saliente 7 e penetração dessa lingueta na ranhura 23.

No exemplo ilustrado, a ranhura 23 estende-se sobre toda a extensão axial das peças salientes 7 o que facilita a realização por fabricação da dita ranhura. No entanto, a aplicação do entalhe ou de cavidade de recepção 23 da lingueta 21 estende-se sobre uma parte da extensão axial das peças salientes 7 não sai do quadro da presente invenção. Tais cavidades são mais dispendiosas de realizar por fabricação mas opõem-se mais eficazmente a um deslocamento axial da mola 3 sobre o suporte 7. A mola 3 pode estar equipada com outros meios impedindo o seu deslocamento axial. No exemplo ilustrado, a mola 3 constitui uma primeira lingueta 33 e uma segunda lingueta 35 ortogonais dos lados e na base da ranhura em U destinadas a apoiarem-se sobre as faces axialmente opostas das peças salientes 7. Vantajosamente, a lingueta 33 destinada a opor-se ao deslocamento da mola 3 no momento da travagem (aplicação tipicamente por um dispositivo hidráulico dos elementos de fricção 15 sobre o disco 1) tem uma largura superior à da lingueta 35 destinada a opor-se ao deslocamento da mola 3 sobre a peça saliente 7 no momento da anti-derrapagem (quando os elementos de fricção 15 se afastam do disco 1). Ranhuras 37 podem ser conduzidas ao longo da base das linguetas 33 e 35 de modo a melhorarem 9 a sua elasticidade. É evidente que a aplicação de outros modos de fixação da mola 3 sobre o suporte 9, tal como a aplicação de um rebite ou de um parafuso passando por uma abertura praticada na mola não sai do quadro da presente invenção. Como será explicado mais adiante em referência às figuras de 6 a 11, é vantajoso fixar a mola 3 de acordo com a presente invenção por uma única das suas extremidades, a extremidade oposta estando livre. Todavia, é evidente que a aplicação da mola fixada sobre o suporte 9 pelas suas duas extremidades não sai do quadro da presente invenção.

Vantajosamente, um travão de acordo com a presente invenção constitui quatro molas 3 de acordo com a presente invenção, uma em cada uma das extremidades tangenciais de cada elemento de fricção. Vantajosamente, o travão constitui quatro molas idênticas, independentes. Assim, um mesmo tipo de mola pode ser adoptado sobre travões de largura axial diferente. Todavia, a aplicação de molas dispostas frente a frente de um e de outro lado do disco 1 e ligadas por uma argola não sai do quadro da presente invenção. A forma da ranhura 11 está adaptada à das orelhas do elemento de fricção. Assim, utilizar-se-á uma ranhura 11 de secção semicircular ou sensivelmente semicircular para o guiamento de patins de pontas redondas. 0 exemplo vantajoso ilustrado constitui uma ranhura em U de recepção das orelhas de um patim «de pontas quadradas». A distância radial entre os lados opostos 39 e 41 da ranhura em U é sensivelmente igual à extensão radial das pontas ou orelhas dos patins. 0 lado 39 da ranhura 11 corresponde ao lado da ranhura 5 oposta ao lado 17. Vantajosamente, a ranhura 11 está munida de uma primeira lingueta 43 de guiamento de introdução axial da ponta da pastilha 15 na ranhura 11 e de uma segunda lingueta 45 de guiamento de introdução 10 tangencial da ponta da pastilha 15 na ranhura 11. Vantajosamente, o lado livre 41 da ranhura 11 está munido de uma nervura 47 assegurando o seu endurecimento em contracção. Deste modo, a rigidez de guiamento não é afectada por um uso das pastilhas 15 com modificação da posição axial, em descanso, da ponta do patim 15 na ranhura 11 da mola 3.

Vantajosamente, os ângulos da mola 3 são arredondados para não serem cortantes e para evitar ferir um mecânico no momento de uma operação de manutenção. A mola 3 de acordo com a presente invenção é por exemplo realizada em chapa de aço inoxidável recortado e dobrado tendo de preferência uma espessura inferior a 1 mm por exemplo igual a 0,4 ± 0,03 mm. Utiliza-se por exemplo aço inoxidável Z10CN 18,08,Z12CN 17,07 ou aço SAE 30301 ou 30302. O exemplo preferido de travão de acordo com a presente invenção ilustrada constitui uma chapa 9 compreendendo dois braços 49 e 51 dispostos de um e de outro lado do disco 1 ligados a cada uma das suas extremidades por uma argola 53 estendendo-se axialmente e disposto radialmente para lá do disco 1. As argolas 53 constituem aberturas 55 de recepção dos elementos de guiamento de um parafuso (não representado) suportando meios de aplicação, sobre comando tipicamente hidráulico elementos de fricção 15 sobre as faces principais opostas do disco 1. Todavia, é evidente que a aplicação de outros suportes 9 ou de outros meios de aplicação dos elementos de fricção 15 não sai do quadro da presente invenção.

Na figura 10, pode ver-se uma curva 57, com histerese, ilustrando o comportamento da mola 3 de acordo com a 11 presente invenção para cargas tangenciais (Ft nas figuras de 6 a 9) fracas. A posição da mola, suportada em abcissa está expressa em mm enquanto a carga da mola, suportada em ordenada está expressa em N.

Nos esquemas explicativos de 6 a 9, os elementos de fricção 15 só estão representados parcialmente.

Na figura 6, o elemento de fricção 15 está apertada entre os lados 39 e 41 da ranhura 11 da mola 3. Isso corresponde à zona 59 sensivelmente horizontal da curva 57 para uma carga da ordem 17 N com um deslocamento entre 2 mm e 1,2 mm. 0 ponto 61 da curva corresponde ao estabelecimento do contacto 63 (figura 7) entre o elemento de fricção 15 e o fundo 65 da ranhura em U 11. É de notar que o ponto de contacto 63 está situado na proximidade da intersecçâo do fundo 65 e do lado 41 da ranhura 11 da mola 3. 0 ponto 67 correspondente à intersecçâo do fundo 65 e do lado 39 apoiando-se sobre a chapa. Na zona 69 correspondente a um deslocamento compreendido entre 1,2 e 0,620 mm, o ponto de contacto 63 desloca-se na direcção do ponto 67 que atinge no ponto 71 correspondente ao caso ilustrado na figura 8. Nesse caso, a base 65 da ranhura 11 da mola 3 apresenta uma concavidade dirigida para o elemento de fricção 15 com os quais ela apresenta vista em corte, um ponto de contacto 73. A base 65 descansa sobre a chapa 9 nos pontos 67 e 75. Esta configuração permite evitar o contacto entre o elemento de fricção 15 e a chapa 9, contacto cujo estabelecimento gera um ruído desagradável chamado «klonk». O retorno no momento de desligação de uma força tangencial está ilustrado em 77. O esmagamento da base 65 da ranhura 11 da mola 3, sob a pressão de uma força tangencial crescente até ao estabelecimento de um contacto plano que corresponde ao ponto 81 com uma força superior a 51 daN tal como ilustrado na figura 9 está representado pela curva 79 12 da figura 11, curva sobre a qual a escala das ordenadas foi alargada e expressa em daN. A curva 83 sobre a parte esquerda da figura 11 ilustra a rigidez do anúncio de medidas, rigidez de que se teve em conta no momento das medidas expressas pelas curvas 57 e 79. À vista das forças usadas, a situação da figura 9 correspondendo a um ruido «klonk» é completamente excepcional, não acontece nunca em uso corrente e corresponde unicamente a uma travagem de extrema urgência. Resulta nela além disso uma vantagem suplementar. Em uso normal, a mola 3 apresenta uma superfície muito fraca de contacto com a chapa que é tipicamente realizado em ferro fundido com um tratamento anti-corrosâo, por exemplo à base de ligas de zinco. Ora, esse contacto favorece a corrosão da mola. Deste modo, pela sua geometria, a mola 3 de acordo com a presente invenção apresenta uma melhor resistência à corrosão do que a mola de tipo conhecido. Todavia, é evidente que o tratamento de superfície anti-corrosão da mola 3 de acordo com a presente invenção não sai do quadro da presente invenção. A presente invenção aplica-se especialmente à indústria automóvel. A presente invenção aplica-se principalmente à construção de travões para veículos automóveis.

Lisboa, 7 de Abril de 2011

Claims (9)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Mola de guiamento axial e de manutenção radial dos elementos de fricção (15) de um travão de disco constituindo meios (5) de ligação capazes de cooperar com meios (7) de ligação complementares carregados por um suporte (9) caracterizado por a cooperação dos ditos meios (5, 7) de ligação assegurar o seu travamento mútuo, por os meios (5) serem formados por uma ranhura de forma sensivelmente em U e por um elemento macho de travamento (21) ser levado para um lado (17) da ranhura (5) e por o elemento macho (21) ser capaz de cooperar com um elemento fêmea (23) levado por meios de ligação complementares (7) penetrando no dito elemento fêmea no momento de uma operação de travamento por engate.

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2. Mola de acordo com a reivindicação 1 caracterizada por o elemento fêmea (23) ser levado por uma peça saliente (7).

3. Mola de acordo com a reivindicação 1 ou 2 caracterizada por a dita mola ter, vista de lado, sensivelmente a forma do número «5» definindo a primeira ranhura (5) e uma segunda ranhura (11) .

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4. Mola de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes caracterizada por a dita mola ser uma mola de lâmina de chapa metálica recortada e dobrada e por o elemento macho (21) ter uma lingueta.

5. Mola de acordo com a reivindicação 4 caracterizada por um ângulo α ser conduzido entre a lingueta (21) e o plano médio (27) incluindo o elemento fêmea (23).

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6. Mola de acordo com a reivindicação 5 caracterizada por o ângulo α estar compreendido entre 3o e 87°. 2

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7. Travão de disco caracterizado realmente por constituir pelo menos uma mola de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes.

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8. Travão de disco de acordo com a reivindicação 7 caracterizado por constituir duas pastilhas (15) formando elementos de fricção, cada pastilha constituindo duas orelhas (13) radialmente opostas, cada orelha (13) sendo guiada por uma mola (3) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2.

9. Travão de disco de acordo com a reivindicação 7 ou 8 caracterizado por o suporte (9) das molas (3) ser formado por uma chapa (9) constituindo um primeiro braço (49) disposto frente a frente a uma primeira face principal de um disco (1) e um segundo braço (51) disposto frente a frente a uma segunda face do disco (1) oposto à dita primeira face do disco (1), os dois braços (49, 51) estando ligados por pelo menos uma argola (53).

10. Travão de disco de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9 caracterizado por a mola (3) estar solidarizada com o suporte (9) por uma única extremidade (5) a extremidade oposta estando livre.

11. Travão de disco de acordo com a reivindicação 10 caracterizado por em descanso, a extremidade livre da mola (3) estar afastada relativamente ao suporte (9).

12. Travão de disco de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11 caracterizado por os elementos de fricção (15) serem pastilhas de orelhas (13) quadradas e por cada mola (3) constituir uma ranhura (11) adaptada ao guiamento axial de uma orelha (13) quadrada do patim de travão. Lisboa, 7 de Abril de 2011 1/10

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