PT82239B - Travao de disco de regulacao automatica - Google Patents

Description

HESITO

A presente invenção tem por objecto um travão de disco de regulação automática, do tipo que comporta um estribo (10), um motor de travão (12) capaz de actuar directamente sobre um primeiro elemento de fricção (14) e, por reacgão através do estribo (10), sobre um segundo elemento de fricção (16), comportando o motor de travão (12) um comando mecânico (32) que actua sobre o êmbolo de comando hidráulico (20) através de um dispositivo de regulação automática, sendo este formado por um dispositivo de parafuso e porca (46, 60) de passo reversível, capaz de ser accionado pelo êmbolo hidráulico (20) para além de um curso pré-determinado do mesmo definido por uma folga entre um elemento anelar (82) e um batente (92) capaz de actuar sobre o dispositivo de parafuso e porca (46, 60), sendo a folga susceptível de variar em função da pressão aplicada ao êmbolo de comando (20).

De acordo com a invenção o elemento anelar (82) é susceptível de ser deslocado azialmente em relação ao êmbolo de comando (20) por meio de um êmbolo de controlo (64) logo que se atinge uma pressão de comando pré-determinada.

Aplicação à travagem de veículos automóveis.

A presente invenção refere-se a um travão de disco de regulação automática para veículos automóveis.

A invenção refere-se mais particularmente a um travão de disco do tipo de estribo deslizante, compreendendo um motor de travão capaz de ser accionado independentemente quer por uma pressão de fluido, quer por um comando mecânico. 0 accionamento do motor de travão solicita directamente um primeiro elemento de fricção em contacto de fricção com uma primeira face de um disco rotativo e, por reacção através do estribo deslizante, um segundo elemento de fricção em contacto de fricção com uma segunda face do disco, oposta à primeira face. 0 estribo desliza em relação a um suporte fixo que recebe directamente ou indirectamente o golpe causado pelos elementos de fricção. Nos travões deste tipo, tendo em conta a espessura inicial dos elementos de fricção, é necessário ter um dispositivo de regulação automática colocado no comando mecânico de maneira a que o curso deste comando não evolua em função do desgaste dos elementos de fricção. Foram propostas numerosas soluções para resolver este problema. No entanto estes sistemas apresentam geralmente o inconveniente de assegurar uma. regulação qualquer que seja a causa que tenha provocado o accionamento desta regulação automática. Este tipo de dispositivo actua tanto para compensar o desgaste dos elementos de fricção, o que é normal, como para compensar as deformações elásticas do estribo por pressões elevadas do comando hidráulico, e este tipo de dispositivo obriga a ter um curso morto que não faz intervir a regulação automática, relativamente importante e da ordem da deformação constatada no estribo quando do seu accionamento. A fim de resolver este problema a Requerente propôs, na Patente de Invenção

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η.2. 71.00748 publicada sob o 2 075 425, um travão de disco deste tipo no qual a regulação automática é neutralizada logo que a pressão de comando atinge um valor pré-determinado, por meio de um invólucro cheio com uma matéria, oompressível e susceptível de se deformar elasticamente sob acção da pressão do fluido, aumentando este invólucro, ao se deformar elasticamente, o curso morto para além da pressão pré-determinada, o que permite não fazer intervir a regulação automática e evitar o compensar das deformações elásticas do estribo por pressões elevadas do comando hidráulico.

Esta solução, se bem que responda ao problema posto, apresenta os inconvenientes seguintes: o invólucro elástico, sendo continuamente solicitado em deformação, apresenta ao longo do tempo uma fadiga dos materiais que o constituem que pode ir até à ruptura do mesmo e o efeito procmxado não só é suprimido mas, além clisso, uma ruptura deste invólucro introduz no circuito hidráulico um volume não desprezível de gás que pode causar mesmo a perda das capacidades de travagem do travão, pare, além do facto de a fabricação de um tal invólucro apresentar dificuldades resultantes de dispersões notáveis que podem ser sensíveis no equilíbrio dos golpes de travagem de duas rodas de um mesmo eixo, e enfim, neste tipo de dispositivo não é fácil fazer variar o nível da pressão hidráulica para a qual se pretende interditar o funcionamento da regulação automática.

A invenção tem por finalidade um travão de disco do tipo descrito acima no qual estes inconvenientes são eliminados apresentando as vantagens do mesmo e isto utilizando uma tecnologia comprovada, uma fabricação fácil e por consequência globalmente um custo vantajoso.

Oom esta finalidade, a invenção propõe um travão de disco de regulação automática do tipo que comporta um

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estribo, um motor de travão capaz de actuar directamente sobre um primeiro elemento de fricção e, por reacção através do estribo, sobre um segundo elemento de fricção, comportando o referido motor de travão um comando mecânico que actua sobre um êmbolo de comando hidráulico através de um dispositivo de regulação automática, sendo o referido dispositivo de regulação formado por um dispositivo de parafuso e porca de passo resersível capaz de ser accionado pe êmbolo hidráulico para além de um curso pré-determinado de te definido por uma folga entre um elemento anela?? e um batente susceptível de actuar sobre o dispositivo de parafuso e porca, sendo a referida folga susceptível de variar em função da pressão aplicada ao referido êmbolo de comando, caracterizado pelo facto de o referido elemento anelar ser susceptível de ser deslocado axialmente em relação ao referido êmbolo de comando por meio de um êmbolo de controlo quando a pressão de comando pré-determinada é atingida.

Compreende-se que graças a uma tal estrutura, o curso morto é controlado pelo deslocamento do elemento anelar, deslocamento controlado por um êmbolo de controlo, de tecnologia clássica, cuja secção activa é facilmente modificável para ajustar o deslocamento do elemento anelar em função da pressão pretendida, não evoluindo esta secção activa com o tempo e sendo por consequência assegurada a fiablidade do sistema.

Outras características e vantagens do travão de disco objecto da presente invenção, tornar-se-ão evidentes pela leitura da descrição pormenorizada do travão com referência aos desenhos anexos nos quais:

- A Fig. 1 é uma, vista em corte de um estribo de travão realizado de acordo com as noções da presente invenção; e

- A fig. 2 é uma vista parcial eni corte do travão

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da fig. 1 quando a pressão pré-determinada foi ultrapassada.

travão de disco representado na fig. 1 compreende um estribo deslizável designado no seu conjunto pela referência 10, montado sobre um órgão de suporte fixo (não representado) suseeptível de ser fixado numa parte fixa do veículo (não representada). 0 estribo 10 comporta um motor de travão designado no seu conjunto pela referência 12, capaz de actuar directamente sobre um primeiro elemento de fricção 14 e indirectamente, através do estribo deslizante, sobre um segundo elemento de fricção 16 para solicitar este em contacto de fricção com um disco rotativo 13. 0 motor de travão 12 comporta um comando hidráulico e um comando mecânico, como se verá mais pormenorizadamente.

De um modo convencional, o comando hidráulico é assegurado por um êmbolo de comando hidráulico 20 montado de forma deslizante numa cavida.de 22 formada no motor de travão 12. A estanquicidade entre o êm,bolo 20 e a cavidade 22 é assegurada por uma junta 24, sendo o êmbolo por sua vez protegido por uma tampa de êmbolo 26. 0 êmbolo 20 e' uma parede 23 do fundo da cavidade 22 definem uma câmara 30 susceptível de ser ligada a uma fonte de pressão (não representada) como por exemplo o cilindro mestre do veículo.

comando mecânico, designado no seu conjunto pela referência 32, é assegurado por meio de uma alavanca 34 capaz de ser ligada a um cabo ou dispositivo análogo (não representado) solidário com um eixo 36 no qual está formada uma ranhura 38 que recebe uma pequena biela, 40. 0 eixo 36 é recebido em duas cavidades formadas no motor de travão e imobilizado longitudinalmente em relação ao motor, por meio de um ressalto formado na alavanca 34 po2? um lado, e por outro lado por meio de um anel elástico ou dispositivo semelhante. 0 eixo 36 e a pequena biela 40 estão alojados numa cavidade cega 42 formada no motor de travão, sendo a parte

aberta da cavidade dotada de um obturador e sendo o conjunreto protegido por uma tampa flexível 44. A cavidade 42 cebe igualmente um parafuso 46 cuja parte dilatada 43 conjugação

Entre 0 fundo da cavidade cega 42 e a 0 porta uma ranhura 50 que trabalha em quena biela 40 dilatada 48 está colocada uma mole, de compeparte parafuso 46 comporta uma parte cilíndrica na qual está formada uma garganta comportando uma junta 54· Esta junta 54 e a parte cilíndrica do parafuso 46 são susceptíveis de deslizar em relação a uma cavidade 56 formada no corpo cio motor de arafuso 46 prolonga-se na câmara 30 por uma parte com passo reversível na qual está montada uma êmbolo de comando hidráulico 20 comporta uma na qual está montado um êmbolo de controlo 64 deslizamento estanque nesta cavidade 62 por meie junte, de estanquicidade 66. 0 êmbolo hidráulico 20 comporta um.a segunda cavidade 68 com um diâmetro superior ao diâmetro da cavidade 62, formando a passagem de um diâmetro ao outro uma parede 70 dirigida para a câmara 30· Sobre esta parede 70 está colocada uma anilha 72 que limita os deslocamentos rjara a esquerda da fig. 1 de uma junta de estanquicidade 74 colocada entre a cavidade 68 e uma superfície exterior 76 formada sobre um prolongamento 78 do êmbolo de controlo 64, passando este prolongamento 78 livremente em torno de um colar 80 formado sobre 0 parafuso 60. A extremidade do prolongamento 78 do êmbolo de controlo 60 está em apoio axial sobre um elemento anelar 82 montado numa terceira cavidade 84 do êmbolo de ccmanclo 20. Do lado des câmara 30, 0 elemento anelar 82 é solicitado para a esquerda da fig. 1 por meio de uma mola 36 cuja outra extremidade está apoiada sobre um anel elástico, ou dispositivo semelhante, solidário ao êmbolo 20. 0 elemento anelar 32 é susceptível cie deslizar na cavidade 84 por acção da mola 86. Em particular, em repouso, como está representado na fig. 1, travão.

roscaua oL porca 60. 0 cavidade 62 recebido em de uma chamada 52.

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fig. 1, ο qual impele o êmbolo de controlo 64 para a esquerda para, se vir a,poiar sobre o fundo da cavidade 62. Entre a cavidade 62, o êmbolo 64 e a. junta d© estanquicidade 74 forma-se uma câmara 88 ligada à atmosfera por meio de um orifício 90. Entre o colar 80 da poro o elemento anelar 82 está colocado um batente de esferas (rolamento) 92 apresentando uma folga axial J entre.o colar 80 s o elemento anelar 82 definindo a folga funcional, em repouso;esta folga J, sendo muito pequena, não foi representada, como se poderá ver mais tarde, senão na fig. 2 onde esta folga J está suficientemente ampliada para ser visível. 0 colar 80 e o elemento anelar 82 formam um caminho de rolamento para o batente 92. A porca 60 está ligada ao êmbolo 20 através de uma embraiagem unidirecional designada no seu conjunto pela referência 94 e formada, na variante construtiva representada, por uma mola de embraiagem montada sobre uma superfície cilíndrica da porca, 60 e cuja, extremida.de penetra num orifício do êmbolo 20. 0 êmbolo de controlo 64 forma um êmbolo diferencial devido por um lado ao seu deslizamento na cavidade 62 do embolo 20 e da junta 66 e, por outro lado, pelo diâmetro 76 do seu prolongamento 78 que trabalha em conjugação com a, junta 74.

travão que acaba de ser descrito por meio da, fig. 1 funciona do seguinte modo:

Em repouso os diferentes elementos do travão ocupam as posições representadas. Quando o travão é accionado por meio do comando mecânico, a alavanca 34 θ c eixo 36 solicitam a biela numa direcção geral representada pela seta A. A biela 40, através da ranhura 50, impele a parte dilatada 48 do parafuso 46 contra a mola 52. Como a, parte cilíndrica do parafuso pode deslizar em relação à cavidade 56 formada no motor de travão, o parafuso 46 desloca-se igual-

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ISMMWk - 8 mente no sentido da seta A. Este movimento do parafuso 46, por meio da parte roscada 58, é transmitido à porca 60, sendo impedida a rotação desta pela embraiagem unidireccional 94 e a porca 60 vem apoiar-se sobre 0 êmbolo de comando 20. 0 esforço da biela 40 á pois transmitido ao elemento de frio· ção 14 e por reacçao deste elemento de fricção sobre 0 disco 18 aparece uma outra reacção no eixo 36 que arrasta em deslizamento 0 estribo 10 no sentido contrário ao definido pela seta A, 0 que leva 0 elemento de fricção 16 ao contacto com 0 disco 18. Ao afrouxar-se 0 comando manual, os diferentes elementos do travão retomam as suas posições representadas.

Quando o travão á accionado por meio do comando hidráulico, é aplicada uma pressão hidráulica na câmara 30 de modo a solicitar 0 êmbolo 20 para a esquerda, com referên cia à fig. 1. Se 0 movimento do êmbolo 20 em relação à porca 60 não ultrapassar a folga funcional definida entre 0 batente de esferas 92, a peça anelar 82 e 0 colar 80, 0 movimento do êmbolo 20 não tem qualquer efeito sobre a regulação automática. Se 0 movimento do êmbolo 20 fôr superior à folga funcional prá-determinada, a porca 60 é deslocada para a esquerda pelo êmbolo 20 através do batente de esferas, da peça anelar 82 e da mola 86, por sua vez arrastada pelo anel elástico solidário ao êmbolo. Estando 0 parafuso 46 imobilizado axialmente por meio da mola 52, a porca 60, graças ao passo reversível, roda em relação ao parafuso 46 para poder seguir 0 movimento do êmbolo 20, permitindo a embraiagem unidireccional 94 esta rotação. Nesta fase do funcionamento, 0 êmbolo de controlo 64 está sempre aplicado ao fundo da cavidade 62 e não intervém sobre 0 elemento anelar 82. Se a pressão hidráulica fór então afrouxada, a junta 24 - de forma convencional - faz deslocar ligeiramente 0 êmbolo 20, impedindo a embraiagem unidireccional 94 a rotação da porca

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60. Como por aplicação da travagem a porca rodou deslocando-se para a esquerda, o dispositivo da regulação automática encontra-se pois agora numa nova posição deslocada para a esquerda e impede o êmbolo 20 de retomar a sua posição inicial.

Se, pelo contrário, o afrouxamento da travagem não intervém imediatamente, a pressão na câmara 30 continua a subir e, sob o efeito desta pressão e do esforço originado pelo êmbolo 20, o estribo deforma-se. É pois necessário evitar o funcionamento da regulação antes do início da deformação mecânica do estribo.

Quando a pressão na câmara 30 atinge o nível definido pela secção activa do êmbolo diferencial e do esforço da mola 86, o êmbolo de controlo 64 desloca-se sob 0 efeito desta pressão para a direita da fig. 1 e desloca, contra a mola 86, 0 elemento anelar 82 aumentando assim a folga do batente de esferas 92 entre 0 colar 80 da porca 60 e 0 elemento anelar 82, suprimindo este aumento da folga a acção do elemento anelar 82 sobre a porca 60 e a regulação automática fica neutralizada, não sendo a porca 60 obrigada já a seguir os movimentos do êmbolo 20. Se a pressão continuar a subir 0 êmbolo diferencial 64 desloca-se primeiro para a direita da fig. 2 contra a mola 86 e liberta completamente a porca de regulação 60.

Com referência à fig. 2, onde se representou 0 conjunto de regulação automática, quando a pressão na câmara 30 ultrapassou a pressão pré-determinada, vê-se que 0 êmbolo diferencial 60 se deslocou para a direita desta fig. 2, solicitando 0 elemento anelar 82 e criando-se deste modo uma folga funcional J tal que 0 elemento anelar 82 não pode em nenhum caso actuar sobre 0 batente 92 e, por consequência, sobre a porca 60 da regulação automática.

Quando a pressão hidráulica é afrouxada da câmara 30,. num primeiro tempo, o êmbolo 20 desloca-se para a direita das figs. 1 ou 2 por acção da deformação elástica do estribo 10 e, em seguida, num segundo tempo, este êmbolo continua a deslocar-se para a direita mas simultâneamente a mola 86 desloca para a esquerda, em relação ao êmbolo 20, o êmbolo diferencial 64 que progressivamente retoma a sua posição representada na fig. 1 em apoio sobre o fundo da cavidade 62, definindo deste modo a posição de repouso do elemento anelar 82, e finalmente num terceiro tempo, de modo convencional, a junta 24 faz recuar ligeiramente o êmbolo 20 para a direita, assegurando assim a folga funcional inicial entre o batente de esferas 92 e os seus dois caminhos de rolamento, isto é, o colar 80 da porca 60 e o elemento anelar 82.

Como se vê na descrição anterior, o dispositivo que é objecto da invenção permite controlar a folga funcional por meio de um êmbolo diferencial simples e fiável, sendo o acréscimo da folga funcional tal que, para toda a pressão que ultrapassa um valor pré-determinado, o êmbolo diferencial desloca-se em função da pressão que reina na câmara 30 e, por consequência, o consumo suplementar de fluido devido ao deslocamento do êmbolo diferencial é progressivo em função da pressão hidráulica aplicada, permitindo deste modo reduzir o curso do pedal para todas as pressões intermediárias entre a posição inicial e a posição para a qual o êmbolo diferencial vem apoiar-se sobre o êmbolo hidráulico 20 através do elemento anelar 82 e da mola 86 levada à posição de contracção com as espiras juntas, formando assim o referido batente.

Além disso, esta estrutura permite a montagem do êmbolo de comando equipado com porca e com o êmbolo diferencial sem modificar o trabalho mecânico do motor de travão,

por consequência um travão que não é equipado de dispositivo de neutralização objecto da presente invenção pode, sem modificações, receber um tal êmbolo e beneficiar das vantagens da presente invenção. Com efeito, o conjunto de êmbolo 20, êmbolo 64, porca 60, elemento anelar 82 e mola 86, formando um sub-conjunto desmontável em bloco, podem facilmente ser montados num travão existente. Além disso, esta estrutura permite por simples deslocação deste êmbolo 20 equipado fazer variar a pressão pré-determinada modificando quer as características da mola 86 quer os dois diâmetros do êmbolo diferencial 64.

É evidente que a invenção não está limitada ao modo de realização descrito anteriormente e que, em particular a mola 86 pode ser construída a partir de anilhas Belleville que 0 êmbolo 20 pode ser equipado com um batente franco para 0 elemento anelar 82 e finalmente que 0 êmbolo diferencial, e mais precisamente as juntas de estanquicidade destes, podem ser realizados de qualquer modo acessível aos especialistas no assunto.

Claims (3)

1®. - Travão de disco de regulação automática do tipo compreendendo um estribo (10), um motor de travão (12) capaz de actuar directamente sobre um primeiro elemento de fricção (14) e por reacção através do estribo (10) sobre um segundo elemento de fricção (16), comportando o motor de travão,(12) um comando mecânico (32) que actua sobre um êmbolo de comando hidráulico (20) através de um dispositivo de regulação automática, sendo este dispositivo de regulação automática formado por um dispositivo de parafuso/porca (46, 60) de passo reversível susceptível de ser accionado pelo êmbolo hidráulico (20) para além de um curso pré-determinado deste definido pela folga (J) entre um elemento anelar (82) e um batente (92) susceptível de actuar sobre o dispositivo de parafuso/porca (46, 60), sendo a referida folga (J) susceptível de variar em função da pressão aplicada ao referido êmbolo de comando (20), caracterizado pelo facto de que, quando é atingida uma pressão de comando pré-determinada, 0 elemento anelar (82) é capaz de ser deslocado axialmente em relação ao êmbolo de comando (20) contra um elemento elástico (86) por melo de um êmbolo de controlo diferencial (64).

2®. - Travão de disco de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de que, para qualquer pressão de comando inferior à referida pressão pré-determinada, 0 curso pré-determinado é definido pelo elemento anelar (82) que vem apoiar-se, por meio do elemento elástico (86), sobre 0 êmbolo diferencial (64)> ele próprio apoiado axialmente sobre 0 fundo de uma cavidade (62) formada no êmbolo de comando (20) e recebendo 0 êmbolo diferencial (64).

3-. - Travão de disco de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de o êmbolo de comando (20), o êmbolo de controlo (64), o elemento anelar (82) e a porca (60) do dispositivo de parafuso/ /porca (46, 60) formarem um conjunto desmontável em bloco.