WO2021035321A1

WO2021035321A1 - Sistema de frenagem para um veículo e veículo para transporte de cargas e/ou passageiros

Info

Publication number: WO2021035321A1
Application number: PCT/BR2020/050335
Authority: WO
Inventors: José Francivaldo Pereira DE LEMOS
Original assignee: CNH Industrial Brasil Ltda.; Cnh Industrial America Llc.
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2020-08-24
Publication date: 2021-03-04
Also published as: EP4023901A4; EP4023901A1; BR102019018156A2

Abstract

A presente invenção refere-se a novo um sistema de frenagem para veículos, tal como aqueles destinados ao transporte de cargas e/ou passageiros que é formado por características capazes de reduzir substancialmente a complexidade de construção desses sistemas de frenagem, particularmente daqueles modelos providos de duplo acionamento, e dessa forma, reduzir os custos envolvidos com a fabricação e montagem dos sistemas de frenagem e dos próprios veículos. Mais particularmente, a o sistema da presente invenção compreende uma armação (1) fixada ao eixo rígido (E) do veículo (V), e que é sobreposta por um tambor (2), o qual está associado ao cubo da roda com pneu (R), sendo que ao menos duas sapatas (3) dotadas de lonas de freio (30) são dispostas em bordas diametralmente opostas da dita armação (1) e se deslocam em direção da superfície interna do dito tambor (2) através de um conjunto acionador (4) que é formado por um primeiro acionador (5a) posicionado adjacente à uma extremidade das ditas sapatas (3), e um segundo acionador (5b) posicionado adjacente à extremidade oposta das ditas sapatas (3), entre os quais ao menos um deles está acoplado em um conjunto atuador (9) do veículo (V); e também compreende suportes (7a, 7b) montados concentricamente com os respectivos acionadores (5a, 5b) e que estão interconectados por meio de hastes (8) dispostas em suas extremidades.

Description

“SISTEMA DE FRENAGEM PARA UM VEÍCULO E VEÍCULO PARA TRANSPORTE DE CARGAS E/OU PASSAGEIROS”

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se, de um modo geral, a um novo sistema de frenagem para um veículo, tal como aqueles destinados ao transporte de cargas e/ou passageiros, sendo referido sistema formado por características técnicas, construtivas e funcionais projetadas e desenvolvidas para melhorar as condições de trabalho do condutor durante o trafego, mas principalmente aumentar a eficiência, segurança e vida útil do sistema de frenagem. Ainda, a presente invenção também trata de um veículo, particularmente daqueles destinados ao transporte de cargas e/ou passageiros.

Fundamentos da Invenção

[0002] De acordo com o estado da técnica, e conforme é do conhecimento geral dos técnicos no assunto, já existem diversos modelos de sistemas de frenagem que são utilizados em praticamente todos os veículos. Esses sistemas compreendem, normalmente, mecanismos projetados para gerar um atrito com as partes moveis das rodas para, com isso, provocar a desaceleração e parada do veículo. Um modelo comumente utilizado no estado da técnica, e também conhecido no mercado como freio à tambor, é formado basicamente pela disposição de um mecanismo fixo ao eixo do veículo que possui sapatas interligadas por elementos de retorno que suportam a lona de freio e são acionadas por um conjunto acionador, o qual empurra as referidas sapatas contra o tambor que, por sua vez, está fixado ao cubo de roda do veículo e, desse modo, consegue-se gerar um atrito capaz de provocar a desaceleração da roda.

[0003] Neste sentido, observa-se que os modelos mais tradicionais e usuais de sistemas de frenagem à tambor que são aplicados em veículos, segundo o estado da técnica, são formados por uma construção relativamente simples, mas que poderia ser aperfeiçoada do ponto de vista de construtividade e funcionalidade. Mais particularmente, nestes modelos as sapatas são acionadas através de apenas um mecanismo acionador disposto em uma de suas extremidades, enquanto que a extremidade oposta é meramente pivotada para auxiliar a movimentação angular das sapatas para, assim, entrar em contato com o tambor que está associado ao cubo de roda. Nestes casos, como pode ser observado pelos técnicos no assunto, apesar da simplicidade, essa solução revela algumas limitações relacionadas a eficiência e segurança, isso porque, a área de contato das sapatas com o tambor se torna, de certo modo, irregular considerando que o mecanismos acionador é previsto apenas em uma de suas extremidades, além de propiciar uma área de contato reduzida, consequentemente, afetando na eficiência da frenagem e, ainda, podendo ocasionar desgastes desordenados, desequilibrados e, até mesmo prematuros de alguns componentes do sistema de frenagem.

[0004] Em vista desses inconvenientes, sabe-se do desenvolvimento de um outro modelo de sistema de frenagem à tambor cujo mecanismo acionador é do tipo “duplo”, ou seja, nesta solução proposta pelo estado da técnica, as referidas sapatas são acionadas em ambas extremidades, tornando o contado entre as sapatas e tambor mais uniforme para, dessa forma, tentar aumentar a eficiência da frenagem e a vida útil dos componentes desses sistemas do estado da técnica. Entretanto, para se obter esse acionamento em ambas as extremidades, nota-se que foi necessário adicionar uma série de componentes, como por exemplo, atuadores complementares para o conjunto acionador, a reestruturação do sistema de frenagem, bem como do sistema atuador, seja hidráulico, pneumático ou elétrico, de modo que, ao final, acabam encarecendo substancialmente a montagem dos sistemas de frenagem, e dos próprios veículos. [0005] Adicionalmente, na tentativa de se tentar simplificar e reduzir os custos envolvidos na montagem desses sistemas de frenagem com duplo acionador, existem algumas soluções que requerem elementos de transmissão que ocupam um espaço significativo no interior do sistema podendo, até mesmo, exigir outras adaptações complementares na estrutura e montagem para acomodar esses elementos de transmissão, por exemplo, alteração do cubo de roda, do próprio tambor e, consequentemente, das características e especificações do veículo.

[0006] Portanto, apesar das soluções conhecidas no estado da técnica atenderem, de algum modo, a algumas necessidades, observa-se que os sistemas de frenagem, particularmente aqueles denominados como freios à tambor disponíveis no estado da técnica, são formados por arranjos estruturais e construtivos relativamente complexos e/ou ineficientes que demandam a restruturação estrutural dos mecanismos, elevando os custos de produção e montagem desses sistemas de frenagem.

[0007] Assim, considerando o acima apresentado, torna-se possível afirmar que os sistemas de frenagem aplicados em veículos de carga e/ou de passageiros disponíveis e conhecidos no estado da técnica carecem de soluções efetivamente simples, mas principalmente eficientes, seguras e capazes de reduzir os custos envolvidos com a fabricação e montagem dos veículos. É, portanto, esses objetivos que se pretende obter com o desenvolvimento da presente invenção.

Descrição da Invenção

[0008] Diante do cenário acima apresentado, é um dos objetivos da presente invenção prover um novo sistema de frenagem para veículos, o qual foi especialmente projetado e desenvolvido para obter um solução prática e funcional aos problemas, limitações e inconvenientes gerados pelos sistemas de frenagem conhecidos no estado da técnica, tal como acima exemplificado. [0009] Mais particularmente, é um dos objetivos da presente invenção prover um sistema de frenagem para veículos que compreende características técnicas, construtivas e funcionais inovadoras e capazes de reduzir a complexidade da construção desses sistemas de frenagem, particularmente daqueles que possuem mecanismos acionadores das sapatas do tipo duplo, e dessa forma, reduzir os custos envolvidos com a fabricação e montagem desses sistemas de frenagem, bem como dos veículos propriamente ditos.

[0010] Também é objetivo da presente invenção prover um veículo para transporte de cargas e/ou passageiros que compreende um sistema de frenagem, tal como acima mencionado.

[0011] Dessa forma, diante do acima exposto, para se obter os objetivos e efeitos técnicos e funcionais acima indicados, dentre outros, a presente invenção refere-se a um sistema de frenagem para um veículo, o qual é formado, basicamente, por uma armação fixada ao eixo rígido do veículo, e que é sobreposta por um tambor, o qual está associado ao cubo da roda com pneu, sendo que ao menos duas sapatas providas de lonas de freio são dispostas em bordas diametralmente opostas da referida armação (e se deslocam em direção da superfície interna do tambor através de um conjunto acionador. Esse sistema compreende um conjunto acionador que possui um primeiro acionador posicionado adjacente à uma extremidade das referidas sapatas, e um segundo acionador disposto adjacente à extremidade oposta dessas sapatas, entre os quais ao menos um deles encontra-se acoplado em um conjunto atuador do veículo. Além disso, esse conjunto acionador compreende suportes que estão montados concentricamente com os respectivos primeiro e segundo acionadores e que estão interconectados por meio de hastes instaladas em suas extremidades.

[0012] De acordo com uma realização da presente invenção, as referidas sapatas estão interligadas através de elementos de retorno. Ainda, essas sapatas podem compreender elementos de interação em suas extremidades que estão em contado com os respectivos acionadores, sendo que, segundo uma realização particular esses elementos de interação podem ser apoios rolamentados ou rolamentos que ficam em contato deslizante sobre a superfície dos referidos acionadores.

[0013] Adicionalmente, os mencionados acionadores compreendem uma configuração de carne em “S” ou, opcionalmente, uma configuração elíptica. [0014] Também, segundo concretizações possíveis da presente invenção, o referido conjunto atuador pode ser do tipo hidráulico, elétrico, pneumático ou uma combinação dessas tecnologias.

[0015] A presente invenção trata, também, de um veículo para o transporte de cargas e/ou passageiros, o qual compreende um conjunto de tração principal formado por um motor à combustão, elétrico ou mesmo híbrido como fonte de energia, uma caixa de câmbio que está ligada à pelo menos um eixo capaz de transferir energia e potência para ao menos um conjunto de rodagem dotado de roda com pneu, sendo que em pelo menos um dos referidos conjuntos de rodagem dotado de roda com pneu é montado um sistema de frenagem conforme apresentado acima.

[0016] Conforme realizações particulares da presente invenção, esse veículo pode ser, por exemplo, um caminhão, ônibus, vans, veículos de passeio convencionais de pequeno ou grande porte ou motocicletas.

Descrição Resumida dos Desenhos

[0017] As características, vantagens e efeitos técnicos da presente invenção, conforme acima indicados, serão compreendidos de forma mais adequada por um técnico no assunto a partir da descrição detalhada a seguir, feita a título meramente exemplificativo, e não restritivo, de possíveis concretizações, e com referência às figuras esquemáticas anexas, as quais: A Figura 1 mostra uma vista lateral esquemática de um exemplo de veículo, tal como uma van comercial para o transporte de cargas e/ou passageiros; e

A Figura 2 mostra uma vista lateral esquemática do sistema de frenagem para veículos, de acordo com a presente invenção.

Descrição de Realizações da Invenção [0018] A invenção é agora descrita com relação a suas realizações particulares fazendo-se referência às figuras anexas de exemplos de concretizações. Tais figuras são esquemáticas, e suas dimensões e/ou proporções podem não corresponder à realidade, uma vez que visam descrever a invenção de forma didática. Os números de referência indicados nas figuras podem se repetir ao longo das diferentes figuras para indicar características técnicas iguais ou semelhantes. Ademais, os termos eventualmente aqui utilizados como: acima, abaixo, superior, inferior, lateral, direito, esquerdo, frontal, posterior e suas variantes devem ser interpretados segundo a orientação dada na Figura 1 .

[0019] A título meramente ilustrativo e para o melhor entendimento da presente invenção, a Figura 1 mostra um veículo (V), tal como aqueles utilizados para o transporte de cargas e/ou passageiros. Vale destacar que apesar da Figura 1 mostrar um modelo de veículo do tipo van, como deve ser apreciado pelos técnicos no assunto, o novo sistema de frenagem, objeto da presente invenção, pode ser aplicado em qualquer tipo de veículo, tal como por exemplo um caminhão, ônibus, veículos de passeio de pequeno ou grande porte e, inclusive, motocicletas, desde que tais veículos utilizem sistemas de frenagem do tipo à tambor. Neste contexto, o veículo (V) pode ser formado por pelo menos um conjunto de tração principal (T) que compreende um motor à combustão, elétrico ou mesmo híbrido como fonte de energia, uma caixa de câmbio que pode estar associada a um eixo cardam que, por sua vez, está ligado à um diferencial que transfere energia e potência para os conjuntos de rodagem que sustentam as respectivas rodas com pneus (R). Como deve ser apreciado pelos técnicos no assunto, cada conjunto de rodagem do referido veículo (V) com o a sua respectiva roda com pneu (R) pode compreender um sistema de frenagem (F), tal como o objeto da presente invenção.

[0020] Dessa forma, apenas como indicação exemplificativa, sem qualquer caráter restritivo, esse veículo (V) pode ser, por exemplo, um modelo conhecido no estado da técnica, tal como aqueles modelos fabricados e comercializados pela CNH Industrial N.V.

[0021] Neste contexto, de acordo com o escopo da presente invenção, o sistema de frenagem (F) é formado, basicamente, por uma armação 1 que é fixada na extremidade do eixo rígido e é sobreposta concentricamente por um tambor 2 o qual está associado ao cubo da roda com pneu (R). A referida armação 1 , também conhecida como espelho ou prato de freio, é responsável por sustentar sapatas 3 dotadas de lonas de freio 30 que estão dispostas em porções de bordas diametralmente opostas da referida armação 1 , sendo que essas sapatas 3 se deslocam em direção da superfície interna do referido tambor 2 através da atuação de um conjunto acionador 4.

[0022] Esse conjunto acionador 4, de acordo com a presente invenção, compreende dois acionadores, um primeiro acionador 5a posicionado adjacente à uma extremidade das referidas sapatas 3, e um segundo acionador 5b posicionado adjacente à extremidade oposta das referidas sapatas 3, sendo que as extremidades dessas sapatas 3 estão em contato com os respectivos acionadores 5a, 5b através de elementos de interação 6. Também, cada um desses acionadores 5a, 5b está montado concentricamente com respectivos suportes 7a, 7b, os quais estão interconectados por meio de hastes 8 dispostas em suas extremidades para, com isso, propiciar a movimentação coordenada e uniforme das referidas sapatas 3 com suas respectivas lonas de freio 30. Ainda, segundo a presente invenção, ao menos um dos referidos acionadores 5a, 5b está mecanicamente acoplado em um conjunto atuador 9 que é acionado conforme a demanda provocada pelo condutor do veículo (V), por exemplo, o pedal ou alavanca de freio.

[0023] De acordo com uma concretização particular da presente invenção, as referidas sapatas 3 estão interligadas através de elementos de retorno 10, tal como por exemplo, molas helicoidais, cuja finalidade é propiciar e facilitar o reposicionamento das sapatas 3 quando da ausência de atuação do conjunto acionador 4 e, com isso, liberar a movimentação do referido tambor 2 juntamente com o cubo de roda.

[0024] Adicionalmente, de acordo com uma realização da presente invenção, os ditos acionadores 5a, 5b compreendem uma configuração de carne em “S”, de modo que os referidos elementos de interação 6 deslizam sobre a superfície do referido carne em “S” para, dessa forma, promover o deslocamento das ditas sapatas 3. Como pode ser apreciado pelos técnicos no assunto, considerando a silhueta do carne em “S”, conforme os elementos de interação 6 se deslocam sobre os acionadores 5a, 5b, as sapatas 3 se afastam ou se aproximam do centro da armação 1 , colocando e retirando o contato das referidas lonas de freio 30 com a superfície interna do dito tambor 2.

[0025] Como deve ser apreciado pelos técnicos no assunto, outras configurações de carnes para os acionadores 5a, 5b podem ser facilmente implementadas, segundo os ensinamentos da presente invenção. A título de exemplo, esses acionadores podem compreender uma configuração de carne elíptico, ou qualquer outra equivalente e que apresente um formato capaz de transferir o movimento do conjunto atuador 9 de maneira coordenada para que as referidas sapatas 3 se desloquem em direção da superfície interna do tambor 2. [0026] Conforme mais uma concretização da presente invenção, os mencionados elementos de interação 6 são, por exemplo, apoios rolamentados ou meramente rolamentos capazes de promover um contato deslizante e suave sobre a superfície dos acionadores 5a, 5b, ou seja, tal disposição facilita a interação entre as sapatas 3 e os respectivos acionadores 5a, 5b, reduzindo, assim, eventuais atritos que possam existir entre esses acionadores e as referidas sapatas.

[0027] Adicionalmente, como deve ser do conhecimento dos técnicos no assunto o conjunto atuador 9 utilizado no sistema de frenagem (F), de acordo com a presente invenção, pode ser hidráulico, elétrico, pneumático ou uma combinação dessas tecnologias. Isso porque, sabe-se que os veículos podem compreender diferentes conjuntos atuadores, uma vez que, depende diretamente das configurações e características próprias de cada veículo, por exemplo, caminhões e ônibus é bastante comum utilizarem mecanismos de frenagem pneumáticos, já os veículos convencionais compreendem normalmente mecanismos hidráulicos, assim como tratores e outras máquinas que costuma carregar um sistema de pressurização de óleo hidráulico para atuação de diversos dispositivos e mecanismos. E, atualmente, há muitos modelos que também utilizam componentes elétricos como atuadores para os seus sistemas de frenagens. Como deve ser observado, independentemente do tipo do conjunto atuador 9, o que se mostra relevante é que ele seja capaz de movimentar um dos ditos acionadores 5a, 5b e, por consequência da construção e montagem do presente sistema, movimentar o outro acionador através da interconexão obtida pelas hastes 8.

[0028] Dessa forma, como é possível constatar, o sistema de frenagem para veículos, objeto da presente invenção, compreende um conjunto acionador 4 formado por características técnicas e construtivas inovadoras e capazes de promover o deslocamento coordenado e uniforme das sapatas 3 e, consequentemente, provocar o contato integral das lonas de freio 30 com a superfície interna do tambor 2 para, dessa forma, obter a frenagem mais segura, além do conforto e precisão do condutor no momento da frenagem do veículo. Vale destacar que o conjunto acionador 4, segundo a presente invenção, não requer adaptações substanciais na estrutura do sistema de frenagem (F) e, desse modo, torna-se clara a redução dos custos em relação a fabricação, montagem e manutenção dos sistemas de frenagem, que consegue, ainda, obter um desgaste mais uniforme das lonas de freio 30, o que faz com que sua vida útil aumente significativamente.

[0029] Assim, em síntese, pode-se afirmar que o novo sistema de frenagem (F), conforme a presente invenção e acima detalhada, simplifica o processo de construção e montagem dos sistemas de frenagem que compreende uma configuração de acionamento duplo e, com isso, torna-se possível obter reduções significativas dos custos envolvidos na produção desses sistemas e, também, dos veículos de um modo geral.

[0030] Adicionalmente, tal como acima comentado, a presente invenção trata de um veículo para o transporte de cargas e/ou de passageiros (V), que compreende um conjunto de tração principal (T) formado por um motor à combustão, elétrico ou mesmo híbrido como fonte de energia, uma caixa de câmbio que está ligada, de algum modo, à pelo menos um eixo capaz de transferir energia e potência para ao menos um conjunto de rodagem dotado de roda com pneu (R), sendo que em pelo menos um dos referidos conjuntos de rodagem é montado um sistema de frenagem (F), de acordo com as concretizações acima descritas.

[0031] Mais particularmente, de acordo com concretizações possíveis da presente invenção, o veículo para o transporte de carga e/ou de passageiros (V) pode ser um caminhão, ônibus, vans, ou mesmo veículos de passeio convencionais de pequeno ou grande porte, inclusive motocicletas. [0032] Por fim, diante de todo o acima apresentado, é importante ficar claro que a presente descrição tem como objetivo apenas apresentar e definir de modo exemplificativo concretizações do sistema de frenagem para veículos de transporte de cargas e/ou passageiros, de acordo com a presente invenção. Logo, como bem devem compreender os técnicos no assunto, diversas modificações e combinações construtivas de elementos equivalentes são possíveis sem, com isso, fugir do escopo de proteção definido pelas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. SISTEMA DE FRENAGEM PARA UM VEÍCULO, o qual é formado por uma armação (1 ) fixada ao eixo rígido do veículo (V), e que é sobreposta por um tambor (2), o qual está associado ao cubo da roda com pneu (R), sendo que ao menos duas sapatas (3) dotadas de lonas de freio (30) são dispostas em bordas diametralmente opostas da dita armação (1 ) e se deslocam em direção da superfície interna do dito tambor (2) através de um conjunto acionador (4), sendo que o sistema é caracterizado pelo fato de que o dito conjunto acionador (4) compreende: um primeiro acionador (5a) posicionado adjacente à uma extremidade das ditas sapatas (3), e um segundo acionador (5b) posicionado adjacente à extremidade oposta das ditas sapatas (3), entre os quais ao menos um deles está acoplado em um conjunto atuador (9) do veículo (V); e suportes (7a, 7b) montados concentricamente com os respectivos acionadores (5a, 5b) e que estão interconectados por meio de hastes (8) dispostas em suas extremidades.

2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que as ditas sapatas (3) estão interligadas através de elementos de retorno (10).

3. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que os ditos acionadores (5a, 5b) compreendem uma configuração de carne em “S” ou elíptico.

4. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que as ditas sapatas (3) compreendem elementos de interação (6) em suas extremidades que estão em contado com os respectivos acionadores (5a, 5b).

5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que os ditos elementos de interação (6) são apoios rolamentados ou rolamentos que ficam em contato deslizante sobre a superfície dos ditos acionadores (5a, 5b).

6. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o dito conjunto atuador (9) é hidráulico, elétrico, pneumático ou uma combinação dessas tecnologias.

7. VEÍCULO PARA TRANSPORTE DE CARGAS E/OU PASSAGEIROS, que compreende um conjunto de tração principal (T) formado por um motor à combustão, elétrico ou mesmo híbrido como fonte de energia, uma caixa de câmbio que está ligada à pelo menos um eixo capaz de transferir energia e potência para ao menos um conjunto de rodagem dotado de roda com pneu (R), sendo que o dito veículo (V) é caracterizado pelo fato de que em pelo menos um dos ditos conjuntos de rodagem dotado de roda com pneu (R) é montado um sistema de frenagem (F), tal como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores.

8. VEÍCULO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que é um caminhão, ônibus, vans, veículos de passeio convencionais de pequeno ou grande porte ou motocicletas.