BRPI0808061A2

BRPI0808061A2 - " placa de apoio de pastilha de freio ".

Info

Publication number: BRPI0808061A2
Application number: BRPI0808061-5A
Authority: BR
Inventors: Marcos Minoru Umeda
Original assignee: Gkn Sinter Metals Llc
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2008-02-08
Publication date: 2014-08-05
Also published as: US20100163352A1; WO2008100820A1

Description

“PLACA DE APOIO DE PASTILHA DE FREIO” REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO

Este pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente provisional U.S. No. 60/901.897 depositado em 16 de Fevereiro de 2007, que é aqui incorporado por referência.

DECLARAÇÃO REFERENTE A PESQUISA OU DESENVOLVIMENTO FEDERALMENTE PATROCINADO Não aplicável.

CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção refere-se a pastilhas de freio, e em particular a pastilhas de freio para freios a disco, nos quais uma massa de material de fricção é fixada em uma placa de apoio.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

A figura 1 ilustra um típico conjunto de sistema de freio a disco S para um veículo, no qual um disco de metal D que gira com o cubo de roda H é pinçado entre duas pastilhas de freio P para reduzir ou parar o veículo. Com referência também à figura 2, as pastilhas de freio P são mantidas em calibres de freio C que são fiados em relação ao chassi de veículo, mas permitem que as pastilhas de freio P flutuem, ou sejam movidas em direção ou em afastamento ao disco D. Os calibres retêm as pastilhas P de modo que elas não podem girar em relação ao disco D. Um ou mais atuadores de pistão hidráulico A que são parte dos calibres exercem força sobre a parte traseira das pastilhas de freio P para pinçar o disco D entre as duas pastilhas P quando o pedal de freio e acionado.

Com referência à figura 3, as pastilhas de freio P consistem, cada, de um elemento de frenagem, chamado "massa" M e uma placa de apoio B. A massa M é um material de fricção, que pode ser, por exemplo, uma mistura de materiais orgânicos e inorgânicos, fibras e resina fenólica, ou um material sinterizado. A placa de apoio B é tipicamente uma placa de aço, usualmente feita por um processo de estampagem de metal, e é tipicamente unida por um adesivo, rebites ou outros prendedores à massa M. Pastilhas de freio existem em muitos formatos e tamanhos diferentes, ditados pela aplicação particular, e diferentes formatos são mostrados nas figuras 2-4.

A placa de apoio de pastilha de freio B tem que resistir a

tensões de compressão a partir da ação do cilindro hidráulico do calibre, sem qualquer deformação, e tem que realizar isto em condições ambientais adversas. Embora a massa M atue como um isolamento de calor, a placa de apoio B pode ainda sofrer altas temperaturas. Também, a placa B não deve 10 normalmente contatar o disco em rotação D, mas isto pode ocorrer se a massa M estiver desgastada. Isto gera alto desgaste do disco e placas e um forte ruído para alertar o operador para reparar os freios. A placa B também tem que resistir a borrifos de sal e extremos de temperatura quente e fria, normalmente encontrados em climas variáveis.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção provê uma placa de apoio de metal em pó para uma pastilha de freio, que resulta em uma placa de apoio com vantagens sobre as placas de apoio presentemente conhecidas. In uma pastilha de freio da invenção, a placa de apoio é feita de metal em pó, o que permite que características desejáveis sejam incorporadas na placa de apoio.

Em um aspecto, a invenção permite fazer formas sobre a superfície de placa para ajudar a ancorar a massa de material de fricção.

A invenção realiza isso, enquanto fornece uma placa de apoio de excepcionais qualidade e custo. Processos de fabricação anteriores têm 25 requerido sopro do óleo e sujeira para permitir o processamento subsequente, e algumas vezes o chapeamento de superfície. A presente invenção reduz o processamento subseqüente requerido. Por exemplo, partes feitas de acordo com a presente invenção podem ser facilmente tratadas a vapor para prover partes isentas de óleo e sujeira, o qual é um processo mais ambientalmente ecológico que processos convencionais para limpar e chapear peças estampadas. A presente invenção também reduz refugo, o qual foi relativamente alto em anterior produção de peças brutas finas e processos de estampagem convencionais.

Em adição, a presente invenção reduz o investimento de capital em prensas e ferramentas para produzir placas de apoio de pastilha de freio.

O precedente e outros objetivos e vantagens da invenção aparecerão na descrição detalhada que segue. Na descrição, referência é feita aos desenhos acompanhantes que ilustram uma forma de realização preferida da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma vista lateral de um típico sistema de freio a disco para um veículo;

a figura 2 é uma vista de seção transversal de típicos calibres e pastilhas de freio para um sistema de freio a disco, tal como aquele mostrado na figura 1;

a figura 3 é uma vista em perspectiva de uma pastilha de freio de disco para um sistema de freio a disco, ilustrando a placa de apoio e a massa de material de fricção da pastilha de freio; esta vista pareceria ser essencialmente a mesma se a placa de apoio fosse feita usando a invenção ou não;

a figura 4 é uma vista em perspectiva de uma típica placa de apoio de pastilha de freio mostrando a superfície interna que é conjugada com a massa de material de fricção da pastilha de freio;

a figura 5 é uma vista como a da figura 4, mas de uma placa de apoio incorporando a invenção;

a figura 6 é uma vista em perspectiva do lado externo ou da placa da figura 4 ou da placa da figura 5, mostrando o lado que é oposto à massa de material de fricção, que poderia parecer essencialmente o mesmo para qualquer placa.

DESCRIÇÃO DETALHADA PA FORMA DE REALIZAÇÃO PREFERIDA

5 A figura 4 é uma vista em perspectiva de uma típica placa de

apoio de pastilha de freio 10 mostrando a superfície interna 12 que é conjugada com uma massa de material de fricção (não mostrada na figura 4, mas mostrada nas figuras 2 e 3) de uma pastilha de freio. Como pode ser visto, a superfície interna 12 é chata e lisa. Como tal, a superfície 12 10 propriamente dita não tem qualquer engate mecânico com a massa. Foi reconhecido em placas estampadas que a superfície 12 pode desejavelmente incluir rebarbas ou outras formações que podem ser elevadas a partir da superfície 12, as quais requerem tratamento adicional por ferramenta e/ou etapas de fabricação adicionais.

A figura 5 ilustra uma placa de apoio de pastilha de freio 14

que incorpora a presente invenção. A placa 14 é feita usando um processo de metal em pó sinterizado. Com esse processo, formações 16 podem ser formadas na superfície interna 18, que podem criar uma interferência mecânica ou formar ajuste com a massa de material de fricção. Essas 20 formações são formadas quando o metal em pó da placa 14 é comprimido, antes da sinterização, em matrizes de moldagem em um compacto de metal em pó. Massas específicas típicas que podem ser atingidas no compacto são 6,2 a 6,8 g/cm3 ou mais altas. O processo de compressão para produzir compactos de metal em pó é bem conhecido, como o é o processo de 25 sinterização, no qual os compactos são sinterizados a alta temperatura em uma atmosfera controlada para ligar as partículas metalurgicamente, o que toma a placa estruturalmente muito dura e rígida, e capaz de atuar como a fundação de uma pastilha de freio.

Um material de metal em pó apropriado para a placa 14 é um pó de ferro-cobre-carbono, tal como FC-0208, ou e pó de ferro-carbono, tal como FC-0008. Outros pós poderiam ser também usados, por exemplo para produzir propriedades particulares ou características particulares na placa, de modo que é conhecido como pós são produzidos.

5 O processo de sinterização resulta em uma parte que é limpa e

isenta de óleo, mas, em adição, a parte pode ser tratada a vapor, que obtém benefícios adicionais. Tratamento a vapor envolve expor a parte a uma temperatura em tomo de 500°C a vapor sob alta pressão, se feito em um processo por lote, ou a vapor a uma pressão elevada, se feito em um processo 10 contínuo ou em linha. Isto conduz à formação de uma camada de magnetita (óxido de ferro- Fe3O4) sobre as superfícies tratadas a vapor. Isso é desejável porque a parte tratada é limpa e isenta de óleo, a resistência à corrosão e esforço de compressão são melhorados, e a dureza de superfície e resistência ao desgaste são aumentadas.

As formações 16 são pequenas depressões ou covinhas na

placa de apoio 14, formadas na superfície 18. Podem existir múltiplas de tais formações 16, como ilustrado, ou menos. Em adição, as formações 16 poderiam possivelmente ser formadas como pequenas projeções, embora as covinhas sejam presentemente preferidas. Se covinhas forem usadas, a massa 20 de material de fricção pode ter uma superfície chata que se conjuga com a superfície 18, e as bordas das formações 16 ajudarão a reter a massa contra cisalhamento. Alternativamente, a massa pode ser formada para ter um conjunto de projeções de conjugação que se estendem para dentro do conjunto de formações 16 para uma resistência mais positiva contra cisalhamento. 25 Como outra alternativa, a massa pode ser pressionada contra a superfície 18 com suficiente pressão para extrusar a porção da superfície da massa para dentro das formações 16, o que também ajuda a resistir a um cisalhamento da massa em relação à placa 14. Se as formações 16 forem projeções ao invés de depressões, depressões de conjugação poderiam ser formadas na massa para se conjugar com as projeções da superfície 18, mas a compressão ou pressionamento da massa contra a superfície ou a colagem da mesma diretamente sem significante compressão poderia ser mais problemática.

A massa, em adição ou como uma alternativa para a conjugação com as formações de conjugação, pressionadas sobre ou ligadas à placa, poderia ser fixada na placa 14 com prendedores, tais como rebites ou parafusos.

A figura 6 ilustra a superfície lateral externa 22 da placa 14. Essa superfície pode ser a mesma que a superfície lateral externa da placa da técnica anterior 10.

Assim, a invenção provê uma placa de apoio de pastilha de freio que é feita usando metalurgia do pó, que produz benefícios substanciais. A placa tem uma superfície interna, na qual uma massa de material de fricção é fixada. A este respeito, a placa é inerentemente limpa e isenta de óleo e 15 sujeira, como um resultado da produção da mesma a partir da metalurgia do pó. Ela pode também ser tratada a vapor para produzir vantagens adicionais em dureza, compressibilidade, resistência à corrosão e limpeza. Em adição, formações podem ser feitas na superfície interna que resistem ao cisalhamento da massa de material de fricção a partir da placa de apoio.

Uma forma de realização preferida da invenção foi descrita em

considerável detalhe. Muitas modificações e variações na forma de realização preferida serão aparentes para uma pessoa de conhecimento comum na técnica. Por conseguinte, a invenção não deve ser limitada à forma de realização descrita.

Claims

1. Placa de apoio de pastilha de freio, caracterizada pelo fato de que compreende partículas de metal em pó, comprimidas conjuntamente e metalurgicamente ligadas em uma forma que resiste a movimento de cisalhamento de uma massa de material de fricção de pastilha de freio em relação à placa.

2. Placa de apoio de pastilha de freio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a placa inclui formações sobre uma superfície interna contra a qual a massa de material de fricção de pastilha de freio é fixada, que resistem a movimento de cisalhamento da massa de material de fricção de pastilha de freio, as formações sendo feitas de partículas de metal ligadas metalurgicamente juntas e sendo integrais com um remanescente da placa.

3. Placa de apoio de pastilha de freio de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que as formações são depressões.

4. Placa de apoio de pastilha de freio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a massa de material de fricção de pastilha de freio é conformada para se conjugar com a placa.

5. Placa de apoio de pastilha de freio de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a placa inclui formações sobre uma superfície interna, contra a qual a massa de material de fricção de pastilha de freio é fixada, e a massa de material de fricção de pastilha de freio tem formações que se conjugam com as formações da placa para resistir a movimento de cisalhamento da massa de material de fricção de pastilha de freio em relação à placa.

6. Placa de apoio de pastilha de freio de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que as formações sobre a placa são depressões.

7. Placa de apoio de pastilha de freio de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a massa de material de fricção de pastilha de freio tem projeções que se conjugam com as depressões sobre a placa.

8. Placa de apoio de pastilha de freio de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que as formações são pressionadas para a forma quando a placa é pressionada para forma.

9. Placa de apoio de pastilha de freio de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a massa de material de fricção de pastilha de freio é pressionada contra a superfície interna da placa para extrusar a porção da massa de material de fricção de pastilha de freio para dentro das formações sobre a placa.

10. Placa de apoio de pastilha de freio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que um compacto de metal em pó que forma a placa de apoio de pastilha de freio depois de sinterização tem uma massa específica na faixa de 6,2 a 6,8 g/cm3.

11. Placa de apoio de pastilha de freio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a placa de apoio de pastilha de freio é feita de um material selecionado do grupo de FC-0208 e FC-0008.

12. Placa de apoio de pastilha de freio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a placa de apoio de pastilha de freio é tratada a vapor depois de sinterização.

13. Placa de apoio de pastilha de freio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a placa de apoio de pastilha de freio inclui uma superfície interna com uma camada de óxido de ferro.