Mancais para alta pressão garantem uma operação fácil do freio de mão

O Grupo Bosch da Europa produz freios de mão para Citroen, Fiat, Ford, Jaguar, Peugeot e outros grandes fabricantes de automóveis. Até recentemente, a companhia utilizava rolamentos de agulha para minimizar o atrito nestes sistemas, que combinam funções mecânicas e hidráulicas para aplicar a força de frenagem, quando um automóvel é estacionado.

O torque, gerado ao pisar num pedal ou ao puxar uma alavanca, é convertido em um movimento de aperto por um eixo submergido em fluido de freio, que faz com que três bolas girem para dentro de um mecanismo parecido com uma cunha. Os mancais têm que resistir a forças de até 15.000 Newtons e precisam minimizar o atrito criado pelo movimento relativo do eixo, que não excede 30 graus de rotação, com durações de menos de um segundo.

A Divisão de Freios da Bosch pesquisou o desempenho destes mancais e avaliou várias alternativas, decidindo-se pela adoção de mancais de deslizamento para alta pressão, livres de chumbo, para substituir os rolamentos de agulha, que estavam sendo usados. Fabricados pela GGB, antigamente chamada de Glacier Garlock Bearings, em Heilbronn, Alemanha, os mancais DP4™ foram projetados para resistir a cargas altas e apresentar um excelente desempenho de deslizamento e desgaste, em aplicações com lubrificação.

Graças a fibras de terras raras no revestimento interno, os mancais são capazes de resistir a cargas de até 250 MPa. Além disso estes mancais apresentam uma excelente resistência contra erosão pelo fluxo e por cavitação, sendo portanto especialmente indicados para aplicações de start/stop, como os sistemas de freio de mão da Bosch. Sua estrutura consiste em um suporte de aço, com uma camada intermediária porosa de bronze sinterizado, impregnada e recoberta por uma camada deslizante de PTFE com enchimento.

“O tamanho reduzido e o baixo custo dos mancais DP4™ mais do que compensam uma pequena redução do desempenho de atrito, em comparação com os rolamentos de agulha,” explicou Francesco Onorato, engenheiro de componentes da Divisão de Freios da Bosch, em Bari, Itália. “Com um milímetro, o comprimento axial dos mancais DP4™ é igual à metade daquele dos rolamentos de agulha, e o custo é bem menor. E com um coeficiente de atrito de 0.03, comparado com 0.02 para os rolamentos de agulha, a perda é desprezível.”

O principal critério para a especificação dos mancais é o desempenho a longo prazo sob cargas elevadas, conforme as palavras de Onorato. A Bosch testou os mancais DP4™ por um total de 100,000 ciclos para garantir que eles têm a vida útil exigida. Em função do resultado positivo dos testes, os mancais DP4™ foram validados como um componente standard para todos os sistemas de freio de mão produzidos na Europa.

“Temos muita confiança nestes mancais,” concluiu Onorato. “Nós os usamos em literalmente milhões de sistemas sem problemas.”