BR102021023077A2

BR102021023077A2 - Dispositivo de fricção

Info

Publication number: BR102021023077A2
Application number: BR102021023077-0A
Authority: BR
Inventors: Alan Gary Bowden
Original assignee: Rfpc Holding Corp.
Priority date: 2019-06-11
Filing date: 2021-11-17
Publication date: 2022-02-22
Also published as: WO2020252120A1; US20220042561A1; CN116006601A; EA202191863A1

Abstract

Um dispositivo de fricção para um veículo tendo uma roda flangeada (com um flange de roda e banda de rodagem de roda) inclui uma placa de apoio e uma estrutura de fricção. A placa de apoio pode interfacear com um acionador de freio do veículo. A estrutura de fricção é fixada a placa de apoio e compreende um material de fricção; a estrutura de fricção tem um lado de flange longitudinal, um lado de aro longitudinal, e duas extremidades opostas, e define uma superfície de freio para engajar a roda com flange para a frenagem. A estrutura de fricção inclui uma porção de volume estendido do material de fricção sobre o lado de flange longitudinal, a qual define uma região de contato de flange da superfície de freio. A região de contato de flange pode pelo menos parcialmente engajar o flange e alinhar o dispositivo de fricção com a banda de rodagem da roda, por exemplo, a região de contato de flange pode ser complementar em forma de pelo menos parte do flange.

Description

DISPOSITIVO DE FRICÇÃO

Referência Cruzada a Pedidos de Patente Correlacionados

[001] Este pedido de patente é uma continuação-em-parte derivado de e reivindica a prioridade do pedido de patente internacional PCT/US2020/37162 depositado em 11 de junho de 2020, o qual reivindica a prioridade do pedido provisório de patente norte-americana 62/859,965 depositado em 11 de junho de 2019. Toda a revelação desses pedidos de patente é aqui incorporada a título de referência.

Campo da Invenção

[002] Os exemplos da invenção se referem a sistemas de freio para veículos. Outros exemplos se referem aos dispositivos de fricção (por exemplo, pastilhas/ sapatas de freio), para sistemas de freio de veículos.

Antecedentes da Invenção

[003] Para as diferentes aplicações de frenagem, vários tipos de dispositivos de fricção (por exemplo, pastilhas de freio) as quais tem composições diferentes podem ser usados para se conseguir os requisitos específicos de frenagem. Por exemplo, essas composições podem incluir ferro fundido assim como vários outros tipos de materiais de fricção que são formulados para aplicações predeterminadas. Materiais de fricção diferentes exibirão características de fricção exclusivas e diferentes sobre uma roda em um veículo ferroviário, especificamente na banda de rodagem da roda no que diz respeito à frenagem. As características de fricção podem incluir o recondicionamento de uma banda de rodagem da roda para a remoção de defeitos de superfície tais como cascas ou lascas.

[004] Todavia, a forma das pastilhas de freio atuais pode permitir uma migração lateral gradual da pastilha de freio por toda a banda de rodagem de uma roda durante a operação. A migração lateral pode resultar em um desgaste assimétrico da pastilha de freio, algo que vem sendo associado com desgaste assimétrico da banda de rodagem. A migração lateral pode resultar em uma pastilha de freio suspensa, algo que ocorre quando pelo menos uma porção da pastilha de freio é suspensa ou fica pendurada na roda. Isto pode reduzir a eficiência do freio durante uma operação de frenagem. A migração lateral pode acarretar outras condições indesejáveis tais como altas conicidades de contato ao longo da banda de rodagem da roda e a formação de bolhas de calor no aro da roda. Essas condições podem resultar em uma redução da vida útil da pastilha de freio e/ou da roda propriamente dita.

[005] Os esforços para prevenir as consequências negativas da migração lateral são geralmente muito caros e consomem muito tempo em termos de validação e de teste. Por exemplo, melhorar o aparelhamento do freio associado com as pastilhas de freio adiciona custo e complexidade, assim como equipar placas de apoio de pastilha de freio com flanges de alinhamento de metal ou algo similar. Portanto, pode ser desejável proporcionar um dispositivo de fricção (por exemplo, pastilhas de freio) que mitigue a migração lateral, algo que seja diferente a partir dos dispositivos existentes.

Sumário da Invenção

[006] Um dispositivo de fricção para um veículo tal como um veículo ferroviário ou outro veículo tendo uma roda com flange tendo um flange de roda e banda de rodagem de roda ou outra roda é aqui proporcionado. O dispositivo de fricção pode incluir uma placa de apoio e uma estrutura de fricção. A placa de apoio pode interfacear com um acionador de freio do veículo. A estrutura de fricção pode ser fixada na placa de apoio e pode incluir um material de fricção. A estrutura de fricção pode ter um lado do flange longitudinal, um lado do aro/da borda longitudinal, e duas extremidades opostas. A estrutura de fricção pode definir uma superfície de freio para engajar uma roda para a frenagem. A estrutura de fricção pode incluir uma porção de volume estendido do material de fricção sobre o lado do flange longitudinal. A porção de volume estendido pode definir uma região de contato do flange da superfície de frio que pode pelo menos parcialmente engajar o flange (durante o uso inicial e o uso subsequente), tal como para alinhar o dispositivo de fricção com a banda de rodagem da roda. Por exemplo, a região de contato do flange pode ser complementar em formato a pelo menos parte do flange.

Breve Descrição dos Desenhos

[007] Referência é feita aos desenhos anexos, nos quais:

[008] a Figura 1 é uma vista inferior de um exemplo de um dispositivo de fricção;

[009] a Figura 2 é uma vista final de seção transversal do dispositivo de fricção da Figura 1 tomada ao longo da linha 2-2, conforme é aplicado a uma roda com flange;

[010] a Figura 3 é vista final de um dispositivo de fricção de acordo com outro aspecto da invenção, conforme é aplicado a uma roda com flange;

[011] a Figura 4 é uma vista inferior do dispositivo de fricção da Figura 3;

[012] a Figura 5 é uma vista em perspectiva do dispositivo de fricção da Figura 3;

[013] a Figura 6 é uma vista superior do dispositivo de fricção da Figura 3;

[014] a Figura 7 é uma vista inferior de outro exemplo de um dispositivo de fricção;

[015] a Figura 8 é uma vista inferior de outro exemplo de um dispositivo de fricção;

[016] a Figura 9 é uma vista inferior de outro exemplo de um dispositivo de fricção;

[017] a Figura 10 é uma vista superior do dispositivo da Figura 9 aplicado a uma roda com flange;

[018] a Figura 11 é uma vista final de seção transversal do dispositivo de fricção aplicado a roda com flange da Figura 10 ao longo da linha 11-11;

[019] a Figura 12 é uma vista superior de dois dispositivos de fricção diferentes aplicados a rodas com flange;

[020] a Figura 13 é uma vista em corte detalhada de uma interface entre um flange de roda e um exemplo de um dispositivo de fricção;

[021] a Figura 14 é uma vista em corte detalhada de uma interface entre um flange de roda e outro exemplo de um dispositivo de fricção; e

[022] a Figura 15 é uma vista em corte detalhada de uma interface entre um flange de roda e outro exemplo de um dispositivo de fricção.

Descrição Detalhada das Realizações Preferidas

[023] O assunto em questão da presente invenção aqui descrito se refere aos dispositivos de fricção para veículos com rodas. Os dispositivos de fricção adequados podem ser para rodas com flange ou para rodas não flangeadas. Cada uma das rodas com flange pode incluir um flange. Se presente, um flange é usado para manter o alinhamento da roda com e contra o trilho/pista. A roda pode incluir uma superfície de banda de rodagem que contata com a parte superior do trilho para um esforço de tração/propulsão e para frenagem.

[024] Em uma realização, o dispositivo de fricção é uma pastilha de freio para uso em um veículo ferroviário com roda de aço que percorre sobre trilhos de aço. Nesta realização, os veículos ferroviários têm rodas com flange de metal na medida em que cada uma das rodas pode incluir um flange. O flange pode manter o alinhamento da roda de aço em relação ao e em contato com o trilho e/ou pode manter a pastilha de freio alinhada com a roda independentemente do alinhamento da roda/trilho. A roda tem uma banda de rodagem que contata a parte superior do trilho para o devido esforço de tração/propulsão e para a frenagem.

[025] Em uma realização, um dispositivo de fricção adequado pode incluir uma placa de apoio e uma estrutura de fricção (por exemplo, uma pastilha de freio). A placa de apoio pode interfacear com um acionador de freio do veículo, tal como um cabeçote de freio. A estrutura de fricção pode ser fixada a uma placa de apoio e pode incluir (por exemplo, incluir ou ser feita a partir de) um ou mais materiais de fricção. A estrutura de fricção pode ter um lado de flange longitudinal, um lado de aro longitudinal, e duas extremidades opostas. A estrutura de fricção pode definir uma superfície de freio para pelo menos parcialmente engajar uma roda para a frenagem. A estrutura de fricção pode incluir uma porção de banda de rodagem sobre o lado de aro longitudinal (o qual pode engajar a banda de rodagem da roda quando o dispositivo de fricção é acionado para o uso), e uma porção de volume estendido sobre o lado de flange longitudinal. A porção de volume estendido pode definir uma região de contato de flange da superfície de freio (por exemplo, que é formatado de uma forma complementar em um formato de pelo menos parte do flange), para a porção de volume estendido para pelo menos parcialmente engajar o flange e para alinhar o dispositivo de fricção com a banda de rodagem da roda quando o dispositivo de fricção é acionado. Opcionalmente, a região de contato pode contatar outra superfície da roda para o dispositivo de fricção com a banda de rodagem da roda, tal como uma superfície lateral da roda.

[026] Um dispositivo de fricção formatado pode mitigar ou prevenir a migração lateral do dispositivo de fricção. Por intermédio da redução do movimento lateral, isto pode reduzir ou prevenir o desgaste desigual ou indesejado do dispositivo de fricção e/ou a interação indesejada entre o dispositivo de fricção e a roda. Em uma realização, o dispositivo de fricção pode ser “extra largo” em relação aos dispositivos de fricção sem uma porção de volume estendido.

[027] A região da superfície de freio definida por intermédio da porção de banda de rodagem (por exemplo, a região de contato da banda de rodagem), pode engajar a banda de rodagem durante o uso do dispositivo de fricção para a frenagem. A região de contato da banda de rodagem pode ser curvada (por exemplo, pode ser arqueada ou pode ter outra superfície não planar ou não linear), correspondendo ao formato da banda de rodagem da roda. A região de contato do flange pode ser complementar no que diz respeito ao formato a pelo menos parte do flange da roda. A região de contato do flange pode ser inclinada (por exemplo, em um ângulo de grau diferente de zero), em relação à região de contato de banda de rodagem.

[028] A porção de volume estendido pode ser inicialmente fabricada (por exemplo, fundida, usinada, moldada, impressa, montada, ou formada de outra forma), para a região de contato de flange. Essa porção de volume pode ser localizada sobre um lado debaixo da porção de volume estendido como parte da superfície de freio. A porção de volume estendido pode ser curvada ou dimensionada de outra forma para corresponder a um formato do flange em uma área designada onde, a região de contato do flange contatará o flange quando o dispositivo de fricção é instalado (de uma maneira designada para a operação) e então acionado para o uso contra a roda para uma operação de frenagem. Desta forma, mesmo quando o dispositivo de fricção é usado pela primeira vez ou usado inicialmente, o dispositivo de fricção pode contatar o flange desta maneira para a frenagem e para o alinhamento (por exemplo, alinhamento do dispositivo de fricção em relação a ambos: o flange e a banda de rodagem da roda) em oposição a, por exemplo, o dispositivo de fricção eventualmente desgastando em um formato em particular devido a tempo de fricção a partir de um uso repetitivo.

[029] A estrutura de fricção pode definir ambos: geralmente a superfície de freio e a região de contato de flange mais especificamente. Por exemplo, a curvatura ou outro formato da região de contato de flange pode ser formado na estrutura de fricção. A região de contato de flange pode ser suportada por intermédio da estrutura de fricção e pode ser contínua com a região de contato de banda de rodagem da superfície de freio. Ao contrário de, por exemplo, uma superfície de engaje de flange sendo definida e suportada por um flange de alinhamento no formato de um U, ou algo similar, fixada a placa de apoio, ou por intermédio de outro elemento além da estrutura de fricção.

[030] A porção de volume estendido da estrutura de fricção pode ser se estendida em relação à porção de banda de rodagem e flange de roda. Por exemplo, a porção de volume estendido pode ser fixada a e lateralmente se estendida em um sentido para fora a partir da porção de banda de rodagem de tal forma que pelo menos parcialmente sobreponha o flange quando o dispositivo de fricção é instalado para o uso. Se a porção de banda de rodagem da estrutura de fricção tem a mesma largura que o dispositivo de fricção sem a porção de volume estendido, então o dispositivo de fricção pode ser caracterizado como sendo mais largo ou extra largo. O mesmo pode ser verdade no que diz respeito à porção de banda de rodagem da estrutura de fricção tem a mesma largura da banda de rodagem, conforme pode ser definido (por exemplo) por intermédio da distância entre o início da raiz do flange e o início da curvatura do aro da roda sobre o lado do aro da roda. Por exemplo, a largura da banda de rodagem pode ser a largura da superfície entre a raiz do flange e a curvatura do aro (geralmente a superfície de banda de rodagem é frustocônica, mas em um plano coincidente com um eixo da roda a distância pode ser uma linha reta). Devido à porção de volume estendido que se estende para parcialmente sobrepor e engajar com o flange, e onde a porção de banda de rodagem da estrutura de fricção tem a mesma largura da banda de rodagem da roda, o dispositivo de fricção pode ser mais largo ou extra largo em relação aos dispositivos de fricção que têm uma porção de banda de rodagem com a mesma largura da banda de rodagem, mas estão faltando uma porção de volume estendido.

[031] A porção de banda de rodagem da estrutura de fricção pode ter a mesma largura da banda de rodagem da roda. Alternativamente, uma largura da porção da banda de rodagem pode ter pelo menos 90% da largura da banda de rodagem, mas mais estreita do que a largura da banda de rodagem da roda. Em outra realização, uma largura da porção da banda de rodagem tem pelo menos 80% da largura da banda de rodagem da roda, mas mais estreita do que a largura da banda de rodagem da roda. Em outro exemplo, uma largura da porção de banda de rodagem tem pelo menos 75% da largura da banda de rodagem da roda, mas mais estreita do que a largura da banda de rodagem da roda. Em outro exemplo, uma largura da porção de banda de rodagem tem pelo menos 70% da largura da banda de rodagem da roda, mas mais estreita do que a largura da banda de rodagem da roda. Em outro exemplo, uma largura da porção de banda de rodagem é a partir de 70% a menos do que 100% da largura da banda de rodagem da roda. A largura em particular pode ser selecionada com base na composição do material da estrutura de fricção, na composição do material da roda (por exemplo, metal), uma área desejada de dispositivo de fricção para contato com a roda (quando o dispositivo de fricção é instalado e é usado), e um nível desejado de fricção a ser obtido quando da operação entre o dispositivo de fricção e a roda.

[032] Uma espessura máxima, da estrutura de fricção no lado de flange longitudinal da estrutura de fricção (por exemplo, espessura máxima da porção de volume estendido em uma borda terminal da porção de volume estendido), depois que a fabricação do dispositivo de fricção é finalizada, mas antes do seu uso, pode ser a partir de 30% a 75% de uma espessura máxima da porção de banda de rodagem da estrutura de fricção (a porção que é posicionada para o contato com a banda de rodagem da roda quando o dispositivo de fricção é instalado para o uso). A espessura pode ser definida por uma distância entre a placa de apoio (ou uma camada adesiva intermediária) e a superfície de freio ao longo de uma direção normal para um plano de interface entre a placa de apoio (ou camada adesiva intermediária) e a estrutura de fricção. Em outra realização, uma espessura máxima da estrutura de fricção no lado de flange longitudinal da estrutura de fricção, depois que o dispositivo de fricção é fabricado, mas antes de ser usado, pode ser a partir de 40% a 60% , pelo menos 40%, pelo menos 50%, ou algo similar, de uma espessura máxima da porção de banda de rodagem da estrutura de fricção. Portanto, em qualquer desses exemplos a espessura da porção de volume estendido pode ser uma fração substancial da espessura da porção de banda de rodagem da estrutura de fricção, de tal maneira que a porção de volume estendido pode ser uma extensão da porção de banda de rodagem e que a região de contato do flange da superfície de freio pode ser direta e primariamente suportada por intermédio da estrutura de fricção. Isto pode ser algo indicativo da porção de volume estendido (e, portanto, a região de contato de flange da superfície de freio), contribuindo para a frenagem no que diz respeito à vida útil do dispositivo de fricção, ou sobre alguma porção substancial do mesmo, considerando que a região de contato de flange e a porção de volume estendido podem desgastar em uma taxa diferente (por exemplo, em menor grau) do que o resto da estrutura de fricção devido às diferenças nas forças sobre as diferentes porções do dispositivo de fricção quando o dispositivo de fricção é acionado para o uso quando da frenagem de um veículo.

[033] A região de contato de flange da superfície de freio, definida por intermédio da porção de volume estendido da estrutura de fricção pode se estender a partir da região de contato de banda de rodagem da superfície de freio n a direção do lado de flange longitudinal do dispositivo de fricção de acordo com uma primeira curvatura em corte que corresponde ao formato da raiz do flange (do flange do arranjo de rodas com o qual o dispositivo de fricção é formatado, construído, localizado, configurado ou desenhado para o uso). Continuando na direção do lado de flange longitudinal do dispositivo de fricção, a região de contato de flange pode incluir uma seção reta correspondendo com o formato do flange. Por exemplo, a seção reta pode ser linear ao longo de uma linha em corte cruzada na direção do lado de flange longitudinal. Tal seção reta pode ser uma seção transversal de uma superfície curvada de forma arqueada da região de contato de flange conforme se estendendo entre duas extremidades da estrutura de fricção. A partir da seção reta, ou se a região de contato de flange carece de uma seção reta, a região de contato de flange pode fazer uma transição para uma curvatura oposta diferente (por exemplo, curvas em uma direção oposta ou outra direção) correspondendo com o formato da transição para a parte superior do flange. Em um aspecto, a região de contato de flange pode ter um formato de um S em uma seção transversal entre o lado de aro longitudinal e o lado de flange longitudinal.

[034] Em uma realização, o lado de flange longitudinal da estrutura de fricção pode ser dimensionado para terminar não mais do que na parte superior do flange quando o dispositivo de fricção é instalado para o uso inicial com uma roda. A borda terminal da porção de volume estendido da estrutura de fricção, conforme entre as extremidades da estrutura de fricção sobre o lado de flange longitudinal da estrutura de fricção, pode se estender não mais do que a parte superior do flange de roda. Desta maneira, um alinhamento suficiente pode ser conseguido e alcançado enquanto mantendo qualquer aumento geral nos custos e na complexidade de fabricação (do dispositivo de fricção com a porção de volume estendido em relação ao dispositivo de fricção de outra maneira similar, mas sem uma porção de volume estendido) em um mínimo ou de outra forma reduzidos. Em outra realização, o lado de flange longitudinal da estrutura de fricção pode ser dimensionado para terminar além de uma parte superior do flange de roda, na direção de flange longitudinal se afastando a partir do dispositivo de fricção, quando o dispositivo de fricção é instalado para o uso inicial com uma roda. A borda terminal da porção de volume estendido da estrutura de fricção, sobre o lado de flange longitudinal da estrutura de fricção, pode se estender a e passar da parte superior do flange de roda. Tal configuração pode ser usada com base no formato e na configuração do flange de roda, se um grau adicional de alinhamento for necessário para a aplicação em questão. O lado de flange longitudinal da estrutura de fricção pode ser dimensionado para terminar, em relação à parte superior do flange, no interior de mais ou menos 35% da largura total do flange, refletindo que variações relativamente menores sobre cada um dos lados da parte superior do flange podem não afetar substancialmente o alinhamento e a funcionalidade da frenagem verso o custo e a complexidade de fabricação.

[035] Toda a porção de volume estendido da estrutura de fricção pode ser apoiada por intermédio da placa de apoio. Alternativamente, pelo menos uma parte externa da porção de volume estendido, ao longo do lado de flange longitudinal da estrutura de fricção pode não ser apoiada por intermédio da placa de apoio. Alternativamente, toda a porção de volume estendido pode não ser apoiada por intermédio da placa de apoio. O material da porção de volume estendido pode ser espesso o bastante para se sustentar e suportar a região de contato de flange da superfície de freio durante o uso, sem um suporte (tanto parcialmente ou totalmente) proporcionado por uma placa de suporte ou outro membro de suporte (por exemplo, membro de suporte de metal). Tal arranjo ou tal configuração pode ser algo desejável para reduzir o custo ou o esforço de fabricação, para a redução de peso do dispositivo de fricção, e/ou para permitir o uso da mesma ou de uma configuração similar da placa de apoio para ambas as aplicações de largura normal (por exemplo, uma estrutura de fricção que pode não ser mais larga do que a largura da banda de rodagem da roda) e aplicação extra larga (por exemplo, uma estrutura de fricção que pode ser tão larga quanto a largura da banda de rodagem da roda e pode ter uma porção de volume estendido que se estende em um sentido para fora sobre o lado do flange para o engaje, durante o uso, com o flange da roda).

[036] Uma largura da porção não suportada da porção de volume estendido da estrutura de fricção ao longo de uma linha normal se estendendo entre o lado do aro e o lado do flange da estrutura de fricção (eixo lateral), pode ser maior do que 0.001% de uma largura total da estrutura de fricção e/ou não mais do que 35%, não mais do que 25%, ou algo similar, da largura total da estrutura de fricção. Em outra realização, a largura da porção não suportada da porção de volume estendido da estrutura de fricção pode ser maior do que 0% da largura total da estrutura de fricção e não mais do que 25% da largura total da estrutura de fricção. Em outro exemplo, pelo menos 75% da largura da porção de volume estendido podem não ser suportadas por uma placa de apoio de metal ou de outro membro de apoio de metal.

[037] A estrutura de fricção pode compreender ou incluir um corpo ou corpos formatados como um bloco do material de fricção e outros materiais/componentes, os quais podem incluir a porção de banda de rodagem e a porção de volume estendido e, juntamente, definir o lado de flange longitudinal, o lado de aro longitudinal, as duas extremidades opostas, uma superfície superior e uma superfície inferior/lado debaixo que define a superfície de freio. A porção de banda de rodagem e a porção de volume estendido podem ser monolíticas (por exemplo, integralmente formadas e compreendidas do mesmo material de fricção). Isso não impede que uma ou ambas as porções sendo proporcionadas com metal ou com outras inserções (ou outras características) depois de serem formadas como um bloco monolítico ou de outra forma como parte do processo de fabricação (por exemplo, o material de fricção pode ser implantado em torno de um ou mais metais ou outras inserções dispostos em um molde). Como um elemento monolítico e em conjunto com a possível inclusão de inserções, regiões com tipo de material comum (sem limites de grãos no nível micro) podem se estender entre as duas porções. Opcionalmente, a porção de banda de rodagem e a porção de volume estendido podem incluir o mesmo material de fricção, mas podem ser separadamente fabricadas e então montadas ou de outra forma fixadas (por exemplo, por intermédio de soldagem, compressão térmica, o uso de um adesivo, o uso de fixadores mecânicos, etc.). Alternativamente, a porção de banda de rodagem e a porção de volume estendido podem compreender materiais de fricção diferentes, e podem ser separadamente fabricadas e então montadas ou de outra forma fixadas. Opcionalmente, a porção de banda de rodagem e a porção de volume estendido podem ser integralmente formadas, tal como por intermédio de algo fundido ou um molde, mas compreender materiais de fricção diferentes, ou a porção de banda de rodagem e a porção de volume estendido podem incluir um ou mais materiais de fricção comuns, mas regiões com diferentes materiais. Cada uma das: porção de banda de rodagem e porção de volume estendido pode compreender um simples tipo de material de fricção (o mesmo ou diferente entre as duas porções), ou pode compreender tipos plurais de materiais de fricção em diferentes regiões, camadas, etc.

[038] As regiões do material de fricção (ou outros materiais) da porção de banda de rodagem e da porção de volume estendido podem diferenciar em termos de composição, materiais componentes, propriedades, etc., mesmo se outras regiões das duas porções tenham a mesma composição, materiais componentes, propriedades, etc., por exemplo, as regiões de materiais da porção de volume estendido e da porção de banda de rodagem podem ter diferentes qualidades de fricção, diferentes qualidades de desgaste, diferentes níveis de rigidez, diferentes qualidades de transferência de calor, cores diferentes (por exemplo, para a indicação de desgaste), etc. Por exemplo, a região mais externa da porção de volume estendido (ao longo do lado de flange longitudinal) pode compreender uma composição de material que tem propriedades diferentes (por exemplo, pode ser mais rígido ou mais mole) do que aquelas (por exemplo, rigidez) de uma composição de material da porção de banda de rodagem da estrutura de fricção, de tal maneira que as duas porções exibem diferentes propriedades de desgaste durante o uso, diferentes regiões no interior da mesma porção (porção de banda de rodagem ou porção de volume estendido) podem diferenciar em termos de composição, de materiais de composição, propriedades, etc. Por exemplo, a região da porção de volume estendido que é posicionada/dimensionada para engajar a raiz de flange durante o uso do dispositivo de fricção pode compreender uma composição de material que tem diferentes propriedades daquelas de uma composição de material da região de volume estendido que é posicionada/dimensionada para engajar a área superior do flange durante o uso do freio, por exemplo, outra vez, de tal maneira que as duas regiões exibem diferentes propriedades de desgaste durante o uso. Por exemplo, pode ser algo desejável que diferentes partes do dispositivo de fricção exibam propriedades de desgaste diferentes de tal maneira que o dispositivo de fricção desgasta igualmente durante o uso intencionado no que diz respeito ao tempo de vida útil do dispositivo de fricção não obstante as diferenças em espessura de material e as forças operacionais.

[039] A porção de banda de rodagem e a porção de volume estendido da estrutura de fricção (por exemplo, o corpo do material de fricção) podem ser integralmente formadas mesmo se essas porções não forem totalmente ou parcialmente compreendidas do mesmo(s) material (ais). Por exemplo, as duas porções podem ser arranjadas em um molde comum com cada uma das porções separadamente e temporariamente contidas e compreendendo um diferente material de fricção. Durante as subsequentes etapas de fabricação (por exemplo, tratamento a calor e a pressão, cura, secagem, sinterização, etc.) permite-se com que as duas porções se misturem na sua interface, desta forma ligando a nível micro, com alguma mistura de diferentes materiais na interface.

[040] A estrutura de fricção pode definir uma pastilha ou uma pastilha de freio. O material de fricção formando a estrutura pode ter um lado de flange longitudinal, um lado de aro longitudinal, e duas extremidades opostas, duas extremidades longitudinais, e duas extremidades laterais. Pelo menos as duas extremidades longitudinais podem ter uma pluralidade de projeções que podem engajar com a composição do material de fricção a uma distância se afastando a partir da placa de apoio. Adicionalmente ou alternativamente, as duas extremidades laterais podem incluir uma pluralidade de projeções que podem engajar com a composição de material de fricção a uma distância se afastando da placa de apoio. A pluralidade de projeções pode ser colunas alongadas tais como cavilhas com uma porção de base se estendendo a partir das extremidades longitudinais e uma porção de cabeça se estendendo a partir da porção de base. A pluralidade de projeções pode ser aletas alongadas se estendendo ao longo das extremidades longitudinais. Adicionalmente, as extremidades laterais podem definir pelo menos uma ranhura se estendendo pelo menos parcialmente na inserção de condicionamento de roda para ali receber a composição do material de fricção. Em um exemplo, o dispositivo de fricção pode incluir uma ou mais inserções de condicionamento de roda dispostas no interior da composição de material de fricção. A pelo menos uma inserção de condicionamento de roda pode ser formada de um material diferente daquele da composição do material de fricção.

[041] Outro exemplo de um dispositivo de fricção pode incluir uma placa de apoio adaptada para interfacear com um cabeçote de freio de um veículo e uma composição de material de fricção disposto por sobre a placa de apoio para formar uma superfície de freio do dispositivo de fricção para engajar uma roda do veículo. A composição do material de fricção pode ter um lado de flange longitudinal, um lado de aro longitudinal, e duas extremidades opostas. O dispositivo de fricção pode incluir pelo menos uma inserção de condicionamento de roda disposto no interior da composição de material de fricção incluindo uma porção de base tendo um primeiro lado mais próximo da placa de apoio, um segundo lado se estendendo a partir do primeiro lado em uma direção no sentido da superfície de freio, e um eixo longitudinal. Um primeiro corpo de inserção se estende a partir do segundo lado da porção de base e desloca a partir do eixo longitudinal na direção do lado de flange longitudinal. Um segundo corpo de inserção se estende a partir do segundo lado da porção de base e desloca a partir do eixo longitudinal na direção do lado de aro longitudinal. Cada um dos: primeiro corpo de inserção e o segundo corpo de inserção compreendem duas extremidades longitudinais, duas extremidades laterais, e uma superfície de condicionamento de roda para engajar a roda do veículo ferroviário.

[042] Com referência as Figuras 1-3, um exemplo de um dispositivo de fricção 10 (por exemplo, uma sapata/ pastilha de freio) pode incluir uma placa de apoio 12 e uma estrutura de fricção 20 (por exemplo, uma pastilha de freio) disposta sobre a placa de apoio. A estrutura de fricção pode compreender (por exemplo, ser feita ou formada por, pelo menos em parte) um material de fricção. A estrutura de fricção pode incluir um lado de flange 22 que pode estar voltado para a direção de um flange 102 de uma roda com flange 100, um lado de aro 24 que pode estar voltado para um aro 106 da roda, uma primeira extremidade e uma segunda extremidade opostas 26, 28, e superfície superior e inferior. Os lados de flange e de aro podem se estender ao longo do comprimento do dispositivo de fricção, e as extremidades opostas podem se estender entre e conectar o lado de flange e o lado de aro. A superfície inferior (por exemplo, o lado debaixo) da estrutura de fricção oposta à placa de apoio pode definir uma superfície de freio 30. Por intermédio do controle da seleção de material ou de materiais que formam a estrutura de fricção, a superfície de freio pode exibir características de fricção selecionadas (por exemplo, conhecidas e controladas) em uma interação com uma roda ou outro elemento móvel quando a superfície de freio é seletivamente colocada contra (por exemplo, pressionada contra) a roda ou outro elemento móvel. Por exemplo, para uma composição de um determinado material da estrutura de fricção, pode haver um grau maior de fricção entre a estrutura de fricção e a roda para uma determinada aplicação de força do que se a estrutura de fricção for compreendida de materiais diferentes. Quando o dispositivo de fricção é acionado para o uso, a interação de fricção entre o dispositivo de fricção e a roda converte energia cinética da roda e do veículo em energia térmica (por exemplo, calor), desta forma freando/ desacelerando a roda e o veículo. Assim sendo, a superfície de freio pode ser dimensionada e/ou de outra forma configurada de tal maneira que quando o dispositivo de fricção é instalado e acionado para o uso quando de uma frenagem, a superfície de freio contata a roda com o objetivo de aplicar uma força de fricção a roda. Por exemplo, se a banda de rodagem da roda é frustocônica (como pode ser o caso das rodas de veículos ferroviários), a superfície de freio pode ser geralmente arqueada (ao longo do longo eixo do dispositivo de fricção) e levemente afunilada (ao longo de um eixo curto ou cruzado do dispositivo de fricção) correspondentemente.

[043] A estrutura de fricção pode incluir uma porção de banda de rodagem 31 e uma porção de volume estendido 32 (também referida a como uma porção de engaje de flange ou porção de alinhamento de flange). A porção de banda de rodagem pode se estender entre duas extremidades e pode se estender a partir do lado de aro da estrutura de fricção (onde a porção de banda de rodagem pelo menos parcialmente define o lado de aro) na direção de flange onde a estrutura de fricção encontra a porção de volume estendido (por exemplo, ao longo de uma região de interface geralmente indicada por intermédio da linha 23 nos desenhos). Um lado inferior/ de baixo da porção de banda de rodagem define uma região de contato de banda de rodagem da superfície de freio. A região de contato de banda de rodagem é arranjada e configurada (por exemplo, dimensionada e posicionada) para engajar a banda de rodagem da roda quando o dispositivo de fricção é instalado para o uso e acionado para a frenagem. A porção de volume estendido pode se estender entre as duas extremidades e para fora da porção de banda de rodagem na direção do flange para terminar na e pelo menos parcialmente definir o lado de flange da estrutura de fricção. Um lado inferior/ de baixo da porção de volume estendido pode definir uma região de contato de flange 34 da superfície de freio, a qual é formatada de uma forma complementar a pelo menos parte do flange (por exemplo, a uma raiz de flange 108 e/ou a região superior/ de cima do flange). Desta forma, a região de contato de flange pode engajar ou escorar o flange (por exemplo, a raiz de flange e/ou a região superior do flange) durante o uso do dispositivo de fricção.

[044] Conforme é mostrado nas Figuras 2-3, a região de contato de flange pode ser arranjada e formatada para engajar com e ser formatada de uma forma complementar ao flange incluindo a raiz de flange. A porção de volume estendido pode incluir uma superfície exposta 36. A borda inferior da superfície exposta pode repousar na parte de cima do flange enquanto a região de contato de flange é engajada e está em contato com o flange. A borda inferior da superfície exposta pode ainda repousar na parte superior do flange quando a região de contato de flange é engajada e está em contato com a raiz de flange. Por exemplo, a região de contato de flange pode ser formatada e disposta (por exemplo, posicionada e dimensionada) para contatar a raiz de flange quando o dispositivo de fricção é acionado, mas não a parte superior ou a região superior do flange. A porção de volume estendido pode tanto terminar antes de alcançar a parte superior ou a região superior do flange, ou mesmo se a porção de volume estendido seja sobreposta com a região superior do flange há um espaço entre a sobreposição da porção de volume estendido e a região superior do flange quando o dispositivo de fricção é acionado (veja a Figura 13 como um exemplo). Em outros exemplos, tais como o mostrado na Figura 2, a região de contato de flange pode contatar ambos: a raiz de flange e a região superior (por exemplo, a parte de cima) do flange quando o dispositivo de fricção é acionado.

[045] A região de contato de flange da superfície de freio pode ser arqueada ao longo do comprimento da estrutura de fricção entre as extremidades para coincidir com o formato arredondado (por exemplo, cônico) da roda. Transversalmente (por exemplo, a partir da perspective da Figura 2), a região de contato de flange pode ter o formato de um S, multiplamente segmentado (por exemplo, uma série de seções de linhas retas conectadas, ou uma série de seções curvadas diferentes e conectadas, ou uma série de seções alternando entre retas e curvadas), ou de outra forma formatadas para pelo menos engajar o flange durante o uso. Nos exemplos, a superfície de freio pode ser configurada para que toda a região de contato de flange contate e engaje o flange quando o dispositivo de fricção é acionado. Em outros exemplos, a superfície de freio pode ser configurada para que apenas porções da região de contato de flange contatem e engajem o flange quando o dispositivo de fricção é acionado. A região de contato de flange pode ser a região da superfície de freio definida por intermédio da porção de volume estendido, pelo menos parte da qual, e não necessariamente toda a qual, pode contatar pelo menos parte do flange durante o uso do dispositivo de fricção. O grau ou a extensão pela qual a região de contato de flange contata o flange durante o uso do dispositivo de fricção pode mudar com o tempo. Por exemplo, conforme é aqui acima notado e observado, e conforme é aqui mostrado na Figura 13, a superfície de freio pode ser configurada para que a porção de borda terminal da região de contato de flange (por exemplo, conforme é geralmente indicado por uma borda 36) não engaje a região de cima do flange enquanto o dispositivo de fricção é acionado.

[046] Como outro exemplo, e com referência a Figura 14, a superfície de frio pode ser formatada para que uma porção intermediária da região de contato de flange repouse se afastando a partir do flange (por exemplo, não contate) quando o dispositivo de fricção é acionado. Neste exemplo, a partir de uma perspectiva em corte cruzada/ transversal, a região de contato de flange da superfície de freio pode incluir múltiplas seções retas 43 que podem formar um entalhe ou um recorte semelhante a uma calha e ao longo da porção de volume estendido da estrutura de fricção. Um espaçamento 45 pode ser estabelecido entre a porção de volume estendido e o flange em uma área intermediária entre duas áreas de contato enquanto o dispositivo de fricção é acionado para o uso e a região de contato de flange contata o flange. Alternativamente, o espaçamento poderia ser um recorte curvado ou outro formato de recorte, ou poderia haver múltiplos recortes diferentes com a mesma ou com diferentes configurações. Por exemplo, conforme é aqui mostrado na Figura 15, um espaçamento poderia ser estabelecido por intermédio de um espaço vazio 47 no material com uma abertura circular ou oval ou outra abertura (por exemplo, a porção de volume estendido poderia incluir um ou mais espaços vazios cada um deles definido por uma abertura circular, oval, poligonal, ou irregular 41 na região de contato de flange da superfície de freio), e uma parede lateral associada 49 se estendendo a partir da abertura no material da porção de volume estendido. Pode ser aqui desejável proporcionar tais características, no total ou em parte como uma função do dispositivo de fricção e propriedades de interação de fricção da roda, para controlar ou para controlar ou para adaptar o engaje de fricção e as características de desgaste do dispositivo de fricção e/ou da roda durante um período de tempo. Por exemplo, com um recorte ou espaço vazio no material (tal como seria estabelecida uma área de espaçamento entre o material de fricção e o flange durante o uso do dispositivo de fricção), poderia haver menos interação de fricção entre a porção de volume estendido e o flange, inicialmente, mas conforme a estrutura de fricção é desgastada devido ao tempo, o espaçamento poderia diminuir e/ou eventualmente desaparecer por completo, potencialmente aumentando o grau de interação de fricção entre a porção de volume estendido e o flange. Uma característica afunilada/ recurso cônico (por exemplo, recorte, espaço vazio, etc.) poderia resultar em um perfil de fricção gradualmente sendo mudado devido ao tempo, onde uma característica (recorte, espaço vazio, etc.) com parede(s) lateral (ais) perpendicular (es) (em relação a superfície de desgaste) poderia resultar em um perfil de fricção substancialmente constante até que o material ao redor da característica se desgastasse até o ponto onde a característica acabasse, em qual ponto, se aplicável (por exemplo, se ainda houvesse uma camada subjacente de material de fricção) haveria um aumento na fricção como uma etapa funcional.

[047] A sede da região de contato de flange sobre ou contra o flange (incluindo, em exemplos, a sede/ assentamento do lado exposto geralmente por sobre o flange) pode servir/funcionar para manter o dispositivo de fricção no seu lugar contra a roda e alinhado com a banda de rodagem da roda. O assentamento da região de contato de flange no flange pode, portanto, auxiliar a prevenir a migração lateral do dispositivo de fricção em um sentido ao aro. Por causa da porção de volume estendido engajar com o flange (por exemplo, com a raiz de flange) durante o uso repetido do dispositivo de fricção, a porção de volume estendido pode auxiliar a prevenir ou a desacelerar a migração lateral do dispositivo de fricção contra o flange de roda. Adicionalmente, a porção de volume estendido pode auxiliar em manter o lado de flange, o lado de aro, e/ou a superfície de frio nas localizações apropriadas contra a roda durante o uso.

[048] No exemplo da Figura 2, a porção de banda de rodagem e a porção de volume estendido da estrutura de fricção são integralmente formadas e compreendidas do mesmo material de fricção (por exemplo, a estrutura de fricção (incluindo as duas porções) pode ser monolítica). Todavia, isto não impede, em um ou mais exemplos, que a estrutura de fricção inclua inserções de condicionamento de banda de rodagem, ou os similares, dispostos no material. Adicionalmente, a partir de uma perspectiva transversal ao longo de pelo menos parte do comprimento do dispositivo de fricção, a superfície de freio é contínua, com a região definida por intermédio da porção de banda de rodagem se estendendo-se perfeitamente até a região definida por intermédio da porção de volume estendido. Pode haver outras regiões da superfície de freio, se afastando a partir da porção mostrada na Figura 2, que inclua, por exemplo, costuras, ranhuras espaços vazios, etc. Adicionalmente, conforme é aqui observado e notado, antes do uso inicial, uma espessura da porção de volume estendido na borda terminal 36 pode ser 30% a 75% (por exemplo, de 40% a 60%) da espessura máxima da porção de banda de rodagem.

[049] A porção de volume estendido da estrutura de fricção pode incluir um volume de um ou mais materiais de fricção. O material (ais) pode ser o mesmo ou de tipos diferentes daquele da porção de banda de rodagem da estrutura de fricção. O volume do material (ais) de fricção pode se estender lateralmente em um sentido para for a partir da porção de banda de rodagem na direção do flange de roda (quando o dispositivo de fricção é instalado e com a porção de banda de rodagem alinhada com a banda de rodagem da roda. Um lado subjacente do volume do material (ais) de fricção pode definir a região de contato de flange da superfície de freio. A porção de volume estendido pode ser integral com a porção de banda de rodagem ou pode ser ali fixada de outra maneira. A porção de banda de rodagem e a porção de volume estendido podem compartilhar um eixo lateral comum (por exemplo, veja a linha intercalada “A” na Figura 2) definido como uma linha reta se estendendo a partir da borda terminal da porção de volume estendido sobre o lado de flange da estrutura de fricção até a borda terminal da porção de banda de rodagem sobre o lado de aro da estrutura de fricção. Ambas as bordas terminais podem definir a maior extensão de qualquer material de fricção do dispositivo de fricção (pelo menos naquela seção do dispositivo de fricção), e onde há material (ais) de fricção contínua ao longo do eixo lateral comum.

[050] Com referência agora as Figuras 3-6, a porção de volume estendido pode incluir uma ou mais projeções 38 se estendendo a partir do lado exposto na direção do flange de roda. As projeções podem engajar o flange de roda (por exemplo, veja a Figura 10), para auxiliar no alinhamento do dispositivo de fricção em relação a roda, de tal maneira que o lado de flange, o lado de aro, e/ou a superfície de freio possam estar em localizações designadas contra a roda durante o uso. As projeções podem auxiliar na frenagem (por intermédio de proporcionar material adicional para assentar contra o flange durante o uso do dispositivo de fricção), e na prevenção de migração lateral do dispositivo de fricção.

[051] Conforme é aqui mostrado na Figura 5, geralmente, a porção de volume estendido pode ser arqueada em correspondência ao formato da roda ao longo do comprimento da porção de volume estendido entre as duas extremidades e incluindo o lado 36 da porção de volume estendido. As projeções podem se estender ou sobressair a partir (por exemplo, projetar a partir de) da superfície arqueada na direção de flange, e podem ser espaçadas, umas das outras. Essas projeções podem formar ou estabelecer seções alternadas de material protuberante e recessos ao longo do comprimento da porção de volume estendido e do lado de flange longitudinal. Essas projeções podem ser igualmente espaçadas umas das outras. Opcionalmente, as projeções podem ser irregularmente espaçadas umas das outras. Ou, as projeções podem ser arranjadas em grupos, com as projeções sendo igualmente espaçadas no interior de cada um dos grupos, mas com distâncias diferentes entre os grupos. Por exemplo, conforme é aqui mostrado no exemplo da Figura 7, as projeções em um primeiro par são espaçadas umas das outras por uma determinada distância, a qual é a mesma distância entre as projeções em um segundo par, mas os dois pares são espaçados um do outro por uma distância diferente e maior. No exemplo da Figura 7, há quatro projeções, mas em outros exemplos pode haver mais projeções ou menos projeções. As projeções podem ter a mesma configuração (por exemplo, composição de material, formato, e/ou dimensões) ou podem ter configurações diferentes.

[052] Nos exemplos, as projeções podem ser sólidos poliédricos. Por exemplo, conforme é aqui mostrado na Figura 5, as projeções podem ter duas partes ou porções 33, 35. A primeira parte ou porção 33 pode ter um formato retangular de paralelepípedo, ao passo que a segunda parte ou porção 35 pode ter um formato triangular poliédrico (por exemplo, tetraédrico, pentaedro, forma de prisma triangular ou forma de cunha, pirâmide quadrilateral, etc.). Alternativamente, a primeira parte e a segunda parte das projeções podem ser proporcionadas em outros formatos para alcançar um caráter ou um aspecto desejado de interação com o flange de roda, conforme é aqui descrito. A primeira parte pode engajar diretamente com o flange de roda ao passo que a segunda parte pode ser afunilada uma vez que a segunda parte se estende em um sentido a região de contato de flange da superfície de freio para engajar com a raiz de flange (e/ou com o flange em outro lugar). Em um exemplo, a primeira parte e a segunda parte podem ser, ambas, afuniladas (tanto da mesma forma ou diferentemente), para facilitar o alinhamento designado do dispositivo de fricção com a roda. Alternativamente, em outros exemplos, nem a primeira parte nem a segunda parte podem ser afuniladas. Nesse caso, a primeira parte e a segunda parte podem desgastar afastadas por intermédio de uso repetitivo do dispositivo de fricção contra a roda.

[053] Uma ou mais das projeções podem compreender o mesmo material ou materiais da porção de volume estendido e/ou da porção da banda de rodagem. Alternativamente ou adicionalmente, uma ou mais das projeções podem compreender um material ou materiais diferentes daquele da porção de volume estendido e/ou da porção de banda de rodagem. Uma ou mais das projeções podem ser integralmente formadas com a porção de volume estendido (por exemplo, como uma estrutura monolítica). Alternativamente ou adicionalmente, uma ou mais projeções podem ser separadamente fabricadas a partir do volume estendido e então fixadas a porção de volume estendido por intermédio de um adesivo, prendedores/retentores mecânicos, soldagem, etc. Em um exemplo, a porção de banda de rodagem, a porção de volume estendido, e projeções plurais são integralmente formadas e compreendidas do mesmo material (ais). Por exemplo, todas as projeções do dispositivo de fricção podem ser integralmente formadas com a porção de volume estendido e com a porção de banda de rodagem e feitas com o mesmo material (ais). Em outro exemplo, plural, mas menos do que todas as projeções são integralmente formadas com a porção de volume estendido e com a porção de banda de rodagem e são feitas com o mesmo material (ais), ao passo que as projeções não integrais remanescentes são feitas com um material ou materiais diferentes e são fixadas a porção de volume estendido. Por exemplo, as projeções integrais poderiam ser compreendidas de um material de fricção, e as outras projeções não integrais poderiam compreende um metal ou uma liga metálica, para o condicionamento do flange da roda.

[054] Um exemplo de uma estrutura de fricção adequada é uma pastilha de freio. A pastilha de freio pode ser útil para desacelerar ou para parar um veículo. Os veículos adequados podem incluir automóveis, caminhões, ônibus, equipamento de mineração, aeronaves, e veículos ferroviários. Os veículos ferroviários podem incluir locomotivos e vagões ferroviários, e podem ser para o transporte de carga e/ou de passageiros. A estrutura de fricção pode ser formada de um material de fricção. Opcionalmente, o material de fricção pode incluir um material de enchimento.

[055] Em um exemplo, um material de fricção adequado é classificado para uma Pressão de Fricção (Rubbing pressure = RP) em uma faixa/taxa inferior a cerca de 800 Newton por centímetro quadrado (N/cm2). Em outras realizações, a RP pode estar em uma taxa a partir de cerca de 801 N/cm2 a cerca de 1000 N/cm2, em uma taxa a partir de cerca de 1001 N/cm2 a cerca de 1500 N/cm2, ou maior do que cerca de 1501 N/cm2. Em um exemplo um material de fricção adequado é classificado para uma Velocidade de Fricção (Rubbing Speed = RV) em uma faixa/taxa inferior a cerca de 20 m/s, em uma taxa a partir de cerca de 21 m/s a cerca de 30 m/s, em uma taxa a partir de cerca de 31 m/s a cerca de 50 m/s, ou maior do que cerca de 51 m/s. Em um exemplo um material de fricção adequado é classificado para uma Operação com Temperatura Constante (Continuous Temperatutre Operation = CT) em uma taxa a partir de cerca de 300º C a cerca de 350º C, a partir de 351º C a cerca de 400º C, a partir de cerca de 401º C a cerca de 450º C, ou maior do que cerca de 451º C. Em um exemplo, um material de fricção adequado é classificado para Temperatura a Curto Prazo (Short Term Temperatura = ST) em uma taxa a partir de cerca de 500º C a cerca de 600º C, a partir de cerca de 601º C a cerca de 700º C, a partir de cerca de 701º C a cerca de 800º C, a partir de cerca de 801º C a cerca de 900º C, ou maior do que cerca de 901º C. As taxa anteriores tem como base, pelo menos em parte, e são determinadas por intermédio da seleção de material de fricção , da configuração física, e da finalidade de uso do dispositivo de fricção.

[056] Em outros exemplos, uma estrutura de fricção adequada pode incluir os materiais semimetálicos. Os semimetálicos podem incluir uma matriz não metálica, tal como cerâmica ou um polímero, com um enchimento metálico. Por exemplo, um disco semimetálico de ferro ou de pó de cobre pode ser ligado conjuntamente por uma cerâmica ou um polímero. O conteúdo de preenchimento pode ser selecionado com base pelo menos em parte no desempenho desejado do material de fricção e da estrutura de fricção do mesmo. O conteúdo de enchimento adequado pode ser expresso como uma razão do material metálico para a matriz metálica por intermédio do volume ou por intermédio do peso. Em vários exemplos, uma razão adequada pode estar em uma taxa menor do que 50% em peso, em uma taxa a partir de cerca de 51% a cerca de 75% em peso, a partir de cerca de 76 a cerca de 90% em peso, ou maior do que 91% em peso. Por exemplo, uma formulação pode ser de 90 gramas de metal para 10 gramas de matriz. Em vários exemplos o conteúdo de enchimento para a estrutura de fricção pode ser metal, conforme é aqui revelado, um material não metal, ou uma combinação de materiais de metal e não metal. A seleção pode ser feita com referência aos parâmetros de uso final.

[057] Os materiais de cerâmica/ ferro podem ser misturados, comprimidos, e/ou sinterizados em uma alta temperatura para formar uma estrutura de fricção sólida. Os materiais de ligação ou matriz podem incluir um ou mais de resina (tal como fenol formaldeído), grafite (o qual pode servir e funcionar como um material de fricção), silicato de zircônia e os similares. Como uma formulação exemplar, incluindo o aglutinante, é aqui mostrada na Tabela 1

[058] O tamanho do pó, o tamanho da fibra, a distribuição de concentração, a distribuição do tamanho do grão, e a morfologia podem ser selecionadas ou controladas para afetar o desempenho da estrutura de fricção. Se o conteúdo de enchimento/aglutinante é um pó, as médias de tamanho de pós adequadas podem ser na taxa de menos do que 100 micrometros, em uma taxa a partir de cerca de 101 micrometros a cerca de 250 micrometros, em uma taxa a partir de cerca de 251 micrometros a cerca de 500 micrometros, ou maior do que a partir de cerca de 501 micrometros. A distribuição de tamanho de grão pode ser na taxa a partir de cerca de 0.5 a 1, a partir de cerca de 1 a cerca de 2, ou maior do que cerca de 2 como uma distribuição em relação ao tamanho médio de partícula. A morfologia das partículas pode ser selecionada a partir de formatos adequados. Os formatos adequados podem incluir esféricos, ovóides, irregular, flocos, e poligonal. Em alguns exemplos, quanto maior a área de superfície da partícula, menos friável será a estrutura de fricção; e em outros exemplos, as partículas mais afiadas proporcionam uma fricção e condicionamento relativamente mais agressivo do que as partículas mais suaves e arredondadas. A rigidez do material selecionado como o pó de enchimento/aglutinante, em combinação com o conteúdo de enchimento/aglutinante, e a morfologia das partículas pode contribuir com o desempenho da estrutura de fricção. Se o conteúdo de enchimento é uma fibra, a espessura da fibra e o comprimento da fibra podem ser selecionados e controlados para afetar o desempenho. A fibra pode ser o mesmo material do conteúdo de enchimento de pó, e, em um exemplo, o conteúdo de enchimento pode ser uma mistura de pó e de fibra. Outras fibras adequadas podem ser formadas a partir de uma poliamida aromático ou aramida, tal como Kevlar™, Twaron™, Nomex™, and Technora™. Outras fibras adequadas podem ser formadas a partir de poliamidas alifáticas ou semi-aromáticas, tais como Nylon™. As fibras poliméricas podem incluir um ou mais copolímeros para controlar e para afetar a cristalinidade, pontos de fusão ou de amolecimento, e os similares. O comprimento das fibras pode ser controlado para afetar o desempenho. Os comprimentos de fibra adequados podem estar em uma taxa de menos do que 1 milímetro (mm), em uma taxa a partir de cerca de 1.1 mm a cerca de 2 mm, em uma taxa a partir de cerca de 2.1 mm a cerca de 5 mm, ou em uma taxa maior do que cerca de 5.1 mm. A espessura da fibra pode ser selecionada para controlar e afetar o desempenho. Em um exemplo, as fibras têm um Denier em uma taxa menor do que cerca de 20d, em uma taxa a partir de 21d a cerca de 100d, em uma taxa a partir de cerca de 101d a cerca de 500d, em uma taxa a partir de 5-01d a cerca de 1500d, em uma taxa a partir de 1501d a cerca de 3000d, ou maior do que cerca de 3000d selecionado com base pelo menos em parte nos parâmetros específicos de aplicação.

[059] O polímero ou as matrizes poliméricas adequadas podem incluir fenólicos, uréia formaldeído, epóxi, éster cianato, hetero cíclicos aromáticos (tais como poliamidas, polibenzoxazolos (PBOs), polibenzimidazolos, e polibenztiazolos (PBTs), polímeros inorgânicos e semi-orgânicos (tais como os que podem ser derivados a partir de silício – nitrogênio, boro – nitrogênio, e monômero fósforo – nitrogênio) e polímeros com base em silício, assim como misturas e copolímeros dos aqui acima mencionados. A matriz polimérica, em conjunto com outros aditivos, pode incluir um retardador de chamas. Os retardadores de chamas adequados podem incluir uma composição que inclui um ou mais dos: alumínio, fósforo, nitrogênio, antimônio, cloro, bromo, e em algumas aplicações magnésio, zinco e carbono.

[060] Com referência agora a Figura 6 como um exemplo, os exemplos do dispositivo de fricção incluem a placa de apoio que suporta e transporta a estrutura de fricção. As placas de apoio adequadas podem ser feitas de material metálico ou de material não metálico, ou de uma combinação ou um compósito de materiais. Os materiais metálicos adequados incluem ferro, liga de ferro, alumínio, titânio, etc. As ligas de ferro adequadas podem incluir aço. Em um exemplo, a placa de apoio pode ser feita de um material compósito reforçado, por exemplo, polímero reforçado com fibra de carbono. A placa de apoio pode ser revestida. Os revestimentos adequados podem incluir revestimentos galvanizados (particularmente se a placa de apoio é formada de um material corrosível), tinta, e camada anodizadas. As tintas adequadas incluem esmalte, epóxi, e revestimento de pó.

[061] A placa de apoio pode ter uma superfície superior e uma superfície inferior, e pode ser geralmente, arqueada no seu formato, ou de outra forma formatada em correspondência com o formato da roda (ou porção da mesma) com a qual o dispositivo de fricção é configurado para uso. A placa de apoio pode ser curvada de uma forma axial de tal maneira a seguir a curvatura de uma roda. O eixo para a curva pode ser um eixo de roda. Em um exemplo, a estrutura de fricção pode ser curvada e pode ser coaxial a roda, ao passo que a placa de apoio segue a curva da estrutura de fricção para ser coaxial a roda. Em outro exemplo, a placa de apoio pode ser curvada, mas pode não ser coaxial com a roda ou com a superfície de trabalho da estrutura de fricção. O grau de separação da curvatura da placa de apoio em relação à estrutura de fricção pode ser selecionado com base nos parâmetros específicos de aplicação.

[062] A placa de apoio pode ter superfícies que são relativamente suaves, e pode ter uma ou mais aberturas definidas através das mesmas e/ou projeções se estendendo a partir dali. Em um exemplo, a placa de apoio pode ser ondulada de tal maneira a aumentar a área de superfície da placa de apoio (em relação a uma placa de apoio que não inclui ondulações). Uma área de superfície aumentada pode proporcionar mais superfície de ligação na qual a estrutura de fricção pode ligar. As ondulações podem ser dispersas igualmente/uniformemente por toda a placa de apoio, ou pode ser padronizada para que algumas ondulações estejam em uma borda próxima ou algumas ondulações seja concentrada mais próxima a linha central. As ondulações podem percorrer o comprimento da placa de apoio, ou podem ser orientadas na largura. As ondulações podem transmitir rigidez na direção do seu percurso, e flexão perpendicular no seu percurso. Em um exemplo, a direção das ondulações é enviesada em relação ao comprimento e a largura da placa de apoio. Em um exemplo, um padrão quadriculado ou equivalente é presente para permitir o controle sobre a rigidez e a flexão da placa de apoio enquanto aumentando a área de superfície. Vários padrões e efeitos similares podem ser criados por intermédio da seleção de uma espessura uniforme da placa de apoio (e, assim sendo, por intermédio de curvas/dobras na placa) ou por intermédio do uso de espessuras não uniformes por toda a placa de apoio.

[063] Em um exemplo, a largura da placa de apoio é a mesma que a largura da estrutura de fricção. Em outro exemplo, a largura da placa de apoio difere a partir do comprimento da estrutura de fricção. Uma placa de apoio que é menor do que a largura da estrutura de fricção pode ser suficiente para desempenhar a função da placa de apoio, enquanto reduzindo o peso e/ou o custo em geral. Uma placa de apoio que é maior do que a largura da estrutura de fricção pode ser suficiente para desempenhar a função de suporte da placa de apoio, ao passo que proporciona um suporte intensificado as bordas do material de fricção. Em um exemplo, a razão da largura da placa de apoio para a estrutura de fricção, a razão do comprimento da placa de apoio para a estrutura de fricção, e a razão da espessura da placa de apoio para uma espessura de começo da estrutura de fricção é, independentemente uma da outra, na taxa de menos do que 0.5, em uma taxa a partir de cerca de 0.6 a cerca de 0.9, cerca de 1, em uma taxa a partir de cerca de 1.1 a cerca de 1.2, em uma taxa a partir de cerca de 1.2 a cerca de 1.5, ou em uma taxa maior do que cerca de 1.6. Os arranjos de placa de apoio adequados podem incluir uma placa inteira não quebrada, uma malha, uma forma de fio, uma forma de fio reforçado, uma malha, ou um compósito moldado. Os aqui acima mencionados podem ser selecionados com base pelo menos em parte nos parâmetros de uso final.

[064] Em um exemplo, a largura da superfície de trabalho (ou freio) do dispositivo de fricção em relação à banda de rodagem da roda (a qual inclui pelo menos uma porção do flange de roda que toca no dispositivo de fricção durante o uso) está em uma taxa de menos do que 35%, em uma taxa a partir de cerca de 36% a cerca de 50%, em uma taxa a partir de cerca de 51% a cerca de 75%, em uma taxa a partir de cerca de 76% a cerca de 100%, ou maior do que cerca de 101%. Uma largura adequada de um dispositivo de fricção pode variar a partir do lado para lado ou a partir da extremidade para a extremidade. Um formato adequado da estrutura de fricção pode seguir um contorno da roda, tendo um perfil complementar correspondente. Essa borda de formato pode ser formada com um ou mais dos: chanfro, crista, borda/aresta ou raio. Em um exemplo, apenas uma borda da estrutura de fricção é contornada. Em outro exemplo, ambas as bordas são contornadas para permitir a instalação em qualquer orientação. Em um exemplo, o dispositivo de fricção pode caber/adaptar a uma nova roda de veículo tendo um diâmetro em uma taxa de menos do que cerca de 600 mm, em uma taxa a partir de cerca de 601 mm a cerca de 1300 mm, ou em uma taxa maior do que cerca de 1301 mm.

[065] Para as aplicações em veículos ferroviários, a placa de apoio pode incluir um par de alhetas de rejeição 14a, 14b. As alhetas de rejeição podem ser integralmente formadas com a placa de apoio e podem se estender a partir de uma superfície superior de apoio. As alhetas de rejeição são dimensionadas e posicionadas para corresponder com os receptáculos de alhetas de rejeição correspondentes sobre um cabeçote de freio de veículo correspondente. As alhetas de rejeição podem ser compatíveis com uma variedade de cabeças de freio, ou as alhetas podem apenas corresponder com certos tipos de cabeças de freio com o objetivo de prevenir a instalação do dispositivo de fricção em sistemas incompatíveis. O dispositivo de fricção pode incluir uma ponte chave 16. A ponte chave pode ser integralmente formada com a placa de apoio ou a ponte chave pode ser fixada a placa de apoio antes da instalação. Como a placa de apoio, a ponte chave pode ser feita de um material metálico ou um material compósito reforçado. A ponte chave pode ser acoplada a um cabeçote de freio de um veículo (por exemplo, um veículo ferroviário). Conforme é aqui mostrado nas Figuras 2 e 3, uma abertura 18 na ponte chave pode aceitar uma chave de travamento a qual fixa o dispositivo de fricção no cabeçote de freio do veículo ferroviário. A ponte chave pode ter qualquer formato necessário para facilitar a fixação da ponte chave a uma configuração designada do cabeçote de freio.

[066] A estrutura de fricção é afixada na e se estende a partir da superfície inferior da placa de apoio. A estrutura de fricção pode ser afixada a placa de apoio com uma camada adesiva/ de adesão (não mostrado). Alternativamente, a estrutura de fricção pode ser afixada a placa de apoio por intermédio de fechos mecânicos, soldagem, ou operações similares, compressão térmica, etc. Alternativamente, ou em conjunto com qualquer um dos meios de fixação aqui descritos, a estrutura de fricção pode ser depositada por sobre a placa de apoio, ou a estrutura de fricção pode ser formada e fixada à placa de apoio em uma operação combinada, por exemplo, uma placa de apoio pode ser disposta em um molde que recebe o material (ais) de fricção para a formação da estrutura de fricção sobre a placa de apoio no molde (Em tal exemplo ou de outra forma, a placa de apoio pode incluir características que projetam para cima no material de fricção, para auxiliar na fixação da estrutura de fricção na placa de apoio e/ou para realizar funções como acondicionamento de roda durante o uso do dispositivo de fricção). A estrutura de fricção pode ser afixada a placa de apoio por intermédio de meios que podem ser selecionados com base pelo menos em parte nos parâmetros específicos de aplicação.

[067] Uma estrutura de fricção adequada pode incluir uma camada externa que é a primeira a contatar uma superfície de roda quando recentemente instalada. Esta camada externa pode desenvolver uma ou mais das seguintes funções: prevenir a exposição do material de fricção durante o armazenamento, transporte ou instalação a corrosão, lascamento/rachadura, umidade ou incrustação; proporcionar um revestimento inicial na superfície da roda quando das primeiras e mais recentes rotações depois da instalação e frenagem para condicionar ou para tratar a superfície da roda; condicionar a superfície da roda e remover quaisquer detritos ou corrosão; preencher rachaduras, poços e defeitos na superfície da roda; e os similares. Em um exemplo, a camada externa é removida a partir da superfície de trabalho da estrutura de fricção através de fricção nas primeiras e mais recente rotações durante a frenagem depois da instalação. Em um exemplo, a camada externa é descascada depois da instalação ou uma parte do processo de instalação.

[068] A estrutura de fricção pode incluir um ou mais indicadores de desgaste. Em um exemplo, os indicadores de desgaste são moldados no material de fricção da estrutura de fricção. Uma localização adequada para o indicador de desgaste é na parte de trás da pastilha. A placa de apoio pode formar o indicador de desgaste, ou pode ter material removido para permitir ao indicador de desgaste ser visível. Outras localizações adequadas para indicadores de desgaste podem incluir a proximidade a uma extremidade, ao redor de uma periferia, na linha central da estrutura de fricção, em uma extremidade distal (ou ambas as extremidades) da estrutura de fricção, como uma parte de uma inserção de condicionamento, ou os similares. Durante o uso, os indicadores de desgaste permitem a um observador determinar a vida útil da estrutura de fricção. Em um exemplo, uma ranhura é formada na estrutura de fricção a partir da superfície de trabalho para baixo até uma determinada profundidade. Durante o uso, a profundidade da ranhura diminui conforme a superfície de trabalho é desgastada. Um observador então olharia a ranhura e determinaria a vida útil por intermédio da profundidade remanescente (ou ausência se a mesma estivesse no final da vida útil e completamente desgastada). Outros exemplos de indicadores de desgaste podem incluir uma porção diferentemente colorida da estrutura de fricção. Ou, a inserção de condicionamento pode desenvolver a função de indicação de desgaste. Em um exemplo, um chip de identificação de radio frequência (Radio Frequency Identification = RFID) (ou algo equivalente) é disposto na estrutura de fricção a uma profundidade na qual o final da vida útil é estabelecido para a estrutura de fricção. Quando a estrutura de fricção é desgastada para expor o chip de RFID, o chip não funcionará e proporcionará um sinal em resposta a uma indagação (para chips passivos, chips ativos podem transmitir sinais e a ausência da transmissão de um sinal indicaria o fim da vida útil). Naturalmente, um sensor de RFID comunicaria com o chip indicador de desgaste e desta forma um indivíduo poderia determinar quando uma mudança de freio seria necessária.

[069] Nos exemplos, uma ou mais inserções de condicionamento de roda poderiam ser dispostas no interior do material da estrutura de fricção. As inserções de condicionamento de roda podem interfacear com uma roda para outra função além de primariamente para frenagem, por exemplo, para limpar, para raspar, para tratar, ou de outra forma condicionar a banda de rodagem de roda, o aro, e/ou o flange. A Figura 7 mostra um exemplo de inserções retangulares de condicionamento de roda 40 dispostas no interior da estrutura de fricção, por exemplo, neste exemplo há três inserções. Cada uma das inserções de condicionamento de roda inclui uma respectiva porção alongada 42. A porção alongada tem uma superfície de condicionamento de roda 44 que se estende ao longo da superfície de freio adjacente a e geralmente paralela ao lado de aro da estrutura de fricção (por exemplo, um eixo longo da superfície 44 é geralmente paralelo ao lado de aro). Nesta configuração, as superfícies de condicionamento de roda das inserções de condicionamento de roda são posicionadas para condicionar o aro da roda (por exemplo, para mitigar desgaste oco da roda ou de outra forma). Antes do uso inicial do dispositivo de fricção, o dispositivo de fricção deve ser configurado para a superfície de condicionamento de roda para ser exposto a e estar nivelado com a superfície de freio. É aqui contemplado que as inserções de condicionamento de roda podem ser inicialmente totalmente encapsuladas no interior da estrutura de fricção do dispositivo de fricção. Nesse caso, a frenagem repetitiva do veículo desgastará a camada externa do material compósito de fricção eventualmente expondo as superfícies de condicionamento da roda das inserções de condicionamento da roda a roda. Durante o uso inicial do dispositivo de fricção, as inserções de condicionamento de roda são cobertas e revestidas com material de fricção, mas depois do uso do dispositivo de fricção as inserções de condicionamento de roda podem eventualmente se tornar expostas para o condicionamento de roda.

[070] Em outro exemplo, conforme é aqui mostrado na Figura 8, uma inserção de condicionamento de roda 46 no formato de um T pode ser disposta no interior da estrutura de fricção. A inserção de condicionamento de roda no formato de um T tem uma primeira porção alongada 48 e uma segunda porção alongada 50 ambas as quais formam a superfície de condicionamento de roda 52. A primeira porção alongada tem uma extremidade 54 que se estende ao longo da superfície de freio adjacente a e geralmente paralela com o lado de aro da estrutura de fricção. A segunda porção alongada se estende ao longo da superfície de freio geralmente perpendicular a primeira porção alongada. A segunda porção alongada tem uma extremidade 56 que é adjacente ao lado de flange da estrutura de fricção. Um eixo central I-I do dispositivo de fricção, equidistante entre o lado de flange e o lado de aro, cruza/atravessa a inserção de condicionamento de roda com o formato de um T substancialmente na metade do caminho entre as extremidades da inserção. Com a primeira porção alongada adjacente a e se estendendo ao longo do lado de aro e a segunda porção alongada disposta em uma localização central ao longo da superfície de freio, a inserção de condicionamento de roda com o formato de um T, quando aplicado a roda, pode condicionar ambas a banda de rodagem de roda e o aro de roda. Essa configuração condiciona a banda de rodagem de roda removendo defeitos de banda de rodagem ao passo que simultaneamente condiciona o aro de roda (por exemplo, no que diz respeito à remoção de defeitos de aro e reduz a taxa de desgaste oco de roda).

[071] As inserções de condicionamento de roda podem compreender um material endurecido tal como ferro fundido ou outro metal ou liga de metal, ou qualquer material com propriedades abrasivas adequado para um grau ou caráter desejado de interação de condicionamento entre as inserções e um material de roda. As inserções de condicionamento de roda podem ser formadas de um material mais duro/rígido e/ou mais abrasivo do que o material de fricção da estrutura de fricção. Ana medida que o dispositivo de fricção é aplicado a superfície da roda, as inserções de condicionamento de roda contatam a superfície da roda. As propriedades abrasivas das inserções de condicionamento de roda podem condicionar a superfície de roda para prevenir, reduzir, ou remover defeitos. Em conjunto com as propriedades de condicionamento, as inserções de condicionamento de roda servem e funcionam para proporcionar uma força de frenagem adicional que pode ser útil em condições climáticas adversas.

[072] Um material de inserção de condicionamento e outros parâmetros podem ser selecionados com referência a função de condicionamento e o material de fricção pode ser selecionado com referência a função de frenagem ou de fricção. Assim sendo, os mesmos podem conter materiais similares em alguns exemplos, mas as composições diferem de tal maneira para desempenhar as suas funções intencionadas. Essa diferença pode ser substancial (por exemplo, uma inserção de condicionamento de metal no interior de um compósito de estrutura de fricção), ou pode ser relativamente sutil (por exemplo, ambas são estruturas preenchidas com cerâmica, ferro e com metal com uma tendo uma concentração diferente de teor de metal). Em um exemplo, a inserção de condicionamento pode ser formada com um material relativamente mais duro/ mais rígido e/ou mais abrasivo do que o da estrutura de fricção. Por exemplo, a inserção de condicionamento de roda pode ser formada com um material com propriedades abrasivas adequadas para a inserção de condicionamento de roda. Uma vez que o dispositivo de fricção pode ser aplicado à superfície de uma roda, a inserção de condicionamento de roda esfrega contra a superfície de roda. As propriedades abrasivas da inserção condicionam a superfície de roda no que diz respeito à prevenção, redução ou remoção de defeitos.

[073] Uma inserção de condicionamento de roda pode ser formada a partir de um material relativamente duro/rígido. Os materiais adequados podem ser metais. Os metais adequados incluem um ou mais de Al, Si, P, S, Cl, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Sn, Sb, Tl, e óxidos, carbonetos, e ligas dos aqui mencionados. Em um exemplo, o metal é ferro ou uma liga de ferro. O ferro adequado, e as ligas de ferro, podem incluir aquelas usadas em e no processo para formar ferro fundido, ferro forjado, ferro lavrado e os similares. O ferro fundido adequado pode incluir ferro fundido maleável ou ferro fundido dúctil. Outras inserções de ferro adequadas incluem ferro tratado, independente de seu processo de fabricação. Os ferros tratados adequados podem incluir ferro fosfatado, ferro nitretado, ferro tratado termicamente, e os similares. Alguns aços podem ser usados em vários exemplos. O aço pode ter quantidades de carbono e/ou de cromo controladas, assim como uma razão controlada de martensita em relação à estrutura de cementita. A seleção do conteúdo/teor de liga pode controlar a rigidez, e, portanto o desempenho da inserção de condicionamento. Em outros exemplos, a inserção de condicionamento pode incluir um metal não ferroso

[074] Em outros exemplos, uma inserção de condicionamento adequada pode incluir uma matriz não metálica, tal como cerâmica ou um polímero, preferivelmente com um aglutinante metálico. Por exemplo, um disco de pó de ferro ou uma cerâmica preenchida com aglutinante de ferro podem ser usados. O ferro pode ser o mesmo, ou diferente, a partir dos tipos de ferro adequados identificados. O conteúdo/teor de aglutinante pode ser selecionado com base pelo menos em parte no desempenho desejado da inserção de condicionamento. O conteúdo/teor de aglutinante pode ser expresso como uma razão do material metálico para a material matriz em volume ou em peso. Em vários exemplos, uma razão adequada pode estar em uma taxa de menos do que 50% em peso, em uma taxa a partir de cerca de 51% a cerca de 75% em peso, a partir de cerca de 76% a 90% em peso, ou maior do que 91% em peso. Por exemplo, uma formulação adequada pode ser de 90 gramas de pó de ferro por 10 gramas de matriz cerâmica. Os materiais cerâmica/ferro podem ser misturados, comprimidos, e sinterizados a uma alta temperatura para formar uma inserção de condicionamento sólida. A distribuição de tamanho de pó e de tamanho de grão também pode ser controlada para afetar o desempenho. As médias de tamanho de pó adequadas podem ser na taxa de menos do que 100 micrometros, em uma taxa a partir de cerca de 101 micrometros a cerca de 250 micrometros, em uma taxa a partir de cerca de 251 micrometros a cerca de 500 micrometros, ou maior do que cerca de 501 micrometros. A distribuição de tamanho de grão pode ser em uma taxa a partir de cerca de 0.5 a cerca de 1, a partir de cerca de 1 a cerca de 2, ou maior do que cerca de 2 como uma distribuição em relação ao tamanho médio de partícula. A morfologia das partículas pode ser selecionada a partir de formatos adequados. Os formatos adequados podem incluir esféricos, ovóides, irregular, flocos, e poligonais. Em alguns exemplos quanto maior a área de superfície da partícula, menor é a friabilidade da inserção de condicionamento; e em outros exemplos, as partículas mais afiadas proporcionam uma fricção e condicionamento mais agressivos do que as partículas mais suaves e mais arredondadas. A rigidez do material selecionado como o pó aglutinante, em combinação com o conteúdo de aglutinante, e a morfologia da partícula pode contribuir com o desempenho da inserção de condicionamento. Em um exemplo, a inserção de condicionamento de roda pode ser formada com um material relativamente mais rígido e/ou mais abrasivo do que o material de fricção. Por exemplo, a inserção de condicionamento de roda pode ser formada com um material com propriedades abrasivas adequadas para a inserção de condicionamento de roda. Uma vez que o dispositivo de fricção pode ser aplicado à superfície de uma roda, a inserção de condicionamento de roda esfrega contra a superfície da roda. As propriedades abrasivas da inserção condicionam a superfície de roda no que diz respeito à prevenção, redução, ou remoção de defeitos.

[075] Embora várias inserções de condicionamento de roda sejam mostradas, outros exemplos podem ter um número diferente (por exemplo, mais ou menos) de inserções de condicionamento de roda utilizada ao longo do lado de aro algo que é determinante em referência aos parâmetros específicos de aplicação. Adicionalmente, em outros exemplos, essas inserções podem ter um formato diferente de retangular e selecionado para condicionar o aro de roda. Outros formatos adequados podem ser selecionados com referência ao desempenho desejado, mas os formatos poligonais e ovóides podem ser amplamente úteis no que diz respeito aos tipos de uso. A superfície de condicionamento de roda pode remover imperfeições a partir da roda quando em uso e/ou pode transmitir uma camada de revestimento sobre a subsequente superfície de condicionamento. O formato das inserções, o número de inserções, o material de inserção, e outros fatores (tais como volume, peso, densidade, e finalidade da aplicação) podem ser selecionados para alcançar e conseguir um efeito desejado e proporcional a partir da inserção.

[076] Com referência agora a Figura 9 como um exemplo exemplar, um ou mais espaços vazios 60 podem ser formados no interior da estrutura de fricção. Cada um dos espaços vazios pode ser um volume inteiramente vazio e oco, alternativamente pode incluir outros materiais além daquele material compósito, podem ser cheios de gás (por exemplo, ar ou outros gases além de ar), ou podem não conter gás algum (por exemplo, vácuo). Nos exemplos onde o espaço vazio no material de fricção é cheio com um material aglutinante, os materiais aglutinantes de espaço vazios adequados podem incluir material metálico, inorgânico e orgânico. Os materiais metálicos adequados incluem metais relativamente mais macios. Os exemplos de metais podem incluir estanho, zinco,chumbo, alumínio, cobre e os similares, assim como as misturas, óxidos, e ligas dos mesmos. Os materiais inorgânicos adequados podem incluir silício e os óxidos com base em silício dos mesmos; e ainda outros materiais contendo molibdênio ou lítio em quantidades e localizações que lubrificam e/ou reduzem o desgaste. Um material de enchimento de espaço vazio adequado pode ser um material sólido com pressão extrema e/ou um lubrificante com extrema temperatura. Os lubrificantes adequados incluem grafite e/ou dissulfeto de molibdênio para proporcionar proteção sob cargas pesadas. Os lubrificantes sólidos podem ligar a superfície do metal e, desta forma reduzir ou prevenir o contato de metal com metal e a fricção e desgaste resultantes quando a película lubrificante se torna muito fina. Os aditivos sólidos como pó de cobre ou de cerâmica podem ser adicionados ao lubrificante para as aplicações em uma alta pressão estática e/ou alta temperatura, ou onde a corrosão pode ser algo preocupante. Esses compostos podem funcionar como um agente de liberação. Os materiais orgânicos adequados podem incluir materiais de carbono e materiais poliméricos.

[077] Os materiais poliméricos de enchimento de espaços vazios podem ser homogêneos ou podem ser polímeros compostos ou polímeros preenchidos. Esses polímeros preenchidos podem incluir metais, tais como aqueles usados para a inserção de condicionamento, mas em concentrações e/ou morfologias que diferem a partir das inserções de condicionamento. Em outros exemplos, os polímeros preenchidos que constituem o material de enchimento de espaço vazio podem incluir agregados não metálicos de tal maneira que o peso em geral da estrutura de fricção é menor do que um sem espaço vazio. Se um material de enchimento de espaço vazio relativamente mais rígido é desejado, partículas tais como carboneto de silício, óxido de alumínio ou partículas de óxido de silício podem ser usadas. Se um material de enchimento de espaço vazio relativamente mais macio é usado, então partículas de óxido de ferro ou de óxido de zinco podem ser usadas. A seleção de agregado de material de enchimento pode incluir as misturas de tipos de partículas, tamanhos de partículas, e distribuição de tamanho de partículas diferentes. O agente de ligação pode ser selecionado, assim como a concentração das partículas de material de enchimento, para controlar e para afetar a ação do material de enchimento de espaço vazio e/ou a estrutura de fricção sobre a respectiva superfície de roda, o peso em geral da estrutura de fricção, e os similares.

[078] Os espaços vazios podem constituir uma quantidade variável da superfície de trabalho da estrutura de fricção durante a vida útil do dispositivo de freio. Em um exemplo, a razão de superfície de trabalho (capaz de contatar a superfície de roda) e a área em corte cruzada do espaço vazio na superfície de trabalho e menor do que 5% (e em alguns casos zero em vários estágios da vida útil da estrutura de fricção), em uma taxa a partir de cerca de 6% a cerca de 10%, em uma taxa a partir de cerca de 11% a cerca de 25%, em uma taxa a partir de cerca de 26% a cerca de 50%, em uma taxa a partir de cerca de 51% a cerca de 70%, em uma taxa a partir de cerca de 71% a cerca de 80%, ou em uma taxa maior do que cerca de 81%.

[079] Em um exemplo, pode haver mais do que um espaço vazio. Em um exemplo, pode haver menos do que cerca de 50 espaços vazios. Note e observe que os espaços vazios podem ser espaçados em níveis de espessura diferentes na estrutura de fricção de tal maneira que uma estrutura de fricção não usada tem zero espaço vazio exposto, mas uma estrutura de fricção parcialmente ou totalmente usada tem alguma porcentagem da sua superfície de trabalho exposta aos espaços vazios (ausência de material de fricção). Em um exemplo, os espaços vazios são posicionados de modo que, conforme a estrutura de fricção se desgasta, diferentes locais da roda entram em contato com a estrutura de fricção devido ao posicionamento do espaço vazio, e, portanto, à exposição naquele ponto do ciclo de vida. Em um exemplo, os espaços vazios definem um canal que percorre o comprimento (ou a largura) do dispositivo de freio. Em alguns exemplos, o canal pode operar para permitir um fluxo de ar de resfriamento através da estrutura de fricção durante o uso, e pode proporcionar uma saída para material particulado e/ou água se tais se encontram presentes durante o uso.

[080] Os formatos adequados de espaço vazio podem ser circular, ovóide ou ovular, ou elíptico em um perfil ou formato em corte cruzado. Outros formatos de espaço vazio adequados podem incluir formatados como um T ou formatados com um X. Em um exemplo o espaço vazio é formatado como um cone, um hemisfério, uma esfera completa, um cilindro, um cubo ou um cubóide, um prisma triangular, uma pirâmide triangular, um prisma pentagonal, uma pirâmide pentagonal, um tetraedro, uma pirâmide hexagonal, um paralelepípedo, um hexágono, outro prisma, um toro, um elipsóide, um icosaedro, e os similares. Os espaços vazios podem ser formatados com base pelo menos em parte nos parâmetros específicos do uso final. Os formatos adequados podem ser poligonais. Em um exemplo, o formato pode ser capaz de reduzir algum do volume do material compósito de fricção com o objetivo de reduzir o desgaste aplicado à banda de rodagem da roda. O espaço vazio, conforme é aqui mostrado pode ser cônico ou afunilado, tendo uma área em corte cruzada maior na superfície de freio a qual afunila ou reduz para uma área em corte cruzada menor quando mais próximo da placa de apoio. O espaço vazio pode ser alongado em uma direção perpendicular ao eixo I-I. A orientação de um espaço vazio alongado pode ter um efeito técnico no que diz respeito à redução de desgaste ao longo de uma largura de uma banda de rodagem de roda.

[081] A presença de espaços vazios na estrutura de fricção pode diminuir a quantidade de desgaste que a pastilha de freio contribui para banda de rodagem de roda em alguns exemplos. O uso de alguns materiais de espaço vazio pode contribuir para o condicionamento, pode lubrificar, e/ou pode reduzir peso. Por intermédio da variação da quantidade relativa de área de superfície de trabalho disponível (superfície de freio) conforme a estrutura de fricção desgasta, a capacidade de frenagem da pastilha de freio pode ser controlada. Por exemplo, se o espaço(s) vazio(s) é/são formatados de tal maneira que o perfil em corte cruzado do espaço vazio diminui em resposta ao desgaste da estrutura de fricção, o resultado pode ser um aumento relativo na área de superfície de trabalho, e mais capacidade de frenagem disponível. Por outro lado, uma configuração pode ser selecionada de tal maneira que a área em corte cruzada de espaço vazio exposta aumenta em resposta ao desgaste, e que pode ter o efeito de reduzir uma capacidade de frenagem da pastilha de freio conforme a mesma é desgastada. Em um exemplo, a quantidade relativa da superfície de trabalho disponível permanece constante durante seu uso e independentemente da quantidade de desgaste. Mesmo conforme a área de superfície de trabalho permanece constante, a localização (ões) do(s) espaço(s) vazio(s) e o relativo padrão de desgaste causado por intermédio da superfície de trabalho complementar sobre a superfície da roda pode mudar.

[082] Em exemplos, para cada um dos espaços vazios, o material da estrutura de fricção pode definir uma abertura na superfície de freio, e uma ou m ais paredes laterais se estendendo a partir da abertura no material. Geralmente, os espaços vazios podem ser alinhados com a banda de rodagem de roda quando aplicado a roda conforme é aqui mostrado na Figuras 10 e 11. Os espaços vazios servem e funcionam para diminuir a quantidade de desgaste que o dispositivo de fricção contribui para a banda de rodagem de roda. Os espaços vazios carecem de material de fricção nas suas respectivas localizações, e esta carência de material de fricção previne a banda de rodagem de roda a partir de continuamente se desgastar quando o dispositivo de fricção é aplicado na roda. As aberturas de espaço vazio conforme aqui mostradas são substancialmente circulares, ovais, ou elípticas no seu formato, mas em outros exemplos os espaços vazios (aberturas e/ou paredes laterais/ interiores) podem assumir qualquer formato, tal como poligonal, capaz de reduzir algum do volume de material de fricção com o objetivo de reduzir o desgaste aplicado à banda de rodagem de roda. Os espaços vazios, conforme mostrados podem ser cônicos ou afunilados, tendo uma área em corte cruzada maior na superfície de freio a qual afunila ou reduz para uma área em corte cruzada menor mais próximo a placa de apoio. Na Figura 9, os espaços vazios são mostrados com uma inserção de condicionamento de roda retangular 40, todavia, os espaços vazios podem ser usados em conjunto com inserções de condicionamento com o formato de um T ou outras inserções. Em outro exemplo, um dispositivo de fricção inclui um ou mais espaços vazios, mas, carece de quaisquer inserções de condicionamento. É aqui contemplado que as características adicionais do dispositivo de fricção aqui descrito podem ser utilizadas em qualquer combinação funcional em um dispositivo de fricção.

[083] Em exemplos, uma área da abertura de cada um dos pelo menos um dos espaços vazios (ou das respectivas áreas de todos os espaços vazios), coincidente com a superfície de frio, é a partir de 2% a 6% de toda a área da superfície de freio. Em outro exemplo, a área da abertura de cada um dos pelo menos um dos espaços vazios (ou das respectivas áreas de todos os espaços vazios), coincidente com a superfície de frio, é a partir de 3% a 4% de toda a área da superfície de freio. Aproximadamente, isso reflete a geometria ilustrada no exemplo da Figura 9 como algo representativo de um exemplo de uma possível aplicação (onde há a carência de algum material da superfície de freio/interface de roda, para se conseguir as funções conforme aqui declarado, ao passo que o dispositivo de fricção em geral ainda proporciona um nível típico desejado de interação de fricção com uma roda para uma frenagem).

[084] As Figuras 10-12 mostram um exemplo de um dispositivo de fricção que inclui a porção de volume estendido, projeções, uma inserção de condicionamento de roda 40, e pelo menos um espaço vazio, conforme é aqui acima descrito. Conforme é aqui mostrado nas Figuras 10 e 12, as projeções contatam o flange de roda, e conforme é aqui mostrado na Figura 11, a porção de volume estendido e a região de contato de flange podem contatar o flange de roda (por exemplo, a raiz de flange e as regiões superiores do flange). O contato entre os respectivos elementos alinham o dispositivo de fricção com a roda de uma maneira designada e controlada. Por exemplo, conforme é aqui mostrado na Figura 11, a inserção de condicionamento de roda pode ser alinhada com o aro de roda de tal maneira que a inserção de condicionamento de roda condiciona o aro de roda durante o uso. O(s) espaço(s) vazio(s) e uma maioria da superfície de freio são alinhados com a banda de rodagem de roda para prevenir o excesso de condicionamento da banda de rodagem de roda ao passo que ainda aplicando uma força de freio designada/desejada à roda quando o dispositivo de fricção é acionado. Conforme é aqui mostrado na Figura 12, o alinhamento facilitado por intermédio da porção de volume estendido e pelas projeções acarreta no dispositivo de fricção permanecendo contra a superfície de roda sem saliências. Uma pequena porção 110 do aro de roda pode ser exposta próxima ao lado de aro da estrutura de fricção, ainda mais demonstrando a carência da saliência.

[085] Conforme aqui discutido, pode ser algo desejável mitigar ou prevenir a migração lateral de um dispositivo de fricção em relação a uma roda ao longo do tempo, para evitar ou para reduzir a degradação do dispositivo de fricção e/ou da roda e para manter uma qualidade desejada e consistente do desempenho da frenagem. Isto pode ser alcançado e conseguido por intermédio da provisão de um dispositivo de fricção formatado ou “extra largo” de acordo com um ou mais exemplos da invenção, conforme é aqui estabelecido. Por exemplo, os exemplos do assunto em questão aqui descritos se referem aos dispositivos de fricção que têm uma porção de volume estendido do material de fricção que é contornado para complementar um contorno de um flange da roda. A porção de volume estendido pode contatar mecanicamente o flange quando o dispositivo de fricção é aplicado contra a roda. Diferente de outros dispositivos de fricção, o engaje complementar entre a porção de volume estendido e o flange pode prevenir ou pode mitigar a migração lateral do dispositivo de fricção por toda a roda com flange. Isto pode manter o alinhamento apropriado de frenagem e o condicionamento de superfícies contra a banda de rodagem de roda, o flange de roda, e/ou o aro de roda, reduzindo o desgaste do dispositivo de fricção e/ou da roda no que diz respeito ao uso repetitivo em relação a outros dispositivos de fricção que sofrem migração lateral.

[086] Em um exemplo, um dispositivo de fricção (por exemplo, uma pastilha de freio) inclui uma placa de apoio e uma estrutura de fricção (por exemplo, uma sapata de freio). A placa de apoio pode interfacear com um acionador de freio de um veículo que tem uma roda com um flange de roda e uma banda de rodagem de roda. A estrutura de fricção é fixada ou é acoplada a placa de apoio e compreende um material de fricção. A estrutura de fricção tem um lado de flange longitudinal, um lado de aro longitudinal, e duas extremidades opostas e define uma superfície de freio para engajar a roda. A estrutura de fricção inclui uma porção de banda de rodagem no lado de aro longitudinal e uma porção de engaje de flange no lado de flange longitudinal. A porção de engaje de flange é fixada a porção de banda de rodagem e define uma região de contato de flange da superfície de freio que pode pelo menos parcialmente engajar o flange pelo menos durante o uso inicial do dispositivo de fricção com a roda. (isto é, a porção de engaje de flange engaja o flange ambos: quando o dispositivo de fricção é inicialmente usado com um tipo designado de roda e quando o dispositivo de fricção é usado subsequentemente). Por exemplo, a região de contato de flange pode ser formatada de forma complementar em um formato de pelo menos parte do flange, para que a porção de engaje de flange engaje o flange durante o uso. Uma espessura máxima da porção de engaje de flange no lado de flange longitudinal da estrutura de fricção, antes do uso, é a partir de 30% a 75% de uma espessura máxima da porção de banda de rodagem.

[087] Em um exemplo, um dispositivo de fricção (por exemplo, pastilha de freio) inclui uma placa de apoio e uma estrutura de fricção (por exemplo, sapata de freio). A placa de apoio pode interfacear com um acionador de freio de um veículo que tem uma roda com um flange de roda e uma banda de rodagem de roda. A estrutura de fricção é fixada ou é acoplada a placa de apoio e compreende um material de fricção. A estrutura de fricção tem um lado de flange longitudinal, um lado de aro longitudinal, e duas extremidades opostas e define uma superfície de freio para engajar a roda. A estrutura de fricção inclui uma porção de banda de rodagem no lado de aro longitudinal e uma porção de engaje de flange no lado de flange longitudinal. A porção de engaje de flange é fixada a porção de banda de rodagem e define uma região de contato de flange da superfície de freio que pode pelo menos parcialmente engajar o flange pelo menos durante o uso inicial do dispositivo de fricção com a roda. (Por exemplo, a região de contato de flange pode ser formatada de forma complementar em um formato de pelo menos parte do flange, para que a porção de engaje de flange engaje o flange durante o uso.). Uma espessura máxima da porção de engaje de flange no lado de flange longitudinal da estrutura de fricção, antes do uso, é a partir de 30% a 75% de uma espessura máxima da porção de banda de rodagem, uma largura máxima da porção de banda de rodagem entre o lado de aro longitudinal e a porção de engaje de flange é igual à largura da banda de rodagem de roda.

[088] Em um exemplo, um dispositivo de fricção (por exemplo, pastilha de freio) inclui uma placa de apoio e uma estrutura de fricção (por exemplo, sapata de freio). A placa de apoio pode interfacear com um acionador de freio de um veículo que tem uma roda com um flange de roda e uma banda de rodagem de roda. A estrutura de fricção é fixada ou é acoplada a placa de apoio e compreende um material de fricção. A estrutura de fricção tem um

[089] lado de flange longitudinal, um lado de aro longitudinal, e duas extremidades opostas e define uma superfície de freio para engajar a roda. A estrutura de fricção inclui uma porção de banda de rodagem no lado de aro longitudinal e uma porção de engaje de flange no lado de flange longitudinal. A porção de engaje de flange é fixada a porção de banda de rodagem e define uma região de contato de flange da superfície de freio que pode pelo menos parcialmente engajar o flange pelo menos durante o uso inicial do dispositivo de fricção com a roda. (Por exemplo, a região de contato de flange pode ser formatada de forma complementar em um formato de pelo menos parte do flange, para que a porção de engaje de flange engaje o flange durante o uso.). Uma espessura máxima da porção de engaje de flange no lado de flange longitudinal da estrutura de fricção, antes do uso, é a partir de 40% a 60% da espessura máxima da porção de banda de rodagem.

[090] Em um exemplo, um dispositivo de fricção (por exemplo, pastilha de freio) inclui uma placa de apoio e uma estrutura de fricção (por exemplo, sapata de freio). A placa de apoio pode interfacear com um acionador de freio de um veículo que tem uma roda com um flange de roda e uma banda de rodagem de roda. A estrutura de fricção é fixada ou é acoplada a placa de apoio e compreende um material de fricção. A estrutura de fricção tem um

[091] lado de flange longitudinal, um lado de aro longitudinal, e duas extremidades opostas e define uma superfície de freio para engajar a roda. A estrutura de fricção inclui uma porção de banda de rodagem no lado de aro longitudinal e uma porção de engaje de flange no lado de flange longitudinal. A porção de engaje de flange é fixada a porção de banda de rodagem e define uma região de contato de flange da superfície de freio que pode pelo menos parcialmente engajar o flange pelo menos durante o uso inicial do dispositivo de fricção com a roda. (Por exemplo, a região de contato de flange pode ser formatada de forma complementar em um formato de pelo menos parte do flange, para que a porção de engaje de flange engaje o flange durante o uso.). Uma espessura máxima da porção de engaje de flange no lado de flange longitudinal da estrutura de fricção, antes do uso, é a partir de 40% a 60% da espessura máxima da porção de banda de rodagem, uma largura máxima da porção de banda de rodagem entre o lado de aro longitudinal e a porção de engaje de flange é igual a uma largura da banda de rodagem de roda

[092] Em qualquer um dos exemplos aqui acima mencionados de um dispositivo de fricção que tem uma estrutura de fricção com uma porção de banda de rodagem no lado de aro longitudinal e uma porção de engaje de flange no lado de flange longitudinal, pode ser o caso que todas ou pelo menos uma parte externa da porção de engaje de flange (conforme é definido ao longo do lado de flange longitudinal) não seja suportada por intermédio da placa de suporte.

[093] Em outro exemplo, um dispositivo de fricção (por exemplo, pastilha de freio) inclui uma placa de apoio e uma estrutura de fricção (por exemplo, sapata de freio). Fixada ou acoplada à placa de apoio. A placa de apoio pode interfacear com um acionador de freio de um veículo que tem uma roda com um flange de roda e uma banda de rodagem de roda. A estrutura de fricção tem um lado de flange longitudinal, um lado de aro longitudinal, e duas extremidades opostas e define uma superfície de freio para engajar a roda. A estrutura de fricção inclui uma porção de banda de rodagem compreendendo um material de fricção no lado de aro longitudinal e uma porção de volume estendido do material de fricção no lado de flange longitudinal. A porção de volume estendido define uma região de contato de flange da superfície de freio que pode pelo menos parcialmente engajar o flange pelo menos durante o uso inicial do dispositivo de fricção com a roda. (Por exemplo, a região de contato de flange pode ser formatada de forma complementar em um formato de pelo menos parte do flange, para que a porção de engaje de flange engaje o flange durante o uso.).

[094] Em um exemplo, um dispositivo de fricção (por exemplo, pastilha de freio) inclui uma placa de apoio e uma estrutura de fricção (por exemplo, sapata de freio). A estrutura de fricção pode interfacear com um acionador de freio de um veículo que tem uma roda com um flange de roda e uma banda de rodagem de roda. A estrutura de fricção compreende um material de fricção, e tem um lado de flange longitudinal, um lado de aro longitudinal, e duas extremidades opostas. A estrutura de fricção define uma superfície de freio para engajar a roda. A estrutura de fricção inclui uma porção de volume estendido do material de fricção no lado de flange longitudinal, a qual define uma região de contato de flange da superfície de freio que pode pelo menos parcialmente engajar o flange pelo menos durante o uso inicial do dispositivo de fricção com a roda. (Por exemplo, a região de contato de flange pode ser formatada de forma complementar em um formato de pelo menos parte do flange, para que a porção de volume estendido engaje o flange durante o uso.).

[095] A placa de apoio pode não ter flange (por exemplo, não incluir um flange), e/ou o lado de flange longitudinal da estrutura de fricção pode ser dimensionado para terminar não mais do que na parte superior do flange de roda quando o dispositivo de fricção é instalado para o uso inicial com a roda. Uma espessura máxima da estrutura de fricção no lado de flange longitudinal da estrutura de fricção, antes do uso, pode ser a partir de 30% a 75% de uma espessura máxima de uma porção de banda de rodagem da estrutura de fricção que pode contatar a banda de rodagem de roda quando as pastilhas de freio são acionadas. A estrutura de fricção pode incluir a porção de banda de rodagem de roda e a porção de volume estendido com as duas compreendendo um bloco monolítico do material de fricção. Pelo menos uma parte externa da porção de volume estendido (na direção do flange) pode não ser suportada pela placa de suporte.

[096] A espessura máxima da estrutura de fricção no lado de flange longitudinal da estrutura de fricção, antes do uso, pode ser a partir de 40% a 60% da espessura máxima da porção de banda de rodagem da estrutura de fricção. A região de contato de flange da superfície de freio pode inicialmente ser formatada de uma forma complementar em um formato de uma raiz de flange em uma área de contato de engajamento entre a porção de volume estendido e a raiz de flange. O dispositivo de fricção pode adicionalmente incluir pelo menos uma projeção se estendendo a partir da porção de volume estendido do material de fricção. A pelo menos uma projeção é formatada de uma forma complementar em um formato de uma raiz de flange em uma localização de contato de engaje entre a pelo menos uma a projeção e o flange e a raiz de flange. A pelo menos uma projeção pode incluir uma pluralidade de projeções sobre a porção de volume estendido do material de fricção, uma ou mais projeções podem ter uma primeira porção formatada mais próximo da placa de apoio e uma segunda porção diferentemente formatada mais próxima a superfície de freio, por exemplo, a primeira porção formatada pode ser diferentemente afunilada do que o afunilamento da segunda porção formatada.

[097] O dispositivo de fricção pode incluir pelo menos uma inserção de condicionamento de roda disposta no interior do material de fricção e compreendendo um material diferente daquele do material de fricção. A pelo menos uma inserção de condicionamento de roda pode ter uma porção alongada que é deslocada a partir de um eixo longitudinal central da superfície de freio e repousa adjacente e geralmente paralelo ao lado de aro longitudinal da estrutura de fricção. Uma totalidade da pelo menos uma inserção de condicionamento de roda pode ser deslocada a partir do eixo longitudinal central do dispositivo de fricção e repousar adjacente e geralmente paralelo ao lado de aro longitudinal do material de fricção. A pelo menos uma inserção de condicionamento de roda pode ter, geralmente, um formato na forma de um T em relação à superfície da inserção que é paralela a superfície de freio e inclui uma primeira porção alongada que é deslocada a partir de um eixo longitudinal central da superfície de freio e repousa adjacente e geralmente paralela ao lado de aro longitudinal da estrutura de fricção, e uma segunda porção alongada substancialmente perpendicular a primeira porção e se estendendo em um sentido ao lado de flange longitudinal da estrutura de fricção. A pelo menos uma inserção de condicionamento pode incluir uma pluralidade de inserções de condicionamento de roda dispostas no interior do material de fricção. Uma totalidade de cada uma das inserções de condicionamento de roda pode ser deslocada a partir de um eixo longitudinal central do dispositivo de fricção e repousam adjacentes e geralmente paralelas ao lado de aro longitudinal da estrutura de fricção.

[098] A estrutura de fricção pode definir pelo menos um espaço vazio no material de fricção. Cada um dos espaços vazios pode ser definido por uma abertura na estrutura de fricção coincidente com a superfície de freio e com uma ou mais paredes laterais se estendendo na estrutura de fricção para baixo a partir da abertura. Por exemplo, a abertura pode ter um formato oval, circular, ou poligonal.

[099] Um dispositivo de fricção (por exemplo, uma pastilha de freio) pode incluir uma estrutura de fricção (por exemplo, uma sapata de freio) que tem uma superfície de freio, parte da qual (por exemplo, uma região de banda de rodagem) pode engajar uma banda de rodagem de uma roda para desacelerar ou para parar o movimento da roda. A estrutura de fricção pode incluir uma porção de volume estendido disposta ao longo de um lado de flange longitudinal da estrutura de fricção. Uma superfície de contato da porção de volume estendido pode ser complementar a um contorno de um flange de da roda adjacente a banda de rodagem, e a superfície de contato pode engajar o flange quando a estrutura de fricção é aplicada contra a roda.

[0100] O dispositivo de fricção pode incluir uma placa de apoio adaptada para interfacear com um acionador de freio (por exemplo, um cabeçote de freio) de um veículo que inclui a roda. A estrutura de fricção pode ser presa na placa de apoio. A superfície de contato da porção de volume estendido pode ser angulada em relação a região de banda de rodagem. A superfície de contato pode ser arqueada, poligonal, formatada como um S, ou multiplamente segmentada. A porção de volume estendido pode incluir uma superfície exposta que se estende acima do flange da roda quando a estrutura de fricção é aplicada contra a roda. A estrutura de fricção pode incluir pelo menos uma projeção se estendendo a partir da porção de volume estendido. A superfície de contato da porção de volume estendido pode ser disposta entre a pelo menos projeção da superfície de freio.

[0101] A pelo menos uma projeção pode ter um formato que é complementar ao flange e pode contatar o flange quando a estrutura de fricção é aplicada contra a roda. Cada uma das projeções da pelo menos uma projeção pode ter uma porção com um formato retangular na forma de um paralelepípedo conectado a uma porção em forma de cunha. A porção em forma de cunha pode ser disposta entre a superfície de contato e a porção com um formato retangular na forma de um paralelepípedo. A porção em forma de cunha pode afunilar a partir da porção com um formato retangular na forma de um paralelepípedo até a superfície de contato. O dispositivo de fricção pode incluir pelo menos uma inserção de condicionamento de roda disposto no interior da estrutura de fricção ao longo da superfície de freio. A pelo menos uma inserção de condicionamento de roda pode ser formada com um material diferente daquele da estrutura de fricção.

[0102] O dispositivo de fricção pode incluir pelo menos um espaço vazio disposto no interior da estrutura de fricção ao longo da superfície de freio.

[0103] Outro dispositivo de fricção (por exemplo, uma pastilha de freio) para o uso em um veículo pode incluir uma placa de apoio e uma estrutura de fricção (por exemplo, uma sapata de freio) disposta sobre a placa de apoio. A placa de apoio pode ser adaptada para interfacear com um acionador/sistema de freio (por exemplo, um cabeçote de freio) do veículo. A estrutura de fricção pode ser composta de um material de fricção que define uma superfície de freio. Uma região da estrutura de fricção pode engajar uma banda de rodagem de uma roda do veículo para desacelerar ou para parar o movimento da roda. A estrutura de fricção pode incluir uma porção de volume estendido disposta ao longo de um lado de flange longitudinal da estrutura de fricção. Uma superfície de contato da porção de volume estendido pode ser complementar a um contorno de um flange da roda adjacente a banda de rodagem. A superfície de contato pode engajar o flange quando a estrutura de fricção é aplicada contra a roda.

[0104] A superfície de contato da porção de volume estendido pode ser angulada em relação à região de banda de rodagem da superfície de freio. A superfície de contato pode ser arqueada, poligonal, no formato de um S, ou multiplamente segmentada. A porção de volume estendido pode incluir uma superfície exposta que se estende acima do flange da roda quando a estrutura de fricção é aplicada contra a roda. A estrutura de fricção pode incluir pelo menos uma projeção se estendendo a partir da porção de volume estendido. A superfície de contato da porção de volume estendido pode ser disposta entre a pelo menos uma projeção e a superfície de freio. A pelo menos uma projeção pode incluir múltiplas projeções alinhadas em uma fileira entre a placa de apoio e a superfície de contato da porção de volume estendido da estrutura de fricção.

[0105] A pelo menos uma projeção pode ter um formato que é complementar ao do flange e pode contatar o flange quando a estrutura de fricção é aplicada contra a roda. A dispositivo de fricção pode incluir (i) pelo menos uma inserção de condicionamento de roda no interior do material de fricção ao longo da superfície de freio e/ou (ii) pelo menos um espaço vazio disposto no interior do material de fricção ao longo da superfície de freio.

[0106] Outro dispositivo de fricção pode incluir uma estrutura de fricção. A estrutura de fricção pode incluir uma superfície de freio que tem uma porção de banda de rodagem que pode engajar uma banda de rodagem de uma roda para desacelerar ou para parar o movimento da roda. A estrutura de fricção pode incluir uma porção de volume estendido disposta ao longo de um lado de flange longitudinal da estrutura de fricção. A porção de volume estendido pode incluir uma superfície de contato que é angulada em relação a região de banda de rodagem e pode ser complementar a um contorno de um flange da roda adjacente a banda de rodagem. A superfície de contato pode engajar o flange quando a estrutura de fricção é aplicada contra a roda. A estrutura de fricção pode incluir pelo menos uma projeção se estendendo a partir da porção de volume estendido e pode engajar o flange quando a estrutura de fricção é aplicada contra a roda. A superfície de contato da porção de volume estendido pode ser disposta entre a pelo menos uma projeção e a região de banda de rodagem.

[0107] Um método para a formação de um dispositivo de fricção para o uso em um veículo pode incluir proporcionar uma placa de apoio adaptada para interfacear com um acionador de freio (por exemplo, uma pastilha de freio) do veículo, e dispõe um material de fricção por sobre a placa de apoio para formar uma estrutura de fricção que define uma superfície de freio para engajar uma roda do veículo. A estrutura de fricção pode incluir um lado de flange longitudinal, um lado de aro longitudinal, e duas extremidades opostas. Uma porção de volume estendido do material de fricção pode ser proporcionada sobre o lado de flange longitudinal para pelo menos parcialmente engajar um flange sobre a roda do veículo quando o dispositivo de fricção é aplicado contra a roda. A porção de volume estendido engajando o flange pode alinhar a superfície de freio da estrutura de fricção com uma banda de rodagem de roda da roda. A superfície de freio do dispositivo de fricção pode inicialmente ter um formato complementar a um formato do flange em uma localização de engaje de contato entre a porção de volume estendido e o flange. O método pode incluir proporcionar uma pluralidade de projeções sobre a porção de volume estendido do material de fricção. Pelo menos uma das projeções pode ter uma primeira porção formatada mais próximo da placa de apoio e uma segunda porção formatada mais próximo da superfície de freio. A primeira porção formatada pode ser diferentemente formatada a partir da segunda porção formatada. A primeira porção formatada pode ser diferentemente afunilada do afunilamento da segunda porção formatada

[0108] Um método para a formação de um dispositivo de fricção para o uso em um veículo pode incluir proporcionar uma placa de apoio conforme aqui descrito, e, separadamente a partir da placa de apoio, formar uma estrutura de fricção compreendendo um material de fricção que define uma superfície de freio para engajar a roda do veículo. Então, a estrutura de fricção é presa a placa de apoio, por exemplo, por intermédio do uso de um adesivo, por intermédio de compressão térmica, soldagem, etc.

[0109] Uma placa de apoio adequada (e mais geralmente, um dispositivo de fricção) pode não ter um flange, significando carente de um flange de metal no formato de um U ou de outro formato, fixado a ou de outra forma, sendo parte da placa de apoio, para envolver ao redor e para cima e sobre um flange de roda para fins de alinhamento. Por intermédio da omissão de um flange de alinhamento de metal, o dispositivo de fricção pode ser menos caro para sua fabricação ao passo que tem propriedades de frenagem intensificadas. Dependendo do formato e configuração em particular da roda com a qual o dispositivo de fricção é intencionado para uso, o dispositivo de fricção, adicionalmente a estrutura de fricção tendo uma porção de volume estendido, pode ser equipado com um flange de metal ou outras características de alinhamento suplementares, para o alinhamento do dispositivo de fricção com a roda durante seu uso.

[0110] As formas singulares “a”, “o”, “um” e “uma” incluem as referências plurais a não ser que o contexto dite claramente de outra forma. “Opcional” ou “opcionalmente” significa que o evento ou a circunstância subsequentemente descrita pode ou não ocorrer, e que a descrição pode incluir casos onde o evento ocorre e casos onde não ocorre. A linguagem de aproximação, conforme aqui usada por toda a especificação e reivindicações, pode ser aplicado para modificar qualquer representação quantitativa que poderia permissivamente variar sem resultar em uma mudança na função básica na qual a mesma pode ser relacionada. Em conformidade, um valor modificado por intermédio de um termo ou termos, tais como “a cerca de”, “substancialmente”, e “aproximadamente”, pode não ser limitado ao valor exato especificado. Em pelo menos alguns casos, a linguagem aproximada pode corresponder à precisão de um instrumento para medir o valor. Aqui e por toda a especificação e reivindicações, as limitações de taxa podem ser combinadas e/ou intercambiadas, tais taxas podem ser identificadas e incluem todas as subtaxas ali contidas a não ser que o contexto ou a linguagem indique de outra forma.

[0111] Os termos espaciais ou direcionais tais como “esquerdo/a”, “direito/a”, “interno/a”, “externo/a”, “acima/em cima”, “abaixo/embaixo”, e os similares, se referem à revelação conforme é mostrado nas Figura s dos desenhos e não devem ser considerados como limitantes uma vez que a revelação pode assumir várias orientações alternativas. Todos os números e taxas usados na especificação e nas reivindicações devem ser subentendidos como sendo modificados em todos os casos por intermédio do termo “a cerca de”. Por intermédio de “a cerca de” significa mais ou menos vinte e cinco por cento do valor declarado, tal como mais ou menos dez por cento do valor declarado. Todavia, isto não deveria ser considerado como limitante a qualquer análise dos valores sob a doutrina dos equivalentes. A não ser que indicado de outra forma, todas as taxas e razões aqui reveladas devem ser subentendidas como algo englobando os valores iniciais e finais de qualquer e de todas as subtaxas ou sub razões aqui sub somadas. Por exemplo, uma taxa ou razão declarada de “1 a 10” deveria ser considerada como incluindo qualquer e todas as sub taxas e sub razões entre (e incluindo) o valor mínino de 1 e o valor máximo de 10; isto é, todas as sub taxas e sub razões iniciando com um valor mínimo de 1 ou mais e finalizando com um valor máximo de 10 ou menos. As taxas e/ou as razões aqui reveladas representam os valores médios sobre a taxa ou a razão especificada.

[0112] Os termos “primeiro/a”, “segundo/a”, e os similares não são intencionados para se referir a qualquer ordem ou cronologia em particular, mas referem a condições, propriedades ou elementos diferentes. O termo “pelo menos” é sinônimo de “maior do que ou igual a”. O termo “não é maior do que” é sinônimo de “menor do que ou igual a”. Conforme é aqui usado, “pelo menos um dos (as)” é sinônimo de “um ou mais de”. Por exemplo, a frase “pelo menos um de A, B, e C” significa qualquer um de A, B ou C, ou qualquer combinação de qualquer dois ou mais de A, B, ou C. Por exemplo, “pelo menos um de A, B, ou C” inclui um ou mais de A só; um ou mais de B só; ou um ou mais de C só; ou um ou mais de a e um ou mais de B; ou um ou mais de A e um ou mais de C; ou um ou mais de B e um ou mais de C; ou um ou mais de todos A, B, e C. O termo “inclui”, “incluindo”, “ter”, e “tendo” são sinônimos de “compreende”.

[0113] Conforme são aqui usados, os termos “paralelos” ou “substancialmente paralelos” significam um ângulo relativo como entre dois objetos (se extenso a intersecção teórica), tal como objetos alongados e incluindo linhas de referência, isto é a partir de 0° a 5°, ou a partir de 0° a 3°, ou a partir de 0° a 2°, ou a partir de 0° a 1°, ou a partir de 0° a 0.5°, ou a partir de 0° a 0.25°, ou a partir de 0° a 0.1°, inclusive os valores citados. Conforme é aqui usado, os termos “perpendicular” ou “substancialmente perpendiculares” significam um ângulo relativo como entre dois objetos na sua intersecção real ou intersecção teórica sendo a partir de 85° a 95°, ou a partir de 87° a 93°, ou a partir de 88° a 92°, ou a partir de 89° a 91°, ou a partir de 89.5° a 90.5°, ou a partir de 89.75° a 90.25°, ou a partir de 89.9° a 90.1°, inclusive os valores citados.

[0114] Esta descrição por escrito usa exemplos para revelar as realizações da invenção, incluindo o melhor modo, e para permitir a um indivíduo com especialização ordinária na técnica praticar os exemplos, incluindo fazer e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e desempenhar quaisquer métodos incorporados. As reivindicações definem o escopo patenteável da revelação, e incluem outros exemplos que ocorrem para aqueles indivíduos com especialização ordinária na técnica. Tais outros exemplos são intencionados para estarem no interior do escopo das reivindicações se os mesmos têm elementos estruturais que não diferem a partir da linguagem literal das reivindicações, ou se os mesmos incluem elementos estruturais equivalentes com diferenças não substanciais a partir da linguagem literal das reivindicações.

Claims

Dispositivo de fricção caracterizado pelo fato que compreende:
uma placa de apoio configurada para interfacear com um acionador de freio de um veículo tendo uma roda com um flange de roda e uma banda de rodagem de roda; e
uma estrutura de fricção fixada a placa de apoio e compreendendo um material de fricção, a estrutura de fricção tendo um lado de flange longitudinal, um lado de aro longitudinal, e duas extremidades opostas e definindo uma superfície de freio para engajar a roda, e
a estrutura de fricção inclui uma porção de volume estendido do material de fricção no lado de flange longitudinal, a porção de volume estendido definindo uma região de contato de flange da superfície de freio que pode pelo menos parcialmente engajar o flange pelo menos durante o uso inicial do dispositivo de fricção com a roda.
Dispositivo de fricção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que a estrutura de fricção compreende uma porção de banda de rodagem configurada para alinhar com e contatar a banda de rodagem quando o dispositivo de fricção é acionado.
Dispositivo de fricção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que uma primeira espessura da estrutura de fricção no lado de flange longitudinal da estrutura de fricção é entre 40% a 60% de uma segunda espessura da porção de banda de rodagem
Dispositivo de fricção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que pelo menos parte da região de contato de flange da superfície de freio é complementarmente formatada ao formato de uma raiz de flange em uma área de contato de engajamento entre a porção de volume estendido e a raiz de flange.
Dispositivo de fricção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende:
pelo menos uma projeção se estendendo a partir da porção de volume estendido do material de fricção, em que a pelo menos uma projeção é formatada de forma complementar a um formato de pelo menos uma porção do flange.
Dispositivo de fricção de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato que a pelo menos uma projeção compreende uma pluralidade de projeções sobre a porção de volume estendido do material de fricção.
Dispositivo de fricção de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato que a pelo menos uma projeção tem uma primeira porção formatada mais próxima da placa de apoio e uma segunda porção diferentemente formatada mais próxima da superfície de freio.
Dispositivo de fricção de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato que a primeira porção formatada é diferentemente afunilada que um afunilamento da segunda porção formatada.
Dispositivo de fricção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende pelo menos uma inserção de condicionamento de roda disposta no interior da estrutura de fricção e compreendendo um material diferente daquele do material de fricção.
Dispositivo de fricção de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato que a pelo menos uma inserção de condicionamento de roda tem uma porção alongada que é deslocada a partir de um eixo longitudinal central da superfície de freio e repousa adjacente a e paralela ao lado de aro longitudinal da estrutura de fricção.
Dispositivo de fricção de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato que uma totalidade da pelo menos uma inserção de condicionamento de roda é deslocada a partir de um eixo longitudinal central do dispositivo de fricção e repousa adjacente e geralmente paralela ao lado de aro longitudinal do material de fricção
Dispositivo de fricção de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato que a pelo menos uma inserção de condicionamento de roda inclui uma primeira porção alongada que é deslocada a partir de um eixo longitudinal central da superfície de freio e uma segunda porção alongada perpendicular a primeira porção e se estendendo em um sentido ao lado de flange longitudinal da estrutura de fricção.
Dispositivo de fricção de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato que a pelo menos uma inserção de condicionamento de roda compreende uma pluralidade de inserções de condicionamento de roda dispostas no interior do material de fricção. em que uma totalidade de cada uma das inserções de condicionamento de roda é deslocada a partir de um eixo longitudinal central do dispositivo de fricção e repousa adjacente e geralmente paralelo ao lado de aro longitudinal da estrutura de fricção.
Dispositivo de fricção de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato que a estrutura de fricção define pelo menos um espaço vazio no material de fricção, o espaço vazio definido por uma abertura na estrutura de fricção coincidente com a superfície de freio e uma ou mais paredes laterais se estendendo na estrutura de fricção a partir da abertura.
Dispositivo de fricção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que a estrutura de fricção define pelo menos um espaço vazio no material de fricção, o espaço vazio definido por uma abertura na estrutura de fricção coincidente com a superfície de freio e uma ou mais paredes laterais se estendendo na estrutura de fricção a partir da abertura.
Dispositivo de fricção de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato que a abertura tem um formato oval, circular, ou poligonal.
Dispositivo de fricção caracterizado pelo fato que compreende:
uma placa de apoio configurada para interfacear com um acionador de freio de um veículo tendo uma roda com um flange de roda e uma banda de rodagem de roda; e
uma estrutura de fricção fixada a placa de apoio e compreendendo um material de fricção, a estrutura de fricção tendo um lado de flange longitudinal, um lado de aro longitudinal, e duas extremidades opostas e definindo uma superfície de freio para engajar a roda, e
a estrutura de fricção inclui uma porção de banda de rodagem no lado de aro longitudinal e uma porção de engaje de flange sobre o lado de flange longitudinal, a porção de engaje de flange fixada a porção de banda de rodagem e definindo uma região de contato de flange da superfície de freio que pode pelo menos parcialmente engajar o flange pelo menos durante o uso inicial do dispositivo de fricção com a roda, e
uma primeira espessura da porção de engaje de flange no lado de flange longitudinal da estrutura de fricção está em uma taxa a partir de cerca de 30% a cerca de 75% de uma segunda espessura da porção de banda de rodagem.
Dispositivo de fricção de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato que a primeira espessura da porção de engaje de flange no lado de flange longitudinal da estrutura de fricção, antes do uso, está a partir de 40% a 60% da segunda espessura da porção de banda de rodagem.
Dispositivo de fricção de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato que uma primeira largura da porção de banda de rodagem entre o lado de aro longitudinal e a porção de engaje de flange é igual a uma segunda largura da banda de rodagem.
Dispositivo de fricção caracterizado pelo fato que compreende:
uma placa de apoio configurada para interfacear com um acionador de freio de um veículo tendo uma roda com um flange de roda e uma banda de rodagem de roda; e
uma estrutura de fricção fixada a placa de apoio, a estrutura de fricção tendo um lado de flange longitudinal, um lado de aro longitudinal, e extremidades opostas, a superfície de fricção definindo uma superfície de freio para engajar a roda, e
a estrutura de fricção inclui uma porção de banda de rodagem compreendendo um material de fricção no lado de aro longitudinal e uma porção de volume estendido do material de fricção sobre o lado de flange longitudinal, a porção de volume estendido definindo uma região de contato de flange da superfície de freio que pode pelo menos parcialmente engajar o flange pelo menos durante o uso inicial do dispositivo de fricção com a roda.