BR112013029598A2

BR112013029598A2 - "discos de freio de roda"

Info

Publication number: BR112013029598A2
Application number: BR112013029598-8A
Authority: BR
Inventors: Matthias Niessner; Petter Seifert
Original assignee: Knorr-Bremse System Für Nutzfahrzeuge Gmbh
Priority date: 2011-05-26
Filing date: 2012-05-23
Publication date: 2020-11-17
Also published as: US20140131152A1; US8967341B2; DE102011102518A1; EP2715180A2; RU2013157339A; WO2012160094A3; CN103562588A; RU2581635C2; KR20140026484A; JP6012717B2; JP2014518995A; WO2012160094A2; CN103562588B; KR102011158B1; EP2715180B1

Abstract

DISCOS DO FREIO DE RODA. A presente invenção refere-se a discos do freio de roda que em ambos os lados estão dispostos em um corpo da roda (1) de uma roda ferroviária e fixados por meio de parafusos de passagem (3), sendo que a cabeça de parafuso (4) de cada parafuso de passagem (3) se encontra em um escareamento (6) de um disco do freio de roda (2), e uma porca (5) aparafusada no parafuso de passagem (3) se encontra em um escareamento (6) do outro disco do freio de roda (2), apoiando-se respectivamente no fundo do escareamento indiretamente ou diretamente, sendo que cada escareamento (6) apresenta um corte por baixo (8) que se estende até o fundo.

Description

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1/G ',

Relatório Des,critivo da Patente de lnvenção para "DlSCOS DQ FREIO DE RODA". A presente invenção refere-se a discos do freio de roda de acor- do com o preâmbulo da reivindicaçâo 1. .5 Em rodas ferroviárias conhecidas, os discos do freio de roda co- nectados em ambos os lados ao corpo da roda são fixados por meio de um grande número de parafusos de passagem distribuídos sobre a circunferên- cia, sendo que eles atravessam o corpo da roda encontrando-se com sua respectiva cabeça em um escareamento de um disco do freio de roda e com 10 uma porca aparafusada em um escareamento do outro disco do freio de ro- da- A ligação dos discos do freio de roda ao corpo de roda pode acontecer na região de um cubo da roda, de uma nervura de roda ou de uma coroa de roda.

Em discos do freio de roda modernos eficientes consagrou-se o " 15 aparafusamento direto dos dois discos do freio de roda çontra a nervura.

No dimensionamento do aparafusamento almeja-se um comprimento de parafu- so maior possível o que se consegue através do uso de buchas abaixo da cabeça de parafuso ou sob a cabeça de parafuso e a porca- Também é conhecido, no lugar das buchas ou adicionalmente, 20 colocar discos tensores na forma de molas de disco que servem para melho- rar a resiliência das partes escoradas para a compensação das deformações das partes aparafusadas condicionadas pelas freagens e impactos temporá- rios.

Porém, este efeito vàntajoso é Dbtido graças a efeitos negativos 25 que podem encurtar consideravelmente a vida útil da junção.

No caso de uso dos discos tensores multiplica-se o número das juntas aparafusadas e as- sim, possiveis valores de assentamento.

Além disso, os discos tensores restringem a temperatura de uso dos discos do freio de roda, uma vez que os discos tensores não podem ser 30 aquecidos acima das suas temperaturas de recozimento.

De outro modo perderiam seu efeito de mola e a vida útil do aparafusamento seria reduzida.

O uso de discos tensores também aumenta o número dos componentes a

2/€ ·' t serem montados, fato este que aumenta consideravelmente o risco de uma montagem errada.

Alêm disso, o uso de discos tensores exige um diâmetro relati- vamente grande do escareamento, o que restringe as possibilidades de uso 5 de revestimentos sinterizados rígidos ou flexiveis com elementos de fricção pequenôs, em eqpecia{ por que os elementos de fricção podem ficar presos na borda de furos, podendo ser danificados.

Para a minimização do diâmetro do furo, de fato, já foi sugerido inserir no escareamento buchas prensadas, porém, neste caso o disco do 10 freio somente pode ser pouco solicitado terrnicamente, fato este que é a causa porque esta construção ríão se consagrou na prática, isto ê, não se impôs.

Alêm do aparafusamento propriamente dito, a maior parte dos discos do freio de roda possui elementos para a centralização no corpo da " 15 roda, por exemplo, na forma de buchas retidas nos furos de passagem do corpo da roda que respectivamente apresentam extremidades em forma de munhões que engrenam em ranhuras dos discos de fricção.

Em princípio, o diâmetro do respectivo escareamento deve ser o menor pcssivel, sendo que este sempre tem exatamente o tamanho onde 20 pode ser introduzida uma ferramenta para apertar o parafuso, ou em caso de uso dos discos tensores mencionados, estes possam dilatar-se, Por causa da abertura pequena para a superficie de fricção, o comportamento de fric- ção deve ser prejüdicado o mínimo possÍvei e ser impedida a aderência de elementos de revestimento- 25 O fundo do escareamento, via de regra, é executado com a mai- or rigidez possÍvel, isto é, a espessura do fundo em relação ao diâmetro do furo de passagem do respectivo disco do freio de roda é selecionado grande.

Nisso, a relação da metade da diferenca do diâmetro de escareamento cilín- . drico e furo de passagem para a espess.ura do fundo em junções sem discos 30 tensores ou elementos de mola preferencialmente é inferior a 1, fazendo com que seja obtida uma superfície de contato rigida, que praticamente não pode flexionar-se,

3/6 .J , Na freagem, o respectivo disco do freio de roda sofre um abaula- mento na seção transversal em virtude do aquecimento na superfície que pro- , duz um esforço por tração do parafuso de passagem, Na execução usual com fundo rigido resulta através do esforço indiretamente uma força adicional de 5" parafuso que resulta da deformação e do comprimento de aperto. O abaula- mento pode ser tão alto que a superficie de contato com a qual o disco do freio de roda encosta-se ao corpo da roda levanta- Além da força de tração que sur- ge devido ao abauiamento, também uma formaçâo de prato/proteção do disco do freio de roda que se forma durante a freagem ou em virtude de tensões na- lO turais exerce uma força adicional sobre o parafuso de passagem, A presente invenção tem a tarefa de aptimorar discos do freio de roda do gênero de tal modo que com a otimização da superficie de fricção a vida útil dos parafusos de passagem aumenta, e assim, a segurança opera- . cional da roda ferroviária como um todo é melhorada.

" 15 Esta tarefa é soIucionada por meio de discos do freio de roda com as características da reivindicação 1. Através da presente invenção é melhorada a flexibilidade dos componentes aparafusados, isto é, aumentada, fato este que reduz conside- ravelmente o esforço do parafuso e a vida útil dos parafúsos de passagem é 20 prolongada, sem apresentar as desvantagens existentes no uso dos discos tensores Olj de outros elementos. O diâmetro de furo do escareamento na superfície de fricção po- de ser mantido muito pequeno como foi até agora, e finajmente é determina- do pelo diâmetro da cabeça do parafuso ou da porca. 25 A relação da metade da diferença do diâmetro de escareamento na região do corte por baixo e furo de passagem para a espessura do fundo pode ser superior a 1, sendo que a espessura do fundo preferencialmente deve ser reduzida tanto que o esforço térmico e mecânico do disco do freio de roda nesta região ainda pode ser suportado duradouramente. A fim de 30 minimizar um efeito de entalhe, a transição do fundo do escareamento para a parte cilíndrica do corte por baixo deve acontecer através de um raio maior possivel.

r' 4/6 í) , Conforme mencionado, o disco do freio de roda conhecido sofre um abaulamento do centro para fora durante uma freagem, com um esforço . de tensão sobre os parafusos de passagem, ou ocorre uma formação de prato/proteção, com esforço de tração e flexâo para os parafusôs de passa- 5 gem. Graças a presente invenção, o fundo agora fiexivel pode flexionar-se elasticamente e age funcionaimente no sentido de um elemento de mola. Mesmo em esforços grandes, a região aparafusada do disco do freio de roda permanece essencialmente em contato com o corpo da roda. Devido à resiliência elevada, a força adicional dos parafusos é

P 10 reduzida essencialmente, e a vida útil da junção aparafusada é proíongada. Adicionalmente, a força adicional gerada através da dilatação térmica da região aparafusada é reduzida pelo fundo relativamente fino. Na totalidade resulta assim um aumento considerável da vida útil e uma melhoria da segu- rança operacional.

" 15 De resto, a presente invenção pode ser realizada com um dis- pêndio de produção pequeno, sendo que uma minimização de custos é obti- da peio fato de que podem ser dispensados componentes adicionais, tais como discos tensores ou elementos de mola. A presente invenção também é caracterizada peb fato de que 20 pode ser usada para todos qs tipos de discos do freio de roda, também junto com revestimentos de freios com elementos de fricção pequenos. De acordo com outro pensamento da presente invenção, a es- pessura de fundo pode ser parcialmente reduzida, sendo que para tal o fun- do apresenta um desbaste concêntrico no lado interno e/ou no lado externo. 25 Outras realizações vantajosas da presente invenção são carac- terizadas nas sub-reivindicações. Exêmplos de execução da presente invenção são descritos a seguir com a ajuda dos desenhos anexados. Eles mostram: 30 A figura 1 mostra um recorte parcial de uma roda ferroviária em uma seção transversal. As figuras 2 a 4 mostram respectivamente em se.ção transversal

+ 5/6 " i t 0 um exemplo de execução dô disco do freio de roda de acordo com a presen- te invenção.

. A figura 1 mostra em um recorte parcial uma roda ferroviària com um corpo da roda 1 que apresenta uma nervura 10 que se estende ra- S dialmente para dentro, onde são fixados em ambos os lados discos do freio de roda 2 por meio de parafusos de passagem 3. Para alojar a cabeça de , parafuso 4, por um lado, e uma porca 5, por outro lado, é previsto em cada disco do freio de roda 2 um escareamento 6 para cada parafuso de passa- gem 3, que se converte em um furo de passagem 12 voltado para a neNura 10 10, sendo que o fundo do escareamento 6 delimita um fundo 9 que por outro lado forma uma superfície de contato 11 que se encosta à nervura 10 do corpo da roda 1. De acordo com a presente invenção, cada escareamento 6 a- presenta um corte por baixo 8 que chega até o fundo, que para o lado afas-- ' 15 tado do corpo da roda 1 transforma-se em uma região cilindrica 7. que forma uma abertura de encaixe para o parafuso de passagem 3, e que parte de uma superficie de fricção 16 do disco do freio de roda 2. O diâmetro da região cilindricã 7 que é menor em comparação com o diâmetro dci corte por baixo 8, é escolhido para ser q menor possivel 20 e definido exclusivamente pela medida conjugada da cabeça de parafuso 4 ou da porca 5 e/ou de uma ferramenta com a qual o parâfuso de passagem 3 pode ser fixado. Como é claramente visível nas figuras, uma passagem 13 entre o fundo 9 e a parede do corte por baixo 8 é fortemente arredondada, a fim 25 de excluir ou minimizar um efeito de entalhe. Ao passo que a figura 2 mostra como detalhe uma seção transver- sal de um disco do freio de roda 2 como é visível na figura 1 em posição mon- tada, as figuras 3 e 4 mostram respectivamente úm outro exemplo de execução de um disco do freio de roda. Nq caso, o fundo 9 apresenta desbastes 14, 15 30 concêntricos que na variação mostrada na figura 3 é previsto nQ lado interno, isto é, voltado para o corte por baixo 8, ao passo que o desbaste 15 é disposto como ranhüra anelar no lado externo na superfície de contato 11.

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LISTA DE REFERÊNCIAS 1 Corpo da roda . 2 Disco do freio de roda 3' Parafuso de passagem S 4 Cabeça de parafuso 5 Porca 6 Escareamento 7 Região cilindrica 8 Corte por baixo

1..0 9 Fundo

10. Nervura 11 Superfície de contato 12 Furo de passagem 13 Passagem " 15 14 Desbaste 15 Desbaste 16 Superfície de fricçào

Claims

1/1 y' ,

REIVINDICAÇÕES 1- Discos do freio de roda que em ambos os lados estão dispos- . tos em um corpo da roda (1) de uma roda ferroviária e fixados por meio de parafuso de passagem (3), sendo que a cabeça de parafuso (4) de cada pa- 5 rafuso de passagem (3) se encontra em um escareamento (6) de um disco .do freio de roda (2), e uma porca (5) aparafusada no parafuso de passagem (3) se encontra em um escareamento (6) do outro disco do freio de roda (2), apoiando-se respectivamente no fundo do escareamento indiretamente ou diretamente, caracterizado pelo fato de que cada escareamento (6) apresen- IQ ta um corte por baixo (8) que se estende até o fundo.

2- Discos do freio de roda de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizados peio fato de que a relação da metade da diferença do diâmetro entre o corte por baixo (8) e um furo de passagem (12) para a espessura do fu'ndo(9)éz1. " 15

3. Discos do freio de roda de acordo com a reivindicaçâo 1 ou 2, caracterizados pelo fato de que a passagem do fundo do corte por baixo (8) para sua parede é arredondada.

4. Discos do freio de roda de acordo com uma das reivindica- ções anteriores, caracterizados pelo fato de que o fundo (9) no seu lado VOÍ- 20 tado para o corte por baixo (8) e/ou no lado afastado apresenta uma diminui- ção de espessura.

5. Discos do freio de roda de acordo com uma das reivindica- ções anteriores, caracterizados pelo fato de que a diminuição da espessura é formada por um desbaste (14, 15) concêntrico. 25 6. Discos do freio de roda de acordo com uma das reivindica- ções anteriores, caracterizados pelo fato de que o corte por baixo (8) no seu lado afastado para o furo de passagem (12) se transforma em uma região cilíndrica (7)-

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