PT1766258E

PT1766258E - Calço de travão para um travão de disco de um veículo, particularmente de um veículo ferroviário

Info

Publication number: PT1766258E
Application number: PT05759095T
Authority: PT
Inventors: Gabriel Mueller; Xaver Wirth
Original assignee: Knorr Bremse Systeme
Priority date: 2004-07-01
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2009-04-03
Also published as: CN1997838B; DE502005006703D1; ATE423923T1; ES2320154T3; WO2006002903A1; CN1997838A; EP1766258A1; EP1766258B1; JP2008504500A; US20080047790A1; JP5021468B2; DK1766258T3; HK1103116A1

Description

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DESCRIÇÃO "CALÇO DE TRAVÃO PARA UM TRAVÃO DE DISCO DE UM VEÍCULO, PARTICULARMENTE DE UM VEÍCULO FERROVIÁRIO" A presente invenção refere-se a um calço de travão para um travão de disco de um veículo, particularmente de um veículo ferroviário, de acordo com o conceito genérico da reivindicação 1.

Calços de travões deste género são conhecidos por exemplo pela EP 0784 761 BI. Agui cada um dos elementos de fricção apresenta um calço de fricção de um metal sinterizado, o qual em caso de travagem contacta friccionando o disco de travão.

Em princípio os calços de fricção de um metal sinterizado proporcionam consideráveis vantagens em relação a outros calços de fricção não metálicos. Isto refere-se principalmente a uma elevada resistência à temperatura bem como a prevenção e o incómodo do cheiro e do fumo. É no entanto desfavorável que os metais sinterizados aquando da travagem causam um chiar, principalmente devido à ligação material à placa de suporte, pela qual as oscilações que provocam o chiar podem surgir sem impedimentos.

Estes ruídos extremamente desagradáveis para os passageiros impedem uma vasta aplicação, principalmente no tráfego suburbano de pessoas. 2 Não obstante a muitos ensaios de misturas de materiais ou configurações construtivas dos calços de fricção não foram até à data encontradas soluções satisfatórias, as quais permitissem uma ampla utilização aceitável de calços de fricção metálicos.

Um calço de travão deste género é conhecido pela WO 03/098068 AI. Um elemento de fricção apresentado está apoiado num elemento de amortecimento formado por uma chapa elástica, apoiando-se este elemento de amortecimento na placa de suporte.

Na DE 197 09 962 Cl são mostrados e descritos elementos de fricção de um calço de travão, os quais são retidos na placa de suporte, respectivamente por meio de uma mola tensora em que a mola tensora se apoia no lado da placa de suporte oposto ao do elemento de fricção, enquanto que o próprio elemento de fricção se ajusta directamente à placa de suporte.

Da DE 33 33 670 AI é conhecido um travão com pinça flutuante para veículos motorizados, no qual para a atenuação do ruído estão entre o travão de disco e um suporte de travão, visto no sentido periférico do disco de travão, previstos esbarros flexíveis, particularmente de borracha ou de uma matéria sintética elástica tal como o elastómero, entre os lados frontais do calço de travão e os esbarros do suporte de travão. A presente invenção tem por objectivo desenvolver um calço de travão deste género, de modo que a sua aceitação na utilização seja melhorada. 3

Este objectivo é atingido por um calço de travao que apresenta as caracteristicas da reivindicação 1.

Segundo esta está em pelo menos um, de preferência em todos os elementos de fricção principalmente entre cada elemento de fricção e da placa de suporte, previsto um elemento amortecedor para a interrupção ou redução da transmissão de vibrações acústicas.

Devido a esta medida construtiva consegue-se que os elementos de fricção estejam, quanto às vibrações, desacoplados da placa de suporte. Comprovou-se de forma surpreendente que desta maneira já não surge o descrito chiar desagradável.

Contudo em principio são conhecidas camadas insonorizantes por exemplo de um elastómero em calços de travões para veículos motorizados. Através destas camadas geralmente não se efectua uma transmissão da potência do travão. Além disso não foi ponderada a utilização de elementos deste género em calços de travões deste tipo para veículos ferroviários os quais aquecem consideravelmente, e que numa placa de suporte de nível superior apresentam uma pluralidade de elementos de fricção com suportes de revestimento metálicos e revestimentos de metal sinterizado individuais. A invenção apresenta um calço de travão, o qual reúne as vantagens de um calço de fricção não metálico (supressão de ruídos chiantes) com a vantagem dos calços de fricção metálicos portanto de metal sinterizado, tais como: a mencionada elevada resistência à temperatura e a não existência do incómodo do cheiro e do fumo, sendo 4 particularmente garantida a elevada resistência à temperatura em conjunto com discos de travão de aço ou ferro cinzento.

Para transmitir as elevadas forças transversais que surgem aquando do processo de travagem, o elemento de amortecimento é fabricado em forma de uma camada de amortecimento de materiais que possam ser sujeitos a um esforço. Menciona-se como exemplo: tecidos de fios resistentes a elevadas temperaturas, dos quais podem ser fabricadas camadas individuais de tela tecida, colocadas umas sobre as outras; camadas de chapas metálicas finas colocadas umas sobre as outras; camadas de papeis de alta temperatura, os quais podem ser adquiridos no comércio até a uma resistência ao calor de 1200 0 Celsius, ou telas de arame. Não adequados são os elastómeros. A camada de amortecimento é de preferência composta por várias camadas de diferentes matérias-primas. Neste caso são dispostas alternadamente em camadas peças moldadas metálicas finas e camadas de amortecimento.

As peças metálicas moldadas são dimensionadas de tal modo que a sua frequência própria de oscilação corresponde aproximadamente à frequência do calço de travão que conduz ao ruído chiante A amplitude de oscilação excitada é consumida, por assim dizer, pelas camadas de amortecimento contíguas, sendo portanto "dizimada" a energia de oscilação.

Conforme a espessura das individuais camadas intermédias podem estar dispostas até 10 camadas intermédias 5 individuais, de preferência estão previstas entre 1 e 5 camadas intermédias.

As peças moldadas metálicas dentro de uma camada de amortecimento podem ser compostas por diferentes matérias-primas, por exemplo aço e cobre. Deste modo com a mesma geometria são alcançadas diferentes frequências próprias. É essencial que a camada de amortecimento seja no seu comportamento elástica ou quase elástica para alcançar um amortecimento das oscilações que provocam o chiar.

Principalmente em calços de travão, como os conhecidos da já mencionada EP 0 837 260 Bl, contudo também da EP 0 784 761 Bl ou da DE 197 09 962 Cl, a invenção pode ser realizada de forma particularmente eficaz.

Nestes calços de travão os calços de fricção estão com um lado posterior em forma de segmento esférico apoiados em rebaixos tipo calote adaptados a estes na placa de suporte, em que o metal sinterizado que forma o calço de fricção está ligado com uma placa de suporte do elemento, o qual apresenta o abaulamento em forma de circulo.

Esta placa de suporte de calço interior apresenta uma placa de ligação exterior adaptada a esta, a qual se situa na calote e entre as quais está disposta a camada de amortecimento para a atenuação. Esta camada de amortecimento tanto pode ser colocada de forma solta como também estar ligada com uma ou ambas as placas contíguas.

Quando uma força de pressão do revestimento por meio de um dispositivo de esforço de tensão bem como por meio de uma 6 força de fricção tangencial actuar sobre o elemento de fricção durante o processo de travagem, então a força resultante é através das superfícies esféricas conduzida radialmente para a placa de suporte. A camada de amortecimento quase elástica conduz a uma separação das peças metálicas com a consequente atenuação das oscilações excitadas que provocam o chiar.

Contudo mesmo aquando da não utilização de uma camada de amortecimento é alcançado um amortecimento das oscilações somente pela fricção das duas placas de suporte de elementos colocadas umas em cima das outras. 0 calço de travão de acordo com a invenção distingue-se além disso por uma construção muito simples, pelo que também os calços de travões já fornecidos e que se encontram montados em série podem ser reequipados. 0 princípio funcional do calço não é afectado pela configuração em camadas descrita. A vida útil de componentes subsequentes, como por exemplo molas de disco, com as quais os elementos de fricção estão no lado posterior ligados na placa de suporte, é aumentada pelo efeito do isolamento térmico existente da camada de amortecimento, pelo que resulta uma considerável redução dos custos de produção.

Outros desenvolvimentos favoráveis da invenção estão caracterizados nas reivindicações subsequentes.

Exemplos de realização da invenção são a seguir descritos na base dos desenhos anexos. 7

Mostram:

Figura 1 um recorte parcial de um calço de travão de acordo com o invento, visto de cima

Figuras 2 até 5 respectivamente diferentes exemplos de realização num recorte parcial do calço de travão, numa vista lateral cortada.

Na figura 1 é representado um calço de travão para um travão de disco de um veiculo, particularmente de um veiculo ferroviário, o qual apresenta uma placa de suporte 2, na qual estão fixados vários elementos de fricção 1, os quais aquando do accionamento do travão podem ser apertados contra a superfície de fricção de um disco de travão não representado. Neste caso cada elemento de travão 1 é composto por um suporte de calço 4, o qual está ligado com a placa de suporte 1, e um calço de fricção 3 ligado com o suporte de calço 4.

No exemplo de realização mostrado na figura 2, cada um dos elementos de fricção 1 está apoiado de forma basculante na placa de suporte 2, pelo que no suporte de calço 4 está ligada uma cavilha de ligação 8, a qual atravessa a placa de suporte 2 e que é retida no lado posterior por meio de uma mola, por exemplo uma mola de retenção, a qual, engatando na cavilha de ligação 8, se apoia na placa de suporte 2 .

Para um movimento limitado o elemento de fricção está apoiado numa calote 9 da placa de suporte 2, apresentando o elemento de fricção 1 para o efeito no seu lado voltado 8 para a placa de suporte 2 uma formaçao 10 configurada como segmento esférico.

Esta formação 10 que está aplicada na calote 9 da placa de suporte 2, está inserida uma placa de ligação 5, cujo contorno do corte transversal está ajustado à placa de suporte de calço 4.

Entre a placa de ligação 5 e a placa de suporte de calço 4 está disposta uma camada de amortecimento 6, ligada com a placa de ligação 5 e com a placa de suporte de calço 4, pela qual as oscilações que ocorrem aquando de um processo de travagem são pelo menos atenuadas de tal modo que já não ocorrem ruidos chiantes. A placa de ligação 5 e a placa de suporte de calço 4, sem a camada de amortecimento 6, formavam até à data uma unidade inteiriça. Como se comprovou de forma surpreendente, já a separação de materiais é suficiente, precisamente nesta placa de ligação 5 e na placa de suporte de calço 4, para interromper a ponte sonora que se forma no caso de uma peça inteiriça. Uma optimização do amortecimento é no entanto atingida pela inserção de uma camada de amortecimento 6.

Na figura 3 é mostrada uma variante de realização, na qual o elemento de fricção 1 é sustentado na placa de suporte 2 por uma placa de máscara 14, em que a placa de máscara 14 está ligada por rebites 12, 13 com a placa de suporte 2. O elemento de fricção 1 ajusta-se à placa de suporte 2, em que entre o suporte de calço 4, o qual acolhe o calço de fricção 3, e a placa de suporte 2 está disposta uma camada de amortecimento 6. 9

De modo a evitar uma transmissão de oscilações sonoras para a placa de máscara 14 e através dos rebites 12, 13 para a placa de suporte 2, está na zona de passagem do calço de fricção 3 pela placa de máscara 14 também disposta uma camada de amortecimento 11, a qual envolve o calço de fricção 3 pelo menos na zona de sobreposição contígua da placa de máscara 14.

Conforme a exigência podem no exemplo de realização representado ser dispostas camadas de amortecimento 6, 11 de forma solta ou ligadas de forma fixa com componentes contíguos.

Isto aplica-se de igual modo à camada de amortecimento 6, que é representada na figura 4, na variante de realização de um calço de travão.

Aqui o elemento de fricção 1 é sustentado na placa de suporte 2 por grampos de fixação 15, que se apoiam no suporte de calço 4 e sendo por outro lado firmemente ligados com a placa de suporte 2.

De resto o suporte de calço 4 está no seu lado oposto ao calço de fricção 3 guarnecido com um denteado radial, paralelo ou concêntrico, o qual engata em união positiva num apoio 16 adaptado a este contorno, o qual está firmemente ligado com a placa de suporte 2.

Entre o apoio 16 e o suporte de calço 4 encontra-se inserida a camada de amortecimento 6. Neste caso a camada de amortecimento 6 pode correspondentemente ao denteado ser moldada previamente. Aquando de uma correspondente escolha do material para a camada de amortecimento 6, a moldagem 10 também pode ser efectuada aquando da junção do elemento de fricção 1 com a placa de suporte 1. O exemplo mostrado na figura 5 corresponde essencialmente ao representado na figura 2. Contudo estão aqui instaladas várias, concretamente 2 camadas de amortecimento 6 espaçadas umas para com as outras e separadas por uma placa metálica 17 intercalada.

Cada uma das camadas de amortecimento, também nos exemplos de realização conforme as figuras 2 até 4, pode ser composta por várias camadas de diferentes matérias-primas, as quais entre outros podem ser compostas por diferentes metais. Também a placa metálica 17 que se encontra disposta entre duas camadas de amortecimento 6 pode ser composta por um material diferente do da placa de ligação 5 e do suporte de calço 4. 11

Lista dos números de referência 1 elemento de fricção 2 placa de suporte 3 calço de fricção 4 suporte de calço 5 placa de ligação 6 camada de amortecimento 7 mo la 8 cavilha de ligação 9 calote 10 configuração com forma de segmento esférico 11 camada de amortecimento 12 rebite 13 rebite 14 placa de máscara 15 grampo de fixação 16 apoio 17 placa metálica

Lisboa, 25 de Março de 2009

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Calço de travão de um travão de disco de um veículo ferroviário, com a) vários elementos de fricção (1) fixados numa placa de suporte (2), b) os quais apresentam respectivamente um suporte de calço (4) metálico e fixado neste um calço de fricção (3) metálico, em que c) entre cada elemento de fricção (1) e a placa de suporte (2) está para a redução de oscilações sonoras previsto um elemento de amortecimento caracterizado por d) o elemento de amortecimento ser composto por uma camada de amortecimento (6) atenuante de oscilações, resistente a temperaturas elevadas e transmissora de forças transversais, e) a qual é formada por várias camadas individuais de diferentes matérias-primas.

2. Calço de travão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material da camada de amortecimento (6) ser elástico ou quase elástico.

3. Calço de travão de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a camada de amortecimento (6) ser composta por tecidos resistentes a temperaturas elevadas, têxteis não tecidos ou similares.

4. Calço de travão de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado por entre duas camadas de amortecimento (6) estar disposta uma placa metálica (17). 2 Calço de travão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada camada de amortecimento (6) estar guarnecida com pelo menos uma camada de um metal. Calço de travão de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por cada camada metálica de uma camada de amortecimento (6) ser dimensionada de tal modo que a sua frequência de oscilação corresponda aproximadamente à frequência do calço de travão, a qual conduz a um ruido chiante.

7. Calço de travão de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por as camadas metálicas de cada camada de amortecimento (6) serem compostas por diferentes matérias-primas, de preferência por aço e cobre.

8. Calço de travão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada camada de amortecimento (6) apresentar até 10, de preferência 1 até 5 camadas individuais.

9. Calço de travão de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado por a camada de amortecimento (6) ser composta por uma malha de arame, camadas de chapas finas ou similares, de tecidos de fios resistentes a temperaturas elevadas e/ou de papéis resistentes a temperaturas elevadas.

10. Calço de travão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o elemento de amortecimento apresentar ainda uma placa de liqação (5), com a qual o elemento de fricção (1) se ajusta à placa de suporte (2) . 3

11. Calço de travão de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por a camada de amortecimento (6) estar disposta entre o respectivo suporte de calço (4) do respectivo elemento de fricção (1) e a placa de ligação (5) .

12. Calço de travão de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado por a camada de amortecimento (6) se situar solta entre o suporte de calço (4) e a placa de ligação (5).

13. Calço de travão de acordo com a reivindicação 1 ou 10, caracterizado por a camada de amortecimento (6) estar ligada com o suporte de calço (4) e/ou com a placa de ligação (5).

14. Calço de travão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a camada de amortecimento (6) estar assente directamente sobre a placa de suporte (2) e estar fixada a esta.

15. Calço de travão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a placa de suporte (2), associado a cada elemento de fricção (1), apresentar um apoio (16), ao qual o elemento de fricção (1) se ajusta resistente à torção e por união positiva.

16. Calço de travão de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o apoio (16) e o suporte de calço (4) do elemento de fricção (1) associado estarem 4 guarnecidos com denteados que engatam uns nos outros.

17. Calço de travão de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por entre os denteados estar disposta a camada de amortecimento (6).

18. Calço de travão de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por cada elemento de fricção (1) ser retido na placa de suporte (2) por uma placa de máscara (14), em que respectivamente entre o suporte de calço (4), o qual acolhe o calço de fricção (3), e a placa de suporte (2) bem como na zona de passagem do calço de fricção (3) através da placa de máscara (14) estar disposta respectivamente uma camada de amortecimento (11). Lisboa, 25 de Março de 2009