PT2300730E

PT2300730E - Pastilha de travão para um travão de disco e sistema de travagem

Info

Publication number: PT2300730E
Application number: PT09777144T
Authority: PT
Inventors: Herbert Freudenberg
Original assignee: Becorit Gmbh
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2009-07-13
Publication date: 2014-03-17
Also published as: WO2010009824A1; PT2713074E; DE202008011336U1; EP2713074B1; CN102105718B; CN103398120A; ES2452477T3; DE102008039672A1; CN102105718A; DE102008039672B4; ES2524545T3; EP2713074A1; EP2300730B1; CN103398120B; EP2300730A1

Description

ΕΡ2300730Β1

DESCRIÇÃO

"PASTILHA DE TRAVÃO PARA UM TRAVÃO DE DISCO E SISTEMA DE TRAVAGEM" A invenção refere-se a um sistema de pastilha de travão modular com pelo menos uma pastilha de travão para um travão de disco, destinado em particular a veiculos ferroviários, com pelo menos uma placa de suporte com uma pluralidade de segmentos de fricção fixados ligados de forma amovível à placa de suporte, e com uma parte traseira, em que a placa de suporte é realizada através de pelo menos um elemento de retenção situado na parte traseira. A presente invenção refere-se além disso a um sistema modular de pastilha de travão de acordo com a

reivindicação 11 e com a reivindicação 12, [0002] O

documento DE-A-32 31 279 (Fig. 8 preâmbulo da reivindicação 1 da presente invenção)divulga uma pastilha de travão para travão de disco, destinado em particular a veículos ferroviários, com pelo menos uma placa de suporte com uma pluralidade de segmentos de fricção fixados ligados à placa de suporte e com uma parte traseira , em que a placa de suporte é realizada através de pelo menos um elemento de retenção formado por uma peça fundida. A pastilha de travão já conhecida prevê a possibilidade de montar rotativamente segmentos de fricção numa placa de base e fixados de forma rotativa em pelo menos duas posições diferentes da placa de base. De modo a suportar os segmentos de fricção é fornecida uma placa de base que tem um encaixe na zona do bordo. Na direcção ativa das forças de fricção sobre a superfície de fricção durante a travagem, os segmentos de suporte são de fricção mútua entre si e podem ser aplicados em conjunto apoiados ao encaixe. Os segmentos de fricção podem ter as superfícies externas arredondadas, de modo a obter-se um resultado visível de fricção arredondada. A 1 ΕΡ2300730Β1 placa de base é concebida aqui como uma placa circular com um encaixe de anel circular. 0 documento DE-A-44 36 457 divulga um sistema de pastilha de travão para travão de disco com pelo menos uma placa de suporte com uma pluralidade de segmentos de fricção fixados ligados de forma amovível à placa de suporte, em que a placa de suporte é realizada através de pelo menos um elemento de fixação concebida como placa inteira de superfície plana As áreas do bordo da placa de suporte podem ser livres de arestas ou dobras.

Uma pastilha de travão é ainda conhecida no documento US-A-2005/082124.

As pastilhas de travão conhecidas têm duas placas de suporte com uma pluralidade de segmentos de fricção, os quais são formados aos pares através de um elemento transversal na placa traseira e aparafusados com esta de modo axialmente resiliente. Cada segmento de fricção é realizado através de pelo menos dois elementos de encaixe fixados e espaçados entre si, contra a rotação da placa de suporte. Um segmento de fricção pode por exemplo ter dois elementos de encaixe em forma de parafusos que a partir da união das superfícies do material de fricção do segmento de fricção se salientam, adaptados às reentrâncias, em particular aos orifícios da placa de suporte. Além disso, a forma de fixação de parafuso destina-se a suportar ou prender o segmento de fricção à placa de suporte. Os meios de fixação podem ser concebidos com um desenho adequado e se necessário também por um elemento de encaixe. Contudo geralmente os elementos de fixação destinam-se apenas a proteger o segmento de fricção contra a rotação na placa de suporte e impedir os segmentos de fricção de irem de encontro a elevações da placa de suporte. Os meios de 2 ΕΡ2300730Β1 fixação destinam-se a garantir que os segmentos de fricção não vão de encontro ao levantamento da placa de suporte. Os segmentos de fricção são independentemente móveis em relação uns aos outros ou podem ser inclinados de modo a assegurar uma carga uniforme para os segmentos de fricção durante a operação de travagem. [0006] Na operação de veiculos em determinados percursos, ocorrem elevadas acelerações e considerável carga mecânica sobre as pastilhas, provocando um aumento do desgaste das pastilhas de travão conhecidas, incluindo os sistemas de suporte, especialmente em brechas nas partes metálicas e destruição de articulações de metal (juntas soldadas e rebitadas).

Durante a travagem, a temperatura do disco de travão aumenta acentuadamente, o que promove um aumento do desgaste do disco de travão e dos segmentos de fricção. Devido à falta de tamanho de disco e pressão ideal e distribuição de velocidade o desgaste continua a aumentar podendo também ocorrer de forma muito irregularmente distribuída sobre a correia de travão. Podendo inclusivamente ocorrer ruídos irritantes durante a travagem do travão. O objeto da presente invenção é proporcionar uma pastilha de travão com propriedades melhoradas. O objetivo acima referido é resolvido através uma pastilha de travão com as caraterísticas da reivindicação de patente 1, por meio de um sistema de pastilha de travão com as características da reivindicação 11 e por um sistema de pastilha de travão com as características da reivindicação 12. [0009] O desgaste do revestimento de fricção de um segmento de fricção para além da temperatura do material e das propriedades específicas dos materiais depende em particular da velocidade com que os discos de 3 ΕΡ2300730Β1 travagem se movem para além da superfície de fricção do segmento de fricção, e da pressão de contacto da superfície de fricção em relação ao disco de travão. Para reduzir um possível desgaste tornando-o baixo e uniforme, é necessária uma distribuição ideal das superfícies de fricção dos segmentos de fricção do disco de travão, facto que depende da geometria por exemplo de fatores de construção como o disco do travão (travão da roda, disco de travão sistemas de travão, etc), o diâmetro do disco de travão , o projeto estrutural do suporte do disco de travão, as condições de instalação e o tamanho da pastilha de travão, e outros fatores influenciáveis que são atribuíveis à operação de travagem. Por exemplo, o funcionamento do veículo e a operação de travagem podem decidir se a pressão ou a distribuição de velocidade sobre as superfícies de fricção é relevante para o desgaste das superfícies de fricção. Isto aplica-se especialmente ao desgaste que resulta quando as pastilhas precisam de ser substituídas muito mais cedo do que o que era esperado. Outros fatores de influência no funcionamento são o grau de intensidade de travagem e fatores de influência, de modo particular elevadas acelerações mecânicas do sistema de travagem. Além disso são levadas em conta certas propriedades requeridas como no molhado e em operações de inverno.

Pelo menos dois segmentos de fricção podem ter uma geometria diferente por exemplo contornos de superfícies de fricção e/ou superfícies de fricção diferentes tamanho de superfícies de fricção/ou superfícies de fricção diferentes e/ou ser constituídos por materiais de fricção diferentes. Existe aqui a possibilidade de utilizar qualquer forma de geometrias significativa para melhoramento da área de distribuição. Podem por exemplo ser combinadas uma com a outra de forma circular e/ou quadrada e/ou rectangular e/ou segmentos em forma de diamante e/ou trapezoidais e/ou de 4 ΕΡ2300730Β1 fricção poligonal. A superfície de fricção do segmento de fricção pode ter entre 2 cm2 a 100 cm2, de preferência entre 4 cm2 a 25 cm2. Através da combinação de diferentes geometrias é possível, reduzir a tensão térmica nas zonas de disco e assim reduzir o desgaste do disco de modo a melhorar as propriedades no molhado. A geometria do elemento pode mais uma vez ser escolhida, de modo que não exista simetria para os parafusos de fixação, o que possibilita uma mudança na pressão e proporciona uma geometria desejada das superfícies, bem como a distribuição da velocidade para o disco de travão, procedendo simplesmente à alteração dos elementos. O segmento de fricção pode ser constituído por qualquer dos materiais de fricção, em particular por materiais sinterizados, materiais cerâmicos ou materiais de fricção orgânicos, e suas combinações. Além disso os materiais semimetálicos de fricção, compósitos de matriz de metal ou compósitos de fibra e as suas combinações podem ser usados como materiais de fricção. Segmentos de fricção de diferentes materiais de fricção podem ser combinados para atingir uma elevada estabilidade de fricção e para reduzir o ruído de travagem. O coeficiente de fricção é de segmentos cuja preferência se situa entre de m = 0,1 a 0,6, em que os segmentos de fricção podem ser combinados com diferentes coeficientes de fricção, de modo a reduzir a tensão térmica nas zonas do disco para reduzir o desgaste do disco. Neste ponto, deve notar-se que vários segmentos de fricção podem ser usado os quais diferem uns dos outros quanto à geometria e/ou tamanho da superfície de fricção e/ou o coeficiente de fricção e/ou o material de fricção. Contudo para além disso é igualmente possível que um segmento de fricção seja constituído por vários materiais de fricção, em que o segmento de fricção inclua pelo menos duas superfícies de fricção, as quais são formadas por partes do segmento de fricção de materiais de fricção diferentes. As superfícies 5 ΕΡ2300730Β1 de fricção do segmento de fricção podem igualmente ter uma geometria diferente e/ou um tamanho diferente e/ou um coeficiente de fricção diferente . Isto permite melhorar as propriedades no molhado e reduzir ainda mais o ruído. Em particular, um segmento de fricção pode ser executado em forma de revestimento através de uma camada de um primeiro material de fricção e de um enchimento com um segundo material de fricção. 0 grau de enchimento p. exemplo o grau de cobertura de uma placa de suporte dependendo da aplicação pode situar-se entre 30% a 95%, de preferência entre 50% a 80%, de modo a assegurar um bom comportamento térmico. A taxa de enchimento depende aqui da geometria do material oposto. O grau de enchimento ou cobertura refere-se neste contexto à proporção da superfície total de fricção dos segmentos de fricção relativos à superfície total de por exemplo um lado exterior ou de um lado superior da placa de suporte.

Finalmente é possível através de uma disposição por exemplo através de uma forma aerodinâmica geometricamente otimizada dos segmentos de fricção ser melhorada a estabilidade de fricção e prolongada a vida útil dos pares de fricção. Além disso são possíveis efeitos de refrigeração adicionais por meio de diferentes segmentos de fricção. A invenção diz igualmente respeito a um sistema de pastilha de travão modular tendo uma pastilha de travão do tipo acima descrito, que inclui um primeiro conjunto de segmentos de fricção e pelo menos um outro conjunto de segmentos de fricção, em que os segmentos de fricção do primeiro conjunto e os segmentos de fricção do segundo conjunto possuem geometrias de superfície de fricção diferentes e/ou podem possuir diferentes superfícies de 6 ΕΡ2300730Β1 alta fricção e/ou serem feitos de materiais de fricção diferentes. Se necessário, e consoante os requisitos da pastilha de travão poder-se-á em seguida fixar os segmentos de fricção de um primeiro conjunto e/ou os segmentos de fricção de um segundo conjunto de segmentos de fricção ao transportador ou à placa(s) de suporte. Devido à construção modular do sistema de pastilha de travão é possível de uma maneira simples, realizar um ajuste da distribuição da área das superfícies de fricção e/ou materiais de fricção para as variáveis geométricasde influências operacionais acima descritas, a fim de reduzir o desgaste do disco de travão e da pastilha de travão. Através da construção modular é igualmente possível realizar diferentes tamanhos da pastilha de travão. Em particular as formas ou contornos de segmentos de fricção das superfícies de fricção podem ser selecionadas de acordo, de modo a obter uma distribuição óptima das superfícies de atrito.

De acordo com a invenção numa forma de realização alternativa do sistema de pastilha de travão pode igualmente ser previsto, que pelo menos duas placas de suporte diferentes podem se necessário ser ligadas por uma parte traseira em que as superfícies de fixação das placas de suporte para os segmentos de fricção possuem tamanhos diferentes e/ou as placas de suporte têm geometrias diferentes das superfícies de fixação e/ou em que as placas de suporte podem ter uma disposição diferente dos locais de ligação e/ou um número diferente de pontos de fixação para os segmentos de fricção. Além disso, a totalidade ou uma parte das placas de suporte individuais podem ser montadas com outras placas de suporte de registo alternativo para segmentos de fricção.

Numa forma de realização da invenção é previsto que a parte traseira seja formada como uma peça fundida, o que 7 ΕΡ2300730Β1 devido à elevada condutividade térmica das partes fundidas durante a travagem resulta numa maior dissipação de calor do disco de travão de modo a reduzir as temperaturas do disco. Devido às baixas temperaturas é possivel limitar o desgaste do disco e da pastilha do travão facto que tem um efeito positivo sobre os custos de operação. Adicionalmente verificou-se através da invenção que com a utilização de um material fundido nas partes traseiras as temperaturas que ocorrem durante a travagem do disco de travão, comparando com o uso de pastilhas de travão constituídas por chapa metálica nas partes traseiras podem ser reduzidas até 180°C. Junto com a entrada de calor mais uniforme, os gradientes de temperatura são muito mais baixos, reduzindo portanto a propensão para fendas.

Os elementos fundidos são caracterizadas pela alta estabilidade dimensional. As tensões de construção em elementos fundidos são comparativamente mais baixas do que as que ocorrem em elementos de chapa metálica, mesmo sob cargas extremas, de modo que a pastilha de travão de acordo com a invenção possui uma vida útil prolongada de forma significativa quando a parte traseira é constituída por material fundido.

Testes de aceleração têm mostrado, de acordo com a invenção que na pastilha de travão mesmo a altas acelerações ocorre uma mudança de desgaste reduzido, sem ocorrência de fissuras na parte traseira. Tal facto permite de acordo com a invenção o uso da pastilha de travão em veículos que são movidos sobre vias que conduzem a acelerações extremas da pastilha de travão durante a travagem originando tensões elevadas. [0017] Devido às propriedades mecânicas melhoradas e a uma melhor condutividade térmica das partes traseiras formadas por um material fundido, a espessura da parte traseira pode ser 8 ΕΡ2300730Β1 reduzida em relação às partes em chapa já conhecidas do estado da técnica, facto que conduz a uma economia considerável ou de acordo com a invenção, uma maior espessura da parte traseira e a utilização do sistema de pastilha de travão permitem alcançar classes de potência mais elevadas. Uma poupança de peso ocorre pela simples alteração do elemento de chapa metálica na medida em que o desempenho de potência é semelhante.

Através de um material de fundição é finalmente possível que ocorram frequências habituais em estruturas de chapa metálica, que são responsáveis por ruídos sendo parcialmente movidos para uma faixa de frequência não-audível pelo ouvido humano.

De preferência a parte traseira é constituída por ferro fundido, especialmente por material maleável com a designação PT-GJMB 550-4, anteriormente denominado GTS 55- 04 . O ferro fundido tem uma elevada resistência mecânica e elevada condutividade térmica. Nesta ligação, a parte traseira tem um teor de carbono de 2 a 4 partes em peso -%, preferivelmente de cerca de 2,8 em peso -%, e/ou um teor de silício de 1 a 2 em peso -%, de preferência a partir de cerca de 1,3 em peso -%, e/ou um teor de manganês de 0,1 a 1,0 de peso -%, preferivelmente de cerca de 0,5 em peso -%, e/ou um teor de enxofre de 0, 05-0,5 peso -%, preferivelmente de cerca de 0,1 -%. A resistência à tração Rm da parte traseira deverá situar-se dos 500 até 600 MPa, preferivelmente 550 MPa, e/ou a força de rendimento Rp0,2 entre 300 a 400 MPa, de preferência com cerca de 340 MPa, e/ou a resistência à flexão de RBW de 200 até 300 MPa, com maior preferência para 250-270 MPa, e/ou alongamento de rutura A de 3 a 5%, de preferência com cerca de 4%, e/ou a 9 ΕΡ2300730Β1 dureza Brinell de 180 até 300 HB, de preferência com cerca de 250 HB. A parte traseira pode incluir pelo menos um orifício oblongo de preferência paralelo ou com um ângulo para o eixo central do que se prolonga para um elemento de retenção, ao qual a placa de suporte está fixada à parte traseira.

Assim a placa de suporte pode se necessário deslocar-se entre pelo menos duas posições diferentes em relação à parte traseira e se necessário ser fixada em pontos diferentes da parte traseira. Através da placa de suporte a posição das superfícies de atrito dos segmentos de fricção pode assim ser alterada, facto que permite um ajuste da distribuição da área das superfícies de fricção para assegurar uma distribuição de velocidade sobre a correia de travão, e uma pressão de maior rendimento na operação de travagem. Ao modificar a distribuição superficial das superfícies de fricção o comportamento de desgaste dos revestimentos de fricção e disco de travão podem ser otimizados de acordo com os requisitos operacionais relacionados com a geometria - por exemplo requisitos da construção. Basicamente é claro que é igualmente possível que a parte traseira se desloque por exemplo apresentando excentricamente furos de fixação para os elementos de suporte, pelo que pode ser proporcionada uma pluralidade de furos de fixação sobre um elemento de fixação de modo que seja possível que a fixação da placa de suporte possa realizar-se em diversos pontos da parte traseira.

Numa outra forma de realização da invenção está previsto que a placa de suporte seja formada como uma placa plana sobre toda a superfície, sendo as bordas da placa livres de bordos curvas ou dobras. Deste modo é 10 ΕΡ2300730Β1 proporcionado um espaço maior de liberdade para a ordenação dos segmentos de fricção na placa de suporte. A formação da placa como placa plana pode igualmente ser uma simples normalização das placas de suporte e uma melhor adaptação aos discos de formato diferente.

Desse modo existe apenas uma ligeira deformação da placa de suporte durante a operação de travagem, em que a placa de suporte é de preferência composta por uma liga de aço temperado e endurecido com uma resistência à tracção de Rm 600 a 1500 MPa, de preferência de 800 a 1300 MPa, e/ou uma força de rendimento Rp0,2 de 500 até 1000 MPa, com maior preferência para 550 a 900 MPa, e/ou um alongamento de rutura de 8 a 15%, de preferência de 10 a 13%. Além disso a placa de suporte pode ter um teor de carbono entre 0,3 e 0,5 do peso -%, preferencialmente de 0,38 a 0,45 do peso -%, e/ou um teor de silício inferior a 0,6 em peso -%, de preferência inferior a 0,4 em peso -%, e/ou um teor de manganês de 0,5 a 1,0, em peso-%, preferencialmente de 0,6 a 0,9 em peso -%, e/ou um teor de fósforo de 0,03 a 0,05 em peso -%, preferivelmente com cerca de 0,035 em peso -%, e/ou um teor de enxofre de 0,03 a 0,05 em peso -%, preferivelmente de cerca de 0,035 em peso -%, e/ou com um teor de crómio de 0,8 a 1,3 do peso -%, de preferência de 0,9 a 1,2 em peso -%, e/ou um teor de molibdénio de 0,1 a 0,4 do peso -%, com maior preferência para 0,15a 0,3 de peso -%. Numa outra forma de realização preferida, a placa de suporte é constituída por aço temperado, com a designação de material 42CrMo4. De preferência é fornecida uma compensação martensítica da placa de suporte com uma resistência à tração Rm de 1000 a 1200 MPa. A placa de suporte de acordo com a invenção permanece dimensionalmente estável durante a utilização, mesmo quando ocorra uma travagem de energia mais elevada mantendo a forma estável a temperaturas muito elevadas no sistema. Uma dobragem da 11 ΕΡ2300730Β1 placa de suporte a elevada energia de travagem não é de recear. Não é necessária a configuração da placa de suporte nem por dobras ou curvas nos bordos. 0 elemento de fixação e a placa de suporte podem ser alinhados pela parte externa dos segmentos de fricção na placa de suporte ou a parte exterior do elemento de retenção sobre a qual os segmentos de suporte se encontram poderá ser reduzida em relação à parte exterior da placa de suporte. É importante que o elemento de retensão não do lado dos segmentos de fricção não fique de encontro à superfície da placa de suporte. Os segmentos de fricção podem ser dispostos de se necessário em qualquer posição da placa de suporte sem interferência na posição do elemento de retenção ou na disposição dos segmentos de fricção ou por exemplo nos limites. Isto permite uma maior liberdade na disposição espacial dos segmentos de fricção na placa de suporte. A fim de garantir uma ótima distribuição das superfícies de fricção dos segmentos de fricção e assegurar desse modo um baixo desgaste das superfícies de fricção e do disco do travão, é fornecida uma forma de realização da invenção em que pelo menos um segmento de fricção é montado rotativamente na placa de suporte e em pelo menos duas posições diferentes por exemplo, apresenta orientações diferentes sendo fixável rotacionalmente sobre a placa de suporte. A posição dos segmentos de fricção é dependente dos requisitos geométricos e operacionais relacionadas com a construção sobre das pastilhas, podendo se necessário ser modificada.

Um ou mais segmentos de fricção podem variar quanto à sua posição, de modo a permitir uma alteração na distribuição de forças de fricção e de pressão. 0 segmento 12 ΕΡ2300730Β1 de fricção pode ser de preferência um elemento de fixação rotativo ligado à placa de suporte e mantido contra o levantamento do segmento de fricção. 0 segmento de fricção é rotacionalmente fixável em pelo menos duas posições diferentes ou posições de extremidades sendo fixado a orifícios de fixação por pelo menos um elemento de fixação à placa de suporte. 0 número atual de orifícios de fixação na placa de suporte deve ser maior do que o número mínimo de furos de montagem, necessários para a fixação rotativamente segura dos segmentos de fricção à placa de suporte, equipada com uma pluralidade de orifícios de fixação de modo a possibilitar a modificação da superfície das superfícies de fricção. Para prevenir a rotação podem ser fornecidos elementos de fixação dispostos na superfície das superfícies fricção do segmento de fricção projetando-se em direção à placa de suporte adaptando-se às reentrâncias existentes, em particular, aos orifícios na placa de suporte. Basicamente pode ser proporcionado apenas um elemento de fixação ou uma pluralidade de elementos de fixação de modo a impedir a rotação. A alteração da posição de um segmento de fricção no âmbito da invenção conduz a uma mudança na posição da superfície de fricção do respectivo segmento de fricção em relação à superfície da placa de suporte. Com a alteração da posição igualmente se altera a distância da superfície de fricção adjacente às superfícies de fricção de segmentos de fricção, de preferência superior a 1 mm, preferencialmente superior a 2 mm, em particular superior a 5 mm, e particularmente superior a 10 mm. De acordo com a invenção a pastilha de travão torna possível ajustar a distribuição de superfície dos segmentos de fricção promovendo de modo simples uma distribuição melhorada da área de distribuição que permite um desgaste baixo e naturalmente dependente de fatores de grande influência 13 ΕΡ2300730Β1 relacionados com a geometria e operação previamente descritos. Pela possibilidade opcional e específica de arranjo das superfícies de fricção prevista na presente invenção, através de aplicações com influências variáveis geométricas e funcionaisde modo a ajustar uma pressão e distribuição de velocidade melhoradas ao longo das superfícies de fricção dos segmentos de discos de travão e de fricção poderá ser alcançado um resultando de desgaste reduzido, contribuindo especialmente para a redução do desgaste dos segmentos de fricção.

Através de uma melhorada distribuição da pressão nas superfícies de fricção a ocorrência no molhado do efeito de lençol de água pode ser evitada. Além disso pode ser assegurado para todas as estruturas de disco de travão que o material de fricção dos segmentos de fricção durante a travagem, toda a correia de travão ou toda a superfície de fricção do disco de travão são varridos. A posição dos segmentos de fricção pode eventualmente ser escolhida de modo a que um fluxo de ar ideal possa ser fornecido pelo revestimento de fricção provocando assim uma melhoria adicional na dissipação de calor, o que leva a uma redução do desgaste do disco de travão bem como dos segmentos de fricção.

Estruturalmente de acordo com a invenção as pastilhas dos travões a geometria dos segmentos de fricção nos orifícios correspondentes dispostos na placa de suporte são fornecidos de modo a permitir um ajuste dos segmentos de fricção para diferentes posições sobre a placa de suporte. 0 ponto de rotação de um segmento de fricção pode coincidir com o baricentro da superfície de fricção ou estar disposto excentricamente em relação ao baricentro. 0 segmento de fricção pode de preferência ter uma superfície de fricção não circular, de modo que é possível pela rotação do 14 ΕΡ2300730Β1 segmento de fricção, alterar a distribuição da superfície de atrito na superfície da placa de suporte.

Numa outra forma de realização da invenção a pastilha de travão está prevista com pelo menos um segmento de atrito disposto de forma movível na placa de suporte podendo ser fixado à placa de suporte em pelo menos duas posições diferentes. Depois de uma fixação um deslocamento deixa de ser possível, deste modo é possível definir posições amovíveis diferentes do segmento de fricção produzir uma alteração na distribuição de superfície das superfícies de fricção em relação à superfície da placa de suporte. Neste âmbito, o segmento de fricção pode ser conduzido por um processo deslizante da arte contra uma reentrância da placa de suporte. Novamente poderão ser fornecidos vários orifícios fixação na placa de suporte de modo a definir se necessário, uma ou outra posição de fixação do segmento de fricção a placa de suporte. É igualmente possível que pelo menos um segmento de fricção seja fixado em dois locais diferentes da placa de suporte, sendo que o número de possíveis pontos de fixação é maior na placa de suporte (3) que o número máximo de segmentos de fricção na placa de suporte. A última forma de realização pode adicionalmente ou em alternativa ser fornecida a possibilidade de alcançar uma variante das superfícies de fricção através da rotação ou movimento dos segmentos de fricção. Pelo menos um segmento de fricção pode através da mudança de disposição da placa de suporte, ser fixado a esta última por meio de diferentes pontos de fixação da placa de suporte entendendo-se que a placa de retenção deverá conter um ou mais orifício (s) de retenção em pontos de fixação diferentes e pré-estabelecidos tendo pelo menos um ponto de fixação, e opcionalmente um meio de bloqueio para o segmento de retenção fixo se necessário num 15 ΕΡ2300730Β1 ou outro ponto da placa de retenção e se necessário estar protegido contra a rotação. Nesta sequência no estado operacional da pastilha de travão não são utilizados todos os orifícios de fixação na placa de suporte sendo que a pluralidade de orifícios de fixação permite fixar, pelo menos um segmento de fricção, conforme necessário numa ou noutra posição na placa de suporte.

De modo a reduzir a vibração pode utilizar-se pelo menos elemento amortecedor de material de amortecimento entre a placa de suporte e a parte traseira. Através da introdução de material de amortecimento por exemplo sistemas de amortecedores, a forma de realização mais simples será colocar uma mola entre os elementos da pastilha de travão responsáveis por vibrações e ruído podendo de acordo com a invenção reduzir ou mesmo evitar completamente a ocorrência dos mesmos.

Realizações vantajosas e novos desenvolvimentos de formas de realização vão descritos nos exemplos que se seguem descritos com referência aos desenhos anexos. Conforme os desenhos A Figura 1 A Figura 2 A Figura 3 é uma vista esquemática de um elemento fundido constituído por uma parte traseira de pastilha de travão de acordo com a invenção, é uma vista esquemática de um elemento fundido de retenção de uma pastilha de travão de acordo com a invenção, é uma vista da invenção em corte longitudinal de uma pastilha de 16 ΕΡ2300730Β1 travão de acordo com a invenção A Figura 4 é uma vista esquemática em corte parcial transversal de uma placa de suporte para pastilha de travão de acordo com a invenção em conjunto com um segmento de fricção a ela fixado e

As Figuras 5a e 5b representam vistas esquemáticas de uma pastilha de travão de acordo com a invenção em posição diferente dos segmentos de fricção e com diferentes distribuições de superfície das superfícies de fricção. A Figura 1 mostra uma vista em perspetiva de uma parte traseira formada como um elemento fundido 1 para uma pastilha de travão 2 ilustrada na Figura 3, para um travão de veículo não ilustrado em que a parte traseira 1 se destina à fixação de duas placas de suporte 3 ilustradas na Figura 2 e em que na placa de suporte 3, existe uma pluralidade de segmentos de fricção 4 fixados conforme particularmente representado na Figura 5. A parte traseira 1 é composta por ferro temperado sendo caraterizada por uma elevada condutividade térmica. A parte traseira 1 aliás apresenta alta resistência e estabilidade sob carga mecânica.

Para a fixação das placas de suporte 3, a parte traseira 1 apresenta dois orifícios de fixação 5, fornecidos para receber, conforme ilustrado nas Figuras 3 e 5, os elementos de retenção 6, em que cada placa de suporte 3, e cada elemento de retenção 6 estão fixos inseparavelmente à parte traseira 1. 0 elemento de retenção 6 pode ser um parafuso, que é fixado através da fixação das 17 ΕΡ2300730Β1 placas de suporte 3 na parte traseira 1, sendo destacável ou não destacável para prevenir a perda. Os orifícios de fixação 5 estão dispostos excentricamente em relação ao eixo transversal central da peça traseira 1. Não é mostrado que os furos de fixação 5 podem igualmente ser formados como orifícios oblongos para permitir o deslocamento das placas de suporte 3, de preferência na direcção de um eixo central do disco de travão permitindo desse modo a mudança na distribuição de superfície das superfícies de fricção 7 dos segmentos de fricção 4.

De modo a aumentar a estabilidade do elemento traseiro I são fornecidos recessos 8, o que permite uma redução do material e do peso. as áreas 9 alongadas entre os recessos 8 promovem vantajosamente o aumento da rigidez do elemento traseiro 1. Todas as áreas 9 estão à mesma altura Além disso são fornecidas outras áreas de forma anular 10 voltadas para as áreas 9 em torno dos orifícios de fixação 5, contra os quais apoiam contra as quais se situa a placa de suporte 3 no estado montado da pastilha de travão 2. Tal como apresentado na Figura 4, os segmentos de fricção 4 são fixos à placa de suporte por meio de elementos de fixação II em que os elementos de fixação 11 se prolongam através das placas de suporte 3 e encaixando no espaço definido entre o elemento traseiro 1 e as placas de suporte 3.

Na Figura 2 é apresentada uma vista esquemática de uma placa de suporte 3 de uma pastilha de travão de acordo com a invenção 2, em que a placa de suporte 3 é formada como uma placa plana ao longo de toda a superfície. Em particular as partes do bordo 12 da placa de suporte 3 são livres de bordas dobras ou curvas, o que permite à placa de suporte 3, quando necessário acionar as pastilhas de travão 2, adaptadas a correias de travão ou a discos de travão. É fornecido além disso um orifício de fixação 13 para o 18 ΕΡ2300730Β1 elemento de retenção 6 sendo proporcionada uma pluralidade de orifícios de fixação adicionais 14. Pela disposição dos orifícios de fixação 14, é determinada a posição dos segmentos de fricção 4 após a fixação à placa de suporte 3. Entende-se que a geometria da placa de suporte 3 e a geometria da placa de suporte mostrada na Figura 2 podem ser diferentes. A placa de suporte 3 é formada por aço temperado, com a designação de material 42CrMo4, o qual é caraterizado por uma alta rigidez contra a deformação que ocorre durante a carga de travagem, especialmente em altas acelerações mecânicas. A Figura 3 mostra um exemplo de uma vista em corte transversal da pastilha de travagem 2, compreendendo uma placa de suporte 3 e uma parte traseira feita de um material fundido 42CrMo4. Fixados à placa de suporte existem mais três segmentos de fricção 4 amovíveis. Além disso, os parafusos são fornecidos como elementos de retenção 6 com quais as placas de suporte 3 são aparafusados à parte traseira 1. Conforme apresentado na Fig. 3, cada elemento de retenção 6 é enroscado na parte lateral da parte traseira 1 com uma porca 15, em que o elemento de suporte 6 e a porca 15, estão inseparavelmente ligados por soldagem 16. Basicamente, as placas de suporte 3 podem igualmente ser unidas de forma destacável à parte traseira 1. A porca 15 é apoiada por um disco 17. É essencial que a placa de suporte 3 não tenha qualquer contorno nas extremidades e ao longo de toda a superfície sendo formada como uma placa plana. Além disso, os elementos de retenção 6 e a placa de suporte 3 à qual os segmentos de fricção 4 estão ligados compreende um lado externo da placa de suporte 3 em alinhamento, de modo que 19 ΕΡ2300730Β1 os segmentos de fricção 4 sejam dispostos na área total de superfície contra a placa de suporte 3 sendo que a disposição dos segmentos de fricção 4 não é limitada pela posição dos elementos de retenção 6. A Figura 4 é uma vista parcial em corte transversal esquemático de uma placa de suporte 3 com um de dois elementos de fricção 4 a ela ligados. 0 segmento de fricção 4 é composto por uma placa intermédia 18, e um material de fricção 19 0 segmento de fricção 4 apresenta um elemento de fixação 11 em forma de parafuso 11 e um elemento de segurança 20. O elemento de fixação 11 penetra no orifício de retenção seguinte 14 que lhe está associado e ordenado na placa de suporte 3 estando fixado axialmente na superfície do segmento de fricção 4 da placa de suporte 3. Para este efeito, o elemento de fixação 11 é um orifício circunferencial no qual um elemento de segurança adequado 21 pode ser encaixado na placa de suporte 3 para a fixação axial do elemento de fixação 11. Aqui pode igualmente entender-se que poderão ser proporcionadas outras formas de realização de elementos de fixação para fixar os segmentos de fricção 4 à placa de suporte 3 O elemento de fixação 20 é fornecido igualmente em forma de parafuso apenas para proteger o segmento de atrito 4 contra rotação. O elemento de bloqueio 20 engata num outro orifício de fixação 14 da placa de suporte 3. Basicamente podem ser fornecidos vários elementos de bloqueio 20. O segmento de fricção 4 gira em torno do eixo Y longitudinal central do elemento de fixação 11 de forma rotativa podendo ser fixado rotativamente à placa de suporte 3 em pelo menos duas posições diferentes Diferentes posições aqui apresentadas descrevem a 20 ΕΡ2300730Β1 orientação e disposição da superfície de fricção 7 do segmento de fricção 4. Para a rotação do segmento de fricção 4, é necessário, em primeiro lugar remover o elemento de bloqueio do elemento de fixação 11 e afastar o segmento de fricção 4 da placa de suporte 3, de modo que o elemento de bloqueio 20 seja desengatado da placa de suporte 3. Em seguida, o segmento de fricção 4 deverá mover-se numa segunda posição na qual a segunda posição é definida através de um outro orifício de fixação 14 no qual o elemento de bloqueio 20 engata para uma subsequente reposição do segmento de fricção 4 na superfície da placa de suporte 3 Desse modo o segmento de fricção 4 é fixo rotativamente na segunda posição na placa de suporte 3.

Em princípio, é igualmente possível que o segmento de atrito 4 seja removido da placa de suporte 3 após a remoção do elemento de bloqueio 21 em que o elemento de fixação 11 é assim completamente sugado para fora do orifício de suporte 4. Seguidamente o segmento de fricção 4 pode ser ligado a um ponto diferente da placa de suporte 3 fixado a placa de suporte 3, subentendendo-se aqui que a placa de suporte 3 possui nesta outra posição igualmente furos de fixação 14 em número e disposição conformes aos do elemento de fixação 11 e do elemento de bloqueio 20 correspondente . A mudança na distribuição das superfícies de fricção processa-se aqui através da alteração de pelo menos um segmento de atrito 4.

Nas Figuras 5a e 5b são ilustradas numa vista em perspetiva de uma pastilha de travão 2 de acordo com a invenção, indicando atualmente quatro segmentos de fricção 4, em que dois dos quatro segmentos de fricção 4 são ligados a uma placa de suporte 3. Os segmentos de fricção 4 apresentam superfícies de fricção 7, que cooperam com a superfície de fricção de um disco de travão não 21 ΕΡ2300730Β1 representada durante a operação de travagem. Para alterar a distribuição das superfícies de fricção 7 e do alinhamento mútuo das superfícies de fricção 7 relativamente umas às outras está prevista para a pastilha de travão 2 que todos os segmentos de fricção 4, conforme acima descrito possam ser fixados de modo rotativo à placa de suporte 3, e fixos contra a rotação em diferentes posições sobre a placa de suporte 3 . A placa de suporte 3 tem para este fim uma disposição correspondente dos orifícios de retenção 14, tal como mostrado na Figura 2. Cada segmento de fricção 4 tem um elemento de bloqueio 20 que encaixa num orifício de retenção 14, para prevenir que gire. Por meio da rotação dos segmentos de fricção 4 cada um inserido num orifício de retenção 14 o elemento de fixação 11 de cada segmento de fricção 4 pode distribuir a fricção e assim mudar as forças de pressão durante o processo de travagem de modo a assegurar uma distribuição melhorada da área dependendo das condições do projecto e parâmetros operacionais da operação de travagem. Isto conduz a um menor desgaste das superfícies de fricção 7, e das superfícies de fricção do disco de travão. Os orifícios de retenção 14 são de conceção semelhante, podendo igualmente ter tamanhos diferentes. A alteração da distribuição das superfícies de fricção 7, conduz em particular a uma redução do desgaste angular dos materiais de travagem, sendo que a distribuição da superfície da superfícies de atrito 7 durante a operação pode ser adaptada para as condições de funcionamento, sem alterar a construção. Através de simples substituição dos segmentos de fricção 4 podem ser realizados tamanhos diferentes do sistema de fricção . A adaptação da distribuição das superfícies superfícies de fricção 7 às condições estruturais do travão e às condições operacionais permite uma distribuição ótima da pressão durante o 22 ΕΡ2300730Β1 funcionamento e conduz a muito melhores valores de fricção no molhado. Neste contexto os segmentos de fricção 4 podem ser dispostos de forma simplificada podendo ser perfilados em conformidade para assegurar um desempenho superior ou alivio adicional em discos com uma melhor dissipação do calor. A redução da tendência para desgaste conduz a um aumento da vida útil da pastilha de travão 2, segundo o qual os veiculos podem ser mantidos em condições de trabalho mais prolongadas, o que conduz a uma maior eficiência de operação do veiculo. No caso de desgaste diagonal, não poderá modificar-se o arranjo das superfícies de fricção 7 sem nova construção da pastilha de travão 2, podendo assim ser melhorada a tendência negativa para o desgaste. 23 ΕΡ2300730Β1

DOCUMENTOS REFERIDOS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de documentos referidos pelo autor do presente pedido de patente foi elaborada apenas para informação do leitor. Não é parte integrante do documento de patente europeia. Não obstante o cuidado na sua elaboração, o IEP não assume qualquer responsabilidade por eventuais erros ou omissões.

Documentos de patente referidos na descrição • DE 3231279 A [0002] • DE 4436457 A [0003] • US 2005082124 A [0004]

Lisboa, 11 de Março de 2014 24

Claims

ΕΡ2300730Β1 REIVINDICAÇÕES 1. Pastilha de travão (2) para um travão de disco, em particular para veículos ferroviários, com pelo menos uma placa de suporte (3) com uma pluralidade, de segmentos de fricção (4) amovíveis associados à placa de suporte e com uma parte traseira (1), em que a placa de suporte (3) é realizada através de pelo menos um elemento de retenção (6) sobre a parte traseira (1), sendo que pelo menos dois segmentos de fricção (4) possuem geometria e/ou tamanhos diferentes e/ou superfícies de fricção (7) apresentando coeficientes diferentes e/ou constituídos por materiais diferentes, desse modo caracterizada pelo facto de, quando necessário, diferentes segmentos de fricção(4) poderem ser fixados à placa de suporte (3) , em que através da fixação de um segmento de fricção (4) ou de um segmento de fricção diferente (4)ocorra uma mudança na distribuição das superfícies de fricção e/ou material de fricção em relação à superfície de suporte.
2. Pastilha de travão de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo facto de as superfícies de fricção (7) dos segmentos de fricção (4) cobrirem entre 30% a 95% da superfície da placa de suporte (3).
3. Pastilha de travão (2) de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto de pelo menos um segmento de fricção (4) ter diferentes materiais de fricção, em que o segmento de fricção (4) tem pelo menos duas superfícies de fricção, que sendo partes constituintes do segmento de fricção (4) são feitas de diferentes materiais de fricção.
4. Pastilha de travão (2) de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto de a parte traseira (1) ser concebida como uma peça fundida 1 ΕΡ2300730Β1 composta por ferro fundido, em que a parte traseira (1) tem um teor de carbono de 2 a 4 partes em peso -%, um teor de silício de 1 a 2 em peso -%, um teor de manganês de 0,1 a 1,0 do peso -%, e um teor de enxofre de 0,05 a 0,5 do peso _O, o ·
5. Pastilha de travão de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo facto de a resistência à tração Rm da parte traseira (l)se situar entre 500 e 600 MPa, preferivelmente 550 MPa, e/ou a força Rp0.2 rendimento de 300 a 400 MPa, de preferência com cerca de 340 MPa, e/ou a resistência à flexão de RBW 200 até 300 MPa, com maior preferência para 250-270 MPa, e/ou alongamento de rutura A de 3 a 5%, de preferência com cerca de 4%, e/ou a dureza Brinell de 180-300 HB, de preferência com cerca de 250 HB.
6. Pastilha de travão (2) de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto de a placa de suporte (3) ao longo de toda a superfície ser formada como uma placa plana, na qual em particular as zonas marginais (12) da placa de suporte (3) estão isentas de arestas ou dobras e em que a placa de suporte (3 ) tem um teor de carbono de 0,3 a 0,5 do peso -%, um teor de silício que seja inferior a 0,6 em peso -%, um teor de manganês de 0,5 a 1,0 em peso -%, um teor de fósforo entre 0,03-0,05 em peso -%, um teor de enxofre entre 0,03 e 0,05 em peso -%, um teor de crómio entre 0,8 a 1.3 em peso -% e um teor de molibdénio entre 0,1 a 0,4 em peso -%.
7. Pastilha de travão (2) de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto de pelo menos um segmento de fricção(4) ser montado rotativamente na placa de suporte (3) e em que pelo menos duas posições diferentes da placa de suporte (3) são rotativamente fixáveis, de modo que alterando a posição do segmento de fricção (4) ocorra uma alteração da distribuição das 2 ΕΡ2300730Β1 superfícies de fricção dos segmentos de fricção (4) em relação à superfície da placa de suporte.
8. Pastilha de travão (2) de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto de pelo menos um segmento de fricção(4) ser montado de modo deslizante na placa de suporte (3) e em que pelo menos duas posições diferentes da placa de suporte (3) são rotativamente fixáveis, de modo que alterando a posição do segmento de fricção (4) ocorra uma alteração da distribuição das superfícies de fricção dos segmentos de fricção (4) em relação à superfície da placa de suporte.
9. Pastilha de travão (2) de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto de pelo menos um segmento de fricção (4) serfixado em dois locais diferentes da placa de suporte (3) , sendo que o número de possíveis pontos de ligação é maior na placa de suporte (3) que o número máximo na placa de suporte (3) de segmentos de fricção fixáveis (4).
10. Pastilha de travão de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto de estar prevista a redução das vibrações através de pelo menos um elemento de amortecimento situado entre a placa de suporte (3) e a parte traseira (1).
11. Sistema de pastilha de travão modular com pelo menos uma pastilha de travão (2) para um travão de disco, em particular para veículos ferroviários, com pelo menos uma placa de suporte (3) com uma pluralidade de segmentos de fricção fixados(4) ligados de forma amovível à placa de suporte(3), e com uma parte traseira (1), em que a placa de suporte (3 ) é realizada através de pelo menos um elemento de retenção (6)situado na parte traseira (1), e em que um primeiro conjunto de segmentos de fricção (4) e pelo menos 3 ΕΡ2300730Β1 um outro conjunto de segmentos de fricção (4) são fornecidos, sendo que os segmentos de fricção (4) do primeiro conjunto e os segmentos de fricção (4) do outro conjunto possuem diferentes geometrias de superfícies de fricção (7) e/ou de superfícies de fricção de tamanhos diferentes (7) e/ou são feitos de diferentes materiais de fricção, podendo quando necessário os segmentos de fricção (4) do primeiro conjunto de fricção ou os segmentos (4) do conjunto ser fixados à placa de suporte (3) , e em que através da fixação dos segmentos de fricção (4) do primeiro conjunto, ou dos segmentos de fricção (4) do segundo conjunto ocorra uma alteração na distribuição das superfícies de fricção e/ou no material de fricção em relação à superfície de suporte.
12. Sistema modular de pastilha de travão (2) com uma pastilha de travão para um travão de disco, destinado em particular a veículos ferroviários, com uma pluralidade de placas de suporte (3) , em que cada placa de suporte (3) possui uma pluralidade de segmentos de fricção(4) e com uma parte traseira (1) , em que a placa de suporte (3) é realizada através de pelo menos um elemento de retenção (6), na parte traseira (1) em que o sistema compreende pelo menos uma primeira placa de suporte da pastilha de travão(3)e pelo menos uma outra placa de suporte (3) em que a primeira placa de suporte (3) e a outra placa de suporte (3) possuem superfícies de montagem diferentes de tamanho de segmentos de fricção diferente (4) e/ou superfícies de montagem de geometrias diferentes e/ou ordem diferente dos pontos de fixação destinados aos segmentos de fricção e/ou de número diferente de pontos de fixação destinados aos segmentos de fixação (4). Lisboa, 11 de Março de 2014 4