PT2713074E

PT2713074E - Pastilha de travão para um disco de travão

Info

Publication number: PT2713074E
Application number: PT13006010T
Authority: PT
Inventors: Herbert Freudenberg
Original assignee: Becorit Gmbh
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2009-07-13
Publication date: 2014-12-02
Also published as: WO2010009824A1; DE202008011336U1; EP2713074B1; CN102105718B; CN103398120A; ES2452477T3; DE102008039672A1; CN102105718A; DE102008039672B4; ES2524545T3; EP2713074A1; EP2300730B1; CN103398120B; EP2300730A1; PT2300730E

Description

ΕΡ2713074Β1

DESCRIÇÃO

PASTILHA DE TRAVÃO PARA UM DISCO DE TRAVÃO A invenção refere-se a um sistema de pastilha de travão com pelo menos uma pastilha de travão para um disco de travão, destinado em particular a veículos ferroviários, com pelo menos uma placa de suporte com uma pluralidade de segmentos de fricção fixados ligados de forma removível à placa de suporte, e com uma parte traseira, em que a placa de suporte é realizada através de pelo menos um elemento de fixação situado na parte traseira. A partir da DE 32 31 279 AI é conhecido um sistema de travão para discos de travão parcialmente revestidos, em especial para veículos ferroviários, com uma placa de base, que por um lado leva um revestimento de fricção e por outro lado podendo ser ligado de modo removível a um elemento de suporte ou de acionamento do cabo do dispositivo tensor. 0 revestimento de fricção é dividido em revestimentos de fricção individuais, realizados perpendicularmente à superfície elástica de fricção na placa de base. A placa de base é formada na região do bordo como armação, em que o bloco de revestimento de fricção formando elementos de fricção sobre a armação. Os elementos individuais de revestimento de fricção têm uma folga de deslizamento paralelo ao da superfície de fricção, em que na direção de funcionamento das forças de fricção durante uma ação de travagem o revestimento dos elementos de fricção apoiados de ambos os lados são móveis um sobre o outro e os dois em conjunto em posição de suporte contra a armação.

Pastilhas de travão do tipo acima mencionado já são conhecidas do anterior estado da técnica. 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 1 ΕΡ2713074Β1 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, resistentes à rotação da placa de suporte. Um segmento de fricção pode por exemplo apresentar 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, é fornecido um meio de fixação em forma de parafuso para a retenção ou fixação do segmento de fricção sobre a 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 encaixe 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 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.

No funcionamento de veículos em determinadas vias, devido a grandes acelerações ocorre uma sobrecarga mecânica sobre as pastilhas de travão, levando a um aumento do desgaste das pastilhas de travão incluindo os sistemas de retenção, provocando especialmente fissuras em partes metálicas e destruição das juntas (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 variedade para cada tamanho de disco e pressão ideal e distribuição de velocidade o desgaste continua a aumentar podendo também ocorrer de forma muito 2 ΕΡ2713074Β1 irregularmente distribuída sobre a correia de travão. Podendo inclusivamente ocorrer ruídos irritantes durante a travagem do travão. 0 objeto da presente invenção é proporcionar uma pastilha de travão com propriedades melhoradas. 0 objetivo acima é conseguido por uma pastilha de travão com as caraterísticas da reivindicação de patente 1, 4 ou 6.

Formas de realização vantajosas da invenção são descritas nas reivindicações dependentes. A parte traseira pode ser formada como uma peça fundida, o que 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 possível 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. Associados à entrada de calor mais uniforme, os gradientes de temperatura são muito mais baixos, reduzindo portanto a propensão para fendas.

Os elementos fundidos são caraterizados 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, 3 ΕΡ2713074Β1 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.

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 reduzida em relação às partes em chapa já conhecidas do estado da técnica, facto que conduz a uma economia considerável ou perante uma maior espessura da parte traseira permite a utilização do sistema de travagem em classes de maior potência. 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 fundido, é finalmente possível que ocorram frequências habituais em estruturas de chapa metálica, que são responsáveis por ruídos, sendo estes 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. Neste contexto a parte traseira pode ter um teor de carbono de 2 a 4% em peso, de preferência de cerca de 2,8% em peso, e/ou um teor de silício de 1 a 2% em peso, de preferência entre cerca de 1,3% em peso, e/ou um teor de manganês de 0,1 a 1,0% em peso, de preferência desde cerca de 0,5% em peso, e/ou teor de enxofre de 0,05 a 0,5% em peso, de preferência de cerca de 0,1 % em peso. A resistência à tração Rm da parte traseira deverá situar-se entre 500 e 600 MPa, preferivelmente 550 MPa, e/ou a força de rendimento RPo,2 entre 300 a 400 MPa, de preferência com cerca de 340 MPa, 4 ΕΡ2713074Β1 e/ou a resistência à flexão de RBW de 200 até 300 MPa, com maior preferência para 250 a 270 MPa, e/ou limite de elasticidade A de 3 a 5%, de preferência com cerca de 4%, e/ou 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 relativamente ao eixo central da pastilha do disco de travão que se prolonga para um elemento de fixação, ao qual a placa de suporte está fixada à parte traseira. Assim a placa de suporte pode quando 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 fricção 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 pode ser otimizado de acordo com os requisitos operacionais relacionados com a geometria -por exemplo requisitos de construção. Basicamente é claro que é igualmente possível que a parte traseira se mova sobre orifícios de fixação ordenados excentricamente furos para os elementos de suporte, pelo que pode ser proporcionada uma pluralidade de furos de fixação sobre um elemento de retenção de modo que seja possível que a fixação da placa de suporte possa realizar-se em diversos pontos da parte traseira. A placa de suporte pode ser formada ao longo de toda a superfície como uma placa plana, em que os bordos da placa são livres de bordas curvas ou dobras. Assim há um espaço maior de liberdade para a disposição possível de segmentos 5 ΕΡ2713074Β1 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 tração de Rm 600 a 1500 MPa, de preferência de 800 a 1300 MPa, e/ou uma força de rendimento Ppo.2 de 500 até 1000 MPa, com maior preferência para 550 a 900 MPa, e/ou um limite de elasticidade de 8 a 15%, de preferência de 10 a 13%. De um modo geral a placa de suporte pode ter um teor de carbono de 0,03 a 0,05% em peso, preferivelmente de 0,38 a 0,45% em 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, de preferência de 0, 6 a 0,9% em peso, e/ou um teor de fósforo de 0,03 a 0,05% em peso, com maior preferência para cerca de 0,03 a 0,05% em peso e/ou um teor de enxofre de 0,03 a 0,05% em peso, com maior preferência para cerca de 0,035% em peso, e/ou um teor de crómio de 0,8 a 1,3% em peso, de preferência de 0,9 a 1,2% em peso, e/ou um teor de molibdénio de 0,1 a 0,4% em peso, de preferência de 0,15 a 0,3% em 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 martensitica 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 curvatura da placa de suporte a elevada energia de travagem não é de recear. Não é necessária a configuração da placa de suporte nem por 6 ΕΡ2713074Β1 dobragem ou dobras 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 gual os segmentos de fricção se encontram poderá ser reduzida em relação à parte exterior da placa de suporte. É importante gue o elemento de retensão do lado dos segmentos de fricção não figue de encontro à superfície da placa de suporte. Os segmentos de fricção podem ser dispostos se necessário em gualguer 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. 0 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 gue os discos de 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. De modo a garantir um moderado e mínimo desgaste possível, é necessária uma distribuição ideal das superfícies de fricção dos segmentos de fricção do disco de travão, facto gue 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 dos veículos e as operações 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. 7 ΕΡ2713074Β1

Isto aplica-se especialmente ao desgaste oblíquo provocado nos revestimentos levando a que os mesmos tenham de ser substituídos muito mais cedo do que o previsto. 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 propriedades no molhado e em operações de inverno. 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 previsto pela invenção que pelo menos um segmento de fricção seja montado rotativamente na placa de suporte e em pelo menos duas posições diferentes por exemplo apresentando orientações diferentes e sendo fixável de forma rotacional sobre a placa de suporte. A posição dos segmentos de fricção é dependente dos requisitos geométricos e operacionais relacionados com a construção das pastilhas de travão, 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 de fricção pode ser de preferência um elemento de fixação rotativo ligado e mantido à placa de suporte contra o descolamento do segmento de fricção. 0 segmento de fricção é rotativamente fixável em pelo menos duas posições diferentes ou posições de extremidades sendo fixado a orifícios de fixação por pelo menos um elemento de bloqueio 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 8 ΕΡ2713074Β1 fixação de modo a possibilitar a modificação da distribuição das superfícies de fricção. Para prevenir a rotação podem ser fornecidos elementos de fixação dispostos sobre a superfície voltada para fora 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 intervenção ou uma pluralidade de elementos de intervenção 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 respetivo 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 baixo desgaste naturalmente dependente de fatores de grande influência 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 do disco de travão e segmentos 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 9 ΕΡ2713074Β1 lençol de água pode ser evitada. Além disso pode ser assegurado para todas as estruturas de disco de travão gue 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 e de acordo com a invenção as pastilhas de travão a geometria apresentada pelos segmentos de fricção nos orifícios correspondentes dispostos na placa de suporte é fornecida 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 das superfícies de fricção ou estar disposto excentricamente relativamente ao baricentro. 0 segmento de fricção pode de preferência ter uma superfície de fricção não circular, de modo que é possível pela rotação do segmento de fricção, alterar a distribuição da superfície de atrito na superfície da placa de suporte.

Numa forma adicional de realização alternativa da invenção a pastilha de travão está prevista com pelo menos um segmento de fricção disposto de forma movível na placa de suporte podendo ser fixado à placa de suporte em pelo menos duas posições diferentes. Após a fixação deixa de ser possível uma deslocação, em que através do posicionamento em determinadas posições diferentes do segmento de fricção leva igualmente a uma alteração na distribuição da superfície de fricção em relação à superfície da placa de suporte Neste âmbito, o segmento de fricção pode ser conduzido por um processo deslizante de acordo com a 10 ΕΡ2713074Β1 técnica contra uma reentrância da placa de suporte. Novamente poderão ser fornecidos vários orifícios de fixação na placa de suporte de modo a definir se necessário, uma ou outra posição de fixação do segmento de fricção à 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 com 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 fixação deverá conter um ou mais orifício (s) de fixação em pontos de fixação diferentes e preestabelecidos tendo pelo menos um ponto de fixação, e opcionalmente um meio de bloqueio para o segmento de retenção fixo se necessário num 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 um 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 11 ΕΡ2713074Β1 podendo de acordo com a invenção reduzir ou mesmo evitar completamente a ocorrência dos mesmos.

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 e/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 retangular e/ou segmentos em forma trapezoidal e/ou trapezoidais e/ou em segmentos de 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. Pela combinação de diferentes geometrias é possível reduzir a sobrecarga térmica em áreas do disco e consequentemente reduzir o desgaste do disco e 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, 12 ΕΡ2713074Β1 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. Além disso é igualmente possível que pelo menos um segmento de fricção tenha diferentes materiais de fricção, em que o segmento de fricção tenha pelo menos duas superfícies de fricção, que como partes constituintes do segmento de fricção sejam feitas de diferentes materiais de fricção. As superfícies de fricção de um segmento de fricção podem igualmente ter uma geometria diferente e/ou ter um tamanho diferente e/ou um coeficiente diferente de fricção. Assim, as propriedades no molhado podem ser melhoradas ainda mais e adicionalmente reduzido 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 ou 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 13 ΕΡ2713074Β1 meio de diferentes segmentos de fricção.

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 é uma vista em perspetiva de um elemento fundido constituído por uma parte traseira de pastilha de travão de acordo com a invenção, é uma vista em perspetiva de uma placa fundida de fixação de uma A Figura 1 A Figura 2 pastilha de travão de acordo com o método da invenção, A Figura 3 A Figura 4

As figuras 5a e 5b. é uma vista em corte longitudinal de uma pastilha de travão de acordo com a invenção 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 vistas esquemáticas de uma pastilha de travão de acordo com a invenção de diferentes posições 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 disco de 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, 14 ΕΡ2713074Β1 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. De outro modo a parte traseira 1 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 placas de suporte 3 na parte traseira 1 sendo removível ou não removível de modo a prevenir a perda. Os orifícios de fixação 5 estão dispostos excentricamente em relação ao eixo transversal central da parte 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 direção 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 1 são fornecidos recessos 8, o que permite uma redução do material e do peso. As áreas da Fig. 5a e 5b 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 e contra os 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 11 em que os elementos de fixação 11 15 ΕΡ2713074Β1 se prolongam através das placas de suporte 3 encaixando no espaço definido entre o elemento traseiro 1 e as placas de suporte 3.

Na Figura 2 é apresentada uma vista em perspetiva 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 dobras nos bordos 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 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 removíveis. Além disso, os parafusos são fornecidos como elementos de fixação 6 com quais as placas de suporte 3 são aparafusados à parte traseira 1. Conforme o apresentado na Fig. 3, cada elemento de fixação 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 16 ΕΡ2713074Β1 soldageml6. Basicamente, as placas de suporte 3 podem igualmente ser unidas de forma removível à parte traseira 1. A mão 15 é apoiada contra 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 nos segmentos de fricção 4 do lado exterior da placa de suporte 3 estão alinhados de modo a que os segmentos de fricção 4 possam totalmente repousar de modo plano contra a placa de suporte 3 e a disposição dos segmentos de fricção 4 não é limitada pela localização 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 bloqueio 20. O elemento de fixação 11 penetra no orifício de fixação 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 boqueio 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 . 17 ΕΡ2713074Β1 0 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 orientação e disposição das superfícies 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 cuja 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 à 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 vistas 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 18 ΕΡ2713074Β1 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 representado 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 previsto 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 fixação 20, o qual engata num orifício de retenção 14, e o segmento de fricção 4 protege contra rotação. Por meio da rotação dos segmentos de fricção 4 em torno de um elemento de fixação 11 inserido num orifício de retenção 14 os respetivos segmentos de fricção 4 provocam uma mudança na distribuição de forças de fricção e de pressão do travão a fim de assegurar uma ótima distribuição das superfícies dependendo das condições de projeto 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 às 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 de fricção 7 às condições 19 ΕΡ2713074Β1 estruturais do travão e às condições operacionais permite uma distribuição ótima da pressão durante o funcionamento e conduz a valores muito melhores 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 veículos podem ser mantidos em condições de trabalho mais prolongadas, o que conduz a uma maior eficiência de operação do veículo. 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. 20 ΕΡ2713074Β1

REFERÊNCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de referências citadas pelo requerente é apenas para a conveniência do leitor. A mesma não faz parte do documento de Patente Europeia. Embora tenha sido tomado muito cuidado na compilação das referências, não se poderão excluir erros e omissões e o IEP não assume qualquer responsabilidade neste sentido.

Documentos de Patente citados na descrição • DE 3231279 AI [0002]

Lisboa, 20 de Novembro de 2014 21

Claims

ΕΡ2713074Β1 REIVINDICAÇÕES 1. Pastilha de travão (2) para um disco de travão, em particular para veículos ferroviários, com pelo menos uma placa de suporte (3) com uma pluralidade de segmentos de fricção amovíveis (4) fixos sobre a placa de suporte (3) e com uma parte traseira (1), em que a placa de suporte (3) é realizada por pelo menos um elemento de fixação (6) sobre a parte traseira (1), caraterizado pelo facto de pelo menos um segmento de fricção (4) estar montado rotativamente à placa de suporte (3) e em que por alteração da posição dos segmentos de fricção(4)ocorre uma alteração na distribuição das superfícies de fricção dos segmentos de fricção (4) relativamente à placa de suporte.
2. Pastilha de travão (2) de acordo com a reivindicação 1, caraterizada pelo facto de serem proporcionados na placa de suporte (3) pelo menos dois orifícios de fixação em torno da articulação dos segmentos de fricção (4) disposto nos orifícios de fixação (14) por pelo menos um elemento de bloqueio (20).
3. Pastilha de travão (2) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caraterizada pelo facto de o ponto de articulação ser coincidente com o baricentro de uma superfície de fricção (7) do segmento de fricção (4) ou que o ponto de articulação está disposto excentricamente em relação ao centro da área.
4. Pastilha de travão (2) para um travão de disco, em particular para veiculos ferroviários, com pelo menos uma placa de suporte (3) com uma pluralidade de segmentos de fricção (4) , fixos de forma removível à placa de suporte (3) e com uma parte traseira (1), em que a placa de suporte (3) é realizada por meio de pelo menos um elemento de 1 ΕΡ2713074Β1 fixação (6) na parte traseira (1) de preferência, de acordo com uma das reivindicações precedentes, caraterizado pelo facto de pelo menos um segmento de fricção (4) estar montado rotativamente à placa de suporte (3) fixável à placa de suporte (3) em pelo menos duas posições diferentes, e em que por alteração da posição dos segmentos de fricção (4) ocorre uma alteração na distribuição das superfícies de fricção dos segmentos de fricção (4) relativamente à placa de suporte.
5. Pastilha de travão (2) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo facto de o segmento de fricção (4) ser deslocável ao longo de um recesso da placa de suporte (3) .
6. 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), fixos de forma removível à placa de suporte (3) e com uma parte traseira (1), em que a placa de suporte (3) é realizada por meio de pelo menos um elemento de fixação (6) na parte traseira (1) de preferência, de acordo com uma das reivindicações precedentes, caraterizada pelo facto de pelo menos um segmento de fricção (4) pode ser fixado à placa de suporte (3) em pelo menos duas posições diferentes, em que o número de pontos de fixação possíveis sobre a placa de suporte (3) é maior do que o número máximo de segmentos de fricção (4) fixados à placa de suporte (3).
7. Pastilha de travão (2) de acordo com uma das reivindicações anteriores, caraterizada 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). 2 ΕΡ2713074Β1
8. Pastilha de travão (2) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caraterizada pelo facto de pelo menos duas superfícies de fricção (7) de dois segmentos de fricção (4) com geometrias diferentes e/ou tamanhos diferentes e/ou com um diferente coeficiente de fricção e/ou são constituídas por diferentes materiais de fricção.
9. Pastilha de travão (2) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caraterizada pelo facto de as superfícies de fricção (7) dos segmentos de fricção (4) cobrirem a superfície da placa de suporte (3) entre 30% a 95%, de preferência entre 50% a 80%.
10. Pastilha de travão (2) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caraterizada pelo facto de a parte traseira (1) ser concebida como uma peça fundida.
11. Pastilha de travão (2) de acordo com a reivindicação 10, caraterizada pelo facto de a parte traseira (1) ter um teor de carbono de 2 a 4 % em peso, de preferência de cerca de 2,8 % em peso, e/ou um teor de silício de 1 a 2 % em peso, de preferência entre cerca de 1,3 % em peso, e/ou um teor de manganês de 0,1 a 1,0 % em peso, de preferência desde cerca de 0,5 % em peso, e/ou teor de enxofre de 0,05 a 0,5 % em peso, de preferência de cerca de 0,1 % em peso.
12. Pastilha de travão de acordo com uma das reivindicações anteriores 10 ou 11, caraterizada pelo facto de a resistência à tração Rm da parte traseira (1) se situar entre 500 e 600 MPa, preferivelmente 550 MPa, e/ou o limite de elasticidade RPo,2 se situar entre 300 a 400 MPa, de preferência entre cerca de 340 MPa, e/ou a resistência à flexão ser de RBW 200 até 300 MPa, preferivelmente de 250 a 270 MPa, e/ou extensão de rutura A de 3 a 5%, de preferência com cerca de 4%, e/ou a dureza Brinell se 3 ΕΡ2713074Β1 situar entre 180 a 300 HB, de preferência com cerca de 250 HB.
13. Pastilha de travão (2) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caraterizada pelo facto de a placa de suporte (3) ser formada como uma placa plana em toda a sua superfície, em que em particular as áreas dos bordos (12) da placa de suporte (3) estão isentos de arestas ou curvas dobradas.
14. Pastilha de travão de acordo com a reivindicação 13, caraterizada pelo facto de a placa de suporte (3) ser composta por uma liqa de aço temperado com uma resistência à tração de Rm de 600 a 1500 MPa, de preferência de 800 a 1300 MPa, e/ou uma força de rendimento RPo,2 de 500 a 1000 MPa, com maior preferência para 550 a 900 MPa, e/ou um limite de elasticidade A de 8 a 15%, de preferência de 10 a 13%.
15. Pastilha de travão de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caraterizada pelo facto de a placa de suporte ter um teor de carbono de 0,03 a 0,05% em peso, preferivelmente de 0,38 a 0,45% em 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, de preferência de 0, 6a 0,9% em peso, e/ou um teor de fósforo de 0,03 a 0,05% em peso, com maior preferência para cerca de 0,03 a 0,05% em peso e/ou um teor de enxofre de 0,03 a 0,05% em peso, com maior preferência para cerca de 0,035% em peso, e/ou um teor de crómio de 0,8 a 1,3% em peso, de preferência de 0,9 a 1,2% em peso, e/ou um teor de molibdénio de 0,1 a 0,4% em peso, de preferência de 0,15-0,3% em peso. Lisboa, 20 de Novembro de 2014 4