BR102020008751A2

BR102020008751A2 - cilindro de freio para um veículo ferroviário

Info

Publication number: BR102020008751A2
Application number: BR102020008751-7A
Authority: BR
Inventors: Ryan Repko; Nicholas Lee Bressler
Original assignee: Westinghouse Air Brake Technologies Corporation
Priority date: 2019-05-01
Filing date: 2020-04-30
Publication date: 2020-12-29
Also published as: AU2020202656B2; AU2020202656A1; US20200346629A1; US11059469B2

Abstract

Trata-se de um cilindro de freio para um veículo ferroviário que inclui um corpo, um conjunto de pistão que inclui um membro de pistão e uma haste que tem uma superfície rosqueada, e um mecanismo de travamento de freio de estacionamento que inclui uma porca de trabalho, uma engrenagem de travamento, e uma lingueta de travamento, com a porca de trabalho que tem uma superfície rosqueada engatada com a superfície rosqueada da haste. O membro de pistão tem uma primeira posição e uma segunda posição em uma direção que se estende da segunda extremidade do corpo em direção à primeira extremidade do corpo. A porca de trabalho é fixa em relação à engrenagem de travamento. A lingueta de travamento tem uma posição destravada espaçada da engrenagem de travamento e uma posição travada engatada com a engrenagem de travamento. O pistão é restrito de mover da segunda posição para a primeira posição quando a lingueta de travamento estiver na posição travada.

Description

CILINDRO DE FREIO PARA UM VEÍCULO FERROVIÁRIO

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um cilindro de freio para veículos ferroviários e, mais particularmente, para um cilindro de freio com um mecanismo de freio de estacionamento.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[002] Os vagões de carga ferroviário têm um cano de freio que passa por cada vagão e é acoplado entre eles, de modo a estender continuamente o comprimento do trem. O cano de freio é carregado com ar comprimido normalmente na extremidade da cabeça por um compressor em uma locomotiva. O ar comprimido não apenas fornece a força de freio pneumático nos respectivos vagões, mas também serve como um link de comunicação através do qual os freios do vagão são controlados da locomotiva ao aumentar e diminuir a pressão da pressão do cano de freio. O equipamento de freio para vagões de carga ferroviário utiliza válvulas de controle para controlar a operação dos cilindros de freio e freios para os vagões de carga.

[003] O sistema de freio usado nos vagões ferroviários normalmente emprega uma pluralidade de membros transmissores de força para converter o abastecimento da pressão de fluido pneumático do cano de freio em uma força mecânica para aplicar e inclinar uma ou mais sapatas de freio contra a estria de uma ou mais rodas do vagão ferroviário. Quando um único vagão ferroviário ou uma pluralidade de vagões ferroviários são estacionados em um desvio ou pátio, o freio de mão ou freio de estacionamento em pelo menos alguns desses vagões ferroviários é aplicado como uma precaução contra movimentos indesejados ou inesperados dos vagões. Um típico sistema de freio de mão para vagões ferroviários normalmente consiste em um aparelho para aplicar e inclinar manualmente uma ou mais sapatas de freio contra a estria de uma ou mais rodas do vagão ferroviário ou ao girar uma roda de mão ou bombear um manípulo de catraca em um mecanismo de freio de mão anexado ao vagão ferroviário.

[004] A Figura 1 mostra uma técnica anterior de conjunto de freio montado em vagão 10 para um veículo ferroviário. O conjunto de freio montado no vagão 10 inclui um cilindro de freio 12 que tem uma haste de pressão de pistão 13 presa a uma alavanca de transferência de força do cilindro 14. Um ajustador de folga 16 também é mostrado associado à alavanca de transferência de força do cilindro 14, e um par de vigas de freio 18 e 20 são montados em cada extremidade do conjunto de freio montado no vagão 10. Também é fornecido um freio de mão 22 que está associado com a alavanca de transferência de força do cilindro 14. As vigas de freio 18, 20 são acionadas pelo cilindro de freio 12 ou o freio de mão 22, através da alavanca de transferência de força do cilindro 14 e uma série de alavancas e ligações adicionais. As alavancas de freio são usadas por todo o sistema de frenagem para transmitir, aumentar, ou diminuir a força de frenagem, bem como para transferir ou alterar a direção da força. Assim, durante uma situação de frenagem em que uma força é aplicada pelo cilindro de freio 12 ou o freio de mão 22, essas alavancas e hastes transmitem e entregam forças de frenagem para as vigas de freio 18 e 20 e, consequentemente, às cabeças de freio 24 e sapatas de freio 26 montadas no mesmo.

[005] Com referência à Figura 2, é mostrado um sistema de freio 30 montado em caminhão da técnica anterior. O mecanismo de freio de mão 40 tem um alojamento 42 que inclui uma parede traseira 44 montável em um vagão ferroviário e uma cobertura 46. A cobertura 46 é presa à parede traseira 44. Uma corrente 48 para aplicação ou liberação dos freios é presa ao equipamento de freio através de uma alavanca de freio de mão 50, e é anexada e enrolada em um tambor de enrolamento 52. A alavanca de freio de mão 50 é, por sua vez, conectada à uma alavanca de transferência de força do cilindro 64. Para acionar os freios, uma roda de mão 54 é rotacionada no sentido horário para enrolar a corrente 48 em torno do tambor de enrolamento 52 e fazer com que a alavanca de freio de mão 50 seja puxada para fora do equipamento de freio 60. Isso faz com que a alavanca de transferência de força do cilindro 64 seja rotacionada em um sentido anti-horário, resultando em uma haste de pressão de pistão que é puxada para fora e a força necessária que é aplicada ao conjunto ajustador de folga 68.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[006] Em um aspecto, um cilindro de freio para um veículo ferroviário inclui um corpo que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, um conjunto de pistão que compreende um membro de pistão recebido dentro do corpo e uma haste que tem uma superfície rosqueada, e um mecanismo de travamento de freio de estacionamento. O membro de pistão tem uma primeira posição e uma segunda posição espaçada da primeira posição em uma direção que se estende da segunda extremidade do corpo em direção à primeira extremidade do corpo, com pelo menos uma porção da haste que se estende do corpo quando o membro de pistão está na segunda posição. O mecanismo de travamento de freio de estacionamento inclui uma porca de trabalho, uma engrenagem de travamento, e uma lingueta de travamento, com a porca de trabalho que tem uma superfície rosqueada engatada com a superfície rosqueada da haste. A porca de trabalho é fixa em relação à engrenagem de travamento. A porca de trabalho e a engrenagem de travamento são móveis em relação à haste, com a lingueta de travamento que tem uma posição destravada espaçada da engrenagem de travamento e uma posição travada engatada com a engrenagem de travamento. O pistão é restrito de mover da segunda posição para a primeira posição quando a lingueta de travamento está na posição travada.

[007] O pistão pode ser móvel da segunda posição para a primeira posição quando a lingueta de travamento está na posição destravada. O pistão pode ser móvel da primeira posição para a segunda posição quando a lingueta de travamento está na posição travada. A engrenagem de travamento pode incluir uma pluralidade de dentes espaçada ao redor da circunferência da engrenagem de travamento, com a lingueta de travamento configurada para engatar uma das pluralidade de dentes quando a lingueta de travamento está na posição travada para impedir o movimento do pistão da segunda posição para a primeira posição, e com a lingueta de travamento configurada para engatar uma das pluralidade de dentes quando a lingueta de travamento está na posição travada e permite o movimento da lingueta de travamento e o movimento do pistão da primeira posição para a segunda posição. O cilindro de freio pode incluir adicionalmente pelo menos um mancal engatado com pelo menos uma das porcas de trabalho e a engrenagem de travamento. O corpo pode incluir uma cabeça sem pressão, com a porca de trabalho e a engrenagem de travamento recebida dentro da cabeça sem pressão.

[008] A haste pode ser restrita de rotacionar em torno de um eixo geométrico longitudinal da haste em relação ao corpo. O corpo pode incluir uma de uma chave e um rasgo de uma chaveta, e a haste pode incluir a outra da chave e o rasgo de uma chaveta, com a chave recebida dentro do rasgo de uma chaveta e restringir a rotação da haste em torno do eixo geométrico longitudinal da haste em relação ao corpo. O cilindro de freio pode incluir adicionalmente um conjunto de acionamento da lingueta de travamento configurado para mover a lingueta de travamento entre as posições travada e destravada com base em uma pressão de sinal. O conjunto de acionamento da lingueta de travamento pode incluir uma válvula de sinal e uma válvula de lingueta, com a válvula de lingueta em comunicação fluida com uma cavidade de bloqueio, e a válvula de lingueta que tem uma primeira posição correspondente à posição travada da lingueta de travamento e uma segunda posição correspondente à posição destravada da lingueta de travamento. A válvula de sinal está em comunicação fluida com uma porta de pressão de sinal, com a válvula de sinal que tem uma primeira posição em que a cavidade de bloqueio está em comunicação fluida com a pressão atmosférica e uma segunda posição em que a cavidade de bloqueio está em comunicação fluida com a porta de pressão de sinal. O conjunto de acionamento da lingueta de travamento pode incluir adicionalmente um mecanismo de liberação manual configurado para mover a lingueta de travamento da posição travada para a posição destravada. O mecanismo de liberação manual pode incluir uma articulação giratória presa à lingueta de travamento e um braço oscilante preso à articulação giratória, com a articulação giratória rotativa em relação à lingueta de travamento em torno de um eixo geométrico longitudinal definido pela lingueta de travamento, e em que o movimento do braço oscilante ao longo do eixo geométrico longitudinal definido pela lingueta de travamento é configurado para mover a lingueta de travamento da posição travada para a posição destravada.

[009] A válvula de sinal pode incluir uma bucha, um membro de válvula de carretel, e uma mola de sinal, com a bucha que define uma porta de bucha em comunicação fluida com a cavidade de bloqueio, e a mola de sinal que inclina a válvula de sinal em direção à primeira posição. O membro de válvula de carretel que tem um primeiro lado e um segundo lado posicionado oposto ao primeiro lado, com o segundo lado do membro de válvula de carretel em comunicação fluida com a porta de pressão de sinal, o membro de válvula de carretel que isola a porta de bucha da porta de pressão de sinal quando a válvula de carretel está na primeira posição, e o membro de válvula de carretel que permite comunicação fluida entre a porta de bucha e a porta de pressão de sinal quando a válvula de carretel está na segunda posição. A válvula de lingueta pode incluir um diafragma, um membro de válvula de lingueta preso ao diafragma, e uma mola de travamento, com o diafragma que tem um primeiro lado e um segundo lado posicionado oposto ao primeiro lado, o primeiro lado do diafragma em comunicação fluida com a pressão atmosférica, o segundo lado do diafragma em comunicação fluida com a cavidade de bloqueio, a mola de travamento que inclina a lingueta de travamento em direção à posição travada, e o membro de válvula de lingueta configurado para mover a lingueta de travamento para a posição destravada quando uma pressão dentro da cavidade de bloqueio for maior do que a força de inclinação da mola de travamento.

[010] Em um aspecto adicional, o conjunto de acionamento da lingueta de travamento pode incluir um membro de válvula e uma mola de travamento, com o membro de válvula que tem um primeiro lado e um segundo lado posicionado oposto ao primeiro lado, o segundo lado do membro de válvula em comunicação fluida com uma porta de pressão de sinal, o primeiro lado do membro de válvula em comunicação fluida com a pressão atmosférica, a mola de travamento que inclina a lingueta de travamento em direção à posição travada, o membro de válvula que tem uma primeira posição correspondente à posição travada da lingueta de travamento e uma segunda posição correspondente à posição destravada da lingueta de travamento, e o membro de válvula configurado para mover a lingueta de travamento para a posição destravada quando uma pressão que atua no segundo lado do membro de válvula for maior do que uma força de inclinação da mola de travamento. O membro de válvula do conjunto de acionamento da lingueta de travamento pode incluir uma vedação e um corpo de válvula.

[011] Em um outro aspecto, o conjunto de acionamento da lingueta de travamento pode incluir um membro de válvula, um diafragma que tem um primeiro lado e um segundo lado posicionado oposto ao primeiro lado, uma mola de sinal, e uma mola de travamento, com o membro de válvula que tem uma primeira posição correspondente à posição travada da lingueta de travamento e uma segunda posição correspondente à posição destravada da lingueta de travamento, a mola de travamento que inclina a lingueta de travamento em direção à posição travada, a mola de sinal que inclina o membro de válvula em direção à primeira posição, o segundo lado do diafragma em comunicação fluida com uma porta de pressão de sinal, e o membro de válvula configurado para mover a lingueta de travamento para a posição destravada quando uma pressão que atua no segundo lado do diafragma for maior do que uma força de inclinação da mola de sinal e a mola de travamento.

[012] Detalhes adicionais e vantagens dos vários aspectos ou realizações da revelação detalhadas no presente documento ficarão claros após a revisão da descrição detalhada a seguir e das Figuras dos desenhos em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[013] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um sistema de frenagem convencional e freio de mão para um veículo ferroviário.

[014] A Figura 2 é uma vista em perspectiva de um sistema de frenagem convencional adicional e freio de mão para um veículo ferroviário.

[015] A Figura 3 é uma vista em perspectiva frontal de um cilindro de freio para um veículo ferroviário de acordo com um aspecto da presente invenção.

[016] A Figura 4 é uma vista em perspectiva traseira do cilindro de freio da Figura 3.

[017] A Figura 5 é uma vista em perspectiva explodida do cilindro de freio da Figura 3.

[018] A Figura 6 é uma vista frontal do cilindro de freio da Figura

[019] A Figura 7 é uma vista em corte transversal tomada ao longo da linha 7-7 na Figura 6, que mostra uma primeira posição de um pistão do cilindro de freio.

[020] A Figura 8 é uma vista em corte transversal tomada ao longo da linha 7-7 na Figura 6, que mostra uma segunda posição de um pistão do cilindro de freio.

[021] A Figura 9 é uma vista em corte transversal parcial tomada ao longo da linha 7-7 na Figura 6, que mostra uma parte da cabeça sem pressão do cilindro de freio.

[022] A Figura 10 é uma vista em perspectiva explodida de uma cabeça sem pressão do cilindro de freio da Figura 3.

[023] A Figura 11 é uma vista em perspectiva parcial do cilindro de freio da Figura 3, que mostra uma disposição de chave e rasgo de uma chaveta.

[024] A Figura 12 é uma vista em perspectiva de um mecanismo de travamento de freio de estacionamento, de acordo com um aspecto da presente invenção.

[025] A Figura 13 é uma vista superior do mecanismo de travamento de freio de estacionamento da Figura 12.

[026] A Figura 14 é uma vista em corte transversal tomada ao longo da linha 14-14 na Figura 13.

[027] A Figura 15 é uma vista em perspectiva explodida do mecanismo de travamento de freio de estacionamento da Figura 12.

[028] A Figura 16 é uma vista em corte transversal do cilindro de freio da Figura 3, que mostra um mecanismo de travamento de freio de estacionamento em uma posição destravada.

[029] A Figura 17 é uma vista em corte transversal do cilindro de freio da Figura 3, que mostra um mecanismo de travamento de freio de estacionamento em uma posição travada.

[030] A Figura 18 é uma vista em corte transversal de um mecanismo de travamento de freio de estacionamento, de acordo com um segundo aspecto da presente invenção.

[031] A Figura 19 é uma vista em corte transversal de um mecanismo de travamento de freio de estacionamento, de acordo com um terceiro aspecto da presente invenção.

[032] A Figura 20 é uma vista em corte transversal de um mecanismo de travamento de freio de estacionamento, de acordo com um quarto aspecto da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[033] Para os propósitos da descrição doravante no presente documento, os termos de orientação espacial, conforme usados, devem se referir à realização citada, conforme é orientado nas Figuras dos desenhos anexos ou de outra forma descritos na descrição detalhada a seguir. No entanto, deve ser entendido que as realizações descritas doravante no presente documento podem presumir muitas variações alternativas e configurações. Também deve ser entendido que os componentes específicos, dispositivos, e recursos ilustrados nas Figuras dos desenhos anexos e descritos no presente documento são simplesmente exemplificativos e não devem ser considerados como limitativos.

[034] Com referência às Figuras 3 a 17, um cilindro de freio com um mecanismo de freio de estacionamento 100 para um veículo ferroviário inclui um corpo 102, um conjunto de pistão 104, e um mecanismo de travamento de freio de estacionamento 106. O cilindro de freio 100 é configurado para aplicar uma força a um sistema de freio em um veículo ferroviário, como um vagão de carga ferroviário, de modo que uma sapata de freio engate em uma roda do veículo ferroviário. Conforme descrito abaixo, o mecanismo de travamento de freio de estacionamento 106 é configurado para travar o cilindro de freio 100 na posição aplicada para garantir que a sapata de freio permaneça engatada com a roda do veículo ferroviário. Mais especificamente, o mecanismo de travamento de freio de estacionamento 106 é configurado para engatar automaticamente para impedir mecanicamente a liberação da aplicação do cilindro de freio 100, mesmo quando a pressão do ar no cilindro de freio é reduzida à pressão do ar atmosférico, enquanto ainda permite que o cilindro de freio 100 seja estendido. O mecanismo de travamento de freio de estacionamento 106 também configurado para permanecer desengatado para permitir a operação normal do cilindro de freio 100. Conforme descrito abaixo, o mecanismo de travamento de freio de estacionamento 106 é configurado para ser usado como um dispositivo independente que é sinalizado usando pressão de ar no cano de freio ou utilizado em conexão com uma válvula de controle pneumático do freio de estacionamento automático, que forneceria um sinal de pressão liga/desliga ao mecanismo de travamento de freio de estacionamento 106. Um exemplo de uma válvula de controle pneumático do freio de estacionamento automático é mostrado e descrito na Publicação Internacional No WO 2017/151854, que é incorporado ao presente documento a título de referência em sua totalidade.

[035] Com referência à Figuras 3 a 8, o corpo 102 tem uma primeira extremidade 108 e uma segunda extremidade 110 posicionada oposta à primeira extremidade 108. O corpo 102 define um espaço interior 112. O corpo 102 é cilíndrico, embora outras formas adequadas e configurações possam ser utilizadas. O corpo 102 inclui uma cabeça sem pressão 114 na primeira extremidade 108 do corpo 102. O corpo 102 inclui uma porta de pressão do cilindro de freio 116 na segunda extremidade 110 do corpo 102. O conjunto de pistão 104 inclui um membro de pistão 118 recebido dentro do espaço interior 112 do corpo 102 e uma haste 120 que tem uma superfície rosqueada 122. O membro de pistão 118 é fixo em relação à haste 120. O membro de pistão 118 é móvel dentro do espaço interior 112 do corpo 102 entre uma primeira posição (Figura 7) e uma segunda posição (Figura 8) espaçada da primeira posição em uma direção que se estende da segunda extremidade 110 do corpo 102 em direção à primeira extremidade 108 do corpo 102. Uma mola A mola 124 inclina o membro de pistão 118 em direção à primeira posição. A pressão do ar da porta de pressão do cilindro de freio 116 é configurada para mover o membro de pistão 118 da primeira posição para a segunda posição. Pelo menos uma porção da haste 120 se estende do corpo 102 quando o membro de pistão 118 está na segunda posição.

[036] Com referência às Figuras 3 a 17, o mecanismo de travamento de freio de estacionamento 106 inclui uma porca de trabalho 126, uma engrenagem de travamento 128, e uma lingueta de travamento 130. A porca de trabalho 126 tem uma superfície rosqueada 132 engatada com a superfície rosqueada 122 da haste 120. A porca de trabalho 126 é fixa em relação à engrenagem de travamento 128. A porca de trabalho 126 pode ser formada separadamente e presa à engrenagem de travamento 128 ou pode ser formada integralmente com a engrenagem de travamento 128. A porca de trabalho 126 define uma abertura central 134 que recebe a haste 120. A porca de trabalho 126 e a engrenagem de travamento 128 são móveis em relação à haste 120. Conforme mostrado nas Figuras 16 e 17, a lingueta de travamento 130 tem uma posição destravada espaçada da engrenagem de travamento 128 e uma posição travada engatada com a engrenagem de travamento 128. O membro de pistão 118 é restrito de mover da segunda posição para a primeira posição quando a lingueta de travamento 130 está na posição travada. Quando a lingueta de travamento 130 está na posição destravada (Figura 16), o movimento da haste 120 faz com que a superfície rosqueada 122 da haste 120 engate a superfície rosqueada 132 da porca de trabalho 126 causando, assim, a rotação da porca de trabalho 126 e a engrenagem de travamento 128 em relação ao corpo 102 e a haste 120 quando o membro de pistão 118 é movido da primeira posição para a segunda posição e da segunda posição para a primeira posição. Quando a lingueta de travamento 130 está na posição travada (Figura 17), a superfície rosqueada 122 da haste 120 engata a superfície rosqueada 132 da porca de trabalho 126, mas o membro de pistão 118 pode se mover apenas da primeira posição em direção à segunda posição e não da segunda posição em direção à primeira posição, devido ao engate entre a lingueta de travamento 130 e a engrenagem de travamento 128. Em um aspecto, a engrenagem de travamento 128 e a lingueta de travamento 130 formam uma disposição de catraca, de modo que, quando a lingueta de travamento 130 está na posição travada (Figura 17), a rotação da porca de trabalho 126 e a engrenagem de travamento 128 no sentido anti-horário, conforme visto na Figura 17, seja impedida pela lingueta de travamento 130 enquanto ainda permite a rotação da porca de trabalho 126 e a engrenagem de travamento 128 no sentido horário, conforme visto na Figura 17.

[037] Com referência à Figura 10, a engrenagem de travamento 128 é anular e inclui uma pluralidade de dentes 136 espaçada ao redor de uma circunferência da engrenagem de travamento 128. A lingueta de travamento 130 é configurada para engatar um dentre a pluralidade de dentes 136 quando a lingueta de travamento 130 está na posição travada para impedir o movimento do membro de pistão 118 da segunda posição para a primeira posição. A lingueta de travamento 130 é configurada para engatar uma das pluralidades de dentes 136 quando a lingueta de travamento 130 está na posição travada e permite o movimento da lingueta de travamento 130 e o movimento do membro de pistão 118 da primeira posição para a segunda posição. Em outras palavras, a lingueta de travamento 130 e a pluralidade de dentes 136 da engrenagem de travamento 128 são configuradas para impedir a retração do liberação do cilindro de freio 100 enquanto permite a extensão ou aplicação do cilindro de freio 100, devido à estrutura da catraca e da lingueta da lingueta de travamento 130 e a pluralidade de dentes 136. A lingueta de travamento 130 pode engatar uma ou mais da pluralidade de dentes 136 da engrenagem de travamento 128 quando a lingueta de travamento 130 está na posição travada. O primeiro e segundo mancais 138, 140 são engatados com a porca de trabalho 126 e a engrenagem de travamento 128 para facilitar a rotação da porca de trabalho 126 e engrenagem de travamento 128 em relação à haste 120 e o corpo 102. O primeiro mancal 138 é posicionado em um lado da porca de trabalho 126 e a engrenagem de travamento 128 e o segundo mancal 140 é posicionado no outro lado da porca de trabalho 126 e a engrenagem de travamento 128. A porca de trabalho 126, a engrenagem de travamento 128, e os mancais 138, 140 são recebidos dentro da cabeça sem pressão 114 do corpo 102, embora outras disposições adequadas possam ser utilizadas. O primeiro e segundo mancais 138, 140 podem ser mancais axiais, embora outras disposições adequadas possam ser utilizadas.

[038] Com referência às Figuras 6 e 11, a haste 120 é restrita de rotacionar em torno de um eixo geométrico longitudinal da haste 120 em relação ao corpo 102. Em um aspecto, a cabeça sem pressão 114 do corpo 102 inclui pelo menos uma chave 142 e a haste 120 inclui pelo menos um rasgo de uma chaveta 144 que recebe a chave 142, embora a cabeça sem pressão 114 do corpo 102 possa incluir o rasgo de uma chaveta 144 e a haste 120 possa incluir a chave 142. Mais especificamente, uma cobertura 146 da cabeça sem pressão 114 inclui a pelo menos uma chave 142, embora outras configurações adequadas possam ser utilizadas. O engate entre a chave 142 e o rasgo de uma chaveta 144 restringe a rotação da haste 120 em torno do eixo geométrico longitudinal da haste 120 em relação ao corpo 102 enquanto permite ainda o movimento axial da haste 120 em relação ao corpo 102 al longo do eixo geométrico longitudinal da haste 120. A chave 142 e rasgo de uma chaveta 144 impedem a rotação da haste 120 e o membro de pistão 118, que impede a haste 120 e o membro de pistão 118 de rotacionar e retrair em direção à primeira posição quando a lingueta de travamento 130 é engatada com a engrenagem de travamento 128.

[039] Com referência às Figuras 3 a 8 e 12 a 17, o cilindro de freio com o mecanismo de freio de estacionamento 100 inclui adicionalmente um conjunto de acionamento da lingueta de travamento 150 configurado para mover a lingueta de travamento 130 entre as posições travadas e destravadas com base em uma pressão de sinal. Conforme observado acima, o mecanismo de travamento de freio de estacionamento 106 é configurado para ser usada como um dispositivo independente que é sinalizado usando uma pressão de ar no cano de freio ou utilizada em conexão com uma válvula de controle pneumático do freio de estacionamento automático, que forneceria um sinal de pressão liga/desliga ao mecanismo de travamento de freio de estacionamento 106. O conjunto de acionamento da lingueta de travamento 150 inclui uma válvula de sinal 152 e uma válvula de lingueta 154. A válvula de lingueta 154 está em comunicação fluida com uma cavidade de bloqueio 156. A válvula de lingueta 154 tem uma primeira posição correspondente à posição travada da lingueta de travamento 130 e uma segunda posição correspondente à posição destravada da lingueta de travamento 130. A válvula de sinal 152 está em comunicação fluida com uma porta de pressão de sinal 158. A porta de pressão de sinal 158 pode estar em comunicação fluida com uma passagem ou linha de pressão do cano de freio (não mostrada) ou pode estar em comunicação fluida com uma passagem ou linha de sinal (não mostrada) de uma válvula de controle pneumático do freio de estacionamento automático. A válvula de sinal 152 tem uma primeira posição em que a cavidade de bloqueio 156 está em comunicação fluida com a pressão atmosférica e uma segunda posição em que a cavidade de bloqueio 156 está em comunicação fluida com a porta de pressão de sinal 158. A válvula de sinal 152 e a válvula de lingueta 154 são recebidas dentro de um alojamento 160 preso à cabeça sem pressão 114 do corpo 102 do cilindro de freio 100, embora a válvula de sinal 152 e a válvula de lingueta 154 também possam ser integralmente formadas com a cabeça sem pressão 114 do corpo 102 do cilindro de freio 100.

[040] Com referência às Figuras 12 a 17, o conjunto de acionamento da lingueta de travamento 150 inclui adicionalmente um mecanismo de liberação manual 162 configurado para mover a lingueta de travamento 130 da posição travada para a posição destravada. O mecanismo de liberação manual 162 inclui uma articulação giratória 164 presa à lingueta de travamento 130 e um braço oscilante 166 preso à articulação giratória 164, embora outras configurações adequadas possam ser utilizadas. A articulação giratória 164 é rotativa em relação à lingueta de travamento 130 em torno de um eixo geométrico longitudinal definido pela lingueta de travamento 130. O movimento do braço oscilante 166 ao longo do eixo geométrico longitudinal definido pela lingueta de travamento 130 é configurado para mover a lingueta de travamento 130 da posição travada para a posição destravada. O mecanismo de liberação manual 162 atua como uma "substituição” para desengatar o mecanismo de travamento de freio de estacionamento 106 e permitir que a haste 120 e o membro de pistão 118 se retraiam em direção à primeira posição, liberando, assim, os freios do veículo ferroviário. O mecanismo de liberação manual 162 é configurado para fixar a lingueta de travamento 130 na posição destravada para negar a função do freio de estacionamento automático, de modo que o cilindro de freio 100 opere convencionalmente. O movimento do braço oscilante 166 pode ser realizado através de um cabo, haste de tração, ou outra disposição adequada (não mostrada) que é conectado ao braço oscilante 166 e acessível de um lado do veículo ferroviário. O braço oscilante 166 é configurado para ser totalmente rotativo 360 graus para permitir que o mecanismo de liberação manual 162 seja acionado de qualquer ângulo.

[041] Com referência novamente às Figuras 12 a 17, a válvula de sinal 152 inclui uma bucha 168, um membro de válvula de carretel 170, e uma mola de sinal 172, embora outras disposições adequadas possam ser utilizadas. A bucha 168 define uma porta de bucha 174 em comunicação fluida com a cavidade de bloqueio 156. A mola de sinal 172 inclina a válvula de sinal 152 em direção à primeira posição. O membro de válvula de carretel 170 tem um primeiro lado 176 e um segundo lado 178 posicionados opostos ao primeiro lado 176, com o segundo lado 178 do membro de válvula de carretel 170 em comunicação fluida com a porta de pressão de sinal 158. O membro de válvula de carretel 170 isola a porta de bucha 174 da porta de pressão de sinal 158 quando o membro de válvula de carretel 170 está na primeira posição e permite comunicação fluida entre a porta de bucha 174 e a porta de pressão de sinal 158 quando o membro de válvula de carretel 170 está na segunda posição. A válvula de lingueta 154 inclui um diafragma 180, um membro de válvula de lingueta 182 preso ao diafragma 180, e uma mola de travamento 184, embora outras disposições da válvula adequadas possam ser utilizadas. O diafragma 180 tem um primeiro lado 186 e um segundo lado 188 posicionados opostos ao primeiro lado 186, com o primeiro lado 186 do diafragma 180 em comunicação fluida com a pressão atmosférica e o segundo lado 188 do diafragma 180 em comunicação fluida com a cavidade de bloqueio 156. A mola de travamento 184 inclina a lingueta de travamento 130 em direção à posição travada. O membro de válvula de lingueta 182 é configurado para mover a lingueta de travamento 130 para a posição destravada quando uma pressão dentro da cavidade de bloqueio 156 for maior do que uma força de inclinação da mola de travamento 184.

[042] Consequentemente, o conjunto de acionamento da lingueta de travamento 150 é configurado para mover a lingueta de travamento 130 entre a posição destravada e a posição travada com base em uma pressão fornecida pela porta de pressão de sinal 158. Quando a pressão da porta de pressão de sinal 158, como pressão do cano de freio, excede a força de inclinação fornecida pela mola de sinal 172, o membro de válvula de carretel 170 se moverá para cima da segunda posição para colocar a porta de pressão de sinal 158 em comunicação fluida com a cavidade de bloqueio 156 movendo, assim, o diafragma 180 e o membro de válvula de lingueta 182 para cima para mover a lingueta de travamento 130 para a posição destravada. Quando a pressão da porta de pressão de sinal 158 começa a cair, como durante uma aplicação de freio, para uma determinada pressão, o membro de válvula de carretel 170 é movido para a primeira posição, devido à mola de sinal 172 que supera a força da pressão de ar da porta de pressão de sinal 158 colocando, assim, a cavidade de bloqueio 156 em comunicação fluida com a pressão atmosférica. Com a cavidade de bloqueio 156 em comunicação fluida com a pressão atmosférica, a mola de travamento 184 inclina o diafragma 180 e o membro de válvula de lingueta 182 para baixo movendo, assim, a lingueta de travamento 130 para engatar com a engrenagem de travamento 128 e manter o sistema de freio do veículo ferroviário em um estado engatado e reter a força da sapata de freio contra a roda do veículo ferroviário. Ao utilizar uma válvula de controle pneumático do freio de estacionamento automático, o conjunto de acionamento da lingueta de travamento 150 é configurada para engatar imediatamente após uma aplicação de freio de emergência e permanece aplicada durante a carga do sistema e é configurada para desengatar quando a pressão do cano de freio e o reservatório auxiliar são recarregados a determinadas pressões e permanece liberado durante aplicações de freio de serviço parcial e completo.

[043] Com referência à Figura 18, de acordo com um segundo aspecto ou realização da presente revelação, o conjunto de acionamento da lingueta de travamento 200 inclui um membro de válvula 202 e uma mola de travamento 204, com o membro de válvula 202 que tem um primeiro lado 206 e um segundo lado 208 posicionado oposto ao primeiro lado 206. O segundo lado 208 do membro de válvula 202 está em comunicação fluida com uma porta de pressão de sinal 210 e o primeiro lado 206 do membro de válvula 202 está em comunicação fluida com a pressão atmosférica. A mola de travamento 204 inclina a lingueta de travamento 130 em direção à posição travada, com o membro de válvula 202 que tem uma primeira posição correspondente à posição travada da lingueta de travamento 130 e uma segunda posição correspondente à posição destravada da lingueta de travamento 130. O membro de válvula 202 é configurado para mover a lingueta de travamento 130 para a posição destravada quando uma pressão que atua no segundo lado 208 do membro de válvula 202 for maior do que uma força de inclinação da mola de travamento 204. O membro de válvula 202 do conjunto de acionamento da lingueta de travamento 200 inclui uma vedação 212 e um corpo de válvula 214. A vedação 212 pode ser um copo em U ou anel O, embora outras disposições de vedação adequadas possam ser utilizadas. O conjunto de acionamento da lingueta de travamento 200 da Figura 18 opera de uma maneira semelhante ao conjunto de acionamento da lingueta de travamento 150 das Figuras 12 a 17. Em vez de fornecer ao diafragma 180, o conjunto de acionamento da lingueta de travamento 200 utiliza a vedação 212. O conjunto de acionamento da lingueta de travamento 200 é mostrado em conexão com um mecanismo de liberação manual 216 que não é rotativo, de modo que a liberação manual possa ser puxada apenas horizontalmente, embora o conjunto 200 também possa ser dotado do mecanismo de liberação manual 162 das Figuras 12 a 17.

[044] Com referência à Figura 19, de acordo com um terceiro aspecto ou realização da presente revelação, um conjunto de acionamento da lingueta de travamento 250 inclui um membro de válvula 252, um diafragma 254 que tem um primeiro lado 256 e um segundo lado 258 posicionados opostos ao primeiro lado 256, uma mola de sinal 260, e uma mola de travamento 262, com o membro de válvula 252 que tem uma primeira posição correspondente à posição travada da lingueta de travamento 130 e uma segunda posição correspondente à posição destravada da lingueta de travamento 130. A mola de travamento 262 inclina a lingueta de travamento 130 em direção à posição travada, com a mola de sinal 260 que inclina o membro de válvula 252 em direção à primeira posição. O segundo lado 258 do diafragma 254 está em comunicação fluida com uma porta de pressão de sinal 264 e o primeiro lado 256 do diafragma 254 está em comunicação fluida com a pressão atmosférica. O conjunto de acionamento da lingueta de travamento 250 da Figura 19 opera de uma maneira semelhante ao conjunto de acionamento da lingueta de travamento 150 das Figuras 12 a 17. O membro de válvula 252 é configurado para mover uma lingueta de travamento 130 para a posição destravada quando uma que atua no segundo lado 258 do diafragma 254 for maior do que uma força de inclinação da mola de sinal 260 e a mola de travamento 262. A mola de travamento 262 é a única força de inclinação que se opõe ao mecanismo de liberação manual 162 para reduzir a força necessária para a liberação manual. A mola de sinal 260 controla primariamente quando a lingueta de travamento 130 engata e desengata com a engrenagem de travamento 128 com base na pressão da porta de pressão de sinal 264, com a força da mola de travamento 262 que também desempenha um fator, embora em uma extensão menor do que a mola de sinal 260.

[045] Com referência à Figura 20, de acordo com um quarto aspecto ou realização da presente revelação, um conjunto de acionamento da lingueta de travamento 280 é semelhante ao conjunto de acionamento da lingueta de travamento 250 da Figura 19, exceto para as diferenças observadas abaixo. Em vez de inclui o mecanismo de liberação manual 162 com a articulação giratória 164 e o braço oscilante 166, o conjunto de acionamento da lingueta de travamento 280 inclui um mecanismo de liberação manual 282 que é configurado para ser rotacionado para mover a lingueta de travamento 130 da posição travada para a posição destravada. O mecanismo de liberação manual 282 inclui um manípulo 284 preso a um corpo principal 286. A lingueta de travamento 130 é presa ao corpo principal 286 através de um pino 288. A rotação do manípulo 284, que por sua vez rotaciona o corpo principal 286, em torno de um eixo geométrico longitudinal definido pela lingueta de travamento 130 move axialmente a lingueta de travamento 130 da posição travada para a posição destravada. O mecanismo de liberação manual 282 pode incluir uma disposição de came entre o corpo principal 286 e o pino 288, de modo que a rotação do corpo principal 286 cause o engate entre um came (não mostrado) e o pino 288 assim, deslocando axialmente a lingueta de travamento 130 para a posição destravada.

[046] O mecanismo de liberação manual 282 inclui um poste 290 recebido pela lingueta de travamento 130 e uma mola 292 que fornece uma força de inclinação entre o manípulo 284 e a lingueta de travamento 130. A mola 292 pode ser configurada para reduzir qualquer movimento perdido no mecanismo de liberação manual 282. O poste 290, que se move com a lingueta de travamento 130 quando movido entre as posições travada e destravada, fornece uma indicação visual quando a lingueta está na posição destravada. Mais especificamente, o poste 290 é posicionado dentro do corpo principal 286 quando a lingueta de travamento 130 está na posição travada e se estende do corpo principal 286 quando a lingueta de travamento 130 está na posição destravada. O poste 290 pode ser formado por uma cor diferente dos outros componentes do conjunto de acionamento da lingueta de travamento 280. Em um aspecto, o poste 290 é uma cor dominante, como vermelho ou amarelo.

[047] Embora realizações de cilindro de freio e mecanismo de freio de estacionamento tenham sido fornecidas na descrição anterior, aqueles versados na técnica podem fazer modificações e alterações a essas realizações sem se afastar do escopo e espírito da invenção. Consequentemente, a descrição anterior destina-se a ser ilustrativa em vez de restritiva. A invenção descrita doravante no presente documento é definida pelas reivindicações anexas e todas as alterações na invenção que se enquadram no significado e no intervalo de equivalência das reivindicações devem ser adotadas dentro do seu escopo.

Claims

CILINDRO DE FREIO PARA UM VEÍCULO FERROVIÁRIO caracterizado por compreender:
um corpo que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade;
um conjunto de pistão que compreende um membro de pistão recebido dentro do corpo e uma haste que tem uma superfície rosqueada, sendo que o membro de pistão tem uma primeira posição e uma segunda posição espaçada da primeira posição em uma direção que se estende da segunda extremidade do corpo em direção à primeira extremidade do corpo, pelo menos uma porção da haste se estende do corpo quando o membro de pistão está na segunda posição; e
um mecanismo de travamento de freio de estacionamento que compreende uma porca de trabalho, uma engrenagem de travamento, e uma lingueta de travamento, sendo que a porca de trabalho tem uma superfície rosqueada engatada com a superfície rosqueada da haste, a porca de trabalho é fixa em relação à engrenagem de travamento, a porca de trabalho e a engrenagem de travamento são móveis em relação à haste, a lingueta de travamento tem uma posição destravada espaçada da engrenagem de travamento e uma posição travada engatada com a engrenagem de travamento, em que o pistão é restrito de mover da segunda posição para a primeira posição quando a lingueta de travamento estiver na posição travada.
CILINDRO DE FREIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo pistão ser móvel da segunda posição para a primeira posição quando a lingueta de travamento estiver na posição destravada.
CILINDRO DE FREIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo pistão ser móvel da primeira posição para a segunda posição quando a lingueta de travamento estiver na posição travada.
CILINDRO DE FREIO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pela engrenagem de travamento compreender uma pluralidade de dentes espaçada ao redor da circunferência da engrenagem de travamento, sendo que a lingueta de travamento é configurada para engatar um dentre a pluralidade de dentes quando a lingueta de travamento estiver na posição travada para impedir o movimento do pistão da segunda posição para a primeira posição, a lingueta de travamento é configurada para engatar um dentre a pluralidade de dentes quando a lingueta de travamento estiver na posição travada e permitir o movimento da lingueta de travamento e o movimento do pistão da primeira posição para a segunda posição.
CILINDRO DE FREIO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por compreender adicionalmente pelo menos um mancal engatado com pelo menos uma das porcas de trabalho e a engrenagem de travamento.
CILINDRO DE FREIO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo corpo compreender uma cabeça sem pressão, a porca de trabalho e a engrenagem de travamento recebidas dentro da cabeça sem pressão.
CILINDRO DE FREIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela haste ser restrita de rotacionar em torno de um eixo geométrico longitudinal da haste em relação ao corpo.
CILINDRO DE FREIO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo corpo compreender um dentre uma chave e um rasgo de uma chaveta, e em que a haste compreende a outra da chave e o rasgo de uma chaveta, a chave é recebida dentro do rasgo de uma chaveta e restringe a rotação da haste em torno do eixo geométrico longitudinal da haste em relação ao corpo.
CILINDRO DE FREIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente um conjunto de acionamento da lingueta de travamento configurado para mover a lingueta de travamento entre as posições travada e destravada com base em uma pressão de sinal.
CILINDRO DE FREIO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo conjunto de acionamento da lingueta de travamento compreender uma válvula de sinal e uma válvula de lingueta, a válvula de lingueta estar em comunicação fluida com uma cavidade de bloqueio, a válvula de lingueta tem uma primeira posição correspondente à posição travada da lingueta de travamento e uma segunda posição correspondente à posição destravada da lingueta de travamento, a válvula de sinal está em comunicação fluida com uma porta de pressão de sinal, a válvula de sinal tem uma primeira posição em que a cavidade de bloqueio está em comunicação fluida com pressão atmosférica e uma segunda posição em que a cavidade de bloqueio está em comunicação fluida com a porta de pressão de sinal.
CILINDRO DE FREIO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo conjunto de acionamento da lingueta de travamento compreender adicionalmente um mecanismo de liberação manual configurado para mover a lingueta de travamento da posição travada para a posição destravada.
CILINDRO DE FREIO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo mecanismo de liberação manual compreender uma articulação giratória presa à lingueta de travamento e um braço oscilante preso à articulação giratória, sendo que a articulação giratória é rotativa em relação à lingueta de travamento em torno de um eixo geométrico longitudinal definido pela lingueta de travamento, e em que o movimento do braço oscilante ao longo do eixo geométrico longitudinal definido pela lingueta de travamento é configurado para mover a lingueta de travamento da posição travada para a posição destravada.
CILINDRO DE FREIO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pela válvula de sinal compreender uma bucha, um membro de válvula de carretel, e uma mola de sinal, sendo que a bucha define uma porta de bucha em comunicação fluida com a cavidade de bloqueio, a mola de sinal inclina a válvula de sinal em direção à primeira posição, o membro de válvula de carretel tem um primeiro lado e uma segunda posição lateral oposta ao primeiro lado, o segundo lado do membro de válvula de carretel está em comunicação fluida com a porta de pressão de sinal, o membro de válvula de carretel isola a porta de bucha da porta de pressão de sinal quando a válvula de carretel está na primeira posição, o membro de válvula de carretel permite a comunicação fluida entre a porta de bucha e a porta de pressão de sinal quando a válvula de carretel estiver na segunda posição.
CILINDRO DE FREIO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pela válvula de lingueta compreender um diafragma, um membro de válvula de lingueta preso ao diafragma, e uma mola de travamento, sendo que o diafragma tem um primeiro lado e um segundo lado posicionado oposto ao primeiro lado, o primeiro lado do diafragma está em comunicação fluida com a pressão atmosférica, o segundo lado do diafragma está em comunicação fluida com a cavidade de bloqueio, a mola de travamento inclina a lingueta de travamento em direção à posição travada, o membro de válvula de lingueta é configurado para mover a lingueta de travamento para a posição destravada quando uma pressão dentro da cavidade de bloqueio for maior do que a força de inclinação da mola de travamento.
CILINDRO DE FREIO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo conjunto de acionamento da lingueta de travamento compreender um membro de válvula e uma mola de travamento, sendo que o membro de válvula tem um primeiro lado e um segundo lado posicionado oposto ao primeiro lado, o segundo lado do membro de válvula está em comunicação fluida com uma porta de pressão de sinal, o primeiro lado do membro de válvula está em comunicação fluida com a pressão atmosférica, a mola de travamento inclina a lingueta de travamento em direção à posição travada, o membro de válvula tem uma primeira posição correspondente à posição travada da lingueta de travamento e uma segunda posição correspondente à posição destravada da lingueta de travamento, o membro de válvula é configurado para mover a lingueta de travamento para a posição destravada quando uma pressão que atua no segundo lado do membro de válvula for maior do que uma força de inclinação da mola de travamento.
CILINDRO DE FREIO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo membro de válvula do conjunto de acionamento da lingueta de travamento compreender uma vedação e um corpo de válvula.
CILINDRO DE FREIO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo conjunto de acionamento da lingueta de travamento compreender um membro de válvula, um diafragma que tem um primeiro lado e um segundo lado posicionado oposto ao primeiro lado, uma mola de sinal, e uma mola de travamento, o membro de válvula tem uma primeira posição correspondente à posição travada da lingueta de travamento e uma segunda posição correspondente à posição destravada da lingueta de travamento, a mola de travamento inclina a lingueta de travamento em direção à posição travada, a mola de sinal inclina o membro de válvula em direção à primeira posição, o segundo lado do diafragma está em comunicação fluida com uma porta de pressão de sinal, o membro de válvula é configurado para mover a lingueta de travamento para a posição destravada quando uma pressão que atua no segundo lado do diafragma for maior do que a força de inclinação da mola de sinal e a mola de travamento.
CILINDRO DE FREIO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo mecanismo de liberação manual ser configurado para ser rotacionado para mover a lingueta de travamento da posição travada para a posição destravada.