BR112013027112B1

BR112013027112B1 - Unidade-guia de placa de desgaste para viga de frenagem

Info

Publication number: BR112013027112B1
Application number: BR112013027112-4A
Authority: BR
Inventors: Jorge Alberto De La Fuente Farias; Jerome A. Malachowsky
Original assignee: Stucki De Mexico S, De R.L. De C.V.
Priority date: 2011-04-22
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2022-03-15
Also published as: US20110259685A1; BR112013027112A2; US8668059B2; BRPI1105107A2; WO2012144883A2; WO2012144883A3

Abstract

unidade-guia de placa de desgaste para viga de frenagem trata-se de uma unidade-guia de placa de desgaste para vigas de frenagem aprimorada, a qual exerce força de centralização a uma viga de frenagem, alinha a movimentação da guia terminal da viga de frenagem dentro do quadro lateral do truque de um carro ferroviário, de tal modo que as sapatas de frenagem possam exercer força máxima contra as rodas na hora de parar o carro ferroviário, e é menos propensa a quebrar do que as unidades-guia de placa de desgaste atuais.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a vigas de frenagem para carros ferroviários e, mais especificamente, a uma unidade-guia de placa de desgaste para vigas de frenagem, a qual alinha a movimentação da guia terminal de uma viga de frenagem dentro do quadro lateral de um carro ferroviário de modo que as sapatas de freio alinhem-se para exercer o máximo de força contra as rodas na hora de parar o carro ferroviário. Ademais, a unidade- guia de placa de desgaste da presente invenção melhora o alinhamento lateral das sapatas de freio nas rodas.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Há notícia de conjuntos de cabeçote de freio bem conhecidos para carros fer-roviários pelos quais uma sapata de freio é pressionada contra uma roda a fim de diminuir ou parar a velocidade de rotação da roda e do carro ferroviário.

[003] Geralmente, dois conjuntos de cabeçote de freio são retidos por uma estrutura chamada de “viga de frenagem”, instalada transversalmente no truque de um carro ferroviá-rio, e fixados em barras, as quais exercem as forças necessárias para pressionar as sapatas de freio contra as rodas.

[004] A viga de frenagem geralmente compreende: um membro de tensão com duas extremidades opostas; um membro de compressão, que também possui duas extremidades opostas acopladas respectivamente às extremidades do membro de tensão; um subconjunto de cabeçote de freio ligado a cada extremidade do membro de compressão; dois prolonga-mentos terminais, cada um deles acoplado a uma extremidade do membro de compressão pelo qual a viga de frenagem é sustentada no truque do carro ferroviário; e um fulcro aco-plado aos membros de compressão e tensão de modo que permaneça entre o membro de tensão e o membro de compressão. Os prolongamentos terminais da viga de frenagem são confinados dentro de respectivas guias em bolso do truque.

[005] O ângulo lateral entre uma viga de frenagem e uma barra do sistema de sus-pensão faz com que as vigas de frenagem desloquem-se para as laterais, quando a força de frenagem é exercida, e colida com os quadros laterais do truque em pontos diagonalmente opostos.

[006] As sapatas de freio disponíveis hoje são enrijecidas, a fim de prolongar seu tempo de vida, e projetadas para atenuar qualquer defeito na superfície das rodas do truque (conhecidas como sapatas de acondicionamento da banda de rolagem). Embora o custo de um novo modelo de sapata de freio seja aproximadamente seis vezes mais alto que o custo de uma sapata de freio convencional, ele está em alta demanda porque substituir as rodas é o elemento da manutenção menos oneroso e mais importante em um carro ferroviário.

[007] Os novos modelos de truque são construídos com maior flexibilidade na tentativa de diminuir o desgaste das bandas de rolagem das rodas, mas, por causa dessa flexibilidade, o deslocamento lateral das vigas de frenagem é maior.

[008] Quando uma viga de frenagem desloca-se lateralmente, uma das sapatas de freio faz contato com o flange de uma roda no eixo correspondente (condição predominante). Isso, junto com o novo modelo de sapata de freio e a flexibilidade dos novos modelos de truque, pode causar desgaste excessivo no flange e a substituição precoce da roda. Por sua vez, a outra sapata de freio estende-se além da banda de rolagem da roda oposta (condição sobressalente). À medida que essa sapata de freio vai se desgastando, ela começa a des-gastar e aquecer a superfície lateral da roda correspondente, criando assim microrrachadu- ras, as quais podem ser confundidas com rachaduras profundas durante a inspeção, conde-nando assim a roda.

[009] Em vista aos problemas supramencionados, desenvolveram-se dispositivos para centralizar a viga de frenagem e evitar seu deslocamento lateral, como na Patente dos Estados Unidos no 5.421.437, a qual revela uma unidade-guia de placa de desgaste que alinha o movimento da guia terminal de uma viga de frenagem dentro do quadro lateral do truque de um carro ferroviário para que as sapatas de freio possam exercer força máxima contra as rodas na hora de parar o carro ferroviário. A unidade-guia de placa de desgaste é composta por uma placa de desgaste, com seção transversal em forma de u; uma primeira parede lateral, com uma primeira superfície interna e uma primeira superfície externa; uma segunda parede lateral, com uma segunda superfície interna e uma segunda superfície ex-terna; uma terceira parede lateral, com uma terceira superfície interna e uma terceira super-fície externa; em que a primeira parede lateral é localizada de tal modo que se ligue à terceira parede lateral em oposição à segunda parede lateral; um primeiro prolongamento de flange, que se projeta a partir da primeira parede lateral, e um segundo prolongamento de flange, que se projeta a partir da segunda parede lateral; um par de covas, que emerge da segunda superfície externa para fixar a unidade-guia de placa de desgaste dentro de um quadro lateral do carro ferroviário; uma espiga elástica para exercer força lateral sobre a guia terminal da viga de frenagem enquanto jaz dentro do corpo da unidade-guia de placa de desgaste; e uma primeira rampa, que se estende para fora a partir da primeira superfície interna, e uma segunda rampa, que se estende para fora a partir da segunda superfície interna, para alinhar a guia terminal da viga de frenagem dentro do corpo da unidade-guia de placa de desgaste. A patente dos Estados Unidos no 5.421.437 revela várias concretizações da unidade-guia de placa de desgaste, incluindo a substituição da espiga elástica por um inserto metálico, conforme ilustra sua Figura 5 (Patente dos Estados Unidos 5.421.437).

[010] No entanto, a unidade-guia de placa de desgaste relevada na patente dos Es-tados Unidos no 5.421.437 traz vários problemas porque tende a romper-se enquanto em operação e não é forte o bastante para realmente alinhar a viga de frenagem.

[011] Em vista aos problemas supramencionados, o requerente desenvolveu uma unidade-guia de placa de desgaste aprimorada, cuja espiga elástica é mais larga e mais regular, proporcionando assim uma superfície mais ampla para impelir as extremidades de qualquer tipo de prolongamento terminal.

[012] A unidade-guia de placa de desgaste aprimorada da presente invenção possui um inserto, feito de preferência de material elastomérico, que atua junto com a espiga elásti-ca, proporcionando maior força de resistência e diminuindo as tensões sobre a espiga elástica. Esse novo recurso evita a quebra observada da espiga da unidade-guia de placa de desgaste ao mesmo tempo em que desenvolve uma maior força de centralização da viga de frenagem.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[013] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma concretização preferida da uni- dade-guia de placa de desgaste da presente invenção.

[014] A Figura 2 é uma vista inferior em perspectiva de uma concretização preferida da unidade-guia de placa de desgaste da presente invenção.

[015] A Figura 3 é uma vista da seção transversal de uma concretização preferida da unidade-guia de placa de desgaste da presente invenção.

[016] A Figura 4 é uma vista de uma concretização preferida da unidade-guia de placa de desgaste da presente invenção instalada no truque de um carro ferroviário quando os freios não estão sendo aplicados.

[017] A Figura 5 é uma vista de uma concretização preferida da unidade-guia de placa de desgaste da presente invenção instalada no truque de um carro ferroviário quando os freios estão sendo aplicados com sapatas de freio novas.

[018] A Figura 6 é uma vista de uma concretização preferida da unidade-guia de placa de desgaste da presente invenção instalada no truque de um carro ferroviário quando os freios estão sendo aplicados com sapatas de freio gastas.

[019] A Figura 7 é uma vista inferior em perspectiva de uma segunda concretização da unidade-guia de placa de desgaste da presente invenção.

[020] A Figura 8 é uma vista da seção transversal da segunda concretização da uni- dade-guia de placa de desgaste da presente invenção.

[021] A Figura 9 é uma vista da segunda concretização da unidade-guia de placa de desgaste da presente invenção instalada no truque de um carro ferroviário quando os freios não estão sendo aplicados.

[022] A Figura 10 é uma vista da segunda concretização da unidade-guia de placa de desgaste da presente invenção instalada no truque de um carro ferroviário quando os freios estão sendo aplicados com sapatas de freio novas.

[023] A Figura 11 é uma vista da segunda concretização da unidade-guia de placa de desgaste da presente invenção instalada no truque de um carro ferroviário quando os freios estão sendo aplicados com sapatas de freio gastas.

[024] A Figura 12 é uma vista inferior em perspectiva de uma terceira concretização da unidade-guia de placa de desgaste da presente invenção.

[025] A Figura 13 é uma vista da seção transversal da terceira concretização da uni- dade-guia de placa de desgaste da presente invenção.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[026] Sendo assim, o principal objetivo da presente invenção consiste em proporcionar uma unidade-guia de placa de desgaste composta por uma placa de desgaste, com seção transversal em forma de u; uma primeira parede lateral, com uma primeira superfície interna e uma primeira superfície externa; uma segunda parede lateral, com uma segunda superfície interna e uma segunda superfície externa; uma terceira parede lateral, com uma terceira superfície interna e uma terceira superfície externa; em que a primeira parede lateral é localizada de tal modo que se ligue à terceira parede lateral em oposição à segunda parede lateral; um primeiro prolongamento de flange, que se projeta a partir da primeira parede lateral, e um segundo prolongamento de flange, que se projeta a partir da segunda parede lateral; um par de covas, que emerge da segunda superfície externa para fixar a unidade- guia de placa de desgaste dentro de um quadro lateral do carro ferroviário; uma espiga elás-tica para exercer força lateral sobre a guia terminal da viga de frenagem enquanto jaz dentro do corpo da unidade-guia de placa de desgaste, em que o aprimoramento consiste em uma espiga elástica mais larga e mais regular, contando assim com uma superfície mais ampla para impelis as extremidades de qualquer tipo de extensão da viga de frenagem

[027] Outro objetivo da presente invenção consiste em proporcionar uma unidade- guia de placa de desgaste aprimorada da natureza referida acima, em que o aprimoramento consiste adicionalmente em incluir um inserto, feito de preferência de material elastomérico, que opera junto com a espiga elástica, proporciona força de centralização adicional à espiga elástica e divide a carga de tensão com esta, causando assim uma centralização mais efetiva da viga de frenagem quando o prolongamento terminal é forçado para as laterais em razão do deslocamento lateral da viga de frenagem quando a força de frenagem é aplicada, evitando assim a quebra precoce da espiga da unidade-guia de placa de desgaste.

[028] Esses e outros objetivos e vantagens da unidade-guia de placa de desgaste aprimorada da presente invenção transparecerão aos versados na técnica pela leitura da descrição detalhada a seguir das concretizações da invenção, elaborada com referência aos desenhos anexos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[029] A unidade-guia de placa de desgaste aprimorada da presente invenção será descrita doravante fazendo-se referência a uma concretização preferida dela ilustrada nos desenhos concomitantes (Figuras 1, 2, 3, 4, 5 e 6), nos quais símbolos e números iguais referem-se às mesmas partes nas figuras ilustradas, a unidade-guia de placa de desgaste aprimorada da presente invenção compreendendo:

[030] uma placa de desgaste 1, com seção transversal em forma de u, uma primeira extremidade aberta 2 e uma segunda extremidade abertura 3, o qual compreende:

[031] uma primeira parede lateral 4, com uma primeira superfície interna 5 e uma primeira superfície externa “F”;

[032] uma segunda parede lateral 6, com uma segunda superfície interna (não ilus-trada) e uma segunda superfície externa 7;

[033] uma terceira parede lateral 8, com uma terceira superfície interna 9 e uma ter-ceira superfície externa 10;

[034] em que a primeira parede lateral 4 é localizada de modo que se ligue à terceira parede lateral 8 em oposição à segunda parede lateral 6 à maneira de um “U” e de tal modo que a distância entre as paredes laterais primeira 4 e segunda 6 seja maior que a largura da terceira parede lateral 8;

[035] um primeiro prolongamento de flange 11, que se projeta a partir da primeira parede lateral 4, e um segundo prolongamento de flange 12, que se projeta a partir da se-gunda parede lateral 6;

[036] um primeiro par de covas 13, 13’, cada uma delas emergindo a partir da se-gunda superfície externa 7, e um segundo par de covas correspondente na superfície exter- na da primeira parede lateral 4 (não ilustrado), usados para fixar a unidade-guia de placa de desgaste dentro do quadro lateral de um carro ferroviário;

[037] uma espiga elástica retangular 14 para exercer força lateral sobre a guia terminal da viga de frenagem enquanto jaz dentro do corpo da unidade-guia de placa de desgaste, a referida espiga elástica 14 projetando-se a partir da terceira parede lateral 8 com uma base 15 e uma extremidade 16, voltada para a primeira extremidade aberta 2 do corpo da placa de desgaste 1 e erguida a determinado ângulo acima da terceira superfície interna 9 da terceira parede lateral 8 de modo a formar uma abertura retangular 17 abaixo da espiga elástica, em que a largura da espiga elástica retangular 14 é igual à da terceira parede lateral 8 a partir da qual ela se projeta; e

[038] meios de centralização, os quais compreendem uma placa retangular 18 com primeira e segunda superfícies e um inserto 19, feito de preferência de material elastoméri- co, ligado à região central da primeira superfície da placa retangular 18, em que a referida placa retangular 18 liga-se à terceira superfície interna 9 da terceira parede lateral 8, direta-mente abaixo da extremidade da espiga elástica retangular 14.

[039] O inserto 19 opera junto com a espiga elástica 14 de modo a proporcionar força de centralização adicional à espiga elástica 14 e dividir a carga de tensão com esta, ofe-recendo assim suporte adicional quando o prolongamento terminal é impelido em razão do deslocamento lateral da viga de frenagem quando a força de frenagem é aplicada, evitando assim a quebra precoce da espiga elástica 14.

[040] Quando os freios não estão sendo aplicados (Figura 4), a unidade-guia de placa de desgaste oferece certa folga para a viga de frenagem, o que permite a movimentação livre do sistema de frenagem, ao passo que exerce uma força crescente para centralizar a viga de frenagem à medida que os freios são aplicados (ilustrado na Figura 5, usando sapatas de freio novas 20), evitando assim a rigidez do sistema de frenagem e do sistema de rotação do truque. Além disso, ela oferece uma plataforma de deslocamento positivo que impele a viga de frenagem para trás. A Figura 6 ilustra a unidade-guia de placa de desgaste quando os freios são aplicados com sapatas de freio gastas 21.

[041] Em uma segunda concretização da unidade-guia de placa de desgaste da pre-sente invenção (Figuras 7 e 8), a extremidade 16 da espiga elástica retangular 14 volta-se para a segunda extremidade aberta 3 do corpo da placa de desgaste, o que traz as vantagens a seguir em relação à concretização preferida da invenção:

[042] À medida que as sapatas de freio 20 se aproximam das rodas durante a fre- nagem, elas entram em contato com uma espiga elástica mais rígida, que é menos elástica em sua base, o que corresponde à maior força de frenagem descentralizadora com que ela precisa lidar.

[043] Quando os freios não estão sendo aplicados, o mecanismo de frenagem é livre para se mover, evitando o efeito “truque rígido”.

[044] A Figura 9 ilustra a segunda concretização da unidade-guia de placa de desgaste quando os freios não estão sendo aplicados, a Figura 10 ilustra a segunda concretização da unidade-guia de placa de desgaste quando os freios estão sendo aplicados com sapatas de frenagem novas 20, e a Figura 11 ilustra a segunda concretização da unidade-guia de placa de desgaste quando os freios estão sendo aplicados com sapatas de freio gastas 21.

[045] As Figuras 12 e 13 ilustram uma terceira concretização da unidade-guia de placa de desgaste. Na terceira concretização, a extremidade 16 da espiga elástica retangular 14 volta-se para a primeira extremidade aberta 2 do corpo da placa de desgaste 1 e o material elastomérico 22 dos meios de centralização estende-se ao longo da espiga elástica 14 abaixo desta e possui uma superfície inclinada para receber a superfície inferior da espiga elástica. Na terceira concretização, a superfície inferior da espiga elástica 14 faz contato o tempo todo com a superfície inclinada do material elastomético 22 e, quando os freios são aplicados, o material elastomérico é comprimido pela espiga elástica.

[046] Por fim, deve-se compreender que a unidade-guia de placa de desgaste da presente invenção não se limita exclusivamente às concretizações descritas acima e ilustra-das e que os versados na técnica podem, à luz dos ensinamentos transmitidos pela invenção, fazer modificações à concepção da unidade-guia de placa de desgaste da presente invenção que decerto se encontrarão dentro do conceito inventivo real e do âmbito da in-venção, o qual é reivindicado nas reivindicações a seguir.

Claims

1. Unidade-guia de placa de desgaste para vigas de frenagem para carros ferroviários que tem os seguintes elementos: uma placa de desgaste (1), tendo uma seção transversal em forma de “U”, uma primeira extremidade aberta (2) e uma segunda extremidade aberta (3), e uma primeira parede lateral (4) tendo uma primeira superfície interna (5) e uma primeira superfície externa (F); uma segunda parede lateral (6) tendo uma segunda superfície interna e uma segunda superfície externa (7); uma terceira parede lateral (8) tendo uma terceira superfície interna (9) e uma terceira superfície externa (10); em que a primeira parede lateral (4) é localizada de modo que a primeira parede lateral (4) é ligada, pela primeira região de junção, à terceira parede lateral (8) em oposição à segunda parede lateral (6), formando assim a seção transversal em forma de “U” de tal modo que a distância entre as primeira (4) e segunda (6) paredes laterais é maior do que a largura da terceira parede lateral (8); um primeiro prolongamento de flange (11), que se projeta a partir da primeira parede lateral (4), e um segundo prolongamento de flange (12), que se projeta a partir da segunda parede lateral (6); um par de covas (13, 13’), que emerge a partir da segunda superfície externa (7), para fixar a unidade-guia de placa de desgaste dentro de um quadro lateral do carro ferroviário; uma espiga elástica (14) para exercer força lateral à guia terminal da viga de frena- gem quando a guia terminal da viga de frenagem fica dentro do corpo da unidade-guia de placa de desgaste, a referida espiga elástica (14) dependendo da terceira parede lateral (8), a referida espiga elástica (14) tendo uma base (15) e uma extremidade (16), voltada para uma de i) a primeira extremidade aberta (2) do corpo da placa de desgaste (1) e ii) a segunda extremidade aberta (3) do corpo da placa de desgaste (1), a espiga elástica (14) sendo erguida a um ângulo sobre a superfície interna (9) da terceira parede lateral (8) de modo que uma abertura (17) tendo o mesmo formato que a espiga elástica (14) seja formada abaixo da referida espiga elástica (14), a referida abertura tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade; CARACTERIZADA pelo fato de que: a largura da espiga elástica retangular (14) é igual à largura da terceira parede lateral (8) a partir da qual depende; e a unidade-guia de placa de desgaste compreende ainda meios de centralização ligados à superfície interna (9) da terceira parede lateral (8) sobre a primeira extremidade da abertura (17), diretamente abaixo da extremidade da espiga elástica (14), para suportar a extremidade da espiga elástica (14) quando a guia terminal da viga de frenagem impelir a espiga elástica (14) durante a frenagem.

2. Unidade-guia de placa de desgaste para vigas de frenagem para carros ferroviários, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que os meios de centralização compreendem: uma placa retangular (18) tendo uma primeira e uma segunda superfícies e um inserto (19) feito de material elastomérico ligado à região central da primeira superfície da placa (18), em que a referida placa retangular (18) liga-se à terceira superfície interna (9) da terceira parede lateral (8) sobre a primeira extremidade da abertura (17), dire-tamente abaixo da extremidade da espiga elástica retangular (14).

3. Unidade-guia de placa de desgaste para vigas de frenagem para carros ferroviários, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a extremidade da espiga elástica retangular (14) está voltada para a primeira extremidade aberta (2) do corpo da placa de desgaste (1).

4. Unidade-guia de placa de desgaste para vigas de frenagem para carros ferroviários, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a extremidade da espiga elástica retangular (14) está voltada para a segunda extremidade aberta (3) do corpo da placa de desgaste (1).