ES2305066T3 - Suspension para un freno de patines. - Google Patents

Abstract

Suspensión para un freno de patines (1) en un carretón de un vehículo ferroviario, que comprende, respectivamente, un bastidor para el carretón sobre cada lado longitudinal del carretón, y dispositivos elevadores (14) pasivos o activos, que está fijados sobre el bastidor del carretón y que actúan sobre el freno de patines (1) en función de su estado de activación de tal manera, que éste pueda desplazarse entre una posición de frenado, bajada, y una posición de liberación, alzada, estando dispuestos arrastradores (2; 2'') sobre los bastidores para el carretón, en los que se insertan topes (15) en la posición de liberación, que están dispuestos sobre el freno de patines (1), estando dispuestos elementos amortiguadores (16), que actúan sobre los topes (15) del freno de patines (1) o sobre los arrastradores (2; 2'') transversalmente con respecto al sentido de la marcha, que amortiguan las fuerzas transversales, que se presentan entre estos en la posición de liberación, caracterizada porque los topes (15) están alojados, con un juego, en la posición de liberación en los arrastradores (2; 2'') transversalmente con respecto al sentido de la marcha.

Description

Suspensión para un freno de patines.

La invención se refiere a una suspensión para un freno de patines sobre un carretón de un vehículo ferroviario de conformidad con la parte introductoria de la reivindicación 1, así como a un carretón para un vehículo ferroviario según la parte introductoria de la reivindicación 7.

Los sistemas de freno de patines para vehículos ferroviarios está fijados, de manera usual, sobre los bastidores para el carretón bilaterales de un carretón, presentando el freno de patines placas de apoyo del freno, que están previstas a ambos lados del juego de ruedas del vehículo ferroviario, por debajo del bastidor para el carretón. En este caso, se ha configurado el freno de patines, de manera usual, en forma de freno de patines magnético o en forma de freno de corrientes de Foucault. De este modo, las placas de apoyo del freno pueden portar imanes de freno sobre su lado inferior, que pueden desplazarse entre una posición de frenado, bajada, y una posición de liberación, levantada, con ayuda de dispositivos elevadores. En la posición de trabajo, bajada, deben yacer los imanes de freno sobre la superficie de los raíles o deben estar situados a una distancia pequeña y tan constante como sea posible con respecto a dicha superficie de los raíles.

En este caso, los frenos de patines están suspendidos de manera oscilante y se han configurado de tal manera, que posibiliten un juego lateral comprendido, por ejemplo, entre 2 y 12 mm en el caso de los frenos de patines magnéticos en suspensión baja, con objeto de permitir un recubrimiento máximo entre el freno de patines y el raíl, de conformidad con la distancia entre ejes y del radio de curvatura. El freno de patines tiene tendencia, de la misma manera, a aprovechar este juego lateral incluso en posición de liberación, puesto que se presentan aceleraciones en el carretón, que se transforman en movimientos oscilantes debido a la inercia del freno de patines. Por este motivo pueden producirse deterioros sobre la carrocería.

Se conoce una suspensión para un freno de patines por la publicación DE 197 25 174 A1, en la que se han configurado los dispositivos elevadores en forma de fuelles elevadores, que son accionados por vía neumática. Con el fin de evitar los movimientos oscilantes del freno de patines en la posición de liberación y, de manera especial, con el fin de conseguir un desacoplamiento del freno con respecto al carretón y, por lo tanto, con el fin de conseguir un influjo positivo de las propiedades de marcha del vehículo ferroviario, se ha previsto una ballesta de goma en esta forma de construcción, que centra al freno de patines en la posición de liberación de forma transversalmente elástica sobre el bastidor del carretón. Esta forma de construcción se ha acreditado cuando se emplean dispositivos elevadores
activos.

Si, por el contrario, se emplean sistemas pasivos para la suspensión del freno de patines, tales como conjuntos de resortes de compresión, se presentan en la práctica problemas cuando se emplea una ballesta de goma. Tales conjuntos de resortes de compresión son utilizados, por regla general, para frenos de patines magnéticos en suspensión baja y están dimensionados, en lo que se refiera a su fuerza de resorte, de tal manera, que es suficiente una activación de los electroimanes con corriente eléctrica y, por lo tanto, el establecimiento de un campo magnético, para atraer al freno de patines sobre la superficie del raíl, contra la fuerza de los resortes de compresión. En este caso, se verifica un centraje automático sobre el raíl como consecuencia de la fuerza magnética, transmitiéndose la fuerza de frenado desde los imanes de freno hasta el vehículo, a través de arrastradores o de bridas de tracción o de empuje. Cuando se desactiva el freno de patines, éste retorna desde la posición de frenado hasta la posición de liberación, levantada, como consecuencia de la tensión previa del conjunto de los resortes de compresión.

Mientras que el dispositivo de centraje conocido, con la ballesta de goma, se encuentra permanentemente bajo tensión previa contra le carretón en la posición de liberación, debido a los fuelles elevadores, puede suceder, sin embargo, que no pueda mantenerse la posición centrada y amortiguada en el caso de un conjunto de resortes de compresión, de manera especial en caso de cargas producidas por choques. Este problema se plantea debido a que la fuerza de resorte del conjunto de los resortes de compresión es una magnitud constructiva predeterminada y que está dimensionada, en este caso, de tal manera, que pueda ser vencida mediante la activación del freno de patines. De este modo, el freno de patines no es mantenido en la posición de liberación, en el caso de un conjunto de resortes de compresión, de una manera tan fiable como en el caso de un conjunto de fuelle de tubo flexible ondulado activo, impulsado con aire a presión, Por otro lado, los conjuntos de resortes de compresión se caracterizan por su construcción sencilla y por su robustez.

La problemática de las solicitaciones debidas a los choques aumenta, además, a media que se amplía el campo de aplicación de estos sistemas de freno. De este modo, hasta el presente se han empleado las suspensiones con resortes de compresión, de manera fundamental, en tranvías, etc, que se mueven con velocidades relativamente pequeñas. Ahora deben emplearse los sistemas de este tipo, también, en el sector ferroviario de ancho normal, en el que se conduce, por regla general, a velocidades situadas por encima de los 100 Km/h. Por este motivo se elevan esencialmente las solicitaciones dinámicas sobre el freno de patines. Mientras que un frenos de patines, suspendido de este modo, podría sujetarse de una manera suficiente todavía cuando fuese utilizado en un tranvía, incluso en la posición de liberación, mediante la disposición de arrastradores, de modo que no se presentasen deterioros en el resto de la carrocería, esto ya no puede excluirse en el caso de las solicitaciones acrecentadas, previstas.

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En la publicación US 3,995,724, que establece la categoría considerada, se ha divulgado un freno de patines magnético, que puede ser desplazado horizontalmente entre una posición de liberación, levantada, y una posición de frenado, bajada sobre los raíles. Cuando toma la posición de liberación, se desliza una superficie de deslizamiento inclinada de los imanes de freno a lo largo de una superficie de deslizamiento inclinada, complementaria, de un tope, que está dotado con un amortiguador. De este modo se fija el imán de freno en la posición de liberación con ausencia de juego. Sin embargo, puede producirse un desgaste por rozamiento no deseado sobre las superficies de deslizamiento como consecuencia del deslizamiento de las superficies de deslizamiento, cuando se adquiere la posición de liberación.

La presente invención tiene como tarea perfeccionar una suspensión del tipo considerado para un freno de patines de tal manera, que se eviten los inconvenientes precedentemente citados.

Esta tarea se resuelve por medio de una suspensión paran un freno de patines con las características de la reivindicación 1.

Es ventajoso, que los topes estén alojados en los arrastradores con un juego transversal con respecto al sentido de desplazamiento, en la posición de liberación. De este modo pueden reducirse de manera efectiva o bien pueden impedirse por completo las fuerzas de rozamiento durante el movimiento del freno de patines desde la posición de frenado hasta la posición de liberación, levantada. De este modo puede conseguirse todavía mejor una forma de funcionamiento exacta del freno de patines, Al mismo tiempo, se reduce el desgaste por rozamiento del conjunto, con lo que se aumenta el tiempo de vida.

De la misma manera, se ha observado, que puede realizarse ya una suspensión esencialmente mejorada para un freno de patines de este tipo por medio de un coste de construcción sorprendentemente bajo. De manera especial, con ayuda de la realización se reduce, de manera esencial, el coste para la configuración constructiva de los elementos amortiguadores, ante todo en lo que se refiere a un perfil característico adecuado de las propiedades amortiguadoras. La suspensión se caracteriza, por lo tanto, no solamente por sus posibilidades de fabricación, convenientes desde el punto de vista de los costes, sino, también, por una fiabilidad muy elevada. De este modo, es baja la propensión a los deteriores y pueden alcanzarse duraciones de vida muy elevadas mediante la elección de un material adecuado. De manera especial, esta construcción es adecuada, también, para un amplio espectro de solicitaciones de tal manera, que es posible su empleo, incluso, en el caso de velocidades muy elevadas. De este modo, pueden absorberse los choques y las solicitaciones producidas por las oscilaciones, que se presentan en caso dado, de una manera tan fiable, que no se deterioren las partes de la carrocería circundantes.

Mientras que, en el estado de la técnica, incluso una pequeña caída del freno de patines, bajo tales solicitaciones, podría conducir a una pérdida del centraje, esto puede evitarse con ayuda de la suspensión de conformidad con la invención puesto que, en lugar de una ballesta de goma, que presenta un comportamiento elástico diferenciado de una capa a otra, se emplea un elemento amortiguador compacto. De este modo, puede conseguirse una elevada fiabilidad del sistema.

Como consecuencia de la simplicidad de construcción es posible, además, configurar los elementos amortiguadores, sin un gran coste de construcción, en lo que se refiere a sus propiedades materiales y a su dimensiones de tal manera, que desarrollen un efecto amortiguador suficiente en la posición de liberación y que, sin embargo, permitan aún el juego lateral necesario en la posición de frenado con el fin de que pueda desarrollarse por completo el efecto de freno necesario, por ejemplo en el caso de desplazamientos en curva.

Mejoras ventajosas de la invención constituyen el objeto de las reivindicaciones dependientes.

Cuando los elementos amortiguadores estén dispuestos sobre los topes del freno de patines, podrán adaptarse los conjuntos existentes de manera sencilla, sin que sean necesarias modificaciones en el carretón.

Cuando los arrastradores rodeen a los topes en forma de U, estando dispuestos los elementos amortiguadores a ambos lados sobre los topes, se conseguirá una fijación fiable sobre cada uno de los arrastradores. De este modo, se aumenta todavía más la estabilidad del conjunto en la posición de liberación.

De manera alternativa, es posible, con esta finalidad, configurar los arrastradores en forma de L y disponerlos de tal manera, que alojen al frenos de patines en un plano horizontal, presentando el freno de patines, al menos, dos imanes de freno, que están dispuestos paralelamente entre sí por debajo del bastidor giratorio, cuyos imanes de freno están unidos únicamente por medio de un brazo de atirantado. Esta forma de construcción tiene la ventaja de que los arrastradores pueden ser configurados de manera sencilla. El grado de libertad del arrastrador, que se presenta en la configuración en forma de L, en contra de los que ocurre en el caso de la configuración en forma de U del arrastrador, queda eliminado en este caso por medio del brazo de atirantado. De este modo, se impide un basculamiento del imán de freno. Este conjunto es accesible mejor para los trabajos de mantenimiento y de conservación.

Cuando los elementos amortiguadores estén dispuestos en esta forma de realización respectivamente tan solo sobre el lado de los topes, que esté dirigido hacia los correspondientes arrastradores, se simplificará todavía más el montaje. De la misma manera, podrá reducirse el número de las piezas de desgaste por rozamiento, con lo que se mejorará el tiempo de vida del conjunto.

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Puesto que se ha dispuesto un elementos amortiguador longitudinal sobre los topes, que amortigua los movimientos en el sentido de la marcha, en cooperación con los arrastradores, se consigue una fiabilidad todavía mayor del conjunto, puesto que pueden absorberse tales choques, etc de manera fiable en la dirección longitudinal.

De conformidad con otro aspecto de la invención, se proporciona, según la reivindicación 7, un carretón para un vehículo ferroviario, que contiene la suspensión de conformidad con la invención. Con este carretón se consiguen propiedades de marcha mejoradas y, al mismo tiempo, se reduce la propensión a los deterioros. De este modo, es posible el empleo de un carretón de este tipo con velocidades situadas por encima de los 100 Km/h.

La invención se explica a continuación con mayor detalle en los ejemplos de realización por medio de las figuras del dibujo. Se muestran:

en la figura 1: una representación en perspectiva del freno de patines sobre un par de raíles, habiéndose eliminado el carretón del vehículo ferroviario para simplificar la representación:

en la figura 2: una vista en planta, desde arriba, sobre el freno de patines de conformidad con la presente invención, con arrastradores en forma de L;

en la figura 3: otra forma de realización de la invención, en la que se ha acoplado con elemento de amortiguación un arrastrador en forma de U, sin entrehierro con un tope;

en la figura 4: una representación similar a la de la figura 3, estando formado, sin embargo, un juego entre el tope con elementos de amortiguación y el arrastrador; y

en la figura 5: otra forma de realización modificada similar a la de la figura 4 con un miembro amortiguador longitudinal.

En las figuras 1 y 2 se ha representado un frenos de patines 1, de conformidad con el principio de las corrientes de Foucault, que presenta dos placas de apoyo para el freno 11, que están dispuestas de manera paralela entre sí, así como imanes de freno 12 dispuestos por debajo, Las dos placas de apoyo para el freno 11 están unidas entre sí por medio de un brazo de atirantado 13. El freno de patines 1 contiene, además, dispositivos elevadores 14, que se han configurado en forma de dispositivos con resortes de compresión. Los dispositivos elevadores 14 están dispuestos, respectivamente, en la región extrema de las placas de apoyo para el freno 11.

Por otra parte, el freno de patines 1 contiene topes 15, sobre los cuales se han fijado, por un solo lado, elementos amortiguadores 16. Por medio de la figura 2 puede verse que los topes 15 cooperan con arrastradores 2 a través de los elementos amortiguadores 16. Los arrastradores 2 están fijados, respectivamente, sobre el bastidor del carretón, sobre cada uno de los lados longitudinales de un carretón de un vehículo ferroviario. Estos limitan la libertad de movimiento del freno de patines 1 en la posición de liberación en cooperación con los topes 15 o bien con los elementos amortiguadores 16. De la misma manera, éstos posibilitan en la posición de frenado la transmisión de la fuerza de freno hasta el carretón. Con esta finalidad se han configurado los arrastradores 2, respectivamente, en forma de L y se han dispuesto de tal manera, que no pueda desprenderse el freno de patines 1 del abrazo de los arrastradores 2 en el plano del papel, de conformidad con la figura 2.

El freno de patines 1 se ha fijado, además, de forma conocida, de manera oscilante sobre el carretón del vehículo ferroviario. Los dispositivos, necesarios para esta finalidad, son conocidos y no han sido representados en las figuras con el fin de simplificar la representación.

Para frenar el vehículo ferroviario se activará el freno de patines 1 de tal manera, que se establezca un campo magnético a través de los imanes de freno 12. Este campo magnético provoca una componente de fuerza, por medio de la cual es atraído el freno de patines 1, contra la acción de los resortes de compresión en los dispositivos elevadores 14, hacia los raíles 3, que están situados por debajo. Esta es la posición de frenado del freno de patines 1, provocándose el efecto de freno por medio de la fuerza de atracción presente, debida al campo magnético.

Para liberar el freno se desactiva el freno de patines 1, con lo cual se elimina el campo magnético de los imanes de freno 12. A continuación, se levanta el freno de patines 1 desde los raíles 3, hasta una posición de liberación, por medio de la fuerza de los resortes de compresión en los dispositivos elevadores 14.

Mientras que el freno de patines 1 tiene que presentar un juego lateral en la posición de frenado con objeto de posibilitar un recubrimiento máximo entre el freno de patines 1 y los raíles 3, de conformidad con la distancia entre ejes en el carretón y con el radio de curvatura de los raíles 3, el juego lateral debe ser tan pequeño como sea posible en la posición de liberación. Esto se consigue por medio de la forma especial de la configuración de los elementos amortiguadores 16 y por medio de la cooperación con los topes 15 y con los arrastradores 2. Por lo tanto, los elementos amortiguadores 16 presentan propiedades de elasticidad, que están optimizadas teniéndose en consideración ambos casos de aplicación, De manera preferente, se emplearán en este caso combinaciones de acero/goma.

De manera alternativa, es posible, también, configurar los elementos amortiguadores 16 y/o los topes 15 o bien los arrastradores 2 en cuanto a su forma, de tal modo, que se centren los imanes de freno en la posición de liberación, es decir que presenten un juego lateral mas pequeño, en comparación con el de la posición de frenado.

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Tal como se ha representado en la figura 2, los arrastradores 2 pueden estar dispuestos de tal manera, que permitan únicamente un pequeño juego en el sentido de la marcha y transversalmente con respecto al sentido de la marcha del vehículo ferroviario. Tan pronto como se presenten oscilaciones o fuertes choques en el transcurso de la marcha, éstos serán amortiguados por medio de los elementos amortiguadores 16, que actúan transversalmente con respecto al sentido de la marcha, en una cuantía tal, que no se produzcan deterioros de ninguna clase sobre los elementos constructivos circundantes, tales como los bastidores de los carretones, etc.

Las figuras 3 a 5 muestran otras formas de realización de la presente invención. Tal como se desprende de estas representaciones en detalle, se han dispuesto en este caso arrastradores 2', que están configurados en forma de U. En este caso, los arrastradores 2' rodean a los topes 15 por tres lados, estando dispuestos elementos amortiguadores 16 respectivamente a ambos lados de los topes 15.

Las figuras 3 a 5 representan, respectivamente, vistas desde debajo de un conjunto individual de arrastrador-tope, pudiendo estar presentes los conjuntos correspondientes en los cuatro puntos, como se ha señalado en las figuras 1 y 2.

En la forma de realización, representada en la figura 3, la cooperación entre estos componentes es de tal naturaleza, que no existe juego entre el arrastrador 2' y los elementos amortiguadores 16 sobre el tope 15. Por lo tanto, en esta forma de construcción el freno de patines 1 está centrado sin juego sobre el carretón en la posición de liberación. De este modo, pueden configurase chaflanes de inserción sobre el arrastrador 2', que faciliten el proceso de inserción.

En la figura 3 se ha representado, además, un tope de fijación 17, que delimita el movimiento longitudinal del tope 15. Sin embargo, también puede desistirse de este tope de fijación 17.

En la figura 4 se ha representado una forma de realización, en la que se ha configurado un juego entre el arrastrador 2' y los elementos amortiguadores 16. En esta forma de realización puede moverse el tope 15 con una fuerza menor en el arrastrador 2' puesto que no existe rozamiento bajo presión entre los elementos. Las oscilaciones o bien los movimientos del freno de patines 1, admitidos por el juego, son absorbidos y amortiguados en este caso por medio de los elementos amortiguadores 16.

De conformidad con la representación de la figura 5, puede disponerse, además, un elemento amortiguador longitudinal 18 sobre el tope 15, que sea capaz de absorber los choques en el sentido de la marcha del vehículo ferroviario.

En este caso, se elegirá el material para los elementos amortiguadores 16 o bien 18 de tal manera, que se produzcan los valores deseados de rigidez y de amortiguación en las respectivas direcciones de solicitación. Al mismo tiempo pueden ajustarse, de forma en si conocida, determinadas trayectorias de los perfiles característicos de amortiguación de tal manera, que los elementos amortiguadores reaccionen de manera viscoelástica, por ejemplo en la región inicial de su deformación elástica, y que, a continuación, muestren una trayectoria mas dura del perfil característico elástico. De este modo, pueden evitarse, de manera fiable, las interacciones entre el freno de patines 1 y el carretón.

La invención permite otros juegos de configuración, además de las formas de realización, que han sido mostradas aquí.

De este modo, es posible también, por ejemplo, configurar los topes 15 en forma de L o bien en forma de U y configurar, de manera correspondiente, los arrastradores 2 o bien 2' en forma de paralelepípedo.

De la misma manera, la presente invención puede aplicarse, también, en frenos de patines magnéticos, en los que se produzca un contacto físico entre los imanes de freno y los raíles. La fuerza magnética puede generarse tanto por medio de imanes permanentes así como, también, por medio de electroimanes, llevándose a cabo la bajada hasta la posición de frenado por medio de dispositivos elevadores activos, en el caso de la forma de construcción con imanen permanentes.

La suspensión, de conformidad con la invención, es adecuada, en este caso, de manera especial para frenos de patines en suspensión baja, siendo posible, sin embargo, también, el empleo en formas de configuración con suspensión alta o con posibilidades de conmutación entre estas.

Por otra parte, puede aplicarse, también, en otros dispositivos elevadores pasivos y puede emplearse, además, también en dispositivos elevadores activos tal como, por ejemplo, con fuelles elevadores, etc.

De la misma manera, pueden vulcanizarse superficialmente placas estables en las superficies, que cooperan los arrastradores 2 o bien 2', sobre los elementos amortiguadores 16, o pueden ser aplicadas de otra manera placas estables, que placas reduzcan el desgaste por rozamiento sobre estos puntos y que reduzcan el peligro de un deterioro.

De igual modo, es posible, también, fijar los elementos amortiguadores sobre los arrastradores.

Por lo tanto, la invención consigue una suspensión para un freno de patines 1 en un carretón de un vehículo ferroviario, estando previsto un dispositivo elevador 14, pasivo, que actúe sobre el freno de patines 1 en función de su estado de activación de tal manera, que éste pueda desplazarse entre una posición de frenado, bajada, y una posición de liberación, levantada. En este caso, los elementos amortiguadores actúan en la posición de liberación, entre los topes del freno de patines y los arrastradores del carretón de tal manera, que se amortiguen de manera fiable las fuerzas transversales debidas, por ejemplo, a las oscilaciones o a las solicitaciones provocadas por los choques, Por el contrario, es posible todavía el juego lateral necesario del conjunto en la posición de frenado.

Claims (7)

1. Suspensión para un freno de patines (1) en un carretón de un vehículo ferroviario, que comprende, respectivamente, un bastidor para el carretón sobre cada lado longitudinal del carretón, y dispositivos elevadores (14) pasivos o activos, que está fijados sobre el bastidor del carretón y que actúan sobre el freno de patines (1) en función de su estado de activación de tal manera, que éste pueda desplazarse entre una posición de frenado, bajada, y una posición de liberación, alzada, estando dispuestos arrastradores (2; 2') sobre los bastidores para el carretón, en los que se insertan topes (15) en la posición de liberación, que están dispuestos sobre el freno de patines (1), estando dispuestos elementos amortiguadores (16), que actúan sobre los topes (15) del freno de patines (1) o sobre los arrastradores (2; 2') transversalmente con respecto al sentido de la marcha, que amortiguan las fuerzas transversales, que se presentan entre estos en la posición de liberación, caracterizada porque los topes (15) están alojados, con un juego, en la posición de liberación en los arrastradores (2; 2') transversalmente con respecto al sentido de la marcha.

2. Suspensión según la reivindicación 1, caracterizada porque los elementos amortiguadores (16) están dispuestos sobre los topes (15) del freno de patines (1).

3. Suspensión según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque los arrastradores (2') abrazan a los topes (15) en forma de U, estando dispuestos los elementos amortiguadores (16) a ambos lados sobre los topes (15).

4. Suspensión según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los arrastradores (2) están configurados en forma de L y están dispuestos de tal manera, que alojan al freno de patines (1) en un plano horizontal, presentando el freno de patines (1), al menos, dos imanes de freno (12), que están dispuestos de manera paralela entre sí por debajo de los bastidores para el carretón, que están unidos por medio de un único brazo de atirantado (13).

5. Suspensión según la reivindicación 4, caracterizada porque los elementos amortiguadores (16) están dispuestos, de manera respectiva, únicamente sobre el lado de los topes (15), que está dirigido hacia los arrastradores (2) correspondientes.

6. Suspensión según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque se ha dispuesto sobre los topes (15) un elemento amortiguador longitudinal (18), que amortigua los movimientos en el sentido de la marcha, en cooperación con los arrastradores (2; 2').

7. Carretón para vehículo ferroviario, con un freno de patines (1), que está acoplado sobre el carretón por medio de una suspensión, caracterizado porque la suspensión está configurada de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 6.