ES2347733T3 - Gestion de freno anti-desgaste. - Google Patents

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Abstract

- Procedimiento para el frenado de un vehículo ferroviario con ejes de accionamiento (5), que están equipados, respectivamente, con un freno electrodinámico debajo de un freno de fricción de los ejes de accionamiento, y con 5 ejes de rodadura (4), que están equipados con un freno de fricción de los ejes de rodadura, en el que durante un proceso de frenado se activa en primer lugar el freno electrodinámico, en caso de retardo del freno insuficiente se activa a continuación el freno de fricción de los ejes de accionamiento y finalmente se activa el freno de fricción de los ejes de rodadura, caracterizado porque el freno de fricción de los ejes 10 de rodadura se activa cuando se alcanza una potencia de frenado máxima previamente establecida del freno de fricción de los ejes de accionamiento.

Description

[0001] La invención se refiere a un procedimiento para el frenado de un vehículo
5 ferroviario con ejes de accionamiento, que están equipados, respectivamente, con un freno electrodinámico debajo de un freno de fricción de los ejes de accionamiento, y con ejes de rodadura, que están equipados con un freno de fricción de los ejes de rodadura, en el que durante un proceso de frenado se activa en primer lugar el freno electrodinámico, en caso de retardo del freno insuficiente se activa a continuación el
10 freno de fricción de los ejes de accionamiento y finalmente se activa el freno de fricción de los ejes de rodadura. [0002] Ya se conoce, por ejemplo, a partir del documento DE 100 49 678 B4 un procedimiento de este tipo. Allí se describe un procedimiento para la gestión de freno, que se emplea en un vehículo ferroviario. El vehículo ferroviario presentas
15 ejes de accionamiento accionados por un motor eléctrico y ejes de rodadura no accionados. Tanto los ejes de accionamiento como también los ejes de rodadura están equipados con frenos de fricción. Además, es posible un frenado electrodinámico de los ejes de accionamiento, en el que el motor eléctrico actúa entonces como generador. La energía obtenida durante el frenado electrodinámico o bien es
20 almacenada temporalmente en una red de alimentación o es convertida en calor por una resistencia de freno. Puesto que el freno electrodinámico trabaja casi sin desgaste, en comparación con los frenos de fricción, éste es activado de forma preferida. Por lo tanto, durante el proceso de frenado, desde un llamado aparato de control de freno se activa en primer lugar el freno electrodinámico. Solamente a
25 continuación se conectan los frenos de fricción, hasta que se ha alcanzado una fuerza teórica de frenado requerida. Para distribuir la carga de los discos de freno y, por lo tanto, el desgaste de los discos de freno de una manera uniforme sobre los frenos de fricción de los ejes de rodadura y los frenos de fricción de los ejes de accionamiento, se determina la temperatura de los discos de freno respectivos, de manera que el
30 control del freno distribuye la fuerza de frenado sobre los frenos de fricción de tal forma que durante el frenado se ajusta en los discos de freno aproximadamente la misma temperatura. El procedimiento mencionado anteriormente conduce, en efecto, a una gestión del freno optimizada en cuanto al desgaste y a una distribución uniforme de la carga de los discos de freno. No obstante, el empleo y la utilización
35 del procedimiento en un vehículo ferroviario son caros e intensivos de costes.
[0003] Por lo tanto, el cometido de la invención es preparar un procedimiento del tipo mencionado al principio, que es de coste favorable, evitando a mismo tiempo un desgaste precoz de los discos de freno o de las guarniciones de freno de los frenos de fricción.
5 [0004] La invención soluciona este cometido porque el freno de fricción de los ejes de rodadura se activa cuando se alcanza una potencia de frenado máxima previamente establecida del freno de fricción de los ejes de accionamiento. [0005] De acuerdo con el estado de la técnica, hasta ahora en el caso de una gestión de freno anti-desgaste se activaba en primer lugar el freno electrodinámico y a
10 continuación los frenos de fricción de los ejes de rodadura. En este caso, la fuerza de frenado preparada a través del freno de fricción de los ejes de rodadura es suficiente para preparar la fuerza de frenado requerida como valor teórico de frenado. Por lo tanto, muchas veces no era necesaria una activación del freno de fricción de los ejes de fricción, de manera que la carga del frenado de fricción era irregular y permanecía
15 concentrada sobre los frenos de fricción de los ejes de rodadura. Para solucionar esta deficiencia de manera sencilla y rentable, se propone de acuerdo con la invención activar en primer lugar el freno de fricción de los ejes de accionamiento. De acuerdo con el estado de la técnica mencionado al principio, tal activación se realiza –en general-eventualmente como consecuencia de una evaluación de las temperaturas
20 detectadas de los discos de freno de los frenos de fricción. Sin embargo, tal medición costosa de la temperatura se suprime en el marco de la invención. De acuerdo con la invención, en su lugar se activan en primer lugar siempre los frenos de fricción de los ejes de accionamiento. Solamente cuando la fuerza de frenado de los frenos de fricción de los ejes de accionamiento excede una fuerza máxima de frenado
25 predeterminada, se emplean los frenos de fricción de los ejes de rodadura. La fuerza máxima de frenado se puede establecer sobre la base de consideraciones discrecionales. De manera más conveniente, se calcula la entrada de potencia en los discos de freno de los frenos de fricción de los ejes de accionamiento. Esto se realiza tanto bajo la determinación de la fuerza de frenado introducida realmente y bajo la
30 determinación de la velocidad del vehículo, por ejemplo por medio de transmisores del número de revoluciones de los ejes. Si la entrada calculada de potencia, es decir, si la potencia de frenado de los frenos de fricción de los ejes de accionamiento excede un valor umbral predeterminado. Se activan los frenos de fricción de los ejes de accionamiento. De esta manera, se evita una carga única de los frenos de fricción
35 de los ejes de rodadura. El valor umbral se selecciona de acuerdo con este desarrollo de la invención de tal forma que se evita un daño irreversible de los frenos de fricción, es decir, especialmente del disco de freno y de las guarniciones de freno de los frenos de fricción de los ejes de accionamiento. A diferencia de ello, se estable la fuerza máxima de frenado en función de la fuerza de frenado del freno
5 electrodinámico y en función de una fuerza teórica de frenado predeterminada. Esto se describe en detalle más adelante. [0006] De manera más ventajosa, un sensor de medición detecta la fuerza de frenado generada por un elemento de ajuste de los frenos de fricción de los ejes de accionamiento acompañado por la adquisición de un valor real de frenado y
10 transmite los valores reales de frenado a una unidad de control. [0007] De acuerdo con un desarrollo a este respecto, la unidad de control calcula la potencia de frenado a partir de los valores reales de frenado con la ayuda de una lógica implementada en ella y dispara una activación de los frenos de fricción de los ejes de rodadura, cuando la potencia de frenado excede una potencia máxima de
15 frenado. [0008] De acuerdo con un desarrollo preferido de la invención, un sensor de presión detecta la presión de un cilindro de freno acompañado por la adquisición de una presión real de frenado como valor real de frenado, de manera que el valor real de frenado es convertido en una fuerza de frenado. La presión generada en el cilindro de
20 freno puede ser convertida de una manera sencilla en una fuerza de freno. En este caso, de manera más ventajosa, se parte de la relación presión igual a fuerza por área. Si se conoce el área móvil del cilindro de freno, sobre la que actúa la presión del cilindro de freno, se puede calcular la fuerza de frenado de una manera sencilla. La potencia de frenado p resulta a partir del producto de la velocidad v calculada del
25 vehículo y de la fuerza de frenado F según p = v*F. Por lo tanto, para la determinación de la potencia de frenado p es necesaria también la determinación de la velocidad v. Ésta se puede calcular a partir de los datos de los transmisores del número de revoluciones del eje, que están conectados igualmente con la unidad de control. Los transmisores del número de revoluciones del eje y la determinación de la
30 velocidad del vehículo son conocidos de una manera óptima por el técnico, de manera que en este lugar no es necesario describirlos en detalle. [0009] De acuerdo con otra configuración ventajosa de la invención, la potencia máxima de frenado de los frenos de fricción de los ejes de accionamiento se establece en función de una fuerza teórica de frenado predeterminada. La fuerza
35 teórica de frenado se establece, por ejemplo, en virtud de valores experimentales.
[0010] De acuerdo con otro desarrollo conveniente, la fuerza máxima de frenado es igual a la diferencia entre una fuerza teórica de frenado y la fuerza de frenado del freno electrodinámico. La fuerza teórica de frenado µ es, por ejemplo, la fuerza de frenado deseada para cada eje. De esta manera, la fuerza de frenado es igual para
5 cada eje. [0011] Otras configuraciones convenientes y ventajas de la invención son objeto de la descripción siguiente de un ejemplo de realización de la invención con referencia a las figuras de los dibujos, en las que los mismos signos de referencia remiten a componentes que realizan la misma acción, y en los que:
10 La figura 1 muestra una representación esquemática de un vehículo ferroviario con ejes de rodadura y ejes de accionamiento, y La figura 2 muestra una representación esquemática para la ilustración de un ejemplo de realización del procedimiento de acuerdo con la invención. [0012] La figura 1 muestra un vehículo ferroviario 1, que comprende, en el ejemplo
15 de realización mostrado, un vagón motor 2 así como varios vagones de viajeros 3 arrastrados por el valor motor 2. Cada vagón de viajeros 3 dispone de dos carros giratorios con dos conjuntos de ruedas, respectivamente, que presentan en cada caso dos ruedas ferroviarias. Las ruedas están acopladas entre sí por medio de un eje de rueda montado fijo contra giro en ellas. Los ejes de las ruedas de los vagones de
20 viajeros 3 no están accionados y, por lo tanto, se designan aquí en lo sucesivo como ejes de rodadura 4. Los ejes de rodadura del valor motor 2 son accionados en cada caso por un motor eléctrico y, por lo tanto, se designan como ejes de accionamiento
5. El vagón motor 2 comprende en el ejemplo de realización mostrado cuatro ejes de accionamiento 5. Cada vagón de viajeros 3 presenta cuatro ejes de rodadura 4,
25 [0013] En este lugar hay que indicar que la distribución de los ejes de accionamiento 4 y de los ejes de rodadura 5, que se muestra en la figura 1, debe entenderse simplemente como ejemplo. En un ejemplo de realización diferente, por ejemplo, cada vagón de viajeros y cada vagón motor disponen, por ejemplo, de uno o dos ejes de accionamiento y dispone de tres o dos ejes de rodadura.
30 [0014] Como ya se ha indicado, cada eje de accionamiento 5 del vagón motor 2 está equipado con un freno electrodinámico. A tal fin, el motor eléctrico del eje de accionamiento es accionado como generador, de manera que la energía eléctrica generada por el generador durante el frenado o bien es realimentada a una red de alimentación no mostrada en la figura 1 o es convertida en energía térmica por una
35 resistencia de frenado. Además, cada eje de accionamiento 5 dispone de un freno de
fricción de los ejes de accionamiento, que en este caso del ejemplo es un freno de fricción neumático. El freno de fricción neumático de los ejes de accionamiento dispone de una alimentación de aire comprimido, de válvulas neumáticas de freno y de un cilindro de freno, en el que una unidad de control de freno ajusta por medio de 5 la válvula de freno una presión de frenado previamente determinada. El cilindro de freno dispone de un pistón de freno guiado móvil, en el que se genera una fuerza de freno en función de la presión de frenado. La fuerza de freno es introducida con una mecánica de palanca conveniente en una guarnición de freno, que está dirigida hacia un disco de freno, contra el la guarnición de freno es presionada durante un proceso
10 de freno con la fuerza de frenado bajo unión por fricción. [0015] Los ejes de rodadura 4 de los valores de viajeros 3 están equipados solamente con frenos de fricción de los ejes de rodadura, que corresponden en su estructura esencialmente a los frenos de fricción de los ejes de accionamiento descritos anteriormente. La presión neumática en el cilindro de freno del freno de fricción de
15 los ejes de rodadura y del freno de fricción de los ejes de accionamiento se establece en el ejemplo de realización mostrado a través de una unidad de control común por medio de dichas válvulas de freno. A tal fin, la unidad de control activa electrónicamente las válvulas de freno respectivas. [0016] El ejemplo de realización, en el que se basa esta activación, del procedimiento
20 de acuerdo con la invención se ilustra en la figura 2.En el diagrama se representa sobre la ordenada la fuerza de frenado µ, siendo representada en la primera columna 6 la fuerza de frenado de los frenos de los ejes de accionamiento y en la segunda columna 7 la fuerza de frenado de los ejes de rodadura. Con los números 1, 2, 3 se establece la secuencia de la activación del freno respectivo a través de la unidad de
25 control. De esta manera, se activa en primer lugar el freno electrodinámico 1, que prepara una gran parte de la fuerza de frenado para el eje de accionamiento. A continuación se realiza la activación del freno de fricción de los ejes de accionamiento 2, hasta que se alcanza, en total, un valor umbral p predeterminado, es decir, una fuerza teórica de frenado para cada eje. Solamente entonces se realiza la
30 activación del freno de fricción de los ejes de rodadura, siendo distribuida la fuerza de frenado de una manera uniforme sobre los ejes de rodadura 5 y los ejes de accionamiento 4.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Procedimiento para el frenado de un vehículo ferroviario con ejes de accionamiento (5), que están equipados, respectivamente, con un freno electrodinámico debajo de un freno de fricción de los ejes de accionamiento, y con
    5 ejes de rodadura (4), que están equipados con un freno de fricción de los ejes de rodadura, en el que durante un proceso de frenado se activa en primer lugar el freno electrodinámico, en caso de retardo del freno insuficiente se activa a continuación el freno de fricción de los ejes de accionamiento y finalmente se activa el freno de fricción de los ejes de rodadura, caracterizado porque el freno de fricción de los ejes
    10 de rodadura se activa cuando se alcanza una potencia de frenado máxima previamente establecida del freno de fricción de los ejes de accionamiento. 2.- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque un sensor de medición detecta la fuerza de frenado generada por un elemento de ajuste del freno de fricción de los ejes de accionamiento acompañado por la adquisición de
    15 valores reales de frenado y transmite los valores reales de frenado a una unidad de control. 3.-Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque una unidad de control determina la potencia actual de frenado a partir de los valores actuales de frenado por medio de una lógica interna y dispara la activación
    20 del freno de fricción cuando la potencia de frenado determinada del freno de los ejes de accionamiento excede una potencia máxima de frenado. 4.-Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque un sensor de presión detecta la presión de un cilindro de freno acompañado por la adquisición de una presión real de frenado como valor real de frenado, en el
    25 que la presión real de frenado se convierte en una fuerza de frenado. 5.-Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la potencia máxima de frenado del freno de fricción de los ejes de accionamiento se establece en función de una fuerza teórica de frenado predeterminada.
    30 6.-Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la fuerza máxima de frenado es igual a la diferencia entre una fuerza teórica de frenado y la fuerza de frenado del freno electrodinámico. Sigue una página de dibujos.
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AT (1) ATE473895T1 (es)
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