ES2962500T3 - Sistema de frenado ferroviario para vehículo ferroviario - Google Patents

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ES2962500T3 ES18735680T ES18735680T ES2962500T3 ES 2962500 T3 ES2962500 T3 ES 2962500T3 ES 18735680 T ES18735680 T ES 18735680T ES 18735680 T ES18735680 T ES 18735680T ES 2962500 T3 ES2962500 T3 ES 2962500T3
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Claudino Goncalves
Louis Maillard
Fabrice Laurent
Guillaume Crosnier
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Faiveley Transport Amiens SAS
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Faiveley Transport Amiens SAS
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Abstract

La invención se refiere a un sistema de frenos para un vehículo ferroviario, que comprende forros (16, 17) que tienen cada uno al menos un miembro de posicionamiento para sujetar mecánicamente los forros en una posición predeterminada en dicho sistema con respecto a un disco (8) del vehículo y una cara de apoyo para sujetar firmemente dicho disco bajo la acción de un actuador de dicho sistema, y al menos un miembro de retorno (50) para separar dichos revestimientos de dicho disco con el fin de liberarlo cuando dichos revestimientos se liberen de la acción de dicho actuador ; cada revestimiento tiene al menos un miembro de sujeción formado en un borde, dicho miembro de retorno tiene dos orejetas extremas opuestas conectadas entre sí por una porción elástica y cada una sujeta mecánicamente con dicho miembro de sujeción, y dicho sistema está configurado de manera que dichos miembros de sujeción y dichas patillas de extremo están situadas a una distancia de dicho al menos un miembro de posicionamiento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de frenado ferroviario para vehículo ferroviario
Campo de la invención
La invención se refiere al campo del frenado de vehículos ferroviarios y más particularmente a sistemas de frenado ferroviario para vehículos ferroviarios, provistos de un freno de estacionamiento configurado para actuar sobre un miembro de frenado del vehículo, tal como por ejemplo un disco de freno, con la ayuda de guarniciones de freno, en particular cuando el vehículo ferroviario está parado.
Antecedentes tecnológicos
Los vehículos ferroviarios están generalmente equipados con pinzas de freno de servicio y/o de estacionamiento provistas de un cilindro de freno de servicio y/o de estacionamiento.
Este cilindro comprende un pistón de frenado móvil, por una parte, bajo el efecto de la acción de uno o más resortes y, por otra parte, bajo el efecto de un fluido a presión.
Más precisamente, este tipo de cilindro de frenado comprende un cuerpo en el que y con respecto al cual el pistón de frenado es móvil para actuar sobre el miembro de frenado por medio de una varilla de empuje.
El cilindro de freno comprende del mismo modo una cavidad dispuesta en el cuerpo y destinada a recibir los resortes, así como una cámara de presión formada al menos parcialmente en la cavidad, delimitada en particular por el pistón de frenado y por el cuerpo y conectada por un conducto a una fuente de agente de presión.
Las guarniciones de freno están montadas en las pinzas de freno y soportadas por el cilindro de freno gracias a ejes portadores de guarniciones que pasan a través de las guarniciones evitando el disco de freno y que están sujetos mecánicamente al cilindro.
El movimiento del pistón de frenado bajo el efecto de los resortes provoca una acción de frenado tal como el apriete de un disco de freno entre las dos guarniciones de freno, cuyas guarniciones se mueven bajo la acción del pistón de frenado.
Por el contrario, el movimiento del pistón de frenado bajo el efecto del líquido a presión provoca una acción opuesta a la de frenado, es decir, el aflojamiento del disco de freno y permite por tanto la retirada del freno.
Tradicionalmente, las guarniciones de freno se separan del disco de freno bajo la acción de resortes de compresión alojados entre las dos guarniciones y enrollados alrededor de los ejes portadores de guarniciones.
Más precisamente, cuando la cámara de presión no es alimentada por la fuente de agente de presión, los resortes están configurados para actuar sobre el pistón de frenado para ponerlo en posición de frenado; mientras que cuando se suministra a la cámara de presión la fuente de agente de presión, el pistón de frenado actúa contra los resortes para volver a una posición de reposo donde el freno está armado pero no aplicado y los resortes están comprimidos. En otras palabras, para armar el freno, a la cámara de presión se le suministra agente de presión, también llamado fluido a presión, a través de la fuente correspondiente para mover el pistón de frenado en el cuerpo y comprimir los resortes; mientras que para aplicar el freno se vacía la cámara de presión para que los resortes empujen el pistón de frenado.
Se observará que la acción de frenado o, en otras palabras, la aplicación apretada de las guarniciones de freno contra el disco de freno provoca tradicionalmente un desgaste de estas guarniciones y requiere su sustitución regularmente. La solicitud GB2257483A describe un freno de disco para un vehículo, en particular para un automóvil, provisto de un par de zapatas, un par de piezas de guiado para guiar de manera deslizante las zapatas y un resorte de retorno cuyos extremos están insertados cada uno en un orificio dispuesto en el extremo de cada una de las zapatas y que está retenido en dirección radial mediante unos medios de tope de la pieza de guiado.
Objeto de la invención
La invención se refiere a un sistema de frenado para vehículo ferroviario, con prestaciones mejoradas, especialmente en términos de seguridad y uso, siendo sencillo, cómodo y económico.
La invención tiene por tanto por objeto un sistema de frenado ferroviario para vehículo ferroviario con miembros de frenado con guarniciones y al menos un disco, que comprende al menos un conjunto de dichas guarniciones, cada guarnición que presenta al menos un miembro de posicionamiento configurado para permitir la sujeción mecánica de cada una de dichas guarniciones en una posición predeterminada en dicho sistema con respecto a dicho disco y una cara de apoyo principal configurada para entrar en contacto con dicho disco para apretarlo bajo la acción, directa o indirecta, de un accionador de dicho sistema, así como al menos un miembro de retorno configurado para alejar dichas guarniciones de dicho disco para aflojarlo cuando dichas guarniciones se liberan de la acción, directa o indirecta, de dicho accionador; cada guarnición presenta varios lados que definen una sección y al menos un miembro de sujeción provisto en dicha sección, dicho al menos un miembro de retorno presenta dos patillas de extremo que son opuestas, conectadas entre sí por una porción elástica y configuradas para ser sujetas mecánicamente cada una con dicho miembro de sujeción de dichas guarniciones respectivas y dicho sistema está configurado de manera que dichos miembros de sujeción y dichas patillas de extremo estén situados a distancia de dicho al menos un miembro de posicionamiento, caracterizado por que dicho al menos un miembro de sujeción respectivo está dispuesto sustancialmente en el centro de uno de dichos lados.
El sistema de frenado según la invención permite, por una parte, distinguir el o los miembros de retorno de las guarniciones de los miembros de posicionamiento y, por otra parte, situar a distancia los miembros de fijación de las patillas de extremo del o de los miembros de retorno y de los miembros de posicionamiento, para controlar mejor tanto la fuerza de retorno ejercida sobre las guarniciones como la o las zonas de aplicación de esta fuerza sobre estas guarniciones.
Además, en el sistema según la invención, el hecho de tener uno o más miembros de retorno distintos y no solidarios a los miembros de posicionamiento y en consecuencia de los ejes portadores de guarniciones que se pretenden introducir en los miembros de posicionamiento, permite un fácil montaje/desmontaje de las guarniciones cuando las mismas se han de cambiar.
En particular, para el montaje, el o los miembros de retorno se pueden montar en las guarniciones y el conjunto se puede montar en el sistema de frenado, en particular en una posición predeterminada a cada lado del disco de freno y luego se pueden bloquear las guarniciones en esta posición por la inserción del o de los ejes portadores de guarniciones en los miembros de posicionamiento, sin tener que actuar sobre el o los miembros de retorno. Para el desmontaje, las guarniciones se pueden desbloquear en su posición mediante la retirada del o los ejes portadores de guarniciones de los miembros de posicionamiento, sin tener que actuar sobre el o los miembros de retorno y a continuación estos últimos se pueden retirar del sistema de frenado, junto con las guarniciones.
Del mismo modo se observará que el miembro de retorno sólo se monta en el sistema a través de sus patillas de extremo que están sujetas a las guarniciones, quedando por tanto el resto del miembro de retorno libre en el sistema. En otras palabras, el miembro de retorno no está montado en el cuerpo del sistema ni siquiera en un elemento de posicionamiento de las guarniciones.
El sistema de frenado según la invención es, por tanto, especialmente eficaz, en particular en términos de seguridad y de utilización, al mismo tiempo que es sencillo, cómodo y económico.
Según características preferidas, sencillas, convenientes y económicas del sistema según la invención:
- cada uno de dichos miembros de sujeción se extiende, en sección, al nivel de una zona de apoyo definida por dicha cara de apoyo de dicha guarnición respectiva;
- cada uno de dichos miembros de posicionamiento está dispuesto fuera de dicha zona de apoyo de dicha guarnición respectiva;
- al menos uno de dichos miembros de sujeción está formado por un orificio dispuesto en dicha sección o por un puente que sobresale de dicha sección;
- cada una de dichas guarniciones comprende una base y una capa de material de fricción conectada a dicha base y al menos uno de dichos miembros de sujeción está dispuesto en la base o en la capa de material de fricción;
- dicha porción elástica de dicho al menos un miembro de retorno comprende dos ramas, cada una de ellas conectada a una patilla de extremo respectiva, así como un tramo de unión que conecta dichas dos ramas, dicho sistema que está configurado de manera que dichas ramas se extienden desde dichas patillas de extremo a distancia de dichas guarniciones y dicho tramo de unión está destinado a ubicarse opuesto al disco;
- dicho al menos un miembro de retorno está formado por un resorte de torsión o por un resorte de ballesta;
- dichas patillas de extremo de dicho al menos un miembro de retorno están formadas por extremos plegados de dicha porción elástica o por piezas conectadas;
- dichas patillas de extremo de dicho al menos un miembro de retorno están sujetas mecánicamente con dichos respectivos miembros de sujeción mediante inserción por fuerza, o mediante soldadura, o mediante remachado o incluso mediante pegado;
- dicho al menos un miembro de retorno está hecho de material metálico o plástico y está configurado para aplicar una fuerza del orden de aproximadamente 30 N a aproximadamente 100 N sobre dichas guarniciones;
- dicho sistema comprende dos de dichos miembros de retorno y cuatro de dichos miembros de sujeción, que están dispuestos a cada lado de dichas dos guarniciones, con preferencia de forma simétrica;
- dicho sistema comprende dicho freno de estacionamiento que tiene un cuerpo provisto de un cilindro que presenta una cavidad, de dicho soporte de guarnición sujeto mecánicamente a dicho cilindro y configurado para portar dichas guarniciones y recibir al menos parcialmente dicho disco y de dicho accionador que comprende un pistón de frenado alojado al menos parcialmente en dicha cavidad, móvil con respecto a dicho cuerpo y configurado para actuar sobre al menos una de dichas guarniciones a través de dicho soporte de guarnición;
- dicho soporte de guarnición comprende dos mordazas separadas por un espacio previsto para recibir al menos parcialmente dicho disco, así como al menos un eje portador de guarniciones configurado para cooperar con dichos miembros de posicionamiento de dichas guarniciones y bloquear estas últimas en dicha posición predeterminada, dicho al menos un eje portador de guarniciones que está situado a una distancia de dicho disco cuando este último se recibe en dicho espacio entre dichas mordazas; y/o
- una primera de dichas dos mordazas está montada en dicho cilindro mientras que una segunda de dichas dos mordazas está montada en dicha primera mordaza por medio de al menos una columna que se extiende desde dicha primera mordaza y dicho pistón de frenado actúa directamente sobre dicha guarnición montada en dicha primera mordaza e indirectamente, por movimiento de dicho cuerpo a través de dicha al menos una columna y a través de dicha segunda mordaza, sobre otra de dichas guarniciones montada en esta segunda mordaza.
Cabe señalar que el freno de estacionamiento se aplica normalmente cuando el vehículo ferroviario está parado, para mantener este vehículo inmovilizado y permitir a su usuario y en particular a su conductor abandonar el vehículo. El freno de estacionamiento no está dimensionado para detener el vehículo ferroviario en marcha, sino únicamente para mantenerlo parado. Sin embargo, el sistema según la invención también puede utilizarse en el ámbito de un freno de servicio que permite frenar el vehículo mientras éste último está en marcha.
Breve descripción de los dibujos
Ahora se va a continuar con la descripción de la invención mediante la descripción de un ejemplo de realización, que se da a continuación a título ilustrativo y no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos en los que:
- la figura 1 ilustra parcial y esquemáticamente un vehículo ferroviario provisto de un disco de freno de estacionamiento, denominado disco motor, sobre el cual está montado un sistema de frenado ferroviario según un modo de realización de la invención;
- la figura 2 ilustra esquemáticamente el sistema de frenado ferroviario de la figura 1;
- las figuras 3 a 6 representan en perspectiva y según diferentes ángulos de vista, el sistema de frenado ferroviario según la invención asociado al disco motor;
- las figuras 7 y 8 representan en perspectiva aislada según dos ángulos de vista diferentes, el sistema de frenado ferroviario según la invención, sin el disco motor;
- las figuras 9 a 14 ilustran un miembro de retorno del sistema de frenado ferroviario según la invención, tomado desde diferentes ángulos de vista;
- las figuras 15 a 18 ilustran una guarnición de freno del sistema de frenado ferroviario según la invención, tomada desde diferentes ángulos de vista; y
- las figuras 19 a 23 son vistas parciales del sistema de frenado ferroviario asociado al disco motor, tomadas en diferentes estados para mostrar el montaje de las guarniciones de freno sobre el disco motor mediante el miembro de retorno.
Descripción detallada de un ejemplo de realización
La figura 1 representa parcial y esquemáticamente un vehículo 1 ferroviario, por ejemplo del tipo metro, provisto de un sistema 2 de accionamiento por tracción eléctrica, en particular en este caso una máquina eléctrica giratoria que funciona en modo motor y de un eje 3 que porta ruedas (no representadas) y conectado al sistema 2 de accionamiento para girar las ruedas por medio de un sistema 4 de acoplamiento.
Este sistema 4 de acoplamiento comprende en este caso una placa 5 de acoplamiento sujeta mecánicamente a una brida 6 de motor del sistema 2 de accionamiento, así como un mecanismo 7 de buje conectado en un extremo a la placa 5 de acoplamiento y en un extremo opuesto al eje 3.
El vehículo 1 ferroviario también está provisto de un disco 8 de freno, en este caso denominado disco motor, que está interpuesto entre la placa 5 de acoplamiento y el mecanismo 7 de buje.
Se observará que en la figura 1, el conjunto formado por el sistema 2 de accionamiento y el sistema 4 de acoplamiento se extiende generalmente en una dirección sustancialmente longitudinal, mientras que el eje 3 y el disco 8 motor se extienden cada uno generalmente en una dirección sustancialmente transversal.
El vehículo 1 ferroviario del mismo modo está provisto de un sistema 10 de frenado ferroviario en este caso sujeto mecánicamente a la brida 6 de motor y configurado para acoplarse con el disco 8 motor para bloquearlo cuando el vehículo 1 ferroviario está parado y/o dejarlo libre cuando el vehículo 1 ferroviario está en marcha.
La figura 2 ilustra esquemática y parcialmente el sistema 10 de frenado ferroviario acoplado con el disco 8 motor.
Este sistema 10 de frenado ferroviario está provisto de un freno 12 de estacionamiento formado en este caso por una pinza móvil y flotante, visible en esta figura en una configuración donde el freno 12 de estacionamiento no está aplicado al disco 8 motor.
El sistema 10 de frenado ferroviario comprende además una red 13 de suministro de agente de presión, en este caso neumática, provista en particular de una fuente 11 de agente de presión que está conectada al freno 12 de estacionamiento por medio de un conducto 14 de distribución.
El sistema 10 de frenado ferroviario también comprende un miembro de frenado provisto en este caso del disco 8 motor y un conjunto de dos guarniciones 16 y 17 configuradas para intercalar el disco 8 entre las mismas.
El freno 12 de estacionamiento comprende un cuerpo 18 provisto de una primera porción 19 en la que se dispone una cavidad 20 y de una segunda porción 21 sujeta mecánicamente a la primera porción 19.
La primera porción 19 se denomina cilindro de freno y la segunda porción 21 se denomina soporte de guarnición.
El cuerpo 18 está provisto además de una pared 23 interna que delimita la cavidad 20 dispuesta en el cilindro 19 y que forma una barrera entre esta cavidad 20 y un espacio 24 de apriete definido por el soporte 21 de guarnición.
Esta pared 23 interna presenta un primer tramo 25 que se extiende desde una cara 26 interna del cilindro 19 y un segundo tramo 27 que conecta con el primer tramo 25 por medio de un reborde 28.
El freno 12 de estacionamiento comprende además un accionador29 provisto de un miembro 30 de resorte (también llamado miembro de resortes) alojado en la cavidad 20 del cilindro 19 y un pistón 31 de frenado móvil con respecto al cuerpo 18 y que delimita con el cuerpo 18 una cámara 32 de presión de freno de mano.
Esta cámara 32 de presión está dispuesta en la cavidad 20 y delimitada por el pistón 31 de frenado, por la cara 26 interna del cilindro 19 y por la pared 23 interna del cuerpo 18.
El pistón 31 de frenado comprende en este caso una cabeza 35 alojada en la cavidad 20 y una varilla 36 de empuje que se extiende desde la cabeza 35 y sobresale en el espacio 24 de apriete a través de una abertura 37 dispuesta en la pared 23 interna del cuerpo 18.
La cabeza 35 es móvil con respecto al cuerpo 18 en la cavidad 20 en una primera dirección axial y la varilla 36 de empuje del mismo modo es móvil con respecto al cuerpo 18 a la vez en la cavidad 20 y en el espacio 24 de apriete según la primera dirección axial.
El freno 12 de estacionamiento está provisto además de un primer miembro 33 de estanqueidad interpuesto entre la cabeza 35 del pistón 31 de frenado y la cara 26 interna del cilindro 19 y de un segundo miembro 34 de estanqueidad interpuesto entre un borde 38 libre de la pared 23 interna al nivel de la abertura 37 y la varilla 36 de empuje del pistón 31 de frenado.
La cámara 32 de presión está conectada al conducto 14 de distribución mediante un canal 39 dispuesto en el cuerpo 18, cuyo canal 39 desemboca por un lado, en un primer extremo, en el exterior del cuerpo 18 por un primer orificio 40 donde está conectado el tubo 14 y, por otro lado, en un segundo extremo opuesto al primer extremo, en la cámara 32 de presión a través de un segundo orificio 41.
El soporte 21 de guarniciones del freno 12 de estacionamiento está en este caso provisto de una primera mordaza 42 montada en el cilindro 19 y de una segunda mordaza 43 montada en la primera mordaza 42 por medio de columnas 44 que se extienden desde la primera mordaza 42, en el lado opuesto al cilindro 19.
La guarnición 16 de freno está montada en este caso en la primera mordaza 42, en un lado del disco 8 motor, mientras que la guarnición 17 de freno está montada en este caso en la segunda mordaza 43, en el otro lado del disco 8 motor.
El freno 12 de estacionamiento está configurado en este caso de manera que el pistón 31 de frenado está previsto para actuar directamente, a través de la primera mordaza 42, sobre la guarnición 16 de freno que entra en contacto con el disco 8 motor.
Como se ha mencionado anteriormente, el freno 12 de estacionamiento está dispuesto en este caso como una pinza flotante de modo que primero se realiza la acción de mover, en una primera dirección axial hacia el disco 8, el pistón 31 de frenado y la guarnición 16, aplicando esta última una fuerza sobre un lado del disco 8 y, cuando esta fuerza alcanza un valor umbral predeterminado, es todo el cuerpo 18 el que se mueve, gracias a la acción de las columnas 44, en una segunda dirección axial opuesta a la primera dirección axial, para acercar la guarnición 17 y aplicar también una fuerza con esta última en un lado opuesto del disco 8.
Las figuras 3 a 6, y luego las 7 y 8 ilustran en perspectiva y desde diferentes ángulos de visión, el sistema 10 de frenado ferroviario primero acoplado con el disco 8 motor, después de forma aislada, es decir sin el disco 8 motor.
En particular, el disco 8 presenta en este caso una forma anular, perforado por un orificio 9 central y provisto de un contorno 46 que conecta dos caras 47 y 48 opuestas.
Cuando el sistema 10 de frenado ferroviario se fija sobre la brida 6 de motor, en este caso gracias a sistemas 45 de tornillo-tuerca montados en los extremos libres de las columnas 44, el disco 8 se introduce parcialmente, por su sección 46, en el espacio 24 previsto entre las mordazas 42 y 43 del soporte 21 de guarniciones. El disco 8 está, en esta posición, alojado entre las guarniciones 16 y 17.
El sistema 10 de frenado ferroviario está provisto en este caso de dos ejes 51 portadores de guarniciones que están previstos para mantenerlas, generalmente transversalmente, en una posición predeterminada en el espacio 24.
En particular, estos dos ejes 51 portadores de guarniciones están configurados para atravesar las guarniciones 16 y 17 y para ser introducidos en huecos 77 y 78 respectivamente previstos en las mordazas 42 y 43.
En otras palabras, los ejes portadores 51 de guarniciones portan las guarniciones 16 y 17 de modo que estas últimas se encuentren enfrentadas respectivamente a las caras 48 y 47 del disco 8.
El sistema 10 de frenado ferroviario está provisto además de dos miembros 50 de retorno, cada uno sujeto mecánicamente a las dos guarniciones 16 y 17 y que están configurados para alejarlos del disco 8 para aflojarlo cuando las guarniciones 16 y 17 se liberan de la acción, directa o indirecta, del accionador 29.
El sistema 10 de frenado ferroviario también está provisto en este caso de mecanismos de montaje, por ejemplo del tipo pasador-clip o tornillo-tuerca, para asegurar el montaje del soporte 21 de guarniciones en el cilindro 19.
Este sistema 10 de frenado ferroviario comprende además un mecanismo 38 de desbloqueo manual del accionador 29, montado en el cilindro 21 y previsto para volver a llevar el pistón 31 de frenado desde una posición generalmente avanzada longitudinalmente donde actúa sobre la guarnición 16 a una posición generalmente retraída longitudinalmente donde no actúa sobre esta guarnición 16.
Este sistema 10 de frenado ferroviario comprende del mismo modo un soporte 22 de indicadores, montado en el cilindro 21 y que tiene una pluralidad de componentes sistémicos previstos por ejemplo para efectuar diferentes mediciones en el cilindro 21 y/o para transmitir y/o procesar los datos obtenidos por estas mediciones.
Las figuras 9 a 14 ilustran uno de los miembros 50 de retorno. Los dos miembros de retorno son en este caso idénticos.
Cada miembro 50 de retorno está formado en este caso por un resorte de torsión, hecho por ejemplo de material metálico.
Cada uno de los resortes 50 está configurado para aplicar una fuerza del orden de aproximadamente 30 N a aproximadamente 100 N, preferiblemente entre 45 N y 90 N, sobre las guarniciones 16 y 17 respectivas.
Cada resorte 50 presenta dos patillas 53 y 56 de extremo que son opuestas y conectadas entre sí por una porción 52 elástica.
La porción 52 elástica comprende dos ramas 54 y 57 conectadas respectivamente a las patillas 53 y 56 de extremo, así como una porción 55 de unión que conecta las dos ramas 54 y 57.
Las patillas 53 y 56 de extremo están formadas en este caso por extremos plegados de la porción 52 elástica y más particularmente, respectivamente, de las ramas 54 y 57.
La porción 55 de unión está formada en este caso por vueltas, desde un extremo de la rama 54, situado en el lado opuesto a la patilla 53 de extremo, hasta un tramo acodado 58 que está conectado a un extremo de la rama 57, situada en el lado opuesto a la patilla 56 de extremo.
El tramo 58 acodado tiene en este caso una forma general de L y tiene un primer brazo que se prolonga una vuelta de la porción 55 de unión y un segundo brazo, conectado al primer brazo y que se extiende generalmente transversalmente a la porción 55 de unión hasta unir la rama 57.
El resorte 50 está por tanto configurado de manera que las ramas 54 y 57 se extiendan sustancialmente en el mismo plano P y proporcionen fuerzas sustancialmente similares a través de las respectivas patillas 53 y 56 de extremo.
Se observará que en la figura 12, el resorte 50 se muestra en una configuración llamada libre o de montaje, es decir con las ramas 54 y 57 que presentan una separación máxima por defecto, en ausencia de una tensión externa.
En la figura 13, el resorte 50 se muestra en una configuración denominada de marcha, con las ramas 54 y 57 que presentan una separación máxima en uso, cuando el resorte 50 está acoplado con las guarniciones 16 y 17, las cuales no están aplicadas sobre el disco 8 y se encuentran en un estado nuevo.
En la figura 14, el resorte 50 se muestra en una configuración denominada de frenado, con las ramas 54 y 57 que presentan una separación sustancialmente mínima, cuando el resorte 50 está acoplado con las guarniciones 16 y 17, las cuales se aplican al disco 8 y se encuentran en un estado usado.
Se observará que en esta configuración de frenado con guarniciones desgastadas, el resorte está dimensionado para que no entre en contacto con el disco.
Las figuras 15 a 18 ilustran las guarniciones 16 y 17, que en este caso son idénticas.
Estas guarniciones 16, 17 presentan cada una un primer lado 61, un segundo lado 62, un tercer lado 63 y un cuarto lado 64.
El primer lado 61 y el tercer lado 63 son en este caso opuestos y el segundo lado 62 y el cuarto lado 64 son en este caso opuestos y une cada uno el primer lado 61 y el tercer lado 63.
Estas guarniciones 16, 17 comprenden cada uno una base 59 y una capa 60 de material de fricción unida a la base 59.
Cada guarnición 16, 17 presenta una cara 65 de apoyo principal formada por la capa 60 de material de fricción y por una porción de la base 59, así como una cara 66 trasera, opuesta a la cara 65 de apoyo y formada en este caso únicamente por la base 59.
Se observará que las porciones de las caras 65 de apoyo de las guarniciones 16, 17 que están destinadas a entrar en contacto con las caras 47, 48 respectivas del disco 8, forman zonas 68 de apoyo, formadas únicamente por al menos una parte de la capa 60 de material de fricción de las guarniciones 16, 17 respectivas.
Cada guarnición 16, 17 presenta una sección 67 definida por su primer, segundo, tercer y cuarto lados 61 a 64. Cada guarnición 16, 17 presenta en este caso dos miembros 69 de posicionamiento configurados para permitir la sujeción mecánica de estas guarniciones en la posición predeterminada en el sistema 10 con respecto a dicho disco 8, como se explicó anteriormente.
En particular, estos miembros de posicionamiento están formados en este caso por muescas 69 dispuestas en la sección 67, respectivamente en el primer y tercer lados 61 y 63 de cada guarnición 16, 17.
Estas muescas 69 están configuradas para ser atravesadas por los ejes 51 portadores de guarniciones.
Estas muescas 69 están dispuestas en este caso en la base 59 y fuera de la zona 68 de apoyo.
Cada guarnición 16, 17 presenta además dos miembros 70, 71 de sujeción dispuestos en la sección 67.
Estos miembros de sujeción están formados en este caso por orificios 70, 71 respectivamente dispuestos en el primer y tercer lados 61 y 63 de cada guarnición 16, 17.
Estos orificios 70, 71 están dispuestos en este caso en la base 59 y situados sustancialmente al nivel de la zona 68 de apoyo, a distancia de las muescas 69.
Además, estos orificios 70, 71 desembocan en un extremo 74 sustancialmente en el centro del primer y tercer lados 61 y 63 respectivos y son ciegos en un extremo 75 opuesto.
Los orificios 70, 71 de las guarniciones 16, 17 están en este caso configurados para recibir respectivamente las patillas 56 y 53 de extremo de los resortes 50. La disposición de los resortes 50 para devolver las guarniciones 16, 17 al interior de las mordazas 42 y 43 es tal que estos resortes 50 no pueden extraerse accidentalmente de los orificios 70, 71 cuando están colocados sobre las guarniciones 16, 17. De hecho, en esta configuración, la holgura restante entre los resortes y las mordazas es suficientemente pequeña para impedir que las patillas de extremo se salgan de los orificios.
Como alternativa, los orificios de las guarniciones pueden estar configurados para recibir, por ejemplo mediante inserción por fuerza, o mediante soldadura, o por remachado o incluso por pegado, respectivamente, las patillas de extremo de los resortes.
En particular, los orificios 70 y 71 de la guarnición 16 están previstos para recibir respectivamente la patilla 56 de extremo de un primer resorte 50 y la patilla 53 de extremo de un segundo resorte 50; mientras que los orificios 70 y 71 de la guarnición 17 están previstos para recibir respectivamente la patilla 56 de extremo del segundo resorte 50 y la patilla 53 de extremo del primer resorte 50.
Cada guarnición 16, 17 está provista además en este caso de un chaflán 72 dispuesto en la base 59, en el segundo lado 62, al nivel de la sección 67 y de la cara 66 opuesta.
Cada guarnición 16, 17 está del mismo modo provista en este caso de un canto 76 matado dispuesto en su segundo lado 62 respectivo y de una concavidad dirigida hacia el cuarto lado 64 opuesto al segundo lado 62.
Cada guarnición 16, 17 también está provista en este caso de un refuerzo 73 dispuesto en su cuarto lado 64 respectivo. Las figuras 19 a 23 ilustran esquemática y parcialmente el montaje de las guarniciones 16 y 17 en el espacio 24 con la ayuda de los resortes 50 y de los ejes 51 portadores de guarniciones.
En la figura 19, los resortes 50, de los cuales sólo uno es visible, están montados con las guarniciones 16 y 17.
En particular, las patillas 53 y 56 de extremo se introducen respectivamente en el orificio 71 de la guarnición 16 y en el orificio 70 de la guarnición 17. Los resortes 50 se encuentran entonces en su configuración denominada libre o de montaje (también visible en la figura 12).
Se acercan las guarniciones 16 y 17, por una abertura inferior de introducción, del espacio 24 en el que se introduce parcialmente el disco 8. Se observará que el disco 8 se introduce, por su parte, en este espacio 24 a través de una abertura de introducción superior opuesta a la abertura de introducción inferior y de la cual desemboca.
En la figura 19, las guarniciones 16 y 17 están ligeramente insertadas en el espacio 24, en este caso sustancialmente hasta los huecos 77 y 78 de recepción de los ejes 51 portadores de guarniciones. La inserción de las guarniciones 16 y 17 puede verse facilitada por la presencia de los chaflanes 72 dispuestos en estos últimos.
Se observará que cada una de las guarniciones 16 y 17 está inclinada en esta etapa del montaje para formar una V invertida relativamente ancha, con la punta de la V definida por los segundos lados 62 de las guarniciones 16 y 17. En otras palabras, esto significa que los resortes 50 están en este caso sujetos a las guarniciones 16 y 17 permitiendo al mismo tiempo un ligero movimiento de estos últimos con respecto a los resortes. Este movimiento es en este caso un pivotamiento que puede ser inducido por la aplicación de una fuerza durante la inserción de las guarniciones 16 y 17. Por tanto, este pivotamiento no es libre.
En la figura 20, las guarniciones 16 y 17 se insertan más profundamente en el espacio 24 hacia el disco 8 hasta que entran sustancialmente en contacto con las sección de este último.
Las guarniciones 16 y 17 tienden a acercarse a través de su cuarto lado 64 y están menos inclinadas que en la figura 19, para formar una V invertida relativamente estrecha.
Las ramas de los resortes 50 se aprietan y estos últimos tienden ahora a forzar la separación de las guarniciones 16 y 17.
En la figura 21, las guarniciones 16 y 17 se pivotan ligeramente alrededor de las patillas 53 y 56 de extremo de los resortes 50, por ejemplo por la aplicación de una fuerza de presión en las caras 66 opuestas de las guarniciones, sustancialmente al nivel de los cuartos lados 64 respectivos.
Por lo tanto, las guarniciones 16 y 17 se acercan entre sí, al nivel de los cuartos lados 64 respectivos, mientras que se alejan entre sí, al nivel de los segundos lados 62 respectivos; disponiendo por tanto una distancia suficiente para la interposición del disco 8 entre las guarniciones 16 y 17.
En la figura 21, las guarniciones 16 y 17 ya no tienen forma de V y son casi verticales.
En la figura 22, las guarniciones 16 y 17 están sustancialmente en la vertical, estando las respectivas caras 66 opuestas aplicadas parcialmente contra, respectivamente, la primera mordaza 42 y la segunda mordaza 43.
Las ramas de los resortes 50 se aprietan aún más y estos últimos fuerzan la separación de las guarniciones 16 y 17. Los resortes 50 se encuentran entonces en su configuración denominada de marcha (también visible en la figura 13). En la figura 23, las guarniciones 16 y 17 se insertan aún más profundamente en el espacio 24 hasta que las zonas 68 de apoyo respectivas de las guarniciones 16 y 17 queden enfrentadas respectivamente a las caras 48 y 47 del disco 8 y hasta que las muescas 69 de las guarniciones 16 y 17 queden enfrentadas respectivamente a los huecos 77 y 78 de las mordazas 42 y 43 respectivas.
Las guarniciones 16 y 17 se encuentran entonces en su posición predeterminada y cada eje 51 portador de guarniciones se monta, gracias a un mango 79 de agarre, a través de un hueco 77 de la mordaza 42 que desemboca en cada extremo, luego a través de las muescas 69 respectivas de las guarniciones 16 y 17 y luego en un hueco 78 de la mordaza 43; para mantener las guarniciones 16 y 17 en esta posición predeterminada.
Esto significa que las guarniciones 16 y 17 ya no pueden moverse según una dirección generalmente transversal del sistema 10 de frenado ferroviario, mientras que son móviles en una dirección generalmente longitudinal de este sistema 10, para el apriete y el aflojamiento del disco 8.
En la figura 23, donde el sistema 10 de frenado ferroviario está listo para su uso, se observará que los orificios 70, 71 y las patillas 53, 56 de extremo están situados a distancia de las muescas 69.
También se observará que las ramas 54 y 57 de los resortes 50 se extienden a distancia de las guarniciones 16, 17 y la porción 55 de unión está situada en el lado opuesto al disco 8; y que estas ramas 54 y 57 discurren al menos parcialmente a lo largo y en las proximidades de las mordazas 42 y 43 de modo que las patillas 53 y 56 de extremo de los resortes 50 no puedan escapar de los orificios 70, 71 respectivos mientras las guarniciones 16, 17 están en su posición predeterminada.
Las ramas 54 y 57 y la porción 55 de unión de los resortes 50 se extienden respectivamente frente al primer lado 61 y al tercer lado 63 de las guarniciones 16 y 17, a cuyo nivel las patillas 53 y 56 de extremo se introducen en los orificios 70 y 71 de las guarniciones 16 y 17. Por lo tanto, los resortes 50 sólo están montados en el sistema 10 de frenado a través de las patillas 53 y 56 de extremo. Las ramas 54 y 57 y la porción 55 de unión quedan por tanto sustancialmente libres en el sistema 10 de frenado.
También se observará que los ejes 51 portadores de guarniciones se encuentran a distancia del disco 8.
El sistema 10 de frenado permite, por un lado, distinguir los resortes 50 de retorno de las guarniciones 16, 17 de las muescas 69 y de los ejes portadores 51 de guarniciones y por otro lado, colocar a distancia los orificios 70, 71 y las patillas de extremo 53, 56 de estas muescas 69, para controlar bien a la vez la fuerza de recuperación ejercida sobre las guarniciones y las zonas de aplicación de esta fuerza sobre estas guarniciones.
Dicho control de la fuerza ejercida por los resortes y su aplicación sobre las guarniciones permite separar las guarniciones del disco sin desequilibrarlas o, en otras palabras, devolverlas de manera particularmente estable según la dirección generalmente longitudinal. Si las guarniciones se aplican en la vertical en el disco, también se recuperan manteniendo una orientación vertical o casi vertical.
Se observará que la aplicación de la fuerza ejercida por cada resorte se realiza al nivel de las zonas de apoyo en el disco de las guarniciones, no fuera de estas zonas de apoyo.
El desmontaje, no ilustrado, de las guarniciones del sistema de frenado se puede efectuar quitando los ejes porta 51 portadores de guarniciones y luego tirando, desde el lado de la abertura de inserción inferior, del conjunto formado por las guarniciones 16, 17 y los resortes 50.
Las etapas de montaje/desmontaje descritas anteriormente pueden ser realizadas fácilmente por un usuario que efectúa el primer montaje del sistema de frenado en el vehículo, o por un usuario que efectúa el mantenimiento del vehículo y en particular el reemplazo de las guarniciones.
Estos usuarios no necesitan ninguna herramienta particular porque estas etapas de montaje/desmontaje pueden efectuarse simplemente mediante movimientos manuales de agarre y/o de apoyo sobre los resortes, por ejemplo en las porciones de unión formadas en este caso por vueltas y/o en las guarniciones y/o o en los ejes portadores de guarniciones.
En el ejemplo de realización descrito anteriormente, el miembro de frenado formado en particular por las guarniciones, los muelles y los ejes portadores de guarniciones, está dispuesto de manera sustancialmente simétrica alrededor del disco.
En una variante no ilustrada, el sistema de frenado podría comprender sólo un resorte de retorno y/o cada guarnición podría estar provista de un solo orificio y/o de una sola muesca.
En otras variantes no ilustradas:
- el miembro de retorno no está formado por un resorte de torsión sino por una ballesta;
- el miembro de retorno no está hecho de material metálico sino de material plástico o incluso de un material elastómero;
- las patillas de extremo pueden estar sujetas a la capa de material de fricción en lugar de a la base y/o las guarniciones puede que estén desprovistas de base;
- las patillas de extremo no están formadas por extremos plegados sino más bien por piezas unidas a los extremos de la porción elástica;
- los miembros de sujeción no están formados por orificios sino por patillas que sobresalen de la sección del lado de la cara de apoyo o por el contrario del lado de la cara opuesta a la cara de apoyo;
- los miembros de posicionamiento no están formados por muescas sino más bien por orificios o por patillas que sobresalen de las guarniciones;
- el agente de presión es hidráulico en lugar de neumático;
- no se trata de un agente de presión sino más bien de un suministro eléctrico al pistón de frenado y, si es necesario, el sistema puede estar desprovisto del miembro de resorte;
- la compresión de los resortes puede generarse mediante un dispositivo electromecánico en lugar de mediante un agente de presión neumático o hidráulico; y/o
- el sistema de frenado ferroviario forma una pinza pivotante con acción directa del pistón sobre una de las guarniciones, pero la pinza podría tener una acción indirecta sobre las guarniciones, por ejemplo a través de una cuña y/o un regulador.
Se recuerda de manera más general que la invención no se limita a los ejemplos descritos y representados.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Sistema de frenado ferroviario para vehículo ferroviario con miembros de frenado con guarniciones (16, 17) y al menos un disco (8), que comprende al menos un conjunto de dichas guarniciones (16, 17), cada guarnición (16, 17) que presenta al menos un miembro (69) de posicionamiento configurado para permitir la sujeción mecánica de cada una de dichas guarniciones en una posición predeterminada en dicho sistema (10) con respecto a dicho disco (8) y una cara (65) principal de apoyo configurada para entrar en contacto con dicho disco (8) para apretarlo bajo la acción, directa o indirecta, de un accionador (29) de dicho sistema (10), así como al menos un miembro (50) de retorno configurado para separar dichas guarniciones (16, 17) de dicho disco (8) para aflojarlo cuando dichas guarniciones se liberen de la acción, directa o indirecta, de dicho accionador (29); cada guarnición (16, 17) presenta varios lados (61 64) que definen una sección (67) y al menos un miembro (70, 71) de sujeción dispuesto en dicha sección (67), dicho al menos un miembro (50) de retorno presenta dos patillas (53, 56) de extremo que son opuestas, conectadas entre sí por una porción (52) elástica y configuradas para ser sujetas mecánicamente cada una con dicho miembro (70, 71) de sujeción de dichas guarniciones (16, 17) respectivas y dicho sistema (10) está configurado de manera que dichos miembros (70, 71) de sujeción y dichas patillas (53, 56) de extremo estén situados a distancia de dicho al menos un miembro (69) de posicionamiento, caracterizado por que dicho al menos un miembro (70, 71) de sujeción respectivo está dispuesto sustancialmente en el centro de uno de dichos lados (61-64).
2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado por que cada uno de dichos miembros (70, 71) de sujeción se extiende, en sección, al nivel de una zona (68) de apoyo definida por dicha cara (65) de apoyo principal de dicha guarnición (16, 17) respectiva.
3. Sistema según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que cada uno de dichos miembros (69) de posicionamiento está dispuesto fuera de dicha zona (68) de apoyo de dicha guarnición respectiva.
4. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que al menos uno de dichos miembros de sujeción está formado por un orificio (70, 71) dispuesto en dicha sección (67) o por un puente que sobresale de dicha sección.
5. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que cada una de dichas guarniciones (16, 17) comprende una base (59) y una capa (60) de material de fricción conectada a dicha base y al menos uno de dichos miembros (70, 71) de sujeción está dispuesto en la base o en la capa de material de fricción.
6. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que dicha porción (52) elástica de dicho al menos un miembro (50) de retorno comprende dos ramas (54, 57), cada una conectada a una respectiva patilla (53, 56) de extremo, así como un tramo (55) de unión que conecta dichas dos ramas (54, 57), dicho sistema que está configurado de manera que dichas ramas (54, 57) se extienden desde dichas patillas (53, 56) de extremo a distancia de dichas guarniciones (16, 17) y dicho tramo (55) de unión está destinado a encontrarse situado en el lado opuesto al disco (8).
7. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que dicho al menos un miembro de retorno está formado por un resorte (50) de torsión o por un resorte de ballesta.
8. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que dichas patillas de extremo de dicho al menos un miembro (50) de retorno están formadas por extremos (53, 56) plegados de dicha porción (52) elástica o por piezas conectadas.
9. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que dichas patillas (53, 56) de extremo de dicho al menos un miembro (50) de retorno están sujetas mecánicamente con dichos miembros (70, 71) de sujeción respectivos mediante inserción por fuerza, o mediante soldadura, o mediante remachado o incluso mediante pegado.
10. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que dicho al menos un miembro (50) de retorno está hecho de material metálico o plástico y está configurado para aplicar una fuerza del orden de aproximadamente 30 N a aproximadamente 100 N sobre dichas guarniciones (16, 17).
11. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que comprende dos de dichos miembros (50) de retorno y cuatro de dichos miembros (70, 71) de sujeción, que están dispuestos a ambos lados de dichas dos guarniciones (16, 17), con preferencia de forma simétrica.
12. Sistema de frenado ferroviario según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que comprende dicho freno (12) de estacionamiento que tiene un cuerpo (18) provisto de un cilindro (19) que presenta una cavidad (20), dicho soporte (21) de guarnición sujeto mecánicamente a dicho cilindro (19) y configurado para portar dichas guarniciones (16, 17) y recibir al menos parcialmente dicho disco (8) y dicho accionador (29) que comprende un pistón (31) de frenado alojado al menos parcialmente en dicha cavidad (20), móvil con respecto a dicho cuerpo (18) y configurado para actuar sobre al menos una de dichas guarniciones (16) a través de dicho soporte (21) de guarnición.
13. Sistema según la reivindicación 12, caracterizado por que dicho soporte (21) de guarnición comprende dos mordazas (42, 43) separadas un espacio (24) previsto para recibir al menos parcialmente dicho disco (8), así como al menos un eje (51) portador de guarniciones configurado para cooperar con dichos miembros (69) de posicionamiento de dichas guarniciones (16, 17) y bloquear estas últimas en dicha posición predeterminada, dicho al menos un eje (51) portador de guarniciones que está situado a distancia de dicho disco (8) cuando este último se recibe en dicho espacio (24) entre dichas mordazas (42, 43).
14. Sistema según la reivindicación 13, caracterizado por que una primera de dichas dos mordazas (42) está montada en dicho cilindro (21), mientras que una segunda de dichas dos mordazas (43) está montada en dicha primera mordaza (42) por medio de al menos una columna (44) que se extiende desde dicha primera mordaza (42) y dicho pistón (31) de frenado actúa directamente sobre dicha guarnición (16) montada en dicha primera mordaza (42) e indirectamente, por movimiento de dicho cuerpo (18) a través de dicha al menos una columna (44) y a través de dicha segunda mordaza (43), sobre la otra de dichas guarniciones (17) montada en esta segunda mordaza (43).
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