ES2968287T3 - Cuerpo de fricción, juego de anillos de fricción para su disposición en el alma de la rueda de una rueda de ferrocarril así como freno de rueda de ferrocarril - Google Patents

Abstract

Para proporcionar un desarrollo de elementos de anillo de fricción para un juego de anillos de fricción para disponer en el alma de una rueda de oruga para formar un freno de rueda de oruga, en el que los elementos de anillo de fricción se pueden producir de forma sencilla y económica y se pueden fabricar Para un juego de anillos de fricción (200) se propone un elemento de anillo de fricción (10) que se puede equipar fácilmente con elementos de unión para su disposición en el alma de rueda (2) de una rueda de vía (1) para un vehículo ferroviario para formar una rueda de vía. freno (100), en donde el elemento de anillo de fricción (10) tiene un anillo de fricción (11) y múltiples elementos de unión (12, 13) diseñados como componentes separados y dispuestos en el anillo de fricción (11), y en donde al menos una parte de los Los elementos de unión (12, 13) están unidos con bloqueo de fuerza al anillo de fricción (11). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Cuerpo de fricción, juego de anillos de fricción para su disposición en el alma de la rueda de una rueda de ferrocarril así como freno de rueda de ferrocarril

La presente invención se refiere a un cuerpo del anillo de fricción para un juego de anillos de fricción y un juego de anillos de fricción de este tipo para su disposición en el alma de la rueda de una rueda de ferrocarril para que un vehículo de ferrocarril forme un freno de la rueda de ferrocarril, y también se refiere a un freno de ferrocarril de este tipo.

Estado de la técnica

El documento EP 1460283 A1 muestra, por ejemplo, un cuerpo de anillo de fricción dispuesto en el alma de la rueda de una rueda de ferrocarril para un vehículo ferroviario para formar un freno de rueda de ferrocarril. Los cuerpos de los anillos de fricción están fabricados de acero fundido y presentan molduras que forman aletas de enfriamiento y con las que los cuerpos de los anillos de fricción se apoyan contra la superficie del alma de la rueda. Las molduras también sirven para alojar tornillos pasantes con el fin de atornillar los cuerpos de los anillos de fricción entre sí pasando los tornillos pasantes a través de orificios en el alma de la rueda. La geometría de los cuerpos de los anillos de fricción aquí mostrados sólo puede fabricarse de forma técnicamente viable mediante un proceso de moldeo primario relativamente complejo.

Otros cuerpos de anillo de fricción para disponer el alma de rueda de una rueda de ferrocarril se muestran en los documentos EP 1298333 B1 y ES 4417813 A1 se muestran. La fabricación mediante fundición de cuerpos de anillos de fricción de este tipo requiere moldes de fundición técnicamente complejos, especialmente si los cuerpos de anillos de fricción tienen molduras con las que se apoyan contra el alma de la rueda de ferrocarril y si los cuerpos de anillos de fricción deben presentar aletas de enfriamiento, por ejemplo, para enfriar los anillos de fricción.

Para ello se ha usado una solución conocida del documento DE 202013 103487 U1 en el que se describe un cuerpo de anillo de fricción para su disposición en el alma de la rueda de una rueda de ferrocarril para un vehículo ferroviario y un freno de rueda de ferrocarril correspondiente. Para ello se propone cortar un cuerpo de anillo de fricción de un material metálico plano y proporcionar cuerpos de conexión separados que puedan insertarse en los orificios del anillo de fricción y, a continuación, unir firmemente a este anillo de fricción mediante una unión de material. La desventaja de esta forma de realización es que los materiales para el anillo de fricción y los cuerpos de conexión deben estar adaptados entre sí de tal manera que se pueda usar un proceso de soldadura (rentable).

Del documento US 4.281.745 A se conoce un disco de freno para un freno de disco, que se fija a un eje o a una rueda de un vehículo ferroviario. El disco de freno presenta un anillo de brida en una circunferencia interior que comprende superficies anulares paralelas. Las superficies están inclinadas cn respecto a un plano central del disco de freno. Estas superficies inclinadas se sujetan entre una superficie inclinada de un cubo y una superficie inclinada de un anillo de retención.

El documento DE 202009 014768 U1 divulga un disco de freno que puede disponerse a ambos lados de una rueda y que se puede fijar frente a la rueda mediante medios de fijación distribuidos alrededor de la circunferencia del disco de freno. Para centrar el disco de freno en la rueda, el disco de freno presenta piezas de deslizamiento distribuidas alrededor de la circunferencia del disco de freno, en donde las piezas de deslizamiento presentan una primera zona cilíndrica que puede introducirse en una abertura de la rueda y una segunda zona que presenta superficies laterales planoparalelas que cooperan con superficies planoparalelas del disco de freno para centrar el disco de freno en la rueda en la dirección radial.

Del documento DE 202009013476 U1 se conoce un disco de freno que puede ensamblarse a partir de una pluralidad de segmentos, en donde el disco de freno que puede ensamblarse a partir de segmentos puede disponerse en un lado o en ambos lados de un soporte, tal como una rueda o un disco de fijación, en donde los segmentos se pueden fijar al soporte mediante al menos un medio de fijación, en donde un segmento presenta un contorno radialmente exterior, un contorno radialmente interior, un contorno anterior visto en el sentido de rotación y un contorno posterior visto en el sentido de rotación. El contorno delantero visto en el sentido de giro y/o el contorno trasero visto en el sentido de giro están inclinados un ángulo con respecto a la alineación radial al menos en una zona parcial de su extensión radial.

El documento US 6,032,769 A divulga un rotor de freno modular con anillos de fricción unidos a un núcleo. El núcleo comprende una sección de tapa con una pared de tapa y un gran número de nervios de soporte espaciados en la dirección circunferencial. Un par de anillos de fricción están fijados a las superficies de montaje interior y exterior de las costillas de soporte. Las nervaduras de soporte se extienden dentro de las escotaduras formadas en las superficies interiores de los anillos de fricción.

Divulgación de la invención

El objetivo de la invención es, por lo tanto, un perfeccionamiento de los cuerpos de anillo de fricción para un juego de anillos de fricción, con el fin de disponerlo en el alma de la rueda de una rueda de ferrocarril para formar un freno de rueda de ferrocarril, que debe ser sencillo y barato de fabricar. En particular, los cuerpos de los anillos de fricción deben poder equiparse con cuerpos de conexión de manera sencilla, por lo que los cuerpos de conexión deben formar, en particular, cuerpos de enfriamiento y/o cuerpos de unión a través de los cuales puedan conectarse los anillos de fricción al alma de la rueda.

Este objetivo se consigue sobre la base de un cuerpo de anillo de fricción según el preámbulo de la reivindicación 1 así como sobre la base de un juego de anillo de fricción según el preámbulo de la reivindicación 8 para la disposición en el alma de la rueda de una rueda de ferrocarril para un vehículo ferroviario con el fin de formar un freno de rueda de ferrocarril y sobre la base de un freno de rueda de ferrocarril según el preámbulo de la reivindicación 11 con los respectivos rasgos caracterizadores. En las reivindicaciones dependientes se presentan perfeccionamientos ventajosos de la invención.

Los cuerpos de conexión formados por separado o al menos algunos de los cuerpos de conexión están conectados por arrastre de fuerza al anillo de fricción, en donde cada uno de los cuerpos de conexión conectados por arrastre de fuerza al anillo de fricción se introducen a presión con un sobredimensionado en una abertura correspondiente del anillo de fricción . Los cuerpos de conexión forman cuerpos de unión mediante los cuales, cuando el cuerpo del anillo de fricción está dispuesto en el alma de la rueda de una rueda de ferrocarril, el anillo de fricción se apoya en el alma de la rueda de la rueda de ferrocarril en la dirección de rotación en relación con el eje de rotación de la rueda de ferrocarril. Los cuerpos de unión están asegurados contra la rotación en relación con el anillo de fricción por medio de un elemento de bloqueo positivo, siendo el elemento de bloqueo positivo un pasador.

Para otros cuerpos de conexión, una unión por arrastre de fuerza adecuada puede ser, entre otras cosas, una unión atornillada entre el cuerpo de conexión y el anillo de fricción. Sin embargo, bajo la carga mecánica de una rueda de ferrocarril y, en particular, de un freno de rueda de ferrocarril, debe preverse un aseguramiento adicional, por ejemplo, calafateado. Esto implica presionar los cuerpos de conexión formados por separado en una abertura correspondiente, que se inserta en la abertura correspondiente con una medida inferior o el cuerpo de conexión con la sección de unión, por ejemplo un vástago, se inserta en la abertura correspondiente con una medida superior. Las posibles formas de realización incluyen martillar el cuerpo de conexión en la abertura y/o presionarlo térmicamente, por lo que el cuerpo de conexión respectivo se encoge preferentemente por medio de superenfriamiento.

El cuerpo de anillo de fricción aquí propuesto comprende un anillo de fricción que puede fabricarse mediante un prcedimiento de fabricación bidimensional. A este respecto, se hace referencia a la doctrina del documento DE 20 2013 103 487 U1. La función de los cuerpos de conexión también se puede configurar de diferentes maneras, por ejemplo formando cuerpos de enfriamiento, cuerpos de uni'n o simplemente para garantizar una distancia determinada entre la superficie del alma de la rueda y el anillo de fricción. También a este respecto se hace referencia al documento DE 202013103487 U1 en su totalidad. Cabe señalar que un cuerpo de unión también puede configurarse como cuerpo de enfriamiento, pero no a la inversa. También hay que señalar que, como piezas en bruto, algunos o la totalidad de los cuerpos de conexión pueden tener un diseño idéntico o diferente, independientemente de su función.

Sin embargo, ahora se propone aquí proporcionar los cuerpos de conexión y el anillo de fricción hechos de diferentes materiales metálicos, por ejemplo aluminio y acero, o incluso sólo diferentes aleaciones. Los cuerpos de conexión y el anillo de fricción se pueden seleccionar de entre materiales incompatibles desde el punto de vista de la tecnología de soldadura, por lo que el grado de libertad en la selección de materiales aumenta considerablemente. Al seleccionar el material del anillo de fricción, se debe prestar atención a las buenas características de desgaste, mientras que los cuerpos de conexión no entran en contacto de fricción con una pastilla de freno y se usan principalmente, por ejemplo, sólo como espaciadores entre el alma de la rueda y el anillo de fricción. La distancia entre el anillo de fricción y el alma de la rueda crea un flujo de aire que garantiza una refrigeración suficiente del anillo de fricción. Por lo tanto, los cuerpos de conexión pueden seleccionarse de un material menos costoso y/o de un material con un coeficiente de dilatación térmica adecuado para la aplicación.

En una forma de realización preferente, algunos de los cuerpos de unión están configurados de tal modo que el anillo de fricción pueda expandirse radialmente con respecto al alma de la rueda como resultado de la entrada del calor de un proceso de frenado y, al mismo tiempo, esté fijo en la dirección de rotación con respecto al alma de la rueda, es decir, la rotación relativa entre el alma de la rueda y el cuerpo del anillo de fricción se evita únicamente por medio de los cuerpos de unión. El cuerpo de unión está configurado de tal manera que no se puede inducir tensión radial en el cuerpo del anillo de fricción. La disposición de los cuerpos de conexión permite que el anillo de fricción se apoye en los diámetros exterior e interior de forma que no se cree tensión radial en el anillo de fricción. De este modo se evita el apantallamiento, es decir, la formación de un disco en el cuerpo de fricción como consecuencia de la aportación térmica durante el proceso de frenado. Esta disposición también evita que el cuerpo de fricción se monte incorrectamente en el alma de la rueda.

En una forma de realización preferente, un cuerpo de unión de este tipo tiene dos paredes de tope mutuamente paralelas, en particular paredes de tope planoparalelas. Las paredes de tope están alineadas en paralelo al radio que parte del eje de rotación de la rueda de ferrocarril cuando el cuerpo del anillo de fricción está dispuesto en el alma de la rueda de una rueda de ferrocarril, es decir, cuando el cuerpo del anillo de fricción está montado en la rueda de ferrocarril. Las paredes de tope paralelas están dispuestas de tal manera que un bloque de corredera correspondiente, que se describe más adelante, se apoya contra las paredes de tope. En una forma de realización preferente, el bloque de corredera está provisto de superficies de tope correspondientes a las paredes de tope. Por ejemplo, las superficies de tope son planas y paralelas a la pared de tope asociada, preferentemente el par respectivo de superficies de tope así como el par asociado de paredes de tope son plano-paralelos. En una forma de realización, un par de paredes de tope forman una ranura en la que se aloja el bloque de corredera. En una forma de realización alternativa, las superficies de tope del bloque de corredera forman una ranura en la que se aloja el cuerpo de unión.

Por medio de las paredes de tope del cuerpo de conexión, se puede transmitir una fuerza en la dirección de rotación de la rueda de ferrocarril desde el cuerpo de conexión al bloque de corredera correspondiente, que a su vez está firmemente unido al alma de la rueda de ferrocarril. Sigue siendo posible el movimiento relativo, por ejemplo como resultado de una dilatación térmica (diferente), paralelo al radio (a partir del eje de rotación) de la rueda de ferrocarril. En una forma de realización, el hueco correspondiente en el cuerpo de unión ya está prefabricado, por ejemplo mediante fresado, y en otra forma de realización sólo se realiza después de que el cuerpo de conexión se haya montado en el cuerpo del anillo.

De acuerdo con la invención, además de asegurar que el cuerpo de unión no se tuerza en el transcurso de su vida útil y posiblemente se atasque con el bloque de corredera, se asegura en relación con el anillo de fricción por medio de un elemento de bloqueo positivo en forma de pasador. Por ejemplo, se taladra un agujero en el cuerpo de unión y en el anillo de fricción paralelo al eje de rotación de la rueda de ferrocarril, en el que se puede insertar el pasador. Este dispositivo de protección antirrotación del cuerpo de unión puede ser instalado antes de fijar el cuerpo de unión al anillo de fricción o después del montaje, por ejemplo, mediante taladrado.

En una forma de realización preferente, todos los cuerpos de conexión o al menos algunos de los cuerpos de unión están configurados como pernos. Un perno de este tipo presenta un vástago y una cabeza, por lo que el vástago está realizado para una inserción forzada en una abertura correspondiente del anillo de fricción. Para una fabricación especialmente rentable, el perno se fabrica como un elemento con simetría rotacional, por ejemplo mediante el procedimiento de fabricación por mecanizado de torneado. La cabeza asume la función propiamente dicha del cuerpo de conexión, por ejemplo, formando un tope axial contra el alma de la rueda. Un cuerpo de conexión en forma de perno de este tipo se fabrica preferentemente con material continuo y, de manera especialmente preferente, con material en barras. Así se minimizan los costes de producción y el excedente de material.

El juego de anillos de fricción propuesto en el presente documento comprende un cuerpo de anillo de fricción como el descrito anteriormente, así como bloques de corredera y elementos de conexión. Los bloques de corredera están dispuestos para la fijación transmisora de par del cuerpo del anillo de fricción en la dirección de rotación con respecto a la rueda de ferrocarril y, preferentemente, permiten un movimiento relativo radial entre la rueda de ferrocarril o el alma de la rueda y el cuerpo del anillo de fricción. Este movimiento relativo radial se produce, por ejemplo, como resultado de la dilatación térmica de los componentes. El cuerpo del anillo de fricción puede montarse por arrastre de fuerza en el alma de la rueda mediante los elementos de unión. Si el juego de anillos de fricción está conectado a un alma de la rueda de una rueda de ferrocarril, los elementos de conexión, al menos los elementos de enfriamiento que fijan una distancia al alma de la rueda para la refrigeración, se sujetan entre el alma de la rueda y el anillo de fricción por medio de los elementos de unión. Los cuerpos de conexión sujetados están dispuestos de tal manera que es posible un movimiento relativo soportado entre el alma de la rueda y el anillo de fricción. Como resultado, el anillo de fricción, al menos con su superficie de fricción, permanece tan plano que el frenado es posible sin interrupción a lo largo de una revolución completa del anillo de fricción, y preferentemente con una fluctuación insignificante de la fuerza de fricción.

En una forma de realización, está previsto un número de bloques de corredera correspondiente al número de cuerpos de unión y, cuando se disponen, es decir, se montan, en el alma de la rueda de una rueda de ferrocarril, se disponen de forma correspondiente entre sí de tal modo que los bloques de corredera se apoyan contra las paredes de tope del cuerpo de conexión correspondiente asignado con holgura. La holgura entre el bloque de corredera y las paredes de tope debe reducirse al mínimo, teniendo en cuenta los procedimientos de fabricación usados y los costes. Al mismo tiempo, sin embargo, debe garantizarse un movimiento relativo radial entre el bloque de corredera y el cuerpo de unión asociado, especialmente cuando el cuerpo de unión y/o el bloque de corredera se calientan como resultado de un proceso de frenado.

En una forma de realización preferente, los bloques de corredera sólo están unidos por arrastre de forma al alma de la rueda y están asegurados axialmente únicamente por medio del cuerpo del anillo de fricción y el alma de la rueda. Un juego de anillos de fricción comprende preferentemente dos cuerpos de anillos de fricción, que pueden montarse por pares y a ambos lados del alma de la rueda. En esta forma de realización, los cuerpos de los anillos de fricción del juego de anillos de fricción son preferentemente idénticos. Además, en esta forma de realización, el bloque de corredera está preferentemente dispuesto de tal manera que se extiende a través del alma de la rueda y se acopla en el extremo con un cuerpo de unión del cuerpo del anillo de fricción respectivo, tal como se ha descrito anteriormente, con las paredes de tope. El bloque de corredera se fija en el hueco del alma de la rueda en sentido radial y de rotación.

El objetivo de la presente invención también se consigue mediante un freno de rueda de ferrocarril con una rueda de ferrocarril, que comprende un cubo de rueda y una llanta de rueda con una superficie de rodadura, en donde un alma de la rueda se extiende entre el cubo de rueda y la llanta de rueda, y en donde se dispone un juego de anillo de fricción según una forma de realización como la descrita anteriormente, que se sujeta a la rueda de ferrocarril por medio de los elementos de unión con el alma de la rueda.

Se pueden prever elementos de unión para unir los cuerpos de los anillos de fricción al alma de la rueda y, si se proporcionan dos pares de cuerpos de anillos de fricción en un alma de la rueda, los elementos de unión pueden estar previstos para tensar los dos cuerpos de anillos de fricción. Para ello, el elemento de unión se realiza preferentemente como un tornillo de tracción con una contratuerca, de tal modo que se pueda aplicar una fuerza de unión definida por un par de apriete. De este modo se garantiza que se aplique una fuerza de unión suficientemente elevada y que, al mismo tiempo, sea posible el movimiento relativo, en particular como resultado de la dilatación térmica radial de uno de los anillos de fricción o de ambos anillos de fricción, dentro del ámbito de las cargas y funciones de la superficie de fricción descritas anteriormente. Esto puede comprobarse de forma rápida y fiable durante el control de calidad o el mantenimiento usando una llave dinamométrica y un etiquetado adecuado del perno tensor.

Ejemplo de realización preferente de la invención

Otras medidas que mejoran la invención se describen con más detalle a continuación junto con la descripción de ejemplos de realización preferentes de la invención con referencia a las figuras. Se muestra:

Fig. 1 en una vista en perspectiva un anillo de fricción,

Fig. 2 en una vista en perspectiva un cuerpo de unión,

Fig. 3 en una vista en perspectiva un cuerpo de enfriamiento,

Fig. 4 en una vista en perspectiva un cuerpo de anillo de fricción como pieza en bruto en el lado del cuerpo de conexión,

Fig. 5 en una vista en perspectiva un cuerpo de anillo de fricción como pieza en bruto en el lado de la superficie de fricción,

Fig. 6 un pasador para asegurar por arrastre de forma un cuerpo de unión,

Fig. 7 en una vista en planta de una sección detallada de un cuerpo de unión, que está fijado con pasadores, dispuesto sobre un anillo de fricción,

Fig. 8 en una vista en sección un cuerpo de anillo de fricción reelaborado,

Fig. 9 en una vista en perspectiva un cuerpo de anillo de fricción acabado por el lado del cuerpo de conexión,

Fig. 10 en una vista en perspectiva un bloque de corredera con superficies de tope,

Fig. 11 en una vista en sección un juego de anillos de fricción con un cuerpo de unión,

Fig. 12 en una vista en sección un juego de anillos de fricción con un elemento de elemento,

Fig. 13 en una vista en perspectiva un freno de rueda de ferrocarril.

La Fig. 1 muestra un anillo de fricción 11 en vista en perspectiva, en la que se puede ver el lado para los cuerpos de conexión (cf. Fig. 2 y Fig. 3), en el que se realizan las aberturas 14 para los cuerpos de conexión (no mostrados aquí). Además, se proporciona una pluralidad de orificios de fijación 9, por medio de los cuales el anillo de fricción 11 puede fijarse a un alma de la rueda (no mostrada aquí) de una rueda de ferrocarril. El anillo de fricción 11 tiene un eje de rotación A. En este ejemplo, las aberturas 14 y los orificios de montaje 9 están dispuestos con simetría rotacional con respecto al eje de rotación A.

La Fig. 2 muestra un ejemplo de un cuerpo de unión 13, que puede ser presionado en las respectivas aberturas 14, de mayor tamaño, tal como se muestra en la Fig. 1 entre los triples perforados radiales. El cuerpo de unión 13 está realizado como un perno y presenta un eje 7 para presionar en una abertura 14 y una cabeza 8 para la función del cuerpo de unión 13. El cuerpo de unión 13 aquí representado se muestra todavía como un componente en bruto, en el que aún no se ha realizado la escotadura (véanse las figuras 7 y 9). En principio, esta pieza en bruto también puede ser usada como cuerpo de enfriamiento (véase la figura 9).

La Fig. 3 muestra un cuerpo de enfriamiento 12 de construcción similar con un eje 7 y una cabeza 8. En este caso, el eje 7 es más pequeño que en el cuerpo de unión 13 de la Fig. 2 y puede introducirse a presión en la abertura 14, más pequeña, tal como se muestra en la Fig. 1.

En la Fig. 4, se muestra un cuerpo de anillo de fricción 10 en vista en perspectiva, con el lado de los cuerpos de conexión 12, 13 del anillo de fricción 11 visto aquí. En este caso, los cuerpos de conexión 12 y 13 se introducen a presión en las respectivas aberturas 14, que ahora quedan ocultas (véase la Fig. 1). Los orificios de fijación 9 permanecen libres. Todavía no se ha practicado la escotadura en el cuerpo de unión 13 (véanse las figuras 7 y 9).

La Fig. 5 muestra el mismo cuerpo de anillo de fricción 10 que en la Fig. 4, aunque aquí se observa la superficie de fricción 15 del anillo de fricción 11. En esta ilustración puede verse que sólo los orificios de fijación 9 son orificios pasantes y las aberturas 14 están realizadas como orificios ciegos en este ejemplo de realización (véase la Fig. 1).

En la Fig. 6 se muestra un pasador simple 17, que puede insertarse para asegurar en arrastre de forma contra la rotación de un cuerpo de conexión (véase la Fig. 7).

La Fig. 7 muestra ahora una vista detallada de un cuerpo de anillo de fricción 10 en vista en planta, en la que se muestra un cuerpo de unión 13 a modo de ejemplo. Se muestran varios cuerpos de enfriamiento 12 y dos orificios de montaje 9 cortados a izquierda y derecha del cuerpo de unión 13. El cuerpo de unión 13 se introduce a presión en una abertura 14 (véase la Fig. 1), que aquí queda oculta, y en el cuerpo de unión 13 se ha practicado una escotadura 18, en este ejemplo tras el citado prensado. En este ejemplo, también se perfora un orificio para un pasador 17 después del proceso de prensado antes mencionado, con el fin de asegurar por arrastre de forma el cuerpo de unión 13 contra la torsión. Las paredes de tope 19 de la escotadura 18 están alineadas paralelas a un radio R (véase la Fig. 9).

La Fig. 8 muestra un corte a través de un cuerpo de anillo de fricción 10, que se mecaniza según los pasos mencionados de la Fig. 1 a la Fig. 7. La forma original, tal y como sigue estando presente en la Fig. 5, se indica mediante las líneas de acabado punteadas 21. El corte mostrado aquí se realiza a través de dos cuerpos de enfriamiento 12, de modo que puedan verse sus eje 7 y cabeza 8, así como las aberturas 14 en las que se presionan los cuerpos de enfriamiento 12. También puede verse el orificio de fijación 9, con un agujero avellanado, en este caso para un hexágono exterior, contiguo por el lado de la superficie de fricción. También se pueden ver en el fondo dos cuerpos de conexión 12 y 13 que, al igual que la superficie de fricción 15, también han sido refrentados y/o rectificados de modo que todos los cuerpos de conexión 12 y 13 son planos en un plano común.

La Fig. 9 muestra una vista en perspectiva de un cuerpo de anillo de fricción 10, que está preparado para su montaje en una rueda de ferrocarril. En este caso, debe prestarse especial atención a los cuerpos de unión 13 con las escotaduras 18 y los correspondientes elementos de bloqueo positivo 17. Las paredes de tope 19 están realizadas paralelas al radio R al eje de rotación A mostrado aquí a modo de ejemplo. También puede verse aquí que no todos los cuerpos de conexión grandes tienen que configurarse como cuerpos de unión 13, sino que también pueden configurarse como cuerpos de enfriamiento 12. Junto con un bloque de corredera (como se muestra en la Fig. 10, por ejemplo), los elementos de unión 13 permiten ahora el movimiento radial con respecto a la rueda de ferrocarril, es decir, a lo largo del radio R. Al mismo tiempo, sin embargo, permiten la transmisión de fuerza o de par en la dirección de rotación U con respecto al eje de rotación A.

La Fig. 10 muestra un bloque de corredera 20 con superficies de tope 23 que pueden reconocerse aquí y que son plano-paralelas con superficies de tope dispuestas en pares que se ocultan aquí. Las superficies de tope 23 están realizadas para que se correspondan con las paredes de tope 19 de la escotadura 18 de un cuerpo de unión 13, como se muestra en la Fig. 9, por ejemplo.

La Fig. 11 muestra un corte a través de un juego de anillos de fricción 200 con una forma de realización emparejada de cuerpos de anillos de fricción 10 a izquierda y derecha de un alma de la rueda 2. Esta vista en sección muestra un bloque de corredera 20 y dos cuerpos de unión correspondientes 13, en los que se reconocen las paredes de tope 19. El bloque de corredera 20 se inserta a través de una escotadura 28 en el alma de la rueda 2. El bloque de corredera 20 se extiende a través de esta escotadura 28, de tal modo que las superficies de tope 23 (véase la Fig. 10) entran en contacto forzado con las paredes de tope 19 de los respectivos cuerpos de unión 13. Entre el anillo de fricción 11 y el alma de la rueda 2 se crea un hendidura de ventilación 26 por medio de los cuerpos de enfriamiento 12, que pueden verse aquí en segundo plano, pero también por medio de los elementos de unión 13. Las superficies de fricción 15, que están configuradas para aplicar una fuerza de fricción por medio de una pastilla de freno (no mostrada), están dirigidas axialmente hacia fuera, es decir, en dirección opuesta al alma de la rueda 2.

La Fig. 12 muestra un corte similar a través de un juego de anillos de fricción 200 como en la Fig. 11, aunque aquí el corte se realiza a través de los orificios de fijación 9, de modo que aquí se puede reconocer un elemento de unión 16 a medio de ejemplo, formado por un perno de tracción 22 y una contratuerca 29. Aquí también se puede observar que la sección transversal del tornillo de tracción 22 es considerablemente menor que la sección transversal de la abertura pasante 30 en el alma de la rueda 2, de tal modo que a través del tornillo de tracción 22 no se realiza ningún posicionamiento radial y, preferentemente, ningún posicionamiento en el sentido de giro. Más bien, la línea central del tomillo de tracción 22 y la línea central de la abertura pasante 30, que no se solapa con ella, indican que el tomillo de tracción 22 no está o no tiene que estar centrado con respecto a la abertura pasante 30. Este corte también muestra los cuerpos de enfriamiento 12, que se introducen a presión en el anillo de fricción 11. Por lo demás se remite también a la descripción de la Fig. 11.

La Fig. 13 muestra un freno de rueda de ferrocarril 100, que comprende una rueda de ferrocarril 1 y dos cuerpos de anillo de fricción 10 de un juego de anillos de fricción 200. Los cuerpos del anillo de fricción 10 comprenden un anillo de fricción 11 y una pluralidad de cuerpos de conexión 12, 13. Aquí sólo puede verse el primer cuerpo del anillo de fricción 10 (lado de la brida). El segundo cuerpo del anillo de fricción 10 (del lado de la banda de rodadura) está oculto por el alma de la rueda 2 en esta ilustración, pero está sujeto por los medios de unión comunes 16 (véase la Fig. 12). La rueda de ferrocarril 1 tiene una llanta 4, que forma una superficie de rodadura 5 y una pestaña de rueda 6, mediante la cual la rueda de ferrocarril 1 está preparada para rodar sobre un carril. El cubo de la rueda 3 en el centro de la rueda de ferrocarril 1 está configurada para conectar la rueda de ferrocarril 1 a un eje (no mostrado). El eje de rotación A de la rueda de ferrocarril 1 está alineado concéntricamente con los cuerpos de los anillos de fricción 10. El cubo de la rueda 3 está unido a la llanta 4 a través de un alma de la rueda 2. Los elementos de unión 16 y los bloques de corredera 20 (ocultos en la presente ilustración, véase la Fig. 11) están encajados en este alma de la rueda 2, y los cuerpos de conexión 12, 13 están apoyados en dirección axial con respecto al eje de rotación A. Los cuerpos de enfriamiento 12 forman un elemento espaciador entre el anillo de fricción 11 y el alma de la rueda 2. Los cuerpos de unión 13 presentan una escotadura paralela al radio R. Esta alineación se asegura contra la rotación relativa mediante un elemento de bloqueo positivo 17 con el anillo de fricción 11. Esto permite que el cuerpo del anillo de fricción 10 se expanda radialmente sin obstáculos como resultado de la aportación térmica, es decir, que realice un movimiento radial con respecto a la rueda de ferrocarril 1.

Además de las formas de realización a modo de ejemplo, las figuras y la descripción asociada también muestran una secuencia preferente de pasos en un procedimiento de fabricación.

Con el freno de rueda de ferrocarril o el cuerpo de anillo de fricción que se muestra aquí, se consigue una fabricación rentable y un alto grado de libertad en la selección de materiales.

Lista de símbolos de referencia

100 Freno de rueda de ferrocarril

200 Juego de anillos de fricción

1 Rueda de ferrocarril

2 Alma de la rueda

3 Cubo de rueda

4 Llanta

5 Superficie de rodadura

6 Pestaña de rueda

7 Eje

8 Cabeza

9 Orificio de fijación en el anillo de fricción

10 Cuerpo del anillo de fricción

11 Anillo de fricción

12 Cuerpo de conexión, cuerpo de enfriamiento

13 Cuerpo de conexión, cuerpo de unión

14 Abertura en el anillo de fricción

15 Superficie de fricción del cuerpo del anillo de fricción

16 Elemento de unión

17 Elemento o pasador de bloqueo positivo

18 Escotadura en el cuerpo de unión

19 Paredes de tope de la escotadura

20 Bloque de corredera

21 Líneas de acabado del cuerpo del anillo de fricción

22 Tornillo de tracción

23 Superficies de tope del bloque de corredera

26 Hendidura de ventilación

28 Escotadura en el alma de la rueda

29 Contratuerca

30 Orificio pasante en el alma de la rueda

A Eje de rotación

R Radio

U Sentido de giro

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Cuerpo de anillo de fricción (10) para un juego de anillos de fricción (200) para su disposición en el alma de la rueda (2) de una rueda de ferrocarril (1) para un vehículo ferroviario para formar un freno de rueda de ferrocarril (100), en donde el cuerpo de anillo de fricción (10) presenta un anillo de fricción (11) y una pluralidad de cuerpos de conexión (12, 13),caracterizadoporque al menos algunos de los cuerpos de conexión (12, 13) están unidos por arrastre de fuerza al anillo de fricción (11), y porque cada uno de los cuerpos de conexión (12,13) se introduce a presión con un sobredimensionado en una abertura (14) correspondiente del anillo de fricción (11), y porque los cuerpos de conexión (13) forman cuerpos de unión mediante los cuales, cuando el cuerpo de anillo de fricción (10) está dispuesto sobre el alma de la rueda (2) de una rueda de ferrocarril (1), el anillo de fricción (11) se apoya sobre el alma de la rueda (2) de la rueda de ferrocarril (1) en la dirección de rotación (U) con respecto al eje de rotación (A) de la rueda de ferrocarril (1), y porque los cuerpos de unión (13) están asegurados contra la rotación con respecto al anillo de fricción (11) por medio de un elemento de bloqueo positivo (17), siendo el elemento de bloqueo positivo (17) un pasador.

2. Cuerpo de anillo de fricción (10) según la reivindicación 1, en el que el anillo de fricción (11) está cortado de un material metálico plano, en donde el anillo de fricción (11) está cortado preferentemente de un material plano de acero o de un material plano de aluminio.

3. Cuerpo de anillo de fricción (10) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que los cuerpos de conexión (12, 13) y el anillo de fricción (11) están hechos de materiales metálicos diferentes uno del otro, en particular formando un emparejamiento de materiales inadecuado para un proceso de soldadura favorable.

4. Cuerpo de anillo de fricción (10) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que los cuerpos de conexión (12) forman cuerpos de enfriamiento, mediante los cuales se puede formar un flujo de aire de enfriamiento entre el anillo de fricción (11) y el alma de la rueda (2) de una rueda de ferrocarril (1) cuando el cuerpo de anillo de fricción (10) está dispuesto sobre el alma de la rueda (2).

5. Cuerpo de anillo de fricción (10) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que los cuerpos de unión (13) presentan una escotadura (18) con dos paredes de tope (19) paralelas entre sí, y las paredes de tope (19), cuando están dispuestas en el alma de la rueda (2) de una rueda de ferrocarril (1), están alineadas paralelas a un radio (R) del eje de rotación (A) de la rueda de ferrocarril (1).

6. Cuerpo de anillo de fricción (10) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que los cuerpos de conexión (12, 13) están configurados como pernos con un vástago (7) y con una cabeza (8), en donde el vástago (7) está unido por arrastre de fuerza al anillo de fricción (11) y la cabeza (8), cuando está dispuesta en el alma de la rueda (2) de una rueda de ferrocarril (1), forma un tope axial contra el alma de la rueda (2) con respecto al eje de rotación (A).

7. Cuerpo de anillo de fricción (10) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que los cuerpos de conexión (12, 13) están hechos de material continuo, y/o en el que los cuerpos de conexión (12, 13) están hechos de acero o de aluminio, y/o en el que el anillo de fricción (11) y/o los cuerpos de conexión (12, 13) están cortados de un material sólido mediante un proceso de corte por rayo láser, un proceso de corte por chorro de agua o un proceso de corte térmico.

8. Juego de anillos de fricción (200) para su disposición en el alma de la rueda (2) de una rueda de ferrocarril (1) para un vehículo ferroviario para formar un freno de rueda de ferrocarril (100), que comprende al menos los siguientes componentes:

- al menos un cuerpo de anillo de fricción (10) según una de las reivindicaciones anteriores;

- bloques de corredera (20) para la fijación transmisora de par del cuerpo del anillo de fricción (10) cuando está dispuesto en el alma de la rueda (2) de una rueda de ferrocarril (1) en la dirección de rotación (U) con relación al eje de rotación (A) de la rueda de ferrocarril (1);

- elementos de unión (16) para la conexión por arrastre de fuerza del cuerpo del anillo de fricción (10) al alma de la rueda (2) de una rueda de ferrocarril (1),

en el que, cuando están dispuestos en el alma de la rueda (2) de una rueda de ferrocarril (1), al menos algunos de los cuerpos de conexión (12, 13) están sujetos entre el anillo de fricción (11) y el alma de la rueda (2) por medio de los elementos de unión (16).

9. Juego de anillos de fricción (200) según la reivindicación 8, en el que están previstos varios cuerpos de unión (13) según la reivindicación 5 y en el que los bloques de corredera (20) forman un número correspondiente a los cuerpos de unión (13) y, cuando están dispuestos en el alma de la rueda (2) de una rueda de ferrocarril (1), están dispuestos de manera correspondiente, y los bloques de corredera (20) se apoyan contra las paredes de tope (19) del cuerpo de conexión (13) sujeto en cada caso con holgura y con respecto al eje de rotación (A) de la rueda de ferrocarril (1) de manera que se puedan desplazar radialmente unos con respecto a otros y fijen el cuerpo de anillo de fricción (10) de manera que transmita un par en la dirección de rotación (U), en donde preferentemente, los bloques de corredera (20) pueden estar dispuestos cada uno de ellos en forma de perno en una escotadura (28) del alma de la rueda (2).

10. Juego de anillos de fricción (200) según una de las reivindicaciones 8 o 9, en donde el juego de anillos de fricción (200) comprende dos cuerpos de anillos de fricción (10) para su disposición por pares a ambos lados del alma de la rueda (2) de una rueda de ferrocarril (1), en donde preferentemente al menos uno de los bloques de corredera (20) está dispuesto para la fijación transmisora de par en la dirección de rotación (U) de ambos cuerpos de anillos de fricción (10) y, cuando está dispuesto en el alma de la rueda (2) de una rueda de ferrocarril (1), se extiende a través de una escotadura (28), en donde de manera particularmente preferente, el al menos un bloque de corredera (20), cuando está dispuesto en el alma de la rueda (2) de una rueda de ferrocarril (1), es axial con respecto al eje de rotación (A) de la rueda de ferrocarril (1) y/o está asegurado contra la rotación alrededor de su extensión axial por medio de los cuerpos de unión (13) asociados.

11. Freno de rueda de ferrocarril (100) con una rueda de ferrocarril (1), que presenta un cubo de rueda (3) y una llanta (4) con una superficie de rodadura (5), en donde un alma de la rueda (2) se extiende entre el cubo de rueda (3) y la llanta (4), y en donde está dispuesto un juego de anillos de fricción (200) según una de las reivindicaciones 8 a 10, que están fijos al alma de la rueda (2) en la rueda de ferrocarril (1) mediante los elementos de unión (16).

12. Freno de rueda de ferrocarril (100) según la reivindicación 11, en el que al menos uno de los elementos de unión (16) comprende un tornillo de tracción (22) y una contratuerca (29).

13. Freno de rueda de ferrocarril (100) según la reivindicación 12, con un juego de anillos de fricción (200) según la reivindicación 10, en donde el al menos un elemento de unión (16) fija ambos cuerpos de anillos de fricción (10) al alma de la rueda (2).

14. Freno de rueda de ferrocarril (100) según las reivindicaciones 12 o 13, en el que el al menos un elemento de unión (16) se extiende a través de una abertura pasante (30) en el alma de la rueda (2), y la abertura pasante (30) presenta una sección transversal mayor que la sección transversal de la sección del elemento de unión (16) dispuesta en la región de la abertura pasante (30).