MXPA00010471A - Zapata de freno que administra la friccion. - Google Patents

Abstract

La presente invencion proporciona una zapata de freno que administra la friccion adaptado para acoplarse a la llanta y el reborde de una rueda de un vehiculo ferroviario via la cual el vehiculo ferroviario es guiada y soportado sobre una via de ferrocarril. La zapata de freno que administra la friccion comprende un revestimiento de freno fijo, el cual tiene una superficie de frenado acoplable con la llanta de la rueda de una rueda de un vehiculo ferroviario. El revestimiento del freno incluye un primer material de composicion de friccion formado con al menos un modificador de friccion positiva alta, solido, y un modificador de la friccion positiva muy alta, solido, el cual establece un nivel de friccion requerido entre la llanta de la rueda y la via de ferrocarril.

Description

e« ZAPATA DE FRENO QUE ADMINISTRA LA FRICCIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona, en general, 5 con el equipo de frenado del tipo de vehículo y, de manera más particular, esta invención se relaciona con una composición del tipo de zapata de freno para utilizarse en un sistema de freno de vehículo del tipo ferroviario, y, de manera aún más específica, la 10 invención se relaciona con el desarrollo de un nuevo tipo de zapata de freno y material de fricción de zapata de freno que cumple con los niveles de frenado requeridos y aplica una película modificadora de la fricción del tipo sustancialmente sólida sobre la rueda y transfiere una 15 porción de esa película al carril creando un nivel de fricción sustancialmente óptimo entre la rueda y el carril .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 20 Muchas locomotoras y vagones de ferrocarril utilizan el frenado de la llanta de la rueda que proporciona el esfuerzo de frenado requerido para forzar a una zapata de freno formada con una composición de material de fricción contra la llanta de la rueda de 25 acero. El acoplamiento de la zapata de freno con la llanta de la rueda produce una fricción que disipa energía de momento en forma de calor para que tal frenado sea efectivo, sin embargo, se requiere la rotación de la rueda. La adhesión debida a la fricción entre la llanta de la rueda y el carril tiende a mantener tal rotación de la rueda cuando la zapata del freno se acopla a la llanta de la rueda durante la operación de frenado. Se ha encontrado que el desgaste excesivo de la rueda y el cambio de la zapata de freno son cíclicamente altos durante la estación invernal. La teoría atribuye esto al menos en parte, al efecto de limpieza más pronunciado que la zapata de freno tiene sobre la rueda como resultado de un contacto de mayor humedad durante el invierno. Esa acción de limpieza la que tiende incrementar la fricción por contacto; o adhesión entre la rueda y el carril, por lo que se crean esfuerzos de contacto mayores en la rueda. Tales esfuerzos de contacto son especialmente altos durante la acción de guía y dirección del montaje de la rueda, particularmente, cuando se encuentra una curvatura en la vía. La combinación del esfuerzo de frenado a través de la fricción y la zapata de freno y la superficie de la llanta de la rueda y la adhesión entre la rueda y el carril se traduce en esfuerzos térmicos y de contacto de la rueda, los cuales con frecuencia dan como resultado daños a la rueda. Se sabe que los esfuerzos técnicos y de contacto altos inician microfracturas en la llanta de la rueda, conduciendo eventualmente a una condición defectuosa conocida como descascarillado. Otro resultado común de los altos niveles de fricción entre la rueda y la parte superior del carril es que la rueda tiende a rozar más fuerte contra el carril en el área del reborde de la rueda y el área de la cara de acoplamiento del carril. Esto ha sido medido típicamente como el ángulo de ataque de la rueda al carril y como la fuerza lateral de la rueda contra el carril, o como la relación de la fuerza lateral a la fuerza vertical de la rueda al carril (relación L/V) . El ángulo de ataque y las fuerzas laterales o la relación L/V prevalecen en todo momento y tienden a hacer mayores los casos de donde se forman esquinas. Reducir los niveles de adhesión al carril reduce el ángulo de ataque y las fuerzas laterales. El efecto de reducir esos niveles de adhesión tiene el beneficio de reducir el roce del tren incrementando por lo tanto la eficiencia del combustible/energía y reduciendo el desgaste de la llanta y el reborde de la rueda, incrementando por lo tanto la vida de la rueda y reduciendo el desgaste del carril contra la cara de acoplamiento, incrementando por lo tanto la vida del carril.

Otro problema relacionado, encontrado por algunos ferrocarriles es el deslizamiento de la rueda, el cual da como resultado puntos planos en la llanta de la rueda. Tales puntos planos tienen un efecto dañino sobre el equipo, carga y comodidad del pasajero debido a la alta vibración y el ruido producidos por esos puntos planos. Los puntos planos debido al deslizamiento de la rueda también conducen a defectos en la rueda conocidos como desconchado. La reparación de tal rueda dañada requiere la remoción de la rueda y el maquinado subsecuente del llanta de la rueda para remover el punto plano o área defectuosa desconchada. Se ha sabido como proporcionar un material modificador de la fricción directamente a la llanta o borde de la rueda de un vehículo ferroviario para afectar el coeficiente de fricción entre ellos. Los ejemplos de tales dispositivos de la técnica anterior pueden encontrarse en las Patentes Estadounidenses Nos. 5,308,516 y 5,173,204, ambas de las cuales se incorporan aquí como referencia. De manera general, para proporcionar una composición lubricante que pueda ser formada en un producto sólido, que pueda ser aplicado directamente al llanta o reborde de la rueda, tal como por un mecanismo de unión el cual coloca el producto lubricante inmediatamente adyacente a la rueda del vehículo ferroviario para aplicaciones periódicas a la llanta y/o rebordes. Sería muy ventajoso que la industria ferroviaria si una sola unidad, una zapata de freno, en particular, no solo proporcionar a la fricción necesaria entre la zapata del freno y la rueda para el frenado satisfactorio sino que también proporcionar modificadores de la fricción deseables para optimizar la interfaz de fricción rueda/carril al mismo tiempo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona una zapata de freno que administra la fricción adaptada para acoplarse a la llanta de una rueda de un vehículo ferroviario vía la cual el vehículo ferroviario es soportada de manea guiada sobre una vía de ferrocarril. La zapata de freno que administra la fricción comprende un revestimiento de freno fijo a una placa de frenado, tal revestimiento de freno tiene una superficie de frenado acoplable con la llanta de la rueda de una rueda de un vehículo ferroviario. El revestimiento el freno incluye un primer material de composición de fricción formado con al menos un modificador de la fricción positiva alta, sólido, iónicamente positivo, sólido, el cual establece un nivel de fricción positiva óptima entre la llanta de la rueda y la vía de ferrocarril OBJETO DE LA INVENCIÓN Por lo tanto, uno de los objetos principales de la presente invención es formular un compuesto que proporcione un frenado satisfactorio y transfiera a la vez de manera simultánea un material que modifique la fricción a la rueda. Otro objeto más de la presente invención es proporcionar una zapata de freno que prolongue la vida de servicio útil de la rueda de ferrocarril. Otro objeto más de la presente invención es proporcionar una zapata de freno que aplique una película modificadora de la fricción, sólida, a la rueda y al carril . Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar una zapata de freno que reduzca el consumo de energía. Otro objeto de la presente invención es proporcionar una zapata de freno que reducirá el desgaste del carril . Otro objeto más de la presente invención es proporcionar una zapata de freno que reducirá el ruido creado en la interfaz carril/rueda reduciendo la oscilación a baja velocidad. Además de los diferentes objetos y ventajas de la presente invención que han sido descritos con algún detalle anteriormente, varios objetos y ventajas adicionales de la presente invención se volverán más fácilmente evidentes a aquellas personas particularmente expertos en la técnica de fricción de la zapata de freno relevante a partir de la siguiente descripción detallada de tal invención, particularmente, cuando tal descripción detallada se tome en conjunto con las Figuras de los dibujos anexos y con las reivindicaciones anexas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista plana de la parte posterior de una zapata de freno que administra la fricción que muestra una modalidad preferida hasta ahora de una placa de frenado de acero para montar la zapata de freno de. la presente invención en un vehículo ferroviario. La Figura 2 es una vista en elevación lateral de la zapata de freno que administra la fricción ilustrada en la Figura 1. La Figura 3 es una vista en corte transversal de la zapata de freno que administra la fricción tomada a través de las líneas III-III en la Figura 1. La Figura 4 es una vista en corte transversal de la zapata de freno que administra la fricción tomada a través de las líneas IV-IV en la Figura 1.

La Figura 5 es una vista en corte transversal de la zapata de freno que administra la fricción tomada a través de las líneas V-V en la Figura 2. La Figura 6, que consiste de las Figuras 6A y 6B muestra gráficamente los resultados de probar una zapata de freno de fricción altamente positiva de la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES DE LA INVENCIÓN PREFERIDAS HASTA AHORA Y VARIAS ALTERNATIVAS Antes de proceder a la descripción más detallada de la presente invención, deberá notarse que tales propósitos de ser claros en la comprensión de la invención, los componentes idénticos con funciones idénticas han sido designados con números de referencia e idénticos a través de las Figuras de los dibujos. Se hace referencia ahora de manera más específica a las Figuras 1, 2 y 3. Ilustradas en ellas se encuentra una zapata de freno la cual está designada de manera general como 10, que comprende una placa de frenado 2 que tiene un puente o traba 4 para fijar la zapata de freno 10 a un cabezal de freno (no mostrado) por medios convencionalmente conocidos, tal como una cuña o traba de zapata de freno (tampoco mostrada) . Fijado a la placa de frenado 2 se encuentra una porta zapata de freno moldeada preferida hasta ahora 6.

Antes de continuar con una discusión de la porta zapata de freno 6, deberá recordarse que un fundamento de las propiedades de fricción es el "coeficiente de fricción" el cual en la relación entre la fuerza tangencial y la fuerza normal que actúan entre cuerpos en contacto relativo. La fricción característica puede ser una fricción estática para superficies en reposo o una fricción dinámica para superficies en movimiento. Cuando la fricción se incrementa con el incremento del por ciento del deslizamiento o el incremento del movimiento lento se caracteriza por tener una fricción positiva, mientras que cuando disminuye con el incremento del por ciento de deslizamiento o incremento del movimiento lento se sabe que tiene una característica de fricción negativa . Aquí posteriormente el término "fricción positiva" significa que el coeficiente de fricción se incrementa con el incremento del por ciento de deslizamiento o el incremento del movimiento lento y un coeficiente de fricción "alto" es mayor de 0.20. La porta zapata de freno 6 es un material de fricción compuesto, moldeado. El material de fricción compuesto incluye uno de un modificador de la fricción, sólido de fricción altamente positiva (HPF) o un modificador de la fricción sólido de fricción muy altamente positiva (WHPF) . Tal modificador de la fricción se incorpora en un material de fricción homogéneo especialmente formulado, de la zapata de freno compuesta 6 para establecer las características de frenado correctas entre la zapata y la rueda y para establecer un nivel de fricción óptimo entre la llanta de la rueda y la parte superior del carril. Tal modificador de fricción es preferiblemente un mineral pulverizado y puede seleccionarse del grupo que consiste de carbonato de calcio, carbonato de magnesio, silicato de magnesio (talco) , bentonita, polvo de carbón, sulfato de bario (baritas) , asbestos, silicato de aluminio, sílice (amorfa, sintética o natural) , polvo de pizarra, tierra diatomea, cuarzo molido, estearato de sílice, estearato de aluminio, óxido de zinc, óxido de hierro (granalla incomparable) , óxido de antimonio, dolomita, carbonato de plomo, sulfato de calcio, disulfuro de molibdeno y fibras de polietileno pulverizadas o combinaciones de los mismos. La llanta de la rueda de tal vehículo ferroviario es acoplada por una zapata de freno 6 la cual incluye tal modificador de la fricción sólido HPF. El vehículo ferroviario como se utiliza aquí pretende incluir locomotoras de pasajeros y carga, vagones de ferrocarril no motorizados, así como ciertos vehículos de mantenimiento de la vía.

Con vehículos ferroviarios que tienen ejes motorizados, tales como las locomotoras para trenes de pasajeros, los vehículos de tránsito autoimpulsados y los vehículos de ferrocarril que tienen ejes no motorizados, que serían esencialmente todos los otros vehículos ferroviarios, tal zapata de freno 6 con HPF trata la llanta de la rueda con el modificador de la fricción positiva alta, sólido, para establecer un nivel de fricción entre aproximadamente 0.3 y aproximadamente 0.40 entre la llanta de la rueda y la parte superior del carril . En una modalidad de la invención preferida hasta ahora tal nivel de fricción se establece ente aproximadamente 0.32 y aproximadamente 0.38. En el caso de las zapatas de freno 6 que están actualmente en uso sin tener tales modificadores de la fricción el nivel de fricción puede variar de manera muy amplia y en una forma no controlada. De acuerdo a la modalidad de la presente invención preferida hasta ahora, la formulación para una zapata de tren que tiene una HPF dentro del intervalo de entre aproximadamente 0.3 y 0.38 se establece en la siguiente Tabla 1. Como se muestra allí, el material que administra la fricción HPF está comprendido de materiales modificadores de la fricción adicionales de acuerdo a los intervalos expuestos aquí. Como se muestra en la Tabla 1, la zapata de freno de fricción de la presente invención que tiene un modificador de la fricción positiva alta, sólido, comprende un primer material en forma de un material de composición de fricción para frenar un vehículo ferroviario y un segundo material formado de un material de composición predeterminada que establece un nivel de fricción predeterminado entre la llanta de la rueda y la vía de ferrocarril. En una modalidad preferida, el material de composición predeterminada está comprendido de entre aproximadamente 5-30% de silicato de magnesio (talco) y entre aproximadamente 5-25% de sulfuro de molibdeno. En una modalidad más preferida hasta ahora del material de fricción altamente positiva, sólido, comprende aproximadamente partes iguales, del orden de aproximadamente el 20% cada una de esos dos materiales. La utilización de una zapata de freno con esta formulación de HPF, se condujeron pruebas en un dinamómetro bajo varias condiciones de operación típicas generalmente encontradas en un tren en operación. Los resultados de esas pruebas se reducen en la Tabla 2 anexa y la gráfica acompañante. Como puede observarse allí, bajo condiciones de prueba estándar, la zapata de freno que administra la fricción que tiene el material HPF como se describe aquí, muestra características de fricción entre la zapata de freno y la llanta de la rueda en el intervalo necesario para zapatas de freno de composición de alta fricción. Las pruebas similares conducidas de acuerdo a la especificación M926-92 de la AAR para una zapata de composición de alta fricción se proporcionan en la Tabla anexa 3 y demuestran que los niveles de frenado cumplen con la especificación. Se condujeron pruebas reales en un tren corriendo en la Black Mesa and Lake Po ell Railroad (Estación Generadora Navajo) . Los resultados de estas pruebas se exponen en la gráfica mostrada como Figuras 6A y 6B, y muestran el nivel de fricción en la parte superior del carril que es controlado en el intervalo de 0.32-0.38 después de aproximadamente dos (2) meses de correr con las zapatas de freno HPF. Al correlacionar los resultados de la Zapata de Freno que Administra la Fricción HPF con las condiciones de operación pasadas del Black Mesa and Lake Po ell Railroad, se comparó el uso de la presente invención en las zapatas de freno de acuerdo al uso de energía del tren, utilizando el parámetro de kilowatt hora por tonelada de hulla transportada. El tren que tiene la zapata de freno de HPF de la presente invención se operó en Abril, 1999. Como sé muestra en la Tabla 4A y la Gráfica correspondiente designada como Tabla 4B, puede observarse que el uso de la zapata de freno que administra la fricción de la presente invención da como resultado una reducción significativa en el uso de energía, y un promedio del 5.7-6.7%. Por lo tanto, los ahorros de la industria ferroviaria en virtud de la fricción más eficiente entre la llanta y el carril que dan como resultado un menor uso de energía, son significativos. Además, tal reducción en el uso de energía tiene un impacto ambiental positivo debido a la disminución de las emisiones. En los ejes motorizados de las locomotoras para trenes de mercancías, es deseable una mayor adhesión par tomar todas las ventajas del esfuerzo de tracción disponible. D este modo, la zapata de freno 6 incluye un modificador de la fricción sólido de fricción positiva muy alta (VHPF) . Tal material VHPF trata la llanta de la rueda con tal modificador de la fricción sólido para establecer un nivel de fricción de entre aproximadamente 0.40 y aproximadamente 0.50 entre la llanta de la rueda y la parte superior del carril. En una modalidad de la invención preferida hasta ahora para utilizarse sobre ejes motorizados de tales locomotoras par trenes de mercancías, tal nivel de fricción es de aproximadamente 0.42 y aproximadamente 0.48. tales modificadores de la fricción VHTP son también preferiblemente minerales pulverizados y también pueden seleccionarse del grupo de los modificadores de la fricción positiva discutidos más arriba. Como se muestra en la Tabla 5, la modalidad preferida de una zapata de freno con la formulación VHPF que administrara la fricción comprende los componentes de acuerdo a los intervalos mínimo y máximo expuestos allí. Aunque, la zapata de freno de fricción tiene un material de fricción positiva muy alta, sólido incluye un segundo material de composición predeterminada que comprende aproximadamente 30-80% de la composición de la zapata de freno homogénea total. De manera preferible el material de composición predeterminada comprende aproximadamente 15-40% de sulfato de bario (baritas) y aproximadamente 15-40% de partículas de hierro fundido. En la modalidad más preferida hasta ahora, el modificador de la fricción positiva muy alta es de entre aproximadamente 35-36% de baritas y de entre aproximadamente 28-29% de partículas de hierro fundido. Como se muestra en la Tabla 5, la composición VHPF también incluye una cantidad mínima de talco, de aproximadamente 1.38%. Esta es típica para la manufactura del material de zapata de freno de ferrocarril convencional, puesto que previenen la unión del caucho de estireno y butadieno después de ser triturado para ser agregado a la configuración de la zapata de butadieno homogénea. También se efectuó una prueba con un dinamómetro con esta formulación, estos resultados se muestran en la Tabla 6 y su gráfica correspondiente. Los niveles de fricción de freno alcanzados están en el intervalo requerido para zapatas de freno de composición de fricción utilizadas en el servicio de locomotoras.

Ahora se hace referencia, de manera más específica, a las Figuras 4 y 5. Ilustradas en ellas se encuentran una vista en corte transversal de una zapata de freno 10 que muestra un portazapata de freno 6 preferido hasta ahora. La zapata de freno que administra la fricción 10 de la presente invención proporciona los beneficios reconocidos en la composición de la zapata de freno así como los beneficios del manejo de la fricción de la rueda al carril en un paquete. Esto significa que la operación del ferrocarril puede implementar el manejo de la fricción sin la adición de ningún nuevo sistema o frenos y continuar el manejo de la fricción de su sistema de carriles sin actividad es de mantenimiento adicionales. En otras palabras, simplemente continuar cambiando las zapatas de freno cuando las zapatas viejas estén usadas. Los beneficios generales del manejo de la fricción son la vida prolongada de la vida, menor consumo de energía, menores niveles de ruido y una vida prolongada del carril. La aplicación del tal modificador de la fricción sólido VHPF a las ruedas sobre los ejes de locomotora motorizados proporciona un mejor esfuerzo de tracción y posiblemente da como resultado la eliminación de sistemas eliminados a bordo. La aplicación de tal modificador de la fricción sólido HPF a todas las ruedas sobre los ejes motorizados de las locomotoras de pasajeros y los ejes motorizados de otros vehículos ferroviarios optimizan la fricción entre la rueda y la parte superior del carril, proporcionando ahorros de energía, disminución del desgaste de la rueda y el carril, reducción en la ocurrencia de deslizamientos de la rueda, reducción del descascarillado y desconchado de la rueda, reducción de las fuerzas laterales o relaciones L/V y reducción de los niveles de ruido. Aunque las modalidades preferidas hasta ahora y las alternativas adicionales de la presente invención hayan sido descritas en detalle anteriormente deberá comprenderse que pueden ser ideadas varias otras adaptaciones y modificaciones de la presente invención por aquellas personas expertas en la técnica relevante de las zapatas de freno sin apartarse del espíritu de la invención o el alcance de las reivindicaciones anexas.

ZAPATA DE FRENO CON FORMULACIÓN DE HPF QUE ADMINISTRA LA FRICCIÓN (COMO PORCIENTO EN PESO) ZAPATA DE FRENO CON FORMULACIÓN DE HPF QUE ADMINISTRA LA FRICCIÓN (COMO PORCIENTO EN PESO) (continuación) ZAPATA DE FRENO CON FORMULACIÓN DE HPF QUE ADMINISTRA LA FRICCIÓN (COMO PORCIENTO EN PESO) (continuación) TABLA 1 TABLA 2 Prueba de Caracterización del Material Resumen de Resultados para RFPC RFP-HPF-1 (D168A) Pruebas de Alto en Húmedo y en Seco Fricción Promedio (µS2) 0 60 30 100 120 140 Velocidad (Kph) TABLA 3 RESULTADOS DE LA PRUEBA DE LA ESPECIFICACIÓN AAR ZAPATAS DE FRENO DE COMPOSICIÓN DE ALTA FRICCIÓN COBRA PRUEBA NO. 138033-038 PULGADAS DISTANCIA PARA DETENERSE - PIES DISTANCIA PARA DETENERSE - PIES CUBICAS DEL FUERZA DE (m) FRENADO LIGERO (m) FRENADO PESADO DESGASTE DE LA RETARDO FUERZA NETA DE LA ZAPATA - 3290 FUERZA NETA DE LA ZAPATA - 6020 FRIC CÓDIGO FECHA ZAPATA (cm3) MÍNIMO- B (kg) LB LB ESTAT.

DE LA DE GRADOS ALTOS GRADO GRADO 80 MPH 60 MPH 40 MPH 20 MPH 80 MPH 60 MPH 40 MPH 20 MPH ZAPATA PRUEBA LIGERO PESADO (128.7 (96.54 (64 (32 (128.7 (96.54 (64 (32 KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) -HPF-1 A468A 11/11/98 0.731 1.699 383 5696 3271 1500 350 4633 2374 933 243 0.000 (12) (28) (174) (222) 1736) (997) (457) (107) (1412) (724) (284) (74) 5883 3134 1445 353 5394 2341 913 238 0.000 (1793) (955) (440) (108) (1644) (714) (278) (73) 3 6352 3304 1458 348 5866 2298 911 231 0.000 (1936) (1007) (444) (106) (1788) (700) (278) (70) TABLA 3 RESULTADOS DE LA PRUEBA DE LA ESPECIFICACIÓN AAR ZAPATAS DE FRENO DE COMPOSICIÓN DE ALTA FRICCIÓN COBRA PRUEBA NO. 138033-038b (continuación) PULGADAS DISTANCIA PARA DETENERSE - PIES DISTANCIA PARA DETENERSE - PIES CUBICAS DEL FUERZA DE (m) FRENADO LIGERO (m) FRENADO PESADO DESGASTE DE LA RETARDO FUERZA NETA DE LA ZAPATA - 3290 FUERZA NETA DE LA ZAPATA - 6020 FRIC.

CÓDIGO FECHA ZAPATA (cm3) MÍNIMO- B (kg) LB LB ,, ESTAT.

DE LA DE GRADOS ALTOS GRADO GRADO 80 MPH 60 MPH 40 MPH 20 MPH 80 MPH 60 MPH 40 MPH 20 MPH ZAPATA PRUEBA LIGERO PESADO (128.7 (96.54 (64 (32 (128.7 (96.54 (64 (32 KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) PROMEDIO 5977 3236 1466 354 5296 2337 919 237 0.362 (1822) (986) (447) (108) (1614( (712) (280) (72) (0.11) -HPF-1 1458B U/11/96 1.140 1.506 492 528 1 6393 3480 1436 347 5010 2357 968 263 0.000 (19) (25) (223) (240) ( 1949) (1061) (438) (106) ( 1527) (718 ) (295) (80) TABLA 3 RESULTADOS DE LA PRUEBA DE LA ESPECIFICACIÓN AAR ZAPATAS DE FRENO DE COMPOSICIÓN DE ALTA FRICCIÓN COBRA PRUEBA NO. 138033-038 (continuación) PULGADAS DISTANCIA PARA DETENERSE - PIES DISTANCIA PARA DETENERSE - PIES CUBICAS DEL FUERZA DE (m) FRENADO LIGERO (m) FRENADO PESADO DESGASTE DE LA RETARDO FUERZA NETA DE LA ZAPATA - 3290 FUERZA NETA DE LA ZAPATA - 6020 FRIC .

CÓDIGO FECHA ZAPATA (cm3) MINIMO-LB (kg) LB LB ESTAT .

DE LA DE GRADOS ALTOS GRADO GRADO 80 MPH 60 MPH 40 MPH 20 MPH 80 MPH 60 MPH 40 MPH 20 MPH ZAPATA PRUEBA LIGERO PESADO (128.7 (96.54 (64 (32 (128.7 (96.54 (64 (32 KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) 2 6568 3247 1366 347 5165 2353 979 263 0.000 (2002) (990) (416) (106) (1574) (717) (298) (80) 3 6656 3411 1436 345 4907 2216 902 235 0.000 (2029) (1040) (438) (105) (1496) (675) (275) (72) PROMEDIO 6539 3379 1420 347 5027 2309 949 254 0.448 TABLA 3 RESULTADOS DE LA PRUEBA DE LA ESPECIFICACIÓN AAR ZAPATAS DE FRENO DE COMPOSICIÓN DE ALTA FRICCIÓN COBRA PRUEBA NO. 138033-038 (continuación) PULGADAS DISTANCIA PARA DETENERSE - PIES DISTANCIA PARA DETENERSE - PIES CUBICAS DEL FUERZA DE (m) FRENADO LIGERO (m) FRENADO PESADO DESGASTE DE LA RETARDO FUERZA NETA DE LA ZAPATA - 3290 FUERZA NETA DE LA ZAPATA - 6020 FRIC.

CÓDIGO FECHA ZAPATA (cm3) MINIMO-LB (kg) LB LB E?TAT .

DE LA DE GRADOS ALTOS GRADO GRADO 80 MPH 60 MPH 40 MPH 20 MPH 80 MPH 60 MPH 40 MPH 20 MPH ZAPATA PRUEBA LIGERO PESADO (128.7 (96.54 (64 (32 (128.7 (96.54 (64 (32 KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) PROM. TOTAL 6258 3308 1444 350 5152 2323 934 245 0.415 (1907) (1008) (440) (107) (1570) (708) (285) (75) (0.13) % DEBAJO DEL LIMITE 22.64% 17.92% 11.40% 16.62% 15.51% 14.28% 9.31% 12.32% LIMITES DE LA ESPECIFICACIÓN AAR TABLA 3 RESULTADOS DE LA PRUEBA DE LA ESPECIFICACIÓN AAR ZAPATAS DE FRENO DE COMPOSICIÓN DE ALTA FRICCIÓN COBRA PRUEBA NO. 138033-038 (continuación) PULGADAS DISTANCIA PARA DETENERSE - PIES DISTANCIA PARA DETENERSE - PIES CUBICAS DEL FUERZA DE (m) FRENADO LIGERO (m) FRENADO PESADO DESGASTE DE LA RETARDO FUERZA NETA DE LA ZAPATA - 3290 FUERZA NETA DE LA ZAPATA - 6020 FRIC .

CÓDIGO FECHA ZAPATA ( cm3) MINIMO-LB ( kg) LB LB ESTAT .

DE LA DE GRADOS ALTOS GRADO GRADO 80 MPH 60 MPH 40 MPH 20 MPH 80 MPH 60 MPH 40 MPH 20 MPH ZAPATA PRUEBA LIGERO PESADO ( 128 . 7 ( 96. 54 ( 64 (32 ( 128 . 7 ( 96. 54 ( 64 ( 32 KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) MÁXIMO 0.60 1.20 (9.8) (19.7) D MEDIO 300 400 8090 4030 1630 420 6110 2710 1030 280 (300) (181 (2466) (1228) (497) (128) (1862) (826) (314) (85) MÍNIMO 6740 3360 1360 350 5090 2255 660 235 (2054) (1024) (415) (107) (1551) (687) (201) (72) TABLA 3 RESULTADOS DE LA PRUEBA DE LA ESPECIFICACIÓN AAR ZAPATAS DE FRENO DE COMPOSICIÓN DE ALTA FRICCIÓN COBRA PRUEBA NO. 138033-038 (continuación) PULGADAS DISTANCIA PARA DETENERSE - PIES DISTANCIA PARA DETENERSE - PIES CUBICAS DEL FUERZA DE (m) FRENADO LIGERO («) FRENADO PESADO DESGASTE DE LA RETARDO FUERZA NETA DE LA ZAPATA - 3290 FUERZA NETA DE LA ZAPATA - 6020 FRIC.

CÓDIGO FECHA MINIMO-LB (kg) LB LB ESTA .

DE LA DE GRADOS ALTOS GRADO GRADO 80 MPH 60 MPH 40 MPH 20 MPH 80 MPH 60 MPH 40 MPH 20 MPH ZAPATA PRUEBA LIGERO PESADO (128.7 (96.54 (64 (32 (128.7 (96.54 (64 (32 KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) KPH) 5390 2690 1090 260 4070 1600 690 190 0. 380 (1643) (820) (332) (79) ( 1241) ( 488 ) (210) ( 58 ) ( 0 .12 ) Uso de la Potencia Black Mesa & Lake Po ell RR KWH por Ton dß Carbón Transportado Prueba de la Zapata HPF Mes K h/Ton Mes Kwh/Ton Mes Kwh/Ton Enero 98 3.5606 Enero 99 3.6780 Feb 98 3.6169 Feb 99 3.9214 Mar 98 3.6835 Mar 99 3.8609 Abril 97 4.4039 Abril 98 3.7616 Abril 99 3.4658 Mayo 97 3.4793 Mayo 98 3.5699 Mayo 99 3.4074 Junio 97 3.5077 Junio 98 3.5643 Junio 99 3.3559 Julio 97 3.5285 Julio 98 3.5427 Julio 99 3.3288 Ago 97 3.6460 Ago 98 3.4871 Ago 99 Sep 97 3.4800 Sep 9E 3.4919 ?ep 99 Oct 97 3.5724 Oct 98 3.6652 Oct 99. Nov 97 3.5548 Nov 98 3.6801 Nov 99 Dic 97 3.7383 Dic 98 3.9005 Dic 99 Prom.1997 3.5634 Prom.1997 3.6289 Prom.1997 3.5740 HPF Prom 3.3895 Max 1997 3.7383 Max 1997 3.9005 Max 1997 3.9214 HPF Max 3.465E Min 1997 3.4793 Min 1997 3.4871 Min 1997 3.3288 HPF Min 3.3288 Antes del HPF Con HPF Mes Kwh/Ton Mes Kwh/Ton % de Reducción Abril 98 3.7818 Abril 98 3.4658 8.4% Prom Mayo 97/98 3.5246 Prom Mayo 97/98 3.4074 3.3% Prom Junio 97/98 3.5360 Prom Junio 97/98 3.3559 5.1% Prom Julio 97/98 3.5356 Prom Julio 97/98 3.3268 5.8% Prom Abril-Julio 3.5945 Prom Abril-Julio 3.3895 5.97% Mayo 97-MAR 99 3.6310 Abril-Julio 99 3.3895 6.7% TABLA 4A uso de la Potencia BM&LP RR Zapatas Estándar Zapatas HPF 99.09.28 Gráfica Utilizando la Energía de Uso de Potenc ZAPATA DE FRENO CON FORMULACIÓN DE HPF QUE ADMINISTRA LA FRICCIÓN (COMO PORCIENTO EN PESO) ZAPATA DE FRENO CON FORMULACIÓN DE HPF QUE ADMINISTRA LA FRICCIÓN (COMO PORCIENTO EN PESO) (continuación) TABLA 5 TABLA 6 Prueba de Caracterización del Material Resumen de Resultados para RFPC RFP-HPF-1 (D168A) Prueba de Alto en Húmedo y en Seco Fricción Promedio (µS2) 40 6 0 80 100 120 1 0 Velocidad (Kph) Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a al práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos a que la misma se refiere.

Claims (1)

1. 3 REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones . 1. Una zapata de freno que administra la fricción adaptada para acoplarse a la llanta de una rueda de un vehiculo ferroviario via la cual un vehiculo ferroviario es soportada y ser guiado sobre una via, ferrocarril, la zapata de freno que administra la fricción, se caracteriza porque comprende un revestimiento de freno que tiene una superficie de frenado acoplable con la llanta de rueda de tal rueda del vehiculo ferroviario, el revestimiento del freno formado de un material de composición predeterminada, el material de composición predeterminada incluye al menos uno de un modificador de la fricción positiva alta sólido, y un modificador de la fricción positiva muy alta, sólido que establece un nivel de fricción predeterminado entre el llanta de la rueda y la via de ferrocarril para detener el vehiculo ferroviario. 2. La zapata de freno que administra la fricción, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el primer material de composición de fricción se forma con un modificador de la fricción positiva alta sólida, y se acopla a la llanta de la rueda de los ejes motorizados de vehículos de tránsito ferroviarios y los ejes no motorizados de otros vehículos ferroviarios para establecer el nivel de fricción predeterminado entre la llanta de la rueda y la via de ferrocarril . 3. La zapata de freno que administra la fricción, de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque el nivel de fricción predeterminado es de entre aproximadamente 0.30 y aproximadamente 0.40. 4. La zapata de freno que administra la fricción, de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque el nivel de fricción predeterminado es de entre aproximadamente 0.32 y aproximadamente 0.38. 5. La zapata de freno que administra la fricción, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el material de composición predeterminada se forma con un modificador de la fricción positiva muy alta, sólido, y acopla las llantas de rueda sobre los ejes motorizados de locomotoras para trenes de mercancías para establecer el nivel de fricción predeterminado entre la llanta de la rueda y la via del ferrocarril. 6. La zapata de freno que administra la fricción, de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque el nivel de fricción predeterminada es de aproximadamente 0.40 y aproximadamente 0.50. 7. La zapata de freno que administra la fricción, de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque el nivel de fricción predeterminada es de aproximadamente 0.42 y aproximadamente 0.48. 8. La zapata de freno que administra la fricción, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque al menos uno del modificador de la fricción positiva alta y el modificador de la fricción positiva muy alta se seleccionan de un grupo que consiste de carbonato de calcio, carbonato de magnesio, silicato de magnesio bentonita, polvo de carbón, sulfato de bario, asbestos, silicato de aluminio, silice amorfa, silice sintética, silice natural, polvo de pizarra, tierra diatomea, cuarzo molido, estearato de zinc, estearato de aluminio, óxido de zinc, óxido de hierro, óxido de antimonio, dolomita, carbonato de plomo, sulfato de calcio, disulfuro de molibdeno y fibras de polietileno pulverizado y varias combinaciones de los mismos. 9. La zapata de freno que administra la fricción, de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque los componentes del material de composición predeterminada son moldeados homogéneamente. 10. La zapata de freno que administra la fricción adaptada para acoplarse a la llanta de una rueda de un vehiculo ferroviario, via la cual tal vehiculo ferroviario es soportada y guiado sobre una via de ferrocarril, la zapata de freno que administra la fricción tiene una superficie de frenado acoplable con la llanta de la rueda del vehiculo ferroviario, la superficie de frenado se caracteriza porque comprende: un primer material en forma de un material de composición de fricción para frenar un vehiculo ferroviario; y un segundo material formado de un material de composición predeterminada, el material de composición predeterminada incluye al menos uno de un modificador de la fricción positiva alta, sólido, y un modificador de la fricción positiva muy alta, sólido, el cual establece un nivel de fricción predeterminado entre la llanta de la rueda y la via de ferrocarril para detener el vehiculo ferroviario sin afectar de manera adversa el coeficiente de fricción entre la zapata de freno y la llanta de la rueda . 11. Una zapata de freno que administra la fricción adaptada para acoplarse a la llanta de una rueda de un vehiculo ferroviario via la cual el vehiculo ferroviario es guiada y soportado sobre una via de ferrocarril, la zapata de freno que administra la fricción, se caracteriza porque comprende una composición homogénea de un primer material de fricción para frenar un vehículo ferroviario y un segundo material predeterminado que establece un material predeterminado que establece un nivel de fricción predeterminado entre el llanta de la rueda y la vía de ferrocarril. 12. La zapata de freno que administra la fricción de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque el segundo material predeterminado incluye uno de un modificador de la fricción positiva alta, sólido y un modificador de la fricción positiva muy alta, sólido, que establece el nivel de fricción predeterminado entre la llanta de la rueda y la vía de ferrocarril para detener el vehículo ferroviario sin afectar de manera adversa el coeficiente de fricción entre la zapata de freno y la llanta de la rueda. 13. La zapata de freno que administra la fricción de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque el segundo material predeterminado comprende un modificador de la fricción positiva alta, sólido, de modo que el primer material de fricción comprende aproximadamente 45-90% de la composición homogénea y un segundo material predeterminado comprende aproximadamente 10-55% de la composición homogénea. 14. La zapata de freno que administra la fricción de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque la composición homogénea comprende además entre aproximadamente 5-30% de silicato de magnesio y entre aproximadamente 5-25% de disulfuro de molibdeno. 15. La zapata de freno que administra la fricción de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque la composición homogénea comprende aproximadamente 60-80% del primer material de fricción y aproximadamente 20-40% del segundo material predeterminado . 16. La zapata de freno que administra la fricción de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque el segundo material predeterminado está comprendido de un material de fricción positiva alta, sólido, que incluye aproximadamente partes iguales de silicato magnesio y disulfuro de molibdeno. 17. La zapata de freno que administra la fricción de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque el nivel de fricción predeterminado es de entre aproximadamente 0.30 y aproximadamente 0.40. 18. La zapata de freno que administra la fricción de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque el nivel de fricción predeterminado es de entre aproximadamente 0.32 y aproximadamente 0.38. 19. La zapata de freno que administra la fricción de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque el segundo material predeterminado comprende un modificador de la fricción positiva muy alta, sólido, de modo que el primer material de fricción comprende aproximadamente 20-70% de la composición homogénea y el segundo material predeterminado comprende aproximadamente 30-80% de la composición homogénea. 20. La zapata de freno que administra la fricción de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada porque la composición homogénea comprende además de aproximadamente 15-40% de sulfato de bario (baritas) y entre aproximadamente 14-40% de partículas de hierro fundido. 21. La zapata de freno que administra la fricción de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque la composición homogénea comprende aproximadamente 35-37% del primer material de fricción y aproximadamente 63-65% del segundo material predeterminado . 22. La zapata de freno que administra la fricción de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque el segundo material predeterminado está comprendido de un material de fricción positiva muy alta, sólido, que incluye aproximadamente 35-36% de baritas y aproximadamente 28-29% de partículas de hierro fundido. 23. La zapata de freno que administra la fricción de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque el nivel de fricción predeterminado es de entre aproximadamente 0.40 y aproximadamente 0.50. .de freno que administra l 24 La zapata reivindicación 23, fricción de conformidad con la caracterizada porque el nivel de fricción predeterminad damente 0.42 y aproximadamente 0.48 es de entre aproxima