Tubo flexible de caucho para sistemas de frenado de aire a presión,

del tipo que comprende:

(a) una subcapa (2) de caucho sintético,

(b) una capa (3, 4, 5, 6) de refuerzo de material textil dispuesta por encima de dicha subcapa (2), y

(c) una capa (8) de material resistente al fuego, caracterizado porque

(d) dicha capa de refuerzo de material textil se realiza a partir de materiales (3 a 6) textiles de refuerzo superpuestos unos sobre otros e impregnados de caucho,

(e) una capa (7) de caucho sintético que cubre dicha capa de refuerzo de material textil,

(f) dicha capa de material resistente al fuego está constituida por una capa (8) de material textil de fibras a base de sílice dispuesta por encima de dicha capa (7) de caucho,

(g) se proporciona una capa (9) de caucho sintético externa que cubre dicha capa (8) de material textil de fibras

Tubo resistente al fuego para sistemas de frenado.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un tubo resistente al fuego para sistemas de frenado.

El campo de la invención es el de los conductos, que generalmente comprenden mangueras flexibles de caucho, que se usan para llevar aire a presión a sistemas de frenado de vehículos a motor, vehículos ferroviarios (tales como locomotoras y coches ferroviarios) y similares.

En un campo de aplicación de este tipo, es necesario proporcionar al sistema de frenado la eficacia y las propiedades de seguridad requeridas para resistir determinados acontecimientos.

Los tubos o tuberías de caucho anteriores, usados para llevar aire a presión a los sistemas de frenado mencionados anteriormente, no se han considerado adecuados para resistir las altas temperaturas que, como ocurre a menudo en un estado de llama libre, también pueden tener valores de 700-800ºC.

En caso de incendio, además, el tubo debe resistir, durante un tiempo lo más prolongado posible, las temperaturas mencionadas, mientras se conserva su función de transporte neumático.

Además, en el campo ferroviario, también los materiales para realizar los conductos de caucho mencionados deben cumplir una pluralidad de normas específicas, relacionadas con la liberación de combustión tóxica o gases de combustión.

La manguera de freno dada a conocer en el documento US2002/0017332A1 comprende capas de fibras de refuerzo realizadas a partir de poli(2,6-naftalato de etileno). La publicación US-A-4509559 se refiere a barreras frente al fuego formadas por al menos tres materiales retardadores de la llama.

Sumario de la invención

Por consiguiente, el objeto principal de la presente invención es proporcionar una construcción de manguera o tubo novedosa, para su uso en sistemas de frenado, que tenga una resistencia muy alta frente a un estado de llama libre.

Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un tubo de sistema de frenado de este tipo que esté adaptado para resistir, durante un tiempo lo más prolongado posible, una temperatura de 700-800ºC.

Un objeto adicional de la invención es proporcionar un tubo de este tipo que, además de las propiedades de resistencia al fuego mencionadas anteriormente también esté adaptado para reducir la opacidad y toxicidad de las emisiones de gases de combustión.

Según un aspecto de la presente invención, los objetos mencionados anteriormente, así como otros objetos más, que serán más evidentes a continuación en el presente documento, se logran mediante un tubo para sistemas de frenado según la reivindicación 1.

Las realizaciones preferidas del tubo inventivo se definen en las reivindicaciones restantes.

Con respecto a los tubos de sistemas de frenado anteriores, el tubo inventivo proporciona la ventaja de que puede resistir una temperatura de hasta un valor de llama libre, es decir una temperatura del orden de 700-800ºC, durante un tiempo de al menos 15 minutos, mientras se conservan las propiedades funcionales, tales como una resistencia a la presión de hasta 5 atm, que se requieren en una aplicación en el campo ferroviario.

Breve descripción de los dibujos

Los objetos, ventajas y características mencionados y otros de la invención serán más evidentes a continuación en el presente documento a partir de la siguiente descripción detallada de una realización preferida, aunque no exclusiva, del tubo según la invención que se ilustra, a modo de ejemplo no limitativo, en las figuras de los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 muestra, en una forma parcialmente en corte, una primera realización del tubo según la invención;

la figura 2 es una vista en corte adicional que muestra una realización modificada del tubo o manguera que se muestra en la figura 1;

las figuras de 3 a 6 muestran las propiedades de sellado frente al aire a presión del tubo, con respecto al tiempo y la temperatura;

la figura 7 muestra la variación de la llama y la temperatura interna del tubo en pruebas según las figuras de 3 a 6, a los valores de temperatura de llama más altos.

Descripción de las realizaciones preferidas

El tubo mostrado en la figura 1, y que se ha indicado en general con el número 1 de referencia, se ha diseñado para su uso en sistemas de frenado neumático en general y, más específicamente, sistemas de frenado de locomotoras y coches ferroviarios.

Más específicamente, dicho tubo 1 comprende un sustrato 2 de tubo, que comprende una capa lisa de caucho sintético.

Dicho sustrato 2 se cubre mediante una pluralidad de elementos 3, 4, 5, 6 de material textil de refuerzo de alta resistencia que se superponen unos sobres otros y se impregnan de caucho mediante el mismo material que forma dicho sustrato 2.

En la parte superior de los elementos de material textil de refuerzo se dispone una capa 7 de caucho sintético, realizada a partir del mismo material que el del sustrato 2.

La capa 7 de caucho se cubre entonces mediante una capa 8 de material resistente al calor, que preferiblemente se realiza a partir de un compuesto a base de silicio, por ejemplo un material de fibra de vidrio, un material de fibra de silicio, un material de fibra de cerámica o un material de fibra mixto. Entonces, se cubre el conjunto mediante una capa 9 de caucho sintético adicional, que tiene la misma composición que las capas 2 y 7 subyacentes.

Ventajosamente, según la invención, las capas 2, 7 y 9 mencionadas anteriormente del tubo 1 se realizan a partir de compuestos sintéticos elastoméricos resistentes al fuego, según las normas NF F16-101 y DIN 5510-2 de la clase 3 de AFNOR.

En la realización modificada mostrada en la figura 2, el tubo 1 comprende, además del sustrato 2, los elementos 3 a 6 de material textil de refuerzo, la capa 7 de caucho y la capa 8 de material resistente al calor, una capa 10 de caucho sintético adicional y una capa 11 de material resistente al calor adicional.

También en este caso, la construcción del tubo 1 se cubre mediante una capa 9 externa realizada a partir de un material de caucho sintético.

Dicha capa 11 adicional, que es exclusiva de esta realización del tubo 1, puede realizarse a partir del mismo material que forma la capa 8 subyacente, o de un material diferente.

Para someter a prueba las propiedades de resistencia al fuego del tubo del sistema de frenado según la invención, específicamente diseñada para aplicaciones en el campo ferroviario, se han llevado a cabo las siguientes pruebas.

Pruebas de resistencia al fuego en cinco tubos de sistemas de frenado reforzados con un material textil resistente al fuego

Estas pruebas se realizaron para evaluar el rendimiento frente al fuego de cinco tubos de aire a presión de un sistema de frenado de un coche ferroviario con la siguiente construcción (desde el interior hasta el exterior del mismo):

• un sustrato 2 realizado a partir de un material de caucho sintético liso,

• cuatro elementos 3 a 6 de material textil de refuerzo, superpuestos unos sobre otros e impregnados de caucho,

• un recubrimiento 7 de caucho sintético,

• una capa 8 de material textil de fibras resistente a la temperatura,

• una capa 10 de caucho superpuesta a o que cubre dicha capa 8,

• una capa 11 adicional realizada a partir de un material textil de fibras resistente a la temperatura, y

• una capa 9 externa realizada a partir de un material de caucho resistente a la abrasión.

Los tubos del sistema de frenado sometidos a prueba, que se prepararon por encargo para someterlos a prueba eran nuevos, es decir no estaban usados.

Para realizar una comparación con otros tubos de sistemas de frenado, se seleccionaron las mismas posiciones de los quemadores y tubos del sistema de frenado.

En las pruebas, se sujetó cada tubo del sistema de frenado a una altura de 18 cm por encima de una esquina superior del quemador, es decir a 34 cm por encima del suelo del espacio de la prueba.

Entonces se prendió fuego al tubo en el centro del mismo mediante un quemador en triángulo, según la norma EN 13813, y se midieron las variaciones de temperatura en momentos dados mediante elementos térmicos con NiCrNi y un sistema de medición suministrado por National Instruments, y se registraron electrónicamente.

Se llevaron...

1. Tubo flexible de caucho para sistemas de frenado de aire a presión, del tipo que comprende: