CILINDRO COMBINADO CON MECANISMO DE TRANSMISIÓN DE FUERZA CON TRANSMISIÓN VARIABLE.

Cilindro combinado (12) que comprende un cilindro del freno de servicio (18) como un freno de servicio activo con al menos un pistón (20) del freno de servicio accionado por un medio de presión,

donde dicho pistón acciona un mecanismo de freno (1) mediante un vástago del pistón (22) del freno de servicio, así como un cilindro de freno con acumulador de muelle (30) como freno de estacionamiento pasivo con un pistón del freno con acumulador de muelle (36), accionado por un medio de presión que actúa en forma opuesta a por lo menos un muelle acumulador (34), donde el pistón del freno con acumulador de muelle (36), en el caso de un frenado de estacionamiento, transmite la fuerza de al menos un muelle acumulador (34) a un vástago del pistón (22) del freno de servicio mediante un dispositivo de transmisión (44) que transmite fuerza, caracterizado porque el dispositivo de transmisión (44) se encuentra diseñado de modo tal que los movimientos del pistón del freno con acumulador de muelle (36) y del vástago del pistón (22) del freno de servicio son coaxiales y, al incrementarse la carrera del pistón del freno con acumulador de muelle (36), es mayor la transmisión de fuerza

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Estado del arte

La presente invención hace referencia a un cilindro combinado que comprende un cilindro del freno de servicio como un freno de servicio activo con al menos un pistón del freno de servicio accionado por un medio de presión, donde dicho pistón acciona un mecanismo de freno mediante un vástago del pistón del freno de servicio, así como un cilindro de freno con acumulador de muelle como freno de estacionamiento pasivo, con un pistón del freno con acumulador de muelle accionado por un medio de presión que actúa en forma opuesta a por lo menos un muelle acumulador, donde el pistón del freno con muelle acumulador, en el caso de un frenado de estacionamiento, transmite la fuerza de al menos un muelle acumulador al un vástago del pistón del freno de servicio mediante un dispositivo de transmisión que transmite fuerza, conforme al preámbulo de la reivindicación 1.

En los vehículos actuales sobre carriles, los espacios disponibles en los bojes es muy estrecho. En particular en los bojes de trenes de alta velocidad deben ser dispuestos sobre un eje hasta cuatro discos de freno. Además, el espacio de montaje para los frenos con frecuencia es muy limitado debido a los equipos motrices o a las barras de acoplamiento de los frenos electromagnéticos sobre los carriles. Estos problemas se presentan en particular cuando los así llamados cilindros combinados, en donde un cilindro de freno de servicio accionado por un medio de presión como freno de servicio y un cilindro de freno con acumulador de muelle como freno de estacionamiento pasivo se encuentran sujetos mediante bridas el uno al otro, son utilizados como frenos de bojes, puesto que los cilindros combinados semejantes requieren relativamente mucho espacio de montaje y una estructura de mayor tamaño que los cilindros de freno de servicio sin cilindro de freno con acumulador de muelle . Como un freno activo se comprende por lo general un freno que es tensado al ser aplicada presión y que se libera ante una disminución de la presión. Éste es en la mayoría de los casos el freno de servicio. En el caso de un freno pasivo, como en el caso de un muelle acumulador para frenos como freno de estacionamiento, la fuerza de frenado, por el contrario, es generada a través del muelle acumulador, donde la aplicación de presión del cilindro de freno con acumulador de muelle desplaza a éste hacia la posición desbloqueada del freno, en contra del efecto del muelle acumulador y, ante una disminución de la presión, lo conduce a una posición tensada a través del efecto del muelle acumulador.

La cantidad requerida de frenos de estacionamiento en el boje depende de la fuerza disponible del cilindro de freno con acumulador de muelle y, con ello, de la fuerza del muelle acumulador. Fuerzas de detención muy elevadas requieren, sin embargo, de acumuladores de muelle dimensionados relativamente de gran tamaño, lo cual se encuentra en contradicción con cilindros combinados del menor tamaño posible. Asimismo, cilindros combinados semejantes, en el caso de vehículos sobre carriles, son instalados generalmente como actuadores de freno en pinzas de freno que presentan una transmisión de la pinza relativamente reducida. Además, se presenta el problema de que debido a la línea característica que describe la dependencia de la fuerza del muelle del muelle acumulador desde la carrera del pistón del freno con muelle acumulador, la fuerza del muelle disminuye al incrementarse la carrera del pistón del freno con acumulador de muelle y, con ello, en un estado tensado, sólo una porción relativamente pequeña de la fuerza del muelle acumulador actúa sobre el disco de freno. Este hecho se visualiza a través de la curva de la figura 6, la cual, entre otras cosas, muestra la dependencia de la fuerza del muelle del muelle acumulador de la carrera del pistón del freno con muelle acumulador.

Un cilindro combinado conforme al género se conoce por la solicitud EP 0553 450 B1. En este cilindro combinado, construido en una pinza de freno de un freno de disco de un vehículo sobre carriles, el cilindro de freno con acumulador de muelle se encuentra dispuesto de forma vertical y, mediante un mecanismo curvo en forma de una pieza en cuña, transmite la fuerza del muelle acumulador al vástago del pistón del freno de servicio que, frente a éste, se encuentra dispuesto de forma horizontal, así como perpendicular. La sección de rodamiento de la pieza en cuña, donde rueda un empujador de presión que se encuentra acoplado al vástago del pistón del freno de servicio, se encuentra diseñada de forma lineal, de manera que la transmisión de fuerza disminuye de forma constante y, debido a la fuerza decreciente del muelle, la fuerza del vástago del pistón del freno de servicio emitida disminuye mediante la carrera del pistón del freno con muelle acumulador. Asimismo, la disposición perpendicular del vástago del pistón del freno de servicio, en relación al cilindro del freno de servicio, implica un espacio de montaje relativamente grande, puesto que el cilindro combinado se extiende en dos direcciones.

Por tanto, es objeto de la presente invención el perfeccionar un cilindro combinado de la clase mencionada en la introducción, de modo tal que éste pueda construirse de forma compacta y que, en caso de un espacio de construcción reducido, se disponga de una fuerza de frenado de detención lo mayor posible.

Este objeto se alcanzará a través de las características de la reivindicación 1.

Descripción de la invención

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De acuerdo a la invención se sugiere diseñar el dispositivo de transmisión de modo tal que los movimientos del pistón del freno con acumulador de muelle y del vástago del pistón del freno de servicio sean coaxiales y, al incrementarse la carrera del pistón del freno con muelle acumulador, la transmisión de fuerza sea mayor. Debido a la primera medida, la extensión vertical del cilindro combinado disminuye, puesto que el cilindro de freno de servicio y el cilindro de freno con acumulador de muelle pueden encontrarse sujetos mediante bridas el uno al otro de forma axial. Esto es favorable, particularmente en tanto que el espacio de construcción vertical es muy limitado en el boje y aún se encuentra presente espacio en la dirección horizontal.

La segunda medida implica un incremento de la fuerza, con una carrera creciente del cilindro de freno con acumulador de muelle, lo cual conduce a una fuerza del freno de estacionamiento favorablemente elevada en la posición final del cilindro de freno con acumulador de muelle y, con ello, en el estado tensado del freno con acumulador de muelle. De este modo, con la carrera del pistón del freno con acumulador de muelle, la fuerza del muelle acumulador decreciente es compensada por la fuerza creciente del dispositivo de transmisión. En el caso de un diseño adecuado del dispositivo de transmisión puede ser realizada una fuerza del muelle acumulador elevada y prácticamente constante en el vástago del pistón de servicio a lo largo de toda la carrera del pistón del freno con acumulador de muelle.

A través de las medidas desarrolladas en las reivindicaciones dependientes son posibles perfeccionamientos ventajosos y mejoras de la invención indicada en las reivindicaciones independientes.

Se considera particularmente preferente proporcionar un anillo de presión que se encuentre fijado de forma resistente a la torsión y que pueda ser accionado de forma coaxial con respecto a un eje central del cilindro combinado, el cual ejerza fuerza axiales sobre el accionamiento de un husillo, donde una pieza del mismo se encuentre fijada de forma resistente a la torsión y la otra pieza del mismo se encuentre montada de modo tal que pueda rotar de forma coaxial con respecto al eje central, donde el movimiento de rotación de la pieza giratoria del accionamiento del husillo, mediante un mecanismo de bloqueo de rotación que puede ser desprendido, pueda ser bloqueado con respecto a la transmisión de fuerza axial entre la pieza fijada de forma resistente a la torsión y la pieza giratoria y pueda ser desbloqueado para anular esta transmisión de fuerza axial. La rosca, de forma preferente, es una rosca no autoblocante, donde el mecanismo de bloqueo de rotación que puede ser desprendido se encuentra contenido en un dispositivo de liberación de emergencia para la liberación de emergencia del freno de estacionamiento. Asimismo, se proporciona una transmisión de fuerza axial entre el accionamiento del husillo y el vástago del pistón del freno de servicio.

Como liberación de emergencia se comprende una... [Seguir leyendo]

1. Cilindro combinado (12) que comprende un cilindro del freno de servicio (18) como un freno de servicio activo con al menos un pistón (20) del freno de servicio accionado por un medio de presión, donde dicho pistón acciona un mecanismo de freno (1) mediante un vástago del pistón (22) del freno de servicio, así como un cilindro de freno con acumulador de muelle (30) como freno de estacionamiento pasivo con un pistón del freno con acumulador de muelle (36), accionado por un medio de presión que actúa en forma opuesta a por lo menos un muelle acumulador (34), donde el pistón del freno con acumulador de muelle (36), en el caso de un frenado de estacionamiento, transmite la fuerza de al menos un muelle acumulador (34) a un vástago del pistón (22) del freno de servicio mediante un dispositivo de transmisión (44) que transmite fuerza, caracterizado porque el dispositivo de transmisión (44) se encuentra diseñado de modo tal que los movimientos del pistón del freno con acumulador de muelle (36) y del vástago del pistón (22) del freno de servicio son coaxiales y, al incrementarse la carrera del pistón del freno con acumulador de muelle (36), es mayor la transmisión de fuerza.

2. Cilindro combinado conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque se proporciona un anillo de presión (50) que se encuentra fijado de forma resistente a la torsión y que puede ser accionado de forma coaxial con respecto a un eje central (32) del cilindro combinado (12), el cual ejerce fuerzas axiales sobre el accionamiento de un husillo (46, 50; 100, 102), donde una pieza (50; 102) del mismo se encuentra fijada de forma resistente a la torsión y la otra pieza (46; 100) del mismo se encuentra montada de modo tal que puede rotar de forma coaxial con respecto al eje central (32), donde el movimiento de rotación de la pieza giratoria (46; 100) del accionamiento del husillo (46, 50; 100, 102), mediante un mecanismo de bloqueo de rotación (74) que puede ser desprendido, puede ser bloqueado con respecto a la transmisión de fuerza axial entre la pieza fijada de forma resistente a la torsión (50, 102) y la pieza giratoria (46; 100) y puede ser desbloqueado para anular esta transmisión de fuerza axial.

3. Cilindro combinado conforme a la reivindicación 2, caracterizado porque la rosca (52) es una rosca no autoblocante.

4. Cilindro combinado conforme a la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque el mecanismo de bloqueo de rotación

(74) que puede ser desprendido se encuentra contenido en un dispositivo de liberación de emergencia (76) para la liberación de emergencia del freno de estacionamiento.

5. Cilindro combinado conforme a una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado por una transmisión de fuerza axial entre el accionamiento del husillo (46, 50; 100, 102) y el vástago del pistón (22) del freno de servicio.

6. Cilindro combinado conforme a una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque en el anillo de presión (50) se proporcionan de modo tal dos dispositivos de transmisión (44) excéntricos en relación al eje central (32), que los momentos de rotación alrededor de un eje se compensan de forma vertical con respecto al eje central (32).

7. Cilindro combinado conforme a una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque el anillo de presión (50) y la pieza fijada de forma resistente a la torsión del accionamiento del husillo (46, 50) se encuentran reunidas y el mecanismo de bloqueo de rotación (74) se encuentra dispuesto entre el anillo de presión (50) y la pieza giratoria (46) del accionamiento del husillo (46, 50).

8. Cilindro combinado conforme a la reivindicación 7, caracterizado porque en el anillo de presión (50) se encuentra conformado al menos un perno pivotante (58) dispuesto de forma perpendicular con respecto al eje central (32) del cilindro combinado (12), en el cual se encuentra montado de forma oscilante al menos una palanca acodada (54) que se encuentra articulada con uno de sus extremos en el pistón del freno con acumulador de muelle (36) y con su otro extremo en una superficie de apoyo fija (56) del cilindro combinado (12) de modo tal, que al ser accionado el pistón del freno con acumulador de muelle (36), en caso de un frenado de emergencia, es provocada una rotación de la palanca acodada (54) sostenida alrededor del perno pivotante (58) y, con ello, es provocado en la misma dirección un accionamiento del anillo de presión (50).

9. Cilindro combinado conforme a la reivindicación 8, caracterizado porque se proporcionan dos palancas acodadas

(54) que se encuentran montadas de forma giratoria en el perno pivotante (58) del anillo de presión (50), extendiéndose hacia el exterior y en forma perpendicular con respecto al eje central (32) del cilindro combinado (12), donde dichas palancas se encuentran dispuestas de forma inversa una con respecto a la otra, en relación a un plano que contiene al eje central (32) del cilindro combinado (12).

10. Cilindro combinado conforme a la reivindicación 9, caracterizado porque un brazo de palanca (60) de la palanca acodada (54) se encuentra unido al pistón del freno con acumulador de muelle (36) mediante una brida de tracción

(64) de articulación doble.

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11. Cilindro combinado conforme a la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque otro brazo de la palanca (62) de la palanca acodada (54) se encuentra sostenido mediante un rodillo de apoyo (66) que puede rodar sobre la superficie de apoyo (56).

12. Cilindro combinado conforme a la reivindicación 11, caracterizado porque los pernos pivotantes (58) del anillo de presión (50), en sus extremos, llevan cuerpos deslizantes (68) que son conducidos, fijados de forma resistente a la torsión, en correderas que se extienden en la dirección del eje central (32) del cilindro combinado (1).

13. Cilindro combinado conforme a la reivindicación 12, caracterizado porque la superficie de apoyo (56) para la palanca acodada (54) se encuentra formada en una pared divisoria (40) entre el cilindro de freno con acumulador de muelle (30) y el cilindro del freno de servicio (18).

14. Cilindro combinado conforme a la reivindicación 13, caracterizado porque la pared divisoria (40) forma una superficie de apoyo para al menos un muelle acumulador (34) del cilindro de freno con acumulador de muelle (30).

15. Cilindro combinado conforme a una de las reivindicaciones 2 a 14, caracterizado porque el mecanismo de bloqueo de rotación (74) contiene un trinquete (80) que se acciona de forma manual y que puede engancharse en un dentando externo (82) de la pieza rotativa (100) del accionamiento del husillo (100, 102), donde dicho trinquete se encuentra montado de forma giratoria en el anillo de presión (50).

16. Cilindro combinado conforme a una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque a través del pistón del freno con acumulador de muelle (36) puede ser accionado al menos un contorno en cuña (86) en forma paralela el eje central (32) del cilindro combinado (12), a lo largo del cual puede ser guiado un brazo de la palanca (88) de al menos una palanca (90) que se encuentra montada de forma giratoria en el cilindro combinado (12), cuyo otro brazo de la palanca (92) se apoya en el anillo de presión (50), donde la conducción de un brazo de la palanca (88) de la palanca (90) a lo largo del contorno en cuña (86) produce un movimiento de rotación de la palanca (90) alrededor de un eje de rotación (94) de la palanca y, con ello, una fuerza axial orientada en el mismo sentido que el movimiento del pistón del freno con acumulador de muelle (36), sobre el anillo de presión (50).

17. Cilindro combinado conforme a la reivindicación 16, caracterizado porque el eje de rotación (94) de la palanca de la palanca (90) se encuentra dispuesto de forma perpendicular con respecto al eje central (32) del cilindro combinado (12).

18. Cilindro combinado conforme a la reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque se proporcionan dos contornos en cuña (86) que rodean al menos parcialmente al anillo de presión (50), observado en la dirección del eje de rotación

(94) de la palanca de la palanca (90), los cuales interactúan con dos palancas simétricas con respecto al eje central

(32) del cilindro combinado (12), las cuales se reúnen en una palanca doble (90).

19. Cilindro combinado conforme a una de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque el anillo de presión (50), mediante un cojinete de presión axial (98), transmite la fuerza axial a una rueda dentada (100) que forma la pieza giratoria del accionamiento del husillo (100, 102), en cuyo dentado (82) puede engancharse un trinquete (80) del mecanismo de bloqueo de rotación (74) que puede ser accionado de forma manual, donde la rueda dentada (100), mediante el roscado (52), se encuentra montada de forma giratoria sobre la pieza fijada de forma resistente a la torsión (102) del accionamiento del husillo (100, 102) que transmite la fuerza axial hacia el vástago del pistón (22) del freno de servicio.

20. Cilindro combinado conforme a una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque se proporciona un mecanismo de corredera que contiene al menos una brida de rodillo (112) articulada en el anillo de presión (50), en donde es guiada al menos una palanca de corredera (108) que por un lado se encuentra articulada en la caja (14) del cilindro combinado (12) y por otro lado en al menos una brida de tracción (110) que se encuentra articulada en el pistón del freno con acumulador de muelle (36).

21. Cilindro combinado conforme a la reivindicación 20, caracterizado porque la brida de rodillo (112), en su extremo que se encuentra apartado del anillo de presión (50), se encuentra provista de un rodillo de apoyo (114) rotativo, el cual puede rodar sobre una superficie de corredera (116) de la palanca de corredera (108).

22. Cilindro combinado conforme a la reivindicación 20 ó 21, caracterizado porque el anillo de presión (50) se encuentra montado de forma no rotativa en la caja (14) del cilindro combinado (1) a través de al menos una guía deslizante (68).

23. Cilindro combinado conforme a una de las reivindicaciones 20 a 22, caracterizado porque se proporcionan dos bridas de rodillo (112) con guías de corredera, dos palancas de corredera (108) conducidas en las guías de corredera, así como dos bridas de tracción (110), las cuales se encuentran dispuestas de forma inversa una con respecto a la otra, en relación a un plano que contiene al eje central (32) del cilindro combinado (12).

24. Cilindro combinado conforme a la reivindicación 23, caracterizado porque el anillo de presión (50) presenta dos pernos pivotantes (58) dispuestos perpendicularmente con respecto al eje central (32), donde cada uno de ellos lleva un soporte para una brida de rodillo (112).

25. Unidad de pinza de freno (1) de un freno de discos de un vehículo sobre carriles, la cual contiene al menos un cilindro combinado (12) conforme a una de las reivindicaciones precedentes.