Dispositivo para la detección de un máximo admisible en el estado desgaste de pastillas de freno en frenos de fricción de un vehículo sobre raíles.

Dispositivo (1) para la detección de un máximo admisible en el estado desgaste de pastillas de freno (2) en frenos de fricción de por lo menos un bogie de un vehículo sobre raíles,

con por lo menos un sensor de desgaste que contiene un bucle de hilo de contacto (6) integrado en una pastilla de freno (2), en el cual al alcanzar el nivel máximo de desgaste admitido para la pastilla de freno (2) se pone al descubierto por lo menos una parte del bucle de hilo de contacto eléctrico (6), interrumpiendo así el contacto eléctrico con el componente de fricción (4); donde la modificación del estado eléctrico del bucle de hilo de contacto (6) provocada por ello puede ser valorada por una unidad de evaluación (8); donde un circuito eléctrico (10) asignado al bucle de hilo de contacto (6) y un circuito eléctrico (12) asignado a la unidad de evaluación (8) están separados galvánicamente, pero acoplados de forma magnética, caracterizado porque el circuito eléctrico (12) asignado a la unidad de evaluación (8) está unido con conducción eléctrica a una bobina (14) del lado primario de un transformador (16) y el circuito eléctrico (10) asignado al bucle de hilo de contacto (6) está unido con conducción eléctrica a una bobina (18) del lado secundario del transformador (16) y porque por lo menos una resistencia (20, 22) está unida en serie del lado secundario con el bucle de hilo de contacto (6); y porque varias pastillas de freno (2) están provistas de bucles de contacto (6) y para una detección del estado de desgaste de las múltiples pastillas de freno (2) las resistencias (20, 22) adjudicadas a los respectivos bucles de contacto (6) presentan diferentes niveles de resistencia; donde la unidad de evaluación (8) está diseñada de manera tal que ésta adjudique a una determinada pastilla de freno (2) la modificación del estado eléctrico resultante de una separación de un bucle de hilo de contacto (6), por medio del valor de resistencia de la respectiva resistencia (20, 22) del lado secundario y porque para los frenos de fricción de por lo menos uno de los bogies del vehículo sobre raíles, está prevista una unidad de valoración propia, la cual controla el estado de desgaste de las pastillas de freno (2) de los frenos de fricción.

Dispositivo para la detección de un máximo admisible en el estado desgaste de pastillas de freno en frenos de fricción de un vehículo sobre raíles Estado actual de la técnica La presente invención hace referencia a un dispositivo para la detección de un máximo admisible en el estado de desgaste de pastillas de freno en frenos de fricción de un vehículo sobre raíles, acorde al concepto general de la reivindicación 1.

Un dispositivo de ese tipo sirve para detectar el límite de desgaste de la pastilla cuando se está llegando a éste y comunicarlo por medio de un dispositivo adecuado de evaluación y comunicación. Con ello se le ofrece al personal de mantenimiento la posibilidad de cambiar las pastillas de freno desgastadas por otras nuevas. Al hacerlo, también se puede controlar el estado de las pastillas de freno del vehículo sobre raíles que todavía no han alcanzado el límite de desgaste, así como también averiguar el nivel de desgaste de los discos de freno o de los componentes de fricción de las pastillas de freno. Una ventaja fundamental de un dispositivo de este tipo es que, en el marco del mantenimiento del vehículo, los controles del desgaste de la pastilla de freno, que de otra manera serían necesarios de forma cíclica, se pueden eliminar del plan de mantenimiento y reemplazar por un mantenimiento orientado a la necesidad.

La utilidad de una señal de desgaste de la pastilla al alcanzar el límite de desgaste se explica por medio del siguiente ejemplo. Si un explotador de una red ferroviaria utiliza aproximadamente 100 vehículos sobre raíles, con 16 pastillas de freno por vehículo y una duración del control de 1 minuto por pastilla, en un intervalo de control de 14 días y una vida útil de 30 años, el gasto de tiempo en control es de un total de 20800 horas.

Por la solicitud DE 100 29 238 A1 se sabe que para detectar el estado de desgaste de los frenos, sobre todo del desgaste máximo admitido de las pastillas de los frenos de disco, es necesario contar con un sensor de desgaste conductor de electricidad que esté integrado en la pastilla de freno. En caso de producirse un nivel de desgaste de la pastilla de freno definido como crítico, el sensor de desgaste queda al descubierto, donde, de acuerdo con la forma de realización constructiva, un punto de contacto conductor de electricidad toca el disco de freno, con lo cual se genera un cortocircuito eléctrico o se corta un bucle de hilo de contacto eléctrico. La respectiva modificación del estado eléctrico puede comunicarse al conductor del vehículo o al personal de mantenimiento mediante una unidad de evaluación e indicación adecuada.

En un vehículo sobre raíles eléctrico el suministro de tensión se realiza desde la tensión del hilo de contacto, por lo general, a través de un pantógrafo. Para la toma de tierra del circuito eléctrico requerida se recurre al raíl. La unión con el raíl se establece a través del bogie y de contactos de toma de tierra. El disco de freno conductor de electricidad está ligado a este potencial, que está perturbado en gran medida por las operaciones de mando provocadas, sobre todo, por el control de accionamientos. Justamente debido a estas perturbaciones, todo el sistema eléctrico de los vehículos sobre raíles se encuentra ubicado sobre un potencial propio no perturbado. Es por ello que se debe evitar una unión del potencial de toma a tierra perturbado con el potencial de la caja del vagón no perturbado de la electrónica del vehículo.

En un dispositivo de aviso de desgaste como el descrito anteriormente, al cortarse el bucle de hilo de contacto eléctrico, en caso de alcanzarse el nivel máximo admitido de desgaste, igualmente se produce un contacto eléctrico entre el bucle de hilo de contacto y el disco de freno, de manera que el bucle de hilo de contacto, y con ello también el potencial de la electrónica de evaluación, se unen de forma indeseada con el potencial de toma de tierra.

La solicitud de clase genérica DE 103 01 734 A1 propone para la solución del problema separar galvánicamente un circuito de corriente asignado al bucle de hilo de contacto y un circuito de corriente asignado a la unidad de evaluación, pero acoplándolos de forma magnética, por ejemplo mediante un transformador. Sin embargo, en el caso de existir una gran cantidad de pastillas de freno, como en un vehículo sobre raíles, es de especial importancia descubrir qué pastilla de freno ha alcanzado el límite de desgaste, para evitar un control costoso de todas las pastillas de freno.

De acuerdo con la solicitud JP 10 009310 A, en un automóvil se prevé para cada freno de rueda un dispositivo de detección con un bucle de hilo de contacto, donde el bucle de hilo no pasa por dentro de la pastilla de freno, sino que se encuentra en un cuerpo separado de ésta. Además, en cada bucle de hilo de contacto, que está unido a tierra contra el chasis del vehículo, se encuentra ubicada una resistencia, donde para cada bucle de hilo de contacto está previsto un valor de resistencia diferente, para que por medio de la señal eléctrica diferente se pueda determinar a qué freno adjudicar cada bucle de contacto separado por el desgaste de los componentes de fricción. Pero para un vehículo sobre raíles con una gran cantidad de frenos de fricción este procedimiento es muy costoso.

El objeto de la presente invención consiste en perfeccionar un dispositivo para la detección de un máximo admisible en el estado desgaste de pastillas de freno en frenos de fricción de un vehículo sobre raíles, de manera que se pueda comprobar de forma simple cual o cuáles pastilla/s de freno alcanzaron el límite de desgaste.

El objeto se logra a través de las características de la reivindicación 1.

Revelación de la invención Acorde a la reivindicación 1, un circuito eléctrico asignado al bucle de hilo de contacto y un circuito eléctrico asignado a la unidad de evaluación están separados galvánicamente, pero acoplados de forma magnética. De esta manera se logra una separación de potenciales entre el bucle de hilo de contacto y la unidad de evaluación, por lo que la unidad de evaluación está desacoplada del potencial del disco de freno, por lo general perturbado, o del respectivo componente de fricción.

Con esto, el circuito eléctrico asignado a la unidad de valoración está unido con conducción eléctrica a una bobina del lado primario de un transformador y el circuito eléctrico asignado al bucle de hilo de contacto está unido con conducción eléctrica a una bobina del lado secundario del transformador.

La presente invención se basa en la idea de que por lo menos una resistencia esté unida en serie del lado secundario con el bucle de hilo de contacto donde, para la detección del estado de desgaste de varias pastillas de freno, las resistencias adjudicadas a los respectivos bucles de hilo de contacto presentan valores de resistencia diferentes. Además, la unidad de evaluación está diseñada de manera tal que ésta adjudique a una determinada pastilla de freno la modificación del estado eléctrico resultante de una separación de un bucle de hilo de contacto, por medio del valor de resistencia de la respectiva resistencia del lado secundario. Y para los frenos de fricción de por lo menos un bogie del vehículo sobre raíles está prevista una unidad de valoración propia, la cual controla el estado de desgaste de las pastillas de freno de dichos frenos de fricción.

Por lo general, en un bogie de un vehículo sobre raíles hay cuatro frenos de fricción, por ejemplo frenos de disco, cuyos bucles de hilo de contacto integrados en las pastillas están controlados por una unidad de evaluación común a todos. De esta manera es posible una detección simple de la o las pastilla/s de freno desgastadas de ese bogie.

Mediante las medidas expuestas en las reivindicaciones secundarias son posibles perfeccionamientos y mejoras beneficiosas de la invención especificada en las reivindicaciones independientes.

Preferentemente, por lo menos la unidad de valoración, las resistencias y el transformador están agrupados en una unidad estructural o en un módulo, donde los bucles de hilo de contacto están unidos con la unidad estructural o el módulo por medio de conexiones de enchufe o uniones atornilladas desconectables. Con ello es posible, por un lado, una forma constructiva modular y, por el otro, una posibilidad de cambio simple de las pastillas de freno junto con los bucles de contacto integrados allí.

Más detalles se especifican el marco de la siguiente descripción... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo (1) para la detección de un máximo admisible en el estado desgaste de pastillas de freno (2) en frenos de fricción de por lo menos un bogie de un vehículo sobre raíles, con por lo menos un sensor de desgaste que contiene un bucle de hilo de contacto (6) integrado en una pastilla de freno (2) , en el cual al alcanzar el nivel máximo 5 de desgaste admitido para la pastilla de freno (2) se pone al descubierto por lo menos una parte del bucle de hilo de contacto eléctrico (6) , interrumpiendo así el contacto eléctrico con el componente de fricción (4) ; donde la modificación del estado eléctrico del bucle de hilo de contacto (6) provocada por ello puede ser valorada por una unidad de evaluación (8) ; donde un circuito eléctrico (10) asignado al bucle de hilo de contacto (6) y un circuito eléctrico (12) asignado a la unidad de evaluación (8) están separados galvánicamente, pero acoplados de forma 10 magnética, caracterizado porque el circuito eléctrico (12) asignado a la unidad de evaluación (8) está unido con conducción eléctrica a una bobina (14) del lado primario de un transformador (16) y el circuito eléctrico (10) asignado al bucle de hilo de contacto (6) está unido con conducción eléctrica a una bobina (18) del lado secundario del transformador (16) y porque por lo menos una resistencia (20, 22) está unida en serie del lado secundario con el bucle de hilo de contacto (6) ; y porque varias pastillas de freno (2) están provistas de bucles de contacto (6) y para 15 una detección del estado de desgaste de las múltiples pastillas de freno (2) las resistencias (20, 22) adjudicadas a los respectivos bucles de contacto (6) presentan diferentes niveles de resistencia; donde la unidad de evaluación (8) está diseñada de manera tal que ésta adjudique a una determinada pastilla de freno (2) la modificación del estado eléctrico resultante de una separación de un bucle de hilo de contacto (6) , por medio del valor de resistencia de la respectiva resistencia (20, 22) del lado secundario y porque para los frenos de fricción de por lo menos uno de los bogies del vehículo sobre raíles, está prevista una unidad de valoración propia, la cual controla el estado de desgaste de las pastillas de freno (2) de los frenos de fricción.

2. Dispositivo acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque por lo menos la unidad de evaluación (8) , las resistencias (20, 22) y el transformador (16) están agrupados en una unidad estructural o en un módulo.

3. Dispositivo acorde a la reivindicación 2, caracterizado porque los bucles de hilo de contacto (6) pueden

conectarse a la unidad estructural o al módulo por medio de conexiones de enchufe o uniones atornillables desconectables (26, 28) .