Disco de freno ferroviario.

Disco de freno (1) para material rodante ferroviario destinado a ser solidario de una rueda a frenar (2),

y a cooperar durante el frenado con una guarnición (3), constituida por un material composite, montada en una mandíbula móvil (4) y susceptible de ser puesta en contacto con el disco (1) mediante medios de control (5), comprendiendo el disco (1), sobre su cara interna (6), opuesta a la de frenado (7), elementos de rigidez constituidos por unas nervaduras (8), caracterizado por el hecho de que las nervaduras (8) están dirigidas, de manera regular, en parte en un sentido radial y en parte en un sentido concéntrico, con respecto al eje de la rueda (2), estando las nervaduras radiales (8A) y las nervaduras concéntricas (8B) unidas entre sí para formar una nervadura continua, de forma globalmente sinusoidal, estando las ranuras concéntricas (8B) realizadas alternativamente hacia arriba y hacia abajo del disco (1), para controlar las deformaciones de dicho disco (1) debidas al calor de frenado.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2010/052261.

Solicitante: Safe Metal.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 2 Place de Francfort 69003 Lyon FRANCIA.

Inventor/es: FLACHAT,JACQUES.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B61H5/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B61 FERROCARRILES.B61H FRENOS U OTROS APARATOS DE DISMINUCION DE MARCHA PARTICULARES DE LOS VEHICULOS FERROVIARIOS; INSTALACIONES O DISPOSICIONES DE FRENOS U OTROS APARATOS DE DISMINUCION DE MARCHA SOBRE LOS VEHICULOS FERROVIARIOS (frenado electrodinámico de vehículos B60L, en general H02K; disposiciones sobre los vehículos ferroviarios para adaptar la fuerza de frenado a las condiciones variables del vehículo o de la vía B60T 8/00; transmisión de la acción de frenado entre el órgano de ataque y los órganos terminales de acción con potencia de frenado asistida o de relé de potencia, o sistemas de frenado que tienen esos medios de transmisión, p. ej. sistemas de frenado de presión de aire B60T 13/00; estructura, disposición o funcionamiento de válvulas incorporadas en los sistemas de control de frenos asistidos o de relé de potencia B60T 15/00; elementos, partes constitutivas o accesorios de sistemas de frenos B60T 17/00; frenos en sí F16D). › Empleo o disposiciones de frenos que tienen superficies grandes de frenado radiales oprimidas entre sí según un movimiento axial, p. ej. frenos de discos (frenos de auto-ajuste B61H 11/02; combinaciones de diferentes tipos de frenos B61H 11/14).
  • F16D65/12 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16D ACOPLAMIENTOS PARA LA TRANSMISION DE MOVIMIENTOS DE ROTACION (transmisión para transmitir la rotación F16H, p. ej. transmisiones por fluidos F16H 39/00 - F16H 47/00 ); EMBRAGUES (embragues dinamo-eléctricos H02K 49/00; embragues que utilizan atracción electrostática H02N 13/00 ); FRENOS (sistemas de frenado electrodinámicos para vehículos, en general B60L 7/00; frenos dinamoeléctricos H02K 49/00). › F16D 65/00 Elementos constitutivos o detalles de frenos. › Discos; Tambores para frenos de disco.
  • F16D65/847 F16D 65/00 […] › con sistema de refrigeración abierto, p. ej. refrigerados por aire.

PDF original: ES-2523737_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Disco de freno ferroviario

[1] La presente invención se refiere a un disco de freno para material rodante ferroviario destinado a ser solidario de una rueda a frenar, y a cooperar durante el frenado con una guarnición, constituida por un material composite, montada en una mandíbula móvil y susceptible de ser puesta en contacto con el disco mediante medios de control.

[2] Estos discos están destinados a cualquier material rodante ferroviario, en especial tren o tranvía.

[3] En la mayor parte de los casos, y más especialmente en los trenes a gran velocidad, están montados de parte y otra de la rueda, para una mejor eficacia.

[4] Es generalmente conocido realizar estos discos de manera monobloque, pero la temperatura muy elevada de estos durante el frenado a alta velocidad (aproximadamente 9°), provoca la deformación de los discos que tienen tendencia a deformarse formando un cono entrante, que tiene a veces como consecuencia ser expulsado de la rueda.

[5] Los discos monobloque también tenían como inconveniente padecer deformaciones, no solamente en servicio, pero también durante su fabricación, debido a sus grandes dimensiones, lo cual tiene como efecto nefasto producir un velado, y por lo tanto un equilibrado deficiente, durante el frenado.

[6] Esto tiene como consecuencia provocar un desgaste prematuro de las guarniciones que no entran en contacto con una superficie perfectamente plana.

[7] Se entiende entonces bien que también se cuestionaba la seguridad.

[8] Ya se ha propuesto dar rigidez a los discos creando nervaduras radiales para un mejor contacto con el flanco de la rueda, esto también con la finalidad de crear aletas de refrigeración. Estas nervaduras radiales han resultado ser insuficientes para controlar las deformaciones debidas a unos calores elevados, tal como se ha mencionado más arriba.

[9] Otro inconveniente de los discos monobloque es su peso muy elevado, que precisa la intervención de al menos dos operarios para realizar su manipulación y su colocación, incluso medios de manutención y la extracción de la rueda.

[1] GB-A-2 128 695 describe un disco de freno que comprende sobre su cara interna, opuesta a la de frenado, unos elementos de rigidez constituidos por unas nervaduras radiales. Con esta configuración, las deformaciones del disco debidas al calor de frenado no se controlan de manera óptima.

[11] La presente invención tiene como objetivo dar remedio al conjunto de los problemas precitados, conservando al mismo tiempo la posibilidad de intercambio con respecto al material existente.

[12] A tal efecto, la invención se refiere a un disco de freno para material rodante ferroviario destinado a ser solidario de una rueda a frenar, y a cooperar durante el frenado con una guarnición, constituida por un material composite, montada en una mandíbula móvil y susceptible de ser puesta en contacto con el disco mediante medios de control, el disco comprendiendo, sobre su cara interna, opuesta a aquella de frenado, unos elementos de rigidez constituidos por unas nervaduras, caracterizado por el hecho de que las nervaduras están dirigidas, de manera regular, en parte en un sentido radial y en parte en un sentido concéntrico, con respecto al eje de la rueda, estando las nervaduras radiales y las nervaduras concéntricas unidas entre sí para formar una nervadura continua, de forma globalmente sinusoidal, estando las ranuras concéntricas realizadas alternativamente hacia arriba y hacia abajo del disco, para controlar las deformaciones de dicho disco debidas al calor de frenado.

[13] Otro objetivo de la invención es también facilitar la manutención de los discos, y es por ello que la invención prevé segmentarlos en al menos dos partes, y preferentemente en tres partes idénticas.

[14] La invención también se refiere a las características que aparecerán en el transcurso de la descripción siguiente, y que deberán considerarse aisladamente o según todas sus combinaciones técnicas posibles.

[15] Esta descripción ofrecida a título de ejemplo no limitativo, hará que se comprenda mejor como puede realizarse la invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos en los cuales:

La figura 1 representa en perspectiva, una vista hacia el exterior de una rueda de tren dotada de un disco según la invención, sin guarnición de frenado.

La figura 2 representa una vista hacia el exterior, en plano, a escala ampliada, de una rueda según la figura 1, dotada de guarnición de frenado.

La figura 3 es una vista en sección, según la línea AA de la figura 2.

La figura 4 es una vista hacia el exterior, en plano, a escala ampliada, de un sector que constituye una de las partes del disco.

La figura 5 es una vista en perspectiva, hacia el exterior, del punto de conexión entre dos segmentos del disco.

La figura 6 es una vista en sección parcial según la línea Vl-Vl de la figura 4.

La figura 7 es una vista en plano, a escala ampliada, de un segmento según la Invención, que constituye una parte del disco a realizar, visto del interior, es decir la parte dirigida hacia la rueda y que se apoya sobre esta.

La figura 8 es una vista en perspectiva, a menor escala, del segmento según la figura 7, con vista interna.

La figura 9 es una vista en perspectiva, a menor escala, del segmento según la figura 7, con vista externa.

La figura 1 es una vista en plano de la rueda dotada del disco según la Invención, según la figura 1.

La figura 11 es una vista en sección según la línea AA de la figura 1.

La figura 12 es una vista en sección según la línea BB de la figura 1.

La figura 13 es una vista en sección según la línea CC de la figura 1.

La figura 14 es una vista en sección, a escala ampliada, del detalle E según la figura 13, que muestra la zona de conexión de dos segmentos sucesivos.

La figura 15 es una vista en sección del detalle D según la figura 12, a escala ampliada.

La figura 16 es una vista en sección a escala ampliada que muestra la cabeza de un tornillo de fijación de un segmento dotado de un tapón de obturación.

[16] Como se aprecia especialmente bien en las figuras 2 y 3, el disco de freno 1, globalmente designado en las figuras, está destinado a un material rodante ferroviario. Está destinado a ser solidario de una rueda 2 a frenar, y a cooperar durante el frenado con una guarnición 3 constituida por un material composite, montada en una mandíbula móvil 4 susceptible de ser puesta en contacto con el disco 1 mediante medios de control 5.

[17] Obviamente, un disco 1 de frenado está dispuesto de parte y otra de la rueda 2, para una mejor eficacia y para un mejor equilibrio de frenado.

[18] Según la invención, el disco 1 comprende, sobre su cara interna 6, opuesta a la de frenado 7, unos elementos de rigidez constituidos por unas nervaduras 8 dirigidas, de manera regular, a la vez en un sentido radial y en un sentido concéntrico, con respecto al eje de la rueda 2, para controlar las deformaciones de dicho disco 1 debidas al calor de frenado.

[19] Las nervaduras radiales 8A y las nervaduras concéntricas 8B están conectadas entre sí para formar una nervadura continua, de forma globalmente sinusoidal, estando las ranuras concéntricas realizadas alternativamente hacia arriba y hacia abajo del disco.

[2] Según las características que preceden, estas podrían aplicarse a un disco monobloque, pero se ha juzgado ventajoso que esté constituido por al menos dos sectores 1A, 1B, que comprenden a la vez unos medios Individuales 9 de fijación a la rueda 2 y unos medios 1a, 1b de conexión entre sí, dispuestos libremente en sus extremos respectivos, y que cooperan, gracias a sus formas complementarias, sin pieza añadida.

[21] Los medios de conexión 1a, 1b de al menos dos sectores 1A, 1B entre sí, que lo componen, están constituidos por unas partes macho - hembra realizadas enfrentadas, a los extremos de dos sectores sucesivos 1A, 1B.

[22] Según el presente ejemplo de realización, las partes macho - hembra de conexión de al menos dos sectores sucesivos 1A, 1B están constituidas por unas parejas « espiga 1a - entalladura 1b », realizadas en los extremos respectivos de dichos sectores 1A, 1B, a lo largo de una línea radial.

[23] De hecho, la parte macho o espiga de uno de los extremos de un sector 1A está constituida por dos lengüetas 1a, globalmente paralelepipédicas, destinadas a encajarse en una ranura correspondiente 1b que constituye la entalladura, realizada sobre toda la longitud del otro extremo enfrentado a un sector sucesivo 1B.

[24] Preferentemente, y según el ejemplo de realización representado, el disco 1 está constituido por... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Disco de freno (1) para material rodante ferroviario destinado a ser solidario de una rueda a frenar (2), y a cooperar durante el frenado con una guarnición (3), constituida por un material composite, montada en una mandíbula móvil (4) y susceptible de ser puesta en contacto con el disco (1) mediante medios de control (5), comprendiendo el disco (1), sobre su cara interna (6), opuesta a la de frenado (7), elementos de rigidez constituidos por unas nervaduras (8), caracterizado por el hecho de que las nervaduras (8) están dirigidas, de manera regular, en parte en un sentido radial y en parte en un sentido concéntrico, con respecto al eje de la rueda (2), estando las nervaduras radiales (8A) y las nervaduras concéntricas (8B) unidas entre sí para formar una nervadura continua, de forma globalmente sinusoidal, estando las ranuras concéntricas (8B) realizadas alternativamente hacia arriba y hacia abajo del disco (1), para controlar las deformaciones de dicho disco (1) debidas al calor de frenado.

2. Disco según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que está constituido por al menos dos sectores (1 A, 1B), que comprenden a la vez medios individuales (9) de fijación a la rueda (2) y medios (1a, 1b) de conexión entre sí, dispuestos libremente en sus extremos respectivos, y que cooperan, gracias a sus formas complementarias, sin pieza añadida.

3. Disco según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que los medios de conexión (1a, 1b) de al menos dos sectores (1 A, 1B) entre sí, que lo componen, están constituidos por unas partes macho - hembra realizadas enfrentadas, en los extremos de dos sectores sucesivos (1A, 1B).

4. Disco según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que las partes macho - hembra de conexión de al menos dos sectores sucesivos (1 A, 1B) están constituidas por unas parejas « espiga (1a) - entalladura (1b) », realizados en los extremos respectivos de dichos sectores (1A, 1B), a lo largo de una línea radial.

5. Disco según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que la parte macho o espiga de uno de los extremos de un sector (1A) está constituido por dos lengüetas (1a), globalmente paralelepipédicas, destinadas a encajarse en una ranura correspondiente (1b) que constituye la entalladura, realizada sobre toda la longitud del otro extremo enfrentado a un sector sucesivo (1B).

6. Disco según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado por el hecho de que está constituido por tres sectores (1 A, 1B, 1C) de 12°.

7. Disco según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que el conjunto de los tres sectores (1A, 1B, 1C) está perforado con doce agujeros (11) que desembocan, a saber cuatro por sector, repartidos regularmente de 3° en 3°, y destinados a coincidir con agujeros correspondientes (11) de tres otros sectores (1A, 1B, 1C) dispuestos en el otro lado de la rueda (2), para que puedan ser atravesados simultáneamente por tantos otros tornillos (9), cuyas cabezas (9a) se apoyan sobre un reborde interno (12) de cada agujero (11), y cuyos extremos roscados se atornillan en un número correspondiente de tuercas (13) dispuestas en el fondo de los agujeros (11) correspondientes de los otros sectores opuestos.

8. Disco según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que los agujeros (11), en cuyo fondo están alojadas las cabezas de tornillo (9a), reciben un tapón de obturación (14), para evitar el ruido debido a los efectos de turbulencia del aire, en movimiento.

9. Disco según cualquiera de las reivindicaciones 7 o 8, caracterizado por el hecho de que cada uno de los sectores (1A, 1B, 1C) que lo componen comprende dos alojamientos ciegos internos (16) que desembocan hacia la rueda (2), estando estos alojamientos ciegos realizados entre cada uno de los agujeros que desembocan (11) de extremos del sector (1A, 1B, 1C) y cada uno de los agujeros medios ciegos (16) del mismo sector (1A, 1B, 1C), cada uno de estos agujeros ciegos (16), de cada uno de los sectores que debe ser montado de parte y otra de la rueda (2), coopera con los extremos opuestos de vástagos (17) que atraviesan la rueda (2), para permitir el centrado y el pre-montaje del conjunto de los sectores (1 A, 1B, 1C) internos y externos que constituyen los discos (1), antes de la colocación de los tornillos (9).


 

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