BRPI0809202A2

BRPI0809202A2 - Dispositivo de freio de calibrador para veículo

Info

Publication number: BRPI0809202A2
Application number: BRPI0809202-8A2A
Authority: BR
Inventors: Tsutomu Suzuki; Hiroaki Wakabayashi; Yoshiyuki Ookawara; Masanobu Nankyo; Yasushi Karino
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd; Railway Technical Res Inst
Priority date: 2007-10-11
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2014-09-23
Also published as: WO2009048171A1; RU2429393C2; US20100044167A1; US9169883B2; KR20090117808A; EP2196693A1; JP5156325B2; BRPI0809202A8; EP2196693B1; EP2196693A4; CN101663498B; RU2009132498A; JP2009092194A; CN101663498A

Description

“Dispositivo de Freio de Calibrador Para Veículo”

Campo da Invenção

Esta invenção refere-se a dispositivo de freio de calibrador para veículo, que aplica um freio a um corpo rotatório imprensando-se duas superfícies de fricção formadas em cada face lateral do corpo rotatório.

Antecedentes da Invenção

Um veículo ferroviário é tipicamente instalado com um con10 versor pneumático-hidráulico que converte a pressão do ar suprida a partir de uma fonte de pressão de ar em pressão de fluido, de tal modo que um freio hidráulico é ativado por pressão de fluido, que é abastecido ao mesmo a partir do conversor pneumático-hidráulico por um duto hidráulico.

Em relação a esse ponto, JPH08-226469 e JPH08-226471,

publicados pelo Escritório de Patente japonês em 1996, revelam um dispositivo para um veículo ferroviário, em que um cilindro hidráulico pressiona uma pastilha de freio contra uma superfície de fricção de um corpo rotatório, tal como um rotor de freio, em conformidade com uma pressão de fluido fornecida.

Entretanto, instalando-se um freio pneumático que é ativado por pressão de ar fornecida de uma fonte de pressão de ar no veículo ferroviário, pode ser possível omitir o conversor pneumático-hidráulico e o duto hidráulico.

Em relação a esse ponto, JPHl 1-193835, publicado pelo

Escritório de Patente japonês, em 1999, revela um dispositivo para um veículo ferroviário em que um atuador pneumático pressiona uma pastilha de freio contra uma superfície de fricção de um corpo rotatório quando é suprido ar comprido a uma câmara de ar de um atuador pneumático. A Figura 6 dessa técnica convencional ainda revela um dispositivo de freio a ar que emprega uma alavanca.

Sumário da Invenção

Nestes dispositivos de freio de veículo ferroviário, o cilíndrico hidráulico ou o atuador pressiona uma parte da pastilha de freio em vez de pressionar toda a pastilha de freio. Como resultado, um calibra10 dor de freio pode ser dobrado por uma força de reação que corresponde ã força de pressão, levando a superfície de fricção a se deformar. Além disso, quando ocorre um aumento de temperatura local na pastilha de freio, um coeficiente de fricção da pastilha de freio diminui e, como resultado, pode ser impossível que a pastilha de freio apresente a sua 15 força de frenagem original. Além disso, é provável que ocorra desgaste parcial na pastilha de freio.

No caso de um freio a ar que emprega uma alavanca, é difícil fazer a pastilha de freio pressionar uniformemente a superfície de fricção devido ao efeito da força de fricção que atua numa parte de rolamento da alavanca e, por isso, é particularmente suscetível que ocorra o desgaste parcial na pastilha de freio.

É, portanto, um objetivo desta invenção fazer uma força de pressão com a qual uma pastilha de freio pressione um corpo rotatório de maneira uniforme.

Para alcançar o objetivo acima descrito, essa invenção pro

porciona um dispositivo de freio de calibrador para um veículo, que aplica um freio à rotação de um corpo rotatório imprensando uma primeira superfície de fricção e uma segunda superfície de fricção formadas em cada face lateral do corpo rotatório, compreendendo um calibrador de freio que tem uma primeira alavanca calibrador que confronta a primeira superfície de fricção e uma segunda alavanca calibrador que confronta a segunda superfície de fricção, uma pastilha 5 de freio móvel que é apoiada pela primeira alavanca calibrador e aplica uma força de frenagem ã primeira superfície de fricção deslocando-se em direção à primeira superfície de fricção, uma câmara de pressão formada no calibrador de freio, um diafragma que se expande em conformidade com uma pressão da câmara de pressão, uma pluralidade 10 de pistões que guiam a pastilha de freio móvel numa direção do eixo rotativo de um corpo rotatório em conformidade com a expansão do diafragma e um membro guia que guia um deslocamento da pluralidade de pistões numa direção perpendicular em relação à primeira superfície de fricção.

Os detalhes, assim como outras características e vantagens

desta invenção demonstrados na parte restante do Relatório Descritivo e são mostrados nos desenhos em anexo.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1 é uma vista plana de um dispositivo de freio de calibrador, de acordo com esta invenção.

A Figura 2 é uma vista lateral do dispositivo de freio de calibrador.

A Figura 3 é uma vista seccional longitudinal de um dispositivo de freio de calibrador tomado ao longo de uma linha III-III na Figura 2.

As Figuras 4A e 4B são vistas seccionais longitudinais de uma estrutura de suporte para um pino deslizante superior e um pino deslizante inferior, de acordo com esta invenção. As Figuras 5A e 5B são uma vista plana de uma pastilha de freio móvel de um dispositivo de freio de calibrador do tipo de pistão hidráulico convencional e uma vista plana de uma pastilha de freio móvel do dispositivo de freio de calibrador, de acordo com essa invenção.

A Figura 6 é similar à Figura 3, mas mostra uma variação referente à estrutura de um diafragma.

A Figura 7 é uma vista lateral de um dispositivo de freio de calibrador de acordo com uma segunda modalidade dessa invenção.

A Figura 8 é uma vista seccional longitudinal do dispositivo de freio de calibrador de acordo com a segunda modalidade dessa invenção, tomada ao longo de uma linha VIII-VIII na Figura 7.

A Figura 9 é uma vista lateral de um dispositivo de freio de calibrador de acordo com uma terceira modalidade dessa invenção.

A Figura 10 é uma vista seccional longitudinal de um dispositivo de freio de calibrador de acordo com a terceira modalidade desta invenção, tomada ao longo de uma linha X-X na Figura 9.

Descrição das Realizações Preferidas

Referindo-se à Figura 1 dos desenhos, um dispositivo de freio de calibrador 1 para um veículo ferroviário aplica um freio à rotação de uma roda de veículo 5 usando uma pastilha de freio móvel 7 e uma pastilha de freio fixa 700 que se opõem uma à outra. Um eixo X, um eixo Y e um eixo Z na figura correspondem a uma direção de eixo da roda de veículo 5, uma direção vertical e uma direção ântero-posterior, respectivamente. Uma primeira superfície de fricção 6a e uma segunda superfície de fricção 6b são formadas antecipadamente nas respectivas faces laterais da roda veicular 5, de modo a confrontar a pastilha de freio móvel 7 e a pastilha de freio fixa 700, respectivamente.

A pastilha de freio móvel 7 é apoiada sobre uma ponta final de um primeiro alavanca de calibrador 12. A pastilha de freio fixa 700 é apoiada sobre uma ponta final de uma segunda alavanca de calibrador 5 14. A primeira alavanca de calibrador 12 e a segunda alavanca de calibrador 14 formam uma parte de um calibrador de freio 10 disposto de forma a ladear a roda do veículo 5.

Referindo-se à Figura 2, o calibrador de freio 10 é aferrolhado a uma estrutura de suporte 20 por um pino deslizante superior e um pino deslizante inferior 32. A estrutura de suporte 20 é fixada a um vagão de plataforma do veículo ferroviário ou um corpo veicular.

Referindo-se às Figuras 4A e 4B, o pino deslizante superior e o pino deslizante inferior 32 respectivamente penetram em dois suportes dentados 15 e 16 formados no calibrador de freio 10. As pontas respectivas do pino deslizante superior 30 e do pino deslizante inferior 32 são aferrolhadas aos suportes 15 e 16.

O pino deslizante superior 30 penetra na estrutura de suporte 20 entre os suportes 15 e 16 por meio de um par de casquilhos de borracha 33 e um rolamento radial 35 disposto entre o par de casqui20 Ihos de borracha 33. O rolamento radial 35 permite que o pino deslizante superior 30 se desloque na direção do eixo X e oscile em torno do eixo X e também que oscile dentro de uma extensão fixa pelo eixo Z centralizando no rolamento radial 35. Por outro lado, o movimento paralelo do pino deslizante superior 30 na direção do eixo Y e na direção 25 do eixo Z da figura é restrito.

O pino deslizante inferior 32 penetra na estrutura de suporte 20 entre os suportes 15 e 16 por meio de um casquilho de borracha 36. O casquilho de borracha 36 permite que o pino deslizante inferior 32 se desloque na direção do eixo X e oscile pelo eixo X e que oscile dentro de uma extensão fixa pelo eixo Z, de modo semelhante ao pino deslizante superior 30. Além disso, a deformação elástica do casquilho de borracha 36 permite que o pino deslizante inferior 32 realize um leve 5 movimento paralelo na direção do eixo Y e na direção do eixo Z da figura.

Um intervalo entre os suportes 15 e 16 é definido de modo a ser mais largo do que uma largura da estrutura de suporte 20 e o pino deslizante superior 30 é coberto por um protetor de borracha 34 entre a 10 estrutura de suporte 20 e cada um dos suportes 15, 16, de modo que não fique exposto para o lado de fora. De modo semelhante ao pino deslizante superior 30, o pino deslizante inferior 32 é coberto por um protetor de borracha 34 entre a estrutura de suporte 20 e cada um dos suportes 15, 16.

Formando o pino deslizante superior 30 e o pino deslizante

inferior 32 da maneira descrita acima, o calibrador de freio 10 pode se deslocar na direção do eixo X entre o vagão de plataforma ou o corpo do veículo e a roda veicular 5 ou, em outras palavras, na direção do eixo X, seguindo o deslocamento relativo na direção transversa de um veículo. 20 Além disso, a pastilha de freio móvel 7 e a pastilha de freio fixa 700 são mantidas paralelas a uma primeira superfície de fricção 6a da roda do veículo 5 e uma segunda superfície de fricção 6b da roda veicular 5, respectivamente.

Retornando à Figura 1, o calibrador de freio 10 compreende um cabeçote 13 que une a primeira alavanca de calibrador 12 ã segunda alavanca de calibrador 14.

A pastilha de freio fixa 700, que é disposta sobre um lado oposto da roda veicular 5 à pastilha de freio móvel 7, é fixada diretamente à segunda alavanca do calibrador 14. A pastilha de freio fixa 700 compreende um revestimento 9 que é configurado de maneira a contatar a segunda superfície de fricção 6b, ao mesmo tempo em que a roda veicular 5 gira.

Um atuador de diafragma 60 que guia a pastilha de freio 5 móvel 7 é construído dentro da primeira alavanca do calibrador 12 apoiando a pastilha de freio móvel 7. A pastilha de freio móvel 7 é constituída por um revestimento 9 que é configurado de forma a contatar a primeira superfície de fricção 6a, ao mesmo tempo em que a roda do veículo 5 gira, um corpo 7a ao qual o revestimento é fixado e 10 uma parte acoplada 7b formada na superfície traseira do corpo 7a. A parte acoplada 7b é inserida em um suporte 8 de forma a ficar livre para se deslocar na direção do eixo Y. O suporte 8 compreende trilhos guia 8a que se opõem um ao outro na direção do eixo Y, para acomodar e segurar a parte acoplada 7b.

Referindo-se à Figura 3, uma ponta superior e uma ponta

inferior do suporte 8 são respectivamente ajustadas em encaixes de acoplamento 98 formados em uma periferia externa de pinos de apoio 43 dispostos acima e abaixo do suporte 8. Os pinos de apoio 43 se projetam em direção à roda do veículo 5 a partir dos ajustadores 41 que 20 são fixados respectivamente a uma ponta superior e uma ponta inferior da primeira alavanca de calibrador 12 por parafusos de apoio 42. Ajustando-se a ponta superior e a ponta inferior do suporte 8 nos encaixes de acoplamento 98, uma ponta superior e uma ponta inferior da parte acoplada 7b da pastilha de freio móvel 7 apoiam-se contra as 25 pontas finais dos pinos de apoio 43, de tal modo que o deslocamento da pastilha de freio móvel 7 na direção de eixo Y é restringido.

Para agregar a pastilha de freio móvel 7 à primeira alavanca de calibrador 12, a parte acoplada 7b da pastilha de freio móvel 7 é inserida num lado interno dos trilhos guia 8a do suporte 8 a partir de debaixo num estado em que o ajustador 41 e o pino de apoio 43 são destacados da ponta inferior da primeira alavanca calibrador 12. Quando a parte acoplada 7b atingiu uma posição pré-determinada do suporte 8, o ajustador 41 e o pino de apoio 43 são fixados à ponta inferior da primeira alavanca calibrador 12 pelo parafuso de apoio 42.

Desse modo, a ponta superior e a ponta inferior do suporte 8 são ajustadas respectivamente nos encaixes de acoplamento 98 dos pinos de apoio 43, de tal forma que o deslocamento da pastilha de freio móvel 7 na direção do eixo Y é restringido.

O ajustador 41 compreende uma mola de retorno 44 que 10 desequilibra a pastilha de freio móvel 7 numa direção separadora da primeira superfície de fricção 6a e um mecanismo de ajuste de intervalo 45, que ajusta uma intervalo entre a pastilha de freio móvel 7 e a primeira superfície de fricção 6a a um valor fixo substancialmente, quando uma força diferente da força de mola da mola de retorno 44 não 15 atua sobre a pastilha de freio móvel 7. Quando o freio é solto, a pastilha de freio móvel 7 é removida da primeira superfície de fricção 6a pela mola de retorno 44 e se opõe à primeira superfície de fricção 6a na intervalo determinada pelo mecanismo de ajuste de intervalo 45.

O ajustador 41 é um mecanismo bem conhecido revelado em JPH06-288417, publicado pelo Escritório de Patentes japonês em 1994. O conteúdo do mesmo é incorporado neste documento como referência, e, portanto, foi omitida uma descrição detalhada.

Por meio da estrutura de suporte descrita acima, a pastilha de freio móvel 7 é apoiada pela primeira alavanca calibrador 12 de forma a ser capaz de se deslocar na direção do eixo X, ao mesmo tempo em que permanece paralela à primeira superfície de fricção 6a.

Retornando à Figura 2, são formadas sobre a ponta superior e sobre a ponta inferior da primeira alavanca do calibrador 12 partes de recesso de ligação de ajustador em forma de arco 12a e 12b para ligar os ajustadores 41, respectivamente. O atuador de diafragma 60 é ligado à primeira alavanca calibrador 12 entre os ajustadores superior e inferior 41 de modo que confronta a pastilha de freio móvel 7.

Retornando à Figura 3, o atuador de diafragma 60 compreende um cilindro com ponta fechada 70 formado na primeira alavanca calibrador 12, um diafragma 75 alojado no cilindro 70, uma câmara de pressão 63 delimitada entre uma parte inferior 72 do cilindro 70 e o diafragma 75, uma pluralidade de pistões 55 interpostos entre o diafragma 75 e a pastilha de freio móvel 7 e uma estrutura guia 65 que apóia os pistões 55, de modo que os pistões 55 deslizam na direção do eixo X. Durante a frenagem do veículo ferroviário, o diafragma 75 guia a pluralidade de pistões 55 em conformidade com uma pressão de ar introduzida na câmara de pressão 63, de tal maneira que o suporte 8 é pressionado na direção do eixo X e, como resultado, a pastilha de freio móvel 7 é pressionada contra a superfície de fricção 6a. Para este fim, o suporte 8 é formado com antecedência, com uma forma planar maior do que uma região do diafragma 75, em que os pistões 55 estão dispostos.

O cilindro 70 compreende uma parede interior do cilindro 71 que tem uma seção transversal substancialmente em forma de rim e 20 se estende na direção do eixo X, a parte inferior 72, que é formada integralmente pela parede interna do cilindro 71 num plano definido pelo eixo Y e pelo eixo Z e fecha uma ponta do cilindro 70 e uma base de ligação em forma de anel formada em outra ponta da parede interior do cilindro 71 para aferrolhar uma parte de borda periférica 76 do 25 diafragma 75.

Retornando à Figura 2, o revestimento 9 da pastilha de freio móvel 7 fica com uma forma curva total em uma direção de rotação da roda do veículo 5 e é dividida em uma pluralidade de segmentos referentes à direção de rotação da roda do veículo 5, como mostrado pelas linhas a traço interrompido na Figura. Cada segmento é fixado ao corpo 7a.

Quando visto da direção do eixo X, a parede interior do cilindro 71 é constituída por partes de parede curvadas 71c e 71 d, formadas em torno de uma periferia externa do revestimento 9 da 5 pastilha de freio móvel 7, de modo a confrontar a direção do eixo Z ou, em outras palavras, a direção ântero-posterior do veículo ferroviário e as partes de parede em forma de arco superiores e inferiores 71a e 71b conectadas às partes de parede curvas 71c e 71d. O arco das partes de parede curvadas 71c e 71d, quando visto da direção de eixo X, corres10 ponde a um círculo concêntrico centrado no eixo da roda do veículo 5.

O cilindro 70 e a pastilha de freio móvel 7 são verticalmente simétricos a uma linha de centro paralela Oz ao eixo Z do calibrador de freio 10. As partes de recesso de ligação do ajustador 12a e 12b estão dispostas em posições verticalmente simétricas em relação à linha de 15 centro Oz. As partes de parede em forma de arco 71a e 71b da parede interior do cilindro 71 formam arcos que são orientados de modo oposto às partes de recesso de ligação de ajustador 12a e 12b.

Retornando à Figura 3, a base de ligação em forma de anel 73 é formada numa ponta da parede interior do cilindro 71 num plano definido pelo eixo Y e pelo eixo Z. Uma parte da borda periférica da estrutura guia 65 é fixada à base de ligação por uma pluralidade de parafusos 66. Além disso, a parte de borda periférica 76 do diafragma

75 fica imprensada entre a parte de borda periférica da estrutura guia 65 e a base de ligação 75.

O diafragma 75 é constituído pela parte de borda periférica

76 de uma parte de fole 77 que se expande a partir da parte da borda periférica 76 em direção à parte inferior 72 ao longo da parede interior do cilindro 71 e então se curva de volta substancialmente 180 graus para dentro e de uma parte de compressão de pistão 79 que forma um plano paralelo à pastilha de freio móvel 7 pelo lado de dentro da parte de fole 77. A parte de borda periférica 76, a parte de fole 77 e a parte de compressão de pistão 79 são formadas integralmente de borracha. A parte de compressão de pistão 79 tem substancialmente uma forma 5 planar em forma de rim, que é levemente menor, mas semelhante, do que uma seção transversa do cilindro 70 definida pela parede interior do cilindro 71.

A estrutura guia 65 é disposta entre o diafragma 75 e o suporte 8. Orifícios guia 65a são formados na estrutura guia 65 na direção do eixo X em um número idêntico aos pistões 55 e os pistões 55 são ajustados nos respectivos orifícios guia 65a, de modo a ficarem livres para deslizar na direção de eixo X.

Retornando à Figura 2, os orifícios guia 65a são formados em intervalos angulares iguais em três círculos concêntricos centrali15 zando no eixo da roda do veículo 5. Os orifícios guia 65a dispostos num círculo central dos três círculos concêntricos são dispostos em intervalos iguais confrontando uma parte central da pastilha de freio móvel 7. Os orifícios guia 65a dispostos num círculo exterior dos três círculos concêntricos são dispostos em intervalos iguais ao longo da parte de 20 parede curvada 71c, de modo a confrontar uma parte periférica exterior da pastilha de freio móvel 7. Os orifícios guia 65a dispostos num círculo interior dos três círculos concêntricos são dispostos em intervalos iguais ao longo da parte de parede curvada 71 d, de modo a confrontar uma parte periférica interior da pastilha de freio móvel 7.

Um diâmetro externo de cada pistão 55 é fixado em 22 mi

límetros (mm), por exemplo. Os pistões 55 são dispostos numa densidade substancialmente igual sobre a região toda da pastilha de freio móvel 7.

Na Figura 2, os pistões 55 estão dispostos em três colunas, mas a disposição dos pistões 55 não está limitada a isso. Variando o diâmetro externo e a largura da direção axial dos pistões 55, pode ser controlada uma distribuição da força de compressão aplicada à pastilha de freio móvel 7.

Retornando à Figura 3, uma placa adiabática em forma de

disco 61 formada de um material adiabático é ligada à ponta final de cada pistão 55. A placa adiabática 61 evita calor gerado no revestimento 9 de ser transmitido ao diafragma 75.

Uma placa de superfície posterior 62 é ligada à superfície 10 traseira da parte de compressão do pistão 79 por uma pluralidade de parafusos 67. A placa de superfície posterior 62 é formada a partir de um material de placa tendo uma forma substancialmente idêntica à parte de compressão do pistão 79. Os parafusos 67 estão dispostos em intervalos substancialmente iguais em torno da parte de borda periféri15 ca da placa de superfície posterior 62.

Retornando à Figura 2, por um orifício direto 69 para fornecimento de ar comprimido à câmara de pressão 63 a partir de uma fonte de pressão de ar instalada no veículo ferroviário é formada no calibrador de freio 10. O orifício direto 69 é formado na linha central Oz 20 do calibrador de freio 10 por processamento de máquina. O suprimento de ar comprimido para dentro da câmara de pressão 63 pelo orifício direto 69 é controlado por meio de uma válvula de comutação que opera em conformidade com um sinal de comando de um controlador. Quando a frenagem não está em andamento, a câmara de pressão 63 25 fica aberta para a atmosfera.

Quando a frenagem não está em andamento no dispositivo de freio de calibrador 1 constituído na maneira descrita acima, a pastilha de freio móvel 7 é separada da primeira superfície de fricção 6a da roda do veículo 5 por uma força elástica das molas de retorno 44 do par dos ajustadores 41. Além disso, a pressão na câmara de pressão 63 é baixa e, portanto, o diafragma 75 se contrai, de tal forma que os pistões 55 são mantidos numa posição afastada.

Durante a frenagem, o diafragma 75 se expande em con5 formidade com o abastecimento de ar comprimido para a câmara de pressão 63, e, por isso, as molas de retorno 44 dos ajustadores 41 são deformadas, de tal maneira que a pastilha de freio móvel 7 é pressionada em direção à primeira superfície de fricção 6a por meio dos pistões 55, da placa adiabática 61 e do suporte 8. Como resultado, o revesti10 mento 9 da pastilha de freio móvel 7 contata a primeira superfície de fricção 6a da roda do veículo 5, de tal forma que um freio é aplicado à rotação da roda do veículo 5 por meio de força de fricção.

A Figura 5A mostra um dispositivo de freio de calibrador do tipo pistão hidráulico convencional. Esse dispositivo convencional 15 realiza a frenagem fazendo um par de pistões pressionar a pastilha de freio móvel 7 contra um rotor usando pressão de fluido de serviço introduzida em uma câmara de pressão de fluido 48. Neste dispositivo convencional, as dimensões de um cilindro 47 alojando os pistões e uma pressão de fluido requerida introduzida na câmara de pressão de 20 fluido 48 são definidas conforme se segue. Uma parte eclodida da Figura indica uma área de superfície do pistão que recebe pressão.

Diâmetro do cilindro 47: Φ 38 (mm) x 2

Área seccional do cilindro 47 (área de superfície do pistão recebendo pressão): 2.268 milímetros quadrados (mm2)

Pressão de fluido requerida: 9 megapascais (MPa)

Força de pressão = 2.268 x 9 = aproximadamente 20 quilonewtons (kN) A Figura 5B mostra o dispositivo de freio de calibrador do tipo diafragma de pressão de ar 1 de acordo com essa invenção. Aqui, a área seccional do cilindro 70 e a pressão de ar requerida introduzida na câmara de pressão 63 são definidas conforme se segue.

Área seccional do cilindro 70 (= área de superfície do dia

fragma recebendo pressão 75): 27.697 (mm2)

Pressão do ar requerida: 0,75 (MPa)

Força de pressão = 27.697 x 0,75 = aproximadamente 20

(kN)

A força de compressão da pastilha de freio móvel do disposi

tivo de freio de calibrador 1, de acordo com essa invenção, é aproximadamente 20 kN, isto é, idêntica àquela do dispositivo de freio de calibrador do tipo pistão hidráulico convencional.

Em conseqüência, uma área de superfície suficientemente 15 grande que recebe pressão pode ser assegurada no diafragma 75 dentro do espaço limitado de um calibrador de freio 10 e, por isso, o atuador de diafragma 60 do dispositivo de freio de calibrador 1 pode aplicar a força de compressão requerida à pastilha de freio móvel 7 usando pressão de ar que é muito mais baixa que a pressão de fluido requerida.

O dispositivo de freio de calibrador 1, de acordo com essa

invenção, pressiona a pastilha de freio móvel 7 contra a primeira superfície de fricção 6a por meio da pluralidade de pistões 55 levando o diafragma 75 a se expandir. Mesmo quando o calibrador de freio 10 se curva ou se deforma, ocorre sobre uma superfície de rotação da primei25 ra superfície de fricção 6a devido a uma força de reação para a força de compressão, a pastilha de freio móvel 7 é pressionada contra a primeira superfície de fricção 6a com uma pressão de contato uniforme. Por conseqüência, um coeficiente de fricção da pastilha de freio móvel 7 pode ser mantido alto durante todos os tempos e, como resultado, pode ser exibida a força de frenagem original da pastilha de freio móvel. Além disso, já que a pressão de contato é uniforme, é improvável que ocorram aumentos de temperatura local na pastilha de freio móvel 7 e 5 na primeira superfície de fricção 6a, e, portanto, é improvável que ocorra desgaste parcial na pastilha de freio móvel 7 e na primeira superfície de fricção 6a.

Quando a primeira alavanca de calibrador 12 do calibrador de freio 10 se curva numa direção que se separa a partir da primeira 10 superfície de fricção 6a da roda do veículo 5 durante a frenagem, a pastilha de freio móvel 7 é mantida paralela à primeira superfície de fricção 6a. Consequentemente, pode ser evitado o desgaste parcial do revestimento 9 numa direção radial.

No dispositivo de freio de calibrador 1, os pistões 55 e a es15 trutura guia 65 são interpostas entre o diafragma 75 e a pastilha de freio móvel 7, e, portanto, evita-se que o calor gerado pela pastilha de freio móvel 7 seja transmitido ao diafragma 75 por esses membros. Consequentemente, é improvável que o diafragma 75 sofra dano relacionado com o calor.

O diafragma atuador 60 guia a pastilha de freio móvel 7 di

retamente usando pressão de ar fornecida da fonte de pressão de ar instalada no veículo ferroviário, e, portanto, não há necessidade de instalar um conversor hidráulico-pneumático, uma fonte de pressão de fluido, e canalização hidráulica no veículo ferroviário. Por isso, empre25 gando o dispositivo de freio de calibrador 1, de acordo com esta invenção, pode ser alcançada uma redução no peso do veículo ferroviário.

Ao invés de suprir pressão de ar à câmara de pressão 63 do dispositivo de freio de calibrador 1, pode ser fornecida pressão de fluido. Neste caso também é usado um grande número de pistões, em comparação com um dispositivo de freio de calibrador do tipo pistão hidráulico convencional e, portanto, a pastilha de freio móvel 7 pode ser pressionada de modo uniforme. Além disso, empregando-se um grande número de pistões, a área de superfície que recebe pressão aumenta e, como resultado, a força de pressão pode ser assegurada a uma pressão de fluido baixa. Por isso, pode ser reduzido o tamanho do conversor pneumático-hidráulico.

O calibrador de freio 10 é sustentado num estado [flutuante por meio do pino deslizante superior 30 e do pino deslizante inferior 32, de modo a ser capaz de se deslocar na direção do eixo X em relação à estrutura de suporte 20 e, portanto, guiando o atuador de diafragma 60 provido na primeira alavanca de calibrador 12, da primeira alavanca de calibrador 12 e segunda alavanca de calibrador 14, que se estendem de modo a ladear as duas superfícies de fricção 6a e 6b, a pastilha de freio móvel 7 pode ser pressionada contra a primeira superfície de fricção oposta 6a e a pastilha de freio fixa 700 pode ser pressionada contra a segunda superfície de fricção 6b com força igual. Por isso, pode ser reduzido o número de componentes constitucionais do atuador de diafragma 60, permitindo uma redução no tamanho do dispositivo de freio de calibrador 1.

No dispositivo de freio de calibrador 1, a pastilha de freio móvel 7 é suportada pelo calibrador de freio 10, por meio do par de pinos de apoio 43, e a câmara de pressão 63 é formada entre os pinos de apoio 43. Portanto, quando os pinos de apoio 43 se expandem e se contraem, em conformidade com a expansão do diafragma 75, a pastilha de freio móvel 7 pode avançar em direção a e retrair da primeira superfície de fricção 6a suavemente. Além disso, a área de superfície que recebe pressão do diafragma 75 pode ser assegurada suficientemente num espaço localizado entre os pinos de apoio 43 e, portanto, a força de pressão requerida pode ser aplicada sobre uma ampla extensão da pastilha de freio móvel 7. Além disso, o diafragma 75 e a estrutura guia 55 são dispostos de modo a sobrepor na direção do eixo X e, portanto, esses membros podem todos ser dispostos dentro do espaço limitado do calibrador de freio 10. Por isso, pode ser evitado um aumento no tamanho do calibrador de freio 10.

O revestimento 9 da pastilha de freio móvel 7 toma uma forma curva correspondendo ã primeira superfície de fricção 6a e a parede interior do cilindro 71 é constituída pelas partes de parede curvada dianteira e traseira 71c, 71 d, moldadas em alinhamento com o 10 revestimento 9 e as partes de parede arqueadas superior e inferior 71a, 71b, ligando as partes de parede curvadas dianteira e traseira 71c, 71 d. Portanto, a área de superfície que recebe pressão do diafragma 75 pode ser assegurada suficientemente dentro do espaço limitado do calibrador de freio 10. Além disso, pode ser evitada a flexão da parte da borda 15 periférica 76 do diafragma 75 e, portanto, pode ser obtida uma durabilidade favorável no diafragma 75.

No dispositivo de freio de calibrador 1, o suporte 8, a placa adiabática 61 e os pistões 55 são interpostos entre a pastilha de freio móvel 7 e a parte de compressão do pistão 79 do diafragma 75 e, 20 portanto, a transmissão de calor da pastilha de freio móvel 7 para o diafragma 75 pode ser bloqueada de modo confiante. Por isso, pode-se evitar que o diafragma de borracha 75 sofra dano relativo ao calor.

No dispositivo de freio de calibrador 1, a placa de superfície posterior 62 é fixada à parte de compressão do pistão 79 e, portanto, a 25 rigidez de uma parte de contato entre a parte de compressão do pistão 79 e a placa adiabática 61 é melhorada, levando a uma melhora na força da parte de compressão do pistão 79. No entanto, a placa de superfície posterior 62 pode ser omitida, como mostrado na Figura 6.

Referindo-se às Figuras 7 e 8, será descrita uma segunda modalidade desta invenção.

Referindo-se à Figura 8, o dispositivo de freio de calibrador

1, de acordo com esta modalidade, compreende um cilindro 80 formado na primeira alavanca de calibrador 12 com duas pontas abertas, que toma o lugar do cilindro 70, de acordo com a primeira modalidade, e uma cobertura 92 que fecha uma ponta do cilindro 80 para formar uma parte inferior. O diafragma 75 é alojado no cilindro 80.

O cilindro 80 compreende uma parede interior de cilindro 82 que tem uma seção transversal substancialmente elíptica e se estende na direção do eixo X, e uma base de ligação em forma de anel 81 que é formada em um plano definido pelo eixo X e pelo eixo Z para aferrolhar a parte de borda periférica 76 do diafragma 75.

Referindo-se ã Figura 7, o cilindro 80, a pastilha de freio móvel 7, a cobertura 92, e a base de ligação 81 são formados de modo a serem verticalmente simétricos à linha de centro Oz do calibrador de freio 10, que é paralelo ao eixo Z.

Uma pluralidade de orifícios de parafusos é formada na base de ligação 81 em intervalos pré-determinados e a cobertura 92 é fixada à base de ligação 81, por meio de parafusos 84 aparafusados nos orifícios de parafusos.

A parede interior do cilindro 82 é constituída por partes de parede curvas dianteira e traseira 82c e 82d, que se curvam em torno do revestimento 9 da pastilha de freio móvel 7, e partes de parede arqueadas superior e inferior 82c e 82b, que conectam as partes de parede curvadas dianteira e traseira 82c e 82d.

Retornando-se à Figura 8, a parte de borda periférica 76 do diafragma 75 é imprensada entre a base de ligação 81 e a cobertura 92. Uma parte chanfrada 83 é formada entre a base de ligação 81 e a parede interior do cilindro 82 do cilindro 80. A parte chanfrada serve para assegurar que o diafragma 75 se curve suavemente, ao invés de bruscamente, a partir da parte de borda periférica 76 para a parte de fole 77.

A parte de fole 77 se curva em substancialmente 90 graus em torno da parte chanfrada 83 a partir da parte de borda periférica 76, se expande na direção da estrutura guia 65 ao longo da parede interior do cilindro 82 e, depois se curva substancialmente em 180 graus para 10 dentro para atingir a parte de compressão do pistão 79. Formando-se o diafragma desta maneira, a parede interior do cilindro 82 é posicionada no lado de fora da câmara de pressão 63, em contraste com a parede interior do cilindro 71 da primeira modalidade.

Uma base de ligação em forma de anel 95 opondo-se à roda do veículo 5 é formada sobre uma parte final oposta do cilindro 80 para a cobertura 92. A estrutura guia 65 é fixada à base de ligação 95 por uma pluralidade de parafusos 96.

Todas as outras constituições são idênticas à primeira modalidade.

São obtidos efeitos favoráveis similares àqueles da primeira

modalidade nesta modalidade.

Referindo-se às Figuras 9 e 10, será descrita uma terceira modalidade desta invenção.

Esta modalidade é similar à segunda modalidade, mas o suporte 8 é omitido e a pastilha de freio móvel 7 é apoiada pelos pinos de apoio respectivos 43 diretamente.

A pastilha de freio móvel 7 é constituída pelo revestimento 9, que é configurado para contatar a primeira superfície de fricção 6a, que está girando, o corpo 7a ao qual o revestimento 9 está fixado, e a parte de acoplamento 7b formada na superfície traseira do corpo 7a.

Um encaixe de acoplamento em forma de anel 86 é formado na periferia externa de cada pino de apoio 43. São formadas bordas 85 que se acoplam em encaixes de acoplamento 86 nos pinos de apoio superior e inferior 43 respectivamente na ponta superior e na ponta inferior da parte de acoplamento 7b.

Acoplando-se as bordas 85 aos encaixes de acoplamento 86 10 nos pinos de apoio superior e inferior 43, a pastilha de freio móvel 7 é aferrolhada ã primeira alavanca de calibrador 12. Os pinos de apoio 43 são suportados pelos ajustadores 41 para serem capazes de avançar e retrair em relação à primeira superfície de fricção 6a. A pastilha de freio móvel 7 se aproxima da primeira superfície de fricção 6a ou se 15 separa da primeira superfície de fricção 6a, em conformidade com a operação de expansão/contração do diafragma 75.

Efeitos favoráveis similares àqueles da segunda modalidade são obtidos nesta modalidade.

Além disso, nesta modalidade, as bordas 85 na ponta supe20 rior e na ponta inferior da parte de acoplamento 7b da pastilha de freio móvel 7 são apoiadas diretamente pelos pinos de apoio 43, de tal maneira que, durante a frenagem, o diafragma 75 pressiona a pastilha de freio móvel 7 diretamente por meio dos pistões 55. Portanto, o suporte 8 pode ser omitido, permitindo a simplificação da estrutura do 25 dispositivo de freio de calibrador 1 e uma redução na dimensão de direção de eixo X do calibrador de freio 10.

O conteúdo de Tokugan 2007-265597, com uma data de depósito de 11 de outubro de 2007, é incorporado neste documento como referência.

Embora a invenção tenha sido descrita acima com referência a certas realizações, a invenção não está limitada às realizações acima descritas. Modificações e variações das modalidades descritas acima irão ocorrer àqueles versados na técnica, dentro do escopo das Reivindicações.

Por exemplo, nas m acima, as superfícies de fricção 6a e 6b formadas em cada lado da roda do veículo 5 são imprensadas entre as pastilhas de freio 7 e 700. No entanto, esta invenção pode ser aplicada 10 a um dispositivo de freio de calibrador em que as superfícies de fricção 6a e 6b são formadas sobre as superfícies respectivas de um rotor que gira integralmente com a roda do veículo 5, de tal forma que as superfícies de fricção 6a e 6b são imprensadas entre as pastilhas de freio 7 e 700.

Aplicabilidade Industrial

Conforme descrito acima, com o dispositivo de freio de calibrador de acordo com esta invenção, uma força de compressão para pressionar uma pastilha de freio contra um corpo rotatório pode ser feita de maneira uniforme. Por isso, quando o dispositivo de freio de 20 calibrador, de acordo com esta invenção, é aplicado a um dispositivo de frenagem de uma roda de veículo para um veículo ferroviário, em que é exigida uma grande força de compressão da pastilha de freio, é obtido um efeito particularmente favorável.

As modalidades desta invenção, em que é reivindicada uma propriedade ou privilégio exclusivo, são definidas conforme se segue:

Claims

“Dispositivo de Freio de Calibrador Para Veículo” Reivindicações

1. Dispositivo de Freio de Calibrador (I) Para Veículo, que aplica um freio á rotação do corpo rotatório (5) imprensando uma primeira superfície de fricção (6a) e uma segunda superfície de fricção (6b) formadas em cada lado do corpo rotatório (5), caracterizado por que compreende: um calibrador de freio (10) tendo uma primeira alavanca de calibrador (12) que confronta a primeira superfície de fricção (6a) e uma segunda alavanca de calibrador (14) que confronta a segunda superfície de fricção (6b); uma pastilha de freio móvel (7) que é apoiada pela primeira alavanca de calibrador (12) e aplica uma força de frenagem à primeira superfície de fricção (6a) deslocando-se em direção à primeira superfície de fricção (6a); uma câmara de pressão (63) formada no calibrador de freio (10); um diafragma (75) que se expande em conformidade com uma pressão da câmara de pressão (63); uma pluralidade de pistões (55) que guia a pastilha de freio móvel (7) numa direção do eixo rotatório do corpo rotatório (5) em conformidade com a expansão do diafragma (75); um membro guia (65) que guia um deslocamento da pluralidade de pistões (55) numa direção perpendicular em relação à primeira superfície de fricção (6a); um mecanismo de suporte (30, 32) que apóia o calibrador de freio (10) para ser capaz de se deslocar na direção do eixo rotatório do corpo rotatório (5); e uma pastilha de freio fixa (700) que é fixada a uma segunda alavanca de calibrador (14) e aplica uma força de frenagem à segunda superfície de fricção (6b) em cooperação com a pastilha de freio móvel (7) quando é suprida pressão para a câmara de pressão (63).

2. Dispositivo de Freio de Calibrador (I) Para Veículo, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que ainda compreende um par de pinos de apoio (43) que apoiam a pastilha de freio móvel (7) de forma a ser capaz de se deslocar numa direção perpendicular em relação à primeira superfície de fricção (6a), em que a câmara de pressão (63) é formada entre o par de pinos de apoio (43).

3. Dispositivo de Freio de Calibrador (I) Para Veículo, de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por que ainda compreende: uma mola (44) que inclina o pino de apoio (43) numa direção que se separa da primeira superfície de fricção (6a); e um mecanismo de ajuste de intervalo (45) que mantém uma distância entre o pino de apoio (43) e a primeira superfície de fricção (6a) constante quando uma força externa diferente de uma força de mola da mola (44) não atua sobre a pastilha de freio móvel (7).

4.Dispositivo de Freio de Calibrador (I) Para Veículo, de acordo com qualquer da Reivindicação 1 à Reivindicação 3, caracterizado por que o diafragma (75) compreende uma parte de compressão do pistão (79) que contata a pastilha de freio móvel (7) por meio da pluralidade de pistões (55) e uma parte de fole (77) formada numa parte de compressão do pistão periférica (79) de forma a permitir que a parte de compressão do pistão (79) se desloque na direção do eixo rotatório do corpo rotatório (5), a primeira alavanca do calibrador (12) compreende um cilindro (70, 80), que acomoda o diafragma (75) e inclui uma parte inferior (72, 92), a câmara de pressão (63) é formada entre a parte inferior (72, 92) do cilindro (70, 80) e o diafragma (75), o membro guia (65) é constituído por uma estrutura guia na qual a pluralidade de pistões (55) está inserida para ser livre para deslizar, e o cilindro (70, 80) compreende uma parede interior de cilindro (71, 82) que envolve a parte de fole (77) e uma base de ligação na forma de anel (73, 95) à qual é fixada uma parte de borda periférica da estrutura guia.

5 .Dispositivo de Freio de Calibrador (I) Para Veículo, de acordo com qualquer da Reivindicação 1 à Reivindicação 3, caracterizado por que ainda compreende uma placa adiabática (61) que fica interposta entre os respectivos pistões (55) e a pastilha de freio móvel (7).

6.Dispositivo de Freio de Calibrador (I) Para Veículo, de acordo com a Reivindicação 4, caracterizado por que o diafragma (75) compreende uma parte de borda periférica (76) que é imprensada entre a parte de borda periférica da estrutura guia e da base de ligação (73).

7. Dispositivo de Freio de Calibrador (I) Para Veículo, de acordo com a Reivindicação 2 ou a Reivindicação 3, caracterizado por que ainda compreende um suporte (8) que aferrolha a pastilha de freio móvel (7) ao par de pinos de apoio (43).

8.Dispositivo de Freio de Calibrador (I) Para Veículo, de acordo com qualquer da Reivindicação 1 à Reivindicação 3, caracterizado por que a pastilha de freio móvel (7) compreende um revestimento (9) tendo uma forma que se curva numa direção de rotação da primeira superfície de fricção (6), e o cilindro (70) tem uma seção transversa que se curva em alinhamento com a forma do revestimento (9).

9. Dispositivo de Freio de Calibrador (I) Para Veículo, de acordo com qualquer da Reivindicação 1 à Reivindicação 3, caracterizado por que a pastilha de freio móvel (7) compreende um revestimento (9) tendo uma forma que se curva numa direção de rotação da primeira superfície de fricção (6), e o cilindro (80) tem uma seção transversa substancialmente elíptica que cobre o revestimento (9).

10. Dispositivo de Freio de Calibrador (I) Para Veículo, de acordo com a Reivindicação 4, caracterizado por que compreende ainda uma placa de superfície posterior (62) fixada a uma superfície traseira da parte de compressão do pistão (79).

11. Dispositivo de Freio de Calibrador (I) Para Veículo, de acordo com a Reivindicação 4, caracterizado por que a parte inferior (72, 92) é constituída por uma cobertura (92) fixada a uma ponta do cilindro (80) e o diafragma (75) compreende uma parte de borda periférica (81) imprensada entre uma base de ligação do diafragma (81) formada em uma ponta do cilindro e da cobertura (92).

12. Dispositivo de Freio de Calibrador (I) Para Veículo, de acordo com a Reivindicação 11, caracterizado por que o cilindro (80) ainda compreende uma parte chanfrada (83) provida entre a base de ligação do diafragma (81) e a parede interna do cilindro (82).

13. Dispositivo de Freio de Calibrador (I) Para Veículo, de acordo com a Reivindicação 2 ou a Reivindicação 3, caracterizado por que a pastilha de freio móvel (7) compreende um par de bordas (85) que são aferrolhadas diretamente ao par de pinos de apoio (43).