ES2283672T3 - Dispositivo de frenado con timoneria de freno para vehiculos sobre carriles. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de frenado (10), en especial para vehículos sobre carriles, con una timonería de freno (12) que porta al menos un primer elemento de freno, que puede llevarse a un contacto efectivo con un segundo elemento de freno, estando la timonería de freno (12) unida con un punto fijo mediante al menos un cojinete (28), estando configurado el cojinete (28) en dos niveles con un primer nivel elástico y un segundo nivel no elástico, caracterizado porque el cojinete (28) comprende un manguito de cojinete (30) unido en arrastre de fuerza con el puente de freno (16) y un perno de cojinete (32) unido en arrastre de fuerza con el punto fijo, porque el manguito de cojinete (30) presenta un anillo de apoyo (36) dispuesto de forma que circunda coaxialmente el perno de cojinete (32) y distanciado de éste, y porque el perno de cojinete (32) presenta un anillo de cojinete (38) asignado al anillo de apoyo (36).
Description
Dispositivo de frenado con timonería de freno
para vehículos sobre carriles.
La invención se refiere a un dispositivo de
frenado como se indica en el preámbulo de la reivindicación 1. Un
dispositivo de frenado de este tipo se conoce del documento
US-A-4781273.
Se conocen dispositivos de frenado del tipo
genérico. Estos están configurados, por ejemplo, como frenos de
disco. Los frenos de disco de este tipo comprenden palancas de freno
dispuestas en forma de mordazas, que están articuladas de forma
giratoria en un tirante de freno. Mediante un dispositivo de
accionamiento las palancas de freno pueden bascular alrededor de un
eje de giro, de forma que las guarniciones de freno dispuestas en
las palancas de freno pueden colocarse como primer elemento de freno
en contacto efectivo con un segundo elemento de freno, por ejemplo
en el caso de vehículos sobre carriles, con un disco de freno
dispuesto sobre un eje. Normalmente, en el caso de vehículos sobre
carriles, los dispositivos de accionamiento para frenos de discos
están formados por cilindros de aire a presión.
Para desviar la fuerza de freno, el dispositivo
de frenado está unido con un punto fijo, en el caso de vehículos
sobre carriles, con un bogie. Al mismo tiempo, se conoce unir el
puente de freno con el bogie mediante un cojinete elástico. El
puente de freno está unido, al mismo tiempo, con un manguito de
cojinete, que es atravesado por un perno de cojinete, que a su vez
está unido en arrastre de fuerza con el bogie.
Puesto que de forma conocida, especialmente en
el caso de vehículos sobre carriles, debido al funcionamiento, el
dispositivo de frenado está sometido a considerables cargas
mecánicas, por ejemplo, mediante golpes, vibraciones o similares,
se conoce el configurar el cojinete para la fijación del dispositivo
de frenado en el bastidor giratorio como cojinete elástico. Al
mismo tiempo, el perno de cojinete unido con el bastidor de cojinete
está unido mediante un medio elástico, normalmente, una pieza
insertada de caucho o similar, con un manguito de cojinete. Este
cojinete elástico sirve como amortiguación de osci-
laciones.
laciones.
En el caso de dispositivos de freno conocidos,
especialmente, para vehículos sobre carriles, resulta desventajoso
que para asumir grandes fuerzas los cojinetes elásticos deban
dimensionarse con un gran tamaño. Esto conduce a una elevada
necesidad de espacio.
La invención se basa en el objetivo de crear un
dispositivo de frenado del tipo genérico que se caracterice por una
estructura robusta, funcional y que requiera poco espacio.
Según la invención este objetivo se alcanza
mediante un dispositivo de frenado con las características
mencionadas en la reivindicación 1.
Gracias al hecho de que el cojinete elástico
está configurado en dos niveles, se consigue de forma ventajosa que
una optimización del cojinete pueda tener lugar tanto en un
funcionamiento normal como también en un funcionamiento de carga.
Especialmente gracias a que el cojinete comprende un primer nivel
elástico y un segundo nivel no elástico, pueden amortiguarse las
vibraciones, golpes o similares que aparecen durante el
funcionamiento normal a través del nivel elástico del cojinete,
mientras en el caso de un funcionamiento de carga las grandes
fuerzas que aparecen pueden desviarse a través del segundo nivel de
mayor rigidez del cojinete. Así el nivel elástico del cojinete
puede reducirse a un mínimo necesario, de forma que la construcción
requerida por el nivel elástico del cojinete está reducida
igualmente al mínimo necesario. Con ello, el nivel elástico ya no
debe diseñarse para asumir fuerzas en el funcionamiento de carga.
De este modo, se obtienen ventajas considerables en la
funcionalidad de todo el cojinete, así como especialmente en una
optimización de su volumen de construcción.
Según la invención está previsto que el cojinete
elástico comprenda un manguito de cojinete unido en arrastre de
fuerza con la timonería de freno y un perno de cojinete unido en
arrastre de fuerza con el punto fijo, estando formado el nivel
elástico por un medo elástico, mediante el que el perno de cojinete
está unido con el manguito de cojinete. De este modo, de forma
sencilla el nivel elástico del cojinete puede realizarse a través
de la estructura conocida de un cojinete elástico. El medio elástico
que circunda el perno de cojinete -mediante el que el perno de
cojinete está unido con el manguito de cojinete- puede adaptarse a
las cargas esperadas (golpes, vibraciones o similares) durante el
funcionamiento normal del dispositivo de frenado. Especialmente, un
grosor del medio elástico puede reducirse a un mínimo necesario. Así
se reduce la necesidad de volumen de construcción total del
cojinete.
Asimismo, según la invención está previsto que
el manguito de cojinete presente un anillo de apoyo dispuesto de
forma que circunde coaxialmente el perno de cojinete y distanciado
de éste, al que está asignado preferentemente un anillo de cojinete
del perno de cojinete. El anillo de apoyo del manguito de cojinete y
el anillo de cojinete del perno de cojinete se mantienen
distanciados entre sí a través de medios elásticos del nivel de
cojinete elástico. De este modo se consigue que el segundo nivel de
mayor rigidez del cojinete formado por el anillo de apoyo y el
anillo de cojinete esté inactivo y actúe sólo en caso de superar una
fuerza mínima, que puede predeterminarse por el primer nivel
elástico del cojinete. Esta fuerza mínima puede ajustarse mediante
un grosor y/o un módulo de elasticidad del primer nivel
elástico.
Además, en una configuración preferida de la
invención está previsto que el anillo de apoyo y el anillo de
cojinete configuren superficies de cojinete correspondientes,
teniendo preferentemente el anillo de apoyo una superficie de
cojinete cóncava y el anillo de cojinete una superficie de cojinete
convexa. De este modo se consigue que, por un lado, se disponga de
una superficie de cojinete relativamente grande para desviar las
fuerzas y, por otro lado, mediante la realización correspondiente
como superficie de cojinete cóncava y convexa se mantenga un
movimiento cardánico del perno de cojinete dentro del manguito de
cojinete. De este modo, no sólo pueden capturarse fuerzas, sino que
al mismo tiempo puede garantizarse una compensación de movimientos
de la timonería de freno.
Otras configuraciones preferentes de la
invención se desprenden de las características restantes mencionadas
en las reivindicaciones subordinadas.
La invención se explica en detalle a
continuación en un ejemplo de realización mediante los dibujos
correspondientes. Se muestra:
Figura 1 un freno de disco de un vehículo sobre
carriles en una vista en perspectiva esquemática y
Figura 2 un cojinete elástico en una
representación en sección esquemática.
La figura 1 muestra un dispositivo de frenado
identificado en conjunto con el 10 en una vista en perspectiva
esquemática. El dispositivo de frenado 10 está configurado como
freno de disco y sirve, por ejemplo, para el freno de vehículos
sobre carriles.
El dispositivo de frenado 10 comprende una
timonería de freno 12, que comprende una palanca de freno 14 y un
puente de freno 16. La palanca de freno 14 está articulada de forma
giratoria en el puente de freno 16 mediante un eje de giro 18. La
palanca de freno 14 está unida, por un lado, con un dispositivo de
accionamiento 20, en el ejemplo mostrado con un cilindro de aire a
presión. En el lado alejado del dispositivo de accionamiento 20
-respecto al eje de giro 18- la palanca de freno 14 lleva una
guarnición de freno 22, que sirve como elemento de freno.
Distanciada de la guarnición de freno 22 está dispuesta otra
guarnición de freno 22, que está fijada en un cojinete de
guarnición de freno 24. Las guarniciones de freno 22 forman un
primer elemento de freno, que actúa con un segundo elemento de
freno - no representado. El segundo elemento de freno es, por
ejemplo, un disco de freno dispuesto sobre un eje de rueda, que
encaja en el espacio intermedio entre las guarniciones de freno
22.
El dispositivo de frenado 10 está fijado
mediante lengüetas de suspensión 26 (también denominadas estribos)
en un bastidor giratorio no representado de un vehículo sobre
carriles. El dispositivo de frenado 10 está unido además mediante
un cojinete 28 con el bastidor giratorio. Al mismo tiempo, un
manguito de cojinete 30 está unido en arrastre de fuerza con el
puente de freno 16, mientras un perno de cojinete 32 está unido en
arrastre de fuerza con el bastidor giratorio. El cojinete 28 se
configura como cojinete elástico, como se explica a
continua-
ción.
ción.
En una forma de realización no representada se
prevé una forma de mordazas de freno, que no tiene lengüetas de
suspensión. Las fuerzas que aparecen se asumen mediante un segundo
cojinete de cau-
cho.
cho.
La estructura general y el efecto del
dispositivo de frenado 10 se conocen, de forma que en el marco de la
presente descripción no se entrará en detalle. En el caso de freno,
el dispositivo de accionamiento 30 se solicita con aire a presión,
de forma que un émbolo del dispositivo de accionamiento 20 ejerce
una fuerza de accionamiento sobre la palanca de freno 14. Esta
bascula alrededor del eje de giro 18, de forma que las guarniciones
de freno 22 se acercan entre sí. De este modo, tiene lugar una
sujeción del disco de freno que se encuentra entre las guarniciones
de freno 22, de manera que se llega a un contacto por fricción entre
los elementos de freno y se inicia el proceso de frenado.
Durante el uso del dispositivo de frenado 10
según las disposiciones éste está sometido a una considerable
solicitación mecánica. Especialmente se transmiten golpes,
vibraciones o similares durante la marcha del vehículo sobre
carriles a través del bastidor giratorio al dispositivo de frenado
10. Para conseguir una amortiguación de estos golpes y vibraciones,
el dispositivo de frenado 10 está unido mediante el cojinete 28
elástico con el bastidor de giro. El cojinete elástico 28 sirve, de
este modo, para un desacoplamiento del dispositivo de frenado 10 de
golpes, vibraciones o similares.
La figura 2 muestra el cojinete elástico 28 en
una representación en sección esquemática. Se observa que el
manguito de cojinete 28 es atravesado axialmente por el perno de
cojinete 32. Para ello, el manguito de cojinete tiene aberturas de
paso 34, cuyo diámetro es mayor que un diámetro del perno de
cojinete en la zona de las aberturas de paso 34. El manguito de
cojinete 30 y el perno de cojinete 32 están configurados,
preferentemente, de forma rotacionalmente simétrica respecto a un
eje longitudinal 35. El manguito de cojinete 30 tiene un anillo de
apoyo 36 interior, que circunda coaxialmente el perno de cojinete
32. Al anillo de apoyo 36 está asignado un anillo de cojinete 38
del perno de cojinete 32. El anillo de apoyo 36 tiene una primera
superficie de cojinete 40 cóncava, que está asignada a una segunda
superficie de apoyo 43 convexa del anillo de cojinete 38. En estado
de reposo el anillo de apoyo 36 y el anillo de cojinete 38 están
dispuestos distanciados entre sí. Entre el anillo de apoyo 36 y el
anillo de cojinete 38 se encuentra una holgura anular 33, que está
configurada por ejemplo como distancia de aire.
El perno de cojinete 32 se sujeta dentro del
manguito de cojinete 30 a través de medios elásticos 46. Los medios
elásticos 46 están configurados, por ejemplo, como anillos de caucho
o similares. Los medios elásticos 46 tienen una abertura de paso 48
axial, cuyo contorno interior está adaptado a un contorno exterior
50 del perno de cojinete 32. Especialmente, el perno de cojinete 32
tiene dos ranuras anulares 52, en las que encajan los medios
elásticos 46 con una abombamiento anular 54 respectivo. Mediante la
acción conjunta de ranuras anulares 52 y abombamientos anulares 54
es posible un posicionamiento preciso del perno de cojinete 32
dentro del manguito de cojinete 30. Tiene lugar casi un
posicionamiento auto-ajustable del perno de cojinete
32. Especialmente tiene lugar, de este modo, una orientación del
anillo de cojinete 38 respecto al anillo de apoyo 36, de forma que
las superficies de cojinete 40 y 42 asignadas entre sí discurren
coaxialmente entre sí.
El manguito de cojinete 30 -como muestra la
figura 1- está unido en arrastre de fuerza con el puente de freno
16, mientras el perno de cojinete 32 está unido en arrastre de
fuerza con el bastidor giratorio no representado. Los golpes,
vibraciones o similares que actúan sobre el bastidor giratorio se
asumen por el perno de cojinete 32 y se transmiten mediante los
medios elásticos al manguito de cojinete 30. A través de los medios
elásticos 46 tiene lugar un desacoplamiento, de forma que existe
una amortiguación de oscilaciones. La altura de la amortiguación
oscilaciones puede ajustarse mediante un grosor de los medios 46
elásticos y/o un módulo de elasticidad de los medios elástico
46.
Por medio de la representación se observa que el
perno de cojinete 32 se sujeta mediante los medios elásticos 46 en
la zona del anillo de cojinete 38 a distancia del anillo de apoyo
36. Si la fuerza que actúa sobre el perno de cojinete 32 supera una
fuerza mínima, tiene lugar una deformación elástica de los medios
elásticos 46 en la medida en que el anillo de cojinete 38 llega a
tener contacto de apoyo indirecto con el anillo de apoyo 36. de
este modo, en este caso, tiene lugar una dirección de fuerza directa
mediante el contacto entre el perno de cojinete 32 y el anillo de
cojinete 38, por un lado, y el manguito de cojinete 30 y el anillo
de apoyo 36, por otro lado.
Se observa que mediante la configuración
hallada, se ha realizado un cojinete 28 elástico en dos niveles. Un
primer nivel elástico se realiza mediante los medios elásticos 46,
mientras que un segundo nivel con mayor rigidez está realizado en
unión con el anillo de apoyo 36. De este modo, según las condiciones
de uso del dispositivo de frenado 10 puede seleccionarse una
configuración de cojinete óptima, especialmente, el nivel elástico
puede ajustarse a las vibraciones, golpes o similares que aparecen
durante una solicitación normal, mientras en el caso de una
solicitación por carga, el anillo de cojinete 38 y el anillo de
apoyo 36 asumen las fuerzas.
A través de la configuración correspondiente de
las superficies de apoyo 40 y 42, por un lado la superficie de
cojinete 40 cóncava y, por otro lado, la superficie de cojinete 42
convexa se garantiza además que se mantenga un movimiento cardánico
del perno de cojinete 32 en caso de carga. Las superficies de
cojinete 40 y 42 pueden moverse entre sí - sin que esto conduzca a
una reducción de la superficie de cojinete que desvía la fuerza.
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10
\tabulDispositivo de frenado
12
\tabulTimonería de freno
14
\tabulPalanca de freno
16
\tabulPuente de freno
18
\tabulEje de giro
20
\tabulDispositivo de accionamiento
22
\tabulGuarnición de freno
24
\tabulCojinete guarnición de freno
26
\tabulLengüetas de suspensión
28
\tabulCojinete
30
\tabulManguito de cojinete
32
\tabulPerno de cojinete
34
\tabulAberturas de paso
35
\tabulEje longitudinal
36
\tabulAnillo de apoyo
38
\tabulAnillo de cojinete
40
\tabulSuperficie de cojinete
42
\tabulSuperficie de cojinete
44
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46
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48
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50
\tabulContorno exterior
52
\tabulRanura anular
54
\tabulAbombamiento anular.
\global\parskip0.000000\baselineskip
Claims (7)
1. Dispositivo de frenado (10), en especial para
vehículos sobre carriles, con una timonería de freno (12) que porta
al menos un primer elemento de freno, que puede llevarse a un
contacto efectivo con un segundo elemento de freno, estando la
timonería de freno (12) unida con un punto fijo mediante al menos
un cojinete (28), estando configurado el cojinete (28) en dos
niveles con un primer nivel elástico y un segundo nivel no
elástico, caracterizado porque el cojinete (28) comprende un
manguito de cojinete (30) unido en arrastre de fuerza con el puente
de freno (16) y un perno de cojinete (32) unido en arrastre de
fuerza con el punto fijo, porque el manguito de cojinete (30)
presenta un anillo de apoyo (36) dispuesto de forma que circunda
coaxialmente el perno de cojinete (32) y distanciado de éste, y
porque el perno de cojinete (32) presenta un anillo de cojinete
(38) asignado al anillo de apoyo (36).
2. Dispositivo de frenado según la
reivindicación 1, caracterizado porque el nivel elástico
está formado por, al menos, un medio elástico (46) mediante el que
el perno de cojinete (32) está unido con el manguito de cojinete
(32).
3. Dispositivo de frenado según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el anillo
de apoyo (36) y el anillo de cojinete (38) configuran superficies de
cojinete (40, 42) que se corresponden.
4. Dispositivo de frenado según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el anillo
de apoyo (36) posee una superficie de cojinete (40) cóncava y el
anillo de cojinete (38) posee una superficie de cojinete (42)
convexa.
5. Dispositivo de frenado según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el perno
de cojinete (32) y el al menos un medio elástico (46) poseen
características de forma (52, 54) que se corresponden.
6. Dispositivo de frenado según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el perno
de cojinete (32) comprende, al menos, una ranura anular (52) en la
que encaja en arrastre de forma un abombamiento anular (54)
correspondiente al al menos un medio (46) elástico.
7. Dispositivo de frenado según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
dispositivo de frenado (10) es un freno de disco.
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| EP1357009A3 (de) | 2005-05-04 |
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