ES2328498T3 - Dispositivo de freno magnetico sobre railes. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de freno magnético sobre raíles (4) de un vehículo sobre raíles, que contiene al menos un imán de freno (2) que comprende un cuerpo de carrete de imán (8), al que se sujetan con movimiento varios elementos magnéticos de imán (6), así como al menos una regleta de fijación (32, 34) que discurre en paralelo a la extensión longitudinal del cuerpo de carrete de imán (8) y que está unida directamente al mismo, para fijar el imán de freno (2) a otros elementos constructivos del dispositivo de freno magnético sobre raíles (4), caracterizado porque la regleta de fijación (32, 34) se compone de un material diamagnético o paramagnético.

Description

Dispositivo de freno magnético sobre raíles.

Estado de la técnica

La invención se refiere a un dispositivo de freno magnético sobre raíles de un vehículo sobre raíles, que contiene al menos un imán de freno que comprende un cuerpo de carrete de imán, al que se sujetan con movimiento varios elementos magnéticos de imán, así como al menos una regleta de fijación que discurre en paralelo a la extensión longitudinal del cuerpo de carrete de imán y que está unida directamente al mismo, para unir el imán de freno a otros elementos constructivos del dispositivo de freno magnético sobre raíles, conforme al preámbulo de la reivindica-
ción 1.

Un freno magnético sobre raíles genérico se describe por ejemplo en el documento DE 196 19 409 A1. El componente principal generador de fuerza de un freno magnético sobre raíles eléctrico es el imán de freno. En principio es un electroimán, compuesto por un carrete de imán que se extiende en la dirección del raíl y un núcleo de imán similar a una herradura, que forma el cuerpo base o soporte. La corriente continua que fluye en el carrete de imán produce una tensión magnética, que genera en el núcleo de imán un flujo magnético que se cortocircuita sobre la cabeza de raíl en cuanto el imán de freno se sitúa sobre el raíl. Por medio de esto se produce una fuerza de atracción magnética entre el imán de freno y el raíl. Mediante la energía cinética del vehículo sobre raíles movido se tira del freno magnético sobre raíles a través de pitones de arrastre a lo largo del raíl. Aquí se produce una fuerza de frenado mediante la fricción de deslizamiento entre el imán de freno y el raíl, en unión a la fuerza de atracción magnética. La magnitud de la fuerza de frenado de un freno magnético sobre raíles depende entre otras cosas de la resistencia magnética del circuito magnético, es decir, de la geometría y permeabilidad, de la fluctuación eléctrica, del valor de fricción entre el imán de freno y el raíl así como del estado del raíl.

Con relación a las formas de ejecución de frenos magnéticos sobre raíles se hace también referencia a la publicación "Principios de la técnica de frenado", páginas 92 a 97 de Knorr-Bremse AG, Munich, 2003.

En principio pueden diferenciarse dos tipos diferentes de imanes según la estructura constructiva. En una primera forma de ejecución el imán de freno es un imán rígido, al que se atornillan dos regletas de desgaste que están separadas en dirección longitudinal mediante una regleta no magnética. Esto sirve para evitar un cortocircuito magnético dentro del imán de freno. Los imanes rígidos se usan casi siempre en tráfico urbano en el caso de tranvías y ferrocarriles urbanos.

Asimismo se conocen imanes articulados del género expuesto, en los que el cuerpo de carrete de imán no posee un núcleo de acero rígido continuo, sino que entre los núcleos de acero presenta solamente cámaras abiertas divididas por paredes de separación. En las cámaras aisladas se usan elementos de imán, que pueden moverse durante el proceso de frenado. De este modo pueden seguir irregularidades sobre la cabeza de raíl. Los imanes articulados se usan normalmente en el campo ferroviario. En el caso de imanes articulados conocidos puede disponerse al menos de una regleta de fijación, que discurre en paralelo a la extensión longitudinal del cuerpo de carrete de imán y que está unida directamente al mismo, para fijar el imán de freno a otros elementos constructivos del dispositivo de freno magnético sobre raíles, como por ejemplo sobre soportes de vía o sobre bridas de cilindros de accionamiento. Aquí pueden producirse cortocircuitos magnéticos mediante los soportes de vía o bridas de los cilindros de accionamiento, que reducen de forma negativa la fuerza de sujeción de los imanes articuladas sobre el raíl.

En el documento GB 26295 A se dispone de soportes de tipo columna, que están unidos de forma que los soportan a los imanes allí situados con el bastidor, y adicionalmente dos topes unidos a los imanes con la función de apoyar los imanes, contra la fuerza de rozamiento que se produce al hacer contacto con el raíl, sobre un soporte unido al bastidor en la dirección de marcha. Con ello se produce el problema de que el soporte dispuesto entre los topes en primer lugar sólo entra en contacto con uno de los dos topes del imán durante un frenado y, por medio de esto, se produce un flujo magnético asimétrico favorable para uno de estos topes y desfavorable para el otro tope, de tal modo que el imán por medio de esto se fija por un lado a uno de estos topes como consecuencia del cortocircuito magnético, causado por fuerzas magnéticas, y como consecuencia de esto se produce una fuerza de fricción adicional indeseada entre el imán y el soporte, que actúa en contra del movimiento vertical del imán y por medio de esto de la presión de apriete sobre el raíl. Por ello se prevé en cada caso una capa no magnética entre los topes y el soporte, que debe impedir un cortocircuito magnético entre los topes y el soporte. Con ello se trata sin embargo con relación a los topes o soportes y elementos constructivos adicionales, que sirven mono-funcionalmente sólo para impedir un cortocircuito magnético.

Tarea de la invención

La tarea de la invención consiste frente a esto en perfeccionar un dispositivo de freno magnético sobre raíles de la clase citada al comienzo, de tal modo que entregue la mayor potencia de frenado posible con una estructura sencilla y pocos costes de fabricación.

Esta tarea es resuelta por medio de que la regleta de fijación se compone de un material diamagnético o paramagnético.

Ventajas de la invención

Por un material diamagnético se entiende en general un material cuyo número de permeabilidad es inferior a 1 y que debilita el campo magnético, por ejemplo plata y cobre. Los materiales paramagnéticos presentan un número de permeabilidad algo mayor que 1 e intensifican escasamente el campo magnético, por ejemplo aluminio, platino o aire. Estos materiales se diferencian en cuanto a su efecto sobre el campo magnético claramente de los materiales ferromagnéticos, como por ejemplo hierro, cobalto, níquel, que intensifican notablemente el campo magnético.

Por medio de que está previsto conforme a la invención que la regleta de fijación se componga de un material diamagnético o paramagnético, ésta causa un debilitamiento o una intensificación tan solo escasa del campo magnético, de tal modo que el flujo de dispersión magnético sobre el cuerpo de carrete de imán se reduce claramente con respecto a una regleta de fijación de material ferromagnético, lo que produce una fuerza de sujeción magnética ventajosamente elevada. La regleta de fijación cumple así una ventajosa función doble, por medio de que por un lado sujeta el cuerpo de carrete de imán sobre las piezas de la instalación y, por otro lado, contribuye a evitar los cortocircuitos magnéticos provocados por las mismas. Como consecuencia de ello no se necesita ningún cuerpo separador adicional de material dia- o paramagnético.

Mediante las medidas citadas en las reivindicaciones subordinadas son posibles perfeccionamientos y mejoras ventajosos de la invención indicada en la reivindicación 1.

Dibujos

A continuación se pretende representar a modo de ejemplo la invención con base en el dibujo. En el dibujo muestran

la figura 1 una vista lateral en perspectiva de un freno magnético sobre raíles conforme a la invención, conforme a una forma de ejecución preferida con un imán de freno que contiene varios elementos de imán;

la figura 2 una vista lateral en perspectiva del imán de freno de la figura 1;

la figura 3 una representación en sección transversal del cuerpo de carrete de imán.

Descripción de un ejemplo de ejecución

Para poder adaptarse mejor a las irregularidades de un raíl 1, en el caso de una forma de ejecución preferida mostrada en la figura 1 de un imán de freno 2 de un freno magnético sobre raíles 4, en lugar de un único imán se dispone de varios elementos de imán 6, que se sujetan con una movilidad limitada a un cuerpo de carrete de imán 8 que se extiende en la dirección longitudinal del raíl 1. Esto es resuelto con preferencia por medio de que los elementos de imán 6 están suspendidos de forma limitada con posibilidad de vuelco o basculamiento, simétricamente a un plano central vertical, de las superficies laterales dirigidas unas hacia fuera de otras del cuerpo de carrete de imán 8 en cámaras, formadas entre paredes de separación 10, por ejemplo mediante uniones atornilladas 12. La transmisión de las fuerzas de frenado al cuerpo de carrete de imán 8 se produce después a través de las paredes de separación 10. Las piezas extremas 14, 15 están unidas rígidamente al cuerpo de carrete de imán 8 y dan un buen guiado al imán de freno 2 a través de agujas de cambio de vía y uniones de carriles. El cuerpo de carrete de imán 8, que contiene un carrete de imán no visible desde el exterior, soporta en consecuencia los elementos de imán 6, que forman un núcleo de imán del imán de freno 2.

Los elementos de imán 6 están inmovilizados sobre el cuerpo de carrete de imán 8, de tal modo que sus extremos inferiores 16 vueltos hacia el raíl 1 sobresalen más allá del cuerpo de carrete de imán 8 y, por medio de esto, configuran patillas o bornes 16 que discurren mutuamente en paralelo en sección transversal (polo norte sur) del imán de freno 2. Entre los bornes 16 y una cabeza de raíl 18 del raíl 1 se dispone después de un entrehierro 20.

Como muestra mejor la figura 2 se dispone, para alimentar el carrete de imán con tensión eléctrica, un dispositivo de conexión 26 que presenta al menos dos conexiones eléctricas 22, 24 para el polo positivo o negativo de una fuente de tensión, el cual está dispuesto por ejemplo casi centrado en la región superior de una superficie lateral del cuerpo de carrete de imán 8, con relación a su extensión longitudinal. Las conexiones eléctricas 22, 24 están dirigidas de forma preferida una hacia fuera de la otra y se extienden en la dirección longitudinal del cuerpo de carrete de imán 8.

En el caso de una suspensión elevada del freno magnético sobre raíles 4 se unen dos imanes de freno 2 dispuestos simétricamente sobre los raíles 1, de los que en la figura 1 sólo se muestra uno, con soportes de vía 28 para formar un cuadrado de freno y se montan en el mecanismo de traslación a través de cilindros de accionamiento no mostrados en la figura 1 por motivos de escala. Unos muelles acumuladores en los cilindros de accionamiento sin presión presionan el cuadrado de freno en la posición elevada. Los cilindros de accionamiento están unidos a los imanes de freno asociados a través de bridas 30.

Para fijar el cuerpo de carrete de imán 8 a piezas de la instalación del freno magnético sobre raíles 4, como por ejemplo a los soportes de vía 28 o a las bridas 30 de los cilindros de accionamiento, se han previsto regletas de fijación 32, 34 que discurren en paralelo a la extensión longitudinal del cuerpo de carrete de imán 8 y que están unidas directamente al mismo. Según se mira de forma preferida en la extensión longitudinal del cuerpo de carrete de imán 8, está dispuesta cada una de las regletas de fijación 32, 34 sobre una superficie lateral del cuerpo de carrete de imán 8, en cada caso directamente por encima de una superficie frontal superior 36 de los elementos de imán 6 (figura 3). Aquí se extiende una de las regletas de fijación 32 fundamentalmente desde una pieza extrema 14 a la otra pieza extrema 15 del imán de freno 2, mientras que la otra regleta de fijación 34 está dividida en dos y el dispositivo de conexión 26 está dispuesto entre las dos partes 34a y 34b (figura 2). Las dos regletas de fijación 32, 34 están soldadas en cada caso al cuerpo de carrete de imán y forman junto con éste un grupo constructivo de soldadura.

Si a continuación la corriente continua que fluye en el carrete de imán produce una tensión magnética, que genera un flujo magnético en el núcleo de imán compuesto por los elementos de imán 6, que se cortocircuita sobre la cabeza de raíl 18 en cuanto el imán de freno 2 se sitúa sobre el raíl 1, pueden producirse cortocircuitos magnéticos a través de piezas de la instalación como los soportes de vía 28 o las bridas 30, que reducen negativamente la fuerza de sujeción de los elementos de imán 6 sobre el raíl 1.

Por ello, conforme a la invención al menos una de las regletas de fijación 32, 34 se compone de un material diamagnético o paramagnético. Por medio de esto se produce un debilitamiento o una intensificación tan solo escasa del campo magnético, de tal modo que el flujo de dispersión magnético sobre el cuerpo de carrete de imán 8 se reduce claramente, lo que provoca una fuerza de sujeción magnética ventajosamente elevada.

Lista de números de referencia

1

Raíl

2

Imán de freno

4

Freno magnético sobre raíles

6

Elementos de imán

8

Cuerpo de carrete de imán

10

Paredes de separación

12

Unión atornillada

14

Pieza extrema

15

Pieza extrema

16

Extremo inferior

18

Cabeza de raíl

20

Entrehierro

22

Conexión eléctrica

24

Conexión eléctrica

26

Dispositivo de conexión

28

Soportes de vía

30

Brida

32

Regleta de fijación

34a

Parte

34b

Parte

36

Superficie frontal superior.

Claims (5)

1. Dispositivo de freno magnético sobre raíles (4) de un vehículo sobre raíles, que contiene al menos un imán de freno (2) que comprende un cuerpo de carrete de imán (8), al que se sujetan con movimiento varios elementos magnéticos de imán (6), así como al menos una regleta de fijación (32, 34) que discurre en paralelo a la extensión longitudinal del cuerpo de carrete de imán (8) y que está unida directamente al mismo, para fijar el imán de freno (2) a otros elementos constructivos del dispositivo de freno magnético sobre raíles (4), caracterizado porque la regleta de fijación (32, 34) se compone de un material diamagnético o paramagnético.

2. Dispositivo de freno magnético sobre raíles según la reivindicación 1, caracterizado porque según se mira en la extensión longitudinal del cuerpo de carrete de imán (8), cada una de las regletas de fijación (32, 34) continuas fundamentalmente desde una pieza extrema (14) hasta la otra pieza extrema (15) del cuerpo de carrete de imán (8) está dispuesta sobre una superficie lateral del cuerpo de carrete de imán (8).

3. Dispositivo de freno magnético sobre raíles según la reivindicación 1, caracterizado porque se extiende una regleta de fijación (32) fundamentalmente de forma continua desde una pieza extrema (14) a la otra pieza extrema (15) del cuerpo de carrete de imán (8), y la otra regleta de fijación (34) está dividida en dos, en donde un dispositivo de conexión (26) para una fuente de tensión está dispuesto entre las dos partes (34a y 34b) de la regleta de fijación (34).

4. Dispositivo de freno magnético sobre raíles según al menos una de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque al menos una regleta de fijación (32, 34) forma con el cuerpo de carrete de imán (8) un grupo constructivo de soldadura.

5. Dispositivo de freno magnético sobre raíles según al menos una de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque al menos una regleta de fijación (32, 34) está fijada de forma desmontable a bridas (30) para cilindros de accionamiento, soportes de vía (28) u otras piezas constructivas.