ES2912298T3 - Dispositivo para la liberación auxiliar de frenos de un vehículo, accionados mediante un medio de presión - Google Patents

Dispositivo para la liberación auxiliar de frenos de un vehículo, accionados mediante un medio de presión Download PDF

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Abstract

Dispositivo para la liberación auxiliar de frenos de un vehículo accionados mediante medios de presión, que comprende una unidad de presión de freno (1) que puede ser controlada mediante una unidad de control de freno electrónico (2) y alimentada a través de una primera fuente de presión (3) y que comprende un circuito de freno de servicio para el accionamiento mediante medios de presión de al menos un actuador de freno pasivo (4a-4d) del vehículo; en donde en el dispositivo están proporcionados medios de liberación auxiliares del, al menos un, actuador de freno pasivo (4a-4d) en el caso de una falla en el control normal del circuito del freno de servicio; en donde los medios auxiliares de liberación comprenden una segunda fuente de presión asociada (5) que está conectada directamente con el circuito del freno de servicio a través de una válvula de conmutación (21), caracterizado porque la válvula de conmutación (21) puede ser accionada a través de un control de liberación auxiliar separado (22); en donde la válvula de conmutación (21) conecta el circuito de freno de servicio con la primera fuente de presión (3) en el estado sin alimentación eléctrica.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo para la liberación auxiliar de frenos de un vehículo, accionados mediante un medio de presión
La presente invención hace referencia a un dispositivo para la liberación auxiliar de los frenos de un vehículo accionados mediante medios de presión, que comprende una unidad de presión de freno controlada mediante una unidad electrónica de control de freno y alimentada a través de una primera fuente de presión para el accionamiento mediante medios de presión de al menos un actuador de freno pasivo del vehículo; en donde están proporcionados medios auxiliares de liberación para liberar al menos un actuador de freno pasivo cuando falla un circuito de freno de servicio.
El campo de aplicación de la presente invención se extiende principalmente a la construcción de vehículos ferroviarios, en particular, para el transporte ferroviario local, como, por ejemplo, tranvías. Las ruedas de los vehículos de interés aquí son accionadas por actuadores de frenos pasivos. Los frenos están configurados preferentemente como frenos de disco, que se accionan hidráulicamente a través de una pinza de freno. En un actuador de freno pasivo de este tipo, el frenado y la liberación se realiza aplicando un medio de presión en direcciones opuestas a un cilindro cargado por resorte asociado. En estado sin presión, el cilindro cargado por resorte frena automáticamente mediante la fuerza del resorte. Esta funcionalidad requiere medios de liberación auxiliares para poder liberar el actuador de freno pasivo en caso de falla del circuito de freno de servicio normal, de modo que el vehículo pueda moverse, por ejemplo, remolcarse. Se puede producir una falla del circuito de freno de servicio cuando, en caso de daño, ya no es posible liberar los actuadores de freno pasivos a través del control electrónico de freno normal con la unidad de presión de freno.
De acuerdo con el estado del arte conocido en general, se utiliza una fuente de presión separada para la liberación auxiliar de un actuador de freno pasivo, que pone a disposición una presión auxiliar a través de una conexión prevista junto a la primera fuente de presión en la unidad de presión de freno, con lo cual un circuito de presión auxiliar separado H integrado en la unidad de presión de frenado se alimenta con medio de presión. Esto significa que, además del circuito de freno de servicio normal P, está presente el otro circuito de presión auxiliar H. Para el circuito de presión auxiliar H, la unidad de presión de freno presenta una conexión de salida separada para accionar los actuadores de freno asociados con presión auxiliar en caso de que resulta necesario. Para ello, en los cilindros cargados por resorte de los actuadores de freno se proporciona, por lo general, un pistón separado asociado a la presión auxiliar, a través del cual se realiza la liberación auxiliar del actuador de freno. Por lo tanto, la liberación auxiliar se realiza a través de un circuito de liberación auxiliar H separado a través de una correspondiente acumulación de presión en el actuador de freno pasivo.
La solicitud WO 2006/125615 A revela una solución técnica para un control de freno, en la cual se proporciona una unidad de presión de freno que puede ser controlada por una unidad electrónica de control de freno y alimentada por una primera onda de presión para el accionamiento del medio de presión de un actuador de freno pasivo. Además, se proporcionan medios auxiliares de liberación para liberar el accionamiento del freno pasivo cuando falla un control normal, los cuales comprenden una válvula de conmutación alimentada por una segunda onda de compresión. El objeto de la presente invención consiste en hacer posible una liberación auxiliar fiable de un actuador de freno pasivo utilizando medios técnicos sencillos.
Dicho objeto se resuelve en base a un dispositivo para la liberación auxiliar de frenos accionados por un medio de presión de acuerdo al concepto general de la reivindicación 1, en relación con sus características identificativas. Las reivindicaciones relacionadas subsiguientes presentan perfeccionamientos preferidos de la invención.
La presente invención incluye el principio técnico de que, los medios auxiliares de liberación comprenden una segunda fuente de presión asociada que puede conectarse directamente al circuito de freno de servicio P a través de una válvula de conmutación, en donde la válvula de conmutación puede ser accionada mediante un control de liberación auxiliar separado.
En otras palabras, esto significa que la segunda fuente de presión que contiene la presión auxiliar se puede conectar directamente al circuito de freno de servicio P bajo control de válvula. A este respecto, ya no es necesario un circuito de freno auxiliar por lo demás convencional. Los actuadores de freno conectados tampoco necesitan un cilindro de freno con un pistón separado para aplicar presión auxiliar, ya que la liberación auxiliar a través del pistón de freno normal del cilindro de freno actúa contra la fuerza de resorte del acumulador de resorte que también actúa sobre él. Según una forma de ejecución preferida, la solución conforme a la invención está configurada hidráulicamente y contiene en este sentido una primera y una segunda fuente de presión hidráulica, las cuales pueden estar configuradas, por ejemplo, como acumuladores de presión de membrana. Además, también es posible diseñar las fuentes de presión como bombas hidráulicas a motor, es decir, sin contenedores de almacenamiento. Por consiguiente, la unidad de presión de freno está realizada preferentemente como dispositivo hidráulico, que contiene diferentes válvulas hidráulicas de múltiples vías accionables electromagnéticamente para el control de la presión del circuito de freno de servicio conectado. El dispositivo hidráulico se controla eléctricamente a través de la unidad electrónica central de control de freno. Además, la válvula de conmutación del medio de liberación auxiliar separado, que preferentemente también está integrada de manera directa, puede ser accionada preferentemente eléctricamente a través del control de liberación auxiliar separado. Sin embargo, también puede ser posible accionar manualmente la válvula de conmutación para la liberación auxiliar.
De acuerdo con otra medida que mejora la invención, se propone que la válvula de conmutación esté realizada como una válvula de múltiples vías 3/2, que en el estado sin electricidad, conecta el circuito de freno de servicio con la primera fuente de presión. Esto significa que después de la activación manual o eléctrica a través del control de liberación auxiliar, la válvula de conmutación, en el correspondiente estado con electricidad, establece una conexión desde la segunda fuente de presión al circuito del freno de servicio para iniciar la liberación auxiliar.
Preferentemente, la tecnología de válvulas del dispositivo conforme a la invención está completamente integrada en el dispositivo de presión de freno y éste presenta una primera y una segunda conexión de entrada en la carcasa del dispositivo para la conexión con la primera y la segunda fuente de presión respectivamente. Además, sólo se requiere una única conexión de salida en la carcasa del dispositivo de presión de freno para establecer la conexión con el circuito de freno de servicio, que, además del freno de servicio normal, también se utiliza para liberar los actuadores de freno pasivos conectados. A este respecto, se puede prescindir de una conexión de salida adicional para otro circuito de freno.
A continuación, en base a las figuras se presentan en detalle otras medidas de mejora de la invención junto con la descripción de un ejemplo de ejecución preferido. Las figuras muestran:
Figura 1: un diagrama de bloques esquemático de un dispositivo de liberación auxiliar de frenos accionados mediante medios de presión a través del circuito operativo.
Figura 2: un diagrama de circuito de la funcionalidad de válvula implementada en un dispositivo hidráulico como unidad de presión de frenado.
De acuerdo con la figura 1, un dispositivo para la liberación auxiliar de frenos accionados mediante medios de presión de un vehículo ferroviario (aquí no mostrado) comprende una unidad de presión de freno 1 diseñada como un dispositivo hidráulico que es controlada por una unidad electrónica central de control de freno 2. Una primera fuente de presión 3 está conectada a una primera conexión de entrada S de la unidad de presión de frenado 1, que está configurada como acumulador de presión hidráulica en forma de un acumulador de presión de membrana y almacena la presión hidráulica para el freno de servicio del vehículo.
Para el freno de servicio del vehículo están previstos en total cuatro actuadores de freno pasivos 4a a 4d, que están asociados respectivamente a una rueda del vehículo y que en este ejemplo de ejecución están configurados como frenos de disco con pinzas de accionamiento hidráulico. El accionamiento hidráulico de los actuadores de freno pasivo 4a a 4d se realiza a través de un circuito de freno de servicio al que está asociada una conexión de salida P en la unidad de presión de freno 1.
Además, se proporcionan medios auxiliares de liberación para liberar los actuadores de freno 4a a 4d en caso de una falla del circuito de freno de servicio. Los medios auxiliares de liberación contienen una segunda fuente de presión 5, que también está configurada como acumulador de presión de membrana y está conectada con el dispositivo de presión de freno 1 a través de una conexión de entrada HS. En la pinza de freno 6a a 6d de cada actuador de freno pasivo 4a a 4d está integrado un cilindro cargado por resorte (que no se muestra en detalle), que acciona la pinza de freno 6a a 6d al aplicar presión en la dirección de la acción del resorte y libera el pinza de freno 6a a 6d durante el freno de servicio al aplicar presión contra la acción del resorte.
La figura 2 ilustra la tecnología de válvulas integrada en el dispositivo de presión de freno 1. Una bomba hidráulica 10 se acciona mediante un motor 11 para impulsar aceite hidráulico desde un sumidero de aceite 12 y suministrarlo a un circuito hidráulico a través de un filtro 13. Una válvula de presión mínima 14 sirve como protección contra excesos de carga y conduce el exceso de presión al sumidero de aceite 12. A través de la conexión de entrada S, está conectado el acumulador de presión hidráulica, que no representado en detalle, de la primera fuente de presión 3. Una válvula antirretorno 27 evita que el aceite hidráulico bombeado fluya hacia atrás. Una válvula de múltiples vías 15, mediante un accionamiento electromagnético a través la unidad electrónica de control de freno 2 (que tampoco se muestra), sirve para generar presión en el circuito de freno de servicio con la conexión de salida P en la unidad de presión de freno 1. La válvula de múltiples vías opuesta 16 se utiliza para reducir la presión en este circuito de freno de servicio. Así, la presión deseada en el circuito del freno de servicio se puede ajustar a través de las dos válvulas de múltiples vías 15 y 16. Un sensor de presión 17 asociado envía una señal para la presión instantánea en el circuito de freno de servicio para la unidad de control del freno 2. Además, está proporcionado un sensor de presión 18 del lado de la salida de la válvula antirretorno 27 para medir la presión de suministro generada mediante la bomba hidráulica 10 y también para transmitirla a la unidad electrónica de control de frenos 2 con fines de control.
La válvula de múltiples vías 19, que se desactiva en el caso de una falla, se abre en el circuito de freno de servicio para reducir la presión al sumidero de aceite 12 mediante el circuito de freno, de modo que los frenos son accionados por el resorte acumulador en el caso de una falla. Otra válvula de múltiples vías 20 se utiliza con fines de mantenimiento y se puede accionar manualmente para despresurizar el sistema.
Los medios auxiliares de liberación son suministrados mediante la segunda fuente de presión 5 (no mostrada aquí) a través de la conexión de entrada HS con la presión auxiliar, que se puede conectar directamente con el circuito de freno de servicio a través de una válvula de conmutación 21 en caso de que sea necesario. La válvula de conmutación 21 puede ser accionada a través de un control de liberación auxiliar 22 separado que está diseñado independiente de la unidad electrónica central de control de freno 2. La válvula de conmutación 21 es una válvula direccional 3/2 que, en la posición de conmutación no accionada, permite una acumulación y reducción de presión en el circuito del freno de servicio en la conexión de salida P y, en el estado de conmutación accionado, permite el paso de la presión auxiliar presente en la segunda conexión de entrada HS al circuito de freno de servicio para permitir la liberación auxiliar de los actuadores de freno pasivo accionados mediante un medio de presión. Para la detección del estado de presión del lado de la salida de la válvula, se proporciona un interruptor de presión 23 que está conectado al control de liberación auxiliar 22 para determinar si los actuadores de freno pasivo han alcanzado el estado de liberación auxiliar. Además, en la línea de medio de presión sobre la cual actúa la segunda conexión de entrada HS, en el lado del suministro de presión que realiza la bomba hidráulica 10, está introducido un mecanismo antirretorno en forma de una válvula antirretorno 24. La válvula antirretorno 24 evita que la presión de liberación auxiliar presente en la conexión de entrada HS fluya de regreso al circuito del freno de servicio. La presión de liberación auxiliar puede protegerse con respecto al sumidero de aceite 12 a través de una válvula de presión mínima 25 como una protección contra exceso de carga.
La presente invención no está limitada al ejemplo de ejecución preferido descrito anteriormente. Más bien, también son concebibles modificaciones del mismo, que también se incluyen en el alcance de las reivindicaciones a continuación. De esta manera, también es posible, por ejemplo, accionar la válvula de conmutación 21 manualmente, de modo que en lugar de un dispositivo de liberación auxiliar electrónico 12 en la válvula de conmutación 21 se proporciona un dispositivo de liberación auxiliar manual en forma de un botón de accionamiento. Lista de símbolos de referencia
1 Unidad de presión de freno
2 Unidad de control de freno
3 Primera fuente de presión
4 Actuador del freno
5 Segunda fuente de presión
Pinza del freno
10 Bomba hidráulica
11 Motor
12 Sumidero de aceite
13 Filtro
4 Válvula de presión mínima
15 Válvula de múltiples vías
16 Válvula de múltiples vías
17 Sensor de presión
18 Sensor de presión
19 Válvula de múltiples vías
20 Válvula de múltiples vías
21 Válvula de múltiples vías
2 Control de liberación auxiliar
23 Interruptores de presión
24 Válvula antirretorno
25 Válvula de presión mínima
26 Válvula de presión mínima
7 Válvula antirretorno
S Primera conexión de entrada para la primera fuente de presión 3 HS Segunda conexión de entrada para la segunda fuente de presión 5 P Conexión de salida para el circuito de freno de servicio

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo para la liberación auxiliar de frenos de un vehículo accionados mediante medios de presión, que comprende una unidad de presión de freno (1) que puede ser controlada mediante una unidad de control de freno electrónico (2) y alimentada a través de una primera fuente de presión (3) y que comprende un circuito de freno de servicio para el accionamiento mediante medios de presión de al menos un actuador de freno pasivo (4a-4d) del vehículo; en donde en el dispositivo están proporcionados medios de liberación auxiliares del, al menos un, actuador de freno pasivo (4a-4d) en el caso de una falla en el control normal del circuito del freno de servicio; en donde los medios auxiliares de liberación comprenden una segunda fuente de presión asociada (5) que está conectada directamente con el circuito del freno de servicio a través de una válvula de conmutación (21), caracterizado porque la válvula de conmutación (21) puede ser accionada a través de un control de liberación auxiliar separado (22); en donde la válvula de conmutación (21) conecta el circuito de freno de servicio con la primera fuente de presión (3) en el estado sin alimentación eléctrica.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la válvula de conmutación (21) está realizada como válvula direccional 3/2 accionable manual o electromagnéticamente integrada en la unidad de presión de freno (1).
3. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la primera fuente de presión (3) y la segunda fuente de presión (5) están conectadas respectivamente con una conexión de entrada asociada (S; HS) de la unidad de presión de freno (1).
4. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la unidad de presión de freno (1) está equipada con una única conexión de salida (P) para la conexión con el circuito de freno de servicio.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque las fuentes de presión (3; 5) están configuradas respectivamente como un acumulador de presión hidráulica y/o como un una bomba hidráulica a motor o manual.
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque la unidad de presión de freno (1) está diseñada como un dispositivo hidráulico que comprende válvulas hidráulicas de múltiples vías accionables electromagnéticamente (15, 16, 19, 20, 21) para el control de la presión del circuito de freno de servicio conectado.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque el actuador de freno pasivo (4a-4d) comprende un cilindro cargado por resorte para accionar una pinza de freno asociada (6a-6d); en donde el cilindro accionado por resorte acciona la pinza de freno (6a-6d) aplicando presión en la dirección de la acción del resorte y libera la pinza de freno (6a-6d) aplicando presión en la dirección opuesta a la dirección de la acción del resorte.
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