ES2916049T3 - Actuador de freno - Google Patents

Abstract

Un actuador de freno para un cilindro de freno (2) de un sistema de freno de vehículo ferroviario, comprendiendo dicho actuador de freno (1): un casquillo de empuje (22) configurado para proporcionar fuerza de frenado a dicho sistema de freno; una corredera (30) montada en dicho casquillo de empuje (22) y movible axialmente entre una posición de liberación y una posición de bloqueo; un pistón (24) cargado por medios elásticos (29) y unido a un elemento de anclaje (36); y una pluralidad de bolas (33) dispuestas en respectivas aberturas (32) de dicho casquillo (22) entre la corredera (30) y el elemento de anclaje (36); en el que dichas bolas (33) en dicha posición de bloqueo están configuradas para moverse bajo la acción de una superficie perfilada (38) de la corredera (30) para adoptar una posición sobresaliente con respecto a dicho casquillo (22) para acoplar axialmente el elemento de anclaje (36) con el casquillo (22); en el que dichas bolas (33) en dicha posición de liberación están configuradas para adoptar una posición retraída con respecto a dicho casquillo (22) para desacoplar axialmente el elemento de anclaje (36) del casquillo (22); en el que dicha superficie perfilada (38) de la corredera (30) comprende una ranura de bloqueo (38C) configurada para recibir de forma acoplable a dichas bolas (33) cuando la corredera (30) está en dicha posición de bloqueo; y en el que dicha ranura de bloqueo (38C) está orientada circunferencialmente y se extiende continuamente a lo largo de una circunferencia de dicha corredera (30).

Description

DESCRIPCIÓN

Actuador de freno

CAMPO DE LA TÉCNICA

La presente invención hace referencia al frenado de vehículos ferroviarios y se refiere en particular a un sistema de freno de estacionamiento o de emergencia que incluye un actuador de freno que actúa sobre un cilindro de freno incluido en un freno de vehículo ferroviario.

ANTECEDENTES

Los vehículos ferroviarios están generalmente equipados con sistemas de freno que tienen un pistón que se puede mover bajo la acción neumática y que provoca una acción de frenado de una zapata de freno contra una rueda del vehículo ferroviario.

En general, tales sistemas de freno incorporan un actuador de freno de estacionamiento o de emergencia que se activa a propósito o en caso de caída involuntaria de la presión del fluido a presión. En dichos actuadores de freno, se aplica un efecto de frenado en respuesta a una caída de presión o en ausencia de fluido presurizado, proporcionando fuerza de frenado por medio de un resorte. Una vez que se acciona el actuador del freno, permanece en un estado activado hasta que se libera o hasta que se restablece la presión en el actuador.

Un sistema de freno de estacionamiento de vehículos ferroviarios que refleja la técnica anterior descrita anteriormente se conoce a partir del documento WO2008/085128A1. En el documento EP2154040 B1 se describe otro sistema de frenos de vehículos ferroviarios conocido que incluye un accionador de freno de estacionamiento o de emergencia. Si bien estos sistemas conocidos representan diseños que funcionan bien, todavía hay lugar para mejoras. Otro antecedente conocido es US4951552A que describe un actuador hidráulico provisto de medios de bloqueo.

En este campo técnico de los sistemas de frenado, la economía de espacio y, por lo tanto, el uso eficiente de las dimensiones de la instalación, están adquiriendo una importancia creciente. Esto requiere una utilización eficiente del espacio disponible y, por lo tanto, diseños compactos de los sistemas de frenado y los componentes incluidos en los mismos. Además, la economía de fabricación, montaje e instalación son factores que adquieren cada vez más relevancia.

RESUMEN

En este contexto, es un objeto de la presente invención proporcionar un actuador de freno que sea mejorado con respecto a la técnica anterior y que, en particular, facilite la utilización eficiente de las dimensiones de instalación disponibles.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar un actuador de freno que facilite la economía de fabricación, montaje e instalación.

Estos objetos, y objetos adicionales que aparecerán a partir de la siguiente descripción, se consiguen ahora mediante la técnica expuesta en las reivindicaciones independientes adjuntas; las realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes relacionadas.

En un primer aspecto, se proporciona un actuador de freno para un cilindro de freno de un sistema de frenos de vehículos ferroviarios. El actuador de freno comprende un casquillo de empuje configurado para proporcionar fuerza de frenado al sistema de frenos y una corredera montada axialmente móvil en el casquillo de empuje entre una posición de liberación y una posición de bloqueo. Además, el actuador de freno comprende un pistón que está cargado o accionado por medios elásticos y unido a un elemento de anclaje. Una pluralidad de bolas está dispuesta en respectivas aberturas del casquillo de empuje entre la corredera y el elemento de anclaje. En la posición de bloqueo, las bolas están configuradas para moverse bajo la acción de una superficie perfilada de la corredera para adoptar una posición sobresaliente con respecto al casquillo para acoplar axialmente el elemento de anclaje con el casquillo de empuje. En la posición de liberación, las bolas están configuradas para adoptar una posición retraída con respecto al casquillo de empuje para desacoplar axialmente el elemento de anclaje del casquillo de empuje. La superficie perfilada de la corredera comprende una ranura de bloqueo configurada para recibir de forma acoplada las bolas cuando la corredera está en la posición de bloqueo. La ranura de bloqueo está orientada circunferencialmente y se extiende continuamente a lo largo de una circunferencia de la corredera.

Esta configuración trae consigo la ventaja de que la corredera puede ser simétrica en rotación. De este modo, la complejidad de la fabricación y el montaje se reduce sensiblemente al mismo tiempo que se proporciona un diseño robusto de la corredera. Por lo tanto, se mejora la economía global de producción al mismo tiempo que se adaptan los requisitos estipulados relacionados con la fiabilidad, la fatiga y la vida útil del actuador de freno.

La característica de rotación simétrica prácticamente permite que toda superficie circunferencial de la corredera realice la misma función. Por lo tanto, la corredera se puede utilizar independientemente del número de bolas y/o se puede girar simplemente en caso de desgaste en lugar de ser reemplazada. Esto mejora la flexibilidad y la longevidad de la corredera y el actuador y también facilita un mantenimiento reducido.

En una realización, la superficie deslizante perfilada comprende una ranura de liberación configurada para recibir las bolas de forma acoplada cuando la corredera está en la posición de liberación. La ranura de liberación está orientada circunferencialmente y se extiende continuamente a lo largo de una circunferencia de la corredera.

La ranura de liberación y/o la ranura de bloqueo pueden comprender, cada una, tramos cilíndricos que se extienden paralelos a un eje central de la corredera.

En una realización, el elemento de anclaje comprende un tramo anular con un tramo de extremo abierto configurado para recibir el casquillo de empuje, y un tramo de extremo inferior provisto de un orificio central que tiene un diámetro sensiblemente menor que el diámetro del tramo de extremo abierto.

El casquillo de empuje puede comprender una parte cilíndrica y un tramo de eje hueco que tiene un diámetro exterior sensiblemente menor que el diámetro exterior de la parte cilíndrica. Por lo tanto, el tramo de eje hueco todavía puede ser acomodado por el elemento de anclaje incluso si el elemento de anclaje está provisto de un extremo cerrado.

En una realización, el tramo de eje hueco está configurado para sobresalir a través del orificio dispuesto centralmente. Por ello, el tramo de eje hueco puede sobresalir a través de una cámara de presión para actuar sobre el cilindro de freno.

El tramo de eje hueco puede envolver y alojar un elemento elástico que actúa sobre la corredera. De ese modo, la corredera es empujada para adoptar su posición de bloqueo.

En otra realización, la corredera comprende un tramo de cabeza recibido en el tramo anular y un tramo de punta que tiene un diámetro sensiblemente menor y que es recibido en el tramo de eje hueco. Por lo tanto, la corredera está configurada para ser soportada radialmente por el tramo de eje hueco del casquillo de empuje. El elemento de anclaje puede recibirse en el pistón para formar una superficie lateral a nivel y/o una superficie transversal con la misma. De ese modo, el casquillo de empuje puede hacer tope, estar soportado y deslizarse contra el pistón y el elemento de anclaje.

En otra realización más, el elemento de anclaje comprende un rebaje interior que se extiende circunferencialmente configurado para recibir y acoplar la pluralidad de bolas en la posición de bloqueo. De ese modo, las bolas pueden adoptar una posición sobresaliente con respecto al casquillo de empuje, por lo que el elemento de anclaje se acopla axialmente al casquillo de empuje a través de las bolas.

La corredera puede comprender una ranura de transición que se extiende desde la ranura de liberación hasta la ranura de bloqueo y puede tener un tramo curvo. La ranura de transición puede estar orientada circunferencialmente y extenderse continuamente a lo largo de una circunferencia de la corredera. La corredera proporciona así una transición suave y gradual de las bolas desde la posición de bloqueo hacia la posición de liberación y viceversa.

En otra realización más, el actuador de freno comprende un dispositivo de liberación configurado para impulsar la corredera desde su posición de bloqueo hacia su posición de liberación. De este modo, el cilindro de freno puede aliviarse manualmente de la fuerza ejercida por el tramo de eje hueco del casquillo de empuje.

En un segundo aspecto, se proporciona un actuador de freno para un cilindro de freno de un sistema de frenos de vehículos ferroviarios. El actuador de freno comprende un casquillo de empuje configurado para proporcionar fuerza de frenado al sistema de frenos y una corredera montada axialmente móvil en el casquillo de empuje entre una posición de liberación y una posición de bloqueo. Además, el actuador de freno comprende un pistón que está cargado o accionado por medios elásticos y unido a un elemento de anclaje. Una pluralidad de bolas está dispuesta en respectivas aberturas del casquillo de empuje entre la corredera y el elemento de anclaje. En la posición de bloqueo, las bolas están configuradas para moverse bajo la acción de una superficie perfilada de la corredera para adoptar una posición sobresaliente con respecto al casquillo de empuje para acoplar axialmente el elemento de anclaje con el casquillo de empuje. En la posición de liberación, las bolas están configuradas para adoptar una posición retraída con respecto al casquillo de empuje para desacoplar axialmente el elemento de anclaje del casquillo de empuje. El elemento de anclaje comprende un tramo anular con una región extrema abierta que recibe el casquillo de empuje, y un tramo extremo inferior provisto de un orificio dispuesto centralmente.

La configuración del elemento de anclaje provisto de la parte del extremo inferior permite la reducción del diámetro de un tramo del eje hueco del casquillo de empuje, mientras que puede estar soportado radialmente por el elemento de anclaje.

Además, la configuración del elemento de anclaje facilita adicionalmente una superficie neumática aumentada que comprende el pistón y la parte del extremo inferior del elemento de anclaje. La superficie neumática está expuesta a la presión de la cámara de presión provista de fluido a presión que actúa neumáticamente sobre la superficie. Así, se aumenta la superficie neumática y se mejora la dimensión de instalación.

En una realización del segundo aspecto, el casquillo de empuje comprende un tramo cilíndrico y un tramo de eje hueco que tiene un diámetro sensiblemente menor que el diámetro del tramo cilíndrico. El tramo de eje hueco se recibe en el orificio dispuesto centralmente.

En un tercer aspecto, se proporciona un sistema de frenado de vehículos ferroviarios que comprende un actuador de freno según cualquiera de los aspectos primero y segundo, respectivamente. De acuerdo con las ventajas expuestas anteriormente, un sistema de frenos de vehículos ferroviarios que tiene dicho actuador de freno logra mejoras en la economía de producción y robustez, así como mejoras en la dimensión de instalación requerida del sistema de frenos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Las realizaciones de la invención y las ventajas relacionadas se ilustrarán con más detalle a continuación mediante una serie de ejemplos no limitativos y con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, en los que:

La figura 1 es una vista en perspectiva isométrica de un actuador de freno según una realización,

La figura 2 es una vista lateral de una implementación ejemplar de freno de estacionamiento del actuador de freno de la figura 1,

La figura 3 es una vista lateral en sección transversal del actuador de freno de la figura 1 en un estado liberado y completamente accionado,

La figura 4 es una vista isométrica en sección transversal parcial del actuador de freno en un estado bloqueado y cargado,

La figura 5 es una vista isométrica en sección transversal parcial del actuador de freno en un estado bloqueado y accionado,

La figura 6 es una vista isométrica parcialmente en sección transversal del actuador de freno en un estado liberado y accionado, y

La figura 7 es una vista isométrica explosionada de ciertos componentes incluidos en el actuador de freno de las figuras 1 a 6.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE REALIZACIONES

Con referencia a las figuras 1 y 2, se representa una posible implementación de un actuador de freno 1 en capacidad de un actuador para un freno de estacionamiento 3, que está adaptado para actuar sobre un cilindro de freno 2. Tal actuador de freno de estacionamiento puede formar parte de un sistema de frenado de vehículos ferroviarios.

El actuador de freno 1 y sus características se describirán ahora en general con referencia a la figura 3. El actuador 1 comprende una carcasa o cuerpo 20 que tiene un elemento de base 19 y una parte cilíndrica 25. El elemento de base 19 tiene una abertura 21 frente al cilindro de freno 2. La abertura 21 es una abertura circular que recibe de forma deslizante un elemento de empuje en forma de casquillo 22 que se ajusta en la abertura 21 de manera sellada en virtud de medios de sellado 23, tales como una junta tórica.

Además, el actuador de freno 1 comprende un pistón 24 montado en la parte cilíndrica 25 del cuerpo 20 y que define junto con el cuerpo 20 una cámara de presión 26 representada en la figura 4. La cámara de presión 26 es alimentada con fluido presurizado a través de un conducto 13 (véase la figura 1). El pistón 24 es móvil entre una posición cargada en la que se comprimen los medios elásticos en forma de resortes 29 y posiciones accionadas en las que los resortes 29 se liberan al menos parcialmente con respecto a la posición cargada. El sellado entre el pistón 24 y el cilindro 25 lo proporciona un sello 27.

El pistón 24 comprende en su centro un espacio anular u orificio 17 a través del cual se traslada el casquillo de empuje 22. En particular, como se muestra en la figura 3, el casquillo de empuje 22 comprende un tramo cilíndrico 22A y un tramo de eje hueco 22B que tiene un diámetro sensiblemente menor que el diámetro del tramo cilíndrico 22A. El tramo cilíndrico 22A se recibe de forma deslizante en el orificio 17 del pistón 24 y el tramo de eje hueco 22B se recibe de forma deslizante en la abertura 21 del elemento de base 19. Medios elásticos, formados en el presente ejemplo por los resortes 29, empujan continuamente al pistón 24 hacia su posición de accionamiento.

Una corredera 30 está además dispuesta dentro del casquillo de empuje 22 y adaptada para trasladarse axialmente entre una posición de bloqueo y una posición de liberación, tal como se explicará más adelante en este documento. En la vista esquemática de la figura 3, la corredera 30 está en la posición de liberación y el pistón 24 en una posición totalmente accionada.

El actuador de freno 1 comprende además un elemento de anclaje 36 recibido en el orificio anular 17 del pistón 24 y conformado para formar una superficie axial a nivel 18 con una superficie axial interior 16 del pistón 24. Además, el elemento de anclaje 36 se recibe en el pistón 24 para formar con éste una superficie transversal 14 que puede estar sensiblemente a nivel y mirar hacia la cámara de presión 26. En este sentido, la superficie transversal 14 es una superficie neumática sobre la que actúa el fluido a presión de la cámara de presión 26. La presión en la cámara de presión 26 ejerce así una fuerza neumática directamente sobre el pistón 24 y el elemento de anclaje 36, es decir, la superficie transversal 14.

El pistón 24 envuelve el casquillo de empuje 22 como se muestra en la figura 3. El elemento de anclaje 36 comprende una parte anular 36A que rodea el casquillo de empuje 22 y que tiene un diámetro interior correspondiente al diámetro exterior del tramo cilíndrico 22A del casquillo de empuje 22 que permite que se traslade sobre éste. El tramo anular 36A del elemento de anclaje 36 tiene un tramo de extremo superior abierta 36B y un extremo base inferior 36C que está sensiblemente cerrado y provisto de un orificio dispuesto centralmente 36D que recibe de forma deslizante el tramo de eje hueco 22B del casquillo de empuje 22, permitiéndole moverse a través. El tramo de extremo inferior 36C puede tener forma discoidal, tal como se representa en la figura 3, y estar provisto del orificio 36D dispuesto centralmente.

Una relación dimensional entre el diámetro exterior del tramo de eje hueco 22B del casquillo de empuje 22 y el diámetro interior del cilindro 25 puede estar en el rango de 0,08-0,15; preferiblemente menos de 0,1. En una realización ejemplar, la relación dimensional es aproximadamente 0,09.

La relación dimensional seleccionada facilita que a una presión de preparación proporcionada en la cámara de presión 26 y una dimensión de instalación aportada, es decir, un parámetro limitativo para el diámetro de la parte cilíndrica 25. El presente diseño permite una mayor fuerza de actuación en donde se pueden acomodar fuerzas elásticas relativamente mayores usando la misma dimensión de instalación.

En consecuencia, el actuador de freno 1 aquí descrito consigue una fuerza de accionamiento mejorada mediante la dimensión de montaje/instalación. De este modo, la dimensión de instalación disponible se puede utilizar de manera más eficiente dado que el actuador se puede proporcionar con un diseño más compacto. El sellado entre el casquillo de empuje 22 y la parte del extremo inferior 36C del elemento de anclaje 36 se proporciona mediante un sello 28.

El actuador de freno 1 comprende una pluralidad de bolas 33, en el ejemplo descrito diez bolas 33, dispuestas en la respectiva abertura circular 32 del casquillo de empuje 22 entre la corredera 30 y el elemento de anclaje 36 y/o el pistón 24. Las aberturas 32 están separadas y distribuidas uniformemente alrededor del perímetro del casquillo de empuje 22 y se extienden transversalmente a su eje longitudinal. Las bolas 33 tienen un diámetro que coincide con el diámetro de las aberturas 32 y una sección transversal adaptada para ocupar una posición saliente radialmente hacia el exterior con respecto al casquillo de empuje 22 correspondiente a la posición de bloqueo de la corredera 30 y una posición retraída con respecto al casquillo 22 correspondiente a la posición de liberación de la corredera 30.

Cuando la corredera 30 está en la posición de bloqueo, el elemento de anclaje 36 está adaptado para impulsar axialmente el casquillo de empuje 22 a través del acoplamiento con las bolas 33, como se muestra en las figuras 4 y 5. Por el contrario, cuando la corredera 30 está en posición de liberación, el elemento de anclaje 36 se desacopla axialmente del casquillo de empuje 22. Esto se muestra en las figuras 3 y 6.

Se provoca el movimiento de las bolas 33 radialmente hacia el exterior para adoptar la posición saliente bajo la acción de una superficie lateral 38A-D de la corredera 30.

La corredera 30 está permanentemente cargada a su posición de bloqueo por medios elásticos en forma de resorte 31 dispuestos entre la corredera 30 y el casquillo de empuje 22. En particular, el resorte 31 está dispuesto en el tramo de eje hueco 22B del casquillo de empuje 22, donde se aloja la corredera 30.

Tal como se muestra en la figura 3, la corredera 30 comprende una parte de cabeza 30A y una parte terminal 30B en forma de varilla de empuje, como se representa en la vista detallada de la figura 7. La parte terminal 30B se recibe en el tramo de eje hueco 22B del casquillo de empuje 22 como se muestra en la figura 3. Con referencia a la figura 7, la corredera 30 tiene rotación simétrica alrededor de un eje central C de la misma. En particular, el tramo de cabeza 30A es de rotación simétrica. El tramo de cabeza 30A comprende una superficie de perfil achaflanado 38. En particular, el tramo de cabeza 30A está achaflanado para comprender una secuencia de ranuras que se extienden circunferencial y continuamente 38A, 38B, 38C, 38D. Estas ranuras, que empiezan desde el extremo de la parte de cabeza 30A opuesta a la parte terminal 30B, forman una secuencia de ranuras 38A, 38B, 38C, 38D de radio que aumenta progresivamente. Por lo tanto, la corredera 30 está provista de una superficie de perfil 38 que se extiende lateralmente y de radio que aumenta progresivamente en la dirección axial de la corredera 30 hacia la parte terminal 30B. Así, cada sección transversal de la corredera 30 tiene un radio constante.

La corredera 30 comprende dos partes cilíndricas que proporcionan una ranura de liberación estrecha 38A y una ranura de bloqueo expandida 38C. Una ranura de transición curvo 38B se extiende entre la ranura de liberación 38A y la ranura de bloqueo expandido 38C. Una ranura de extremo inferior 38D con un diámetro mayor que la ranura de bloqueo 38C proporciona a la corredera 30 un tope para retener las bolas 33 en la ranura de bloqueo 38C en la dirección axial.

La ranura de transición 38B comprende un tramo de perfil en forma de arco circular que puede tener un radio similar al de las bolas 33. Por lo tanto, las bolas 33 están en contacto con la superficie de la ranura de liberación 38B en una línea en forma de arco circular en la respectiva transición de las bolas desde la ranura de liberación 38A hasta la ranura de bloqueo 38C o viceversa.

Cuando la corredera 30 se mueve desde la posición de liberación a la posición de bloqueo, las respectivas ranuras 38A-38D de la superficie deslizante perfilada 38 se acoplan con las bolas 33 para hacer que las bolas 33 se muevan radialmente hacia afuera y adopten una posición de bloqueo donde las bolas 33 se acoplan con el elemento de anclaje 36.

El número de bolas 33 se puede seleccionar en función de una serie de parámetros que incluyen, entre otros, la fuerza de restricción del resorte 29. El número de bolas 33 puede estar en el rango de tres a dieciséis. En el ejemplo descrito aquí, el número de bolas 33 es diez.

El elemento de anclaje 36 comprende una depresión local que se extiende circunferencialmente en forma de un rebaje interior 15 para recibir las bolas 33 en su respectiva posición de liberación, que corresponde a la posición sobresaliente con respecto al casquillo de empuje 22. El rebaje 15 sobresale radialmente hacia fuera en la pared a nivel 18 y una sección transversal del mismo puede comprender dos biseles opuestos que proporcionan un límite superior y un límite inferior respectivamente, teniendo una superficie lateral formada entre ellos. Los biseles pueden ser lineales.

El actuador de freno 1 también comprende un dispositivo de liberación 50 que está adaptado para empujar la corredera 30 dentro del casquillo de empuje 22 al comprimir el resorte 31. Por lo tanto, el dispositivo de liberación 50 está adaptado para hacer que la corredera 30 se mueva desde su posición de bloqueo a su posición de liberación, como se muestra en la figura 6.

El funcionamiento del actuador de freno 1 en calidad de freno de estacionamiento se explicará ahora con referencia a las figuras.

En la figura 4, el actuador de freno 1 está en estado cargado o cargado. Un circuito de fluido presurizado (no mostrado) normalmente presuriza la cámara de presión 26 a través del conducto 13 (véase la figura 1) y mantiene el pistón 24 en su posición de alta carga ejerciendo presión neumática sobre el pistón 24 y el elemento de anclaje 36 que actúa axialmente sobre el pistón 24, forzando así al pistón 24 a comprimir los resortes 29.

En la posición mostrada en la figura 4, la corredera 30 está en su posición de bloqueo en virtud del empuje del resorte 31. En esta posición, el elemento de anclaje 36 y el casquillo de empuje 22 están acoplados/acoplados axialmente a través del rebaje 15 acoplado al casquillo de empuje 22 al acoplarse con las bolas 33. Como se muestra, las bolas 33 están situadas en la posición sobresaliente explicada con respecto al casquillo de empuje 22.

Cada bola 33 descansa sobre el perímetro de la respectiva abertura 32 y queda atrapada lateralmente entre el rebaje 15 del elemento de anclaje 36 y la ranura de bloqueo 38C.

Las bolas 33 se colocan en un círculo cuando están dispuestas en su respectiva posición de bloqueo y cuando están dispuestas en su respectiva posición de liberación. Este círculo está dispuesto en un plano transversal del actuador de freno 1 y coaxialmente con el eje central CA del mismo (véase la figura 4). Como se entiende por las figuras 4 y 7, los ejes CA y C coinciden en un eje común.

El diámetro del círculo se expande simétricamente de manera uniforme a medida que las bolas 33 se mueven simultáneamente desde sus respectivas posiciones de liberación hacia sus respectivas posiciones de bloqueo, y el diámetro del círculo disminuye simétricamente de manera uniforme a medida que las bolas 33 se mueven simultáneamente desde sus respectivas posiciones de bloqueo hacia sus respectivas posiciones de liberación.

Cuando las bolas 33 están en posición de bloqueo, el rebaje 15 coincide con las aberturas 32 y la ranura de bloqueo 38C. Cuando las bolas 33 están en la posición de liberación, la cabeza 30A de la corredera 30 descansa sobre la parte extrema inferior del tramo anular 22A del casquillo de empuje 22 o se apoya sensiblemente sobre éste, y las aberturas 32 coinciden con la ranura de liberación 38A.

Los ejes centrales de las aberturas 32 en el casquillo de empuje 22 están dispuestos simétricamente en un plano transversal del actuador de freno 1.

El rebaje 15 está formado en el elemento de anclaje 36 de tal manera que cuando el tramo anular 22A del casquillo de empuje 22 descansa o hace tope con la forma de disco de la parte extrema del elemento de anclaje inferior 36C, el rebaje 15 coincide con las aberturas 32 del casquillo de empuje 22.

Además, el rebaje 15 está formado en el elemento de anclaje 36 de tal manera que cuando el pistón 24 está en su posición cargada y el casquillo de empuje 22 también está en su posición cargada, el rebaje 15 coincide con las aberturas 32 del casquillo de empuje 22.

Desde la posición de la figura 4, una caída de presión en la cámara de presión 26 hace que la fuerza elástica de los resortes 29 supere la fuerza neumática resultante ejercida colectivamente sobre el pistón 24 y el elemento de anclaje 36. De esta manera, el pistón 24 es empujado hacia una posición accionada con el efecto de impulsar o desviar el elemento de anclaje 36 y el casquillo de empuje 22. Dado que las bolas 33 están en posición saliente, el elemento de anclaje 36 se acopla de forma motriz a las bolas 33 en su movimiento axial, por lo que las bolas 33 se acoplan de forma motriz al casquillo de empuje 22. El tramo de eje hueco 22B del casquillo de empuje 22 se traslada axialmente a través de la abertura 21 en el elemento de base 19, sobresaliendo así del cuerpo 20 para proporcionar fuerza de frenado al cilindro de freno 2 como se muestra en las figuras 4 y 5.

La fuerza de frenado del actuador 1 puede suspenderse presurizando la cámara de presión 26 para vencer la fuerza elástica de los resortes 29.

Alternativamente, la fuerza de frenado del actuador 1 puede suspenderse por medio de un dispositivo de liberación 50.

El acoplamiento del dispositivo de desbloqueo 50 hace que la corredera 30 adopte una posición de liberación, con lo que las bolas 33 se desplazan sobre el perfil 38A, 38B, 38C de la corredera 30, acercándose así al eje C de la corredera 30 a colocarse para hacer tope con la ranura de liberación 38A correspondiente a una posición de liberación de las bolas 33 como se muestra en la figura 6.

Mientras las bolas 33 ocupan su posición retraída, el elemento de anclaje 36 se desacopla axialmente del casquillo de empuje 22, por lo que el casquillo de empuje 22 se traslada axialmente con respecto al elemento de anclaje 36 bajo una fuerza contraria ejercida por el cilindro de freno 2.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un actuador de freno para un cilindro de freno (2) de un sistema de freno de vehículo ferroviario, comprendiendo dicho actuador de freno (1):

un casquillo de empuje (22) configurado para proporcionar fuerza de frenado a dicho sistema de freno; una corredera (30) montada en dicho casquillo de empuje (22) y movible axialmente entre una posición de liberación y una posición de bloqueo;

un pistón (24) cargado por medios elásticos (29) y unido a un elemento de anclaje (36); y

una pluralidad de bolas (33) dispuestas en respectivas aberturas (32) de dicho casquillo (22) entre la corredera (30) y el elemento de anclaje (36);

en el que dichas bolas (33) en dicha posición de bloqueo están configuradas para moverse bajo la acción de una superficie perfilada (38) de la corredera (30) para adoptar una posición sobresaliente con respecto a dicho casquillo (22) para acoplar axialmente el elemento de anclaje (36) con el casquillo (22);

en el que dichas bolas (33) en dicha posición de liberación están configuradas para adoptar una posición retraída con respecto a dicho casquillo (22) para desacoplar axialmente el elemento de anclaje (36) del casquillo (22);

en el que dicha superficie perfilada (38) de la corredera (30) comprende una ranura de bloqueo (38C) configurada para recibir de forma acoplable a dichas bolas (33) cuando la corredera (30) está en dicha posición de bloqueo; y

en el que dicha ranura de bloqueo (38C) está orientada circunferencialmente y se extiende continuamente a lo largo de una circunferencia de dicha corredera (30).

2. El actuador de freno según la reivindicación 1, en el que dicha superficie deslizante perfilada (38) comprende una ranura de liberación (38A) configurada para recibir de forma acoplada a dichas bolas (33) cuando la corredera (30) está en dicha posición de liberación; y en el que dicha ranura de liberación (38A) está orientada circunferencialmente y se extiende de forma continua a lo largo de una circunferencia de dicha corredera (30).

3. El actuador de freno según la reivindicación 2, en el que dicha ranura de liberación (38A) y/o dicha ranura de bloqueo (38C) comprenden partes cilíndricas que se extienden paralelas a un eje central (C) de dicha corredera (30).

4. El actuador de freno según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento de anclaje (36) comprende una parte anular (36A) con una parte de extremo abierta (36B) configurada para recibir dicho casquillo (22) y una parte de extremo inferior (36C) provista de un orificio dispuesto centralmente (36D) que tiene un diámetro sensiblemente más pequeño que el diámetro de dicha parte de extremo abierto (36B).

5. El actuador de freno según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho casquillo de empuje (22) comprende un tramo cilíndrico (22A) y un tramo de eje hueco (22B) que tiene un diámetro sensiblemente más pequeño que el diámetro de dicho tramo cilíndrico (22A).

6. El actuador de freno según la reivindicación 5, en el que dicho tramo de eje hueco (22B) está configurado para sobresalir a través de dicho orificio dispuesto centralmente (36D).

7. El actuador de freno según la reivindicación 5 ó 6, en el que dicho tramo de eje hueco (22B) envuelve y aloja un elemento elástico (31) que actúa sobre dicha corredera (30).

8. El actuador de freno según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que dicha corredera (30) comprende una parte de cabeza (30A) recibida en dicha parte anular (36A), y una parte terminal (30B) que tiene un diámetro sensiblemente menor y que es recibido en dicho tramo de eje hueco (22B).

9. El actuador de freno según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento de anclaje (36) se recibe en dicho pistón (24) para formar una superficie lateral a nivel (18) y/o una superficie transversal (14).

10. El actuador de freno según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento de anclaje (36) comprende un rebaje que se extiende circunferencialmente (15) configurado para recibir y acoplar dichas bolas (33) en dicha posición de bloqueo.

11. El actuador de freno según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha corredera (30) comprende una ranura de transición (38B) que se extiende desde dicha ranura de liberación (38A) hasta dicha ranura de bloqueo (38C) y que tiene un tramo curvo; y en el que dicha ranura de transición (38B) está orientada circunferencialmente y se extiende de forma continua a lo largo de una circunferencia de dicha corredera (30).

12. El actuador de freno según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un dispositivo de liberación (50) configurado para llevar dicha corredera (30) desde su posición de bloqueo hasta su posición de liberación.

13. Un actuador de freno para un cilindro de freno (2) de un sistema de freno de vehículo ferroviario, comprendiendo dicho actuador de freno (1):

un casquillo de empuje (22) configurado para proporcionar fuerza de frenado a dicho sistema de frenos; una corredera (30) montada en dicho casquillo de empuje (22) y móvil axialmente entre una posición de liberación y una posición de bloqueo;

un pistón (24) empujado por medios elásticos (29) y unido a una pieza de anclaje (36); y

una pluralidad de bolas (33) dispuestas en respectivas aberturas (32) de dicho casquillo (22) entre la corredera (30) y el elemento de anclaje (36);

en el que dichas bolas (33) en dicha posición de bloqueo están configuradas para moverse bajo la acción de una superficie perfilada (38) de la corredera (30) para adoptar una posición sobresaliente con respecto a dicho casquillo (22) para acoplar axialmente el elemento de anclaje (36) con el casquillo (22);

en el que dichas bolas (33) en dicha posición de liberación están configuradas para adoptar una posición retraída con respecto a dicho casquillo (22) para desacoplar axialmente el elemento de anclaje (36) del casquillo (22); y

en el que dicho elemento de anclaje (36) comprende un tramo anular (36A) con un tramo de extremo abierto (36B) que recibe dicho casquillo (22), y un tramo de extremo inferior (36C) provisto de un orificio dispuesto centralmente (36D).

14. El actuador de freno según la reivindicación 13, en el que dicho casquillo de empuje (22) comprende un tramo cilíndrico (22A) y un tramo de eje hueco (22B) que tiene un diámetro sensiblemente menor que el diámetro de dicho tramo cilíndrico (22A); y en el que dicho tramo de eje hueco (22B) es recibido en dicho orificio dispuesto centralmente (36D).

15. Un sistema de frenos de vehículos ferroviarios, que comprende un actuador de freno según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.