ES2946004T3 - Freno neumático para un vehículo ferroviario - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un freno neumático (1) para vehículo sobre raíles. Los forros de fricción se presionan contra las partes de fricción durante un proceso de frenado por medio de presión neumática desde un depósito de aire de freno (2), y en el que el depósito de aire de freno (2) se alimenta desde un suministro de aire comprimido (3), en el que el llenado y el La salida de aire comprimido del depósito de aire de freno (2) se realiza a través de un dispositivo limitador de flujo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Freno neumático para un vehículo ferroviario

Sector técnico

La invención se refiere a un freno neumático para un vehículo ferroviario.

Estado de la técnica

Los vehículos ferroviarios suelen estar dotados de frenos neumáticos. Al respecto han de distinguirse dos formas de realización esenciales. En una primera forma de realización, que suele utilizarse en ferrocarriles de líneas principales, actúa el freno neumático en un cilindro y presiona sobre un revestimiento de fricción en una superficie contrapuesta. El suministro de aire comprimido se realiza entonces a través de una tubería de aire comprimido que se extiende a lo largo de todo el tren, mediante la cual se llenan recipientes de aire auxiliar dispuestos en el vagón. El accionamiento de los frenos se inicia descendiendo la presión en la tubería de aire comprimido, utilizando una válvula de control la presión acumulada en los recipientes auxiliares de aire para presionar sobre los revestimientos de fricción. Esta forma de realización tiene la ventaja de que cuando falla el suministro de presión o bien cuando se presenta una fuga, se realiza automáticamente un frenado. En otros ferrocarriles, por ejemplo ferrocarriles metropolitanos, se utilizan también frenos en los cuales la presión neumática para presionar sobre los revestimientos de freno se regula mediante una válvula de frenado controlada eléctricamente. En esta forma de realización, un fallo del sistema neumático es crítico y además a menudo se alimenta una serie de otros sistemas a partir del mismo sistema de aire comprimido (accionamiento de puertas, accionamiento de acoplamiento, lubrificación de las pestañas de la rueda, etc.), con lo que aumenta la cantidad de componentes potencialmente afectados por la falta y con ello la probabilidad de fallo de toda la instalación de aire comprimido. Contra ello se puede actuar aumentando la redundancia, previéndose por ejemplo varios compresores de aire distribuidos por el tren. Incluso cuando falla un componente, por ejemplo todos los frenos de un chasis, deben seguir estando garantizados los coeficientes de retardo en el frenado necesarios y admisibles. Para ello pueden utilizarse los llamados recipientes de aire de frenado, que acumulan el aire comprimido necesario para los procesos de frenado inmediatos y con ello constituyen un colchón entre la instalación de frenado y el sistema general de suministro de aire comprimido. Así pueden ejecutarse incluso cuando fallan el sistema general de suministro de aire comprimido todavía algunos procesos de frenado, ya que la instalación de frenado propiamente dicha está conectada a través de una válvula de retención con el sistema general de suministro de aire comprimido, que cuando falla la presión del aire en el sistema general de suministro de aire comprimido, impide un reflujo desde la instalación de frenado. Puede estar previsto un recipiente de aire de frenado por cada chasis, con lo que un eventual fallo de un recipiente de aire de frenado afecta a los frenos de un chasis. Pero si solo está previsto un recipiente de aire de frenado por cada vehículo, entonces en un fallo (fuga, rotura, caída del vehículo, etc.) del recipiente de aire de frenado, quedarían fuera de servicio todos los frenos de un vehículo. Igualmente provoca un fallo de un recipiente de aire de frenado que el resto de la instalación de aire comprimido, por ejemplo los accionamientos de las puertas, queden igualmente fuera de servicio. Puesto que el espacio constructivo en los chasis o bien bajo el bastidor inferior es limitado, es deseable prever sólo un recipiente de aire de frenado por cada vagón, pero su fallo provoca la pérdida de todos los frenos de un vagón.

Por el estado de la técnica se conocen instalaciones neumáticas de frenado, dándose a conocer en el documento de patente americana US 4025126A una de ellas, que es adecuada para vehículos ferroviarios y en la cual la presión de frenado aplicada a los revestimientos de los frenos se modula reduciendo la presión en una tubería de control y está prevista una presión de trabajo constante para el funcionamiento de los cilindros de frenado, la cual se apoya mediante recipientes a presión.

Presentación de la invención

La invención tiene por lo tanto el objetivo básico de especificar un freno neumático para un vehículo ferroviario que incluso cuando falle un recipiente de aire de frenado siga siendo apto para el servicio.

El objetivo se logra mediante un freno neumático para un vehículo ferroviario con las características de la reivindicación 1 y un vehículo ferroviario de acuerdo con la reivindicación 5. Ventajosas variantes de configuración son objeto de reivindicaciones subordinadas.

Según la idea básica de la invención, se describe un freno neumático para un vehículo ferroviario en el cual en un proceso de frenado mediante presión neumática procedente de un recipiente de aire de frenado, se presiona sobre revestimientos de fricción en partes contrapuestas que rozan entre sí y en el que el recipiente de aire de frenado se alimenta a partir de un sistema de suministro de aire comprimido y en el que el llenado y la salida de aire comprimido se realiza desde el recipiente de aire de frenado a través de un dispositivo limitador del flujo.

Así se logra la ventaja de que incluso cuando no se mantiene la presión en el recipiente de aire de frenado, sigue manteniéndose la funcionalidad de los frenos, al menos con una potencia de frenado reducida. Al respecto es irrelevante qué fallo ha provocado la reducción o la caída de la presión en el recipiente de aire de frenado. Si existe el suministro de aire comprimido en el vehículo, entonces pueden seguir realizándose frenados incluso cuando falla el recipiente de aire de frenado.

De acuerdo con la invención está dispuesto un dispositivo limitador del flujo en la tubería de entrada del recipiente de aire de frenado, a través del cual se realiza toda entrada y salida de aire comprimido.

Cuando se produce un fallo en el mantenimiento de la presión en el recipiente de aire de frenado, entonces reduce el dispositivo limitador del flujo el flujo volumétrico del aire comprimido que sale de la instalación de frenado a una medida tal que puede seguir suministrándose desde el sistema de suministro de aire comprimido sin que tenga lugar entonces una excesiva caída de la presión.

Para llenar el recipiente de aire de frenado es irrelevante la utilización de este dispositivo limitador del flujo, ya que ciertamente el llenado se realiza más lentamente, lo cual no representa ningún inconveniente al ser los tiempos de realización del frenado bastante más cortos que los tiempos de llenado. El llenado del recipiente de aire de frenado a partir del sistema de suministro de aire comprimido se realiza tanto durante la marcha como también durante la parada del vehículo, tomándose aire del recipiente de aire comprimido sólo directamente mientras se establece la presión en los cilindros de frenado. En vehículos dotados de una protección antideslizamiento, en un frenado con intervención del sistema de protección antideslizamiento, se realiza una repetida expulsión de aire comprimido con rellenado subsiguiente de los cilindros de frenado, con lo que aumenta el consumo de aire comprimido. Un freno de acuerdo con la invención puede proporcionar incluso en esta situación del servicio el aire comprimido necesario para el frenado. Una primera forma de realización ventajosa de la invención prevé la formación del dispositivo limitador del flujo a partir de una conexión en paralelo de una válvula de retención con una válvula de estrangulación. Entonces está orientada la dirección de paso de la válvula de retención desde el recipiente de aire de frenado hasta la instalación de frenado. De esta forma puede fluir durante el proceso de frenado aire comprimido rapidísimamente desde el recipiente de aire comprimido hasta los cilindros de frenado, con lo que incluso cuando se utiliza la invención no tiene problema alguno el proceso de frenado, ya que la presión de frenado se establece con una rapidez tan extraordinaria como la de cuando no hay dispositivo limitador del flujo. Cuando hay una pérdida del mantenimiento de la presión en el recipiente de aire de frenado, fluye aire comprimido desde el sistema de suministro de aire comprimido a través de la tobera hacia el entorno, pero por el contrario no a través de la válvula de retención que cierra por sí misma en este caso. La caída de presión que resulta en la instalación neumática debido a la salida de un flujo de aire comprimido a través de la tobera, viene determinada por la sección transversal abierta de la tobera. La tobera ha de dimensionarse de forma tal que en caso de un fallo no resulte una presión inadmisiblemente baja en la instalación de frenado que reduzca el comportamiento en un frenado, es decir, el posible retardo en el frenado. Al respecto puede estar dotada la tobera de una sección transversal fija o bien puede utilizarse una tobera que puede variar mediante ajuste.

Una forma de realización preferida de la invención prevé que la válvula de retención y la tobera se realicen como unidad con una carcasa común. Mediante esta forma de realización como válvula de retención y de estrangulación, puede reducirse el coste del sistema neumático de tuberías de la instalación de frenado.

Otra forma de realización preferida de la invención prevé que el dispositivo limitador del flujo se realice en forma de una válvula de desbordamiento. Una tal válvula de desbordamiento permite un flujo del aire comprimido solo a partir de una determinada presión absoluta e incluye, en una forma de realización, una válvula de retención para la dirección de vaciado desde el recipiente de aire de frenado en dirección hacia los frenos. Mediante la utilización de una válvula de desbordamiento no se pierde presión en la instalación de frenos incluso en caso de fallo.

Breve descripción de los dibujos

A modo de ejemplo muestran:

figura 1 instalación de frenado con un dispositivo limitador del flujo,

figura 2 instalación de frenado con un dispositivo limitador del flujo en forma de una válvula de desbordamiento.

Realización de la invención

La figura 1 muestra a modo de ejemplo y esquemáticamente una instalación de frenado con un dispositivo limitador del flujo. Se representa el esquema del circuito neumático de una parte de la instalación de aire comprimido de un vehículo ferroviario con un freno neumático 1. Un sistema de suministro de aire comprimido 3 está dotado de un recipiente de aire principal 11, que sirve para acumular aire comprimido, con lo que la presión en la instalación neumática no desciende fuertemente incluso si existe una fuerte demanda de aire comprimido por breve tiempo. La instalación de aire comprimido incluye una pluralidad de otros componentes, como compresores, reguladores de la presión, equipos de medida, así como consumidores como accionamientos de puertas, accionamientos de escalones plegables, etc. Éstos no se muestran en la representación de la figura 1, para simplificar la representación. La instalación neumática de frenado 1 se alimenta con aire comprimido desde la instalación general de aire comprimido, impidiendo una válvula de retención de frenado 4 el reflujo de aire comprimido desde la instalación neumática de frenado 1 hasta la instalación general de aire comprimido. Así se mantiene la presión en la instalación neumática de frenado 1 incluso cuando la instalación general de aire comprimido está fuera de servicio debido a un problema en uno de sus componentes y la presión desciende en el mismo o se extingue por completo. La instalación neumática de frenado 1 incluye una válvula de frenado 5, que puede controlar la tripulación o el sistema de control del vehículo y que conduce entonces una presión neumática proporcional al retardo de frenado deseado a los actuadores de frenado 6. Los actuadores de frenado 6 incluyen respectivos cilindros neumáticos, cuya fuerza se utiliza para presionar sobre revestimientos de frenos en discos de freno. En el ejemplo de realización mostrado se representan dos actuadores de frenado 6 en la realización como frenos de disco. Pero la cantidad y ejecución de los actuadores de frenado 6 no es relevante. El freno neumático 1 está dotado además de un recipiente de aire de frenado 2, que almacena una reserva de aire disponible exclusivamente para frenados y que también se llena a través de la válvula de retención de frenado 4 desde el sistema de suministro de aire comprimido 3. Cuando hay un defecto (pérdida de la presión mantenida) en este recipiente de aire de frenado 2, en instalaciones de frenado convencionales descendería la presión neumática en el freno neumático 1 en función de la sección transversal de la abertura a través de la cual se disipa el aire comprimido y del flujo volumétrico que fluye a continuación desde el sistema de suministro de aire comprimido 3 tan fuertemente que en determinados casos ya no sería posible un frenado. De acuerdo con la invención está dispuesta por lo tanto en la tubería de entrada hacia el recipiente de aire de frenado 2 una válvula de retención y de estrangulación 7, que incluye un circuito en paralelo de una válvula de estrangulación 8 y una válvula de retención 9. Cuando se pierde la presión mantenida en el recipiente de aire de frenado 2, descarga aire el freno neumático 1 por lo tanto a través de la válvula de estrangulación 8 hacia el entorno, reduciéndose fuertemente la caída de presión en el freno neumático 1 debido a la limitada abertura de salida del flujo a través de la tobera 8 y permitiendo todavía en todos los casos frenados mientras el sistema de suministro de aire comprimido 3 esté funcionando. La válvula de retención 9 conectada en paralelo con la tobera 8 permite una inmediata toma de aire comprimido no influida por la tobera 8 desde el recipiente de frenado 2 durante el funcionamiento normal. El llenado del recipiente de aire de frenado 2 se realiza desde el sistema de suministro de aire comprimido 3 algo ralentizado, debido a la tobera 8. En unas formas de realización concretas, están previstos también medidores de presión en el freno neumático 1, mediante los cuales puede detectarse una caída de presión y que no se representan en la figura 1.

La figura 2 muestra a modo de ejemplo y esquemáticamente una instalación de frenado con un dispositivo limitador del flujo en forma de una válvula de desbordamiento. Se representa el sistema de circuitos neumáticos de una parte de la instalación de aire comprimido de un vehículo ferroviario con un freno neumático 1, tal como se representa en la figura 1. A excepción del dispositivo limitador del flujo, todos los componentes son idénticos. En el ejemplo de realización mostrado está constituido este dispositivo limitador del flujo en forma de una válvula de desbordamiento 10, que cuando hay una pérdida de la presión mantenida en el recipiente de aire comprimido 2, impide una salida ilimitada de aire comprimido y por lo tanto queda en el freno neumático 1 una presión de aire suficiente para frenados.

Lista de referencias

1. freno neumático

2. recipiente de aire de frenado

3. suministro de aire comprimido

4. válvula de retención de frenado

5. válvula de frenado

6. actuador de frenado

7. válvula de retención y de estrangulación

8. válvula de estrangulación

9. válvula de retención

10. válvula de desbordamiento

11. recipiente principal de aire

Claims (3)

REIVINDICACIONES

1. Freno neumático (1) para un vehículo ferroviario, en el que en un proceso de frenado mediante presión neumática procedente de un recipiente de aire de frenado (2), se presiona sobre revestimientos de fricción en partes contrapuestas que rozan entre sí y en el que el recipiente de aire de frenado (2) se alimenta a partir de un sistema de suministro de aire comprimido (3),

caracterizado porque el llenado y la salida de aire comprimido se realiza desde el recipiente de aire de frenado (2) a través de un dispositivo limitador del flujo formado por una conexión en paralelo de una válvula de retención (9) y una válvula de estrangulación (8) o de una válvula de desbordamiento (10) como dispositivo limitador del flujo.

2. Freno neumático (1) para un vehículo ferroviario de acuerdo con la reivindicación 1,

caracterizado porque el dispositivo limitador del flujo está realizado como válvula de retención y de estrangulación (7) con una válvula de retención (9) y una válvula de estrangulación (8) en una carcasa común.

3. Vehículo ferroviario que incluye un freno neumático (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2.