WO2006037831A1 - Detector de desgaste de zapatas o pastillas de freno de aplicación preferente a frenos de vehiculos ferroviarios - Google Patents

Detector de desgaste de zapatas o pastillas de freno de aplicación preferente a frenos de vehiculos ferroviarios Download PDF

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    • F16D2069/004—Profiled friction surfaces, e.g. grooves, dimples

Definitions

  • the object of the present invention relates to a brake shoe or brake pad wear detector, especially for brake shoes or pads intended for railway vehicle brake systems, which provides substantial advantages of simplicity and efficiency over traditional systems. , also achieving extreme reliability.
  • This device does not need to be incorporated in the process of manufacturing or assembling the friction material that these shoes or pads incorporate and therefore can be incorporated at will when these brake shoes or pads are to be placed in the rail vehicle.
  • brake wear detectors are used that warn when the thickness of the friction element has reached a thickness that is considered critical and therefore it is necessary to change the friction element to ensure a perfect operation of the transport vehicle.
  • This conductor embedded inside the friction material of the brake pad must be of a softer material than the friction material of the brake pad and also be of a material that does not damage the brake disc.
  • brake pad wear detection systems have the common connection of being incorporated during the friction material manufacturing process.
  • These brake pads of the state of the art cause the existence of two types of brake pads in the production process, those that do not incorporate the wear detector and those that do incorporate it, thus increasing the production cost and storage cost being necessary to keep the stock of both references.
  • the device of the invention has been developed which adds to the simplicity of its realization and manufacture being an extremely safe and reliable device. This device also allows the incorporation into brake shoes or pads prior to mounting on the vehicle, without having to incorporate said device during the manufacture of the friction material.
  • the brake pad wear detector of the invention is constituted by means of an elongated body, preferably in the form of a "T" that engages in a groove made on the friction material of the brake shoe or pad.
  • This wear detector is introduced, for example, occupying the width of the tablet and for its fastening it has extreme fins that once assembled are conveniently bent preventing the involuntary exit of the detector.
  • This central fin which acts as a contact element with the brake disc, can be carried out continuously or divided into several pronouncements along the length of the detector to control wear in certain areas of the shoe width.
  • This wear detector incorporates at one of its ends an electrical power terminal that will be fed by the control circuit incorporated into the unit itself.
  • This invention provides for multiple preferred embodiments such as They may be different sections of the detector that are not that of a simple "T”, but may adopt other geometric configurations, complying with the premise of serving as a secured crimp element on the friction material itself that incorporates the pad. This element must be firmly retained in the tablet, to
  • Figure 1 represents a plan and profile view of the wear detector of the invention without being mounted on the brake pad or pad itself.
  • Figure 2 represents a perspective view of the detector of Figure 1 in which the retention tabs and the pronouncements incorporated on the active surface of the detector are clearly shown.
  • Figure 3 shows a plan and sectional view of the wear detector assembly of the invention.
  • Figure 4 represents a brake shoe that incorporates the wear detector.
  • Figure 5 shows a half of the groove incorporated in the brake shoe that will be used for coupling the wear detector.
  • Figure 6 represents a front view of the wear detector of the invention in which the section thereof is clearly observed.
  • Figure 1 they are shown both in a plan and profile representation of the wear detector of the invention (1), which is constituted by an elongated body in the form of a "T" at whose end the electrical terminal (2) is attached .
  • This "T" shaped detector has two projection wings (3) that will be those that fit over the appropriate grooves of the brake pad, as will be seen in other representative figures, while centrally the arm of this body ( 4) It will be the arm itself that performs the functions of wear sensor since it will be the area that first makes contact with the brake disc when the friction material incorporated into the brake shoe is worn.
  • This zone (4) can be made continuously or have several appendages (5) that will be the first wear of the sensor.
  • FIG 2 the detector of the invention is shown in a perspective view, and in which all the elements included and referenced in Figure 1 are shown, but highlighting in this representation the previous fins (6) that abut the Ia Slot of the shoe or brake pad preventing its involuntary removal, while at the rear end next to the electrical terminal (2) there is a fin (7) that, in conjunction with the previous fins (6), fixes these sensors immovable to the body of the shoe or brake pad.
  • FIG 3 a shoe body (10) is shown in plan and section in which in one of the grooves (8) that usually have as means of evacuation of heat and worn material of friction the wear detector is included of the invention (1), using the lateral fins (3) to be held on the body of the friction material of the shoes or pads while the arm (4) is the sensor element itself.
  • This detector (1) is carried out transversely to the brake shoe or pad and is held from both ends by the fixing wings (6) and (7).
  • Figure 4 shows a representation very similar to that of the previous figure, but this time showing the entire body of a shoe where the wear detector device is coupled.
  • Figure 5 represents the half-slot shape (9) where the wing (3) of the detector device of the invention is coupled and as the friction material of the shoe or brake pad (10) is the retaining element of the detector wear.
  • Figure 6 finally shows a profile view of the body of the detector (1) and how the side wings (3) that can be mounted on the grooves (9) stand out and how the central wing (4) is pronounced in appendages (5) which are the sensors themselves that will make contact with the brake disc.

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Abstract

El detector de desgaste de zapatas o pastillas para freno de la invención, se constituye por medio de un cuerpo alargado, preferentemente en forma de 'T' que se acopla en una ranura realizada sobre el propio material de fricción de la zapata o pastilla de freno a través de sus alas contrapuestas mientras que el ala central de ese cuerpo alargado constituye el elemento que tomara contacto con el disco de freno cuando se hubiese desgastado el material de fricción de la zapata o pastilla de cierre donde va incorporado el mismo.

Description

DETECTOR DE DESGASTE DE ZAPATAS O PASTILLAS DE FRENO DE APLICACIÓN PREFERENTE A FRENOS DE VEHÍCULOS
FERROVIARIOS
OBJETO DE LA INVENCIÓN
El objeto de Ia presente invención se refiere a un detector de desgaste de zapatas o pastillas de freno, en especial para zapatas o pastillas de freno destinadas a los sistemas de freno de vehículos ferroviarios, que aporta ventajas sustanciales de sencillez y eficacia sobre los sistemas tradicionales, consiguiendo además una fiabilidad extrema.
Este dispositivo no es necesario incorporarlo en el proceso de fabricación o montaje del material de fricción que incorporan estas zapatas o pastillas y por tanto puede incorporarse a voluntad cuando vayan a ser colocadas estas zapatas o pastillas de freno en el vehículo ferroviario. Además incluso podría llegarse al caso de poder ser reutilizados estos detectores en unas nuevas pastillas de freno si así se estima oportuno, ya que serán unos elementos de elevada simplicidad que se acoplan sobre el propio material de fricción de Ia pastilla del freno.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En el ámbito de los sistemas de freno aplicados a vehículos móviles, tanto para transporte por carretera como para transporte ferroviario u otras aplicaciones, se utilizan detectores de desgaste de los frenos que avisan cuando el espesor del elemento de fricción ha llegado a un espesor que se considera crítico y por tanto se hace necesario cambiar el elemento de fricción para asegurar un perfecto funcionamiento del vehículo de transporte.
Estos sistemas prevén Ia incorporación de un hilo conductor embebido en el interior del material de fricción que queda allí incluido en el proceso de fabricación de Ia zapata o pastilla de freno. Esto prevé que solamente sea posible su incorporación durante ese proceso de fabricación y no después de haberlo realizado. Esto lleva consigo que sea necesario mantener dos líneas de fabricación para estas pastillas de fricción, aquellas en las que se incorpora el conductor detector del desgaste y otra para aquellas pastillas que no incorporan dicho detector de desgaste, ya que no todas las pastillas de freno deberán llevar incluidos estos detectores de desgaste.
Además estos sistemas funcionan por continuidad del conductor embebido y se detecta el desgaste cuando este hilo se desgasta por el rozamiento con el disco de freno y queda abierto el circuito eléctrico al que está unido dicho hilo conductor.
Este conductor embebido en el interior del material de fricción de Ia pastilla de freno debe ser de un material mas blando que el propio material de fricción de Ia pastilla y además ser de un material que no deteriore el disco de freno.
Es conocida Ia solicitud de patente Europea EP-1270983 a favor de FEDERAL-MOGUL FRICTION PRODUCTS GmbH que se refiere a un sensor de desgaste del material de fricción de pastillas de freno y en especial de pastillas de freno para ferrocarriles que está constituida por una lámina conductora arrollada en espiral e introducida de forma amovible en un hueco realizado al efecto en el material de fricción, cuya detección del desgaste del material del freno se efectúa mediante el desgaste progresivo de este material conductor arrollado en espiral y por medio de Ia inclusión de un circuito electrónico que mide Ia diferente resistencia del elemento conductor según se produce el desgaste, pudiendo medir por tanto el espesor progresivo que va teniendo el material de fricción. Este sistema es engorroso de fabricación y requiere un circuito electrónico complejo de medición de Ia resistencia de este dispositivo de detección, siendo además extremadamente sensible ya que está sometido a unas condiciones muy duras de funcionamiento.
Igualmente se conoce Ia solicitud de patente PCT WO03/008834 a favor de FEDERAL-MOGUL FRICTION PRODUCTS LIMITED en Ia cual pueden verse como las pastillas de freno disponen de un material de fricción acoplado sobre un elemento soporte que constituye el cuerpo de las pastillas de freno y como el material de fricción lleva embebido dentro del mismo y realizado durante el proceso de fabricación un lazo de cable conductor que cuando se produce el desgaste del material de las pastillas de freno se corta, produciendo Ia interrupción del circuito de alimentación y por tanto mostrándose en el panel Ia necesidad de cambiar las pastillas de freno al tener un espesor de funcionamiento critico.
Estos sistemas detectores de desgaste de las pastillas de freno tienen como nexo común el ser incorporados durante el proceso de fabricación de material de fricción. Estas pastillas de freno del estado de Ia técnica provocan Ia existencia de dos tipos de pastillas de freno en el proceso productivo, aquellas que no incorporan el detector de desgaste y aquellas que si Io incorporan, aumentando por tanto el costo productivo y el costo de almacenamiento al ser necesario mantener el stock de ambas referencias. Para tratar de obviar estas dificultades, se ha desarrollado el dispositivo de Ia invención que suma a Ia sencillez de su realización y fabricación el ser un dispositivo extremadamente seguro y fiable. Igualmente permite este dispositivo Ia incorporación en zapatas o pastillas de freno previamente al montaje sobre el vehículo, sin tener que incorporar dicho dispositivo durante Ia fabricación del material de fricción.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El detector de desgaste de pastillas para freno de Ia invención, se constituye por medio de un cuerpo alargado, preferentemente en forma de "T" que se acopla en una ranura realizada sobre el propio material de fricción de Ia zapata o pastilla de freno.
Este detector de desgaste se introduce por ejemplo ocupando Ia anchura de Ia pastilla y para su sujeción dispone de aletas extremas que una vez montado son dobladas convenientemente impidiendo Ia salida involuntaria del detector.
El cuerpo del detector en forma de "T" en el que ya se ha explicado que las alas laterales realizan Ia función de retención sobre el material de fricción, se completan con una aleta central que es Ia que realiza las funciones de detector propiamente dicho, ya que este ala según se vaya desgastando el material de fricción quedará mas próxima al disco de freno, hasta que el desgaste del material de fricción sea tal que dicha aleta se enrase con el detector y ya el mismo tome contacto con el disco de freno, momento en el cual se cierra el circuito entre detector y disco de freno avisando acústica, visual o luminosamente de que el espesor del material de fricción de las pastillas ha llegado a una situación critica de desgaste y conviene su sustitución.
Esta aleta central que hace las veces de elemento de contacto con el disco de freno, puede realizarse de un modo continuo o bien dividirse en varios pronunciamientos a Io largo del detector para controlar el desgaste en ciertas zonas de Ia anchura de Ia zapata.
Este detector de desgaste incorpora en uno de sus extremos un terminal eléctrico de alimentación que será alimentado por el circuito de control incorporado a Ia propia unidad.
Esta invención prevé múltiples realizaciones preferentes como pueden ser diferentes secciones del detector que no sean la de una simple "T", sino que puede adoptar otras configuraciones geométricas, cumpliéndose con Ia premisa de servir como elemento de engarce asegurado sobre el propio material de fricción que lleva incorporada Ia pastilla. Este elemento debe quedar firmemente retenido en Ia pastilla, para
Io cual en vez de utilizar esas aletas expandibles puede emplear cualquier otro sistema de retención simple.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para completar Ia descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización practica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado Io siguiente:
La figura 1 representa una vista en planta y de perfil del detector de desgaste de Ia invención sin estar montado sobre Ia propia pastilla o zapata de freno.
La figura 2 representa una vista en perspectiva del detector de Ia figura 1 en Ia que se muestran con claridad las pestañas de retención y los pronunciamientos incorporados sobre Ia superficie activa del detector.
La figura 3 muestra una vista en planta y en sección del montaje del detector de desgaste de Ia invención.
La figura 4 representa una zapata de freno que lleva incorporado el detector de desgaste. La figura 5 muestra una mitad de Ia ranura incorporada a Ia zapata de freno que se utilizará para el acoplamiento del detector de desgaste.
La figura 6 representa una vista frontal del detector de desgaste de Ia invención en el que se observa con claridad Ia sección del mismo.
DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
En Ia figura 1 se muestran tanto en una representación en planta como de perfil del detector de desgaste de Ia invención (1), que se constituye mediante un cuerpo alargado en forma de "T" a cuyo extremo se une el terminal eléctrico (2). Este detector con forma de "T" tiene dos alas en proyección (3) que serán las que se acoplen sobre las ranuras adecuadas de Ia pastilla de freno tal y como se verá en otras figuras representativas, mientras que centralmente el brazo de este cuerpo (4) será el propio brazo que realice las funciones de sensor de desgaste ya que será Ia zona que primero tome contacto con el disco de freno cuando se desgaste el material de fricción incorporado a Ia zapata de freno.
Esta zona (4) puede ser realizada de modo continuo o poseer varios apéndices (5) que serán los de primer desgaste del sensor.
En Ia figura 2 se muestra el detector de Ia invención en una vista en perspectiva, y en Ia cual se muestran todos los elementos incluidos y referenciados en Ia figura 1 , pero destacándose en esta representación las aletas anteriores (6) que hacen tope con Ia ranura de Ia zapata o pastilla de freno impidiendo su extracción involuntaria, mientras que en el extremo posterior al lado del terminal eléctrico (2) se sitúa una aleta (7) que en conjunción con las aletas anteriores (6) fija inamovibles estos sensores al cuerpo de Ia zapata o pastilla de freno. En Ia figura 3 se representa en planta y sección un cuerpo de zapata (10) en el que en una de las ranuras (8) que habitualmente tienen como medios de evacuación del calor y de material desgastado de Ia fricción se incluye el detector de desgaste de Ia invención (1), empleando las aletas laterales (3) para sujetarse sobre el propio cuerpo del material de fricción de las zapatas o pastillas mientras que el brazo (4) es el elemento sensor propiamente dicho.
El montaje de este detector (1 ) se realiza de forma transversal a Ia zapata o pastilla de freno y queda sujeto desde ambos extremos por las aletas de fijación (6) y (7).
La figura 4 muestra una representación muy similar a Ia de Ia figura anterior, pero esta vez mostrando todo el cuerpo de una zapata donde se acopla el dispositivo detector de desgaste.
La figura 5 representa Ia forma de media ranura (9) donde se acopla el ala (3) del dispositivo detector de Ia invención y como el propio material de fricción de Ia zapata o pastilla de freno (10) es el elemento retentor del detector de desgaste.
La figura 6 por último muestra una vista de perfil del cuerpo del detector (1 ) y como se destacan las alas laterales (3) acoplables sobre las ranuras (9) y como el ala central (4) se pronuncia en unos apéndices (5) que son los sensores propiamente dichos que tomarán contacto con el disco de freno.

Claims

REIVINDICACIONES
1a.- Detector de desgaste de pastillas o zapatas de freno de aplicación preferente a vehículos ferroviarios caracterizado por estar constituido mediante un cuerpo alargado insertable en el propio cuerpo del material de fricción que cuando roza con el disco del freno por desgaste del material de fricción cierra el correspondiente circuito eléctrico avisando de Ia necesidad de cambio de las zapatas o pastillas de freno.
2a.- Detector de desgaste de pastillas o zapatas de freno de aplicación preferente a vehículos ferroviarios según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el detector posee forma de "T" en el que las dos alas contrapuestas (3) se acoplan en sendas ranuras (9) realizadas sobre el material de fricción de Ia zapata o pastilla de freno, mientras que Ia otra aleta (4) queda enfrentada con el disco de freno y constituirá el elementóte contacto eléctrico con el disco de freno.
3a.- Detector de desgaste de pastillas o zapatas de freno de aplicación preferente a vehículos ferroviarios según Ia reivindicación 1 caracterizado porque en al menos uno de los extremos del dispositivo detector de desgaste dispone de al menos una aleta transversal (6, 7) que obstruye el canal de acoplamiento de Ia zapata o pastilla de cierre para que una vez montado quede retenido de forma inamovible el detector con respecto a Ia zapata o pastilla de freno.
4a.- Detector de desgaste de pastillas o zapatas de freno de aplicación preferente a vehículos ferroviarios según Ia reivindicación 1 caracterizado porque las ranuras (9) de acoplamiento del detector sobre el material de fricción se realizan a ambos lados de las ranuras (8) incorporadas en estas zapatas o pastillas de freno aptas para evacuar el calor producido y evacuación de los restos de material de fricción desprendidos en las mismas.
5a.- Detector de desgaste de pastillas o zapatas de freno de aplicación preferente a vehículos ferroviarios según las reivindicaciones anteriores caracterizado porque se acopla a Io largo del ancho de Ia zapata o pastilla de freno.
6a.- Detector de desgaste de pastillas o zapatas de freno de aplicación preferente a vehículos ferroviarios según las reivindicaciones anteriores caracterizado porque Ia aleta central (4) del dispositivo detector que toma contacto con el disco de freno una vez desgastado el material de fricción de Ia zapata o pastilla de freno es una aleta continua.
7a.- Detector de desgaste de pastillas o zapatas de freno de aplicación preferente a vehículos ferroviarios según las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado porque Ia aleta central (4) del dispositivo detector que toma contacto con el disco de freno una vez desgastado el material de fricción de Ia zapata o pastilla de freno es una aleta discontinua formada por al menos un resalte.
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