ES2874339T3 - Válvula de freno mecánica simplificada y circuito neumático de frenado de un conjunto de vagones ferroviarios que incorpora una válvula de freno mecánica de este tipo - Google Patents

Abstract

Válvula (22) de freno mecánica para controlar un circuito neumático de frenado de un conjunto (10) de vagones ferroviarios de uno o varios vehículos (12) ferroviarios, el circuito neumático de frenado que comprende un conducto (24) de alimentación, un conducto (20) general de freno para distribuir una presión a uno o varios mecanismos (18) de frenos neumáticos, la válvula (22) de freno mecánica que comprende: - una válvula (32) neumática de relé que comprende un volumen (36) de admisión destinado a conectarse al conducto (24) de alimentación, un volumen (38) de escape destinado a conectarse al conducto (20) general de freno, un orificio (40) de purga y un volumen (42) de dirección, siendo adecuada la válvula (32) neumática de relé, en presencia de una diferencia positiva suficiente entre la presión de dirección que reina en el volumen (42) de dirección y una presión de escape que reina en el volumen (38) de escape, para abrir un paso entre el volumen (36) de admisión y el volumen (38) de escape, y que es adecuada para abrir un paso entre el volumen (38) de escape y el orificio (40) de purga al menos cuando el volumen (42) de dirección está a la presión atmosférica; y - una etapa (30) de dirección electroneumática para hacer variar la presión de dirección, que comprende un conjunto de una o varias electroválvulas (60, 62) adecuado para conectar el volumen (42) de dirección de forma alternativa a una fuente (24) de presión, y un orificio (58) de vaciado, caracterizada por que la etapa (30) de dirección electroneumática comprende además una válvula (80) de vaciado adecuada para vaciar el volumen (42) de dirección en presencia de una diferencia de presión superior a un umbral positivo dado entre el volumen (42) de dirección y el volumen (38) de escape.

Description

DESCRIPCIÓN

Válvula de freno mecánica simplificada y circuito neumático de frenado de un conjunto de vagones ferroviarios que incorpora una válvula de freno mecánica de este tipo

Campo técnico de la invención

La invención se refiere a una válvula de freno mecánica y en particular a una válvula de freno mecánica simplificada. Se designa por válvula de freno mecánica a un elemento de control neumático o electroneumático que permite hacer variar la presión de un conducto de freno que alimenta los frenos neumáticos de un vehículo ferroviario. Para los trenes y conjuntos de vagones automotrices de longitudes reducidas, que comprenden un número de vehículos reducido, un número de ejes reducido y que presentan una longitud reducida, el control neumático puede ser de concepción simplificada y se habla por tanto de válvula de freno mecánica simplificada.

Estado de la técnica anterior

Se conocen controles de frenado simplificados, denominados válvulas de freno mecánicas simplificadas, que aseguran el control de la presión neumática en un conducto general de alimentación neumática en frenos de servicio. Normalmente, dicha válvula de freno mecánica debe asegurar una posición de apriete del freno de servicio por la reducción de la presión en el conducto general, una posición de aflojamiento, una posición de aflojamiento por aumento de la presión en el conducto general y la posibilidad de modular la presión en el conducto general para modular el frenado.

Sin embargo es difícil con una válvula de freno mecánica simplificada de un estado de la técnica, asegurar a la vez un caudal importante de llenado y de vaciado del conducto general de freno, necesario para obtener un tiempo de respuesta satisfactorio y una regulación final de la presión en el conducto general.

Por otro lado, se conocen válvulas de freno mecánicas que comprenden una válvula neumática de relé, controlada por una etapa de dirección electroneumática. Pero entonces se plantea la cuestión del control de la válvula de relé en circunstancias excepcionales, por ejemplo en caso de fuga importante en el conducto general de freno o en caso de activación de un freno de urgencia independiente de la válvula de freno mecánica y que tiene por efecto vaciar el conducto general de freno.

En el documento EP 0496058 A2, se describe una válvula de freno mecánica según el preámbulo de la reivindicación 1.

Descripción de la invención

La invención tiene por objetivo remediar los inconvenientes del estado de la técnica y proponer un control neumático simple que combina una gran capacidad de caudal, una capacidad de regulación final de los intervalos de llenado y de vaciado y una gestión de circunstancias excepcionales de vaciado del conducto general de freno.

Para hacer esto se propone, según un primer aspecto de la invención, una válvula de freno mecánica para controlar un circuito neumático de frenado de un conjunto de vagones o varios vehículos ferroviarios, el circuito neumático de frenado que comprende un conducto de alimentación, un conducto general de freno para distribuir una presión a uno o varios mecanismos de frenos neumáticos, la válvula de freno mecánica que comprende:

- una válvula neumática de relé que comprende un volumen de admisión destinado a conectarse al conducto de alimentación, un volumen de escape destinado a conectarse al volumen general de freno, un orificio de purga y un volumen de dirección, la válvula neumática de relé que es adecuada, en presencia de una diferencia positiva suficiente entre una presión de dirección que reina en el volumen de dirección y una presión de escape que reina en el volumen de escape, para abrir un paso entre el volumen de admisión y el volumen de escape, y siendo adecuada para abrir un paso entre el volumen de escape y el orificio de purga al menos cuando el volumen de dirección está a la presión atmosférica; y

- una etapa de dirección electroneumática para hacer variar la presión de dirección, que comprende un conjunto de una o varias electroválvulas, adecuadas para conectar el volumen de dirección de forma alternativa a una fuente de presión y a un orificio de vaciado y una válvula de vaciado adecuada para vaciar el volumen de dirección en presencia de una diferencia de presión superior a un umbral positivo dado entre el volumen de dirección y el volumen de escape.

La válvula neumática de relé confiere a la válvula de freno mecánica una gran capacidad y la etapa de dirección permite la regulación final buscada de los intervalos de llenado y de vaciado.

La válvula de vaciado, por su parte, se activa en particular en caso de fuga importante en el circuito de frenado principal, por ejemplo en el conducto general de freno o cuando el dispositivo de frenado de urgencia ha sido aplicado y ha provocado un vaciado del conducto general de freno. Su papel, en dichas circunstancias es evitar que la válvula neumática de relé provoque un llenado del conducto general de freno.

En la práctica, la válvula neumática de relé será dimensionada para minimizar la pérdida de carga en las condiciones de llenado. En particular, la sección de paso nominal (máxima) entre el volumen de admisión y el volumen de escape y la sección de paso nominal (máxima) entre el volumen de escape y el orificio de purga se dimensionarán en función del diámetro del conducto de alimentación y del conducto general de freno para minimizar las pérdidas de carga.

Con preferencia, la válvula neumática de relé es adecuada para mantener el volumen de escape aislado del volumen de admisión y del orificio de purga cuando la diferencia entre la presión de dirección y la presión de escape e superior a un umbral positivo dado de purga e inferior a un umbral positivo dado de llenado. El rango de funcionamiento así definido corresponde a un estado natural de la válvula neumática de relé que permite estabilizar el control de la válvula neumática de relé. Sin embargo, se tendrá interés en que el rango de funcionamiento correspondiente a esta posición intermedia de aislamiento sea relativamente reducido de manera que el tiempo de respuesta de la válvula neumática de relé se reduzca. El umbral positivo de purga es con preferencia nulo o próximo a cero: tan pronto como el volumen de dirección esté en depresión con respecto al volumen de escape, este último se purga.

Según un modo de realización particularmente ventajoso, el conjunto de una o varias electroválvulas en un estado en particular abierto conecta el volumen de dirección al orificio de vaciado en ausencia de alimentación eléctrica. Un fallo eléctrico de la etapa de dirección electroneumática se traduce por tanto en el vaciado del volumen de dirección, lo que conlleva a su vez a la purga del volumen de escape, por tanto el apriete de los frenos.

En la práctica, se puede en particular prever que el conjunto de una o varias electroválvulas comprenda una electroválvula de vaciado adecuada para conectar el volumen de dirección al orificio de vaciado, con preferencia por medio de un estrangulamiento. Con preferencia, la electroválvula de vaciado es una electroválvula de todo o nada. Se evita por tanto recurrir a una electroválvula proporcional. Con preferencia, la electroválvula de vaciado está normalmente abierta en una posición que conecta el volumen de dirección al orificio de vaciado en ausencia de alimentación eléctrica.

Por otro lado, se puede prever que el conjunto de una o varias electroválvulas comprenda una electroválvula de llenado adecuada para conectar la fuente de presión al volumen de dirección, con preferencia por medio de un estrangulamiento. En caso necesario, se puede prever un reductor de presión conectado en serie entre el volumen de admisión y la electroválvula de llenado para asegurar que la presión máxima en el circuito de dirección no sobrepase un valor nominal dado, por ejemplo 5 bar. Con preferencia, la electroválvula de llenado es una electroválvula de todo o nada. Por tanto se evita recurrir a una electroválvula proporcional. Con preferencia, la electroválvula de llenado está normalmente cerrada en una posición que aísla el volumen de dirección de la fuente de presión en ausencia de alimentación eléctrica.

Según un modo de realización preferido, la electroválvula de vaciado se conecta en serie entre la electroválvula de llenado y el volumen de dirección para conectar el volumen de dirección de forma alternativa a la electroválvula de llenado o al orificio de vaciado. En la práctica, la etapa de dirección electroneumática comprende además un circuito eléctrico de dirección adecuado por un lado en respuesta una señal eléctrica de aflojamiento de los frenos, para situar en la electroválvula de vaciado en una posición que conecta el volumen de dirección a la electroválvula de llenado y para situar la electroválvula de llenado en una posición de llenado que conecta el volumen de dirección a la fuente de presión por medio de la electroválvula de vaciado y por otro lado, en presencia de una señal eléctrica de apriete de los frenos, para situar la electroválvula de vaciado en una posición de vaciado que conecta el volumen de dirección al orificio de vaciado y para situar la electroválvula de llenado en una posición que aísla la electroválvula de vaciado de la fuente de presión.

Según un modo de realización, la etapa de dirección electroneumática comprende además un control de activación de un intervalo inicial de apriete, que comprende un presostato conectado al volumen de dirección y un circuito lógico conectado al presostato y al conjunto de una o varias electroválvulas, y adecuado, en respuesta a una orden de aflojamiento, para generar con destino del conjunto de una o varias electroválvulas un control eléctrico de vaciado parcial del volumen de dirección hasta la detección por el presostato del alcance de un umbral predeterminado de presión, y después para regular el volumen de dirección al umbral predeterminado de presión. Se controla por tanto, a nivel de la etapa de dirección electroneumática, una función de apriete previo. El intervalo inicial de apriete se define por el usuario y puede ser conforme a disposiciones normativas. En la práctica, para una presión nominal de apriete de 5 bar en el conducto general de freno, el intervalo inicial de apriete será por ejemplo fijado a 4,6 bar. Al dirigir el intervalo inicial de apriete a nivel de la etapa de dirección electroneumática, se asegura un tiempo de respuesta ampliamente independiente del volumen del conducto general de freno, del número de ejes y de la longitud del tren.

Según un modo de realización, la válvula neumática de relé es adecuada, en presencia de una diferencia positiva suficiente entre una presión de dirección que reina en el volumen de dirección y una presión de escape que reina en el volumen de escape, para abrir el paso entre el volumen de admisión y el volumen de escape con una sección de paso que es función de la presión de dirección y de la presión de escape.

Con preferencia, la válvula de freno mecánica comprende además un depósito de dirección conectado al volumen de dirección y que tiene una capacidad con preferencia inferior a 10 litros, con preferencia inferior a 4 litros y con preferencia superior a 1 litro. El depósito de dirección constituye un volumen de almacenamiento que permite obtener la precisión de la regulación buscada.

Según otro aspecto de la invención, el mismo trata de un circuito neumático de frenado de un conjunto de vagones de uno o varios vehículos ferroviarios, que comprende un conducto de alimentación conectado a un generador de presión, un conducto general de freno para distribuir una presión a uno o varios mecanismos de frenos neumáticos, así como una válvula de freno mecánica tal como se describió anteriormente. Con preferencia, el circuito de frenado comprende además una válvula de frenado de urgencia independiente de la válvula de frenado mecánica y conectada al conducto general de freno para vaciar el conducto general de freno.

Breve descripción de las figuras

Otras características y ventajas de la invención se desprenderán de la lectura de la descripción siguiente con referencia a las figuras adjuntas, que ilustran:

- la figura 1, un circuito de frenado neumático de un conjunto de vagones ferroviarios, que comprende una válvula de freno mecánica según un modo de realización de la invención;

- la figura 2, la válvula de freno mecánica del circuito de freno neumático de la figura 1.

Para más claridad, los elementos idénticos o similares se identifican mediante signos de referencia idénticos en el conjunto de las figuras.

Descripción detallada de modos de realización

En la figura 1 se ilustra un conjunto 10 de vagones ferroviarios que comprende en este ejemplo varios vehículos 12 soportados cada uno por uno o varios trenes de ruedas 16, de los cuales algunos al menos, y con preferencia al menos un par de vehículos 12 están equipados con frenos 18 neumáticos. Un conducto 20 general de freno recorre el conjunto de un conjunto 10 de vagones y conecta los frenos 18 neumáticos repartidos en los diferentes vehículos 12 a una válvula 22 de freno mecánica, a su vez conectada por un conducto 24 de alimentación a un grupo 26 de producción de aire comprimido embarcado en los vehículos 12 del conjunto 10 de vagones. Los frenos 18 neumáticos se calibran de manera que están completamente apretados cuando la presión en el conducto general de freno es inferior a una presión predeterminada, por ejemplo 3,5 bar y para estar completamente aflojados cuando la presión sobrepasa un umbral de aflojamiento total, por ejemplo de 4,75 bar, siendo la presión nominal en el conducto 20 general de frenos por ejemplo fijada a 5 bar. La presión entregada por el grupo 26 de producción de aire comprimido es, en las condiciones nominales de funcionamiento, siempre superior a la presión nominal en el conducto 20 general de freno. El circuito neumático de frenado comprende además una válvula 27 de frenado de urgencia independiente de la válvula 22 de freno mecánica y directamente conectada al conducto 20 general de freno para vaciar rápidamente el conducto general de freno en caso de urgencia.

La válvula 22 de freno mecánica, ilustrada en detalle en la figura 2, permite hacer variar la presión del conducto 20 general de freno en función de una orden recibida y comprende con tal fin una etapa 28 de potencia neumática controlada por una etapa 30 de dirección electroneumática.

La etapa 28 de potencia neumática en este caso está constituida por una válvula 32 neumática de relé con control neumático que comprende un cuerpo 34 que delimita un volumen 36 de admisión conectado al conducto 24 de alimentación, un volumen 38 de escape conectado al conducto 20 general de freno, un orificio 40 de purga y un volumen 42 de dirección. Una válvula 44 de corredera separa el volumen 36 de admisión de un volumen 38 de escape cuando descansa sobre un asiento 46 de válvula de llenado formado en el cuerpo 34 de la válvula 32 neumática de relé. Un pistón 48 de dirección separa de manera estanca el volumen 42 de dirección del volumen 38 de escape y forma un asiento 50 de válvula de válvula de purga sobre el cual se apoya un extremo de una parte 52 central tubular de la válvula 44 de corredera, que desemboca a nivel del orificio 40 de purga. Un muelle 54 de compresión devuelve la válvula 44 de corredera al asiento 46 de válvula de llenado, mientras que un muelle 56 de dirección tiende a alejar el pistón 48 de dirección y el asiento 50 de válvula de purga del extremo de la válvula 44 de corredera, de manera que mantiene abierta la conexión entre el volumen 38 de escape y el orificio 40 de purga.

En la práctica, el muelle 56 de dirección es más blando que el muelle 54 de compresión. En caso necesario puede ser omitido. Puede tomar apoyo o bien en el cuerpo 34 de la válvula 32 neumática de relé o bien en la válvula 44 de corredera. Por otro lado, la válvula 44 de corredera no tiene efecto de pistón diferencial en el sentido en el que se conforma de manera que la presión en el volumen 36 de admisión y la presión en el volumen de escape no ejercen un esfuerzo resultante en el sentido de desplazamiento de la válvula de corredera.

En reposo, el volumen 56 de dirección es vaciado. El muelle 54 de compresión mantiene la válvula 44 de corredera en apoyo contra el asiento 46 de válvula de llenado. El muelle 56 de dirección mantiene el asiento 50 de válvula de purga portado por el pistón 48 de dirección a distancia del extremo de la válvula 44 de corredera de manera que el volumen 38 de escape y el conducto 20 general de freno están a la presión atmosférica. Los frenos 18 neumáticos por consiguiente están apretados.

Cuando se aplica una presión al volumen 42 de dirección, el pistón 48 de dirección se desplaza con el asiento 50 de válvula de purga que se apoya contra el extremo de la válvula 44 de corredera para aislar el volumen 38 de escape y el conducto 20 general de freno. Si la presión en el volumen 42 de dirección e superior a un umbral de llenado determinado por el muelle 54 de compresión y de forma accesoria por el muelle 56 de dirección, el pistón 48 de dirección separa la válvula 44 de corredera del asiento de válvula de llenado permitiendo al aire comprimido del conducto 24 de alimentación fluir, a través del volumen 36 de admisión y del volumen 38 de escape, en el conducto 20 general de freno, para alimentar al conducto 20 general de freno y aflojar los frenos 18 neumáticos. La presión en el volumen 38 de escape a aumenta y se va a aplicar sobre el pistón 48 de dirección cuya posición varía en función de la presión de escape que reina en el volumen 38 de escape, de la presión de dirección que reina en el volumen 42 de dirección y de los esfuerzos aplicados por el muelle 54 de compresión y de forma accesoria por el muelle 56 de dirección. Cuando la presión de escape es suficiente, el pistón 42 de dirección vuelve a empujarse, la válvula 44 de corredera se apoya sobre el asiento de válvula de llenado y aísla el volumen 38 de escape. Se establece un equilibrio entre la presión de escape y la presión de dirección, sin que el extremo de la válvula 44 de corredera se separe del asiento 50 de válvula de purga.

Si a partir de esta posición se disminuye la presión de dirección para alcanzar un intervalo intermedio, el pistón 48 de dirección retoma su recorrido y el asiento 50 de válvula de purga se separa de la válvula 44 de corredera lo que provoca una disminución de la presión en el conducto 20 general de freno conectado al volumen 38 de escape. Cuando se alcanza un nuevo equilibrio a ambos lados del pistón 48 de dirección, el asiento 50 de válvula de purga vuelve a apoyarse contra el extremo de la válvula 44 de corredera y aísla de nuevo el volumen 38 de escape y el conducto 20 general de freno que se encuentra en un intervalo intermedio de presión definido por la presión de dirección.

A la inversa, si se aumenta la presión de dirección para alcanzar un intervalo intermedio, el pistón 48 de dirección se desplaza y vuelve a empujar la válvula 44 de corredera que abre el paso entre el volumen 36 de admisión y el volumen 38 de escape, permitiendo un llenado suplementario del conducto 20 general de freno y un aumento de la presión en el volumen 38 de escape que vuelve a empujar el pistón 48 de dirección. La válvula 44 de corredera vuelve a apoyarse sobre el asiento 46 de válvula de llenado y aísla el volumen 38 de escape. Se establece un nuevo equilibrio entre la presión de escape y la presión de dirección.

Naturalmente, si se purga completamente el volumen 42 de dirección, el paso entre la válvula 44 de corredera y el asiento 50 de válvula de purga se mantiene abierto por el muelle 56 de dirección, lo que provoca un vaciado completo del conducto 20 general de freno y la aplicación completa de los frenos 18 neumáticos.

La fuerza de recuperación del muelle 36 de compresión que es proporcional a su compresión, la posición de la válvula 44 de corredera y la sección de paso entre la válvula 44 de corredera y el asiento 46 de válvula de llenado son función de la presión de dirección que reina en el volumen 42 de dirección y de la presión de escape que reina en el volumen de escape y en el conducto general de freno. En el rango de abertura del paso entre la válvula 44 de corredera y el asiento 46 de válvula de llenado, la sección de paso entre la válvula 44 de corredera y el asiento 46 de válvula de llenado es una función monótona creciente de la diferencia de presión entre la presión de dirección y la presión de escape. La válvula 32 neumática de relé está dimensionada de manera que cuando la sección de paso entre la válvula 44 de corredera y el asiento 46 de válvula de llenado es máxima, la pérdida de carga constituida por la válvula 32 neumática de relé se reduzca.

Del mismo modo, la fuerza de recuperación del muelle 56 de dirección es proporcional a su compresión, la posición del pistón 48 de dirección antes de su entrada en contacto con la válvula 44 de corredera es una función de la diferencia de presión entre el volumen 42 de dirección y el volumen 38 de escape que en este caso es la presión atmosférica. La sección de paso entre el asiento 50 de válvula de purga y la válvula 44 de corredera es una función monótona de creciente de la diferencia entre la presión de dirección y la presión atmosférica. La válvula 32 neumática de relé está dimensionada de manera que cuando la sección de paso entre la válvula 44 de corredera y el asiento 50 de válvula de purga es máximo, por tanto cuando el volumen de dirección está a la presión atmosférica, la pérdida de carga constituida por la válvula 32 neumática de relé entre el conducto 20 general de freno y el orificio 40 de purga sea reducida.

La etapa 30 de dirección electroneumática, destinada a hacer variar de forma precisa la presión de dirección en el volumen 42 de dirección, comprende un conjunto de electroválvulas destinadas a conectar el volumen 42 de dirección de forma alternativa al conducto 24 de alimentación conectado al volumen 36 de admisión y a un orificio 58 de vaciado. Este conjunto se constituye en este caso por una electroválvula 60 de vaciado y una electroválvulas 62 de llenado conectadas en serie entre el volumen 42 de dirección y el conducto 24 de alimentación conectado al volumen 36 de admisión, la electroválvula 60 de vaciado que está conectada entre la electroválvulas 62 de llenado y el volumen 42 de dirección. La electroválvula 60 de vaciado es una electroválvula de todo o nada en particular abierta, en el sentido en el que, en ausencia de alimentación eléctrica, se encuentra en una posición que conecta el volumen 42 de dirección al orificio 58 de vaciado. La misma está provista de un estrangulamiento 64 que permite suavizar y controlar de forma precisa la disminución de la presión de dirección durante las operaciones de vaciado del volumen 42 de dirección. La electroválvula 62 de llenado es una electroválvula de todo o nada, en particular cerrada en el sentido en el que, en ausencia de alimentación eléctrica, la misma se coloca en una posición que aísla el volumen 42 de dirección del volumen 36 de admisión y del conducto 24 de llenado. Un reductor 66 de presión se interpone entre la válvula 60 de llenado y el conducto 24 de llenado para definir una presión de dirección nominal correspondiente a la presión nominal deseada en el conducto 20 general de freno. Además, un estrangulamiento 68 está previsto para suavizar y controlar de forma precisa el aumento de la presión de dirección durante las operaciones de llenado del volumen 42 de dirección.

La electroválvula 60 de vaciado y la electroválvula 62 de llenado están conectadas eléctricamente a un circuito 70 eléctrico de dirección que las activa de forma simultánea o de forma secuencial de manera que aumenta o disminuye la presión en el volumen 42 de dirección o que aísla el volumen 42 de dirección con el fin de responder a una orden comunicada por una palanca 72 o un automatismo.

En presencia de una orden de aflojamiento de los frenos, el circuito 70 eléctrico de dirección alimenta las electroválvulas 60, 62 de manera que cierra la electroválvula 60 de vaciado para conectar el volumen 42 de dirección a la electroválvula 62 de llenado y para abrir la electroválvula 62 de llenado para conectar el volumen 42 de dirección al conducto 24 de alimentación por medio de la electroválvula 60 de vaciado y del estrangulamiento 68.

En presencia de una orden de apriete, las electroválvulas 60, 62 no son alimentadas y se encuentran en su posición por defecto, de manera que la electroválvula 60 de vaciado se abre en una posición de vaciado que conecta el volumen 42 de dirección al orificio 58 de vaciado por medio del estrangulamiento 58 y que la electroválvula 62 de llenado se cierra de manera que aísla la electroválvula 60 de vaciado del conducto 24 de alimentación.

Para aislar el volumen 42 de dirección, el circuito 70 eléctrico de dirección provoca el cierre de la electroválvula 60 de vaciado y mantiene cerrada la electroválvula 62 de llenado.

De manera opcional, el circuito 70 eléctrico de dirección puede comprender además un control de activación de un intervalo inicial de apriete, que comprende un presostato 74 que detecta un umbral de presión en el volumen 42 de dirección y un circuito 76 lógico que, en respuesta a una orden inicial de apriete de los frenos, hace disminuir la presión de dirección como se describe anteriormente desde la presión de dirección nominal hasta que el presostato 74 detecta un alcance del umbral, por ejemplo de 0,4 bar por debajo de la presión de dirección nominal, correspondiente al primer intervalo de apriete de los frenos. Una vez que se alcanza este umbral, el circuito 76 lógico controla las electroválvulas 60, 62 para mantener la presión de dirección en el umbral.

Para estabilizar la etapa 30 de dirección, un depósito 78 de almacenamiento de dirección se conecta al volumen 42 de dirección. Este depósito 78 de dirección con preferencia tiene una capacidad reducida del orden de un litro y puede en caso necesario incorporarse en el cuerpo 34 de la válvula 32 neumática de relé.

La etapa 30 de dirección electroneumática comprende además una válvula 80 de vaciado con control neumático adecuada para vaciar el volumen 42 de dirección en presencia de una diferencia de presión superior a un umbral positivo dado, por ejemplo de 1,5 bar, entre el volumen 42 de dirección y el volumen 38 de escape. Esta válvula 80 de vaciado permite controlar la etapa 30 de dirección en circunstancias excepcionales, por ejemplo en caso de fuga importante en el conducto 20 general de freno o en caso de activación de un freno de urgencia y de la abertura de la válvula 27 de frenado de urgencia que tiene por efecto vaciar el conducto 20 general de freno.

Naturalmente, los ejemplos representados en las figuras y expuestos anteriormente sólo se dan a título ilustrativo y no limitativo. Las dos electroválvulas pueden reemplazarse por una electroválvula única de todo o nada o cualquier otro conjunto de electroválvulas de efecto equivalente.

La válvula neumática de relé ha sido ilustrada de manera esquemática por las necesidades de la descripción. Dicha válvula es conocida en sí misma y está disponible en el mercado (por ejemplo referencia comercial Knorr Bremse "Válvula de relé KR-5") para otras aplicaciones.

Aunque se ha descrito una fuente de presión común para la etapa 28 de potencia y la etapa 30 de dirección, es decir el conducto 24 de alimentación, es muy posible contemplar una fuente de presión distinta para cada etapa.

La utilización de la válvula de freno mecánica del circuito de frenado que la incorpora no está limitada a la configuración de un conjunto de vagones ilustrado en la figura 1 sino que por el contrario está contemplada para otros tipos de conjuntos de vagones, de uno o varios vehículos, remolcados por una locomotora o autopropulsados, articulados o no.

Se prevé de forma explícita que los diversos modos de realización ilustrado se puedan combinar entre sí para proponer otros.

Se remarca que todas las características tales como se desprenden para un experto en la técnica a partir de la presente descripción, de los dibujos y las reivindicaciones adjuntas, aunque sólo se hayan descrito concretamente en relación con otras características determinadas, tanto individualmente como en cualquier combinación, pueden combinarse con otras características o grupos de características divulgadas en este caso, siempre que ello no se haya excluido de forma expresa o que las circunstancias técnicas hagan tales combinaciones imposibles o sin sentido.

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. Válvula (22) de freno mecánica para controlar un circuito neumático de frenado de un conjunto (10) de vagones ferroviarios de uno o varios vehículos (12) ferroviarios, el circuito neumático de frenado que comprende un conducto (24) de alimentación, un conducto (20) general de freno para distribuir una presión a uno o varios mecanismos (18) de frenos neumáticos, la válvula (22) de freno mecánica que comprende:

- una válvula (32) neumática de relé que comprende un volumen (36) de admisión destinado a conectarse al conducto (24) de alimentación, un volumen (38) de escape destinado a conectarse al conducto (20) general de freno, un orificio (40) de purga y un volumen (42) de dirección, siendo adecuada la válvula (32) neumática de relé, en presencia de una diferencia positiva suficiente entre la presión de dirección que reina en el volumen (42) de dirección y una presión de escape que reina en el volumen (38) de escape, para abrir un paso entre el volumen (36) de admisión y el volumen (38) de escape, y que es adecuada para abrir un paso entre el volumen (38) de escape y el orificio (40) de purga al menos cuando el volumen (42) de dirección está a la presión atmosférica; y

- una etapa (30) de dirección electroneumática para hacer variar la presión de dirección, que comprende un conjunto de una o varias electroválvulas (60, 62) adecuado para conectar el volumen (42) de dirección de forma alternativa a una fuente (24) de presión, y un orificio (58) de vaciado,

caracterizada por que la etapa (30) de dirección electroneumática comprende además una válvula (80) de vaciado adecuada para vaciar el volumen (42) de dirección en presencia de una diferencia de presión superior a un umbral positivo dado entre el volumen (42) de dirección y el volumen (38) de escape.

2. Válvula (22) de freno mecánica según la reivindicación 1, caracterizada por que la válvula (32) neumática de relé es adecuada para mantener el volumen (38) de escape aislado del volumen (36) de admisión y del orificio (40) de purga cuando la diferencia entre la presión de dirección y la presión de escape e superior a un umbral positivo dado de purga e inferior a un umbral positivo dado de llenado.

3. Válvula (22) de freno mecánica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el conjunto de una o varias electroválvulas (60, 62) en un estado normalmente abierto conectan el volumen (42) de dirección al orificio (58) de vaciado en ausencia de alimentación eléctrica.

4. Válvula (22) de freno mecánica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el conjunto de una o varias electroválvulas comprende una electroválvula (60) de vaciado adecuada para conectar el volumen de dirección al orificio (58) de vaciado, con preferencia por medio de un estrangulamiento (64).

5. Válvula (22) de freno mecánica según la reivindicación 4, caracterizada por que la electroválvula (60) de vaciado es una electroválvula de todo o nada.

6. Válvula (22) de freno mecánica según la reivindicación 5, caracterizada por que la electroválvula (60) de vaciado está normalmente abierta en una posición que conecta el volumen (42) de dirección al orificio (58) de vaciado en ausencia de alimentación eléctrica.

7. Válvula (22) de freno mecánica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el conjunto de una o varias electroválvulas (60, 62) comprende una electroválvula (62) de llenado adecuada para conectar la fuente (24) de presión al volumen (42) de dirección, con preferencia por medio de un estrangulamiento (68).

8. Válvula (22) de freno mecánica según la reivindicación 7, caracterizada por que la electroválvula (62) de llenado es una electroválvula de todo o nada.

9. Válvula (22) de freno mecánica según la reivindicación 8, caracterizada por que la electroválvula (62) de llenado está normalmente cerrada en una posición que aísla el volumen (42) de dirección de la fuente (24) de presión en ausencia de alimentación eléctrica.

10. Válvula (22) de freno mecánica según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6 en combinación con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizada por que la electroválvula (60) de vaciado se conecta en serie entre la electroválvula (62) de llenado y el volumen (42) de dirección, para conectar el volumen (42) de dirección de forma alternativa a la electroválvula (62) de llenado o al orificio (58) de vaciado.

11. Válvula (22) de freno mecánica según la reivindicación 10, caracterizada por que la etapa (30) de dirección electroneumática comprende además un circuito (70) eléctrico de dirección adecuado por un lado, en respuesta a una señal eléctrica de aflojamiento de los frenos, para situar la electroválvula (60) de vaciado en una posición que conecta el volumen (42) de dirección a la electroválvula (62) de llenado y para situar la electroválvula (60) de llenado en una posición de llenado que conecta el volumen (42) de dirección a la fuente (24) de presión por medio de la electroválvula (60) de vaciado y por otro lado, en presencia de una señal eléctrica de apriete de los frenos, para situar la electroválvula (60) de vaciado en una posición de vaciado que conecta el volumen (42) de dirección al orificio (58) de vaciado y para situar la electroválvula (62) de llenado en una posición que aísla la electroválvula (60) de la fuente (24) de presión.

12. Válvula (22) de freno mecánica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la etapa (30) de dirección electroneumática comprende además un control de activación de un intervalo inicial de apriete, que comprende un presostato (72) conectado al volumen (42) de dirección, y un circuito (76) lógico conectado al presostato (72) y un conjunto de una o varias electroválvulas (60, 62) y adecuada, en respuesta a una orden de aflojamiento, para generar con destino al conjunto de una o varias electroválvulas (60, 62) un control eléctrico de vaciado parcial del volumen (42) de dirección hasta la detección por el presostato (72) del alcance de un umbral predeterminado de presión, y después para regular el volumen (42) de dirección al umbral predeterminado de presión.

13. Válvula (22) de freno mecánica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la válvula (32) neumática de relé es adecuada, en presencia de una diferencia positiva suficiente entre la presión de dirección que reina en el volumen (42) de dirección y una presión de escape que reina en el volumen (38) de escape, para abrir el paso entre el volumen (36) de admisión y el volumen (38) de escape con una sección de paso que es función de la presión de dirección y de la presión de escape.

14. Válvula (22) de freno mecánica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende además un depósito (78) de dirección conectado al volumen (42) de dirección y que tiene una capacidad con preferencia inferior a 10 litros, con preferencia inferior a 4 litros y con preferencia superior a 1 litro.

15. Circuito neumático de frenado de un conjunto (10) de trenes de uno o varios vehículos (12) ferroviarios, que comprende un conducto (24) de alimentación conectado a un generador (26) de presión, un conducto (20) general de freno para distribuir una presión a uno o varios mecanismos (18) de frenos neumáticos, caracterizado por que comprende además una válvula (22) de freno mecánica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

16. Circuito neumático de frenado de un conjunto (10) de trenes de uno o varios vehículos (12) ferroviarios según la reivindicación 15, caracterizado por que comprende además una válvula (27) de frenado de urgencia independiente de la válvula de freno mecánica y conectada al conducto (20) general de freno para vaciar el conducto (20) general de freno.