LIBERACIÓN MECÁNICA DE UN MECANISMO DE MANTENIMIENTO DE LIBERACIÓN PARA FRENO DE MANO
REFERENCIAS CRUZADAS A SOLICITUD CO-PENDIENTE
Esta solicitud se refiere a la Número de Serie de E.U.A. copendiente titulada "Mecanismo de Mantenimiento de
Liberación para Freno de Mano ASR" presentada concurrentemente con ésta y asignada al apoderado de la presente invención. Las enseñanzas de esta solicitud co-pendiente se incorporan aquí por referencia a las mismas.
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente ¡nvención se refiere, en general, a ensambles de freno de mano para uso en vehículos de tipo de ferrocarril y, más particularmente, esta invención se refiere a un ensamble de freno de mano equipado con un mecanismo de liberación rápida.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los mecanismos de freno de mano de carro de ferrocarril son bien conocidos en la técnica de ferrocarril. Usualmente incluyen una rueda de mano relativamente grande, girable dispuesta en un plano substancialmente vertical y montada en un eje que, a través de un
tren de engrane, puede rotar un tambor de cadena para enredar una cadena que se asegura en su extremo remoto del tambor de cadena al equipo de freno del carro de ferrocarril. Mientras gira la rueda de mano en una dirección, los frenos se aplican y la rotación del eje de rueda de mano en la dirección opuesta se previene por una paleta que acopla una rueda dentada en el eje de la rueda de mano. Estos mecanismos de freno de mano además incluyen un mecanismo de embrague para facilitar la liberación gradual del freno. Cuando se gira una rueda de mano en el sentido de las manecillas de reloj (como se observa del frente de la unidad), tal rotación se transmite directamente a través de un eje de conducción, un piñón, un engrane, y un tambor de bobina para formar soltura de una cadena conectada al equipo de freno. Cuando la resistencia se ofrece por la cadena para otra rotación de la rueda de mano, tal resistencia, que actúa a través del tambor, el engrane, y piñón, causa que se avance una tuerca en una porción enroscada del eje de conducción para moverse contra un miembro de trinquete que se sujeta entre superficies de fricción respectivas en la tuerca y en el eje de conducción, de esa forma causa que el eje de conducción, trinquete, y la tuerca giren como una unidad. Una paleta previene la rotación del trinquete en la dirección opuesta. El par de torsión de la rueda de mano aumenta hasta que se alcanza un estado de equilibrio estático, o en el punto en el cual los frenos se aplican completamente, en donde la rotación de la rueda de mano se termina, y el trinquete sujetado, por medio de la paleta
de mantenimiento, previene que la cadena se desenrolle. El mecanismo de embrague también proporciona rápida liberación de los frenos al operar un control de liberación que realiza el desacoplamiento del embrague normalmente acoplado y con ello permite la libre rotación del piñón y el engrane para liberar la carga de cadena mientras la tuerca y el trinquete se mantienen estacionarios por la paleta de mantenimiento. Los frenos pueden liberarse al desacoplar la paleta de la rueda dentada pero esto causa la rápida rotación de la rueda de mano y los engranes del tren de engrane. Para evitar la rápida rotación de la rueda de mano, se aconsejaron mecanismos de freno de mano que son conocidos como mecanismos de "rápida liberación". La Patente de los Estados Unidos en Serie Número 4,368,648 titulada "Freno de Mano de Carro de Ferrocarril" enseña tal freno de mano que tiene un mecanismo de rápida liberación. Tal mecanismo de rápida liberación incluye un medio de conexión liberable entre el eje de rueda de mano y el tren de engrane. Cuando se libera el medio de conexión, los engranes del tren de engrane giran rápidamente, sin coacción por la paleta y la rueda dentada, pero la rueda de mano permanece estacionaria. Las enseñanzas de la Patente de los Estados Unidos Número 4,368,648 se incorporan aquí en la presente aplicación por referencia a ello. La solicitud de patente de E.U.A. co-pendiente presentada concurrentemente con ella y que tiene el Número en Serie y
titulada "Mecanismo de Mantenimiento de Liberación para Freno de Mano ASR" enseña una palanca de liberación que se retiene positivamente por el medio de mantenimiento de resorte. Con el fin de aplicar frenos, la palanca de liberación debe volver a colocarse para permitir la aplicación de freno. Como se puede observar de la discusión anterior existe una necesidad de medios para volver a colocar tal palanca de liberación a una posición de inicio para aplicación de freno.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
En un mecanismo de freno de mano para un carro de ferrocarril, se utiliza una rueda de mano para girar una rueda de engrane para aplicar los frenos. Tal freno de mano que tiene un alojamiento con una pared trasera y una pared frontal, con un tambor de bobina de cadena y una rueda de engrane principal girablemente montada en un eje de tambor. La rueda de mano que tiene un eje girablemente montado en el alojamiento que tiene una sección de soporte en un primer extremo y una rueda de mano que recibe sección en un segundo extremo externo a tal alojamiento. Una rueda de trinquete se monta en un eje de rueda de mano y es girable con el eje de rueda de mano intermedio al primer y segundo extremos del mismo. Una paleta de mantenimiento en tal alojamiento coopera con la rueda de trinquete para prevenir la rotación inversa del mismo. Adicionalmente, un piñón libremente girable en el eje de rueda de
mano se acopla a la rueda de engrane principal. El piñón tiene un reborde que se extiende radialmente que coopera con el mismo. Un mecanismo de rápida liberación coopera con la paleta de mantenimiento para permitir rotación inversa de la rueda de trinquete para liberar la cadena. La paleta de mantenimiento comprende un medio de transmisión de fuerza que coopera con un medio de recepción de fuerza dispuesto dentro de tal palanca de liberación para realizar el movimiento de rotación en la palanca de liberación al inicio del ciclo de aplicación de freno. Al menos un medio de resorte se proporciona para completar substancialmente movimiento de rotación de la palanca de liberación
OBJETOS DE LA INVENCIÓN
Por lo tanto es un objeto primario de la presente invención proporcionar un freno de mano que tiene un medio para regresar la palanca de liberación a una posición de inicio con el fin de permitir una aplicación de freno. Es un objeto adicional de la presente invención proporcionar un freno de mano que tiene medios para regresar la palanca de liberación a una posición de inicio para permitir una aplicación de freno, que es fácilmente convertible para uso con el freno de mano actualmente descrito. Aunque se describió un número de objetos y ventajas de la presente invención en algún detalle anteriormente, varios objetos
adicionales y ventajas del mecanismo de freno de mano de la presente ¡nvención serán más fácilmente evidentes para aquellos expertos en la técnica de la siguiente descripción más detallada de la invención, particularmente, cuando tal descripción detallada de la invención se toma en conjunto tanto con las figuras dibujadas anexas, como con las reivindicaciones anexas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 es una vista en perspectiva de un ensamble de freno de mano de una modalidad actualmente preferida de la invención. La Figura 2 es una vista en sección transversal del ensamble de freno de mano, tomada a lo largo de las líneas 2-2 de la Figura 1 que muestra un componente de cadena. La Figura 3 es una vista en sección transversal del ensamble de freno de mano, tomada a lo largo de las líneas 3-3 de la Figura 1 que muestra un mecanismo de embrague y de liberación. La Figura 4 es una vista en perspectiva de corte de un ensamble de freno de mano de la presente ¡nvención, particularmente mostrando la paleta de mantenimiento de la presente ¡nvención cuando el freno de mano está en una posición liberada y de mantenimiento. La Figura 5 es una vista en perspectiva de corte de un ensamble de freno de mano de la presente invención, particularmente
mostrando la paleta de mantenimiento de la presente invención en la posición de freno aplicado La Figura 6 es una vista en perspectiva de la paleta de mantenimiento actualmente preferida de la presente invención
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Se proporciona la siguiente información de antecedente para ayudar al lector a entender el ambiente en el cual típicamente se utilizará la invención Los términos utilizados aquí no pretenden limitarse a ninguna interpretación estrecha particular a menos que se mencione específicamente de otra forma en este documento Antes de proceder a la descripción más detallada de las varias modalidades de la presente invención, para la búsqueda de claridad y entendimiento de tal invención, se debe notar que los componentes idénticos que tienen funciones idénticas se identificaron con números de referencia idénticos a través de cada una de las figuras ilustradas aquí. Un freno de mano, generalmente designado 10, para carros de ferrocarril que representan la invención, como se muestra en las Figuras 1 y 2, comprende un alojamiento, generalmente designado 14, que tiene una placa frontal 16 y una placa trasera 18 Un mecanismo de conducción, generalmente designado 20, se dispone en la porción superior del alojamiento 14, tal mecanismo de conducción que comprende una rueda de mano 22 asegurada a un
eje de conducción 24, el eje de conducción 24 estando articulado para rotación en soportes 26 y 28 asegurados en la placa frontal 16 y la placa trasera 18, respectivamente. El eje de conducción 24 tiene asegurado en él, para rotación con el mismo, en el soporte adyacente de extremo 28, un piñón 30 que acopla un engrane 32 para la rotación de un tambor de cadena 34 articulado para rotación en los soportes 36 y 38 asegurados en la placa frontal 16 y la placa trasera 18, respectivamente, en la porción inferior del alojamiento 14. El tambor de cadena 34 es acoplable con enlaces alternos de una cadena 37 para formar la cadena. También dispuesto en la porción superior del alojamiento 14 y asociado con el mecanismo de conducción, está un embrague y mecanismo de rápida liberación, generalmente designado 40, que se observa mejor en la Figura 3. El mecanismo de embrague y rápida liberación 40 comprende un miembro de leva estacionario anular 42 que se limita del movimiento tanto axial como de rotación, y un miembro de leva movible, generalmente designado como 44, rotativamente dispuesto concéntricamente dentro de la leva estacionaria 42, la leva movible 44 es girable relativa al miembro de leva estacionario 42 por medio de las roscas de ajuste rápido complementario (no mostradas) formadas en el mismo. Se proporciona un collarín de embrague anular internamente ranurado 48 con un reborde anular 50 y concéntricamente rodea el eje de conducción 24, el collarín 48 se acopla con una tuerca externamente ranurada, generalmente designada 52, unida a la
porción enroscada 25 de tal eje 24. La tuerca 52 tiene un reborde 54 con una superficie de fricción anular 56 para hacer contacto limitante con un lado de una rueda de trinquete 58, el otro lado de la rueda de trinquete 58 limitado con una superficie de fricción 57 de una placa de fricción 59 concéntricamente asegurado al eje 24 adyacente al soporte 26. Un mecanismo de embrague y rápida liberación 40 incluye una palanca de liberación, generalmente designada 70, mejor vista en las Figuras 4, 5 y 6, que tienen un eje 72 articulado en un buje de eje de liberación 73 perpendicularmente asegurado en ta placa frontal de alojamiento 16 sobre el mecanismo de conducción 20. Un control de liberación, generalmente designado 120, se acopla a un extremo externo del eje de liberación 72 mientras el otro extremo del eje de liberación 72 se proporciona con una porción principal 74, con ello previene desplazamiento axial de la palanca de liberación 70. Una paleta de mantenimiento, generalmente designado 90, mejor mostrada en la Figura 6, que tiene una cavidad de montaje 94 dispuesta dentro de la porción de ubicación 92 se monta rotativamente en el buje de eje de liberación 73. La porción de acoplamiento de trinquete 96 de la paleta de mantenimiento 90 acopla de rueda de trinquete 58 y está libre para el trinquete en él sobre la rotación de tal rueda de trinquete 58 en una dirección en contra de las manecillas del reloj, como se observa en la Figura 1. Una porción de lengüeta de transmisión de fuerza 98 de la paleta de mantenimiento 90 coopera con una porción de lengüeta de recepción
de fuerza 86 de la palanca de liberación 70 y acopla la porción de lengüeta de recepción de fuerza 68 durante un ciclo de aplicación de freno Al menos un medio de retención de retén 100, acopla la porción dentada 82 de la palanca de liberación 70 con el freno en la condición liberada y de mantenimiento Al menos un medio de resorte, generalmente designado 130, tiene una primera porción de unión 132 y una segunda porción de unión 134 La primera porción de unión 132 se acopla con la porción de palanca de liberación 78 unida a la porción de pasador 76 en un extremo y la segunda porción de unión 134 acopla un gancho de montaje 128 unido al alojamiento 14 en el extremo distal En la modalidad preferida tal como al menos un medio de resorte 130 es un resorte de compresión bien conocido En operación, con el fin de aplicar los frenos, la rueda de mano 22 se gira en contra del sentido de las manecillas del reloj, como se observa en la Figura 1, tal rotación se transmite a través del eje de conducción 24, y el piñón 30 causa rotación del engrane 32 en una rotación en contra de las manecillas del reloj y con ello forma la soltura de la cadena 37 Hasta el momento en que la tensión inicia a formar la cadena 37, eje 24, piñón 30, tuerca 52, y collarín de embrague 48 todos giran como una unidad durante rotación de rueda de mano 22 Cuando la tensión comienza a formar la cadena 37, tal tensión se refleja en el engrane 32 y se transmite de regreso a través del piñón 30 al collarín de embrague 48 Una resistencia a rotación por el collarín de embrague 48, que
se ranura a la tuerca 52, causa que la tuerca 52 avance en roscas 25 y con ello sujete el miembro de trinquete 58 entre las superficies de fricción 56 y 57 Con el trinquete 58 así sujetado, la rotación continua de la rueda 22 causa que el eje de conducción 24, el miembro de trinquete 58, y tuercas 52 (junto con las placas de fricción 59) gire como una unidad individual hasta que se obtenga la tensión deseada en la cadena 37, mientras la paleta de mantenimiento 90 hace trinquete en el miembro de trinquete 58. La porción de acoplamiento de trinquete 96 de la paleta de mantenimiento 90 se mueve en una dirección hacia arriba de la raíz del diente de trinquete a su superficie externa La porción de lengüeta de transmisión de fuerza 98 de la paleta de mantenimiento 90 acopla la porción de lengüeta de recepción de fuerza 86 de la palanca de liberación 70 que realiza el movimiento de rotación de tal palanca de liberación 70 en una dirección en el sentido de las manecillas del reloj como se observa en las Figuras 4 y 5 Tal movimiento de rotación causa desacoplamiento de la porción dentada 82 de la palanca de liberación 70 de la porción de retención dentada 104 de la ballesta 100 Además, un resorte de extensión 130 aplica una fuerza adicional en la palanca de liberación 70 que realiza el término de movimiento de rotación de la palanca de liberación 70 y desacoplamiento de la ballesta 100 El acoplamiento subsecuente de la porción de pasador 76 con la primera porción de horquilla 47 de la leva movible 44, causa la rotación conforme a las manecillas del reloj de la leva movible 44
Como se notó anteriormente, la leva estacionaria 42 y la leva movible 44 se proveen con roscas de ajuste rápido complementario 43, para que la leva movible 44 gire conforme a las manecillas del reloj, se mueve axialmente hacia fuera de la leva estacionaria 42, en una dirección hacia abajo como se observa en la Figura 3, y lo carga con el collarín de embrague 48 por el acoplamiento del reborde 50 del mismo. Una ranura (no mostrada) en la leva movible 44 sirve para limitar el reborde de collarín 50 del movimiento axial y lateral relativo con respecto a la leva movible 44 pero permite la libre rotación del collarín de embrague 48. La leva estacionaria 42 se limita contra el movimiento tanto de rotación como axial por el acoplamiento de las orejas 62 formadas en la periferia del mismo y acoplada en elementos con forma de T respectivos 63 fijos a la superficie interior del alojamiento 14 (ver Figura 3). De esa forma, el movimiento axial hacia abajo de la leva movible 44 causa un acoplamiento axial de ranuras externas 64 formadas en el collarín de embrague 48 de las ranuras internas 65 formadas en el piñón 30, con ello limita la rotación del piñón 30 y el engrane 32 para aplicar la carga en la cadena 37, mientras el eje de conducción 24, tuerca 52, collarín 48, y trinquete 58 se permite que giren libremente. La rotación continua de la rueda de freno de mano 22 ahora puede aplicar y mantener la carga requerida. Cuando la tensión deseada se activó en la cadena 37, se termina la rotación o aplicación de par de torsión en la rueda 22, y la paleta de mantenimiento 90 acoplada en el miembro de trinquete sujetado 58 previene que la cadena se
desenrolle, ya que la paleta permite sólo la rotación en contra de las manecillas del reloj de tal miembro de trinquete 58. De esa forma, la presente invención se describió en términos completos, claros, concisos y exactos como para permitir a cualquier experto en la técnica al que pertenece hacer y utilizar los mismos. Se entenderá que pueden hacerse variaciones, modificaciones, equivalentes y substituciones para componentes de las modalidades específicamente descritas de la invención por aquellos expertos en la técnica sin apartarse del espíritu y alcance de la invención como se menciona en las reivindicaciones anexas.