ITMI981468A1 - Disco-freno per veicoli ferroviari su rotaia - Google Patents

Description

Descrizione della domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo "Disco-freno per veicoli ferroviari su rotaia".

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un disco-freno per veicoli ferroviari su rotaia.

Più in particolare, la presente invenzione riguarda un disco-freno specialmente adatto per veicoli ferroviari ad alta velocità, adibiti al trasporto di passeggeri.

Come è noto, la frenatura su dischi dei veicoli ferroviari costituisce attualmente il sistema standard per quanto riguarda il materiale rotabile-viaggiatori.

Sia i veicoli ferroviari a velocità convenzionale, che quelli ad alta velocità fino a 300 Km/h, sono equipaggiati con questo sistema di frenatura; il relativo disco-freno è costituito da una corona ottenuta per fusione, da un mozzo in acciaio collegato all'assile mediante calettamento forzato e da un sistema meccanico di organi di collegamento fra detti mozzo e corona. Quest'ultima è, solitamente ottenuta in ghisa, talvolta in accia

I sistemi di frenatura a dischi per alta velocità, a causa delle maggiori sollecitazioni indotte da valori della velocità di rotazione superiori a quelli tradizionali, lavorano in condizioni "più gravose rispetto a quelle che sono prerogativa del materiale rotabile viaggiante a velocità inferiori ai 200 Km/h . Dal punto di vista termico, la temperatura massima raggiunta sulla superficie dei dischi è maggiore, così come maggiore è il calore da smaltire in fase di frenatura; si verificano, inoltre, fenomeni di fatica termica o di pirocriccatura.

Sotto il profilo meccanico, si verificano inconvenienti connessi a maggior tensione indotta e a maggiore usura del disco-freno. Ne consegue l'esigenza di effettuare, sul materiale rotabile, frequenti interventi di manutenzione e sostituzione dei dischi freno.

Scopo della presente invenzione è quello di ovviare agli inconvenienti lamentati in precedenze.

Più in particolare, lo scopo della presente invenzione è quella di realizzare un disco-freno, specialmente adatto per applicazioni ad alta velocità, atto a consentire l'ottimale smaltimento del calore che si sviluppa in fase di frenatura.

Ulteriore scopo dell'invenzione è quello di realizzare un disco-freno atto à minimizzare lo stato tensionale dovuta ai gradienti termici.

Ulteriore scopo dell'invenzione è quello di realizzare un disco-freno che richieda limitati interventi di manutenzione e permetta di ridurre i costi di esercizio attraverso la programmazione della sostituzione contemporaneamente a quella delle ruote del veicolo ferroviario.

Questi e altri scopi ancora vengono raggiunti dal disco-freno per veicoli ferroviari della presente invenzione che,ottenuto in acciaio mediante stampaggio a caldo e successive lavorazioni meccaniche di sgrossatura finitura, si caratterizza fondamentalmente per il fatta di comprendere una corona, un mozzo con foro passante trasversalmente esteso e un settore intermedio di collegamento che definisce, fra detti corona e mozzo, una camera anulare aperta su un fianco.

Le caratteristiche costruttive e funzionali del disco-freno per veicoli ferroviari della presente invenzione possono essere meglio comprese dalla descrizione che segue, in cui si fa riferimento alla allegata tavola di disegno che ne rappresenta una forma di esecuzione preferita e non limitativa e in cui:

la figura 1 rappresenta schematicamente una sezione longitudinale parziale del disco-freno per veicoli ferroviari della presente invenzione.

Con riferimento alla citata figura il disco-freno della presente invenzione è indicato complessivamente con 10 alla figura 1 che ne rappresenta esemplificativamente la semiparte superiore, la restante semiparte inferiore essendo a essa speculare. Detto disco è basilarmente costituito da una corona 12, che ne definisce la superficie periferica atta a essere riscontrata dalla guarnizione di frenatura, e da un mozzo 14 provvisto di foro passante trasversalmente esteso 16 e sviluppato centralmente, detti corona e mozzo essendo collegati tra loro da un settore intermedio 18. La corona 12, il mozzo 14 e il settore intermedia 18 di collegamento sono vantaggiosamente costituiti da un monoblocco in acciaio, ottenuto mediante stampaggio a caldo e sottoposto a successive lavorazioni meccaniche di sgrossatura e finitura. La superficie laterale o bordo della corona 12 è provvista di una pluralità di incavi 20, sviluppati parallelamente all'asse longitudinale del disco 10; detti incavi, di preferenza equidistanti tra loro, si alternano a settori 20' in corpo unico con la corona 12, formando lungo il citato bordo un'alettatura di raffreddamento.

Il settore intermedio 18 che collega senza soluzione di continuità la corona 12 e il mozzo 14 si sviluppa dalla parte centrale della corona stessa, nella parte opposta al bordo provvisto degli incavi 20; detto settore 18 definisce nel complessa un profilo sostanzialmente conformato a "S", in cui la parte uscente dalla corona 12 si restringe progressivamente sviluppandosi verso l'esterno in direzione del fronte anteriore del mozzo 14. La porzione maggiormente sbalzata del settore 18, indicata con 18', definisce un profilo approssimativamente semicircolare che si raccorda al mozzo medesimo. Secondo una forma di esecuzione preferita, il raggio esterno R1 di detta porzione 18' è compreso tra 22 e 26mm, preferibilmente pari a 24mm, mentre il raggio interno R2 della stessa porzione 18' è compreso tra 13 e 16mm,. preferibilmente pari a 14,5mm.

Il settore 18, nella parte uscente dalla corona 12, presenta lo spessore maggiore, che progressivamente si riduce approssimandosi alla porzione sbalzata 18'. Tra la corona 12 e il mozzo 14 è, conseguentemente,formata una camera anulare 24, aperta sul fronte opposto alla porzione 18' maggiormente sbalzata del settore di collegamento 18. La configurazione di detta camera fondamentalmente definita da una base costituita da una parte della superficie esterna del mozzo 14, a sviluppo piano o conico indicata con 26, cui si contrappone superiormente la parete 28 formata dal fronte interno del settore 18. Detta parete 28 si sviluppa con andamento lineare, per raccordarsi anteriormente all'arca formato dal raggio R2; posteriormente, la stessa parete si ripiega verso l'alto, con raggio R3 preferibilmente compreso tra 20 e 30mm, a formare la curva di collegamento con la corona 12. L'altezza minima della citata camera 24, lungo le porzioni contrapposte definite dalle pareti 26 e 28,èdi preferenza compresa fra 20 e 35mm. Detta camera 24, stante la configurazione sopra descritta, forma lungo il disco-freno 10, a ridosso del mozzo 14, un'incavatura o camera sviluppata anularmente, aperta sul fronte posteriore, lungo la quale si rende possibile il passaggio continuo di un flusso di aria durante la rotazione dello stesso disco-freno; tale configurazione consente di disperdere in modo ottimale il calore che si sviluppa dall'attrito determinato dalle guarnizioni frenanti sulla corona 12 del disco-freno 10, prolungando il percorso termico ed evitando, di conseguenza, il surriscaldamento del mozzo 14 con possibile conseguente scalettamento dall'assile. Contemporaneamente, il settore intermedio 18 che collega la corona 12 al mozzo 14 conferisce elasticità al disco-freno 10, formando tra detti mozzo e corona un collegamento non continuo lungo l'asse verticale.

Come si può rilevare da quanto precede sono evidenti i vantaggi che l'invenzione consegue.

Il disco-freno della presente invenzione permette di ridurre in modo più che apprezzabile la manutenzione, in quanto ottenuto in corpo unico senza organi di collegamento tra mozzo 14 e corona 12; la specifica configurazione del settore intermedio 18, che raccorda e collega detti mozzo e corona, permette l'adeguata ventilazione del monoblocco impedendo il surriscaldamento del mozzo stesso e il suo conseguente possibile scalettamento dall 'assile.

La presenza di un'alettatura lungo la periferia della corona 12 contribuisce alla dispersione del calore sviluppato dall'attrito causato dalle guarnizioni in fase di frenatura.

L'invenzione, così come sopra descritta e più avanti rivendicata, è stata tuttavia proposta a puro titolo esemplificativo, intendendosi che la stessa potrà essere suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte peraltro rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

Ad esempio, lo sviluppo e la configurazione del settore intermedio 18 che collega senza soluzione di continuità la corona 12 e il mozzo 14 potranno risultare diversi rispetto a quanto esemplificativamente descritto e illustrato e lo stesso settore intermedio potrà essere orientato in direzione del fronte posteriore del disco-freno 10.

Analogamente, gli incavi 20 formanti l'alettatura continua lungo il bordo della corona 12 potranno presentare qualsivoglia sviluppo e dimensionamento quanto a larghezza e profondità e risultare non equidistanti tra loro.

Si intendono possibili, da ultimo, eventuali inversioni strutturali odislocazioni alternative dei componenti o parti che complessivamente formano il disco-freno per veicoli ferroviari su rotaia della presente invenzione.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Disco-freno per veicoli ferroviari su rotaia, ottenuto in acciaio mediante stampaggio a caldo e successive lavorazioni meccaniche di sgrossatura e finitura, comprendente una corona (12), mozzo (14) con foro passante trasversalmente esteso (16) e un settore intermedio (18) di collegamento che definisce, fra detti corona e mozzo, una camera anulare (24) aperta su un fianco.
2. 2. Disco-freno secondo la rivendicazione 1, in cui la corona (12), il'.!,mozzo (14) e il settore (18) di collegamento sono formati in corpo unico.
3. 3. Disco-freno secondo le rivendicazioni precedenti, in cui il settore intermedio (18) si sviluppa dalla parte centrale della base della corona (12) e definisce un profilo sostanzialmente a "S" in cui la parte uscente da detta corona si restringe progressivamente sviluppandosi verso l'esterno in direzione del fronte anteriore del mozzo (14).
4. 4. Disco-freno secondo le rivendicazioni precedenti, in cui la porzione maggiormente sbalzata (18') dal settore intermedio (18) presenta un profilo sostanzialmente semicircolare, con raggio esterno RI compreso tra 22 e 26mm a raggio R2 compreso fra 13 e 16mm.
5. 5. Disco-freno secondo le rivendicazioni precedenti, in cui la base (28) è ripiegata verso l'alto, per collegarsi alla corona (12), con raggio R3 compreso tra 20 e 30mm.
6. 6. Disco-freno secondo le rivendicazioni precedenti, in cui la superficie laterale o bordo della corona (12) presenta una pluralità di incavi (20), sviluppati parallelamente all'asse longitudinale del disco stesso.
7. 7. Disco-freno secondo le rivendicazioni precedenti, in cui detti incavi (20) sono equidistanti tra loro.