BR102017008765B1

BR102017008765B1 - Bucha hidráulica e veículo ferroviário

Info

Publication number: BR102017008765B1
Application number: BR102017008765-4A
Authority: BR
Inventors: Bo Zou; Dan Luo; Jo GROSS; Jianxun Liu; Jiling BU; Tao Wang; Xingwu DING; Yaxin Zhang
Original assignee: Zhuzhou Times New Material Technology Co., Ltd
Priority date: 2016-12-02
Filing date: 2017-04-27
Publication date: 2023-03-14
Also published as: DE202016009155U1; DE102016124050A1; US10086645B2; BR102017008765A2; US20180154686A1; DE102016124050B4

Abstract

BUCHA HIDRÁULICA E VEÍCULO FERROVIÁRIO. É descrita uma bucha hidráulica e um veículo ferroviário. A bucha hidráulica compreende: um eixo central; uma luva montada no eixo central, sendo que um primeiro corpo de borracha é preenchido num espaço formado entre o eixo central e a luva, e é provida uma ranhura numa superfície externa da luva; e um invólucro externo, o qual é montado na luva através de encaixe por pressão. Duas câmaras de líquido para acomodar líquidos são providas diametralmente opostas uma à outra no primeiro corpo de borracha, e a ranhura e o invólucro externo definem um canal de fluxo, através do qual as duas câmaras de líquido comunicam entre si. A utilização da bucha hidráulica no veículo ferroviário não só pode assegurar o funcionamento estável do veículo no seu estado de marcha em linha reta, mas também pode reduzir a abrasão de uma roda e de um trilho num estado de marcha em curva.

Description

CAMPO DE INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se ao campo de veículos ferroviários e, em particular, a uma bucha hidráulica, que pode ser utilizada em veículos ferroviários.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Os veículos ferroviários podem operar simplesmente em dois estados, dos quais, um primeiro é um estado de marcha em linha reta, e um segundo é um estado de marcha em curva. No estado da técnica, é normalmente utilizado um braço de borracha para conectar uma roda a um truque, de tal modo que o veículo possa deslocar-se rápida e estavelmente ao longo do trilho no estado de marcha em linha reta, e rodar suavemente ao longo do trilho no estado de marcha em curva.

[003] A fim de permitir que o veículo funcione de forma estável no estado de marcha em linha reta, o braço de borracha é normalmente projetado para ter uma rigidez relativamente grande. No entanto, um tal braço de borracha com uma rigidez relativamente grande irá resultar em abrasão severa da roda e do trilho no estado de marcha em curva, aumentando desse modo os custos operacionais do veículo.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[004] Tendo em vista o problema anterior, a presente invenção provê uma bucha hidráulica. A utilização da bucha hidráulica da presente invenção em um veículo ferroviário não só pode assegurar o funcionamento estável do veículo em um estado de marcha em linha reta, mas também pode reduzir a abrasão de uma roda e de um trilho em um estado de marcha em curva. A presente invenção provê ainda um veículo ferroviário, no qual a bucha hidráulica da presente invenção é utilizada.

[005] Uma bucha hidráulica de acordo com um primeiro aspecto da presente invenção compreende: um eixo principal; uma luva montada no eixo principal, em que um primeiro corpo de borracha é preenchido num espaço formado entre o eixo principal e a luva, e é proporcionada uma ranhura numa superfície externa da luva; e um invólucro externo, o qual está montado na luva através de encaixe por pressão. Duas câmaras de líquido para acomodar líquidos são providas diametralmente opostas uma à outra no primeiro corpo de borracha. A ranhura e o invólucro externo juntos definem um canal de fluxo, através do qual as duas câmaras de líquido comunicam entre si.

[006] Num veículo ferroviário, o eixo central da bucha hidráulica está conectado a um truque do veículo, e o invólucro externo está ligado a um braço de posicionamento de uma roda do veículo. A bucha hidráulica é normalmente disposta de tal maneira que uma das duas câmaras de líquido fica localizada na frente enquanto uma outra está localizada na parte traseira, em relação à direção de marcha do veículo. Durante a marcha em curva do veículo, a roda gira e aciona o braço de posicionamento para se mover, o que por sua vez provoca o movimento relativo do eixo central e do invólucro externo, conseguindo assim a direção de ambos, do truque de guia conectado ao eixo central e de uma carroceria do veículo. Durante tal procedimento, o movimento relativo do eixo central e do invólucro externo faz com que uma câmara de líquido frontal seja comprimida, e uma câmara de líquido traseira ser expandida. Como resultado, um líquido na câmara de líquido frontal fluirá parcialmente através do canal de fluxo para a câmara de líquido traseira, de modo a ser adaptado ao movimento relativo do eixo central e do invólucro externo e à direção da roda. Numa perspectiva global, durante a marcha em curva do veículo, a bucha hidráulica de acordo com a presente invenção tem maior flexibilidade do que um braço de borracha do estado da técnica, de modo a permitir uma direção suave da roda, reduzindo assim a abrasão da roda e do trilho. Num estado de marcha em linha reta do veículo, os líquidos nas câmaras de líquido e o canal de fluxo permanecem praticamente imóveis, de tal modo que a rigidez da bucha hidráulica não é significativamente variada em relação à rigidez de um braço de borracha do estado da técnica. Como resultado, o veículo pode manter operações estáveis.

[007] Em uma concretização, o eixo central compreende uma seção intermediária que tem um primeiro diâmetro e duas seções de extremidade tendo cada uma um segundo diâmetro, sendo o primeiro diâmetro maior do que o segundo diâmetro e sendo o primeiro corpo de borracha formado na seção intermediária. Um conjunto de vedação anular é montado em cada uma das duas seções de extremidade.

[008] Em uma concretização, o conjunto de vedação compreende um anel de suporte rígido e uma anilha rígida, estando o anel de suporte e a anilha ligados entre si por meio de um segundo corpo de borracha. O anel de suporte está em contato com um degrau do eixo central, e a anilha é engatada com o invólucro externo de encaixe por pressão. De acordo com uma tal estrutura, uma vez que o anel de suporte e a anilha estão conectados um ao outro através do segundo corpo de borracha, pode ser gerado um movimento relativo entre o invólucro externo e o eixo central, permitindo assim uma direção suave da roda. Além disso, o segundo corpo de borracha pode absorver parcialmente a energia de movimento do invólucro externo em relação ao eixo central, amortecendo assim o movimento lateral do veículo.

[009] Em uma concretização, a anilha fica localizada axialmente fora do conjunto de vedação e um primeiro espaço de descompressão é formado entre a anilha e o eixo central. Com o primeiro espaço de descompressão, a anilha pode mover-se em direção ao eixo central (isto é, entrar no primeiro espaço de descompressão) sob uma força de compressão radialmente para dentro causada pelo movimento relativo do invólucro externo e do eixo central durante a marcha em curva do veículo ferroviário. Isto contribui ainda mais para uma direção suave da roda e para uma redução da abrasão da roda e do trilho.

[010] Em outra forma de concretização, uma extremidade superior do anel de suporte é espaçada a partir do invólucro externo para formar um segundo espaço de descompressão. Neste caso, durante a marcha em curva do veículo ferroviário, o anel de suporte rígido não impedirá o movimento relativo entre o invólucro externo e o eixo central, facilitando assim o movimento suave do invólucro externo em relação ao eixo central e permitindo uma direção suave da roda e reduzindo a abrasão da roda e do trilho.

[011] Em uma forma de concretização, cada câmara de líquido é formada ao longo do primeiro corpo de borracha ao longo de uma direção axial deste e o conjunto de vedação fica em contato de vedação com o primeiro corpo de borracha e a luva, de modo a formar a câmara de líquido. Assim, a câmara de líquido desta forma de concretização tem um volume maior do que uma câmara de líquido que não passa por todo o corpo de borracha. Como resultado, a bucha hidráulica tem maior flexibilidade, de modo a reduzir a abrasão da roda e do trilho durante a marcha em curva do veículo.

[012] Em uma concretização, duas porções de extremidade axial do primeiro corpo de borracha são formadas, respectivamente, em recessos anulares, sendo proporcionado um elemento de correspondência axial em cada um dos recessos anulares de modo que se desvie de uma porção de extremidade axial da câmara de líquido. O conjunto de vedação fica em contato de vedação com o elemento de correspondência e a luva, de modo que os recessos anulares formem duas câmaras de líquido auxiliares em comunicação com as duas câmaras de líquido, respectivamente. Com as câmaras de líquido auxiliares, a quantidade de líquido na bucha hidráulica é aumentada, aumentando assim um intervalo para ajustar o movimento relativo entre o invólucro externo e o eixo central da bucha hidráulica e reduzindo ainda mais a abrasão da roda e do trilho durante a marcha em curva do veículo.

[013] Em uma forma de concretização preferida, o canal de fluxo comunica com a câmara de líquido auxiliar associada com uma primeira câmara de líquido numa primeira porção de extremidade axial do primeiro corpo de borracha e com a câmara de líquido auxiliar associada com uma segunda câmara de líquido numa segunda extremidade axial do primeiro corpo de borracha.

[014] Numa concretização, cada câmara de líquido se estende em uma direção circunferencial; e uma porção média da câmara de líquido apresenta uma largura menor do que uma porção de borda. De acordo com uma tal estrutura, mesmo se o eixo central se mover para uma posição extrema em relação ao invólucro externo (isto é, uma parede de fundo da câmara de líquido entra em contato com uma parede de topo da mesma), haverá ainda líquido presente na porção de borda da câmara de líquido. Isto facilita a recuperação rápida da câmara de líquido quando o eixo central se afasta da posição extrema em relação ao invólucro externo, impedindo assim que a bucha hidráulica seja danificada.

[015] Em uma concretização, duas porções de borda circunferenciais de cada câmara de líquido são formadas, respectivamente, em reservatórios de líquido que intumescem radialmente para dentro e a porção média localizada entre as duas porções de borda circunferenciais forma uma câmara de comunicação. De acordo com uma tal estrutura, mesmo se o eixo central se mover para além da posição extrema em relação ao invólucro externo de modo que a câmara de comunicação desapareça completamente, o líquido permanecerá no reservatório de líquido da câmara de líquido. Isto facilita ainda mais a recuperação rápida da câmara de líquido depois que o eixo central se afasta da posição extrema em relação ao invólucro externo, impedindo assim que a bucha hidráulica seja danificada. Além disso, após a câmara de comunicação desaparecer, o reservatório de líquido e a câmara de líquido auxiliar que se comunica com o mesmo continuarão a contribuir para a manutenção da flexibilidade da bucha hidráulica. Além disso, o reservatório de líquido que intumesce radialmente para dentro faz com que uma porção do primeiro corpo de borracha entre a luva e a câmara de líquido seja menor do que uma porção do primeiro corpo de borracha entre a luva e o eixo central. Deste modo, a câmara de líquido será mais sensível ao movimento relativo do alojamento exterior e do eixo central, de modo a adaptar-se de modo mais responsivo à direção da roda e reduzir a abrasão da roda e do trilho.

[016] Em uma forma de realização, a seção intermediária do eixo central possui uma superfície arqueada que se projeta radialmente para fora. A superfície arqueada pode evitar a concentração de tensão gerada na seção intermediária do eixo central, quando o eixo central se move em relação à luva. Além disso, em comparação com um eixo central com uma seção intermediária de uma mesma dimensão radial, tal eixo central que compreende uma seção intermediária com uma região média apresentando uma dimensão radial maior do que duas extremidades da mesma, permite uma maior margem de movimento relativo entre o invólucro externo e eixo central, facilitando assim a conformidade com a direção da roda. Além disso, o eixo central dessa forma também é favorável para obtenção de uma largura da porção média da câmara de líquido menor do que a da sua porção de borda.

[017] Em uma concretização, o eixo central compreende um corpo em forma de coluna que tem duas seções de extremidade e uma seção intermediária, e um corpo anelar montado de forma removível na seção intermediária, tendo o corpo anelar uma superfície arqueada radialmente saliente para fora. De acordo com uma tal estrutura, durante a fabricação da bucha hidráulica, o corpo anelar e o corpo em forma de coluna podem ser produzidos separadamente e apenas o primeiro corpo de borracha e o corpo anelar são então encaixados para formar um conjunto que deve ser montado com o corpo em forma de coluna. O invólucro externo e outros componentes auxiliares (se houver) são finalmente montados para formar a bucha hidráulica. Contudo, de acordo com a presente forma de concretização, é desnecessário manusear o eixo central e o corpo em forma de coluna quando o conjunto está sendo fabricado. Em vez disso, apenas o corpo anelar deve ser manuseado, reduzindo assim notavelmente a dificuldade de fabricação e os custos.

[018] Em uma concretização, a ranhura apresenta um comprimento na faixa de 1 e 4 m, e uma seção transversal quadrada (o quadrado aqui não pode ser entendido no seu sentido matemático, mas tem um chanfro apropriado em um canto do mesmo). Preferivelmente, a ranhura possui uma área de seção transversal na faixa de 4 e 25 mm2. Em uma concretização, a câmara de líquido apresenta uma área de pistão equivalente na faixa de 1,000 e 10,000 mm2. Descobriu-se inesperadamente, que quando a ranhura e a câmara de líquido estão configuradas de uma maneira como descrita acima, a bucha hidráulica mostra flexibilidade maior do que a de um braço de borracha existente durante a marcha em curva do veículo e rigidez próxima àquela do braço de borracha existente durante a marcha em linha reta do veículo. Além disso, a ranhura (ou o canal de fluxo) possui arestas e cantos vivos, onde a turbulência do líquido aumenta assim a resistência ao escoamento do líquido na ranhura (ou canal de fluxo). Durante a operação do veículo, a resistência ao escoamento ajuda a consumir a energia de vibração gerada deste modo, melhorando assim o funcionamento estável do veículo.

[019] Numa concretização, a ranhura é helicoidal, de modo que é conveniente construir uma ranhura com um comprimento relativamente grande.

[020] Em uma concretização, a luva é feita de nylon-66. Isto facilita a moldagem por injeção rápida da luva, reduzindo assim os custos de fabricação. Além disso, o nylon-66 também tem certa flexibilidade, facilitando assim o encaixe por pressão entre a luva e o invólucro externo. Deve ser entendido que a luva também pode ser feita de outros materiais rígidos, tais como aço, conforme necessário.

[021] Um veículo ferroviário de acordo com um segundo aspeto da presente invenção compreende a bucha hidráulica como descrito acima, em que o eixo central da bucha hidráulica está conectado a um truque do veículo ferroviário e o invólucro externo do conjunto hidráulico é conectado a um braço de posicionamento de uma roda do veículo ferroviário. E as duas câmaras de líquido ficam dispostas juntas entre si. A bucha hidráulica da presente invenção pode ser montada no veículo ferroviário não só para permitir uma direção suave da roda durante a marcha em curva do veículo, reduzindo assim a abrasão da roda e do trilho, mas também para proporcionar uma rigidez relativamente grande durante a sua marcha em linha reta, mantendo assim o funcionamento estável do veículo.

[022] Em comparação com o estado da técnica, a presente invenção possui as seguintes vantagens. A bucha hidráulica da presente invenção é provida com o primeiro corpo de borracha, as câmaras de líquido e o canal de fluxo. As câmaras de líquido e o canal de fluxo podem não só permitir uma direção suave da roda durante a marcha em curva do veículo, reduzindo assim a abrasão da roda e do trilho, mas também proporcionar uma rigidez relativamente grande para o veículo durante a sua marcha em linha reta, de modo a manter um funcionamento estável do veículo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[023] A presente invenção será esclarecida mais detalhadamente com referência a formas de concretização e desenhos anexos, nos quais:

[024] A Figura 1 mostra esquematicamente uma posição de montagem de uma bucha hidráulica em um veículo ferroviário de acordo com uma forma de concretização da presente invenção;

[025] A Figura 2 mostra uma vista em perspectiva da bucha hidráulica de acordo com uma forma de concretização da presente invenção;

[026] A Figura 3 é uma vista de seção transversal da Figura 2 ao longo da linha A-A;

[027] A Figura 4 é uma vista de seção transversal da Figura 2 ao longo da linha B-B;

[028] A Figura 5 é uma vista de seção transversal da Figura 2 ao longo da linha C-C;

[029] A Figura 6 é uma vista em perspectiva da bucha hidráulica mostrada na Figura 2 com um invólucro externo e um conjunto de vedação do mesmo removido;

[030] A Figura 7 é uma vista esquerda da Figura 6;

[031] A Figura 8 é uma vista em seção transversal da Figura 7 ao longo da linha F-F;

[032] A Figura 9 é uma vista em perspectiva de um eixo central da bucha hidráulica mostrada na Figura 2;

[033] A Figura 10 é uma vista frontal de uma luva da bucha hidráulica mostrada na Figura 2;

[034] A Figura 11 é uma vista em seção transversal axial da luva mostrada na Figura 10;

[035] A Figura 12 mostra uma vista em perspectiva do invólucro externo da bucha hidráulica mostrada na Figura 2;

[036] A Figura 13 mostra uma vista em perspectiva do conjunto de vedação da bucha hidráulica mostrada na Figura 2;

[037] A Figura 14 mostra uma vista em seção transversal da Figura 13 ao longo da linha D-D;

[038] A Figura 15 mostra uma vista em seção transversal da Figura 13 ao longo da linha E-E;

[039] A Figura 16 mostra uma vista estrutural de uma bucha hidráulica (com um conjunto de vedação e um invólucro externo do mesmo removido) de acordo com outra forma de concretização da presente invenção;

[040] A Figura 17 mostra esquematicamente outra concretização de uma câmara de líquido;

[041] A Figura 18 mostra esquematicamente uma outra concretização da câmara de líquido; e

[042] A Figura 19 mostra esquematicamente uma vista explodida da estrutura da bucha hidráulica mostrada na Figura 16.

[043] Nos desenhos anexos, os mesmos componentes são indicados pelos mesmos sinais de referência. Os desenhos anexos não são desenhados a uma escala real.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONCRETIZAÇÕES

[044] A presente invenção será descrita também com referência aos desenhos anexos.

[045] A Figura 1 mostra esquematicamente uma posição de montagem (100) de uma bucha hidráulica (1) em um veículo ferroviário de acordo com uma forma de concretização da presente invenção. Conforme ilustrado na Figura 1, o veículo ferroviário inclui um truque (11) e rodas (12), cada uma com um braço de posicionamento (13). A bucha hidráulica (1) está simultaneamente conectada ao truque (11) de guia e uma das rodas (12), de uma maneira como descrito especificamente abaixo. Durante a marcha em linha reta do veículo ferroviário, a bucha hidráulica (1) apresenta uma rigidez relativamente grande, o que contribui para o funcionamento estável do veículo; enquanto que durante a marcha em curva do veículo ferroviário, a bucha hidráulica (1) apresenta uma flexibilidade relativamente grande, o que facilita a direção suave da roda (12), reduzindo assim a abrasão da roda (12) e do trilho.

[046] As Figuras 2, 3, 4 e 5 mostram uma forma de concretização da bucha hidráulica (1). Conforme indicado nas Figuras 2-5, a bucha hidráulica (1) inclui um eixo central (20), uma luva (47) montada no eixo central (20) e um invólucro externo (22) montado na luva (47) através de encaixe por pressão. Duas extremidades do eixo central (20) estão conectadas ao truque de guia (11) e o invólucro externo (22) fica conectado ao braço de posicionamento (13). Tais conexões são bem conhecidas dos versados na técnica e, deste modo, não serão descritas aqui detalhadamente.

[047] Um espaço formado entre o eixo central 20 e a luva (47) é preenchido com um primeiro corpo de borracha (40), no qual duas câmaras de líquido (41) para acomodar um líquido são providas diametralmente opostas uma à outra. Uma ranhura (42) é formada numa superfície externa da luva (47) e o invólucro externo (22) é provido no seu interior com um orifício de alimentação de líquido (29) que se comunica com a ranhura (42). Quando montada, a ranhura (42) define, juntamente com o invólucro externo (22), um canal de escoamento para o líquido, e duas extremidades do canal de fluxo ficam em comunicação com as duas câmaras de líquido (41), respectivamente, de modo que o líquido possa escoar para e a partir das duas câmaras de líquido (41).

[048] Durante a marcha em curva do veículo ferroviário, o movimento da roda (12) provocará um movimento relativo entre o eixo central (20) e o invólucro externo (22). Neste momento, uma câmara de líquido (411) localizada na frente será comprimida, enquanto uma câmara de líquido (412) localizada na parte traseira será expandida. Deste modo, o líquido na câmara de líquido (411) escoará para dentro da câmara de líquido (412) através do canal de fluxo, de modo a permitir que a bucha hidráulica (1) seja adaptada à direção da roda (12). A bucha hidráulica (1) com tal estrutura tem maior flexibilidade do que um braço de borracha existente, reduzindo assim a abrasão da roda (12) e do trilho. Durante a rápida marcha em linha reta do veículo ferroviário, o líquido na câmara de líquido (41) e o canal de fluxo permanecem quase imóveis. Isto permite uma variação não significativa na rigidez da bucha hidráulica (1) em comparação com a do braço de borracha do estado da técnica, permitindo desse modo um funcionamento estável do veículo.

[049] A bucha hidráulica (1) pode ser produzida como se segue. O eixo central (20) e a luva (47) são colocados num molde adequado, seguido por injeção do primeiro corpo de borracha (40) num estado líquido. Depois do primeiro corpo de borracha (40) num estado líquido ser resfriado e solidificado, a desmoldagem é realizada para obter a bucha hidráulica (1) em um estado mostrado na Figura 6. A luva externa (22) é então montada na luva (47) através de encaixe por pressão. A câmara de líquido (41) é formada por meio do molde, de modo a ser arbitrariamente ajustável em forma e tamanho conforme necessário. A câmara de líquido (41) é formada no interior do primeiro corpo de borracha (40), isto é, uma parede de fundo (50) e uma parede de topo (51) da mesma são ambas formadas pelo primeiro corpo de borracha (40).

[050] Em uma concretização, a câmara de líquido (41) é formada axialmente através do primeiro corpo de borracha (40), como mostrado na Figura 8. Neste caso, para formar uma câmara de líquido fechada (41), dois conjuntos de vedação (43) são montados separadamente em duas seções de extremidade (91) e (92) do eixo central (20). Como mostrado na Figura 4, os dois conjuntos de vedação (43) vedam respectivamente as porções de extremidade axial (81) da câmara de líquido (41), de modo a formar a câmara de líquido fechada (41). Deve ser entendido que a câmara de líquido (41) também pode ser formada no primeiro corpo de borracha (40) por outros meios. Por exemplo, como mostrado na Figura 17, uma porção de extremidade axial da câmara de líquido (41) é fechada pelo primeiro corpo de borracha (40), enquanto a outra porção de extremidade axial é fechada pelo conjunto de vedação (43). Pode-se fazer referência adicionalmente à Figura 18, em que a câmara de líquido (41) é formada no primeiro corpo de borracha (40) de uma maneira completamente fechada. Deve ser entendido que nas concretizações como mostrado nas Figuras 17 e 18, os conjuntos de vedação (43) estão ainda montados em ambas as seções de extremidade (91) e (92) do eixo central (20), de modo a desempenhar funções de vedação e suporte, conforme necessário.

[051] Em uma concretização, a câmara de líquido (41) estende-se em uma direção circunferencial. Uma porção média (53) da câmara de líquido (41) apresenta uma largura W1 inferior a uma largura W2 de uma porção de borda (54) da mesma. Deste modo, quando o invólucro externo (22) e o eixo central (20) se movem um em relação ao outro para uma posição de extremidade (isto é, a parede de fundo (50) da câmara de líquido (41) fica em contato com a parede de topo (51) do mesmo), haverá ainda líquido presente na porção de borda (54) da câmara de líquido (41). Depois que o invólucro externo (22) e o eixo central (20) se movem um em relação ao outro, afastando-se da posição de extremidade, a câmara de líquido (41) é rapidamente restaurada, impedindo assim que a bucha hidráulica 1 seja danificada.

[052] Numa forma de concretização preferida, as duas porções de borda circunferenciais (54) da câmara de líquido (41) formam, respectivamente, dois reservatórios de líquido que se expandem radialmente para dentro e a porção média (53) localizada entre as duas porções de borda (54) formas uma câmara de comunicação. Com uma tal estrutura, mesmo se a câmara de comunicação for comprimida e desapareça completamente, o líquido permanecerá ainda nos reservatórios de líquido, de modo que a câmara de líquido (41) possa ser rapidamente restaurada. Além disso, à medida que os reservatórios de líquido se expandem radialmente para dentro, como mostrado na Figura 5, a câmara de líquido (41) pode ser configurada para estar mais próxima da luva (47). Como resultado, durante a marcha em curva do veículo ferroviário, quase não há ação de amortecimento do primeiro corpo de borracha (40) entre a câmara de líquido (41) e o invólucro externo (22). Deste modo, a pressão na câmara de líquido (41) será mais responsiva ao movimento relativo entre o invólucro externo (22) e o eixo central (20), permitindo assim que a bucha hidráulica (1) seja adaptada de modo mais responsivo à direção da roda (12) e reduzindo a abrasão da roda (12) e do trilho.

[053] O eixo central (20) é uma preforma, e a Figura 9 mostra uma primeira concretização da mesma na forma de um eixo escalonado. Conforme ilustrado na Figura 9, adicionalmente às duas seções de extremidade (91) e (92), o eixo central (20) também inclui uma seção intermediária (90), que tem um diâmetro maior do que qualquer das secções terminais (91) e (92). Preferivelmente, as seções terminais (91) e (92) apresentam um mesmo diâmetro. O primeiro corpo de borracha (40) é formado na seção intermediária (90). Preferivelmente, um comprimento axial da luva (47) e aquele do invólucro externo (22) ambos coincidem em um comprimento axial da seção intermediária (90).

[054] Numa concretização, a seção intermediária (90) do eixo central (20) apresenta uma superfície arqueada (93) que se projeta radialmente para fora, como mostrado nas Figuras 3, 4 e 9. Numa forma de realização, uma região central (96) da superfície arqueada (93) apresenta um raio de 40 mm e uma região de borda (97) da superfície arqueada (93) apresenta um raio de 39 mm. Deve ser entendido que a superfície arqueada (93) pode ser configurada com outros raios conforme necessário. De uma perspectiva global, a seção intermediária (90) apresenta substancialmente o formato de um cilindro com uma porção média do mesmo que se projeta para fora. A superfície arqueada (93) pode impedir a geração de concentração de tensões no eixo central (20), impedindo assim que a bucha hidráulica (1) seja danificada. Além disso, a superfície arqueada (93) também pode ser favorável para a configuração em que uma largura da porção média (53) da câmara de líquido (41) é menor do que aquela da sua porção de borda (54), tal como descrito acima.

[055] A luva (47) é substancialmente uma preforma cilíndrica, e a Figura 10 ilustra uma forma de concretização da mesma. Como indicado nas Figuras 10 e 11, a ranhura (42) pode ser formada previamente sobre a superfície externa da luva (47) por usinagem, de modo a ser aleatoriamente ajustável tanto no comprimento como no formato conforme necessário.

[056] O invólucro externo (22) é substancialmente uma preforma cilíndrica, e a Figura 12 mostra uma concretização da mesma. Como indicado nas Figuras 2 e 12, o invólucro externo (22) inclui um corpo principal (1201) e flanges (1202) radialmente dobrados para dentro em duas porções de extremidade axial dos mesmos. Os flanges (1202) podem pressionar os conjuntos de vedação (43) em uma direção axial, de modo a permitir que os conjuntos de vedação (43) vedem as porções de extremidade (81) da câmara de líquido (41). Enquanto está montado, o invólucro externo (22), que está na forma de um tubo reto, pode ser primeiramente montado sobre a luva (47), seguido pela formação dos flanges (1202) por meio de uma máquina de rebordar. A máquina de rebordear é bem conhecida pelos versados na técnica e, portanto, não será aqui descrita.

[057] O conjunto de vedação (43) pode ser um componente fabricado separadamente, e a Figura 13 mostra um exemplo do mesmo. Especificamente, como mostrado nas Figuras 14 e 15, o conjunto de vedação (43) inclui um anel de suporte rígido (1400) e uma anilha rígida (1401), que estão conectados entre si por meio de um segundo corpo de borracha (1402). Na bucha hidráulica (1), o conjunto de vedação (43) é posicionado através do contato de um degrau (94) do eixo central (20) com o anel de suporte (1400); a anilha (1401) fica engatada com o invólucro externo (22) por encaixe por pressão; e uma superfície interna (1403) do conjunto de vedação (43), formada pelo segundo corpo de borracha (1402), fica em contato de vedação com uma porção de extremidade axial da luva (47) e uma porção de extremidade axial (27) do primeiro corpo de borracha (40), de modo a vedar a porção de extremidade axial (81) da câmara de líquido (41). O conjunto de vedação (43) inclui ainda uma segunda anilha (1404) que pode pressionar a porção de extremidade axial do invólucro externo (22), de modo a proporcionar um melhor contato de vedação entre a superfície interna (1403) e a porção de extremidade axial do invólucro externo (22).

[058] O segundo corpo de borracha (1402) é utilizado para obter o movimento radial do invólucro externo (22) em relação ao eixo central (20) durante a marcha em curva do veículo, quando, por exemplo, o invólucro externo (22) empurra a anilha (1401) radialmente para dentro. Devido à elasticidade do segundo corpo de borracha (1402) provido entre a anilha (1401) e o anel de suporte (1400), a anilha (1401) será empurrada para se mover radialmente para dentro, de modo a conseguir um movimento relativo entre o invólucro externo (22) e o eixo central (20) e deformar a câmara de líquido (41).

[059] Em uma forma de concretização, uma extremidade superior (1406) do anel de suporte (1400) fica afastada do invólucro externo (22), para formar um segundo espaço de descompressão (201), como mostrado na Figura 4. Um primeiro espaço de descompressão (1405) é formado entre o eixo central (20) e a anilha (1401) localizada fora do conjunto de vedação (43) numa direção axial, como mostrado na Figura 15. Mais preferivelmente, o primeiro espaço de descompressão 1405 fica voltado para a câmara de líquido (41) diretamente. Durante a marcha em curva do veículo, o segundo espaço de descompressão (201) pode impedir que o anel de suporte (1400) interfira no movimento relativo entre o invólucro externo (22) e o eixo central (20), enquanto primeiro espaço de descompressão (1405) pode ser mais vantajoso para o movimento radialmente para dentro da anilha (1401).

[060] Pode-se fazer referência à Figura 7 novamente. As duas porções de extremidade axial do primeiro corpo de borracha (40) são formadas em recessos anulares (23), respectivamente. Em cada um dos recessos anulares (23), é provido um elemento de correspondência (24) axial para desviar da porção de extremidade axial (81) da câmara de líquido (41). E como mostrado na Figura 13, o conjunto de vedação (43) apresenta um elemento de vedação (1300) que combina com o elemento de correspondência (24). Depois do conjunto de vedação (43) estar montado no eixo central (20), o elemento de vedação (1300) fica em contato de vedação com o elemento de correspondência (24), dividindo assim o recesso anular (23) em duas câmaras de líquido auxiliares (28), que se comunicam com as duas câmaras de líquido (41), respectivamente. Tal estrutura produz os seguintes efeitos benéficos: com as câmaras de líquido auxiliares (28), a quantidade de líquido na bucha hidráulica (1) pode ser aumentada, aumentando assim uma faixa de ajuste do movimento relativo entre o invólucro externo (22) e o eixo central (20) da bucha hidráulica (1) e, além disso, reduzindo a abrasão da roda (12) e do trilho durante a marcha em curva do veículo. Em uma concretização preferida, o elemento de correspondência (24) é um recesso axialmente para dentro, enquanto o elemento de vedação (1300) é uma projeção axialmente para fora (como mostrado nas Figuras 3 e 15). A conexão entre o elemento de correspondência (24) e o elemento de vedação (1300) contribui para a melhoria de um efeito de vedação.

[061] É feit a referência à Figura 2 novamente. Um bloco de indicação de montagem (200) é provido numa superfície externa do conjunto de vedação (43), de modo a assegurar que a bucha hidráulica (1) com o conjunto de vedação (43) possa ser montada adequadamente no veículo.

[062] As estruturas da ranhura (42) (isto é, o canal de fluxo) e a câmara de líquido (41) podem ser projetados de acordo com os requisitos práticos, de modo a ajustar as propriedades mecânicas da bucha hidráulica (1) para adaptação à marcha em linha reta e à marcha em curva do veículo ferroviário. Por exemplo, a ranhura (42) pode apresentar um comprimento na faixa de 1 a 4 m, e uma seção transversal retangular com uma área de seção transversal na faixa de 4 a 25 mm2. A câmara de líquido (41) pode apresentar uma área de pistão equivalente na faixa de 1,000 a 10,000 mm2. O eixo central (20), o invólucro externo (22), o anel de suporte (1400) e a anilha (1401) podem todos ser produtos de aço ou outros tipos de produtos metálicos rígidos. A luva (47) pode ser feita de nylon-66.

[063] Em uma forma de concretização específica, a bucha hidráulica (1) pode ser configurada de tal forma que o canal de fluxo seja helicoidal, com um comprimento de 3,418 milímetros, e uma seção transversal quadrada com um comprimento lateral de 3 mm (em área de 9 mm2); e a câmara de líquido (41) apresenta uma área de pistão equivalente de 7,383 mm2. Em uma outra forma de concretização específica, a bucha hidráulica (1) pode ser projetada de tal forma que o canal de fluxo seja helicoidal, com um comprimento de 3,300 milímetros, e apresenta uma seção transversal retangular, com um comprimento de 3 mm e uma largura de 2,5 mm (uma área de 7,5 mm2); e a câmara de líquido (41) apresenta uma área de pistão equivalente a 7,428 mm2.

[064] A Figura 16 mostra uma segunda forma de concretização da bucha hidráulica (1). Na segunda forma de concretização, como mostrado na Figura 16, um eixo central (1600) inclui um corpo em forma de coluna (1601), tendo duas seções de extremidade (1604) e a seção intermédia (1602) e um corpo anelar (1603) montado de modo removível sobre a seção intermediária (1602). O corpo anelar (1603) apresenta uma superfície arqueada (1800) que se projeta radialmente para fora. Assim, após ter sido montado sobre o eixo central (1600), o corpo anelar (1603) será quase exatamente o mesmo que a seção intermediária (90) do eixo central (20) mostrado na Figura 2 quanto à forma e função. Em uma forma de concretização, o corpo em forma de coluna (1601) pode ser cilíndrico ou um eixo escalonado. Por exemplo, a seção intermediária (1602) pode apresentar um diâmetro maior do que qualquer das duas seções de extremidade (1604), o que facilita a montagem do conjunto de vedação (43).

[065] No conjunto, a segunda concretização da bucha hidráulica (1) é substancialmente a mesma que a primeira forma de concretização da mesma em termos de estrutura. A diferença reside no fato de na segunda forma de concretização, o corpo anelar (1603) e o corpo em forma de coluna (1601) do eixo central (1600) serem dois componentes fabricados independentemente entre si, isto é, o eixo central (1600) compreende dois componentes fabricados independentemente entre si. No entanto, na primeira forma de concretização, o eixo central (20) é um componente em peça única. A segunda concretização da bucha hidráulica (1) apresenta os seguintes efeitos vantajosos. Durante a fabricação da bucha hidráulica (1), a luva (47), o primeiro corpo de borracha (40) e o corpo anelar (1603) podem ser primeiramente ajustados em conjunto para formar um conjunto (1700) (como mostrado na Figura 19) e o conjunto (1700), o invólucro externo (22), o conjunto de vedação (43) (se houver) e o corpo em forma de coluna (1601) podem então ser montados em conjunto para formar a bucha hidráulica (1). Assim, de acordo com a segunda forma de concretização da bucha hidráulica (1), é necessário apenas manusear o corpo anelar (1603) com um tamanho pequeno (que pode ter um comprimento, por exemplo, apenas na faixa de 50 a 100 mm) para obter o conjunto (1700), seguida pela montagem simples do conjunto (1700) no corpo em forma de coluna (1601), enquanto o corpo em forma de coluna (1601) (ou o eixo central (20)) não é mais manuseado constantemente. Como resultado, de acordo com a segunda forma de concretização da bucha hidráulica (1), tanto a dificuldade de fabricação como os custos de fabricação da bucha hidráulica (1) podem ser reduzidos.

[066] Deve notar-se que as formas singulares "uma/um" e "a/o", tal como aqui utilizadas na descrição, resumo e reivindicações da presente invenção, são concebidas para incluir as formas plurais também, a menos que o contexto indique claramente o contrário.

[067] Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência a formas de concretização preferidas, várias modificações e variantes da presente invenção poderão ser feitas por qualquer versado na técnica, sem com isso abandonar o escopo e espírito da presente invenção. Em particular, desde que não haja conflito estrutural, as respectivas características técnicas mencionadas em várias formas de concretização poderão ser combinadas entre si de qualquer maneira. A presente invenção não se limita às concretizações específicas aqui descritas, mas inclui todas as soluções técnicas abrangidas pelo escopo das reivindicações.

Claims

1. UMA BUCHA HIDRÁULICA (1), compreendendo: um eixo central (20); uma luva (47) montada no eixo central (20), sendo que um primeiro corpo de borracha (40) é preenchido num espaço formado entre o eixo central (20) e a luva (47), e é provida uma ranhura (42) numa superfície externa da luva (47); e um invólucro externo (22), o qual é montado na luva (47) através de encaixe por pressão, sendo que duas câmaras de líquido (41), para acomodar líquidos, são providas diametralmente opostas uma à outra no primeiro corpo de borracha (40) caracterizada pelo fato das duas câmaras de líquido (41) serem totalmente confinadas dentro do primeiro corpo de borracha (40) em pelo menos uma direção radial e uma direção circunferencial do eixo central (20) e a ranhura (42) e o invólucro externo (22) definem um canal de fluxo, através do qual as duas câmaras de líquido (41) comunicam entre si; sendo que o eixo central (20) compreende uma seção intermediária (90) que apresenta um primeiro diâmetro e duas seções de extremidade (91, 92) tendo cada uma um segundo diâmetro, sendo o primeiro diâmetro maior do que o segundo diâmetro e o primeiro corpo de borracha (40) estando na seção intermediária (90); sendo que um conjunto de vedação (43) anular é montado em cada uma das duas seções de extremidade (91, 92); sendo que o conjunto de vedação (43) inclui um anel de suporte (1400) rígido e uma anilha (1401) rígida, estando o anel de suporte (1400) e a anilha (1401) conectados entre si através de um segundo corpo de borracha (1402); e sendo que o anel de suporte rígido (1400) fica em contato com um degrau (94) do eixo central (20) em uma direção axial para posicionar axialmente o conjunto de vedação (43) e a anilha (1401) fica encaixada no invólucro externo (22) através de encaixe por pressão.

2. A BUCHA HIDRÁULICA de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a anilha (1401) ficar localizada axialmente fora do conjunto de vedação (43) e um primeiro espaço de descompressão (1405) é formado entre a anilha (1401) e o eixo central (20).

3. A BUCHA HIDRÁULICA de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de uma extremidade superior (1406) do anel de suporte (1400) ficar distante do invólucro externo (22) para formar um segundo espaço de descompressão (201).

4. A BUCHA HIDRÁULICA de acordo com a reivindicação 1, caraterizada pelo fato de cada câmara de líquido (41) ser formada ao longo do primeiro corpo de borracha (40) ao longo de sua direção axial, e sendo que o conjunto de vedação (43) fica em contato de vedação com o primeiro corpo de borracha (40) e a luva (47), para formar a câmara de líquido (41).

5. A BUCHA HIDRÁULICA de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de duas porções de extremidade axial (81) do primeiro corpo de borracha (40) serem formadas, respectivamente, em recessos anulares (23), sendo provido um elemento de correspondência (24) axial em cada um dos recessos anulares (23), de modo a desviar de uma porção de extremidade axial (27) da câmara de líquido (41) sendo que o conjunto de vedação (43) fica em contato de vedação com o elemento de correspondência (24) e a luva (47), de modo que os recessos anulares (23) formam duas câmaras de líquido auxiliares (28) em comunicação com as duas câmaras de líquido (41), respectivamente.

6. A BUCHA HIDRÁULICA de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de o canal de fluxo se comunicar com a câmara de líquido auxiliar (28) associada com uma primeira câmara de líquido (411) das duas câmaras de líquido (41) numa primeira porção de extremidade axial do primeiro corpo de borracha (40) e com a câmara de líquido auxiliar (28) associada a uma segunda câmara de líquido (412) das duas câmaras de líquido (41) em uma segunda porção de extremidade axial do primeiro corpo de borracha (40).

7. A BUCHA HIDRÁULICA de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de cada câmara de líquido (41) se estender em uma direção circunferencial, e sendo que uma porção média (53) de cada câmara de líquido (41) apresenta uma largura menor do que uma porção de borda (54).

8. A BUCHA HIDRÁULICA de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de duas porções de borda (54) circunferenciais de cada câmara de líquido (41) serem formadas, respectivamente, em reservatórios de líquido que intumescem radialmente para dentro e a porção média (53) localizada entre as duas partes de borda (54) circunferenciais forma uma câmara de comunicação.

9. A BUCHA HIDRÁULICA de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a seção intermediária (90) do eixo central (20) apresentar uma superfície arqueada (93) que se projeta radialmente para fora.

10. A BUCHA HIDRÁULICA de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de o eixo central (20) compreender um corpo em forma de coluna (1601) com duas seções de extremidade (1604) e uma seção intermediária (1602), e um corpo anelar (1603) montado de forma removível na seção intermediária (1602), e sendo que o corpo anelar (1603) apresenta uma superfície arqueada (93) que se projeta radialmente para fora.

11. A BUCHA HIDRÁULICA de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a ranhura (42) apresentar um comprimento na faixa de 1 e 4 m.

12. A BUCHA HIDRÁULICA de acordo com a reivindicação 11, carcterizada por cada câmara de líquido (41) ter uma área de pistão equivalente a 1,000 e 10,000 mm2.

13. A BUCHA HIDRÁULICA de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de a ranhura (42) apresentar uma seção transversal retangular.

14. A BUCHA HIDRÁULICA de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de a ranhura (42) apresentar uma área de seção transversal na faixa de 4 e 25 mm2.

15. A BUCHA HIDRÁULICA de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a luva (47) ser feita de nylon-66.

16. UM VEÍCULO FERROVIÁRIO, compreendendo a bucha hidráulica (1) da reivindicação 1 caracterizado pelo fato do eixo central (20) da bucha hidráulica (1) ficar conectado a um truque (11) do veículo ferroviário, e o invólucro externo (22) da bucha hidráulica (1) ficar conectado a um braço de posicionamento (13) de uma roda (12) do veículo ferroviário, e sendo as duas câmaras de líquido (41) dispostas em conjunto.