ES2205151T3 - Dispositivo de absorcion de energia, vehiculo y tren con tal dispositivo. - Google Patents
Dispositivo de absorcion de energia, vehiculo y tren con tal dispositivo.Info
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION CONSISTE EN UN DISPOSITIVO DE ABSORCION DE ENERGIA QUE CONSTA DE UNOS PRIMEROS ELEMENTOS (1) SUSCEPTIBLES DE DESLIZARSE SOBRE ELEMENTOS DE SOPORTE (3), O A LA INVERSA, POR EFECTO DE LA ENERGIA APLICADA LONGITUDINALMENTE EN EL DISPOSITIVO, QUE SE CARACTERIZA POR EL HECHO DE QUE LOS CITADOS PRIMEROS ELEMENTOS (1) SON ELEMENTOS DE ROZAMIENTO Y POR QUE LA ENERGIA SE ABSORBE POR SIMPLE ROCE ENTRE LOS PRIMEROS ELEMENTOS DE ROZAMIENTO (1) Y LOS ELEMENTOS DE SOPORTE (3). LA PRESENTE INVENCION INCLUYE ASIMISMO LOS VEHICULOS Y LAS UNIDADES DE TREN EQUIPADOS CON ESTE DISPOSITIVO.
Description
Dispositivo de absorción de energía, vehículo y
tren con tal dispositivo.
La presente invención concierne a la absorción de
energía en particular de vehículos en movimiento, en general, y se
aplica, más particularmente, a un dispositivo de absorción de
energía así como a un vehículo y a un tren que comprenden tal
dispositivo.
El documento US 3 915 486 de Maeda et al.
describe una estructura de absorción del impacto de una carrocería
de vehículo automóvil.
La estructura de absorción de energía de la
técnica anterior (véase por ejemplo el documento
DE-962 808) comprende primeros elementos
susceptibles de deslizarse a lo largo de elementos de apoyo bajo el
efecto de la energía aplicada longitudinalmente a la estructura.
Los primeros elementos están constituidos por un
primer tubo hueco, estando constituidos los elementos de apoyo por
un segundo tubo hueco fijado al chasis del vehículo automóvil.
La absorción de energía según la estructura de la
técnica anterior se hace por deformación plástica radial del segundo
tubo hueco bajo la acción del primer tubo hueco.
Un inconveniente primordial de la estructura de
absorción de energía de la técnica anterior es no permitir una
regulación del esfuerzo de funcionamiento.
Otro inconveniente de la estructura de absorción
de energía de la técnica anterior es no combinar a la función de
absorción, la función de anti-encabalgamiento,
todavía llamada función de anti-encaballamiento.
También un objeto de la invención es un
dispositivo de absorción de energía así como un vehículo y un tren
que comprenden tal dispositivo, que presenta una constancia de la
absorción de energía y que no presenta los inconvenientes de los
dispositivos de absorción de energía de la técnica anterior.
Otro objeto de la invención es un dispositivo de
absorción de energía así como un vehículo y un tren que comprenden
tal dispositivo, que permite modular el nivel de esfuerzo de
funcionamiento.
Conforme a la invención, el dispositivo de
absorción de energía comprende primeros elementos susceptibles de
deslizarse a lo largo de elementos de apoyo, o inversamente, bajo el
efecto de la energía aplicada longitudinalmente a dicho dispositivo
y se caracteriza porque dichos primeros elementos son elementos de
rozamiento y porque dicha energía es absorbida sólo por rozamiento
entre dichos primeros elementos de rozamiento y dichos elementos de
apoyo.
El dispositivo de absorción de energía de la
invención satisface igualmente al menos una de las características
siguientes:
- estando dichos primeros elementos de rozamiento
fuera de dichos elementos de apoyo, unos segundos elementos de
rozamiento, susceptibles de deslizarse a lo largo de dichos
elementos de apoyo bajo el efecto de la energía aplicada
longitudinalmente a dicho dispositivo, están dispuestos en el
interior de dichos elementos de apoyo de manera que dicha energía
sea absorbida por rozamiento entre dichos primeros y/o segundos
elementos de rozamiento y dichos elementos de apoyo,
- el coeficiente de rozamiento entre dichos
primeros elementos de rozamiento, e incluso dichos segundos
elementos de rozamiento, y dichos elementos de apoyo está definido
por el par de apriete de elementos de apriete,
- dichos primeros elementos de rozamiento, e
incluso dichos segundos elementos de rozamiento, son de forma
general de paralelepípedo, cilíndrica o prismática y dichos
elementos de apoyo comprenden un número par de caras, estando
dispuesto cada uno de dichos pares a un lado y al otro de dichos
primeros elementos de rozamiento, e incluso de dichos segundos
elementos de rozamiento,
- dichas caras de dichos elementos de apoyo son
coplanares con las caras asociadas de dichos primeros elementos de
rozamiento, e incluso con las caras asociadas de dichos segundos
elementos de rozamiento,
- al menos una de dichas caras de dichos primeros
elementos de rozamiento, e incluso al menos una de dichas caras de
dichos segundos elementos de rozamiento, y dicha (dichas)
cara(s) asociada(s) de dichos elementos de apoyo están
inclinadas en el sentido longitudinal con respecto al eje
longitudinal de dicho dispositivo,
- dichos primeros elementos de rozamiento, e
incluso dichos segundos elementos de rozamiento, son de forma
general cilíndrica y dichos elementos de apoyo comprenden al menos
una cara de apoyo de forma general cóncava,
- dichas caras de apoyo de forma general cóncava
de dichos elementos de apoyo están en la prolongación de las caras
de rozamiento asociadas de dichos primeros elementos de rozamiento,
e incluso de las caras de rozamiento asociadas de dichos segundos
elementos de rozamiento,
- dichos primeros elementos de rozamiento, e
incluso dichos segundos elementos de rozamiento, y dichos elementos
de apoyo son de forma general cónica o cónica en al menos una cara
longitudinal,
- dicha (dichas) cara(s) de rozamiento de
dichos primeros elementos de rozamiento, e incluso dicha (dichas)
cara(s) de rozamiento de dichos segundos elementos de
rozamiento, y dicha (dichas) cara(s) de apoyo de dichos
elementos de apoyo tienen un semiángulo de abertura \alpha cuyo
valor está comprendido entre 1 y 2º,
- dichos elementos de apriete son tales que,
durante el rozamiento entre dichos primeros elementos de rozamiento,
e incluso dichos segundos elementos de rozamiento, y dichos
elementos de apoyo, mantienen en contacto dichos primeros elementos
de rozamiento, e incluso dichos segundos elementos de rozamiento, y
dichos elementos de apoyo,
- dichos elementos de apriete están en fase
plástica de manera que sólo funcionen en régimen plástico,
- dichos elementos de apriete están constituidos
por pernos y/o remaches y/o tornillos y/o espárragos,
- el cuerpo de dichos pernos y/o de dichos
remaches y/o de dichos tornillos y/o de dichos espárragos comprende
una sección de valor más escaso.
La invención se aplica igualmente a un vehículo
ferroviario que comprende al menos un dispositivo de absorción de
energía según la invención.
La invención se aplica igualmente a un vehículo
de carretera que comprende al menos un dispositivo de absorción de
energía según la invención.
La invención se aplica igualmente a un tren de
vehículos, estando dispuesto al menos un dispositivo de absorción de
energía según la invención entre dos de dichos vehículos.
El tren de vehículos de la invención satisface
igualmente una de las características siguientes:
- unos primeros elementos de rozamiento están
dispuestos en una extremidad de uno de dichos vehículos y dichos
elementos de apoyo están dispuestos en la extremidad asociada del
otro de dichos vehículos,
- unos primeros elementos de rozamiento están
dispuestos en las extremidades de cada uno de dichos vehículos y
dichos elementos de apoyo son solidarios a uno o a otro de dichos
vehículos,
- unos elementos de apoyo están dispuestos en las
extremidades de cada uno de dichos vehículos y los primeros
elementos de rozamiento gualdrapeados son solidarios a cada uno de
uno u otro de dichos vehículos.
Una ventaja del dispositivo de absorción de
energía de la invención, del vehículo y del tren que comprenden tal
dispositivo, es poder ser integrado sobre material existente, por
ejemplo un vehículo ferroviario o de carretera.
Otra ventaja del dispositivo de absorción de
energía de la invención, del vehículo y del tren que comprenden tal
dispositivo, es poder combinar sobre material nuevo las funciones de
absorción y de anti-encabalgamiento.
Otra ventaja del dispositivo de absorción de
energía de la invención, del vehículo y del tren que comprenden tal
dispositivo, es un aumento de la energía absorbida.
Otra ventaja del dispositivo de absorción de
energía de la invención, del vehículo y del tren que comprenden tal
dispositivo, es una disminución de la masa y del costo.
Otra ventaja del dispositivo de absorción de
energía de la invención, del vehículo y del tren que comprenden tal
dispositivo, es una integración fuera del chasis del dispositivo en
el material nuevo.
Otros objetivos, características y ventajas de la
invención se manifestarán con la lectura de la descripción del modo
de realización preferido del dispositivo de absorción de energía de
la invención, del vehículo y del tren que comprenden tal
dispositivo, descripción hecha en relación con los dibujos en los
cuales:
- las figuras 1 a 3 representan dispositivos de
absorción de energía de forma general de paralelepípedo, o
prismática conforme a la invención según modos de realización
preferidos,
- la figura 4 representa un dispositivo de
absorción de energía de forma general cilíndrica conforme a la
invención según un modo de realización preferido.
De manera general y como está representado en las
figuras 1 a 4, el dispositivo de absorción de energía comprende
primeros elementos 1 susceptibles de deslizarse a lo largo de
elementos de apoyo 3, o inversamente, bajo el efecto de la energía
aplicada longitudinalmente al dispositivo.
Conforme a una característica esencial de la
invención, los primeros elementos 1 son elementos de rozamiento y la
energía es absorbida sólo por rozamiento entre los primeros
elementos de rozamiento 1 y los elementos de apoyo 3.
Estando los primeros elementos de rozamiento 1
fuera de los elementos de apoyo 3, segundos elementos de rozamiento
2 están dispuestos en el interior de estos elementos de apoyo 3.
Los segundos elementos de rozamiento 2 son
susceptibles de deslizarse a lo largo de los elementos de apoyo 3
bajo el efecto de la energía aplicada longitudinalmente al
dispositivo.
Los segundos elementos de rozamiento 2 están
dispuestos en el interior de los elementos de apoyo 3 de manera que
la energía sea absorbida por rozamiento entre los primeros 1 y/o
segundos 2 elementos de rozamiento y los elementos de apoyo 3.
El coeficiente de rozamiento entre los primeros
elementos de rozamiento 1 y los segundos elementos de rozamiento 2,
cuando estos segundos elementos existen, y los elementos de apoyo 3
está definido por el par de apriete de elementos de apriete 4.
Los elementos de apriete 4 son tales que, durante
el rozamiento entre los primeros elementos de rozamiento 1, e
incluso los segundos elementos de rozamiento 2, y los elementos de
apoyo 3, mantienen en contacto los primeros elementos de rozamiento
1, e incluso los segundos elementos de rozamiento 2, y los elementos
de apoyo 3.
Los elementos de apriete 4 están plastificados en
el apriete, en otros términos los elementos de apriete están en fase
plástica, de manera que sólo funcionen en régimen plástico durante
la absorción de energía.
Una ventaja de tal característica de la
invención, es eliminar la parte elástica de la curva de
esfuerzo-desplazamiento del dispositivo de absorción
de energía.
De lo que precede resulta que el par de apriete
tiene una influencia preponderante en el dimensionamiento de los
elementos de apriete.
A título de ejemplo, los elementos de apriete 4
están constituidos por pernos y/o remaches y/o tornillos y/o
espárragos.
El cuerpo de los pernos y/o de los remaches y/o
de los tornillos y/o de los espárragos comprende una sección de
valor más escaso.
Una ventaja de tal característica de la
invención, es localizar y controlar el alargamiento de los elementos
de apriete.
Las figuras 1 a 3 representan dispositivos de
absorción de energía de forma general de paralelepípedo, o
prismática conforme a la invención según modos de realización
preferidos.
Como está representado en estas figuras 1 a 3,
dichos primeros elementos de rozamiento 1, e incluso los segundos
elementos de rozamiento 2, son de forma general de paralelepípedo o
prismática y los elementos de apoyo 3 comprenden un número par de
caras 3A, estando dispuesto cada uno de los pares a un lado y al
otro de los primeros elementos de rozamiento 1, e incluso de los
segundos elementos de rozamiento 2.
Las caras 3A de los elementos de apoyo 3 son
coplanares con las caras asociadas 1A de los primeros elementos de
rozamiento 1, e incluso con las caras asociadas 2A de los segundos
elementos de rozamiento 2.
Al menos una de las caras 1A de los primeros
elementos de rozamiento 1, e incluso al menos una de las caras 2A de
los segundos elementos de rozamiento 2, y la o las cara(s)
asociada(s) 3A de los elementos de apoyo 3 están inclinadas
en sentido longitudinal con respecto al eje longitudinal del
dispositivo de absorción de energía.
Para mejorar el coeficiente de rozamiento, una
película de pegamento puede ser dispuesta entre las caras en
contacto (1A, 3A) respectivamente de los elementos de rozamiento y
de los elementos de apoyo.
La figura 4 representa un dispositivo de
absorción de energía de forma general cilíndrica conforme a la
invención según un modo de realización preferido.
Como está representado en esta figura 4, los
primeros elementos de rozamiento 1, e incluso los segundos elementos
de rozamiento 2, son de forma general cilíndrica y los elementos de
apoyo 3 comprenden al menos una cara de apoyo 3B de forma general
cóncava.
Las caras de apoyo 3B de forma general cóncava de
los elementos de apoyo 3 están en la prolongación de las caras de
rozamiento asociadas 1B de los primeros elementos de rozamiento 1, e
incluso de las caras de rozamiento asociadas 2B de los segundos
elementos de rozamiento 2.
Los primeros elementos de rozamiento 1, e incluso
los segundos elementos de rozamiento 2, y los elementos de apoyo 3
son de forma general cónica o cónica en al menos una cara
longitudinal.
La o las cara(s) de rozamiento 1B de los
primeros elementos de rozamiento 1, e incluso la o las
cara(s) de rozamiento 2B de los segundos elementos de
rozamiento 2, y la o las cara(s) de apoyo 3B de los elementos
de apoyo 3 tienen un semiángulo de abertura \alpha cuyo valor está
comprendido entre 1 y 2º, con preferencia del orden de 1,5º.
Por semiángulo de abertura, se designa el ángulo
formado entre un eje perpendicular al eje longitudinal del elemento
y la normal a la cara afectada de este elemento.
La presente invención se aplica igualmente a un
vehículo ferroviario que comprende al menos un dispositivo de
absorción de energía según la invención.
La presente invención se aplica igualmente a un
vehículo de carretera que comprende al menos un dispositivo de
absorción de energía según la invención.
La presente invención se aplica igualmente a un
tren de vehículos, estando dispuesto al menos un dispositivo de
absorción de energía según la invención entre dos vehículos.
Conforme a un primer modo de realización
preferido de tal tren, los primeros elementos de rozamiento 1 están
dispuestos en una extremidad de uno de los vehículos y los elementos
de apoyo 3 están dispuestos en la extremidad asociada del otro de
los vehículos.
En tal modo de realización, el dispositivo de
absorción de energía más particularmente afectado es el representado
en las figuras 1 ó 4.
Conforme a otro modo de realización preferido de
tal tren, los primeros elementos de rozamiento 1 están dispuestos en
las extremidades de cada uno de los vehículos y los elementos de
apoyo 3 son solidarios a uno o al otro de los vehículos.
En tal modo de realización, el dispositivo de
absorción de energía más particularmente afectado es el representado
en la figura 2.
Conforme a otro modo de realización preferido de
tal tren, los elementos de apoyo 3 están dispuestos en las
extremidades de cada uno de los vehículos y los primeros elementos
de rozamiento 1 gualdrapeados son solidarios a cada uno de uno u
otro de los vehículos.
En tal modo de realización, el dispositivo de
absorción de energía más particularmente afectado es el representado
en la figura 3.
Claims (20)
1. Tren de vehículos, en particular ferroviario,
provisto de al menos un dispositivo de absorción de energía,
caracterizado porque dicho dispositivo de absorción de
energía está dispuesto entre dos de dichos vehículos y comprende al
menos primeros elementos de rozamiento (1) solidarios a uno de
dichos vehículos, siendo dichos elementos de rozamiento susceptibles
de deslizarse a lo largo de elementos de apoyo (3) solidarios al
otro de dichos vehículos.
2. Tren de vehículos, en particular ferroviario,
según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho
dispositivo de absorción comprende al menos primeros elementos de
rozamiento (1) dispuestos en una extremidad de uno de dichos
vehículos, siendo dichos elementos de rozamiento (1) susceptibles de
deslizarse a lo largo de elementos de apoyo (3) dispuestos en la
extremidad asociada del otro de dichos vehículos.
3. Tren de vehículos según las reivindicaciones 1
ó 2, caracterizado porque dicho dispositivo de absorción de
energía comprende primeros elementos de rozamiento (1) dispuestos en
las extremidades de cada uno de dichos vehículos, siendo dichos
elementos de rozamiento (1) susceptibles de deslizarse a lo largo de
elementos de apoyo (3) solidarios a uno o a otro de los
vehículos,
4. Tren de vehículos según las reivindicaciones 1
ó 2, caracterizado porque dicho dispositivo de absorción de
energía comprende elementos de apoyo (3) que están dispuestos en las
extremidades de cada uno de dichos vehículos y primeros elementos de
rozamiento (1) gualdrapeados que son solidarios a cada uno de uno u
otro de dichos vehículos.
5. Dispositivo de absorción de energía destinado
a equipar un tren de vehículos según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, que comprende primeros elementos de
rozamiento (1) susceptibles de deslizarse a lo largo de elementos de
apoyo (3), caracterizado porque, estando dichos primeros
elementos de rozamiento (1) fuera de dichos elementos de apoyo (3),
unos segundos elementos de rozamiento (2), susceptibles de
deslizarse a lo largo de dichos elementos de apoyo (3) bajo el
efecto de la energía aplicada longitudinalmente a dicho dispositivo,
están dispuestos en el interior de dichos elementos de apoyo (3) de
manera que dicha energía sea absorbida por rozamiento entre dichos
primeros (1) y/o segundos (2) elementos de rozamiento y dichos
elementos de apoyo (3).
6. Dispositivo según la reivindicación 5, en el
cual el coeficiente de rozamiento entre dichos primeros elementos de
rozamiento (1), e incluso dichos segundos elementos de rozamiento
(2), y dichos elementos de apoyo (3) está definido por el par de
apriete de elementos de apriete (4).
7. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 5 y 6, en el cual dichos primeros elementos de
rozamiento (1), e incluso dichos segundos elementos de rozamiento
(2), son de forma general de paralelepípedo, cilíndrica o prismática
y dichos elementos de apoyo (3) comprenden un número par de caras
(3A), estando dispuesto cada uno de dichos pares a un lado y al otro
de dichos primeros elementos de rozamiento (1), e incluso de dichos
segundos elementos de rozamiento (2).
8. Dispositivo según la reivindicación 7, en el
cual dichas caras (3A) de dichos elementos de apoyo (3) son
coplanares con las caras asociadas (1A) de dichos primeros elementos
de rozamiento (1), e incluso con las caras asociadas (2A) de dichos
segundos elementos de rozamiento (2).
9. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 7 y 8, en el cual al menos una de dichas caras (1A)
de dichos primeros elementos de rozamiento (1), e incluso al menos
una de dichas caras (2A) de dichos segundos elementos de rozamiento
(2), y dicha (dichas) cara(s) asociada(s) (3A) de
dichos elementos de apoyo (3) están inclinadas en el sentido
longitudinal con respecto al eje longitudinal de dicho
dispositivo.
10. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 7 y 8, caracterizado porque una película de
pegamento está dispuesta entre las caras en contacto (1A, 3A)
respectivamente de los elementos de rozamiento y de los elementos de
apoyo.
11. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 5 y 6, en el cual dichos primeros elementos de
rozamiento (1), e incluso dichos segundos elementos de rozamiento
(2), son de forma general cilíndrica y dichos elementos de apoyo (3)
comprenden al menos una cara de apoyo (3B) de forma general
cóncava.
12. Dispositivo según la reivindicación 11, en
el cual dichas caras de apoyo (3B) de forma general cóncava de
dichos elementos de apoyo (3) están en la prolongación de las caras
de rozamiento asociadas (1B) de dichos primeros elementos de
rozamiento (1), e incluso de las caras de rozamiento asociadas (2B)
de dichos segundos elementos de rozamiento (2).
13. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 11 y 12, en el cual dichos primeros elementos de
rozamiento (1), e incluso dichos segundos elementos de rozamiento
(2), y dichos elementos de apoyo (3) apoyo son de forma general
cónica o cónica en al menos una cara longitudinal.
14. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 9 y 13, en el cual dicha (dichas) cara(s) de
rozamiento (1B) de dichos primeros elementos de rozamiento (1), e
incluso dicha (dichas) cara(s) de rozamiento (2B) de dichos
segundos elementos de rozamiento (2), y dicha (dichas)
cara(s) de apoyo (3B) de dichos elementos de apoyo (3) tienen
un semiángulo de abertura \alpha cuyo valor está comprendido entre
1 y 2º.
15. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 14, en el cual dichos elementos de apriete (4)
son tales que, durante el rozamiento entre dichos primeros elementos
de rozamiento (1), e incluso dichos segundos elementos de rozamiento
(2), y dichos elementos de apoyo (3), mantienen en contacto dichos
primeros elementos de rozamiento (1), e incluso dichos segundos
elementos de rozamiento (2), y dichos elementos de apoyo (3).
16. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 15, en el cual dichos elementos de apriete (4)
están en fase plástica de manera que sólo funcionen en régimen
plástico.
17. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 16, en el cual dichos elementos de apriete (4)
están constituidos por pernos y/o remaches y/o tornillos y/o
espárragos.
18. Dispositivo según la reivindicación 17, en
el cual el cuerpo de dichos pernos y/o de dichos remaches y/o de
dichos tornillos y/o de dichos espárragos comprende una sección de
valor más escaso.
19. Vehículo ferroviario que comprende al menos
un dispositivo de absorción de energía según una al menos de las
reivindicaciones 5 a 18.
20. Vehículo de carretera que comprende al menos
un dispositivo de absorción de energía según una al menos de las
reivindicaciones 5 a 18.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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