ES2218879T3 - Vehiculo ferroviario con unidades de acoplamiento entre la caja de vagon y el mecanismo de rodadura. - Google Patents
Vehiculo ferroviario con unidades de acoplamiento entre la caja de vagon y el mecanismo de rodadura.Info
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Abstract
Una unidad elemento de acoplamiento (9, 10, 11) con efecto amortiguador está dispuesta entre un cuerpo y el chasis en un vehículo ferroviario. Con el fin de liberar ampliamente el elemento de acoplamiento de fuerzas actuantes en dirección transversal relativo a la dirección de amortiguamiento, se provee un adaptador de corredera (11) teniendo dos órganos deslizantes (11.1 y 11.2) que pueden deslizar cada uno de ellos hacia el otro en paralelo a la parte inferior del cuerpo de vagón (1).
Description
Vehículo ferroviario con unidades de acoplamiento
entre la caja de vagón y el mecanismo de rodadura.
La invención se refiere a un vehículo ferroviario
de acuerdo con el preámbulo de la primera reivindicación.
En vehículos ferroviarios es generalmente
conocido apoyar elásticamente una caja del vehículo mediante
unidades de elementos de acoplamiento en un bastidor del mecanismo
de rodadura dispuesto debajo de la caja del vehículo. Los elementos
de acoplamiento con efecto de resorte deben estar unidos con la caja
del vehículo y el bastidor del mecanismo de rodadura de tal manera
que puedan seguir los movimientos que aparecen entre la caja del
vehículo y el bastidor del mecanismo de rodadura.
Del documento US 3,212,460 se conoce un vehículo
ferroviario genérico en el cual la caja del vehículo está apoyada en
el mecanismo de rodadura a través de dos unidades de elementos de
acoplamiento dispuestas en el mecanismo de rodadura. Entre las
unidades de elementos de acoplamiento y la caja del vehículo se
encuentra un adaptador deslizante con dos elementos de adaptador
desplazables uno en relación con otro, entre los cuales se encuentra
un emparejamiento por fricción con una fricción relativamente alta
para amortiguar los movimientos relativos entre la caja del vehículo
y el mecanismo de rodadura. A fin de descargar la unidad de
elementos de acoplamiento correspondiente al máximo posible de
fuerzas transversales, que actúan transversalmente a su dirección de
funcionamiento, uno de los elementos adaptadores está dispuesto en
un balancín, orientable alrededor de un eje horizontal, que está en
contacto desde arriba con la unidad de elementos de
acoplamiento.
Esta configuración tiene por un lado la
desventaja de un tipo de construcción relativamente complicado y
voluminoso. Por otro lado, a través de los elementos adaptadores
rígidos pueden transmitirse a la caja del vehículo casi sin
impedimento ruidos molestos propagados por las estructuras
sólidas.
El objetivo de la presente invención consiste por
lo tanto en proporcionar un vehículo ferroviario genérico que
garantiza un comportamiento mejorado con respecto a ruidos con
medios de construcción más sencillos.
Este objetivo se logra de acuerdo con la
invención a través de las características de la primera
reivindicación.
En la configuración de un vehículo ferroviario de
acuerdo con la invención, un adaptador deslizante, integrado en la
unidad de elementos de acoplamiento, absorbe los movimientos
laterales y giratorios que pueden producirse bajo condiciones de
servicio admisibles entre la caja del vehículo y el bastidor del
mecanismo de rodadura. Este adaptador deslizante puede estar
realizado con una fricción muy baja, por lo que tiene una elevada
seguridad contra fallos y está al mismo tiempo en gran medida libre
de mantenimiento. Por lo tanto, está asegurada una compensación sin
apriete de los movimientos de empuje que aparecen. El adaptador
deslizante tiene un grado de libertad traslacional en cada uno de
los dos ejes que no coinciden y se monta de tal manera que su plano
de desplazamiento discurra en paralelo al plano en el cual se
encuentra el fondo de la caja del vehículo o el bastidor del
mecanismo de rodadura. Como consecuencia, el elemento con efecto de
resorte de la unidad de elementos de acoplamiento puede ser un
componente móvil en una sola dirección, como es el caso de
actuadores hidroneumáticos. Por este motivo, el cilindro de este
actuador puede estar fijado de forma inmóvil en el bastidor del
mecanismo de rodadura o en el fondo de la caja del vehículo, es
decir, puede estar atornillado o soldado en la misma, una vez que se
compensan los movimientos transversales a su dirección de actuación
mediante el adaptador deslizante. El adaptador deslizante se realiza
por ejemplo en forma de mesa de bolas rodantes, a fin de mantener
baja la fricción entre los elementos del adaptador y para minimizar
la carga del elemento de resorte en sentido transversal a su
dirección de suspensión. Para no transmitir de forma no atenuada los
ruidos de marcha del mecanismo de rodadura a la caja del vehículo,
por lo menos uno de los elementos adaptadores móviles uno frente a
otro está provisto de medios de amortiguación de ruidos. Este
elemento adaptador puede estar provisto para este fin de dos placas
unidas entre sí sólo a través de una capa aislante. Esta capa
aislante se encuentra en paralelo al plano de desplazamiento del
adaptador deslizante y puede estar realizada en forma de disco
macizo, de varios discos dispuestos uno al lado de otro, o en
especial en forma de disco anular. Para poder soportar las fuerzas
procedentes de la fricción del adaptador deslizante sin que exista
ningún peligro de un desplazamiento entre estas placas, la capa
aislante penetra en sus lados frontales, dirigidos hacia las mismas,
en depresiones adaptadas de forma apropiada y dispuestas en estas
placas.
Los adaptadores deslizantes asignados a un
vehículo no sólo pueden compensar los movimientos transversales, que
aparecen durante la marcha del vehículo ferroviario dentro de las
unidades de elementos de acoplamiento, que sirven como soportes
verticales, sino que podrían utilizarse por ejemplo también para
acercar la caja del vehículo durante paradas en un andén al borde
del mismo, a fin de reducir la anchura de la rendija existente entre
la caja del vehículo y el borde del andén. También puede ser
conveniente prever entre los elementos adaptadores un dispositivo de
enclavamiento opcionalmente controlable para poder disminuir o
impedir totalmente la movilidad libre en función de las condiciones
de servicio.
Para la transmisión de la fuerza entre la caja
del vehículo y el mecanismo de rodadura están previstos por separado
elementos de acoplamiento de fuerza. De esta manera se pueden
transmitir fuerzas longitudinales y fuerzas transversales a través
de un pivote fijado en la caja del vehículo a un contrasoporte
convenientemente adaptado en el bastidor del mecanismo de rodadura.
No obstante, para la transmisión de fuerzas longitudinales puede
estar prevista también una barra de acoplamiento como elemento de
acoplamiento para fuerzas longitudinales. Las fuerzas transversales
pueden absorberse mediante por lo menos un elemento de acoplamiento
para fuerzas transversales que, en caso dado, puede estar
configurado como actuador activamente controlable mediante el cual
se controla el desplazamiento transversal entre la caja del vehículo
y el mecanismo de rodadura en función de los requisitos de servicio.
Los recorridos de desplazamiento, determinados por los elementos de
acoplamiento de fuerza, entre la caja del vehículo y el mecanismo de
rodadura son inferiores al recorrido de desplazamiento admisible del
adaptador deslizante correspondiente.
El elemento de resorte incorporado en la unidad
de elementos de acoplamiento correspondiente puede ser pasivo y
realizado por ejemplo en forma de resorte helicoidal de acero o
resorte de goma maciza. Preferentemente, el elemento de resorte es
controlable de forma activa y configurado en especial como cilindro
hidráulico, controlado de forma hidroneumática, cuya longitud es
variable sólo en una dirección. Para poder compensar los movimientos
basculantes entre la caja del vehículo y el mecanismo de rodadura,
originados por la torsión o inclinación de la caja del vehículo o
del cuerpo de la vía, la unidad de elementos de acoplamiento está
equipada con un conector articulado, configurado a manera de rótula.
Este conector articulado se monta con preferencia entre el elemento
de resorte y el adaptador deslizante y sólo tiene una
articulación.
A continuación se describe la invención con
referencia a la representación de un ejemplo de realización en los
dibujos.
En las figuras se muestra:
Fig. 1 Vista parcial de un vehículo ferroviario
en la zona de un mecanismo de rodadura con los adaptadores
deslizantes.
Fig. 2 Vista lateral de la configuración según la
figura 1 en la zona de una unidad de elementos de acoplamiento con
adaptador deslizante.
Fig. 3 Vista en corte transversal de un detalle
del adaptador deslizante.
De un vehículo, en especial un vehículo
ferroviario, se simboliza esquemáticamente una caja 1 del vehículo
debajo de cuyo fondo 2 está dispuesto por lo menos un mecanismo de
rodadura. El mecanismo de rodadura dispone de por lo menos un eje y
de dos ruedas 3, en el caso representado dos ejes y cuatro ruedas 3.
Las ruedas 3 están configuradas como ruedas sobre carriles. Un
bastidor 4 del mecanismo de rodadura se apoya mediante largueros 5,
que discurren en sentido de marcha del mecanismo de rodadura y están
unidos entre sí a través de por lo menos un travesaño 6, mediante
resortes primarios 7 en los elementos de apoyo 8 de las ruedas 3,
acoplando de esta manera las ruedas 3 entre sí de forma estable.
Aproximadamente en el centro entre dos ruedas 3, dispuestas una tras
otra en sentido de marcha, se encuentra en cada larguero 5,
perpendicularmente al plano determinado por estos largueros 5, una
unidad de elementos de acoplamiento a través de la que se apoya la
caja 1 del vehículo con su fondo 2 en el mecanismo de rodadura.
La unidad de elementos de acoplamiento se compone
de un actuador 9, que funciona como elemento de resorte, de un
conector articulado 10 orientable en todas las direcciones y de un
conector deslizante 11, dispuestos todos mecánicamente en serie en
sentido de funcionamiento del actuador 9. Los actuadores 9, que
pueden estar configurados en especial como cilindros hidráulicos
controlados de forma hidroneumática, disponen de dos elementos
actuadores 9.1 y 9.2 desplazables uno frente a otro sólo de forma
rectilínea en sentido axial. Los conectores articulados 10 pueden
estar configurados como articulación en cruz o como rótula, como
articulación gomaelástica o a modo de barra elástica para poder
realizar sólo movimientos de basculación en todas las direcciones
con amplitud de basculación limitada. El conector deslizante 11 sólo
tiene grados de libertad traslacionales en un plano situado en
paralelo al fondo 2 de la caja 1 del vehículo. La capacidad de
desplazamiento del conector deslizante en este plano,
independientemente de la dirección, está limitada a valores
especificados. La relación entre los componentes 9, 10, 11 del
dispositivo de conexión tiene como consecuencia que sólo el actuador
puede compensar diferencias de distancia entre el mecanismo de
rodadura 4 y la caja 1 del vehículo, que el conector articulado 10
sólo puede compensar movimientos basculantes independientemente de
la dirección y que el conector deslizante 11 sólo puede compensar
movimientos transversales a la dirección de desplazamiento o a su
eje de mando 12. Generalmente carece de importancia en qué secuencia
están dispuestos los componentes 9, 10, 11 uno tras otro, siempre
que los dos elementos terminales estén fijados por un lado en el
mecanismo de rodadura 4 y por otro lado en la caja 1 del
vehículo.
En el ejemplo de realización, las carcasas 9.1 de
los cilindros de por ejemplo actuadores 9 hidroneumáticos con un
eje de mando 12 vertical, están fijadas rígidamente en uno de los
largueros 5. El otro elemento de mando 9.2 del actuador 9 es una
barra de empuje del émbolo del cilindro guiada de forma desplazable
en el elemento de mando 9.1 a lo largo del eje de mando 12, donde el
extremo libre de este elemento de mando 9.2 está unido rígidamente
con el primer elemento basculante 10.1 del conector articulado 10,
mientras que el segundo elemento basculante 10.2 está rígidamente
unido con el elemento primario de deslizamiento 11.1 del elemento
deslizante 11. El conector articulado 10, configurado como rótula,
sólo permite movimientos basculantes que aparecen entre los planos
constituidos por los largueros 5 y el fondo 2. A fin de poder
compensar también movimientos laterales entre los componentes 1, 3,
4 del vehículo, o el desplazamiento lateral que resulta de una
torsión entre los planos, está previsto el conector deslizante 11
cuyo elemento primario de deslizamiento 11.1 está rígidamente unido
con el segundo elemento basculante 10.2 del conector articulado 10 y
cuyo elemento secundario de deslizamiento 11.2 se encuentra en unión
rígida con el fondo 2 de la caja 1 del vehículo.
Por lo menos un elemento deslizante 11.1 se
compone de dos placas 11.3 y 11.4, situadas en paralelo entre sí y
compuestas de un material con forma estable, en especial de metal,
entre las cuales está dispuesta una capa aislante 11.5. Las placas
11.3 y 11.4 están unidas rígidamente entre sí a través de la capa
aislante, fabricada de un material elástico que amortigua
vibraciones. La capa aislante 11.5 se encuentra por lo tanto en
paralelo al plano de desplazamiento del adaptador deslizante 11. La
capa aislante 11.5 está preferentemente realizada como aro,
dispuesto de forma coaxial con el eje de desplazamiento del actuador
9 y con el conector articulado 10. En las dos placas 11.3 y 11.4
están mecanizadas depresiones de alojamiento 12 adaptadas, para
asegurar la capa aislante 11.5 contra desplazamiento radial, cuya
profundidad en sentido axial es muy inferior al grosor de la placa
de aislamiento 11.5. Mediante el seguro contra desplazamiento radial
se consigue una movilidad lateral del adaptador deslizante 11 sólo
entre los elementos deslizantes 11.1 y 11.2.
El actuador 9 puede sustituir en este tipo de
construcción elementos de resorte que funcionan como suspensión
secundaria. Para este fin está configurado en especial como cilindro
accionado de forma hidroneumática y no sólo permite una compensación
de la altura entre la caja del vehículo y el bastidor del mecanismo
de rodadura, sino que puede tener también características de resorte
que normalmente poseen resortes helicoidales, resortes neumáticos u
otros. La característica de elasticidad es controlable conforme a
las necesidades. El acoplamiento de fuerza entre la caja del
vehículo y el mecanismo de rodadura para absorber fuerzas laterales
y transversales puede llevarse a cabo de forma convencional, por
ejemplo mediante barras de acoplamiento, pivotes, elementos de
acoplamiento de lemniscata o mediante topes elásticos o elementos de
resorte.
Naturalmente, el dispositivo de conexión 9, 10,
11 puede estar montado también de forma inversa entre la caja 1 del
vehículo y el mecanismo de rodadura 4. El conector deslizante 11
puede estar montado, sin afectar a la seguridad y al funcionamiento,
por ejemplo también entre los largueros 5 correspondientes y el
elemento de ajuste 9.1 colateral del actuador 9. En este caso, el
elemento de articulación secundario 10.2 está firmemente unido con
la caja 1 del vehículo. El conector deslizante 11 puede montarse
naturalmente sin modificación del funcionamiento también entre el
actuador 9 y el conector articulado 10. El actuador 9 mantiene en
todas las variantes de realización y bajo todas las condiciones de
servicio su posición vertical con respecto al mecanismo de rodadura
4, siempre que se encuentre directamente en los largueros 5, o que
esté unido con los mismos a través del conector deslizante 11. Si el
actuador 9 se encuentra directamente en la caja 1 del vehículo o
está unido con la misma a través del conector deslizante 11, este
mantiene también bajo todas las condiciones normales de servicio su
posición vertical frente al plano determinado de esta manera.
El adaptador deslizante utilizado de acuerdo con
la invención es necesario en especial cuando se utiliza un resorte
secundario hidroneumático para que, no obstante del actuador
firmemente unido con el bastidor del mecanismo de rodadura en
posición vertical y del actuador móvil en un sólo eje en sentido
vertical y de una articulación entre la barra del émbolo del
actuador y el adaptador deslizante, se garantice la movilidad de la
caja del vehículo, requerida para el funcionamiento y la seguridad,
en relación con el mecanismo de rodadura en un plano en paralelo al
fondo de la caja. Asimismo, mediante el adaptador deslizante y la
disposición de piezas adicionales en sentido de transmisión se
minimiza la transmisión de ruidos a través de estructuras sólidas
desde el mecanismo de rodadura a la estructura de la caja del
vehículo. Para este fin está prevista la capa aislante con
propiedades de amortiguación de vibraciones que transmite plenamente
las fuerzas ejercidas en sentido vertical, así como las fuerzas
horizontales requeridas para superar la fricción entre los elementos
deslizantes.
Alternativamente, el adaptador deslizante puede
estar equipado también con elementos rodantes en vez de elementos
deslizantes, similar a una mesa de bolas rodantes.
Las ventajas de la invención consisten también en
que el adaptador deslizante permite una posición rígidamente fijada
del actuador vertical, y que la caja del vehículo siempre está
apoyada de forma estable contra vuelco, pero también de forma
libremente desplazable en el plano de la caja del vehículo, lo que
resulta necesario para permitir movimientos transversales y la
marcha por curvas. Mediante una selección y un diseño apropiados, en
especial de los componentes de fricción y de los elementos de
deslizamiento, es posible optimizar el confort con respecto a
movimientos transversales.
Claims (13)
1. Vehículo ferroviario con un mecanismo de
rodadura y una caja del vehículo dispuesta encima del mismo, apoyada
en sentido vertical en un bastidor del mecanismo de rodadura del
mecanismo de rodadura mediante por lo menos un par de unidades de
elementos de acoplamiento con efecto de resorte, donde los elementos
(9, 10, 11) de acoplamiento comprenden un adaptador deslizante (11)
con dos elementos adaptadores (11.1, 11.2), donde un elemento
adaptador (11.1) desplazable en un plano de desplazamiento, situado
en paralelo al fondo de la caja (1) del vehículo, en recorridos
limitados frente al elemento adaptador (11.2) correspondiente,
caracterizado porque el elemento adaptador (11.1) está
libremente desplazable frente al otro elemento adaptador (11.2) en
dos direcciones que no coinciden y con fricción muy reducida, y
porque por lo menos un elemento adaptador (11.1) dispone de dos
placas (11.3, 11.4) unidas entre sí a través de una capa aislante
(11.5), situada en paralelo al plano de desplazamiento del adaptador
deslizante (11).
2. Vehículo ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 1 caracterizado porque el adaptador deslizante
(11) es una mesa de bolas rodantes.
3. Vehículo ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque la capa aislante
(11.5) es un aro y porque en las placas (11.3, 1.4) están previstas
depresiones de alojamiento (12) adaptadas en las que se introduce la
capa aislante.
4. Vehículo ferroviario de acuerdo con por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque
un elemento adaptador (11.1 u 11.2) está firmemente unido con la
caja (1) del vehículo o con el bastidor (5) del mecanismo de
rodadura.
5. Vehículo ferroviario de acuerdo con por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque
un elemento adaptador (11.1) está unido con un elemento de resorte
(9) cuyo recorrido de resorte es perpendicular al plano de
desplazamiento del adaptador deslizante (9, 10, 11).
6. Vehículo ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 5 caracterizado porque el elemento de resorte
(9) es pasivo.
7. Vehículo ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 5 caracterizado porque el elemento de resorte
(9) está controlado de manera activa.
8. Vehículo ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 7 caracterizado porque el elemento de resorte
(9) es un cilindro hidráulico, controlado de manera
hidroneumática.
9. Vehículo ferroviario de acuerdo con por lo
menos una de las reivindicaciones 5 a 8 caracterizado porque
el elemento de resorte (9) está fijado en el bastidor (5) del
mecanismo de rodadura o en la caja (1) del vehículo.
10. Vehículo ferroviario de acuerdo con por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 9 caracterizado porque
la unidad de elementos de acoplamiento (9, 10, 11) comprende un
conector articulado (10) realizado a modo de rótula, unido por lo
menos con el adaptador deslizante (11) y/o el elemento de resorte
(9).
11. Vehículo ferroviario de acuerdo con por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 10 caracterizado porque
entre la caja (1) del vehículo y el mecanismo de rodadura (5) está
dispuesto un elemento de acoplamiento de fuerza longitudinal.
12. Vehículo ferroviario de acuerdo con por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 11 caracterizado porque
entre la caja (1) del vehículo y el mecanismo de rodadura (5) está
dispuesto un elemento de acoplamiento de fuerza transversal con un
desplazamiento de ajuste transversal controlable.
13. Vehículo ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 12 caracterizado porque el recorrido de ajuste
transversal del elemento de acoplamiento de fuerza transversal es
inferior al recorrido de desplazamiento libre del adaptador
deslizante (11).
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