ES2238045T3 - Vehiculo ferroviario con vagon de caja y por lo menos un chasis. - Google Patents

Abstract

Vehículo ferroviario con vagón de caja y, por lo menos, un chasis que descansa en posición giratoria alrededor de un eje vertical, en el que se han previsto elementos de acoplamiento giratorios entre el chasis y la caja, caracterizado porque, se han previsto, por lo menos, dos barras articuladas separadas entre sí en sentido transversal del vehículo (6, 7, 6''7'', 27, 28, 29, 40, 41) con rigidez elástica y amortiguación como elementos de acoplamiento giratorios entre el bastidor (1, 26) y la caja del vagón.

Description

Vehículo ferroviario con vagón de caja y por lo menos un chasis.

La invención se refiere a un vehículo ferroviario con vagón de caja y, por lo menos, un chasis según el preámbulo de la reivindicación 1.

Los vehículos ferroviarios de varios componentes, como, por ejemplo, los tranvías, como consecuencia del acoplamiento giratorio del chasis con la caja del vagón alrededor del eje de giro vertical y a causa de la disposición de los elementos articulados de la caja en combinación con la longitud del saliente del módulo de cabeza y del módulo final. deben absorber elevados esfuerzos de dirección de los juegos de ruedas directrices. Estos esfuerzos aumentan al aumentar la velocidad del vehículo y disminuir la longitud del arco de transición, consiguiéndose una reducción de las fuerzas de dirección de las ruedas con un sincronización elástica de la rigidez de giro entre el chasis y la caja. Sin embargo, la dificultad estriba en el espacio limitado de que se dispone para conseguir la necesaria elasticidad con el nivel de fuerzas y la elevada densidad de potencia a que se aspira.

Los componentes de caucho-metal generalmente conocidos y utilizados como elementos de acoplamiento giratorio resultan insuficientes para las densidades se potencia exigidas.

La invención tiene por finalidad señalar para un vehículo sobre carriles un acoplamiento giratorio perfeccionado de, por lo menos, un chasis con la caja del vagón o un elemento de acoplamiento giratorio adecuado.

Esta finalidad se consigue en combinación con las características del preámbulo de la invención, con las características apuntadas en la reivindicación 1.

Las ventajas que se alcanzan con la invención radican en que el elemento de acoplamiento giratorio propuesto se alcanza en el limitado espacio disponible con la necesaria elasticidad y el elevado nivel de esfuerzos, así como con una elevada densidad de potencia y, simultaneamente, con una elevada duración. Además del efecto de la rigidez elástica se mejora claramente la dinámica del vehículo del movimiento relativo y, en conjunto, se consigue una significativa reducción de los esfuerzos de dirección en las ruedas. Los aros de fricción propuestos en las barras articuladas alcanzan la rigidez elástica y la amortiguación en un solo elemento, si bien, como alternativa, también es posible alcanzar la rigidez elástica y la amortiguación en componentes independientes de la construcción (barras articuladas). Otra alternativa consiste en la configuración del elemento de acoplamiento de giro como elemento amortiguador por fluido.

Las barras articuladas propuestas como elementos de acoplamiento de giro cumplen, además, la función de la transmisión de las fuerzas longitudinales de aceleración y desaceleración del vehículo.

En las reivindicaciones suplementarias se indican las configuraciones ventajosas de la invención.

Otras ventajas del elemento acoplador giratorio propuesto se deducen de la descripción que sigue.

La invención se describe detalladamente a continuación sobre la base de los ejemplos de ejecución reproducidos en los dibujos. Al efecto, representan:

La fig.1, una vista de un chasis de un vehículo ferroviario: la fig.2 una vista lateral de un chasis de un vehículo ferroviario como el de la fig.1(en corte parcial); la fig.3, una sección longitudinal de una barra articulada de la primera forma de realización; la fig.4, una vista del chasis conformado alternativamente de un vehículo ferroviario como el de la fig.1 y la fig.5, una sección longitudinal de una barra articulada de la segunda forma de realización. En la fig.1 se representa una vista de un chasis de un vehículo ferroviario. El chasis 1 presenta en una forma generalmente conocida un bastidor del chasis en el que se designa con 2 un travesaño de este bastidor. Pueden verse los elementos de resorte 3 del chasis, así como los ejes 4 con las ruedas 5 guiados desde el chasis.

De acuerdo con la invención, se han previsto entre el chasis 1 y la caja del vagón dos barras articuladas 6, 7 con rigidez de resorte y amortiguación predeterminadas en forma de elementos de acoplamiento giratorios que están dispuestos vistos en sentido transversal del vehículo con una separación entre sí. La sujeción articulada de estas barras articuladas 6,7 se efectúa, por un lado, a través de unos primeros dispositivos de montaje 8 en las consolas 9 de la caja del vagón y, por otro, a través de los segundos dispositivos de montaje 10, en el travesaño 2 del bastidor del chasis.

En la fig.2 se representa una vista lateral del chasis del vehículo ferroviario de la fig.1 (cortado parcialmente). En ella puede verse los travesaños 2 del bastidor o del chasis 1 con un segundo dispositivo de montaje 10, así como una consola 8 de la caja del vagón con un primer dispositivo de montaje 8, a cuyo efecto las barras articuladas 7 o 6 se unen articuladamente con los dos dispositivos de montaje 8, 10. También pueden verse, los ejes 4 con las ruedas 5.

En la fig.3 puede verse una sección a través de las barras articuladas 6,7 de una primera forma de realización. La barra articulada 7 dispone de una barra de tracción / presión 11 instalada en una caja universal, la cual consiste esencialmente en un casquillo 12 que termina en ambos lados frontales con un primer cabezal 13 y un segundo cabezal 14. El primer cabezal 13 dispone de una guía de barra integrada 15 en la que encaja el extremo interior de la barra de tracción / presión 11 con respecto a la caja. El espacio de movimiento 25 del primer cabezal 13 garantiza la libre movilidad traslatoria de la barra de tracción / presión 11. Además, el primer cabezal 14 posee un primer dispositivo de sujeción 16 que está indicado para acoplamiento articulado del dispositivo de montaje 8 antes mencionado.

El segundo cabezal 14 dispone de un agujero para guía de la barra de tracción / presión 11. El extremo de esta barra 11 asequible a través de este agujero dispone de un segundo dispositivo de sujeción 17 que resulta adecuado para el acoplamiento articulado del segundo dispositivo de montaje 10 antes citado. La sección de la barra de tracción / presión 11 existente dentro de la caja universal dispone en la parte central de una barra de tracción / presión 18 que cuenta con un diámetro exterior que se ajusta al diámetro interior del manguito 12.Por medio de la barra de tracción / presión 18 se divide la caja universal en dos espacios de aproximadamente el mismo volumen.

En la primera cámara parcial van dispuestos los primeros anillos de fricción exteriores o un primer juego de aros de fricción exterior 19 y los primeros aros de fricción interiores 20, estando dispuestos los dos primeros juegos de aros de fricción 19,20 concéntricamente y separados entre sí por medio de un casquillo intermedio 21. En el segundo espacio parcial van dispuestos de la misma manera los segundos aros de fricción exteriores 22 o un segundo juego de aros de fricción interiores 23, estando dispuestos concéntricamente los dos segundos juegos de aros 22,23 y separados entre sí por medio de un manguito intermedio 24.

Si como consecuencia de la desviación del chasis 1 o del bastidor 2, se comprimen las barras desviadoras 6 o 7 según la fig.3, se reduce el espacio de movimiento 25 y a través del elemento de tracción / presión 18, se amplían con este movimiento, como en el primer anillo divisorio, los aros de fricción exteriores 19, por el desplazamiento de los aros de fricción interiores 20. Estos aros de fricción 20 discurren a lo largo de las superficies de contacto inclinadas sobre los aros de fricción exteriores 19 lo que da lugar a la citada ampliación de los aros de fricción 19.De esta manera, a causa del rozamiento, la energía de movimiento, se transforma en energía calórica. Durante este movimiento de la barra de tracción / presión en el espacio de movimiento 25,los aros de fricción 22,23 de la segunda cámara parcial se mantienen invariables.

Si por el contrario, la barra de tracción / presión 11 del dibujo asciende, con lo que aumenta el espacio de movimiento, se produce en los aros de fricción o en los juegos de aros 22,23 de la segunda cámara parcial el mismo efecto que con los movimientos descendentes de la barra 11 en los aros 19,20 de la primera cámara parcial.

De esta manera, se produce la transformación de energía de movimiento en energía calórica en la segunda cámara parcial. También en este caso, los aros de fricción 19 y 20 de la primera cámara parcial permanecen no afectados.

Como ya hemos mencionado, la solución propuesta prevé preferentemente que, además de la rigidez elástica, una amortiguación paralela de la rigidez elástica ejerce una influencia positiva sobre la reducción de los esfuerzos sobre las ruedas. La rigidez elástica y la amortiguación deseadas se alcanzan con un solo elemento de construcción, los aros de fricción o los juegos de aros de fricción, lo que representa una solución que ahorra espacio y peso. Los aros de fricción proporcionan con su dilatación elástica la rigidez deseada y, como consecuencia del desplazamiento inherente a la fricción, a amortiguación deseada.

La forma de realización representada en la fig.3 es una variante que utiliza dos juegos de aros de fricción concéntricamente dispuestos. Con esta variante, puede incrementarse en la forma en que se desee la fuerza elástica de las barras articuladas o del elemento de acoplamiento giratorio constituido con ellas. Por el contrario, con la elección del número de aros de fricción puede establecerse el recorrido elástico deseado. Igualmente son realizables otras variantes solamente con un juego de aros de fricción en ambas direcciones de movimiento (direcciones elásticas) o con más de dos juegos de aros dispuestos concéntricamente en ambos sentidos. Otras variantes resultan posibles por el hecho de que para cada sentido elástico no se ha previsto un juego completo de elementos de fricción, sino que, como alternativa, se utilizan aros de fricción de acción bilateral.

En conjunto, en una caja universal puede alcanzarse la característica elástica deseada ajustando de forma variable la clase y el número de aros de fricción distribuyendo en el espacio disponible los citados aros (concéntricamente o no concéntricamente, actuando unilateral o bilateralmente). Esta variabilidad dirigida resulta muy útil, ya que como consecuencia de las variaciones de la geometría y de la distribución de masas del vehículo, para vehículos diferentes se necesita características elásticas distintas correspondientemente adecuadas. Así, por ejemplo, puede tenderse a una característica elástica en la que la fuerza final se incremente con un mayor recorrido elástico; pero, por otra parte, para una aplicación distinta, puede tenderse a reducir la fuerza final en el caso de un recorrido elástico mayor. De esta manera son posibles toda clase de combinaciones entre el recorrido elástico y la fuerza final; es decir, la invención permite una transformación ahorradora de costos de estas exigencias diferentes y específicas para cada aplicación

Para la tensión previa de los aros de fricción pueden utilizarse aros ranurados o muelles en espiral adicionales. Por lo que respecta a los aros ranurados, se trata de anillos de fricción que no están cerrados en el sentido periférico, sino ranurados. Los muelles en espiral se disponen en el espacio existente entre las barras de tracción / presión 11 y los aros de fricción interiores (juego de aros 23) en sentido axial y centrados alrededor de las barras de tracción / presión 11. El número 20 indica el espacio para la colocación de los muelles en espiral.

La fig.4 es una vista superior de un vehículo ferroviario conformado como alternativa, en el que, a diferencia del chasis 1 de las figs.1 y, en el chasis 26, las barras articuladas 6',7',27,28 van dispuestas separadas entre sí entre el chasis 26 y la caja del vagón como elementos de acoplamiento giratorio nuevamente en lo que se refiere a la dirección transversal del vehículo. Al efecto, las barras articuladas 6' y 7' con amortiguadores normales con los que se lleva a cabo la amortiguación que se pretende. La realización de la rigidez elástica deseada se efectúa con los conocidos elementos elásticos 27,28, tales como muelles en espiral, muelles de plato u otros elementos parecidos. La articulación de estas barras 6',7',27,28 se lleva a cabo nuevamente por medio del primer dispositivo de montaje en consolas de la caja del vagón e igualmente por medio de un segundo dispositivo de montaje, en el travesaño del bastidor del chasis.

En la fig.5 se representa una sección de una barra articulada de una segunda forma de realización. Esta barra articulada 27, que puede utilizarse en lugar de las barras 6,7 con sus aros de fricción, es de accionamiento hidráulico y dispone de una caja exterior 30, de una caja de tracción 31, de una caja de presión 32, de una caja de fluido 33 y de una barra de tracción / presión 34 con el émbolo 35. El espacio interior limitado por la caja de fluido 33 y la base del émbolo, va lleno de un fluido 36 que puede comprimirse dentro de determinados límites. Como fluido 36 puede utilizarse una silicona de baja viscosidad o una goma de alta viscosidad. Los dispositivos de sujeción articulada adecuados para el montaje en el chasis y en la caja del vagón en cuanto a la barra de tracción / presión y a la caja, están representados en la fig.3. Esta barra articulada genera amortiguación y rigidez elástica nuevamente en un solo elemento de construcción.

Lista de referencias

1) Chasis; 2) Travesaño del bastidor del chasis; 3) Elementos elásticos; 4) Eje;5) Rueda; 6) Barra articulada; 7) Barra articulada; 8) Primer dispositivo de montaje;

9) Consola de la caja del vagón; 10) Segundo dispositivo de montaje; 11) Barra de tracción / presión; 12) Manguito; 13) Primer cabezal; 14) Segundo cabezal; 15) Guía de la barra; 16) Primer dispositivo de sujeción; 17) Segundo dispositivo de sujeción; 18) Pieza de tracción / presión; 19) Primer juego exterior de fricción; 20) Primer juego interior de fricción; 21) Casquillo intermedio; 22) Segundo juego exterior de fricción; 23) Segundo juego interior de fricción; 24) Casquillo intermedio; 25) Espacio de movimiento; 26) Chasis; 27) Barra articulada (elemento elástico); 28) Barra articulada (elemento elástico); 29) Barra articulada hidráulica;30) Caja exterior; 31) Caja de tracción; 32) Caja de presión; 33) Caja de fluido; 34) Barra de tracción / presión; 35) Embolo; 36) Fluido.

Claims (11)

1. Vehículo ferroviario con vagón de caja y, por lo menos, un chasis que descansa en posición giratoria alrededor de un eje vertical, en el que se han previsto elementos de acoplamiento giratorios entre el chasis y la caja, caracterizado porque, se han previsto, por lo menos, dos barras articuladas separadas entre sí en sentido transversal del vehículo (6,7,6'7',27,28,29,40,41) con rigidez elástica y amortiguación como elementos de acoplamiento giratorios entre el bastidor (1,26) y la caja del vagón.

2. Vehículo ferroviario según la reivindicación 1, caracterizado porque la rigidez elástica y la amortiguación predeterminadas de los elementos de acoplamiento giratorios se consiguen por medio de componentes de construcción independientes (6',7',27,28) (Fig.4).

3. Vehículo ferroviario según las reivindicaciones 1 y/o 2, caracterizado porque las barras articuladas (6,7,6',7',27,28,29), por un lado van fijas a consolas (9) de la caja del vagón y, por otro, a un travesaño (2) del bastidor del chasis en ambos casos de forma articulada.

4.Vehículo ferroviario, según una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque una de las barras articuladas (6,7) dispone de una caja universal formada por un manguito (12) y cabezales (13,14) en el lado frontal, que guía una barra de tracción / presión (11), estando montado en el interior de la caja universal por lo menos un juego de aros de fricción que se acciona por medio de una pieza de tracción / presión (11).

5. Vehículo ferroviario según la reivindicación 4, caracterizado por, por lo menos, un juego de aros de fricción de doble acción.

6. Vehículo ferroviario según la reivindicación 4, caracterizado, por lo menos, por dos juegos de aros de fricción de acción unilateral.

7. Vehículo ferroviario según las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado, por lo menos, por dos juegos concéntricos de aros de fricción (19,20,22,23).

8. Vehículo ferroviario según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado por un muelle espiral para la tensión previa de los aros de fricción.

9. Vehículo ferroviario según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado por aros de fricción ranurados para la tensión previa de los mismos.

10. Vehículo ferroviario según la reivindicación 1, caracterizado porque se utilizan barras articuladas (29) hidráulicas.

11. Vehículo ferroviario según la reivindicación 10, caracterizado por barras articuladas (29) con un fluido compresible (36) dentro de límites determinados que se encuentra en una cámara interior delimitada por una caja de fluido (33) y un émbolo (35) de una barra de tracción / presión (34).