ES2275775T3 - Sistema de suspension secundaria para chasis de vehiculos de piso bajo. - Google Patents

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ES2275775T3 ES02012004T ES02012004T ES2275775T3 ES 2275775 T3 ES2275775 T3 ES 2275775T3 ES 02012004 T ES02012004 T ES 02012004T ES 02012004 T ES02012004 T ES 02012004T ES 2275775 T3 ES2275775 T3 ES 2275775T3
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Abstract

Sistema de suspensión secundaria para chasis de vehículos de piso bajo para absorber las oscilaciones que actúan entre el chasis y la caja del vagón, consistente en varios muelles secundarios distanciados entre sí, que están unidos por un lado con el chasis y por el otro con la caja del vagón, caracterizado porque la suspensión secundaria consta de una primera unidad de cilindro/émbolo (1) de simple efecto y de acción vertical dispuesta entre la caja del vagón (12) y el chasis (11), para absorber las fuerzas, cuyo cilindro (2) está unido fijo al chasis (11) y cuyo émbolo (3) está articulado con su vástago de émbolo (4) en la caja del vagón (12), o viceversa, estando la cámara de la primera unidad de cilindro/émbolo (1) comunicada a través de una conducción hidráulica 5 con la cámara de una segunda unidad de cilindro/émbolo (6), que con respecto a la primera unidad de cilindro/émbolo (1) está separada a una distancia cualquiera y situada en una posición independiente en el vehículo sobre raíl, estando la segunda unidad de cilindro/émbolo (6) en comunicación activa con un muelle helicoidal (9), de tal manera que el muelle helicoidal (9) apoya con 5 uno de sus extremos en el cilindro (7), y en su otro extremo se puede someter a carga a través del émbolo (8) de la segunda unidad de cilindro/émbolo (6).

Description

Sistema de suspensión secundaria para chasis de vehículos de piso bajo.
La invención se refiere a un sistema de suspensión secundario para chasis de vehículos de piso bajo, especialmente de vehículos de piso bajo sobre raíles, para absorber los movimientos verticales entre el chasis y la caja del vagón del vehículo de piso bajo.
En general, los chasis para vehículos sobre raíl disponen de elementos de suspensión primaria para el apoyo elástico de las ruedas individuales o ejes de rueda que apoyan en brazos oscilantes, con respecto al bastidor del chasis, así como de elementos de suspensión secundarios para el apoyo elástico del movimiento vertical de la caja del vagón con respecto al bastidor del chasis.
De acuerdo con la patente DE 42 38 574 A1 se conoce un chasis para vagones de piso bajo, donde la caja del vagón está apoyada sobre el bastidor del chasis verticalmente a través de muelles secundarios. Como muelles secundarios se emplean muelles helicoidales, que van apoyados en cazoletas formadas a ambos lados del bastidor del chasis. Con esta realización se logra mejorar el carácter de piso bajo del vehículo de piso bajo.
De acuerdo con la patente DE 37 23 833 A1 se emplean también muelles secundarios realizados como muelles helicoidales, que apoyan la caja del vagón, situados en el bogie del vehículo sobre raíl.
Un inconveniente común que tiene el empleo de muelles helicoidales como suspensión secundaria consiste en que, debido a la dirección de acción vertical de los muelles, el sistema de suspensión secundaria presenta una dimensión vertical que se extiende hasta la zona del piso de la caja del vagón, y que por lo tanto no se puede conseguir un piso de vagón plano continuo. La magnitud que determina la altura de construcción del sistema de suspensión secundario es la longitud de bloque de los muelles, es decir el estado que asume el muelle helicoidal cuando todas las espiras están en contacto entre sí. Los muelles helicoidales que se emplean en la construcción de vehículos sobre carril tienen un recorrido elástico pequeño con relación a su longitud de bloque.
La invención tiene como objetivo facilitar un sistema de suspensión secundaria para chasis de vehículos de piso bajo, cuya extensión vertical esté determinada esencialmente por la distancia de diseño existente entre el chasis y la caja del vagón, para permitir una compensación vertical.
Este objetivo se resuelve por las características de la reivindicación independiente 1.
El sistema de suspensión secundario está compuesto por varios muelles secundarios separados entre sí, que por un lado están unidos al chasis y por el otro a la caja del vagón.
Un componente de la suspensión secundaria para absorber las oscilaciones verticales es una unidad de cilindro/émbolo vertical de simple efecto dispuesta entre la caja del vagón y el chasis, que absorbe las fuerzas. El cilindro de la primera unidad de cilindro/émbolo está unido fijo al chasis, mientras que su émbolo con su vástago de émbolo va articulado en la caja del vagón, o viceversa.
La cámara de la primera unidad de cilindro/
émbolo se comunica a través de una conducción hidráulica con la cámara de una segunda unidad de cilindro/émbolo, separada de la primera unidad de cilindro/émbolo y dispuesta en una posición independiente en el vehículo sobre raíl. La segunda unidad de cilindro/émbolo se encuentra en unión activa con un muelle helicoidal, de tal manera que el muelle helicoidal apoya por uno de sus extremos en el cilindro 7, y en su otro extremo se puede someter a carga a través del émbolo de la segunda unidad de cilindro/émbolo.
La invención se describe con mayor detalle sirviéndose de un ejemplo de realización. Los correspondientes dibujos muestran
Figura 1, el esquema hidráulico de una suspensión secundaria, y
Figura 2, una vista en planta del chasis con la disposición conforme a la invención.
La Figura 1 muestra el esquema de una suspensión secundaria individual conforme a la invención. La suspensión está compuesta por una primera unidad de cilindro/émbolo 1 situada en dirección de acción vertical, en lugar del muelle secundario realizado como muelle helicoidal, conforme al estado conocido de la técnica, y que sirve para absorber las fuerzas generadas por las oscilaciones que se producen durante la marcha entre el chasis 1 y la caja del vagón 12. La unidad de cilindro/émbolo 1 está compuesta por un cilindro 2, situado fijo sobre el chasis 11. En el interior del cilindro 2 se desplaza un émbolo de simple efecto 3, cuyo vástago se extiende en la dirección de la caja del vagón 12, y sobre el cual se apoya la caja del vagón 12. Naturalmente podría estar situado con el mismo efecto invirtiendo la cinemática, el cilindro 2 fijo a la caja del vagón 12 y el émbolo 3 en el
chasis 11.
La unidad de cilindro/émbolo 1 se comunica a través de una conducción hidráulica 5 con una segunda unidad de cilindro/émbolo 6. La unidad de cilindro/émbolo 6 sirve para transmitir la fuerza del muelle secundario, y puede estar situada en cualquier lugar del chasis 11, con lo cual se puede elegir libremente la dirección de acción y por lo tanto el emplazamiento de la unidad de cilindro 1 émbolo 6.
La unidad de cilindro/émbolo 6 consta igualmente de un cilindro fijo 7 dentro del cual va guiado un émbolo de simple efecto 8. El cilindro 7 está rodeado de un muelle helicoidal 9, que por uno de sus extremos va fijado al cilindro 7 y por el otro extremo está conectado al extremo libre del vástago del émbolo 10. La acción conjunta de la unidad de cilindro/émbolo 6 y del muelle helicoidal 9 tiene lugar en el mismo sentido activo. El muelle helicoidal 9 está realizado de tal manera que satisface los requisitos como elemento de suspensión y amortiguación de un sistema de suspensión secundaria para el empleo elegido en vehículos sobre raíl.
A continuación se describe con mayor detalle la forma de actuación del sistema de suspensión secundaria. El cometido original del sistema de suspensión secundaria es el de compensar las oscilaciones entre el chasis 11 y la caja del vagón 12 de un vehículo sobre raíl, que pueden surgir durante la marcha debido a irregularidades en el trazado de las vías, por cuerpos extraños, influencias causadas por la tracción y similares.
Las oscilaciones entre el chasis y la caja del vagón 12 se manifiestan como variaciones de distancia cambiantes entre las dos partes. Esta variación de distancia es absorbida por la unidad de cilindro/émbolo 1 de tal manera, que el émbolo 3, que soporta la caja del vagón 12 por medio del vástago de émbolo 4, se desplaza hacia el interior del cilindro 2 cuando se reduce la separación. Esto da lugar a una disminución del volumen de la cámara del cilindro 2, y por lo tanto a un desplazamiento del aceite hidráulico fuera de la unidad de cilindro/émbolo 1.
A través de la conducción hidráulica 5 se conduce el volumen desplazado hacia el cilindro 7 de la unidad de cilindro/émbolo 6. Como consecuencia se desplaza el émbolo 8 fuera del cilindro 7, lo que trae consigo la carga del muelle helicoidal 9 que rodea la unidad de cilindro/émbolo 6. De este modo, el muelle helicoidal 9 soporta indirectamente la fuerza provocada por la disminución de la separación entre el chasis 11 y la caja del vagón 12. La limitación de la carrera elástica del muelle helicoidal 9 tiene lugar por la limitación de la carrera del émbolo 8 en el cilindro 7.
Los elementos descritos actúan de forma inversa cuando aumenta la separación entre el chasis y la caja del vagón 12. El estado descargado que se produce entonces en la unidad de cilindro/émbolo 1, da lugar a que se distienda el muelle helicoidal 9. Para ello, el émbolo 8 es empujado por el muelle helicoidal 9 al interior del cilindro 7 y el aceite hidráulico se conduce a través de la conducción hidráulica 5 al cilindro 2 de la unidad de cilindro/émbolo 1. El émbolo 3 que se desplaza saliendo del cilindro 2 sigue al aumento de la separación entre el chasis 11 y la caja del vagón 12, dentro de unos límites establecidos, ejerciendo así por el efecto del muelle helicoidal 9 la amortiguación del movimiento de la caja del vagón 12.
El concepto hidráulico básico del sistema de suspensión secundaria tiene la ventaja de que mediante componentes hidráulicos conocidos se puede influir de forma sencilla en el comportamiento de las oscilaciones de la caja del vagón 12. Por medio de un acumulador de presión 13 conectado en paralelo se consigue, una vez que el émbolo 8 haya llegado a tope en el cilindro 7, una progresividad de la característica, evitando de este modo que se interrumpa bruscamente la carrera elástica.
Empleando una válvula de estrangulamiento adecuada 14 en la conducción hidráulica 5, el sistema de suspensión secundaria actúa al mismo tiempo como amortiguador elástico, por lo que se puede renunciar al empleo de amortiguadores adicionales.
Otra ventaja de la disposición descrita consiste en que mediante la alimentación adicional de un volumen determinado de aceite hidráulico existe la posibilidad de llevar a cabo una compensación de la altura del vehículo, debida a desgaste de las llantas y a tolerancias, de manera que no se necesitan otros suplementos. La ventaja más importante del sistema de suspensión secundaria objeto de la invención sin embargo estriba en que la disposición de la unidad de cilindro/émbolo 1 entre el chasis 11 y la caja del vagón 12 trae consigo una nueva reducción de la altura de construcción del componente que está activo en esta zona. Mientras que en el caso de emplearse el muelle helicoidal convencional, la altura de construcción viene determinada por la longitud de bloque del muelle helicoidal, en cambio la altura de construcción de la unidad de cilindro/émbolo se puede minimizar de acuerdo con la longitud del recorrido elástico de la realización convencional. El elemento elástico propiamente dicho que es necesario para la compensación de las oscilaciones puede estar dispuesto en un lugar cualquiera y en posición cualquiera en el vehículo, en unión activa con la segunda unidad de cilindro/émbolo 6, y por tanto no influye en el dimensionado de diseño del sistema de suspensión secundario. Esta circunstancia repercute por lo tanto ventajosamente en una nueva mejora del carácter de piso bajo en los vehículos de piso bajo.
La característica del muelle helicoidal 9 se puede optimizar con relación a la aplicación y con independencia de la unidad predeterminada de la unidad de cilindro/émbolo 1, por el hecho de que el diámetro del émbolo 8 sea menor en comparación con el diámetro del émbolo 3. Esto entraña un mayor recorrido elástico del muelle helicoidal 9, lo que permite una función más sensible del sistema de suspensión secundario.
La Figura 2 muestra la posición de la unidad de cilindro/émbolo en el ejemplo de realización descrito. En el lugar de los muelles helicoidales de efecto vertical empleados hasta ahora, se sitúan las unidades de cilindro/émbolo 1, con una altura de construcción minimizada. Las unidades de cilindro/émbolo 6 con los correspondientes muelles helicoidales 9 están situados debajo del travesaño del chasis 11 en posición horizontal y transversalmente con respecto a la dirección de marcha del vehículo sobre raíl, y por lo tanto no influye en absoluto en la altura de construcción del sistema.
Cifras de referencia
1.
primera unidad de cilindro/émbolo
2.
cilindro
3.
émbolo
4.
vástago del émbolo
5.
conducción hidráulica
6.
segunda unidad de cilindro/émbolo
7.
cilindro
8.
émbolo
9.
muelle helicoidal
10.
vástago del émbolo
11.
chasis
12.
caja del vagón
13.
acumulador de presión
14.
válvula de estrangulamiento.

Claims (4)

1. Sistema de suspensión secundaria para chasis de vehículos de piso bajo para absorber las oscilaciones que actúan entre el chasis y la caja del vagón, consistente en varios muelles secundarios distanciados entre sí, que están unidos por un lado con el chasis y por el otro con la caja del vagón, caracterizado porque la suspensión secundaria consta de una primera unidad de cilindro/émbolo (1) de simple efecto y de acción vertical dispuesta entre la caja del vagón (12) y el chasis (11), para absorber las fuerzas, cuyo cilindro (2) está unido fijo al chasis (11) y cuyo émbolo (3) está articulado con su vástago de émbolo (4) en la caja del vagón (12), o viceversa, estando la cámara de la primera unidad de cilindro/émbolo (1) comunicada a través de una conducción hidráulica 5 con la cámara de una segunda unidad de cilindro/émbolo (6), que con respecto a la primera unidad de cilindro/émbolo (1) está separada a una distancia cualquiera y situada en una posición independiente en el vehículo sobre raíl, estando la segunda unidad de cilindro/émbolo (6) en comunicación activa con un muelle helicoidal (9), de tal manera que el muelle helicoidal (9) apoya con uno de sus extremos en el cilindro (7), y en su otro extremo se puede someter a carga a través del émbolo (8) de la segunda unidad de cilindro/émbolo (6).
2. Sistema de suspensión secundaria según la reivindicación 1, caracterizado porque en paralelo a la conducción hidráulica (5) va conectado un acumulador de presión (13) pretensado.
3. Sistema de suspensión secundaria la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en la conducción hidráulica (5) está dispuesta una válvula de estrangulamiento (14).
4. Sistema de suspensión secundaria según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, caracterizado porque el muelle helicoidal (9) rodea al cilindro (7) de la segunda unidad de cilindro/émbolo (6) con dirección de acción coaxial.
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