ES2323388T3 - Disposicion para la proteccion contra impacto de piedras para vehiculos terrestres de guiado fijo. - Google Patents
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Abstract
Disposición para la protección contra impacto de piedras para un vehículo terrestre de guiado fijo, caracterizada porque - la disposición presenta un blindaje (1, 3, 33) que se extiende sobre una superficie que actúa como barrera contra el impacto de piedras, - un material y/o una estructura del blindaje (1, 3, 33) están conformados elásticamente, de modo que una piedra que impacta sobre el blindaje (1, 3, 33) ocasiona una deformación elástica del blindaje (1, 3, 33), - el blindaje (1, 3, 33) presenta un entramado (91) y/o un tejido de alambres (81, 82) y/o cables.
Description
Disposición para la protección contra impacto de
piedras para vehículos terrestres de guiado fijo.
El invento trata de una disposición para la
protección contra impacto de piedras para vehículos terrestres de
guiado fijo. En particular, el invento trata de la protección de
vehículos ferroviarios en el rango de las altas velocidades, a
velocidades por encima de 250 km/h.
Aun cuando en esta descripción y en las
reivindicaciones adjuntadas se hable meramente de impacto de
piedras, deben entenderse por ello también efectos similares que se
alcanzan por las acciones por impulsos de otras partículas, por
ejemplo, debido a trozos de hielo o piezas sueltas sobre o a lo
largo de las vías transitables.
Las vías férreas para trenes de alta velocidad
se construyen hoy en día frecuentemente en base a la técnica de
hormigón colado, sin lecho de balasto. En tales vías férreas, el
peligro de impactos de piedras es de por sí reducido. En algunos
países, como por ejemplo, en España, Francia, Italia, se utilizan,
sin embargo, también vías férreas con lecho de balasto para trenes
de alta velocidad. Es por ello que particularmente los dispositivos
en la zona del bastidor de ruedas y debajo del piso de vehículos de
tracción y de otros vehículos están expuestos a un mayor impacto de
piedras. En el caso de estos dispositivos se trata de por ejemplo,
de convertidores de corriente, transformadores y otras piezas
montadas. Por ello, sin dispositivos de protección debería contarse,
con el correr del tiempo, con un deterioro, llegando hasta averías
de operación, así como con accidentes.
Una posibilidad de proteger contra impacto de
piedras consiste en disponer revestimientos macizos de chapa
delante de los objetos a proteger, estando las superficies de los
revestimientos en lo posible, orientadas de modo tal, que las
piedras impactantes impactan en forma oblicua a la normal de la
superficie y se desvían en direcciones que no son peligrosas para
otros componentes del vehículo ferroviario.
En tales dispositivos de protección es
desventajoso el peso elevado resultante de las elevadas exigencias
de resistencia que resultan de la elevada energía cinética de las
partículas retenidas. A ello se agrega que sobre todo los vehículos
de tracción, pero también los carros tirados, deben ser aptos para
ambos sentidos de marcha y que por ello deben disponerse
dispositivos de protección en ambos lados de los objetos a proteger.
Además, los elementos de los revestimientos se deterioran con el
correr del tiempo y deben reemplazarse entonces o cumplen con su
función protectora ya
sólo en forma restringida. Esto último puede causar que el dispositivo de protección mismo se convierta en un peligro.
sólo en forma restringida. Esto último puede causar que el dispositivo de protección mismo se convierta en un peligro.
Es además desfavorable que tales revestimientos
obstruyan la vista a componentes cubiertos y que se los deba
desmontar y volver a montar en las inspecciones regulares del
vehículo.
Del rango de bajas velocidades es conocida
también la utilización de chapas delgadas, parrillas de chapa o
dispositivos de protección fabricados a base de elastómeros o
materiales reforzados con fibras. Sin embargo, estos dispositivos
no son apropiados para el rango de altas velocidades.
La EP 1106467 A1 describe una protección para un
vehículo sobre carriles con un deflector que lleva a cabo un
movimiento elástico de torsión en el caso de la acción de objetos
que impactan.
El presente invento tiene el objetivo de
presentar una disposición, para la protección de vehículos
terrestres de guiado fijo contra impactos de piedras y acciones de
impulso similares, la cual con un bajo peso propio conduzca a una
reducción de las fuerzas, que se producen al impactar una piedra
sobre el objeto a proteger, que sea lo más amplia posible.
Este objetivo se consigue por medio de una
disposición con los atributos indicados en la reivindicación 1.
Un concepto esencial del presente invento
consiste en realizar la disposición de protección en forma elástica,
al menos en áreas parciales. Si una piedra u otro objeto impactan
sobre el dispositivo de protección o sobre una parte del
dispositivo de protección, el golpe causa una deformación elástica y
con ello una reducción de las fuerzas actuantes en forma máxima en
comparación con una disposición rígida. La aparición de una
deformación elástica no excluye que (particularmente en el caso de
impulsos muy elevados de las partículas que impactan)
adicionalmente se produzca también una deformación plástica del
blindaje.
En los primeros ensayos del inventor se disparó
con partículas sobre un elemento macizo de acero (por ejemplo,
placa de acero) para simular el impacto de piedras sobre los
elementos de protección macizos conocidos según el estado de la
técnica. Los ensayos han mostrado que los elementos de acero deben
tener varios centímetros de espesor para ofrecer suficiente
protección a elevadas velocidades de marcha.
En base a la idea inicial de conformar el
blindaje en forma elástica, se armaron primeramente placas metálicas
con elementos de goma, exponiendo la superficie de goma al impacto
de piedras. Sin embargo, se puso de manifiesto que con las altas
velocidades de impacto de 350 km/h se convertían en el material de
goma energías tan elevadas en calor en forma puntual y en tiempo
breve, que el material de goma se sobrecalentaba en su interior y
perdía sus propiedades elásticas. Se puso además de manifiesto que
las fuerzas actuantes sobre el apoyo del dispositivo de protección
no podían reducirse en forma significativa.
Por ello se propone que la disposición presente
un blindaje que se extienda sobre una superficie que actúa como
barrera contra el impacto de piedras, estando un material y/o una
estructura del blindaje conformado elásticamente, de modo que una
piedra que impacte sobre el blindaje tenga como efecto una
deformación elástica del blindaje.
Como blindaje elástico, que pueda montarse
delante de un objeto a proteger, se utiliza un entramado y/o tejido
de alambres y/o cables (por ejemplo, cable de alambre que se fabricó
de un sinnúmero de alambres individuales). En el caso de la
superficie mencionada arriba, sobre la que se extiende el blindaje,
no se trata entonces de una superficie formada por un material,
sino de una superficie en el espacio que está pensada o es
matemática.
En relación a la resistencia alcanzada, un
entramado o un tejido pueden fabricarse en forma particularmente
sencilla. Además, por lo general, un tejido es en sí mismo
deformable elásticamente. Esto rige de todos modos cuando (como es
el caso en una forma de fabricación preferida), en el caso de las
acciones de impulso esperables, los alambres y/o los cables pueden
desplazarse elásticamente al menos en algunos lugares en forma
transversal a su alargamiento longitudinal.
Un modelo de fabricación particularmente
preferido de un blindaje que puede utilizarse para la disposición
según el invento es conocido por la CH 692 921 A5.
El modelo de fabricación preferido se describe
en la publicación mencionada en base a la figura 1, considerando
sin embargo, que la fijación de las mallas del entramado de alambres
en el borde del entramado de alambres se realiza preferentemente de
otra manera según el invento. Sobre ello se tratará más adelante.
Respecto al entramado de alambres en sí, se toma como referencia la
descripción de la CH 692 921 A5 en todo su contenido, es decir, en
lo concerniente a cómo está formado un entramado de alambres a
partir de los distintos alambres, en lo referente a la resistencia
nominal de los alambres y en lo referente al material de los
alambres. Asimismo, en la fabricación del entramado de alambres,
los alambres pueden estar doblados previamente en forma de hélice y
a continuación se los trenza uno con el otro, de modo que se produce
un entramado de alambres regular con mallas casi cuadrangulares.
En los alambres se trata preferentemente de
alambres macizos que no se componen a su vez de varios alambres
individuales. Asimismo, se trata en el caso de los alambres
preferentemente de alambres de acero de alta resistencia, los
cuales se utilizan por ejemplo, en otras aplicaciones para la
fabricación de cables de alambre. Por ejemplo, se utilizan alambres
que presentan una resistencia nominal entre 1000 y 2000 N/mm^{2}
según la norma DIN 2078. Preferentemente, la resistencia nominal es
de más de 1200 N/mm^{2}, particularmente se prefieren más de 1600
N/mm^{2}. Sin embargo, también pueden utilizarse alambres de acero
para muelles según la norma DIN 17223. El espesor de alambre es de
preferentemente al menos de 3 mm, particularmente al menos de 4 mm.
El espesor depende del material elegido en cada caso y de la
resistencia deseada a la tracción. Si se esperan del vehículo de
guiado fijo velocidades de hasta
350 km/h, el espesor es por ejemplo 4 mm con una resistencia a la tracción de 1800 N/mm^{2}.
350 km/h, el espesor es por ejemplo 4 mm con una resistencia a la tracción de 1800 N/mm^{2}.
A diferencia del entramado de alambres descrito
en base a la figura 1 de la CH 692 921 A5, el ángulo obtenido por
la formación de lazos en los vértices de malla, alrededor del cual
se modifica el recorrido del alambre, visto en el plano del
entramado, puede adoptar también otros valores. Por ejemplo, en un
modelo preferente de fabricación es de 150º, de modo que se forma
un ángulo interno de las mallas de 30º.
Como puede distinguirse de la figura 2 de la CH
692 921 A5, los distintos alambres se extienden, en su recorrido
delante y detrás de un lazo formado con un alambre adyacente, en
diferentes planos, o sea un primer plano y un segun-
do plano que corren paralelos uno con respecto al otro. En este caso, los planos se distancian uno respecto al otro.
do plano que corren paralelos uno con respecto al otro. En este caso, los planos se distancian uno respecto al otro.
Expresado de otro modo, los alambres o cables
forman con alambres o cables adyacentes un sinnúmero de lazos,
extendiéndose los alambres o cables en su recorrido delante de un
lazo esencialmente en un primer plano y detrás del lazo
esencialmente en un segundo plano y corriendo el primer plano y el
segundo plano paralelos uno con respecto al otro.
Según el presente invento, la distancia de ambos
planos es preferentemente de al menos un diámetro de alambre,
respectivamente de un espesor de alambre. En un modelo de
fabricación preferente particularmente, la distancia es al menos el
doble, particularmente al menos el triple, del espesor de
alambre.
En suma está formado por ello un entramado de
alambres que no sólo es una forma esencialmente plana, sino que
adopta un volumen tridimensional. Esta propiedad permite una
deformación elástica con una amplitud particularmente elevada en
comparación con la resistencia a la tracción y el tipo de los
alambres utilizados. Pueden elegirse entonces alambres muy
resistentes a la tracción y relativamente gruesos y, sin embargo, el
entramado de alambres puede permitir una amplitud de deformación
comparativamente elevada.
Además, el entramado de alambres puede, como han
mostrado ensayos, romper en pequeños fragmentos piedras y otras
partículas que impactan. Aun cuando una parte de estos fragmentos
pase a través del entramado de alambres, el impulso está reducido
notablemente por dos motivos. Por un lado, las masa de los
fragmentos es menor que la masa de la partícula original. Por el
otro, la velocidad se reduce en el impacto sobre el entramado de
alambres. El tamaño de los espacios entre los alambres puede
elegirse de tal modo, que en el impacto de la piedra de mayor
tamaño posible, ésta pueda pasar a través de un espacio sin efecto
recíproco con los alambres y no tenga lugar un daño inaceptable a
la velocidad máxima posible a esperar.
Una ventaja adicional de un entramado de
alambres en comparación con materiales en forma de placas o chapas
consiste en su permeabilidad al aire. Es por ello que se evitan
efectos aerodinámicos o aeroacústicos perturbadores. Es por ello
que debido al blindaje, una correspondiente optimización de los
objetos a proteger en lo que respecta a las propiedades
aerodinámicas o aeroacústicas no se neutraliza o ello tiene lugar en
forma insignificante.
Una ventaja adicional del entramado de alambres
consiste en que su tamaño (es decir el tamaño de la superficie, por
encima de la cual el entramado de alambres forma un blindaje) puede
adecuarse individualmente en forma sencilla para el caso requerido
en la situación dada. Por ejemplo, un entramado de alambres
suministrado puede subdividirse o hacerse más pequeño con un gasto
relativamente reducido. Estas propiedades posibilitan
particularmente también colocar ulteriormente con un gasto
aceptable el entramado de alambres en vehículos ya existentes, dado
que se lo puede montar en forma relativamente sencilla. Además, un
entramado de alambres puede reemplazarse más fácilmente que placas
macizas.
Si el blindaje elástico presenta un marco, a
través del cual se sostiene una parte de blindaje conformada
elásticamente (por ejemplo, el entramado de alambres), el marco
puede estar conformado, opcionalmente en la dirección, de la cual
es de esperar el impacto de piedras, formando una punta. Con ello
puede lograrse que las piedras que impactan sobre el marco no
actúen con todo su impulso sobre el marco, sino que se las desvíe y
fragmente, o bien se las destroce.
Otro concepto esencial del presente invento
radica en una configuración de un apoyo, con el cual puede fijarse
a otro objeto un blindaje (no importa de qué tipo, por ejemplo,
también un blindaje no elástico) contra impacto de piedras. En el
caso del otro objeto puede tratarse por ejemplo del objeto a
proteger, pero también de un objeto adicional. El apoyo también
puede denominarse soporte. Según el invento, el apoyo mismo se
conforma preferentemente en forma elástica. Con ello pueden
reducirse también impactos de piedras sobre partes de marco del
blindaje que estén eventualmente presentes o sobre un blindaje
conformado en forma no elástica, en lo referente a su efecto de
fuerza sobre el objeto a proteger, o bien sobre el otro objeto.
Si un blindaje conformado en forma elástica se
apoya, o bien se sostiene, por medio de un apoyo, tiene la ventaja
adicional de que se reduce el desgaste del blindaje elástico debido
a la elasticidad del apoyo.
Preferentemente se utiliza en el apoyo elástico
al menos un elemento elástico (particularmente un elemento de una
pieza de material elastómero).
Cuando una piedra u otra partícula impactan
sobre el blindaje, la partícula transmite al menos una parte de su
impulso al blindaje. A raíz de ello, el blindaje o al menos una
parte del mismo realizan un movimiento, en el que el elemento
elástico se somete a presión y se deforma por ello elásticamente
hasta que se alcanza un estado de deformación máxima. Debido a la
elasticidad, por lo general comienza (si entre tanto no ha tenido
lugar otro impacto o no actúan otras fuerzas externas) un movimiento
contrario (movimiento con sentido contrario de desplazamiento), a
efectos de deshacer la deformación elástica. El rozamiento interno
del elemento elástico causa una amortiguación de esa vibración.
Además, se prefiere que el elemento elástico esté conformado y
dispuesto de tal modo, que aun después de una inversión del sentido
de movimiento y después del retorno a la posición existente
originalmente (antes de la acción de la piedra) de reposo (en ese
momento está finalizado un primer período medio de vibración)
también se deforme elásticamente en el período medio de vibración
que sigue a ello y, debido a esto, continúe amortiguando la
vibración. En esta conformación, el mismo elemento elástico
amortigua entonces la vibración durante todo el ciclo de vibración.
Se prefiere particularmente en esto que en cada período medio de
vibración se someta a presión una parte del elemento elástico,
mientras que otra parte del elemento elástico se descarga y/o se
somete a tracción.
Alternativamente pueden usarse dos elementos
elásticos en el apoyo elástico, sometiéndose inmediatamente al
impactar la piedra primeramente el primer elemento elástico (dado el
caso, adicionalmente a una precarga), a presión y se deforma
elásticamente y teniendo lugar nuevamente una descarga del elemento
elástico después de alcanzar la amplitud máxima de deformación.
Después de que el punto de equilibrio ha sido alcanzado, que por lo
general existe antes del impacto de la piedra, se somete a presión
el segundo elemento elástico hasta que nuevamente esté alcanzada la
amplitud máxima de vibración, etc.
El elemento elástico o los dos elementos
elásticos pueden presentar en un modelo concreto de fabricación,
por ejemplo, en cada caso una abertura de paso, a través de la cual
se extiende un elemento extendido, por ejemplo una varilla, un
casquillo y/o una varilla roscada. En una zona media (vista en
dirección del movimiento) del elemento elástico se apoya un
elemento de fijación, mediante el cual el elemento está fijado al
blindaje o a otro objeto (base de sostén) que sostiene el blindaje.
En el modelo de fabricación con los dos elementos elásticos
(segundo caso), el elemento de fijación se encuentra entre los dos
elementos elásticos y también puede estar provisto de una abertura
de paso.
Un extremo del elemento extendido está unido (en
forma directa o indirecta mediante un marco) con el blindaje. El
elemento de fijación está unido con el objeto de proteger o con el
otro objeto (base de sostén), sobre el cual se apoya la
disposición. Alternativamente, el elemento de fijación puede estar
unido al blindaje y el elemento extendido al objeto.
Preferentemente están previstos varios apoyos de este tipo, que
pueden apoyarse en el mismo o en diferentes objetos, para apoyar el
blindaje. El extremo libre del elemento extendido está provisto por
ejemplo, de un elemento de terminación, en el cual se apoyan el
elemento elástico (primer caso) o uno de los dos elementos
elásticos (segundo caso) en el correspondiente período medio de
vibración, en el que una zona del elemento elástico, que es
adyacente al elemento de terminación, se somete a presión. En el
segundo caso, el elemento de terminación se coloca preferentemente
de tal modo, que los dos elementos elásticos también se encuentran
bajo carga de presión en la posición neutral, es decir que están
precargados.
Particularmente, el apoyo puede presentar lo
siguiente:
- un elemento extendido, que en un extremo está
unido, o bien que puede unirse, al blindaje a apoyar (caso a) o a
una base de sostén (caso b),
- al menos un elemento elástico que presenta una
entalladura, a través de la cual se extiende el elemento
extendido,
- un elemento de fijación, mediante el cual se
apoyan una zona central del elemento elástico o dos de los
elementos elásticos en la base de sostén (caso a), o bien en el
blindaje a apoyar (caso b),
- un elemento de terminación que está dispuesto
en la zona de un segundo extremo libre del elemento extendido, en
el cual se apoya un extremo libre del elemento elástico o un extremo
libre de al menos uno de los elementos elásticos.
Según otro concepto del presente invento, el
cual se refiere al sostén del entramado de alambres y/o entramado
de cables, un marco (preferentemente rígido) sujeta los bordes del
entramado. Por ejemplo, en el caso del entramado puede tratarse de
un entramado con una línea de contorno exterior cuadrangular.
Correspondientemente, el marco es entonces un marco cuadrangular,
juntándose a tope en los vértices dos tramos respectivamente (piezas
de unión) del marco y están unidos uno con el otro en forma
fija.
Al menos un tramo del marco, en el ejemplo
mencionado arriba preferentemente todos los cuatro tramos, o bien
piezas de unión del marco, presentan una construcción dividida en
dos partes, estando previstas una parte inferior y una parte
superior. Los términos abajo y arriba se utilizan sin restricciones
de generalidad y no significan que la parte superior deba
encontrarse efectivamente arriba en la operación práctica. Los
extremos y dobladuras de los alambres o cables que se encuentran en
la zona de la respectiva pieza de unión se disponen entre la parte
superior y la parte inferior, y la parte superior y la parte
inferior se fijan una con la otra. En este caso, los alambres o
cables pueden aprisionarse entre la parte superior y la parte
inferior o pueden en sí moverse libremente. Se prefiere que los
alambres y/o cables puedan moverse libremente, con excepción en los
vértices de malla, que se encuentran entre la parte superior y la
parte inferior, en los que aquellos están acodados o enlazados uno
con otro. Para ello, la parte superior y/o la parte inferior puede
exhibir entalladuras que están formadas de acuerdo al tipo de
entramado.
Para establecer los vértices de malla pueden
correr en forma transversal, particularmente en forma perpendicular,
al plano del entramado elementos extendidos, por ejemplo, pernos o
tornillos. Preferentemente, la parte superior y la parte inferior
se unen una con la otra y se fijan una a la otra con ayuda de los
pernos o tornillos.
El alcance del invento incluye además, que un
entramado de alambres, que es conocido en sí, como por ejemplo se
conoce de la CH 692 921 A5, se utilice para la protección contra
impactos de piedras en vehículos terrestres de guiado fijo.
Particularmente, uno de los entramados de alambres está fijado al
vehículo.
Para la fabricación de la protección contra
impactos de piedras se une un blindaje, por ejemplo, en una de las
configuraciones descritas arriba, al vehículo. El blindaje se
encuentra entonces fijado por ejemplo, en la zona de la parte
inferior de la carrocería de un vehículo sobre carriles o por
ejemplo, en el componente giratorio, o en objetos o dispositivos
montados.
Según otro concepto del invento, el blindaje
según el invento puede utilizarse en cualquier configuración
(preferentemente con el apoyo elástico) para la protección de
objetos estacionarios contra impactos de piedras. En particular
puede protegerse así el entorno de vías férreas de partículas que se
arremolinan por vehículos sobre carriles que pasan, particularmente
por acción mecánica y/o debido a efectos hidrodinámicos; el blindaje
puede disponerse por ejemplo, en puentes (para evitar que caigan
partículas), en la zona de equipos de señalización u otros
dispositivos para la operación del tramo de servicio o para la
protección de personas (por ejemplo, entre la vía férrea y caminos
peatonales que se encuentren en la cercanía).
Se describe ahora ejemplos de fabricación del
invento tomando como referencia el dibujo adjunto. Combinaciones
individuales o cualesquiera combinaciones de los atributos descritos
a continuación pueden combinarse con las configuraciones del
invento descritas anteriormente. Las distintas figuras del dibujo
muestran:
la figura 1, una disposición con dos blindajes
que están dispuestos p. ejemplo, en una carcasa de subgrupo debajo
del piso de una locomotora,
la figura 2, el lado posterior de uno de los
blindajes según la figura 1 con cuatro apoyos fijados al
blindaje,
la figura 3, sección transversal de una
representación esquemática de uno de los dos apoyos representados
arriba en la figura 2,
la figura 4, una sección transversal a través
del marco de uno de los dos blindajes representados en la figura
1,
la figura 5, una vista lateral esquemática sobre
una parte del marco representado en la figura 4,
la figura 6, una sección longitudinal a través
de una parte de un marco para un blindaje con entramado de
alam-
bres,
bres,
la figura 7, una vista sobre un lazo que se
forma por medio de dos alambres diferentes de un entramado de
alambres, recorriendo el sentido de vista de la figura, en el plano
del entramado de alambres,
la figura 8, una vista de un entramado de
alambres que por ejemplo, forma uno de los dos blindajes
representados en la figura 1,
la figura 9, en representación esquemática, una
sección transversal (cuyo plano de ilustración contiene un eje
longitudinal de un elemento elástico 43) de una forma de fabricación
alternativa de un apoyo.
Los blindajes 1a, 1b representados en la figura
1 presentan en cada caso un marco 3a, 3b. En la figura 1 no están
representados detalladamente entramados de los blindajes 1a, 1b.
Meramente pueden distinguirse superficies blancas dentro de los
marcos 3a, 3b. Por ejemplo, el entramado de alambres representado en
la figura 8, el cual se describirá más detalladamente, forma en
cada caso la superficie de protección de los blindajes 1a, 1b.
Los blindajes 1a, 1b están unidos mediante sus
marcos 3a, 3b y otros medios, sobre los que se entrará más en
detalle en base a la figura 2 y a la figura 3, con la carcasa 5 de
un convertidor. Para poder mantener los blindajes 1a, 1b en la
alineación inclinada levemente hacia abajo, tal como se representa,
están fijadas a la carcasa 5 placas de fijación 6a hasta 6d
adicionales, con las cuales nuevamente están unidos elementos de
fijación 30a, 30b, sobre los que se entrará más en detalle en base a
la figura 2.
La figura 2 muestra el lado posterior de uno de
los dos blindajes 1a, 1b. Se distingue que al marco 3 está fijado
en cada caso en la zona de vértice, un elemento 32a hasta 32d que
tiene forma de placa, preferentemente unido en cada caso
diagonalmente a ambas piezas de unión del marco 3 (por ejemplo,
unido por soldadura, o soldado con estaño) que forman el vértice.
Se distingue además, que en cada uno de los elementos 32 que tienen
forma de placa está colocado uno de en total cuatro apoyos 33a hasta
33d. En este caso, los elementos de fijación 30a, 30b de los dos
apoyos 33a, 33b superiores están conformados únicamente de forma
diferente que los elementos de fijación 30c, 30d de los dos apoyos
inferiores 33c, 33d. Por lo demás, los apoyos están conformados de
igual manera.
Para poder describir la construcción de los
apoyos en forma detallada se hace referencia a continuación a la
figura 3. La sección a través de uno de los dos apoyos superiores
muestra además el marco 3, o sea su pieza de unión
3-1 superior que en el ejemplo de fabricación está
realizada de dos piezas. Sobre la fabricación de dos piezas se
entrará más en detalle. La pieza de unión 3-1 está
unida al elemento 32, que tiene forma de placa, (por ejemplo, una
placa de acero), el cual presenta un agujero central (por ejemplo,
un agujero roscado 41, en el que una varilla roscada 42 está
enroscada y asegurada contra desenroscado involuntario. La varilla
roscada 42 (no representada en la figura 3, pero véase un modelo
alternativo de fabricación en la figura 9) define un eje
longitudinal del apoyo y de un elemento elástico 43, a lo largo del
cual puede moverse, limitado por las propiedades del elemento 43
elástico, el elemento de fijación 30 con respecto al marco 3.
El elemento de fijación 30 presenta un agujero
de paso, a través del cual se extiende el elemento 43 elástico. En
el elemento 43 elástico está introducido al menos un elemento
adicional de fijación, cuyas zonas representadas arriba y abajo en
la figura 3 están marcadas con los caracteres de referencia 101,
102. En el presente caso, las zonas 101, 102 pertenecen a un
elemento de una pieza, con forma anular y/o de tipo brida, el cual
está vulcanizado en el elemento 43 elástico.
Dentro del agujero de paso del elemento 43
elástico se extiende en dirección longitudinal del agujero (que es
equivalente a la dirección longitudinal del elemento 43 elástico) un
casquillo 40 (en el ejemplo de fabricación, un cilindro hueco de
metal), el cual en un extremo libre del elemento 43 elástico está
unido a un elemento de terminación 46 que tiene forma de placa.
El elemento 43 elástico presenta una zona base
44 (preferentemente cilíndrica) que en cada caso se estrecha hacia
el extremo de la varilla roscada 42 que se encuentra más cercano.
Sin embargo, los elementos elásticos también pueden presentar un
contorno exterior con otra forma. En el presente caso, la sección 44
cilíndrica forma unilateralmente (a la derecha en la figura 3) un
hombro, que es entrante en dirección del eje longitudinal del
agujero de paso (siendo el desarrollo anguloso en la sección del
contorno exterior, pero en la práctica puede estar redondeado), al
cual se une una sección 45 que se estrecha. En el otro extremo del
elemento 43 elástico, el extremo de una sección 45', que se
estrecha, apoya en el elemento de terminación 46 que tiene forma de
placa. Además, en el lado exterior del elemento de terminación 46
puede apoyar por ejemplo, la cabeza de un tornillo, el cual se
extiende a través del agujero de paso y con el cual el elemento 43
elástico está atornillado firmemente al elemento 32, que tiene
forma de placa, (por atornillado en el agujero roscado 41 o en una
tuerca 49 que está prevista en forma opcional y alternativa al
agujero roscado 41).
Como se distingue en las partes superior e
inferior de la figura, tanto el elemento de fijación 102, que está
anclado fijamente en el elemento 43 elástico, como el elemento de
fijación 30 presentan al menos un agujero 103, 103'. No están
representados medios de fijación que penetran en los agujeros 103,
103' (por ejemplo, un tornillo) y unen firmemente unos con otros
los elementos de fijación 30, 101, respectivamente 30, 102.
El elemento 43 elástico con elemento de fijación
101, 102 y casquillo 40, así como elemento de terminación 46, puede
adquirirse bajo la designación Soporte de cabina (número de artículo
18.01.01-..NR) en Schwab Schwingungstechnik AG, Soodstrasse 57,
CH-8134 Adliswill, Suiza.
En la figura 9 está representada una
configuración alternativa del apoyo. A continuación se explican
meramente las diferencias con respecto a la forma de fabricación
descrita en base a la figura 3. Iguales caracteres de referencia en
la figura 3 y la figura 9 denominan piezas iguales, o idénticas o
similares en lo referente a sus funciones.
El apoyo según la figura 9 presenta en lugar del
elemento 43 elástico dos elementos 43a, 43b elásticos que están
dispuestos uno detrás de otro en la dirección longitudinal. El
elemento de fijación 30 separa uno de otro los dos elementos 43a,
43b elásticos. A través de un agujero de paso en cada caso en los
dos elementos 43a, 43b elásticos y en el elemento de fijación 30 se
extiende una varilla roscada 42.
Los dos elementos 43 elásticos presentan
preferentemente una zona base 44 cilíndrica que se estrecha en cada
caso hacia el extremo de la varilla roscada 42 que se encuentra más
cercano. Sin embargo, los elementos elásticos también pueden
presentar un contorno exterior con otra forma. En el presente caso,
la sección 44 cilíndrica forma un hombro que es entrante en
dirección de la varilla roscada 42, al cual se une la sección 45 que
se estrecha. El extremo de la sección 45, que se estrecha, apoya en
forma plana en el elemento 42, que tiene forma de placa, o bien en
el caso del otro elemento 43b elástico, en un elemento de
terminación 46 que está atornillado sobre el extremo libre de la
varilla roscada 42 y asegurado, en el presente ejemplo de
fabricación, por medio de una contratuerca 47 contra desatornillado
involuntario.
Las piedras u otros objetos que impactan contra
los blindajes 1a ó 1b tienen un impulso, cuyo componente más grande
está orientado generalmente en dirección perpendicular al plano del
blindaje. Por consiguiente, al menos el componente de dirección
también corre en dirección de la varilla roscada 42. El impulso se
amortigua por ello y se transmite por el elemento 32, que tiene
forma de placa, al elemento de fijación 30 en forma retardada
debido a los dos elementos 43 elásticos. Primeramente, al impactar
la piedra se comprime el elemento 43a elástico hasta que se alcanza
el punto de desviación máximo de la deformación del elemento 43a
elástico. Medio ciclo de oscilación más adelante, el otro elemento
43b elástico está luego acortado en forma máxima en dirección
longitudinal de la varilla roscada 42, es decir comprimido, siendo
la compresión sin embargo, ya no tan fuerte como en un semiciclo de
oscilación previo debido a las propiedades de amortiguación de los
elementos 43 elásticos. Los elementos 43 elásticos también están
precargados en la posición neutral por medio de un correspondiente
tensado del elemento de terminación 46. Si los elementos 43
elásticos están adosados por vulcanización a piezas adyacentes, la
precarga también protege los elementos 43 de que se los someta a
tracción y, por consiguiente, puedan desgarrarse o arrancarse.
Con respecto al material de los elementos 43 y
43a, 43b elásticos se trata de un elastómero que por ejemplo, puede
producirse de caucho natural y/o materiales de goma artificiales
(como por ejemplo, caucho de nitrilo o butilo).
Tomando nuevamente como referencia la figura 2
debe mencionarse que los elementos de fijación 30c, 30d están
conformados con forma de U en la sección, a diferencia de la
configuración en L de los elementos de fijación 30a, 30b. El
conformado de los elementos de fijación generalmente libre y se rige
según las circunstancias, bajo las que deben colocarse los
blindajes.
La figura 4 muestra una configuración preferida
de un marco para un entramado de alambres. Por ejemplo, en el caso
del marco representado puede tratarse de uno de los marcos 3a, 3b
según la figura 1. El marco 51 representado en la figura 4 está
fabricado de dos partes. Puede distinguirse la parte inferior, es
decir la parte, con la cual están unidos los elementos 32a hasta
32d, que tienen forma de placa, que también están esbozados.
También pueden distinguirse los agujeros roscados 41 dentro de los
elementos 32 que tienen forma de placa. Tal como está esbozado por
medio de dos líneas paralelas oblicuas, el marco 51 no está
representado en su tamaño completo. Las distintas piezas de unión
del marco 51 son elementos perfilados de metal y están marcados con
los caracteres de referencia 3-1 (en la figura,
arriba), 3-2 (a la derecha), 3-3
(abajo) y 3-4 (a la izquierda). En los vértices del
marco 51, las piezas de unión están unidas firmemente una con otra.
Además, las piezas de unión presentan entalladuras, o bien,
cavidades, que están conformadas diferentemente según la pieza de
unión. De acuerdo con la estructura del tejido que debe sostener el
marco 51, las cavidades en las piezas de unión superior e inferior
están desarrolladas en forma zigzagueante a lo largo de toda la
extensión longitudinal de las piezas de unión. Las cavidades están
marcadas con los caracteres de referencia 53a y 53b. Como se
distingue, las cavidades 53a y 53b, que tienen forma zigzagueante,
presentan tanto aberturas 54 hacia el lado interior del marco 51
como aberturas 55 hacia el lado exterior del marco, considerando sin
embargo, que no es necesario que estén obligadamente las aberturas
55 hacia el lado exterior. En cambio deben estar las aberturas 54
hacia el lado interior para permitir la entrada y la salida de los
alambres o cables, del entramado. Si por ejemplo, el entramado
representado en la figura 8 es sostenido por el marco 51, el borde
92, que está representado a la izquierda en la figura 8, del
entramado 91 se encontraría en la cavidad 53b de la pieza de unión
3-3 inferior. El borde 93 superior del entramado 91
se encontraría en las cavidades 53c de la pieza de unión
3-4 izquierda, estando las cavidades conformadas
trapezoidalmente en la sección mostrada. Las cavidades 53d en la
pieza de unión 3-2 derecha también están conformados
trapezoidalmente.
Dado que en la representación de la figura 4 se
trata de una figura que es tipo plano de construcción, es
distinguible un sinnúmero de líneas de centro que se cortan en cada
caso en el centro de agujeros. Así, por ejemplo, se encuentra en
cada caso dentro de uno de las cavidades 53c, 53d trapezoidales un
agujero tal que sirve para alojar un elemento extendido (no
representado) y que en algunos casos está marcado con el carácter
de referencia 57. Estos agujeros 57, o bien los elementos extendidos
dispuestos ahí dentro, que se extienden en forma perpendicular al
plano de dibujo de la figura 4, se encuentran, con el entramado 91
sujetado, en los vértices de las mallas en el borde del entramado,
las cuales presentan un ángulo interior de 30º, pues bien, como ya
se mencionó, por ejemplo, en el borde 93 del entramado 91.
En el borde interior de las cavidades
zigzagueantes 53b y 53a se encuentran por otra parte, agujeros 58
correspondientes para elementos extendidos, que al sostener el
entramado 91 están en la zona de los vértices de malla con el
ángulo obtuso de aprox. 150º. En la zona de los vértices del marco
51, las cavidades 53a, 53b zigzagueantes pasan en cada caso a uno
de las cavidades 53c, 53d trapezoidales.
La figura 5, que debe entenderse como
esquemática, muestra que el marco está configurado de dos piezas
(aquí con parte superior 62, que en la figura se encuentra abajo, y
parte inferior 63 representada arriba). Se distinguen dos de las
aberturas 55 exteriores de las cavidades 53 que están conformadas
tanto en la parte superior 62 como en la parte inferior 63. Además,
puede distinguirse uno de los elementos 32 con forma de placa. El
agujero roscado de paso 41a través del elemento 32 no se encuentra,
sin embargo, en el plano de la ilustración, sino detrás, como puede
distinguirse de la figura 4. El elemento 32 con forma de placa está
soldado en este caso a la parte inferior 63, como puede
distinguirse por las costuras de soldadura 64, 65. Se trata por
ejemplo, de la pieza de unión 3-2 en su zona de
vértice con respecto a la pieza de unión 3-3.
La figura 6 muestra un modelo de fabricación
levemente modificado de un marco 71, que también es de dos piezas,
con parte superior 74 y parte inferior 73 de una pieza de unión.
Como en la figura 5, está representado el lado exterior del marco.
Se distinguen por otra parte, aberturas de las cavidades conformadas
en el marco, las cuales están marcadas aquí con el carácter de
referencia 65. Los óvalos distinguibles en la figura 6 indican la
posición aproximada de los lazos del entramado que puede sostenerse
por medio del marco 71. A diferencia de lo que ocurre en el marco
51 según la figura 4, por lo general dos agujeros 75a, 75b, que se
proyectan a través de la parte inferior 73 y hasta la parte
superior 74, se extienden a través de la pieza de unión para el
alojamiento de en total dos elementos extendidos (por ejemplo,
tornillos) que se extienden a través de la misma malla del
entramado. Únicamente un par completo de agujeros 75a, 75b, que
están dispuestos uno junto al otro, está representado en la figura
6, dado que se trata solamente de una representación parcial.
De la figura 7 puede distinguirse que la
configuración preferida del entramado de alambres según el invento
presente no es únicamente una estructura bidimensional, sino que
también presenta en forma transversal al plano de entramado un
espesor que es más grande que el espesor de los alambres
individuales del entramado. Por plano de entramado se entiende el
plano que es el plano de ilustración de la figura 8, el cual, por
consiguiente, pasa por todos los lazos en el modelo de fabricación
representado en la figura 8.
La figura 7 muestra dos alambres 81, 82 que
forman un lazo 83. El lazo 83 se forma en el presente caso por
medio de tramos doblados de ambos alambres 81, 82, extendiéndose los
alambres 81, 82, debido al recorrido doblado, aproximadamente por
la mitad alrededor del otro alambre respectivamente. El primer
alambre 81 se extiende, en la representación elegida, arriba desde
atrás a la derecha en su recorrido a continuación hasta el lazo 83,
allí, hacia adelante y abajo y en su recorrido a continuación hacia
la derecha y adelante. Correspondientemente, el segundo alambre 82
se extiende desde arriba a la izquierda hasta el lazo, allí, hacia
atrás abajo y a continuación hacia la izquierda atrás. En esto, las
zonas de los dos alambres 81, 82, las cuales pasan arriba en la
ilustración, se encuentran esencialmente dentro de un primer plano
y los dos tramos de los alambres 81, 82, que están representados
abajo en la ilustración, se encuentran esencialmente en un segundo
plano paralelo al primer plano. Los dos planos, siempre que se los
mire como definidos por los centros de alambre, tienen una distancia
de aproximadamente el triple del espesor de los dos alambres 81,
82. Correspondientemente, la distancia de los tramos de los
alambres 81, 82, que están representados arriba y abajo en la figura
7, en la zona de los lazos 83, es aproximadamente el doble del
espesor de alambre.
El entramado según la figura 8 con el carácter
de referencia 91 ya se mencionó. En el caso representado se trata
de un entramado de alambres que a su vez se formaron en cada caso de
un sinnúmero de alambres individuales por medio de retorcimiento
(formación de cable de alambre). Sin embargo, alternativamente
pueden utilizarse también alambres macizos que no se formaron de
alambres individuales. En el modelo de fabricación representado,
los alambres corren esencialmente de derecha a izquierda y forman
alternadamente en cada caso, un lazo con su alambre próximo
adyacente sobre el lado inferior y con su alambre próximo adyacente
sobre el lado superior. Con los caracteres de referencia 81 y 82
están esbozados por ejemplo, los alambres representados en la figura
7.
Por medio del blindaje contra impactos de
piedras, el cual se describe en base a las figuras, pueden reducirse
notablemente las fuerzas que en el caso más desfavorable actúan
sobre el objeto que sostiene el blindaje. El caso más desfavorable
tiene lugar cuando la piedra impacta contra el marco. Ya debido a la
fabricación elástica del apoyo, la reducción es de hasta 90 por
ciento en comparación con el impacto directo de una piedra con
igual impulso contra un objeto rígido. Según el lugar del impacto,
cuando la piedra impacta contra el entramado, la reducción de las
fuerzas es notablemente mayor y por lo general, se distribuyen
además, sobre varios apoyos.
Claims (9)
1. Disposición para la protección contra impacto
de piedras para un vehículo terrestre de guiado fijo,
caracterizada porque
- \bullet
- la disposición presenta un blindaje (1, 3, 33) que se extiende sobre una superficie que actúa como barrera contra el impacto de piedras,
- \bullet
- un material y/o una estructura del blindaje (1, 3, 33) están conformados elásticamente, de modo que una piedra que impacta sobre el blindaje (1, 3, 33) ocasiona una deformación elástica del blindaje (1, 3, 33),
- \bullet
- el blindaje (1, 3, 33) presenta un entramado (91) y/o un tejido de alambres (81, 82) y/o cables.
2. Disposición, según la reivindicación
precedente, presentando los alambres (81, 82) o cables una
resistencia nominal de más de 1200 N/mm^{2}, preferentemente de
más de 1600 N/mm^{2}, para fuerzas de tracción que actúan en
dirección longitudinal.
3. Disposición, según una de las
reivindicaciones precedentes, formando los alambres (81, 82) o
cables con alambres (81, 82) o cables adyacentes, un sinnúmero de
lazos (83), extendiéndose los alambres (81, 82) o cables en su
recorrido delante de un lazo (83) esencialmente en un primer plano y
detrás del lazo (83) se extienden esencialmente en un segundo
plano, y corriendo el primer plano y el segundo plano paralelos uno
con respecto al otro y presentan una distancia de al menos un
espesor del alambre (81, 82) o cable.
4. Disposición, según la reivindicación
precedente, presentando el primer plano y el segundo plano una
distancia de al menos el doble del espesor del alambre (81, 82) o
cable.
5. Disposición, según una de las
reivindicaciones precedentes, presentando la disposición un apoyo
(33) para apoyar el blindaje (1, 3, 33) en forma elástica contra un
objeto, al cual debe fijarse o está fijado al blindaje (1, 3, 33),
y presentando el apoyo (33) lo siguiente:
- un elemento (40; 42) extendido que en un
extremo está unido o puede unirse con el blindaje a apoyar (caso a)
o con una base de sostén (caso b),
- al menos un elemento elástico (43; 43a, 43b)
que presenta una entalladura, a través de la cual se extiende el
elemento (40; 42) extendido,
- un elemento de fijación (101, 102; 30),
mediante el cual una zona central del elemento elástico (43) o al
menos dos de los elementos elásticos (43a, 43b) se apoya/apoyan en
la base de sostén (caso a), respectivamente en el blindaje a apoyar
(caso b),
- un elemento de terminación (46) que está
dispuesto en la zona de un segundo extremo libre del elemento (40;
42) extendido, en el cual se apoya un extremo libre del elemento
elástico (43; 43b) o un extremo libre de al menos uno (43b) de los
elementos elásticos (43a, 43b).
6. Disposición, según la reivindicación
precedente, presentando el blindaje (1, 3, 33) un marco (51; 71) que
lo rodea y el marco (51; 71) está unido en varios puntos en cada
caso con uno de los apoyos (33).
7. Disposición, según una de las
reivindicaciones precedentes, estando la disposición en un vehículo
terrestre de guiado fijo, dispuesta en la zona de la parte inferior
de la carrocería.
8. Proceso para la fabricación de una protección
contra impacto de piedras para un vehículo terrestre de guiado
fijo, caracterizado porque en el vehículo terrestre está
dispuesto un blindaje (1, 3, 33) que se extiende sobre una
superficie que actúa como barrera contra el impacto de piedras,
estando conformados elásticamente un material y/o una estructura
del blindaje (1, 3, 33), de modo que una piedra que impacta sobre el
blindaje (1, 3, 33) ocasiona una deformación elástica del blindaje
(1, 3, 33), y presentando el blindaje (1, 3, 33) un entramado (91)
y/o un tejido de alambres (81, 82) y/o cables.
9. Utilización de una disposición, según una de
las reivindicaciones 1 hasta 7, caracterizada porque el
entramado (91) se fija al vehículo en la zona de la parte inferior
de la carrocería del vehículo.
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