ES2327971T3 - Parachoques para vehiculo ferroviario. - Google Patents

Abstract

Amortiguador para vehículos ferroviarios, con un casquillo amortiguador (1) que debe fijarse en el vehículo ferroviario y con un empujador amortiguador (2) desplazable axialmente, apoyado en el casquillo amortiguador (1) a través de una instalación de amortiguación (12), con un tubo empujador (3) y un plato amortiguador (6) soldado en un extremo en el mismo, caracterizado porque el plato amortiguador (6) está provisto sobre su lado trasero con un collar (8) que se extiende en dirección axial, cuyo diámetro está adaptado al diámetro del tubo empujador (3), en el que el tubo empujador (3) está fijado por medio de una unión soldada por fricción (19) ene. Collar (8) y en el que el tubo empujador (3) está provisto en la zona extrema dirigida hacia el plato amortiguador (6) con una sección (4) que se ensancha radialmente, que está ampliada radialmente de tal forma que se crea un espacio libre (5) para el cordón de soldadura (21) que se forma durante la soldadura por fricción sobre el lado interior, en el que se puede extender el cordón de soldadura interior (21).

Description

Parachoques para vehículo ferroviario.

La invención se refiere a un parachoques para vehículos ferroviarios de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 así como a un procedimiento para su fabricación de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 10.

Tales amortiguadores se conocen en las más diferentes formas de realización. Mientras que el amortiguador en el caso normal presenta un casquillo amortiguador configurado en una sola pieza, el empujador del amortiguador está constituido habitualmente un tubo empujador y el plato amortiguador propiamente dicho, que está soldado o atornillado en el extremo delantero del tubo empujador. Para que el amortiguador o bien la costura de soldadura entre el plato amortiguador y el tubo empujador puedan absorber grandes fuerzas y especialmente fuerzas que se producen también excéntricamente, los amortiguadores empleados hasta ahora están provistos con un tubo empujador de pared relativamente gruesa y con un plato amortiguador con collares forjados y preparaciones costosas de la costura de soldadura.

Se conoce a partir del documento GB 240.659 un amortiguador del tipo indicado al principio para vehículos ferroviarios. El amortiguador está provisto con un casquillo, cuyo extremo se ensancha radialmente hacia el plato amortiguador. El plato amortiguador está provisto sobre el lado trasero con una escotadura, en la que se extiende la sección del casquillo que se ensancha radialmente. La fijación del casquillo se realiza o bien a través de introducción a presión en la escotadura o a través de un anillo, que se coloca sobre el lado interior del casquillo en la zona de la sección que se ensancha radialmente.

Se conoce igualmente a partir del documento EP-A-1 083 105 un amortiguador del tipo indicado al principio para vehículos ferroviarios, que está provisto con un casquillo amortiguador que debe fijarse en el vehículo ferroviario y un empujador de amortiguador apoyado en el casquillo amortiguador a través de un maquete de resortes. El tubo empujador está provisto en el extremo dirigido hacia el plato amortiguador con una sección que se ensancha radialmente hacia el plato empujador, en la que está soldado el plato empujador, de manera que tanto sobre el lado interior como también sobre el lado exterior está aplicada una costura de soldadura circundante. Aunque un amortiguador de este tipo ha dado muy buen resultado en la práctica, la aplicación de la costura de soldadura, especialmente sobre el lado interior del tubo empujador, va unida con mucho gasto.

En el documento EP-A-1 038 751 se publica un amortiguador para vehículos ferroviarios, que está provisto con un empujador amortiguador cilíndrico hueco. En el lado delantero del empujador amortiguador está soldado convencionalmente un plato amortiguador.

Finalmente, se conoce a partir del documento DE-A-38 41 200 un cojinete de apoyo forjado avellanado para una instalación de tracción para vehículos ferroviarios. El cojinete de apoyo está provisto con una brida, que se prolonga a través de un tubo. El tubo es fijado en la brida por medio de un procedimiento de soldadura por fricción.

La invención tiene el cometido de desarrollar un amortiguador para vehículos ferroviarios, de tal forma que se puede fabricar de manera sencilla y con coste favorable, debiendo simplificarse especialmente la unión del tubo empujador con el plato amortiguador, y sin que se impida al cordón de soldadura interior, que resulta durante el proceso de soldadura, el movimiento axial del casquillo amortiguador con relación al tubo empujador.

A tal fin se prepara según la invención un amortiguador según la reivindicación 1.

A través de la previsión de un plato amortiguador, que está provisto sobre el lado trasero con un collar que se extiende en dirección axial, cuyo diámetro está adaptado al diámetro del tubo empujador y cuyo tubo empujador está fijado por medio de una unión soldada por fricción en el collar, se crea la condición previa básica para fabricar el amortiguador de manera rápida, sencilla y de coste favorable. Puesto que el tubo amortiguador está provisto en la zona extrema dirigida hacia el plato amortiguador con una sección que se ensancha radialmente, que se amplía radialmente de tal forma que se crea un espacio libre para el cordón de soldadura que resulta durante la soldadura por fricción sobre el lado interior, en el que se puede extender el cordón de soldadura interior, se asegura, además, que el cordón de soldadura interior que resulta durante el proceso de soldadura no perjudique el movimiento axial del casquillo amortiguador con relación al tubo empujador. Por lo tanto, el cordón de soldadura interior tampoco necesita ser reparado, lo que repercute positivamente tanto en lo que se refiere a la resistencia como también a los costes.

La soldadura por fricción es un llamado procedimiento de soldadura con prensa caliente, en el que el calentamiento de las partes a unir entre sí, empotradas fijamente, se realiza a través de fricción mecánica. La fricción se genera, en general, a través de un movimiento relativo entre una pieza de unión giratoria y una pieza de unión estacionaria, que se unen bajo fuerza sin material adicional. Se obtiene un cordón de soldadura típico para el procedimiento. Después de la aplicación suficiente de calor, se eleva el movimiento de fricción y se comprimen juntas las dos piezas de unión con mucha fuerza. Esta soldadura de fricción tiene, frente a la soldadura convencional con gas o con arco voltaico, la ventaja de que no se produce ninguna influencia del material a través de la fundición de la pieza respectiva en la zona de la costura de soldadura. Además, se pueden unir entre sí diferentes materiales sin la aportación de un material adicional.

Las formas de realización preferidas del amortiguador se describen en las reivindicaciones dependientes 2 a 9.

En la reivindicación 10 se propone, además, un procedimiento para la fabricación de un amortiguador configurado según la reivindicación 1. Las variantes preferidas de este procedimiento se describen en las reivindicaciones dependientes 11 y 12.

A continuación se explica en detalle un ejemplo de realización preferido de la invención con la ayuda de un dibujo. En éste:

La figura 1 muestra una sección longitudinal a través de un amortiguador configurado según la invención en el estado de partida descargado.

La figura 2 muestra una sección longitudinal a través del amortiguador en el estado cargado, y

La figura 2a muestra un fragmento ampliado de la figura 2.

Con la ayuda de la figura 1 se explica en detalle la estructura de principio del amortiguador. El amortiguador representado en el estado de partida no cargado presenta un casquillo amortiguador 1 que debe fijarse en el vehículo ferroviario (no representado) así como un empujador de amortiguador 2. Tanto el casquillo amortiguador 1 como también el empujador amortiguador 2 están configurados esencialmente de forma cilíndrica hueca, de manera que el empujador amortiguador 2 está dispuesto coaxialmente al casquillo amortiguador 1 y se puede desplazar en dirección axial frente a este último. El empujador amortiguador 2 está constituido esencialmente por un tubo empujador 3 y un plato amortiguador 6 soldado en el extremo en el mismo. El tubo empujador 3 está provisto en la zona extrema dirigida hacia el plato empujador 6 con una sección 4 que se ensancha radialmente, que se genera con preferencia a través de conformación plástica en frío del tubo empujador 3. El plato amortiguador 6 configurado con preferencia como pieza fundida está configurada en una sola pieza y presenta un lado delantero abombado 7. Sobre el lado trasero, el plato amortiguador 6 está provisto con un collar 8 que se extiende en dirección axial, que rodea radialmente una escotadura 10 practicada en el lado trasero del plato amortiguador 6. De esta manera, la escotadura 10 está rodeada radialmente por el collar 8, de modo que el diámetro interior de la escotadura 10 es mayor que el diámetro exterior del casquillo amortiguador 1 en la zona extrema dirigida hacia el plato amortiguador 6. En cualquier caso, la zona extrema del casquillo amortiguador 1 se extiende en esta escotadura 10 durante la suspensión interior del amortiguador. El diámetro y el espesor de pared del collar 6 en la zona del lado frontal 9 están adaptados al tubo empujador 3 o bien a su sección 4 que se ensancha radialmente.

El empujador amortiguador 2 está apoyado a través de una instalación de amortiguación en forma de un paquete de resortes 12 pretensado en el casquillo amortiguador 1, de tal manera que se puede desplazar en contra de la fuerza de resorte en dirección del casquillo amortiguador 1. El paquete de resortes presenta una pluralidad de elementos de elastómero 12a, que están acoplados sobre un bulón 13 y son posicionados por éste. El paquete de resortes 12 se apoya sobre uno de los lados en un collar 14 dispuesto sobre el lado interior del casquillo amortiguador 1, mientras que sobre el otro lado se apoya en el fondo de la escotadura 10 o bien sobre el lado trasero del plato amortiguador 6. En la dirección de expulsión, la carrera del empujador amortiguador 2 está limitada por un anillo de muelle 15 que actúa como tope extremo. El casquillo amortiguador está provisto con dos secciones 16, 17, que presentan una superficie cilíndrica y cuyos diámetros están adaptados a los diámetros interiores del tubo empujador 3 configurado igualmente cilíndrico y que sirven para la conducción del tubo empujador 3 durante el desplazamiento axial.

El plato empujador 6 está soldado con su collar 8 en la sección 4 que se ensancha radialmente del tubo empujador 3. En el presente caso, la unión entre el plato amortiguador o bien su collar y el tubo empujador están constituidos por una unión soldada por fricción 19. Como se ilustra, la unión soldada por fricción 19 forma un cordón de soldadura interior y un cordón de soldadura exterior 20, 21, que rodean el collar 8 o bien el tubo empujador 3 en forma de anillo circular sobre el lado interior y el lado exterior.

Para no impedir el movimiento relativo del tubo empujador 3 frente al casquillo amortiguador 1 durante la inserción del empujador amortiguador 2, debe asegurarse que el cordón de soldadura interior 21 de la unión soldada por fricción 19 no se extienda en el plano de movimiento del casquillo amortiguador 1. En el presente ejemplo, esto se consigue porque el cordón de soldadura interior 21 se extiende en la sección 4 que se ensancha radialmente del tubo empujador 3. A tal fin, la sección del tubo empujador 3 que se ensancha radialmente está dimensionada de tal forma que el cordón de soldadura interior 21 no sobresale en dirección radial sobre la superficie envolvente cilíndrica interior del tubo empujador 3, sino que está un poco desplazada hacia atrás. De esta manera, se puede asegurar que el casquillo amortiguador 1 no entra en contacto con el cordón de soldadura interior 21 durante la suspensión interior del amortiguador o bien no se apoye en éste, puesto que el lado frontal del casquillo amortiguador 1 se mueve por delante del cordón de soldadura interior 21 durante la suspensión interior máxima del amortiguador y, dado el caso, va a apoyarse en el lado trasero del plato amortiguador 6.

La altura h del collar 8 en dirección axial se determina especialmente por la curva de la tensión, que se produce durante la aplicación de fuerza excéntrica, en el plato amortiguador 6. El collar 8 debe ser tan alto que su espesor de pared se puede reducir al espesor de pared del tubo empujador 3, sin que se excedan las tensiones admisibles en el collar 8. En cualquier caso, la altura h del collar 8 en dirección axial es al menos 1/20, pero especialmente al menos 1/10 del diámetro del tubo empujador 3.

En la figura 2 se representa el amortiguador en el estado totalmente insertado. Como se deduce claramente, el lado frontal del casquillo amortiguador 1 o bien de la sección 16 se apoya dentro del collar 8 en el lado trasero del plato amortiguador 6. La figura 2a muestra en representación ampliada una vista de detalle de la figura 2 en la zona de la unión soldada por fricción 19. A través de la unión soldada por fricción 19, el lado frontal 9a del tubo empujador 3 está soldado con el lado frontal 9b del collar 8 del plato amortiguador 6. Durante la unión por soldadura del tubo empujador 3 con el collar 8, se forman sobre el lado exterior así como sobre el lado interior, respectivamente, dos cordones parciales 20a, 20b; 21, 21b, que rodean en forma de anillo circular los dos elementos 3, 8. Como ya se ha mencionado, la sección del tubo empujador 3 que se ensancha radialmente está prevista especialmente para que el cordón de soldadura interior 21 se pueda extender en dirección radial en la sección 4 del tubo empujador 3 que se ensancha radialmente, de manera que no sobresale por encima de la superficie envolvente cilíndrica interior del tubo empujador 3. El plano, en el que se extiende la superficie envolvente cilíndrica interior del tubo empujador 3, está representado de forma indicativa por medio de una línea discontinua L. Como se muestra, esta línea L se extiende dentro de los dos cordones parciales 21a, 21b, con lo que se asegura que el cordón de soldadura interior 21 no sobresalga en dirección radial por encima de la superficie envolvente cilíndrica interior del tubo empujador 3 y el casquillo empujador 3 no entra en contacto con el cordón de soldadura interior 21 durante la suspensión interior del amortiguador. A través de la sección 4 del tubo empujador 3 que se ensancha radialmente se crea un espacio libre 5 representado rayado, en el que se puede extender el cordón de soldadura 21 que se obtiene durante la soldadura por fricción sobre el lado interior. Puesto que el cordón de soldadura interior 21 que se obtiene durante el proceso de soldadura por fricción se puede extender en este espacio libre 5, no se perjudica el movimiento axial del casquillo amortiguador 1 con relación al tubo empujador 3.

A través de la previsión de esta sección 4 que se ensancha radialmente, el cordón de soldadura interior 21 no tiene que retirarse o procesarse después de la generación de la unión de soldadura por fricción 19, lo que ahorra, por una parte, costes y, por otra parte, no tiene como consecuencia ningún debilitamiento de la unión soldada, puesto que durante la mecanización o erosión del cordón de soldadura 21 existe el peligro de crear una entalladura con efecto de entalladura correspondiente, lo que conduciría a una reducción de la resistencia de la unión soldada. Además de la creación de un espacio libre 5, la sección 4 del tubo empujador 3, que se ensancha radialmente -cónicamente- al plato amortiguador 6, tiene todavía la ventaja adicional de que de esta manera se reducen las tensiones que actúan sobre la costura de soldadura, lo que tiene, entre otras cosas, una influencia positiva sobre la resistencia duradera de la costura de soldadura. Por lo tanto, esto se basa en primer término en que a través de la sección que se ensancha radialmente se pueden reducir los movimientos de flexión que aparecen en caso de carga excéntrica. Puesto que el ensanchamiento radial del tubo empujador 3 se realiza antes del proceso de soldadura propiamente dicho, se puede realizar el proceso de soldadura por fricción propiamente dicho de manera muy rápida y sencilla, de modo que se puede fabricar el amortiguador en último término también de manera sencilla y con coste favorable.

En este lugar no se describe en detalle el procedimiento de soldadura por fricción propiamente dicho durante la unión por soldadura del tubo empujador 3 con el lado frontal del collar 8 del plato amortiguador 6. Solamente se indica que el espesor de pared del collar 8 dispuesto en el plato amortiguador 6 está adaptado al espesor de pared del tubo amortiguador 3 de tal forma que las dos partes 3, 8 se calientan en gran medida de manera uniforme a través del calor de fricción que se produce durante el proceso de soldadura por fricción con relación a su temperatura de fusión, de manera que las dos partes se pueden "soldar" entre sí. Naturalmente, a través del dimensionado del collar 8 se puede ejercer una influencia, dado el caso, sobre la temperatura absoluta generada por medio de fricción del collar en la zona de su superficie frontal y/o sobre la temperatura relativa del collar con relación al tubo empujador 3. En cualquier caso, la previsión de un collar 8 en el plato amortiguador 6 tiene la ventaja de que el collar 8, que está dimensionado de forma similar al tubo empujador 3, se calienta a través de la fricción localmente en una medida similar al tubo empujador 3. Además, la costura de soldadura se encuentra en una zona solicitada comparativamente profunda, puesto que las solicitaciones máximas aparecen en la zona de transición entre la placa de amortiguación 6 y el collar 8.

Hay que indicar que el ejemplo de realización anterior solamente muestra una forma de realización posible de un amortiguador, puesto que en el marco del alcance de la protección definido en las reivindicaciones de la patente son posibles, sin embargo, en general, configuraciones del amortiguador que se desvían del ejemplo anterior.

Claims (12)

1. Amortiguador para vehículos ferroviarios, con un casquillo amortiguador (1) que debe fijarse en el vehículo ferroviario y con un empujador amortiguador (2) desplazable axialmente, apoyado en el casquillo amortiguador (1) a través de una instalación de amortiguación (12), con un tubo empujador (3) y un plato amortiguador (6) soldado en un extremo en el mismo, caracterizado porque el plato amortiguador (6) está provisto sobre su lado trasero con un collar (8) que se extiende en dirección axial, cuyo diámetro está adaptado al diámetro del tubo empujador (3), en el que el tubo empujador (3) está fijado por medio de una unión soldada por fricción (19) ene. Collar (8) y en el que el tubo empujador (3) está provisto en la zona extrema dirigida hacia el plato amortiguador (6) con una sección (4) que se ensancha radialmente, que está ampliada radialmente de tal forma que se crea un espacio libre (5) para el cordón de soldadura (21) que se forma durante la soldadura por fricción sobre el lado interior, en el que se puede extender el cordón de soldadura interior (21).

2. Amortiguador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el espacio libre (5) previsto para el alojamiento de la costura de soldadura interior (21) se ensancha cónicamente hacia el collar (8).

3. Amortiguador de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el tubo empujador (3) está configurado predominantemente de forma cilíndrica hueca y el cordón de soldadura interior (21) está desplazado hacia atrás en dirección radial frente a la superficie envolvente cilíndrica interior del tubo empujador (3).

4. Amortiguador de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el plato amortiguador (6) está provisto con una escotadura (10), que está rodeada radialmente por el collar (8) y en la que se puede extender el casquillo amortiguador (1) durante la suspensión interior del amortiguador.

5. Amortiguador de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el diámetro interior de la escotadura (10) es mayor que el diámetro exterior del casquillo amortiguador (1) en la zona extrema dirigida hacia el plato amortiguador (6).

6. Amortiguador de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el plato amortiguador (6) está fabricado junto con el collar (8) dispuesto en el mismo de hierro fundido, mientras que el tubo empujador (3) está fabricado de otro material, con preferencia de acero.

7. Amortiguador de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la sección (4) que se ensancha radialmente hacia el plato amortiguador (6) está generada por conformación plástica en frío.

8. Amortiguador de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el espesor de pared del collar (8) dispuesto en el plato amortiguador (6) está adaptado al espesor de pared del tubo amortiguador (3) de tal forma que las dos partes (3, 8) se calientan en gran medida de manera uniforme a través del calor generado durante el proceso de soldadura por fricción con relación a su temperatura de fusión.

9. Amortiguador de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la altura (h) del collar (8) en dirección axial es al menos 1/20, especialmente al menos 1/10 del diámetro exterior del tubo empujador (3).

10. Procedimiento para la fabricación de un amortiguador configurado según la reivindicación 1, caracterizado porque el tubo empujador (3) es soldado por medio de soldadura por fricción en el collar (8) del plato amortiguador (6), en el que el tubo empujador (3) se ensancha en la zona extrema dirigida hacia el plato empujador (6) en primer lugar a través de deformación plástica en dirección radial, y porque a continuación se suelda el plato amortiguador (6) por medio de soldadura por fricción en la zona que se ensancha radialmente del tubo empujador (3).

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el tubo empujador (3) se ensancha en dirección radial en la zona extrema dirigida hacia el plato amortiguador (6) a través de conformación plástica en frío.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque el plato amortiguador (6) es soldado con el tubo amortiguador de tal forma que tanto sobre el lado interior como también sobre el lado exterior se forma un cordón de soldadura circundante (20, 21).