ES2336037T3 - Unidad de absorcion de enegia intercambiable, en particular para uso en combinacion con un tope. - Google Patents
Unidad de absorcion de enegia intercambiable, en particular para uso en combinacion con un tope. Download PDFInfo
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Abstract
Tope lateral (100), en particular tope UIC, que como etapa de protección adicional irreversible contra impactos presenta una unidad de absorción de energía (10), estando atornillado de modo liberable el tope lateral (100) a una placa de conexión (1) de la unidad de absorción de energía (10), pudiendo aplicarse la unidad de absorción de energía (10) como conjunto intercambiable en su totalidad a una estructura de soporte (101), presentando la unidad de absorción de energía (10) lo siguiente: - una placa base (2) para la unión liberable de la unidad de absorción de energía (10) a una estructura de soporte (101), tal como por ejemplo el bastidor de soporte o chasis de una caja de vagón de un vehículo de varias unidades, en particular de un vehículo sobre carril; - la placa de conexión (1) a la cual va atornillado el tope lateral (100); y - un elemento de absorción de energía (3) de realización destructible en forma de un tubo de deformación que está integrado de tal modo en la unidad de absorción de energía (10) que se puedan transmitir fuerzas de impacto en la dirección longitudinal de la unidad de absorción de energía (10), al pasar al menos parcialmente el flujo de fuerza que tiene lugar durante la transmisión a través del elemento de absorción de energía (3), y que está realizado de tal modo que hasta una determinada magnitud de energía determinable, transmitida por el flujo de fuerza a través del elemento de absorción de energía (3), la placa base (2) y la placa de conexión (1) se encuentran esencialmente unidas rígidamente entre sí en la dirección de la unidad de absorción de energía (10), y porque al rebasar una magnitud de energía determinable a causa del flujo de fuerza transmitido a través del elemento de absorción de energía (3) la placa base (2) y la placa de conexión (1) se desplazan la una respecto a la otra en la dirección longitudinal de la unidad de absorción de energía (10) teniendo lugar simultáneamente la deformación plástica del elemento de absorción de energía (3), estando el elemento de absorción de energía (3) tensado entre la placa base (2) y la placa de conexión (1) por medio de por lo menos un elemento tensor (4) que une la placa base (2) con la placa de conexión (1), caracterizado porque el tubo de deformación (3) está unido con la placa base (2) con un acoplamiento de material y/o positivo por su extremo del lado de la placa base (3a), y porque en su extremo (3b) del lado de la placa de conexión presenta un tramo (5) que tiene una sección ensanchada en comparación con un tramo situado más allá en sentido hacia la placa base (2), presentando la unidad de absorción de energía (3) además un anillo cónico (7) realizado de una misma pieza junto con un elemento guía (6), cuyo tramo final del lado de la placa de conexión está unido a la placa de conexión (1) y cuyo tramo final del lado de la placa base penetra al menos parcialmente en el tramo ensanchado (5) del tubo de deformación (3), y está adosado a la superficie interior de este tramo del tubo de deformación (5).
Description
Unidad de absorción de energía intercambiable,
en particular para uso en combinación con un tope.
La presente invención se refiere a un tope
lateral con una unidad de absorción de energía que se puede emplear
en particular como etapa adicional irreversible de protección contra
impactos junto con un componente destinado a la transmisión de
fuerzas. La publicación EP 0 926 381 A1 se refiere a un dispositivo
de absorción de impactos con un tubo de deformación. Para mejorar
el comportamiento del tubo de deformación y que después de activarse
el dispositivo se consiga una carga de impactos lo más uniforme
posible durante la deformación, el tubo de deformación está
dispuesto o tensado por sus extremos entre dos elementos de
centrado, y los elementos de centrado y con ello los extremos del
tubo de deformación se sujetan contra desplazamiento uno con
relación a otro transversalmente a la dirección del choque. En sus
extremos le corresponden al tubo de deformación sendos
contrasoportes axiales, que soportan axialmente el tubo de
deformación que se va deformando durante un impacto.
La publicación DE 747 330 C se refiere a un tope
con caja guía con un elemento de absorción de energía integrado. El
tope con caja guía conocido por el estado de la técnica consta de un
émbolo de tope, que por medio de un vástago de tope y de un muelle
de tope previsto en el interior del émbolo de tope va fijado de tal
modo en la cara frontal de la caja del vagón que el émbolo de tope
resulte adecuado para amortiguar impactos moderados. Una vez
agotada la carrera de amortiguación máxima disponible el platillo
del tope tropieza contra una brida que penetra en el tramo anterior
de un tubo de deformación.
La publicación EP 0 826 569 A se refiere a un
dispositivo de protección contra impactos para vehículos sobre
carril que presenta por una parte un tope lateral y por otra parte
una unidad de absorción de energía dispuesta a continuación del
tope lateral. La unidad de absorción de energía está realizada como
"Crashbox", que por un lado se puede fijar de modo liberable a
la cara frontal de la caja del vagón mientras que el tope lateral
también se puede fijar de modo liberable en el otro lado opuesto del
Crashbox.
Por la técnica de los vehículos sobre carril se
conoce en general, por ejemplo el hecho de equipar las distintas
cajas de vagón de un vehículo de varias unidades con los así
denominados topes laterales o topes UIC, si las cajas de los
vagones no están unidas entre sí por medio de un bastidor giratorio
y por lo tanto durante el régimen de marcha pueda variar la
distancia entre dos cajas de vagón acopladas entre sí. Estos topes
laterales sirven para absorber y amortiguar los impactos que se
producen durante el régimen de marcha normal, por ejemplo al frenar
o al arrancar.
Para tope lateral se emplea por lo general un
elemento telescópico que presenta una carcasa de tope, un elemento
de transmisión de fuerza alojado en su interior y un elemento
amortiguador en forma de un muelle o de un cuerpo de material
elastómero. Con una estructura de esta clase, la carcasa del tope
sirve de guía longitudinal y para soportar fuerzas transversales,
mientras que el elemento amortiguador alojado en la carcasa del tope
sirve para transmitir fuerzas en dirección longitudinal.
La longitud de construcción así como la carrera
del tope, es decir la carrera elástica del elemento amortiguador,
está normalizada para determinadas categorías de vehículos en las
directivas europeas (p.ej. las hojas de características UIC 526,
528). La carrera elástica de un tope UIC normalizado se encuentra
por ejemplo dentro de un campo de 100 a 110 mm. Una vez alcanzada
la carrera máxima del tope se ha agotado la propiedad amortiguadora
del tope lateral y en consecuencia las fuerzas de impacto que
rebasen la carga de trabajo característica del tope lateral se
transmiten sin amortiguar al bastidor del vehículo.
De este modo, si bien las fuerzas de impacto que
durante el régimen de marcha normal aparecen por ejemplo en un
vehículo de varias unidades entre las distintas cajas de vagón, se
absorben a través del elemento amortiguador integrado en el tope
lateral y realizado de modo regenerativo; en cambio al rebasar la
carga de trabajo del tope lateral, por ejemplo al impactar el
vehículo sobre un obstáculo o en el caso de una frenada brusca del
vehículo, el elemento amortiguador integrado en el tope lateral
generalmente no es suficiente para absorber la totalidad de la
energía resultante. De este modo, la amortiguación del impacto
facilitada por el tope lateral ya no queda incluida en el concepto
de absorción de energía del conjunto del vehículo, de modo que la
energía del impacto resultante se transmite directamente al
bastidor del vehículo. Éste queda así expuesto a unas cargas
extremas y según las circunstancias llegará a dañarse o incluso a
destruirse.
Con la finalidad de evitar esta clase de daños
es de conocimiento general en el estado de la técnica el hecho de
realizar las partes de guía del tope con caja guía de tal modo que
después de agotar la carrera máxima del tope, es decir una vez que
las partes guía del tope lateral (casquillo del tope y émbolo del
tope) incidan sobre unos topes definidos, exista una posibilidad de
acortamiento adicional en condiciones de deformación
controlada.
En la publicación WO 2006/115818 A1 se describe
por ejemplo un tubo de casquillo en el que después de agotar la
absorción de energía del elemento amortiguador realizado con
carácter regenerativo se rompen unas uniones de rotura controlada
para incrementar de este modo la longitud de acortamiento del tope.
Esta longitud de acortamiento aumentada permite que en caso de
sobrecarga tenga lugar la deformación plástica de la carcasa del
tope, de modo que con esta solución se puede convertir de modo
destructivo la energía del impacto en trabajo de deformación y
calor. Debido a la deformación de la carcasa del tope que se produce
en caso de sobrecarga se ha previsto de este modo una amortiguación
de impactos y una protección contra impactos adicional a la
suministrada por el tope lateral.
Aunque el tope lateral conocido por este estado
de la técnica puede proteger hasta un cierto grado el bastidor del
vehículo contra daños en caso de impactos de alcance fuertes, no
existe sin embargo la posibilidad de adaptar con exactitud esta
protección contra impactos adicional a determinadas aplicaciones.
Para ello sería necesario diseñar correspondientemente la
característica de fuerza-recorrido durante la
deformación de la carcasa del tope para que fuera posible una
absorción de energía definida y previsible. La solución conocida
resulta en particular no adecuada para numerosas aplicaciones ya que
la absorción de energía máxima que puede conseguirse por medio de
la deformación de la carcasa del tope, es a menudo demasiado escasa.
Otro inconveniente consiste en que después de activarse la
protección contra impactos adicional es necesario sustituir el
conjunto del tope lateral, ya que la protección contra impactos
está integrada en el tope lateral y debido a la deformación al
menos parcial de la carcasa del tope, el tope lateral ya no se puede
utilizar para el régimen de marcha normal.
Basándose en la problemática descrita, la
invención se plantea como objetivo describir un tope lateral con
una unidad de absorción de energía en la que por una parte se pueda
consumir con seguridad la energía de impacto transmitida a través
del tope lateral en el caso de un impacto extremado, y por otra
parte se pueda adaptar con la mayor exactitud posible la
característica de fuerza-recorrido de la unidad de
absorción de energía, a determinadas aplicaciones. Además, la
unidad de absorción de energía deberá ser adecuada para la
instalación posterior o transformación de un tope lateral
convencional en el que no esté prevista una protección contra
impactos de carácter destructivo.
Este objetivo se resuelve por el objeto de la
reivindicación 1.
La invención se refiere por lo tanto a un tope
lateral con una unidad de absorción de energía que se pueda colocar
como conjunto sustituible en su totalidad en el bastidor de soporte
o en el chasis de una caja de vagón de un vehículo de varias
unidades, en particular de un vehículo sobre carril, donde la unidad
de absorción de energía presenta una placa base para la unión
preferentemente liberable de la unidad de absorción de energía con
una estructura de soporte, por ejemplo con el bastidor de soporte o
con el chasis de una caja de vagón, una placa de conexión a la que
se puede conectar un componente para la transmisión de las fuerzas
que surgen durante el régimen de marcha normal y en caso de
impacto, y un elemento de absorción de energía destructivo que está
amarrado sin holgura entre la placa base y la placa de conexión. El
elemento de absorción de energía está en este caso integrado de tal
modo en la unidad de absorción de energía que se pueden transmitir
en la dirección longitudinal de la unidad de absorción de energía
las fuerzas de impacto, y esto porque el flujo de fuerza que
aparece durante la transmisión de la fuerza pasa al menos en parte a
través del elemento de absorción de energía. El elemento de
absorción de energía propiamente dicho está realizado de tal modo,
que hasta una magnitud de energía determinable que se transmita por
medio del flujo de fuerza a través del elemento de absorción de
energía, la placa base y la placa de conexión están esencialmente
unidas rígidamente entre sí en la dirección longitudinal de la
unidad de absorción de energía, y porque al rebasar la magnitud de
energía determinable que se pueda transmitir a través del flujo de
fuerza por el elemento de absorción de energía, la placa base y la
placa de conexión se desplazan relativamente entre sí en la
dirección longitudinal de la unidad de absorción de energía, con la
simultánea deformación plástica del elemento de absorción de
energía.
En la solución conforme a la invención se trata
por lo tanto de una unidad de absorción de energía que está
realizada con carácter modular, es decir como grupo funcional
intercambiable en su conjunto. De este modo se tiene la posibilidad
de instalar también a posteriori una protección adicional
contra impactos, por ejemplo topes laterales u otros componentes
destinados a la transmisión de la fuerza. Para ello se requiere
únicamente que la unidad de absorción de energía sea instalada
entre el tope lateral o el componente para la transmisión de la
fuerza y el bastidor de soporte o chasis de por ejemplo la caja del
vagón. Si la solución conforme a la invención se emplea en
combinación con un tope lateral, entonces el tope lateral sirve como
amortiguador de impactos de carácter regenerativo en el cual se
absorben o amortiguan las fuerzas de impacto que aparecen entre las
distintas cajas de vagón, por ejemplo en un vehículo de varias
unidades. Al rebasar la carga de trabajo del elemento amortiguador
realizado con carácter regenerativo e integrado en el tope lateral
se activa en cambio la unidad de absorción de energía dispuesta a
continuación en el tope lateral, donde por medio de una deformación
plástica definida del elemento de absorción de energía destructivo
se transforma la energía del impacto en trabajo de deformación y en
calor. De este modo el elemento amortiguador realizado con carácter
regenerativo (aparato elástico) del tope lateral así como los
restantes componentes del tope lateral se pueden proteger
eficazmente contra la destrucción o daños en un caso de impacto. Se
trata más bien de que sólo haya que sustituir la unidad de
absorción de energía como conjunto completo en el caso de una
colisión.
Mediante el empleo del elemento de absorción de
energía destructivo empotrado sin holgura entre la placa base y la
placa de conexión, que se activa para una determinada magnitud
específica de energía (que se puede establecer), se tiene la
posibilidad de adaptar con exactitud la características del elemento
de absorción de energía a determinadas aplicaciones. Así resulta en
particular posible determinar de antemano la fuerza de activación y
la magnitud de energía máxima que pueda absorber la unidad de
absorción de energía, adaptándola especialmente a determinadas
aplicaciones. Por lo tanto no solamente se puede determinar de
antemano el comportamiento de respuesta sino también el desarrollo
del acontecimiento durante la absorción de energía.
Mediante la expresión "esencialmente
rígido" se quiere decir en este contexto que la placa base y la
placa de conexión no hay en un caso ideal ninguna holgura incluso
antes de la activación del elemento de absorción de energía o del
dispositivo de absorción de energía.
Así se prefiere especialmente que el flujo de
fuerza que tiene lugar durante la transmisión de las fuerzas de
impacto en la dirección longitudinal de la unidad de absorción de
energía pase esencialmente en su totalidad a través del elemento de
absorción de energía. De este modo se puede conseguir que la
absorción de energía de la unidad de absorción de energía y en
particular la fuerza de activación característica para la absorción
de energía se pueda determinar de antemano con exactitud mediante el
diseño del elemento de absorción de energía. Naturalmente cabe
también imaginar que el flujo de fuerzas que tiene lugar durante la
transmisión de las fuerzas de impacto en la dirección longitudinal
de la unidad de absorción de energía pase sólo parcialmente a través
del elemento de absorción de energía, en cuyo caso la parte
restante del flujo de fuerza se hace pasar en derivación del
elemento de absorción de energía mediante dispositivos adecuados, de
modo que esta parte se transmita directamente desde la placa de
conexión a la placa base.
En la solución conforme a la invención, el
elemento de absorción de energía está realizado como tubo deformable
que al rebasar la magnitud de energía establecida transmitida por
medio del flujo de fuerza a través del elemento de absorción de
energía, se deforma plásticamente preferentemente con ensanchamiento
plástico, permitiendo el movimiento relativo de aproximación entre
sí entre la placa base y placa de conexión. Una unidad de absorción
de energía en la que se utiliza como elemento de absorción de
energía un tubo de deformación se caracteriza porque presenta una
fuerza de activación definida sin puntas de fuerza. Debido a la
curva característica de trazado esencialmente rectangular queda
asegurada por lo tanto una absorción de energía máxima después de
la activación de la unidad de absorción de energía. Se prefiere
especialmente que al activar la unidad de absorción de energía el
tubo de deformación se deforme plásticamente mientras se ensancha su
sección. Naturalmente cabe imaginar también una absorción de
energía con simultánea reducción de la sección del tubo de
deformación; para ello sería necesario pasar a presión el tubo de
deformación a través de un orificio de tobera previsto por ejemplo
en la placa base de la unidad de absorción de energía, de modo que
el elemento de absorción de energía deformado plásticamente sea
expulsado fuera de la unidad de absorción de energía. En el caso de
un tubo de deformación que se deforme plásticamente con
ensanchamiento de la sección al activarse la unidad de absorción de
energía, se puede evitar esta clase de expulsión del elemento de
absorción de energía deformado. Por este motivo se prefiere
actualmente la forma de realización con el elemento de absorción de
energía deformable mediante ensanchamiento de la sección.
En una realización preferente de la forma de
realización citada en último lugar en la que el elemento de
absorción de energía está realizado como tubo de deformación, está
previsto que el tubo de deformación esté tensado entre la placa
base y la placa de conexión, por medio de por lo menos un elemento
tensor que une entre sí la placa base con la placa de conexión. De
este modo se asegura la interacción sin holgura del elemento de
absorción de energía en la unidad de absorción de energía, en cuyo
caso y mediante una tensión inicial adecuada se puede también
influir en el comportamiento de activación del elemento de absorción
de energía o este se puede determinar de antemano. Como elementos
tensores se emplean por ejemplo espárragos, que por un lado están
firmemente unidos a la placa base y por el otro lado pasan a través
de la placa de conexión donde están inmovilizados mediante una
tuerca u otra unión roscada similar. Este espárrago o elemento
tensor no solamente sirve para tensar el tubo de deformación entre
la placa de conexión y la placa base sino que asume también una
función de guiado longitudinal cuando después de la activación de
la unidad de absorción de conexión energía se deforme plásticamente
el tubo de deformación y la placa de conexión se desplaza hacia la
placa base. Por el hecho de que el elemento tensor ha de cumplir
además una función de conducción se puede evitar que los distintos
componentes de la unidad de absorción de energía se acuñen o gripen
durante la absorción de energía. De este modo se tiene la
posibilidad, en particular en caso de una carga vertical u oblicua,
es decir no totalmente axial, del tubo de deformación, evitar el
"gripado" o acuñamiento de modo que básicamente queda asegurado
el funcionamiento de una absorción de energía destructiva.
Eligiendo adecuadamente el espesor de pared y el
material del tubo de deformación se puede ajustar de antemano la
magnitud de energía característica para la activación del elemento
de absorción de energía, transmitida por el flujo de fuerza a
través del elemento de absorción de energía. Ésta es otra ventaja
esencial de un tubo de deformación empleado en el dispositivo de
absorción de energía conforme a la invención.
En la solución conforme a la invención está
previsto que el tubo de deformación esté unido con la placa base
por su extremo del lado de la placa base con un acoplamiento de
material y/o de forma, mientras que en su extremo del lado de la
placa de conexión está previsto un tramo que presenta una sección
ensanchada en comparación con un tramo situado más allá en sentido
hacia la placa base. En esta forma de realización preferida la
unidad de absorción de energía debe presentar además un anillo
cónico realizado de una sola pieza junto con el elemento guía, cuyo
tramo extremo del lado de la placa de conexión esté unido a la placa
de conexión y cuyo tramo extremo del lado de la placa base penetre
al menos parcialmente en el tramo ensanchado del tubo de deformación
y asiente en la superficie interior de este tramo del tubo de
deformación.
Las ventajas que se pueden conseguir con esta
forma de realización son evidentes. Por una parte al prever un tubo
de deformación que esté amarrado entre la placa base y la placa de
conexión de la unidad de absorción de energía se obtiene un
dispositivo de absorción de energía que permite máxima absorción de
energía con un espacio de instalación lo más reducido posible.
Mediante el empleo de un tubo de deformación que se deforme
plásticamente con ensanchamiento de la sección no se precisa en
particular tener que prever un espacio adicional en el cual se
expulse el tubo de deformación deformado plásticamente. Por otra
parte al prever el elemento guía resulta también posible con la
forma de realización preferida un desarrollo del suceso que se pueda
predeterminar con gran exactitud durante la absorción de energía,
por ejemplo en un caso de colisión.
Este elemento de conducción que está realizado
formando una sola pieza con el anillo cónico y que por su extremo
del lado de la placa de conexión está unido a la placa de conexión
de la unidad de absorción de energía penetra con su tramo final del
lado de la placa base al menos parcialmente dentro del tramo del
tubo de deformación cuya sección presenta ya antes de que se active
la unidad de absorción de energía una sección ensanchada en
comparación con un tramo del tubo de deformación situado más allá en
sentido hacia la placa base. Dado que por una parte el elemento de
conducción penetra al menos parcialmente dentro del tramo del tubo
de deformación ensanchado y está adosado a la superficie interior
de este tramo de tubo, al activarse la unidad de absorción de
energía, es decir cuando la placa de conexión con el anillo cónico y
su elemento guía se desplaza en sentido hacia la placa base con
relación a la placa base y al tubo de deformación unido con
acoplamiento de material y/o positivo con la placa base, el tramo
final del lado de la placa base el elemento de conducción se
desplaza a lo largo de la superficie interior del tramo del tubo de
deformación (todavía) no ensanchado, y provoca de este modo una
conducción axial durante la absorción de energía. Esta conducción
axial impide que la placa de conexión o el anillo cónico se acuñe
en el tubo de deformación al activarse la unidad de absorción de
energía de modo que la deformación plástica del tubo de deformación
(es decir el ensanchamiento plástico de la sección del tubo de
deformación) se desarrolle en una forma exactamente predictible y en
conjunto se pueda prever exactamente el desarrollo del
acontecimiento de absorción de energía en el caso de colisión.
En la forma de realización preferida citada en
último lugar es ventajoso con vistas a la fabricación de la unidad
de absorción de energía que el anillo cónico y el elemento guía
estén realizados de una misma pieza junto con la placa de conexión.
Pero naturalmente cabe también imaginar que el anillo cónico con el
elemento guía estén unidos a la placa de conexión por medio de un
acoplamiento positivo o por una unión de ajuste de fricción.
Por último hay que citar como otra ventaja de la
forma de realización citada en último lugar que la fuerza de
activación característica para la activación del tubo de deformación
se puede ajustar exactamente de antemano por medio del espesor de
pared del tubo de deformación, del material del tubo de deformación
así como del grado de ensanchamiento del tramo del tubo de
deformación del lado de la placa de conexión.
Resumiendo queda dicho que la unidad de
absorción de energía conforme a la invención facilita una protección
contra impactos en la que de antemano se puede establecer el
comportamiento de respuesta así como el desarrollo del
acontecimiento durante la absorción de energía. Mediante la elección
adecuada del elemento de absorción de energía resulta posible
obtener una absorción de energía máxima incluso con una altura de
construcción reducida. La unidad de absorción de energía es
especialmente adecuada para instalar posteriormente en un tope
lateral un tope UIC como etapa adicional irreversible de protección
contra impactos, donde este tope lateral o tope UIC va
preferentemente atornillado de modo desmontable en la placa de
conexión de la unidad de absorción de energía.
A continuación se describe con mayor detalle una
forma de realización preferida de la unidad de absorción de energía
conforme a la invención sirviéndose de los dibujos adjuntos.
Las Figuras muestran:
Fig. 1 la forma de realización preferida de la
unidad de absorción de energía conforme a la invención como etapa
adicional de protección contra impactos para un tope UIC;
Fig. 2 la unidad de absorción de energía según
la Fig. 1 en una representación individual; y
Fig. 3 una vista en sección a través de la
unidad de absorción de energía según la Fig. 2.
La unidad de absorción de energía 10
representada en la Fig. 1 se emplea en combinación con un tope
lateral o tope UIC 100 convencional, estando este tope por ejemplo
equipado sin un seguro contra impactos adicional. Para esto se fija
el tope UIC 100 por medio de su brida de conexión 102 a la placa de
conexión 1 de la unidad de absorción de energía 10. Para ello
procede utilizar los elementos de fijación 103 ya previstos para la
brida de conexión 102 del tope 100, que en la forma de realización
representada son un total de cuatro tornillos que se enroscan en
los correspondientes agujeros roscados 103' previstos en la placa de
conexión 1.
La unidad de absorción de energía 10 comprende
además una placa base 2 mediante la cual se puede unir la unidad de
absorción de energía 10 por ejemplo a un bastidor de soporte o
chasis de una caja de vagón 101, pero también a otras estructuras
de soporte fijas o móviles. En la forma de realización representada
se emplean para ello un total de cuatro tornillos de fijación 104
que pasan a través de los correspondientes agujeros pasantes 104'
previstos en la placa base 2 y que se alojan en agujeros roscados
adecuados (no representados explícitamente en las figuras).
Por el hecho de que por una parte la unidad de
absorción de energía 10 se puede fijar de modo liberable a la
estructura soporte 101 por medio de la placa base 2 y que por otra
parte en la placa de conexión 1 de la unidad de absorción de
energía 10 también se puede fijar de modo liberable otro componente
adicional 100, tal como por ejemplo un tope lateral o un tope UIC,
la unidad de absorción de energía existe como grupo funcional
intercambiable en su totalidad que es especialmente adecuado para la
instalación posterior o para la sustitución, sin que para ello sea
preciso realizar modificaciones en la estructura de soporte 101 o en
el componente 100.
La unidad de absorción de energía 10 de la forma
de realización preferente representada en los dibujos comprende
además de la placa base 2 ya descrita y de la placa de conexión 1,
también como elemento de absorción de energía destructivo 3 un tubo
de deformación que va amarrado sin holgura entre la placa base 2 y
la placa de conexión 1. Tal como se puede deducir especialmente de
la Fig. 3, se emplean para ello unos elementos tensores 4 en forma
de espárragos. Los espárragos están unidos con un ajuste positivo,
de fricción y/o de material con la placa base 2 por sus extremos
del lado de la placa base, se extienden a través de la casi total
longitud del tubo de deformación 3 y pasan a través de los
correspondientes agujeros pasantes realizados en la placa base 1.
El extremo frontal de los elementos tensores 4 va asegurado mediante
tuercas 9 con respecto a la placa de conexión 1. Para obtener con
seguridad una cara frontal lisa o plana de la placa de conexión 1 se
han realizado para esto en la placa de conexión unos refundidos 8
en los cuales están alojadas las correspondientes tuercas 9.
Tal como ya se ha mencionado, los elementos
tensores 4 sirven para tensar el tubo de deformación 3 entre la
placa base 2 y la placa de conexión 1. Los elementos tensores 4
tienen además una función adicional de guiado, ya que debido a su
construcción conducen correspondientemente la placa de conexión 1
cuando después de activar la unidad de absorción de energía 10 la
placa de conexión 1 se desplaza con relación al tubo de deformación
3 y a la placa base 2 en sentido hacia la placa base 2.
Otra guía de conducción axial está prevista por
medio del anillo cónico 7 realizado junto con el elemento guía 5.
En la forma de realización representada, el elemento guía 6 así como
el anillo cónico y la placa de conexión 1 están realizados de una
sola pieza; sin embargo esto no es forzosamente necesario.
En particular y tal como se puede deducir
especialmente de la Fig. 3, el tubo de deformación 3 está unido por
su extremo del lado de la placa base 3a con la placa base 2 con una
unión de material, positiva o de fricción. Por otra parte el tubo
de deformación 3 presenta en su extremo 3b del lado de la placa de
conexión un tramo que presenta una sección ensanchada en
comparación con el tramo situado más allá en sentido hacia la placa
base 2. Este tramo ensanchado del tubo de deformación 5 está en
interacción con el elemento guía 6 y el anillo cónico 7. Para ello
el tramo final del elemento guía 6 del lado de la placa base penetra
al menos parcialmente en el tramo ensanchado del tubo de
deformación 5 y está adosado a la superficie interior de este tramo
del tubo de deformación 5. Al activarse la unidad de absorción de
energía 10, es decir cuando la placa de conexión 1 se desplaza con
relación a la placa base 2 y al tubo de deformación 3 firmemente
unido a la placa base 2 en sentido hacia la placa base 2, el tramo
final del elemento guía 6 del lado de la placa base se desliza a lo
largo del tramo del tubo de deformación que está (todavía) sin
ensanchar, y junto con los elementos tensores 4, provoca de este
modo la conducción axial de la placa base 2. Esta conducción axial
de la placa base 2 impide que se acuñe dentro del tubo de
deformación 5 la placa base 2, el anillo cónico 7 o el elemento guía
6 al activarse la unidad de absorción de energía 10, siendo ésta
también aplicable cuando haya que transmitir esfuerzos que no sean
puramente axiales. En conjunto se desarrolla por lo tanto la
deformación plástica del tubo de deformación, es decir el
ensanchamiento plástico del tubo de deformación 5, de una forma
predictible y el desarrollo del acontecimiento de absorción de
energía en caso de colisión es previsible en su conjunto.
La realización de la invención no está limitada
al ejemplo de realización descrito haciendo referencia a las
figuras.
- 1
- Placa de conexión
- 2
- Placa base
- 3
- Elemento de absorción de energía/tubo de deformación
- 3a
- Extremo del tubo de deformación del lado de la placa base
- 3b
- Extremo del tubo de deformación del lado de la placa de conexión
- 4
- Elemento tensor
- 5
- Tramo del tubo de deformación de sección ensanchada
- 6
- Elemento guía
- 7
- Anillo cónico
- 8
- Refundido
- 9
- Tuerca
- 10
- Unidad de absorción de energía
- 100
- Tope UIC/tope lateral
- 101
- Estructura de soporte/caja del vagón
- 102
- Brida de conexión del tope UIC o tope lateral
- 103
- Medio de fijación
- 103'
- Agujeros roscados
- 104
- Medio de fijación
- 104'
- Agujeros de fijación
Claims (7)
1. Tope lateral (100), en particular tope UIC,
que como etapa de protección adicional irreversible contra impactos
presenta una unidad de absorción de energía (10), estando
atornillado de modo liberable el tope lateral (100) a una placa de
conexión (1) de la unidad de absorción de energía (10), pudiendo
aplicarse la unidad de absorción de energía (10) como conjunto
intercambiable en su totalidad a una estructura de soporte (101),
presentando la unidad de absorción de energía (10) lo siguiente:
- -
- una placa base (2) para la unión liberable de la unidad de absorción de energía (10) a una estructura de soporte (101), tal como por ejemplo el bastidor de soporte o chasis de una caja de vagón de un vehículo de varias unidades, en particular de un vehículo sobre carril;
- -
- la placa de conexión (1) a la cual va atornillado el tope lateral (100); y
- -
- un elemento de absorción de energía (3) de realización destructible en forma de un tubo de deformación que está integrado de tal modo en la unidad de absorción de energía (10) que se puedan transmitir fuerzas de impacto en la dirección longitudinal de la unidad de absorción de energía (10), al pasar al menos parcialmente el flujo de fuerza que tiene lugar durante la transmisión a través del elemento de absorción de energía (3), y que está realizado de tal modo que hasta una determinada magnitud de energía determinable, transmitida por el flujo de fuerza a través del elemento de absorción de energía (3), la placa base (2) y la placa de conexión (1) se encuentran esencialmente unidas rígidamente entre sí en la dirección de la unidad de absorción de energía (10), y porque al rebasar una magnitud de energía determinable a causa del flujo de fuerza transmitido a través del elemento de absorción de energía (3) la placa base (2) y la placa de conexión (1) se desplazan la una respecto a la otra en la dirección longitudinal de la unidad de absorción de energía (10) teniendo lugar simultáneamente la deformación plástica del elemento de absorción de energía (3),
estando el elemento de absorción de energía (3)
tensado entre la placa base (2) y la placa de conexión (1) por
medio de por lo menos un elemento tensor (4) que une la placa base
(2) con la placa de conexión (1),
caracterizado porque
el tubo de deformación (3) está unido con la
placa base (2) con un acoplamiento de material y/o positivo por su
extremo del lado de la placa base (3a), y porque en su extremo (3b)
del lado de la placa de conexión presenta un tramo (5) que tiene
una sección ensanchada en comparación con un tramo situado más allá
en sentido hacia la placa base (2), presentando la unidad de
absorción de energía (3) además un anillo cónico (7) realizado de
una misma pieza junto con un elemento guía (6), cuyo tramo final del
lado de la placa de conexión está unido a la placa de conexión (1)
y cuyo tramo final del lado de la placa base penetra al menos
parcialmente en el tramo ensanchado (5) del tubo de deformación
(3), y está adosado a la superficie interior de este tramo del tubo
de deformación (5).
2. Tope lateral (100) según la reivindicación 1,
donde el anillo cónico (7) está realizado junto con el elemento
guía (6) de una misma pieza con la placa de conexión (1).
3. Tope lateral (100) según la reivindicación 1
ó 2, donde la fuerza de activación característica para la
activación del tubo de deformación (3) se puede ajustar de antemano
por medio del espesor de pared del tubo de deformación (3), del
material del tubo de deformación (3) así como del grado de
ensanchamiento del tramo del tubo de deformación (5) del lado de la
placa de conexión.
4. Tope lateral (100) según unas de las
reivindicaciones anteriores, donde el flujo de fuerza que tiene
lugar al transmitir fuerzas de tracción y empuje en la dirección
longitudinal de la unidad de absorción de energía (10) pasa
esencialmente en su totalidad a través del elemento de absorción de
energía (3).
5. Tope lateral (100) según unas de las
reivindicaciones anteriores, donde el elemento de absorción de
energía (3) está realizado como tubo de deformación que se deforma
plásticamente con ensanchamiento de la sección o reducción de la
sección al rebasar una magnitud de energía determinable transmitida
por el flujo de fuerza, a través del elemento de absorción de
energía (3) permitiendo el movimiento relativo entre sí de la placa
base (2) y de la placa de conexión (1).
6. Tope lateral (100) según unas de las
reivindicaciones anteriores, donde el tubo de deformación (3) está
tensado entre la placa base (2) y la placa de conexión (1) por medio
del por lo menos un elemento tensor (4) de tal modo que se ejerce
una tensión inicial adecuada por medio de la cual se puede
determinar de antemano el comportamiento de activación del elemento
de absorción de energía (3).
7. Tope lateral (100) según unas de las
reivindicaciones anteriores, donde la magnitud de energía
característica de la activación del elemento de absorción de energía
(3) transmitida por medio del flujo de fuerza que atraviesa el
elemento de absorción de energía (3) se puede ajustar de antemano
mediante el espesor de pared y el material del tubo de
deformación.
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