ES2339266T3 - Rueda ferroviaria con amortiguacion de goma. - Google Patents
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Abstract
Rueda ferroviaria con amortiguación de goma, que comprende un bandaje de rueda (1) que presenta en su lado interior (2) un alma periférica (3), y una llanta de rueda (4) que presenta en su lado exterior (5) dos alas (6, 7), así como dos anillos de goma (8, 9) dispuestos entre el bandaje (1) de la rueda y la llanta (4) de ésta, los cuales están dispuestos a ambos lados del alma (3) y están limitados lateralmente por las alas (6, 7), estando formado entre el lado interior (2) del bandaje (1) de la rueda y los cantos frontales (10, 11) de las alas (6, 7) y de los anillos (8, 9) un primer espacio intermedio (12) y estando formado entre el lado exterior (5) de la llanta (4) de la rueda y los cantos frontales (13, 14) del alma (3) y de los anillos de goma (8, 9) un segundo espacio intermedio (15), y estando configuradas el alma (3) y las alas (6, 7) de tal manera que los anillos de goma (8, 9) estén dispuestos oblicuamente con respecto al plano medio (23) del alma (3), caracterizada porque la rueda ferroviaria presenta al menos un anillo de goma (8, 9) que tiene en los diámetros interior (14) y exterior (11) una respectiva zona cónicamente ensanchada y que lleva entre las zonas ensanchadas una zona con espesor de pared constante.
Description
Rueda ferroviaria con amortiguación de goma.
La invención concierne a una rueda ferroviaria
con amortiguación de goma según el preámbulo de la reivindicación
1.
Las ruedas ferroviarias con amortiguación de
goma de esta clase son conocidas en diversas realizaciones, por
ejemplo por los documentos DE-PS 594 792, DE 32 01
499 A1, US 29 11 252 A o DE 24 06 206 A1.
En las ruedas ferroviarias con amortiguación de
goma empleadas usualmente en la construcción de vehículos
ferroviarios es desventajoso el hecho de que éstas se retraen
elásticamente tan solo un máximo de 1 mm en dirección radial. Sin
embargo, es deseable una retracción elástica de hasta 5 mm bajo una
misma carga.
Se conocen también ruedas ferroviarias de alta
elasticidad con esfuerzo de cizalladura pura o con carga de
cizalladura y compresión superpuestas. Se conoce, por ejemplo, por
el documento DE 197 08 553 A1 una rueda ferroviaria en la que el
anillo de goma es solicitado a cizalladura bajo carga vertical, con
lo que este anillo de goma absorbe una alta retracción elástica
radial.
Sin embargo, en las ruedas ferroviarias
conocidas de alta elasticidad es desventajoso el hecho de que su
durabilidad a la fatiga no es satisfactoria. Aparte de la carga
vertical debido al peso del vehículo, actúa adicionalmente una
fuerza transversal lateral sobre el cuerpo de goma. En estado
estático, esta fuerza origina una inclinación cardánica del bandaje
de la rueda, encontrándose el punto de giro un tercio por encima del
punto medio de la rueda. En el estado de marcha, se modifica
continuamente la inclinación a lo largo del perímetro. Se origina
así una alta compresión periférica de los cantos en el diámetro
exterior de la rueda, la cual destruye el cuerpo o anillo de goma en
un tiempo relativamente corto.
Para reducir la compresión de los cantos se ha
visto que es ventajoso aumentar el espesor de pared de los anillos
de goma. Sin embargo, esto no es suficientemente posible en ruedas
pequeñas como las que se utilizan en tranvías. Además, es
desventajoso el hecho de que los anillos experimentan una retracción
elástica demasiado fuerte debido a los mayores espesores de pared
con las durezas de goma técnicamente utilizables. La fuerte
retracción elástica se puede compensar superponiendo una carga de
cizalladura y de compresión en el cuerpo de goma, por ejemplo
colocando oblicuamente los anillos de goma, pero se incrementa de
nuevo la compresión de los cantos y se vuelve a empeorar la vida
útil de los cuerpos de goma. Se opone a una configuración
continuamente cónica de los anillos de goma el hecho de que la
mayoría de las veces no es suficiente el espacio de montaje para un
espesor de pared suficiente en todas partes.
Por tanto, para la retracción elástica es
ventajoso disponer de un pequeño espesor de pared de los anillos de
goma, pero para la compresión de los cantos el espesor de pared
deberá ser lo más grande posible.
Por tanto, la invención se basa en el problema
de desarrollar adicionalmente una rueda ferroviaria de la clase
citada al principio de tal manera que, conservando las propiedades
de alta elasticidad, presente una vida útil mejorada.
Este problema se resuelve en una rueda
ferroviaria con amortiguación de goma según el preámbulo de la
reivindicación 1 por el hecho de que la rueda ferroviaria presenta
al menos un anillo de goma que tiene en los diámetros interior y
exterior una respectiva zona cónicamente ensanchada y, entre las
zonas ensanchadas, una zona con espesor de pared constante.
Perfeccionamientos y ejecuciones ventajosas de
la invención se desprenden de las reivindicaciones subordinadas.
Gracias a la disposición oblicua de los anillos
de goma con respecto al plano medio del alma se consigue una
construcción más rígida de las ruedas ferroviarias. Al mismo tiempo,
mediante el ensanchamiento cónico se puede conseguir una menor
compresión de los cantos.
Gracias al ensanchamiento cónico de los anillos
de goma existe la posibilidad de aumentar parcialmente el espesor
de pared de dichos anillos de goma para conseguir así una reducción
de la compresión de los cantos. En cualquier caso, se compensan
parcialmente los inconvenientes ligados al aumento del espesor de
pared del anillo de goma, a saber, que los anillos de goma, a las
durezas de goma técnicamente utilizables en general, se vuelven
demasiado blandos al aumentar el espesor de pared y se reduce con
ello la vida útil de estos anillos de goma. Frente al estado de la
técnica, se mejora así sensiblemente la amortiguación de choques y
golpes que actúen sobre la rueda ferroviaria desde el lado de la
calzada.
Un perfeccionamiento de la invención prevé que
el alma presente, partiendo del lado interior del bandaje de la
rueda, una sección transversal que se estreche en dirección al lado
exterior de la llanta de la rueda y/o que las alas presenten,
partiendo del lado exterior de la llanta de la rueda, una sección
transversal que se estreche en dirección al lado interior del
bandaje de la rueda.
\newpage
Una ejecución ventajosa de la invención prevé
que el alma, las alas y los anillos de goma estén configurados de
tal manera que unas zonas de los anillos de goma que se extienden en
dirección periférica y están enrasadas con los cantos frontales
presenten una sección transversal que se ensanche en dirección a sus
cantos frontales.
Mediante esta optimización del contorno de los
anillos de goma se consiguen una rigidez vertical sensiblemente
mayor y, al mismo tiempo, una compresión sensiblemente menor de los
cantos.
Particularmente en pequeñas ruedas ferroviarias
que se emplean, por ejemplo, en la construcción de tranvías, no es
posible un aumento del espesor de pared -deseado para reducir la
compresión de los cantos- por medio del anillo de goma completo.
Gracias a la ejecución de los anillos de goma según la invención se
consigue ahora también en estas ruedas ferroviarias una sensible
reducción de la compresión de los cantos.
Además, un aumento del espesor de pared por
medio del anillo de goma completo tendría el inconveniente de que
los anillos de goma utilizables técnicamente en general resultan ser
demasiado blandos y, por tanto, disminuiría también la vida útil de
estos anillos de goma.
En la ejecución según la invención se obtiene
ventajosamente una menor carga de los anillos de goma debido a la
superposición de compresión y cizalladura combinadas y se obtienen
también una mayor aptitud dinámica y, por tanto, una mayor vida útil
de los anillos de goma.
Preferiblemente, la sección transversal del alma
corresponde sustancialmente a la sección transversal de un obelisco
y la sección transversal de las alas corresponde sustancialmente a
la sección transversal de una mitad de un obelisco dividido en
dirección longitudinal, estando preferiblemente aplanada la punta
del obelisco.
Asimismo, se ha previsto que las alas y los
anillos de goma estén dispuestos en posiciones especularmente
simétricas con respecto al plano medio. Se proporciona así una alta
rigidez axial correspondientemente simétrica de la rueda
ferroviaria.
Convenientemente, en un perfeccionamiento de la
invención los anillos de goma están vulcanizados contra el alma del
bandaje de la rueda.
Se consigue así que se facilite sensiblemente el
montaje de las ruedas ferroviarias según la invención y al mismo
tiempo se fija y establece un posicionamiento exacto de los anillos
de goma en la rueda ferroviaria. Se garantiza una calidad constante
de las ruedas ferroviarias fabricadas.
Ventajosamente, una de las alas de la llanta de
la rueda está formada por un disco de rueda y la otra rueda de la
llanta de la rueda está formada por un anillo de llanta, estando
fijado el anillo de llanta de forma soltable sobre el disco de
rueda.
De este modo, los anillos de goma dispuestos
entre el alma y las alas se pueden montar bajo pretensado.
Se explica seguidamente la invención con ayuda
de un ejemplo de realización que está representando en el dibujo. La
única figura 1 de éste muestra en vista de detalle una sección
radial de la rueda ferroviaria según la invención.
La rueda ferroviaria con amortiguación de goma
según la invención comprende un bandaje de rueda 1 que presenta en
su lado interior 2 un alma periférica 3, y una llanta de rueda 4 que
presenta en su lado exterior 5 dos alas 6, 7.
Un ala 6 de la llanta 4 de la rueda está formada
aquí por un disco de rueda 16 y la otra ala 7 de la llanta 4 de la
rueda está formada por un anillo de llanta 17, estando fijado el
anillo de llanta 17 en forma soltable sobre el disco de rueda
16.
El ala 6 está formada en el disco de rueda 16 de
tal manera que se produce una superficie de asiento 18 -que se
extiende en dirección axial- para un apéndice periférico 19 del
anillo de llanta 17 que casi forma el lado exterior 5 de la llanta 4
de la rueda. Por consiguiente, la llanta 4 de la rueda está formada
por las alas 6, 7 y por el apéndice periférico 19.
Entre el bandaje 1 de la rueda y la llanta 4 de
ésta están previstos dos anillos de goma 8, 9 que están dispuestos a
ambos lados del alma 3 y se encuentran limitados lateralmente por
las alas 6, 7 de la llanta 4 de la rueda.
Entre el lado interior 2 del bandaje 1 de la
rueda y los cantos frontales 10, 11 de las alas 6, 7 y de los
anillos de goma 8, 9 está formado un primer espacio intermedio 12 y
entre el lado exterior 5 de la llanta 4 de la rueda y los cantos
frontales 13, 14 del alma 3 y de los anillos de goma 8, 9 está
formado un segundo espacio intermedio 15.
En los espacios intermedios 12, 15 citados se
pueden deformar los anillos de goma 8, 9 hacia adentro al
presentarse cargas.
\newpage
El anillo de llanta 17 y el apéndice periférico
19 terminan, en dirección radial, en una brida 20 de forma de disco
que presenta taladros que se hacen coincidir con taladros del disco
de rueda 16. Unos pernos de atornillamiento introducidos 21 con
tuercas 22 forman la unión soltable entre el anillo de llanta 17 y
el disco de rueda 16.
Según la invención, el alma 3 presenta,
partiendo del lado interior 2 del bandaje 1 de la rueda, una sección
transversal que se estrecha en dirección al lado exterior 5 o al
apéndice 19 de la llanta 4 de la rueda, y las alas 6, 7 presentan,
partiendo del lado exterior 5 o del apéndice 19 de la llanta 4 de la
rueda, una sección transversal que se estrecha en dirección al lado
interior 2 del bandaje 1 de la rueda. En este caso, la sección
transversal del alma 2 corresponde sustancialmente a la sección
transversal de un obelisco y la sección transversal de las alas 6, 7
corresponde sustancialmente a la sección transversal de una mitad de
un obelisco dividido en dirección longitudinal. Se consigue así que
los anillos de goma 8, 9 estén dispuestos oblicuamente con respecto
al plano medio 23 del alma 3.
Unas zonas de los anillos de goma 8, 9 que se
extienden en dirección periférica y están enrasadas con los cantos
frontales 11, 14 presentan una sección transversal que se ensancha
en dirección a dichos cantos frontales 11, 14.
Las alas 6, 7 y los anillos de goma 8, 9 están
dispuestos en posiciones especularmente simétricas con respecto al
plano medio 23 del alma 3.
La altura del alma 3 está dimensionada de modo
que entre su canto frontal 13 y el lado exterior 5 -vuelto hacia él-
del apéndice periférico 19 se mantenga una distancia que sea mayor
que la distancia entre los cantos frontales 10 de las alas 6, 7 y el
lado interior 2 del bandaje 1 de la rueda. Se consigue así que a
cargas radiales extremadamente altas, bajo las cuales los cantos
frontales 10 de las alas 6, 7 se alzan sobre el lado interior 2 del
bandaje 1 de la rueda, quede siempre una rendija anular entre el
canto frontal 13 y el lado exterior opuesto 5 del apéndice 19.
\vskip1.000000\baselineskip
(Es parte integrante de la
descripción)
- 1
- Bandaje de rueda
- 2
- Lado interior
- 3
- Alma
- 4
- Llanta de rueda
- 5
- Lado exterior
- 6
- Ala
- 7
- Ala
- 8
- Anillo de goma
- 9
- Anillo de goma
- 10
- Cantos frontales de las alas
- 11
- Cantos frontales exteriores de los anillos de goma
- 12
- Primer espacio intermedio
- 13
- Canto frontal del alma
- 14
- Cantos frontales interiores de los anillos de goma
- 15
- Segundo espacio intermedio
- 16
- Disco de rueda
- 17
- Anillo de llanta
- 18
- Superficie de asiento
- 19
- Apéndice
- 20
- Brida
- 21
- Perno de atornillamiento
- 22
- Tuerca
- 23
- Plano medio
- 24
- Direcciones de carga
Claims (7)
1. Rueda ferroviaria con amortiguación de goma,
que comprende un bandaje de rueda (1) que presenta en su lado
interior (2) un alma periférica (3), y una llanta de rueda (4) que
presenta en su lado exterior (5) dos alas (6, 7), así como dos
anillos de goma (8, 9) dispuestos entre el bandaje (1) de la rueda y
la llanta (4) de ésta, los cuales están dispuestos a ambos lados del
alma (3) y están limitados lateralmente por las alas (6, 7), estando
formado entre el lado interior (2) del bandaje (1) de la rueda y los
cantos frontales (10, 11) de las alas (6, 7) y de los anillos (8, 9)
un primer espacio intermedio (12) y estando formado entre el lado
exterior (5) de la llanta (4) de la rueda y los cantos frontales
(13, 14) del alma (3) y de los anillos de goma (8, 9) un segundo
espacio intermedio (15), y estando configuradas el alma (3) y las
alas (6, 7) de tal manera que los anillos de goma (8, 9) estén
dispuestos oblicuamente con respecto al plano medio (23) del alma
(3), caracterizada porque la rueda ferroviaria presenta al
menos un anillo de goma (8, 9) que tiene en los diámetros interior
(14) y exterior (11) una respectiva zona cónicamente ensanchada y
que lleva entre las zonas ensanchadas una zona con espesor de pared
constante.
2. Rueda ferroviaria con amortiguación de goma
según la reivindicación 1, caracterizada porque el alma (3)
presenta, partiendo del lado interior (2) del bandaje (1) de la
rueda, una sección transversal que se estrecha en dirección al lado
exterior (5) de la llanta (4) de la rueda y/o las alas (6, 7)
presentan, partiendo del lado exterior (5) de la llanta (4) de la
rueda, una sección transversal que se estrecha en dirección al lado
interior (2) del bandaje (1) de la rueda.
3. Rueda ferroviaria con amortiguación de goma
según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el alma
(3), las alas (6, 7) y los anillos de goma (8, 9) están configurados
de tal manera que unas zonas de los anillos de goma (8, 9) que se
extienden en dirección periférica y están enrasadas con los cantos
frontales (11, 14) presentan una sección transversal que se ensancha
en dirección a los cantos frontales (11, 14).
4. Rueda ferroviaria con amortiguación de goma
según la reivindicación 3, caracterizada porque la sección
transversal del alma (3) corresponde sustancialmente a la sección
transversal de un obelisco y la sección transversal de las alas (6,
7) corresponde sustancialmente a la sección transversal de una mitad
de un obelisco dividido en dirección longitudinal.
5. Rueda ferroviaria con amortiguación de goma
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada
porque las alas (6, 7) y los anillos de goma (8, 9) están dispuestos
en posiciones especularmente simétricas con respecto al plano medio
(23) del alma (3).
6. Rueda ferroviaria con amortiguación de goma
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada
porque los anillos de goma (8, 9) están vulcanizados contra el alma
(3) del bandaje (1) de la rueda.
7. Rueda ferroviaria con amortiguación de goma
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada
porque un ala (6) de la llanta (4) de la rueda está formada por un
disco de rueda (16) y la otra ala (7) de la llanta (4) de la rueda
está formada por un anillo de llanta (17), estando el anillo de
llanta (17) fijado en forma soltable sobre el disco de rueda
(16).
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