ES2354325T3 - Vehículo sobre carriles dotado de un dispositivo de absorción de choques de varios niveles. - Google Patents
Vehículo sobre carriles dotado de un dispositivo de absorción de choques de varios niveles. Download PDFInfo
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Abstract
Vehículo sobre carriles (1) con una caja de vagón (3), en cuyo lado frontal están previstos varios elementos de absorción de choques (19, 21, 27) dispuestos a diferentes alturas, siendo activados los elementos de absorción de choques (19, 21, 27) sustancialmente sucesivamente en función durante el impacto sobre un obstáculo, estando dispuestos en un plano de absorción de energía inferior (11) un primer elemento de absorción de choques (19) y un tercer elemento de absorción de choques (21) uno detrás de otro en el sentido de marcha del vehículo sobre carriles (1), estando previsto en un plano de absorción de energía superior (15) un segundo elemento de absorción de choques (27), sobresaliendo el primer elemento de absorción de choques (19), en el estado no deformado, del segundo elemento de absorción de choques (27), en el sentido de marcha, caracterizado porque una deformación del segundo elemento de absorción de choques (27) se transmite al menos en parte al tercer elemento de absorción de choques (21).
Description
Los vehículos sobre carriles en cuyo lado frontal están dispuestos elementos de absorción de choques para limitar las consecuencias de impactos con otros vehículos se conocen desde hace mucho tiempo y en diferentes formas de realización.
Por ejemplo, por el documento WO2006/070103A2 se conoce un vehículo sobre carriles que dispone de 5 elementos de absorción de choques dispuestos a dos alturas distintas, que en lo sucesivo se denominan planos de absorción de energía. El elemento de absorción de choques que más sobresale en un plano de absorción de energía inferior es el primero en ser activado en caso de un impacto con un vehículo de construcción relativamente baja. Después de alcanzar una deformación predefinida del primer elemento de absorción de choques se activa un segundo elemento de absorción de choques que se encuentra en un plano de absorción de energía superior. Una vez agotadas las 10 deformaciones y, por tanto, la posibilidad de absorción de energía de estos dos elementos de absorción de choques se activa un tercer elemento de absorción de choques que, visto en el sentido de marcha, está dispuesto detrás de los dos elementos de absorción de choques mencionados.
El tercer elemento de absorción de choques se extiende en el sentido vertical, desde el plano de absorción de energía inferior hasta el plano de absorción de energía superior y, por tanto, es relativamente voluminoso, por lo que no 15 puede realizarse en todos los vehículos sobre carriles.
Además, se observa que especialmente durante impactos entre vehículos sobre carriles y vehículos industriales, la introducción de las fuerzas, originadas durante el impacto con el vehículo industrial, en la caja de vagón del vehículo sobre carriles, y la absorción de energía presentan todavía potenciales de optimización. Especialmente durante impactos entre vehículos industriales y vehículos sobre carriles es problemático que frecuentemente el segundo elemento de 20 absorción de choques en el plano de absorción superior presenta una parte muy grande de la absorción de energía. Esto se debe, entre otras causas, a la estructura relativamente blanda de los vehículos industriales en la zona del plano de absorción de energía inferior, especialmente en la zona entre los ejes. Además, el centro de gravedad del vehículo industrial se encuentra a un nivel notablemente más alto que el plano de absorción de energía inferior, de forma que la transmisión de fuerza entre el vehículo sobre carriles y el vehículo industrial en la zona del plano de absorción de energía 25 inferior causa un momento de vuelco sobre el vehículo industrial, que hace que el vehículo industrial gire en la dirección del vehículo sobre carriles, por lo que aumentan las fuerzas entre el vehículo sobre carriles y el vehículo industrial en la zona del plano de energía superior.
La invención tiene el objetivo de proporcionar un vehículo sobre carriles que incluso durante impactos con vehículos industriales presente un buen comportamiento de absorción de energía, debiendo someterse al menor esfuerzo 30 posible la estructura del vehículo sobre carriles, especialmente la caja de vagón de éste. Al mismo tiempo, los dispositivos de absorción de energía deben poder realizarse ahorrando espacio y de forma económica.
Según la invención, este objetivo se consigue en un vehículo sobre carriles con una caja de vagón, en cuyo lado frontal están previstos varios elementos de absorción de choques dispuestos a diferentes alturas, siendo activados los elementos de absorción de choques en función de la deformación de la estructura delantera, sustancialmente 35 sucesivamente, estando dispuestos en un plano de absorción de energía inferior un primer elemento de absorción de choques y un tercer elemento de absorción de choques uno detrás de otro en el sentido de marcha del vehículo sobre carriles, estando previsto en un plano de absorción de energía superior un segundo elemento de absorción de choques, sobresaliendo el primer elemento de absorción de choques, en el estado no deformado, del segundo elemento de absorción de choques, en el sentido de marcha, por el hecho de que una deformación del segundo elemento de absorción 40 de choques se transmite al menos en parte al tercer elemento de absorción de choques.
Mediante el acoplamiento según la invención del segundo elemento de absorción de choques y del tercer elemento de absorción de choques se garantiza que, cada vez que las fuerzas en la zona del plano de absorción de energía son mucho más grandes que en la zona del plano de absorción de energía inferior, una parte del trabajo de deformación se transmite del plano de absorción de energía superior al plano de absorción de energía inferior. De esta 45 forma, se consigue por una parte una homogeneización de la introducción de la fuerza y de la solicitación de los elementos de absorción de choques. Dado que, generalmente, el plano de absorción de energía inferior se encuentra aproximadamente a la misma altura que el bastidor de la caja de vagón, la estructura de la caja de vagón, es decir del vehículo sobre carriles, se ve solicitado mucho menos que si las fuerzas originadas durante el impacto se introducen en el vehículo sobre carriles en el plano de absorción de energía inferior. Además, como ventaja adicional según la invención 50 cabe mencionar que en el vehículo sobre carriles según la invención, en la zona del plano de absorción de energía superior, el segundo dispositivo de absorción de energía ocupa sólo poco espacio. Por lo tanto, este espacio de construcción ahorrado está disponible para otras funciones como, por ejemplo, para un puesto de conductor o para piezas montadas ulteriormente en el vehículo sobre carriles.
Según otra configuración ventajosa de la invención, el segundo elemento de absorción de choques y el tercer elemento de absorción de choques están acoplados entre sí de forma hidráulica y/o mecánica.
Mediante un acoplamiento hidráulico, por ejemplo, por medio de un cilindro maestro y un cilindro receptor, por una parte, unas fuerzas muy grandes pueden transmitirse de manera fiable, en un espacio mínimo, del plano de absorción de energía superior al plano de absorción de energía inferior. Asimismo, existe una gran flexibilidad en cuanto a la 5 disposición del cilindro maestro y del cilindro receptor en el espacio. Además, la coordinación de las deformaciones o de la transmisión de la energía de impacto del plano de absorción de energía superior al plano de absorción de energía inferior puede optimizarse de forma muy sencilla mediante la elección del diámetro del cilindro maestro y del cilindro receptor.
Alternativamente, es posible que el cilindro maestro y/o el cilindro receptor estén dispuestos coaxialmente con respecto al elemento de absorción de choques correspondiente. Sin embargo, también es posible disponer el cilindro 10 maestro o el cilindro receptor con un desplazamiento lateral o paralelamente con respecto a los elementos de absorción de choques. De esta manera también se consigue un grado de libertad adicional en cuanto a la configuración constructiva.
Para el acoplamiento de elementos de absorción de choques y cilindros maestro o cilindros receptores, generalmente, se requieren medios de transmisión mecánicos. No obstante, también es posible lograr una transmisión o acoplamiento puramente mecánico de los trayectos de deformación del segundo elemento de absorción de choques y del 15 tercer elemento de absorción de choques. Esta variante puede realizarse de forma más económica y también con un gran ahorro de espacio.
Alternativamente, también es posible que el trayecto de deformación o una parte del trayecto de deformación del segundo elemento de absorción de choques se transmita, a través de un cable y poleas o dispositivos de inversión correspondientes, al tercer elemento de absorción de choques. Esta variante también puede realizarse ahorrando mucho 20 espacio y de forma económica. A cuál de las variantes individuales o combinadas se da la preferencia en el caso concreto depende de las demás condiciones límite en la fabricación del vehículo sobre carriles.
Más ventajas y configuraciones ventajosas de la invención figuran en el siguiente dibujo, la descripción de éste y las reivindicaciones. Todas las características que figuran en el dibujo, en la descripción de éste y en las reivindicaciones pueden ser esenciales para la invención, tanto individualmente como en cualquier combinación entre ellas. 25
En el dibujo, muestran:
La figura 1 un vehículo sobre carriles según la invención en sección longitudinal y un vehículo industrial en una vista desde atrás,
las figuras 2 a 4 diferentes estadios de una colisión entre el vehículo sobre carriles según la invención y el vehículo industrial, 30
la figura 5 un segundo ejemplo de realización de un vehículo sobre carriles según la invención con la transmisión puramente mecánica de las deformaciones del segundo elemento de absorción de choques al tercer elemento de absorción de choques y
la figura 6 un tercer ejemplo de realización de un vehículo sobre carriles según la invención.
Descripción de los ejemplos de realización 35
La figura 1 muestra en la parte izquierda la parte delantera de un vehículo sobre carriles 1 según la invención, representada en sección y de forma simplificada. Una caja de vagón 3 con largueros de bastidor 3.1 y largueros de techo 3.2 está representada sólo de forma aproximada, al igual que las ruedas 5. El sentido de marcha del vehículo sobre carriles 1 se indica por una flecha 7. Los carriles sobre los que rueda el vehículo sobre carriles 1 llevan el signo de referencia 9. Aproximadamente a la altura de los largueros de bastidor 3.1 se encuentra un plano de absorción de energía 40 inferior 11, cuya altura encima de los carriles 9 se indica por una doble flecha 13.
Por encima del plano de absorción de energía inferior 11 está representado de forma aproximada un plano de absorción de energía superior 15, cuya altura encima de los carriles 9 se indica por una doble flecha 17.
En el plano de absorción de energía inferior 11, en el sentido de marcha están dispuestos sucesivamente un primer elemento de absorción de choques 19 y un tercer dispositivo de absorción de choques 21. La longitud del primer 45 elemento de absorción de choques 19 no deformado lleva en la figura 3 el signo de referencia 23. La longitud del tercer elemento de absorción de choques 21 no deformado lleva el signo de referencia 25.
Las propiedades de deformación del primer elemento de absorción de choques 19 y del tercer elemento de absorción de choques 21 están coordinadas entre ellas de tal forma que durante un impacto se deforma primero el primer elemento de absorción de choques 19, de tal forma que se reduce su longitud 23, y a continuación eventualmente se 50 deforma el tercer elemento de absorción de choques 21.
En la zona del plano de absorción de energía superior 15 está dispuesto un segundo elemento de absorción de choques 27, cuya longitud no deformada lleva el signo de referencia 29. Según la invención, el segundo elemento de absorción de choques 27 y el tercer elemento de absorción de choques 21 están acoplados entre ellos de tal forma que al menos una parte de la deformación del segundo elemento de absorción de choques 27 se transmite al tercer elemento de absorción de choques 21, de tal forma que también se deforma ese tercer elemento de absorción de choques 21 5 absorbiendo de esta forma en parte la energía que ha de ser absorbida durante un impacto con un vehículo. Como resultado, de esta forma se desvía energía del impacto del plano de absorción de energía superior 15 al plano de absorción de energía inferior 11.
Dado que el plano de absorción de energía inferior 11 se encuentra aproximadamente a la altura del bastidor o de los largueros de bastidor 3.1 de la caja de vagón 3, la introducción de fuerzas en el plano de absorción de energía 10 inferior es claramente más favorable y conduce a menos daños de la estructura del vehículo sobre carriles 1, especialmente de la caja de vagón 3.
En el primer ejemplo de realización, representado en la figura 1, un cilindro maestro 31 está acoplado, a través de un brazo saliente, con el segundo elemento de absorción de choques 27. El brazo saliente 33 está representado sólo de forma esquemática. 15
El eje longitudinal del cilindro maestro 31 se extiende paralelamente con respecto al eje longitudinal del elemento de absorción de choques 27.
Coaxialmente con respecto al tercer elemento de absorción de choques 21 está dispuesto un cilindro receptor 35. Un émbolo 37 del cilindro receptor 35 está acoplado, a través de un tirante 39, con el lado frontal, dispuesto delante visto en el sentido de marcha, del tercer elemento de absorción de choques 21. El modo de funcionamiento de los 20 elemento de absorción de choques según la invención y su acoplamiento aún se describen en detalle a continuación.
En la parte derecha de la figura 1 está representada de forma fuertemente simplificada y esquemática una vista de un vehículo industrial 41 que comprende un cuadro 43, una superestructura 45 y ruedas 47. Un centro de gravedad del vehículo industrial 41 se indica por el signo de referencia 49. En relación con la invención reivindicada es importante que el centro de gravedad 49 del vehículo industrial 41 se encuentra a un nivel claramente más alto que el plano de absorción de 25 energía inferior 11. Esto significa que durante el impacto del vehículo sobre carriles 1 con el vehículo industrial 41 que por ejemplo atraviesa un paso a nivel, las fuerzas transmitidas entre el primer elemento de absorción de choques 19 y el chasis 43 del vehículo industrial 41 provocan un movimiento de vuelco del vehículo industrial 41 en el sentido contrario al de las agujas del reloj. Dicho movimiento de vuelco se indica en la figura 1 mediante una flecha 51. Debido a este movimiento de vuelco, la superestructura 45 queda presionada contra el segundo elemento de absorción de choques 27 lo 30 que hace que aumenta la solicitación del vehículo sobre carriles 1 en el plano de absorción de energía superior 15. Este es un efecto indeseable, ya que a la altura del segundo plano de absorción de energía 15, la estructura del vehículo sobre carriles, especialmente la de la caja de vagón 3, no es tan estable como en la zona de los largueros de bastidor 3.1.
Los vehículos sobre carriles 1 en las figuras siguientes tienen una estructura idéntica o similar, de forma que, para mayor claridad, no todos los componentes llevan signos de referencia. A este respecto, sin embargo, se remite a la 35 descripción relativa a la figura 1.
En la figura 2, el vehículo sobre carriles 1 y el vehículo industrial 41 según la figura 1 están representados en el momento en que el vehículo sobre carriles 1 choca con el vehículo industrial 41. Debido al desplazamiento entre el primer elemento de absorción de choques 19 y el segundo elemento de absorción de choques 27 en el sentido de marcha, el primer elemento de absorción de choques 19 dispuesto en el plano de absorción de energía inferior 11 (véase la figura 1) 40 es el primero en chocar con el cuadro 43 del vehículo industrial 41 provocando de esta manera el movimiento de vuelco antes descrito (véase la flecha 51) alrededor del centro de gravedad 49 del vehículo industrial 41. Como consecuencia, poco después, el segundo elemento de absorción de choques 28 se ve sometido a una fuerza muy grande que ha de introducirse en el vehículo sobre carriles 1 o en la caja de vagón 3 del mismo.
Ahora, según la invención está previsto que al menos una parte de la deformación se transmita del segundo 45 elemento de absorción de choques 27 al tercer elemento de absorción de choques 21 que se encuentra en el plano de absorción de energía inferior 11, de modo que puede producirse la introducción de fuerza en los largueros de bastidor 3.1 de la caja de vagón 3 y se descarga la parte central de la caja de vagón 3 a la altura del plano de absorción de energía superior 15.
El desarrollo de esta absorción de energía e introducción de fuerza en la caja de vagón 3, provocadas por 50 deformaciones de los elementos de absorción de choques 19, 27 y 21 se describe más adelante con la ayuda de las figuras 3 y 4. Aquí, para mayor claridad, ya no está representado el vehículo industrial 41.
En una primera fase que sigue directamente al impacto se produce una primera deformación V 27.1 del segundo
elemento de absorción de choques 27. Aproximadamente al mismo tiempo se comprime y se deforma también el primer elemento de absorción de choques 19 en el sentido axial.
La primera deformación V 27.1 del segundo elemento de absorción de choques 27 se produce sustancialmente en la parte del segundo elemento de absorción de choques 27, situada delante del brazo saliente 33, visto en el sentido de marcha. 5
En cuanto la deformación del segundo elemento de absorción de choques 27 alcanza también las partes central y trasera de éste, el brazo saliente 33 se desplaza junto con el segundo elemento de absorción de choques 27 deformado, en contra del sentido de marcha, con respecto a la caja de vagón 3. El brazo saliente 33 está unido con un émbolo 53 del cilindro maestro 31 moviendo dicho émbolo 53 al interior del cilindro maestro 31. Como consecuencia, desde una cámara de trabajo 55 del cilindro maestro 31, a través de un conducto hidráulico 57, se hace pasar a presión un fluido hidráulico al 10 espacio de trabajo (sin signo de referencia) del cilindro receptor 35. Como consecuencia, el émbolo 37 del cilindro receptor se mueve en el mismo sentido que el émbolo 53 del cilindro maestro 31 tirando de esta forma el tirante 39 en dirección hacia la caja de vagón.
Puesto que el tirante 39 está acoplado con el tercer elemento de absorción de choques 31, esto provoca también una deformación del tercer elemento de absorción de choques 31. Como consecuencia, el tercer elemento de absorción 15 de choques 21 realiza en una segunda fase de formación una parte esencial del trabajo de deformación que se introduce en el segundo elemento de absorción de choques 27.
Mediante la coordinación de los diámetros del cilindro maestro 31 y del cilindro receptor 35, se puede influir dentro de amplios márgenes la medida y la "relación de multiplicación" con que la deformación del segundo elemento de absorción de choques 27 se transmite al tercer elemento de absorción de choques 21. 20
Otro parámetro para ajustar y coordinar las deformaciones entre el segundo elemento de absorción de choques 27 y el tercer elemento de absorción de choques 21 consiste en el punto de fijación del brazo saliente 33 en el segundo elemento de absorción de choques 27. En los ejemplos de realización representados en las figuras 1 a 4, el brazo saliente 23 está dispuesto aproximadamente en el centro del segundo elemento de absorción de choques 27. De esta forma, la primera deformación V 27.1 del segundo elemento de absorción de choques 27 no conduce a una transmisión de la 25 deformación del segundo elemento de absorción de choques 27 al tercer elemento de absorción de choques 21. Sólo cuando la deformación del segundo elemento de absorción de choques 27 alcanza el brazo saliente 33, comienza la transmisión de la deformación según la invención. Sin embargo, esto significa también que desplazando el brazo saliente 33 hacia delante, visto en el sentido de marcha, es decir, hacia el extremo delantero del segundo elemento de absorción de choques 27, visto en el sentido de marcha, se puede conseguir que la deformación total del segundo elemento de 30 absorción de choques 27 e, inmediatamente después de comenzar la deformación del segundo elemento de absorción de choques 27, las fuerzas de deformación se transmitan en parte del plano de absorción de energía superior 15 al plano de absorción de energía inferior 11.
La transmisión de las deformaciones del plano de absorción de energía superior 15 al plano de absorción de energía inferior 11 puede realizarse no sólo de forma hidráulica, sino también de forma puramente mecánica. En la figura 35 5 está representado un ejemplo de realización en el que la transmisión funciona de forma puramente mecánica. Esto se garantiza mediante un elemento de transmisión 59 que va fijado al segundo elemento de absorción de choques 27 y que engrana en una ranura 61 del tercer elemento de absorción de choques 27. Mediante la longitud de la ranura 61 se puede determinar de una manera sencilla a partir de qué deformación del segundo elemento de absorción de choques 27 comenzarán la deformación del tercer elemento de absorción de choques 21 y, por tanto, la transmisión del plano de 40 absorción de energía superior 15 al plano de absorción de energía inferior 11.
Un ejemplo de realización que se realizó con poleas de inversión y cables de acero no está representado, pero puede ser realizado sin problemas por un experto en la materia de los vehículos sobre carriles, sin ayuda de la invención. Por el ámbito tecnológico de los vehículos de motor, bajo el nombre "Proconten" de la compañía Audi, se conoce un tensor de correa que trabaja con cables y poleas de inversión. 45
Claims (5)
- REIVINDICACIONES1. Vehículo sobre carriles (1) con una caja de vagón (3), en cuyo lado frontal están previstos varios elementos de absorción de choques (19, 21, 27) dispuestos a diferentes alturas, siendo activados los elementos de absorción de choques (19, 21, 27) sustancialmente sucesivamente en función durante el impacto sobre un obstáculo, estando dispuestos en un plano de absorción de energía inferior (11) un primer elemento de absorción de choques (19) y un tercer 5 elemento de absorción de choques (21) uno detrás de otro en el sentido de marcha del vehículo sobre carriles (1), estando previsto en un plano de absorción de energía superior (15) un segundo elemento de absorción de choques (27), sobresaliendo el primer elemento de absorción de choques (19), en el estado no deformado, del segundo elemento de absorción de choques (27), en el sentido de marcha, caracterizado porque una deformación del segundo elemento de absorción de choques (27) se transmite al menos en parte al tercer elemento de absorción de choques (21). 10
- 2. Vehículo sobre carriles según la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo elemento de absorción de choques (27) y el tercer elemento de absorción de choques (21) están acoplados entre sí de forma hidráulica (31, 35, 57) y/o de forma mecánica (33, 59, 39).
- 3. Vehículo sobre carriles según la reivindicación 2, caracterizado porque una deformación del segundo elemento de absorción de choques (27) se transmite a un cilindro maestro (31), porque el cilindro maestro (31) está acoplado de 15 forma hidráulica con un cilindro receptor (35), y porque un movimiento del cilindro receptor (35) se transmite al tercer elemento de absorción de choques (21).
- 4. Vehículo sobre carriles según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el segundo elemento de absorción de choques (27) y el tercer elemento de absorción de choques (21) están acoplados entre sí a través de un elemento de transmisión (59). 20
- 5. Vehículo sobre carriles según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el segundo elemento de absorción de choques (27) y el tercer elemento de absorción de choques (21) están acoplados entre sí a través de un cable y poleas de inversión.
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