ES2623392T3 - Chasis para vehículos sobre raíles - Google Patents

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ES2623392T3 ES14707721.8T ES14707721T ES2623392T3 ES 2623392 T3 ES2623392 T3 ES 2623392T3 ES 14707721 T ES14707721 T ES 14707721T ES 2623392 T3 ES2623392 T3 ES 2623392T3
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Olaf KÖRNER
Christian KÜTER
Martin Teichmann
Andreas Haigermoser
Hugo Rackl
Andreas Schaefer-Enkeler
Peter Seitz
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Abstract

Chasis para un vehículo sobre raíles con pares de ruedas, principalmente de apoyo interno, ubicados en rodamientos (13) de pares de ruedas, en el que se encuentran ubicados elásticamente en un bastidor de chasis (1) los pares de ruedas y su unidad de propulsión (2), compuesta por motor eléctrico (3), transmisión (4) y embrague (5), y en los que los rodamientos (13) del par de ruedas presentan respectivamente una carcasa (19), en donde al menos partes de la unidad de propulsión (2) mediante dispositivos de amortiguación (14, 14a) se encuentran alojados con movilidad elástica en el bastidor del chasis (1) transversalmente al sentido de marcha, caracterizado porque el dispositivo de amortiguación (14, 14a) se encuentra fijado en la carcasa (19) de al menos uno de los rodamientos (13) del par de ruedas.

Description

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DESCRIPCION
Chasis para vehlcuios sobre ralles
La presente invencion se refiere a un chasis para vehlcuios sobre ralles, con pares de ruedas principaimente de apoyo interno, en el que en un bastidor del chasis se aiojan dos pares de ruedas con una unidad de accionamiento compuesta por motor de propulsion, transmision o embrague, en donde al menos partes de la unidad de accionamiento mediante dispositivos de amortiguacion se encuentran alojados con movilidad elastica transversal al sentido de marcha (ver por ejemplo EP 0 444 016 A2, correspondiente al termino generico).
En vehlculos sobre ralles un chasis realiza movimientos laterales de traslacion y de rotacion con respecto al vehlculo. Las reacciones dinamicas del chasis a consecuencia de irregularidades de las rlales se incrementan con el aumento de la velocidad a consecuencia de las rodaduras conicas de las ruedas. Esta reaccion dinamica, a manera de movimientos de balanceo fundamenta una velocidad crltica, mas alla de la que no se puede continuar operando el vehlculo. Muchos parametros del chasis influyen en esa velocidad crltica, ademas de la conicidad de las rodaduras, la gula del par de ruedas, el diametro de las ruedas, etc, tambien las masas acopladas al par de ruedas. Son importantes aqul tanto la masa como tambien la rigidez y la amortiguacion.
Es conocido de la patente EP 0 444 016 B1 arriba mencionada un chasis de la clase mencionada anteriormente, en el que el motor de propulsion situado en uno de sus extremos en sentido de marcha se encuentra alojado de manera que pueda girarse en el bastidor, en donde en el extremo opuesto el motor se encuentra unido con el bastidor del chasis mediante una suspension de ballesta perpendicular. La suspension de ballesta se encuentra sujeta con sus extremos entre el motor y el bastidor del chasis. De esta manera el motor de propulsion se encuentra suspendido elasticamente y puede balancearse en sentido transversal al sentido de marcha.
Tambien de la patente EP 0979190 B1 es conocido un chasis para locomotoras electricas, en el que el motor de propulsion permite un movimiento de traslacion transversal al sentido de marcha del vehlculo, para actuar como amortiguador de inercia. Aqul el motor de propulsion se suspende en el bastidor del lado del eje con ayuda de un volante y del lado del motor con dos volantes.
En los chasis antes mencionados los dispositivos de amortiguacion se apoyan siempre directamente en el bastidor del chasis. Esto presenta la desventaja de que los recorridos de los resortes son relativamente grandes, generalmente se encuentran entre el bastidor y el par de ruedas en el sector de propulsion entre 25 y 50 mm en la contraccion vertical y entre 15 a 35 mm en la elongacion. En sentido transversal son requeridos para los movimientos de propulsion+/- 10mm adicionales. Estos recorridos de los resortes no estan dados por la disposicion de la propulsion sino por la construccion del chasis, es por eso que no pueden ser optimizados con respecto a la propulsion, de manera que debido a las grandes amplitudes de balanceo el espacio disponible para la unidad de propulsion dentro del bastidor es reducido y motores de propulsion con mayor rendimiento son de diflcil ubicacion.
Es objeto de la presente invencion, eliminar estas desventajas en los chasis que son conocidos. De acuerdo a los objetos de la presente invencion, se logra mediante la medida de acuerdo a la parte caracterlstica de la reivindicacion 1.
De esta manera se acortan considerablemente los recorridos de los resortes. El recorrido del resorte de la suspension de propulsion puede ser disenado en la disposicion objeto de la invencion segun los requerimientos de la propulsion y puede reducirse en la vertical a +/- 10mm. En sentido transversal se debe cargar unicamente el recorrido del resorte requerido por la propulsion en el embrague de la propulsion y no tambien el recorrido del resorte adicional del bastidor. El espacio disponible en el bastidor es ampliado, de manera que no solo se puede aumentar la velocidad crltica sino que tambien se pueden disponer en el bastidor unidades de propulsion de mayor rendimiento.
Mediante las medidas de las reivindicaciones 2 y 3 se puede lograr una maxima amortiguacion de masa con una regulacion optima en cuanto a la rigidez transversal y la amortiguacion transversal especialmente en el rango de frecuencia de entre aproximadamente 1 a 10 Hz.
Un diseno especialmente simple y ventajoso del dispositivo de amortiguacion resulta segun las medidas de las reivindicaciones 4 a 6, en donde los movimientos de la unidad de propulsion se encuentran limitados elasticamente tanto en direccion vertical como transversal al sentido de marcha.
Debido a las medidas segun las reivindicaciones 7 y 8 se obtiene un modo de construccion especialmente sencillo del dispositivo de amortiguacion objeto de la invencion.
En algunos casos de aplicacion de acuerdo a la reivindicacion 9 es ventajoso sujetar la unidad de propulsion adicionalmente en el bastidor mediante un cojinete de soporte del motor como soporte en el momento de torque.
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Mediante diferentes disposiciones de las bridas segun las reivindicaciones 10 a 12 las unidades de propulsion de diferente rendimiento y tipo pueden disponerse de manera optima en el bastidor del chasis.
Breve descripcion de las figuras
En la siguiente descripcion se explica la invencion en detalle mediante algunos ejemplos de realizacion con 5 referencia a los dibujos.
Los dibujos muestran:
Fig. 1 proyeccion oblicua de una parte lateral de un chasis objeto de la invencion con pares de ruedas de apoyo interno,
Fig. 2a a 2d vista superior de un chasis con cuatro ejemplos de realizacion correspondientes a la disposition del 10 soporte elastico de la unidad de propulsion del chasis objeto de la invencion,
Fig. 3 una vista en corte a traves del ejemplo de realizacion de un dispositivo de amortiguacion de un chasis objeto de la invencion,
Fig. 4 a 6 vistas de ejemplos de realizacion adicionales de la presente invencion con diferentes disposiciones del dispositivo de amortiguacion en la carcasa del rodamiento del par de ruedas,
15 Fig. 7 una vista parcial en corte de un rodamiento de un par de ruedas con otro ejemplo de realizacion de un dispositivo de amortiguacion de un chasis objeto de la invencion,
Fig. 8 una vista anterior a lo largo de las llneas A-A en la fig. 7.
Ejecuciones para la realizacion de la invencion
En las figuras 1 y 2a se representa una parte lateral de un chasis objeto de la invencion en una vista oblicua y 20 superior respectivamente. Con 1 se refiere al bastidor del chasis. El eje 6 del par de ruedas con las dos ruedas 7 se encuentra ubicado en los rodamientos 13 del par de ruedas. Los rodamientos 13 ubicados sobre un soporte 15 se encuentran unidos mediante resortes 8 y amortiguadores 9 con el bastidor del chasis 1. Dentro del bastidor del chasis 1 se ubica la unidad de propulsion 2, compuesta por el motor electrico 3, las transmisiones 4 y el embrague 5. La unidad de propulsion 2 se encuentra suspendida en tres puntos y posee para tal fin tres bridas 16, 17, 18, unidas 25 firmemente con la unidad de propulsion 2. La brida 18 se encuentra unida con la parte del bastidor del chasis 11 mediante un cojinete 12 que sirve de soporte del momento de torque. El cojinete 12 posibilita la movilidad de la unidad de propulsion 2 alrededor de un eje horizontal y permite tambien un movimiento rotatorio lateral de la unidad de propulsion 2. Las otras dos bridas16, 17 se encuentran unidas con los dispositivos de amortiguacion 14 objetos de la invencion sujetos al rodamiento 13. Los dispositivos de amortiguacion 14, que seran descritos posteriormente 30 en detalle con referencia a las figuras 3 y 7, posibilitan un movimiento lateral de la unidad de propulsion 2 transversal al sentido de marcha y en direction vertical. Entre la unidad de propulsion 2 y el bastidor del chasis 1 se encuentra dispuesto un elemento de amortiguacion 10, que amortigua los movimientos laterales.
El elemento de amortiguacion 10 sirve en regulation optima con el dispositivo de amortiguacion y la masa de propulsion como amortiguacion de masa para la reaction dinamica de los chasis en sentido transversal. De acuerdo 35 a una realizacion especialmente ventajosa, el elemento de amortiguacion 10 se encuentra sujeto entre la carcasa 19 del rodamiento 13 y la unidad de propulsion 2.
En las figuras 1 y 2a se puede visualizar, que al contrario del estado de la tecnica, el espacio interior del bastidor del chasis 1 se encuentra a total disposicion de la unidad de propulsion 2, de manera que se pueden alojar motores electricos de alto rendimiento. Ademas se puede visualizar en el ejemplo de realizacion de la figura 2a, que la 40 movilidad lateral de la unidad de propulsion 2 a ralz de los cortos recorridos de los resortes de los dispositivos de amortiguacion 14 ubicados sobre los rodamientos 13 se encuentra limitada por topes fijos.
En las fig. 2a a 2d se muestran otras formas de realizacion, en las que las bridas16, 17 con los respectivos dispositivos de amortiguacion se encuentran dispuestos en diferentes posiciones.
En las figuras 2b a 2c se utilizan para partes iguales del chasis las mismas referencias que en las figuras 1 y 2a.
45 En los ejemplos de realizacion segun la figura 2b las bridas16, 17 y sus respectivos dispositivos de amortiguacion 14 se encuentran opuestos en diagonal dispuestos a ambos lados del eje 6 del par de ruedas.
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En la fig. 2c las bridas16, 17 y sus respectivos dispositivos de amortiguacion 14 se encuentran dispuestos enfrentados el uno al otro a la altura del eje 6 del par de ruedas, en donde la brida 17 transcurre en diagonal al eje 6 del par de ruedas.
En el ejemplo de realization segun la fig. 2d, las bridas16, 17 y los respectivos dispositivos de amortiguacion 14 se encuentran dispuestos en el lado izquierdo del eje 6 del par de ruedas y enfrentados el uno al otro.
Debido a los diferentes posicionamientos de las bridas16, 17 y los respectivos dispositivos de amortiguacion 14 de acuerdo a los ejemplos de realizacion segun las fig. 2a a 2d tambien pueden disponerse dentro del bastidor 1 unidades de propulsion 2 de diferentes disenos, en donde su comportamiento oscilante tambien se puede adaptar individualmente.
El dispositivo de amortiguacion 14 segun la fig. 3 se encuentra firmemente atornillado con la carcasa 19 del rodamiento del par de ruedas. La brida con la referencia 16 tiene provisto un orificio 34. La brida 16 se encuentra sujeta entre dos cuerpos elasticos planos, preferentemente cuerpos de forma anillar 26, 27. La carcasa 19 del rodamiento del par de ruedas posee un segmento 20 con una superficie de apoyo 21. En el segmento 20 se preve un orificio 22, en el que se prolonga el orificio roscado 23. Una funda de acero 24 con una anilla 28 dispuesta en el extremo superior se inserta en el orificio 22 a traves de una placa perforada 25, el cuerpo elastico de forma anillar superior 26, el orificio de la brida 16 y a traves del cuerpo elastico inferior 27. Un tornillo 27 con una rosca externa 28 prevista en su sector inferior se encuentra introducido a traves de la funda de acero 24 hasta el orificio roscado 23. Mediante el ajuste del tornillo 27 los cuerpos 26, 27 son cargados con una tension inicial. La brida 16 ademas se encuentra prevista en la parte superior e inferior con un escalonamiento 29, 30 en forma anillar en los cuerpos de anillas 26, 27, de manera que los cuerpos elasticos 26, 27 tambien pueden cargarse con fuerzas horizontales, es decir transversales al sentido de marcha. Ademas en la carcasa del cojinete 13 se encuentra previsto un escalon con superficies de tope 32, 33. Las fuerzas ejercidas por la unidad de propulsion 2 a traves de la brida 16 son limitadas en sentido vertical por la superficie de tope 33 y en sentido transversal por la superficie de tope 32.
Mediante la selection del material de los cuerpos elasticos 26, 27 y mediante la configuration de la tension inicial ejercida por el tornillo 27 se puede controlar el comportamiento de oscilacion de la unidad de propulsion 2 tambien en un sector amplio. En el ejemplo de realizacion segun la fig. 3 tambien se puede visualizar, que los recorridos de los resortes son relativamente cortos y se encuentran limitados por las superficies de tope 32, 33.
En las figuras 4, 5 y 6 se encuentra representado un ejemplo de realizacion adicional del chasis objeto de la invention. Para las mismas partes del chasis se emplean las mismas referencias que en las figuras 1 y 2a. En este ejemplo de realizacion se prescinde de la brida 18 (fig. 2a) montada a la parte 11 del bastidor y que sirve de soporte del momento de torque.
En cambio se preven cuatro bridas (16, 17, 16a, 17a) dispuestas lateralmente a ambos lados del eje 6 del par de ruedas y unidas a la unidad de propulsion 2, que se encuentran unidas elasticamente con cuatro dispositivos de amortiguacion 14 dispuestos en la carcasa 19 del rodamiento. La disposition y la fijacion del dispositivo de amortiguacion 14 a ambos lados del eje del par de ruedas 6 en la carcasa 19 del cojinete se pueden visualizar en la fig. 6. Si bien un alojamiento de tres puntos de la unidad de propulsion 2 es suficiente aun sin el soporte del momento de torque en la parte del bastidor 11, resulta especialmente ventajoso el alojamiento de cuatro puntos de la unidad de propulsion 2 de acuerdo al ejemplo de realizacion segun las figuras 4 a 6.
8] En las figuras 7 y 8 se representa un ejemplo adicional de realizacion de un dispositivo de amortiguacion de un chasis objeto de la invencion, en donde para las mismas partes del chasis se emplean las mismas referencias que en las figuras 1 y 2a.
La carcasa 19 del rodamiento 13 del par de ruedas posee un orificio horizontal 35, en el que se inserta un casquillo 36. Las bridas sujetas en la unidad de propulsion 2 son realizadas a manera de perno 16b inserto en un cojinete 37. El cojinete 37 se encuentra fijado entre un escalonamiento 38 del perno 16b y una tapa 39 mediante el ajuste del tornillo 40. Entre el cojinete 37 y el casquillo 36 se encuentra inserto un cuerpo elastico 26a bajo tension previa.

Claims (12)

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    REIVINDICACIONES
    1. Chasis para un vehlcuio sobre ralles con pares de ruedas, principalmente de apoyo interno, ubicados en rodamientos (13) de pares de ruedas, en el que se encuentran ubicados elasticamente en un bastidor de chasis (1) ios pares de ruedas y su unidad de propulsion (2), compuesta por motor electrico (3), transmision (4) y embrague (5), y en los que los rodamientos (13) del par de ruedas presentan respectivamente una carcasa (19), en donde al menos partes de la unidad de propulsion (2) mediante dispositivos de amortiguacion (14, 14a) se encuentran alojados con movilidad elastica en el bastidor del chasis (1) transversalmente al sentido de marcha, caracterizado porque el dispositivo de amortiguacion (14, 14a) se encuentra fijado en la carcasa (19) de al menos uno de los rodamientos (13) del par de ruedas.
  2. 2. Chasis segun la reivindicacion 1, caracterizado porque un elemento de amortiguacion (10) se encuentra fijado entre la carcasa (19) del rodamiento (13) del par de ruedas y la unidad de propulsion (2).
  3. 3. Chasis segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el elemento de amortiguacion (10) se encuentra fijado entre el bastidor del chasis (1) y la unidad de propulsion (2).
  4. 4. Chasis segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el dispositivo de amortiguacion (14, 14a) ademas de movimientos elasticos transversales tambien permite movimientos de amortiguacion vertical.
  5. 5. Chasis segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el dispositivo de amortiguacion (14) presenta un soporte (24) fijado verticalmente en la carcasa (19) del rodamiento (13), en el que se encuentran dispuestos cuerpos elasticos (26, 27), contra los que se apoyan lateralmente bridas (16,17) unidas a la unidad de propulsion (2).
  6. 6. Chasis segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el soporte consta de una funda de acero (24) fijada a una superficie de apoyo (20) de la carcasa (19) del rodamiento (13) del par de ruedas y que las bridas (16, 17) presentan un orificio (34) para el alojamiento de la funda de acero (24) y que en el sector del orificio (34) en la parte inferior y superior presentan superficies de tope (29, 30), en donde las bridas (16, 17) en el sector del orificio (34) se encuentran fijadas entre dos cuerpos (26, 27) de forma anillar de material elastico y que estos cuerpos elasticos (26, 27) se encuentran ajustados lateralmente a las superficies de tope (29, 30), de manera que la unidad de propulsion (2) a traves de las bridas (16, 17) pueda realizar movimientos elasticos laterales transversales y verticales.
  7. 7. Chasis segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el dispositivo de amortiguacion (14a) esta compuesto por un casquillo (36) con un orificio (35) de la carcasa (19) del rodamiento (13) del par de ruedas dispuesto esencialmente horizontal, en el que las bridas que sobresalen de la unidad de propulsion (2) disenadas como perno (16b) se encuentran dispuestas entre los cuerpos elasticos (26a).
  8. 8. Chasis segun la reivindicacion 7, caracterizado porque las bridas de la unidad de propulsion (2) disenadas como pernos (16b) se encuentran dispuestas a ambos lados del eje (6) del par de ruedas y con una distancia vertical.
  9. 9. Chasis segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la unidad de propulsion (2) se encuentra fijada en el bastidor del chasis (1) mediante un cojinete de soporte del motor (12) como soporte del momento de torque.
  10. 10. Chasis segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque dos bridas (16, 17) de la unidad de propulsion (2) se encuentran dispuestas paralelas enfrentadas una de otra a la altura del eje (6) de la rueda o desplazadas lateralmente a ambos lados del eje (6) del par de ruedas.
  11. 11. Chasis segun una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque al menos una brida (17) de la unidad de propulsion (2) transcurre en angulo con respecto al eje (6) del par de ruedas.
  12. 12. Chasis segun una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque a ambos lados del eje (6) del par de ruedas lateralmente en la unidad de propulsion (2) se encuentran fijadas dos bridas (16, 16a, 17, 17b) respectivamente, las que se encuentran unidas a traves de un dispositivo de amortiguacion (14) con la carcasa (19) del rodamiento (13) del par de ruedas.
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