ES2642058T3 - Conjunto de acoplamiento para acoplar vagones de ferrocarril - Google Patents

Conjunto de acoplamiento para acoplar vagones de ferrocarril Download PDF

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ES2642058T3 ES11746332.3T ES11746332T ES2642058T3 ES 2642058 T3 ES2642058 T3 ES 2642058T3 ES 11746332 T ES11746332 T ES 11746332T ES 2642058 T3 ES2642058 T3 ES 2642058T3
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Leszek Wasilewski
Jan Kochmanski
Marian Andres
Miroslaw Sum
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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Description

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DESCRIPCION
Conjunto de acoplamiento para acoplar vagones de ferrocarril
El objeto de la invencion es un vagon de ferrocarril que comprende un conjunto de acoplamiento. En particular, la invencion se refiere a la construccion del conjunto de acoplamiento principal, adecuado para transferir fuerzas de compresion longitudinales aumentadas que surgen principalmente en caso de un acoplamiento de vagones con velocidades superiores a las admisibles y en situaciones extraordinarias, tales como colisiones de vagones de ferrocarril.
A partir de la descripcion de la solicitud de patente WO9839193, se conoce un conjunto de acoplamiento usado en el bastidor inferior de vagones de ferrocarril. La solucion conocida tiene dos vigas longitudinales centrales situadas a ambos lados del eje de balanceo del vagon. El conjunto de acoplamiento, previsto para transferir fuerzas de compresion y de traccion longitudinales, contiene un aparato de traccion ubicado entre los topes trasero y delantero en el espacio entre las vigas centrales del bastidor del vagon. En tal solucion tambien es posible usar elementos de amortiguacion adicionales, previstos para igualar la fuerza tractora y para amortiguar la energfa de frenado. Debido a razones de construccion, tales elementos de amortiguacion adicionales pueden estar situados entre el tope trasero y el tope delantero y, en particular: entre el tope delantero y el aparato de traccion, en el propio aparato de traccion o entre el tope trasero y el aparato de traccion.
A partir de la descripcion de la patente EP-1431157, tambien se conoce un bastidor inferior para vagones de ferrocarril, en el que, con el fin de aumentar la capacidad de amortiguacion de la energfa creada por la aparicion de fuerzas de compresion aumentadas, se usa en el conjunto de acoplamiento un cabezal de amortiguacion adicional, fijado independientemente bajo las vigas centrales del bastidor del vagon.
El documentoUS-4346795 describe un conjunto de acoplamiento para acoplar vagones de ferrocarril con un aparato de traccion disenado para absorber energfa. El conjunto de acoplamiento comprende un acoplamiento mecanico que se conecta a un vagon de ferrocarril y un mecanismo de soporte de acoplamiento que se acopla a otro vagon. El conjunto de acoplamiento tambien incluye un anillo de corte situado entre dos tubos moviles uno respecto al otro.
El documentoUS-2009/0151595 describe un dispositivo de disipacion de energfa para acoplar vagones de ferrocarril que tiene una unidad amortiguadora y una unidad de absorcion de energfa aumentada usadas para responder a una fuerza de impacto cntica y convertir al menos una parte de la energfa de impacto en calor y trabajo de deformacion plastica.
La finalidad de la solucion segun la invencion es el desarrollo de un vagon de ferrocarril que comprenda un conjunto de acoplamiento que, aunque tenga una masa pequena y una construccion simple, sea capaz de amortiguar y absorber grandes cantidades de energfa que se producen en los bastidores inferiores de los vagones de ferrocarril, especialmente durante el acoplamiento con velocidades superiores a las admisibles, y en situaciones extraordinarias tales como colisiones de vagones de ferrocarril, garantizando al mismo tiempo una amortiguacion adecuada de las fuerzas de traccion y de compresion variables que se producen durante el uso normal. De manera adicional, el conjunto de acoplamiento del vagon de ferrocarril debe tener una mayor resistencia a las fuerzas laterales que se producen durante el frenado extremo causado por colisiones.
El vagon de ferrocarril, que comprende un conjunto de acoplamiento, tiene un aparato de traccion situado entre un tope delantero y un tope trasero en el espacio entre las vigas centrales de un bastidor de vagon, por lo que el tope delantero esta fijado ngidamente a las vigas centrales del bastidor de vagon, teniendo el conjunto de acoplamiento una unidad de absorcion de energfa situada en el aparato de traccion. La solucion se caracteriza porque el tope trasero esta montado de manera movil entre las vigas centrales del bastidor de vagon, y una mensula de soporte,, fijada de manera permanente al bastidor de vagon, esta ubicada detras del tope trasero, por lo que una unidad de absorcion de energfa aumentada esta ubicada en el espacio limitado por las vigas centrales, la mensula de soporte y el tope trasero, en donde la unidad de absorcion de energfa aumentada comprende una barra fijada de manera permanente al tope trasero y montada de manera movil en la abertura de gma formada en la pared frontal de la mensula de soporte, por lo que se fijan cuchillas de mecanizacion en la circunferencia de una abertura de gma.
Preferentemente, la mensula de soporte tiene paredes laterales y una pared frontal, perpendicular a las paredes laterales, que tiene un espesor aumentado, y esta fijada de manera permanente a las vigas centrales del bastidor de vagon.
Preferiblemente, la mensula de soporte esta fijada de manera permanente a las vigas centrales mediante una conexion remachada.
Preferiblemente, la mensula de soporte esta fijada de manera permanente a las vigas centrales mediante una conexion atornillada.
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En otra realizacion preferida, la mensula de soporte esta fijada de manera permanente a las vigas centrales mediante una conexion soldada.
En una realizacion preferida, las cuchillas de mecanizado son hojas de corte ubicadas en surcos de grna de una longitud limitada formadas en la superficie de la barra.
En otra realizacion preferida estan fijadas partes de vastago de las cuchillas de mecanizado en cortes radiales formados en la pared frontal de la mensula de soporte.
En una realizacion mas preferida, la barra tiene la forma de un manguito.
En una realizacion preferida, la barra esta fijada contra desplazamientos en la abertura de grna hasta una fuerza lfmite espedfica.
Preferiblemente, la fijacion de la barra contra desplazamientos en la abertura de grna se logra mediante un manguito rompible o cizallable, del que una parte esta conectada a la mensula de soporte y la otra parte a la barra.
Preferiblemente, la fijacion de la barra contra desplazamientos en la abertura de grna se logra mediante al menos un pasador de cizalladura incrustado en la mensula de soporte y en la barra.
En otra realizacion preferida, la fijacion de la barra contra desplazamientos en la abertura de grna se logra mediante un sliente de resistencia situado en la barra enfrente de la hoja de corte de la cuchilla de mecanizado.
La realizacion del tope trasero de manera movil con respecto a las vigas centrales y la fijacion de la mensula de soporte al bastidor del vagon a cierta distancia del tope trasero asegura el uso del tope trasero como elemento anterior de la barra entre las vigas centrales y, por lo tanto, mejora el avance de la barra especialmente cuando actuan las fuerzas laterales que se producen durante el frenado extremo causado por colisiones. De manera adicional, la fijacion de la barra al tope trasero y su montaje de manera movil en la abertura de grna con cuchillas de mecanizado en la pared frontal de la mesula de soporte facilita el uso de esta abertura de grna tambien como un camino de grna para el tope trasero desplazable.
El objeto de la invencion se ilustra en los dibujos de los ejemplos de sus realizaciones, en los que la Fig. 1 muestra el conjunto de acoplamiento del vagon de ferrocarril segun la invencion, ubicado sobre el carreton inferior del vehuculo de ferrocarril en una vista en perspectiva, la Fig. 2 el conjunto mostrado en la Fig. 1 en una vista superior en planta, la Fig. 3 el conjunto de acoplamiento en una vista en perspectiva, la Fig. 4 el conjunto de acoplamiento en una vista superior en planta, la Fig. 5 el tope trasero fijado a la mensula de soporte en una vista en perspectiva, la Fig. 6 el tope trasero fijado a la mensula de soporte en una seccion longitudinal, la Fig. 7 la construccion de la mensula de soporte en una vista en perspectiva sin las cuchillas de mecanizado atornilladas y sin el manguito mecanizado, la Fig. 8 un detalle de la solucion prevista para determinar la fuerza lfmite de liberacion del tope trasero, la Fig. 9 otra solucion prevista para la determinacion de la fuerza lfmite de liberacion del tope trasero, la Fig. 10 un ejemplo consecutivo de determinacion de la fuerza lfmite de liberacion del tope trasero, la Fig. 11 el conjunto de acoplamiento segun la invencion sin el tope delantero en una vista en perspectiva, la Fig. 12 el conjunto de acoplamiento segun los dibujos sin el tope delantero despues de la deformacion total, en una vista en perspectiva, la Fig. 13 parte del conjunto de acoplamiento segun la invencion durante la deformacion, en una vista en perspectiva, la Fig. 14 seccion longitudinal parcial a traves de la mensula de soporte durante la deformacion, la Fig. 15 tope trasero desplazado con relacion a la mensua de soporte despues de la deformacion total, en una vista longitudinal, mientras que la Fig. 16 muestra el tope trasero desplazado con relacion a la mensula de soporte despues de la deformacion total, en una vista en perspectiva.
La Fig. 1 y la Fig. 2 muestran la ubicacion del conjunto de acoplamiento segun la invencion en el bastidor inferior de un vagon de ferrocarril. El bastidor inferior mostrado del vagon de ferrocarril tiene vigas centrales 1, 2 que discurren a ambos lados del eje longitudinal del vagon de ferrocarril, conectadas a una viga frontal 3. Un tope delantero 6 esta fijado ngidamente entre las vigas centrales 1, 2, mientras que el tope trasero 7 esta montado de manera suelta entre dichas vigas y fijado ngidamente mediante una barra 8 a una mensula de soporte 9 que esta fijada de manera permanente al bastidor de vagon por remachado, fijacion con tornillos o soldadura a las superficies internas de las vigas centrales 1, 2. El conjunto de acoplamiento segun la invencion situado en el bastidor inferior de un vagon de ferrocarril tiene un aparato 10 de traccion situado entre el tope delantero 6 y el tope trasero 7, en el que esta montada una unidad 11 de absorcion, que absorbe energfa, cuya finalidad es igualar las fuerzas de traccion y de compresion variables que se producen durante el uso normal. El espacio entre el tope trasero 7 y la mensula de soporte 9 esta previsto para montar una unidad 12 de absorcion de energfa aumentada, mostrada con mas detalle en la Fig. 3 y la Fig. 4, que muestran el conjunto de acoplamiento segun la invencion en una vista en perspectiva y una vista superior en planta.
En la solucion de la realizacion ilustrada en la Fig. 3 y la Fig. 4, la unidad 12 de absorcion de energfa aumentada constituye la barra 8 fijada de manera permanente al tope trasero 7 y situada con una posibilidad de desplazamiento en una abertura 13 de grna formada en una pared frontal 14 de la mensula de soporte 9. La posibilidad de absorcion
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de ene^a aumentada se logra en esta realizacion mediante el montaje de cuchillas 15 de mecanizado en la circunferencia de una abertura 13 de gma y la introduccion de las hojas de cuchillas 15 de mecanizado en la superficie externa de la barra 8. Una fuerza de traccion y una fuerza de rotura se transfieren a un aparato 10 de traccion situado entre el tope delantero 6 y el tope trasero 7 mediante una barra 16 conectada a la viga 17 de acoplamiento.
La Fig. 5 y la Fig. 6 presentan la unidad 12 de absorcion de energfa aumentada en la forma de la barra 8 fijada de manera permanente al tope trasero 7 y situada con una posibilidad de desplazamiento en la abertura 13 de gma formada en la pared frontal 14 de la mensula de soporte 9. Aberturas 18 formadas en las paredes laterales 19 de la mensula de soporte 9 estan previstas para la ejecucion de una conexion remachada o atornillada de la mensula de soporte 9 con las vigas centrales 1,2 del bastidor de vagon de ferrocarril.
En la seccion longitudinal presentada en la Fig. 6, la barra 8 tiene forma de tubo, uno de cuyos extremos esta soldado al tope trasero 7. El otro extremo de la barra 8 de tubo esta situado con una posibilidad de desplazamiento en la abertura 13 de gma en la mensula de soporte 9, por lo que la barra 8 esta fijada contra un desplazamiento libre en dicha abertura mediante un manguito roscado 20, con una brida 21 soldada al extremo de la barra 8 que sobresale de la pared frontal 14. Partes 15a de vastago de las cuchillas 15 de mecanizado estan fijadas en la entrada a la abertura 13 de gma, por lo que las hojas 15b de corte de estas cuchillas estan situadas en unos surcos 22 de gma de una longitud limitada, formados sobre la superficie de la barra 8.
Con el fin de asegurar una distribucion igual de fuerzas que facilite un guiado axial mas facil de la barra 8 por la abertura 13 de gma durante la operacion del conjunto de acoplamiento, las partes 15a de vastago de las cuchillas 15 de mecanizado estan fijadas en unos cortes radiales 23 a diferentes distancias angulares. La forma y la distribucion de los cortes radiales 23 se muestran en la Fig. 7, en la que la mensula de soporte 9 se muestra en una vista en perspectiva antes de la fijacion mediante tornillos de las cuchillas 15 de mecanizado y antes de su montaje en la construccion del conjunto de acoplamiento segun la invencion. Tal como se muestra en la Fig. 7, la mensula de soporte 9 tiene las paredes laterales 19 perpendiculares a la pared frontal 14 de un espesor aumentado.
La Fig. 8 muestra los detalles de la solucion prevista para determinar la fuerza lfmite de liberacion del desplazamiento de la barra 8 y, a traves de esto, tambien el desplazamiento del tope trasero 7. El extremo de la barra 8 de tubo esta situado, con una posibilidad de desplazamiento en la abertura 13 de gma, en la mensula de soporte 9, por lo que la barra 8 esta fijada contra desplazamiento libre en dicha abertura mediante el manguito de cizalladura 20, del que una parte con rosca 24 esta roscada en la mensula de soporte 9, y la otra parte, que comprende la brida 21, esta soldada a la barra 8. Las partes 15a de vastago de las cuchillas 15 de mecanizado estan fijadas en la entrada a la abertura 15 de gma, por lo que los bordes 15b de corte de estas cuchillas estan situados en los surcos 22 de gma formados en la barra 8.
La Fig. 9 muestra los detalles de una solucion alternativa prevista para determinar la fuerza lfmite de liberacion del desplazamiento de la barra 8. En la solucion presentada, el lfmite de liberacion de la barra 8 esta determinado por la fuerza de cizalladura de los pasadores 25 que pasan a traves de la pared de la mensula de soporte 9 y a traves de la pared de la barra 8 de manguito.
En otra solucion mostrada en la Fig. 10, la fuerza lfmite de liberacion del desplazamiento de la barra 8 con relacion a la mensula de soporte 9 esta determinada por los salientes 26 de resistencia oen la barra 8. Los salientes 26 de resistencia pueden adoptar la forma de “punto” con un espesor aumentado del material de la barra 8 ubicado enfrente del filo o borde 15b de corte de la cuchilla 15 de mecanizado, o pueden ejecutarse en forma de un anillo de espesor aumentado a lo largo de toda la circunferencia de esa barra en la proximidad del borde 15b de corte.
La Fig. 11 muestra un conjunto de acoplamiento segun la invencion en una vista en perspectiva sin el tope delantero, mientras que la Fig. 12 muestra el mismo conjunto de acoplamiento despues de la deformacion total causada como resultado de una colision de vagones de ferrocarril. Como se muestra en la Fig. 12, durante una colision, el aparato 10 de traccion, ubicado entre las vigas centrales 1, 2, se desplaza y, junto con el, se produce el desplazamiento de la barra 8 fijada al tope trasero 7 montada de manera movil con relacion a dichas vigas centrales 1, 2, causando de este modo que las cuchillas 15 de mecanizado situadas sobre la mensula de soporte 9 realicen la operacion de corte de surcos longitudinales 27 sobre la superficie de la barra 8, absorbiendo la energfa cinetica de la colision.
La operacion de corte de los surcos longitudinales 27 sobre la superficie de la barra 8 se ilustra de manera mas precisa en la Fig. 13, que presenta parte del conjunto de acoplamiento segun la invencion durante el transcurso de la deformacion en una vista en perspectiva.
La Fig. 14 muestra una seccion longitudinal parcial a traves de la mensula de soporte 9 y la barra 8 durante la operacion del corte de los surcos longitudinales 27. Con el fin de que la operacion de corte de los surcos longitudinales 27 sobre la superficie de la barra 8 pueda iniciarse, la fuerza de colision debe exceder la resistencia
a la traccion del manguito rompible 20, mostrado en un estado no roto en la Fig. 8, como resultado de la cual, la parte roscada 24 del manguito rompible 20 permanece en el corte roscado de la abertura 13 de gma, y su segunda parte cercenada, que comprende la brida 21, permanece sobre la barra 8.
5 El desplazamiento maximo del tope trasero 7 con relacion a la mensula de soporte 9, despues de realizar todo el trabajo relacionado con el corte de los surcos 27 en la barra 8, se presenta en la Fig. 15 en una seccion transversal, y la vista en perspectiva de este posicionamiento del tope trasero 7 con relacion a la mensula de soporte 9 se presenta en la Fig. 16.

Claims (10)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un vagon de ferrocarril que comprende un conjunto de acoplamiento con un aparato (10) de traccion situado entre un tope delantero (6) y un tope trasero (7) en el espacio entre vigas centrales (1, 2) de un bastidor de vagon de ferrocarril, que tiene una unidad (11) de absorcion de energfa situada en el aparato (10) de traccion, caracterizado por que el tope delantero (6) esta fijado ngidamente a las vigas centrales (1, 2) del bastidor de vagon de ferrocarril, por lo que el tope trasero (7) esta montado de manera movil entre las vigas centrales (1, 2) del bastidor de vagon, y una mensula de soporte (9), fijada de manera permanente al bastidor de vagon, esta situada detras del tope trasero (7), en el que una unidad (12) de absorcion de energfa aumentada esta ubicada en el espacio limitado por las vigas centrales (1, 2), la mensula de soporte (9) y el tope trasero (7), y la unidad (12) de absorcion de energfa aumentada comprende una barra (8) fijada de manera permanente al tope trasero (7) y montada de manera movil en la abertura (13) de grna formada en la pared frontal (14) de la mensula de soporte (9), estando fijadas cuchillas (15) de mecanizado en la circunferencia de una abertura de grna.
  2. 2. El vagon de ferrocarril segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la mensula de soporte (9) tiene paredes laterales (19) y una pared frontal (14) de un grosor aumentado, perpendicular a las paredes laterales, y esta fijada de manera permanente a las vigas centrales (1, 2) del bastidor de vagon.
  3. 3. El vagon de ferrocarril segun la reivindicacion 2, caracterizado por que la mensula de soporte (9) esta fijada de manera permanente a las vigas centrales (1,2) mediante una conexion remachada, atornillada o soldada.
  4. 4. El vagon de ferrocarril segun las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que las hojas (15b) de corte estan situadas en surcos (22) de grna de una longitud limitada formados sobre una superficie de la barra (8).
  5. 5. El vagon de ferrocarril segun la reivindicacion 4, caracterizado por que partes (15a) de vastago de las cuchillas (15) de mecanizado estan incrustadas en cortes radiales (23) formados en la pared frontal (14) de la mensula de soporte (9).
  6. 6. El vagon de ferrocarril segun la reivindicacion 4, caracterizado por que la barra (8) tiene la forma de un manguito.
  7. 7. El conjunto de acoplamiento del vagon de ferrocarril segun las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que la barra (8) esta fijada contra desplazamientos en la abertura (13) de grna hasta una fuerza lfmite especificada.
  8. 8. El vagon de ferrocarril segun la reivindicacion 7, caracterizado por que la fijacion de la barra (8) contra desplazamientos en la abertura (13) de grna se logra mediante un manguito rompible (20), del que una parte esta conectada a la mensula de soporte (9), y la otra parte esta conectada a la barra (8).
  9. 9. El vagon de ferrocarril segun la reivindicacion 7, caracterizado por que la fijacion de la barra (8) contra desplazamientos en la abertura (13) de grna se logra mediante al menos un pasador de cizallaura (25) incrustado en la mensula de soporte (9) y en la barra (8).
  10. 10. El vagon de ferrocarril segun la reivindicacion 7, caracterizado por que la fijacion de la barra (8) contra desplazamientos en la abertura (13) de grna se logra mediante un saliente (26) de resistencia en la barra (8), enfrente de la hoja (15b) de corte de la cuchilla (15) de mecanizado.
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