ES2677236T3

ES2677236T3 - Rueda elástica para un vehículo ferroviario

Info

Publication number: ES2677236T3
Application number: ES16713841.1T
Authority: ES
Inventors: Thaddäus KASPRZYK; Thomas Hoog; Christian Kemp-Lettkamp; Thomas Gerlach
Original assignee: Gutehoffnungshutte Radsatz GmbH
Current assignee: Gutehoffnungshutte Radsatz GmbH
Priority date: 2015-04-02
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2018-07-31
Anticipated expiration: 2036-03-29
Also published as: KR20170128605A; US10086646B2; WO2016156303A1; US20180086138A1; CA2981383C; KR101821105B1; CA2981383A1; CN107428196A; TR201807654T4; EP3218208B1; CN107428196B; EP3218208A1; DK3218208T3; EP3075566A1; DE202016101666U1; PL3218208T3

Abstract

Rueda para un vehículo ferroviario que presenta un aro de rueda (1) con un alma circunferencial (9) que está realizada en la circunferencia interior del aro de rueda (1) y se extiende en el sentido del eje de rotación (X-X) de la rueda, un cuerpo de rueda (3) con una brida anular (11) que está realizada en la circunferencia exterior y en un lado frontal axial del cuerpo de rueda (3) y se extiende radialmente hacia fuera, y un anillo de apriete (5) montado por unión forzada y/o geométrica, a través de medios de fijación (13), en el cuerpo de rueda (3) en un lado frontal opuesto a la brida anular (11), estando dispuestos en cada caso medios amortiguadores entre el anillo de apriete (5) y el alma circunferencial (9) del aro de rueda (1) y entre el alma circunferencial (9) del aro de rueda (1) y la brida anular (11) del cuerpo de rueda (3), caracterizada porque cada uno de los medios amortiguadores están realizados como al menos dos segmentos de anillo circular (7) que se extienden en el sentido circunferencial de la rueda y que se extienden en cada caso a través de un segmento de círculo de la rueda con un ángulo de punto central (y) de al menos 30º a como máximo 180º, presentando los segmentos de anillo circular (7), en sus superficies de contacto aplicadas en el alma circunferencial (9) del aro de rueda (1) y en el anillo de apriete (5) o en la brida anular (11) del cuerpo de rueda (3), al menos unilateralmente al menos dos levas de centrado (19) que se extienden en sentido axial y a una distancia en el sentido circunferencial, que engranan por unión geométrica en cavidades (21) correspondientes en el alma circunferencial (9) del aro de rueda (1) y en la brida anular (11) del cuerpo de rueda (3) o en el anillo de apriete (5), presentando los segmentos de anillo circular (7) un material elastomérico como núcleo (15), estando encerrado el núcleo (15) de los segmentos de anillo circular (7) por segmentos de chapa (17) al menos en sus superficies de contacto .

Description

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DESCRIPCION

Rueda elastica para un vetnculo ferroviario

La invencion se refiere a una rueda para un vetnculo ferroviario que presenta un aro de rueda con un alma circunferencial que esta realizada en la circunferencia interior del aro de rueda y se extiende en el sentido del eje de rotacion, un cuerpo de rueda con una brida anular que esta realizada en la circunferencia exterior y en un lado frontal axial del cuerpo de rueda y se extiende radialmente hacia fuera, y un anillo de apriete montado por union forzada y/o geometrica, a traves de medios de fijacion, en el cuerpo de rueda en un lado frontal opuesto a la brida anular, estando dispuestos en cada caso medios amortiguadores entre el anillo de apriete y el alma circunferencial del aro de rueda y entre el alma circunferencial del aro de rueda y la brida anular del cuerpo de rueda. Ademas, la invencion se refiere a un medio amortiguador para una rueda de este tipo y un aro de rueda para una rueda de este tipo.

Las ruedas genericas se emplean en vehnculos ferroviarios del transporte publico de cercamas y regional, en los tranvfas, en trenes urbanos y subterraneos, trenes ligeros y Metros. Las ruedas elasticas de vetnculo ferroviario empleadas en el mercado que son todas muy similares se componen sustancialmente de un cuerpo de rueda, un anillo de apriete, bloques de caucho individuales o uno o dos anillos de caucho y un aro de rueda. El objetivo general del uso de ruedas elasticas es la reduccion de solicitaciones por choques, vibraciones y sacudidas del chasis y de la caja de vagon. Esto se consigue mediante la reduccion de las masas no amortiguadas de los juegos de rueda o ejes de portico. Esto debe repercutir positivamente tambien en la solicitacion de las vfas y su superestructura. Una reduccion de los ruidos de rodadura y chirridos se consigue mediante el desacoplamiento mediante los elementos de ruedas elasticas y su amortiguacion. Una ventaja frente a las fuerzas macizas clasicas en las que la rueda esta realizada en una sola pieza de acero es ademas que tras el desgaste de la rueda es posible recambiar solamente el aro de rueda, cado el caso, con los bloques de caucho o anillos de caucho, mientras que en la rueda maciza es preciso sustituir la rueda completa. En caso de usar ruedas genericas se producen solicitaciones combinadas de cizallamiento y de presion que actuan sobre la rueda y especialmente sobre el medio amortiguador de la rueda. La inclinacion de los medios amortiguadores elasticos dispuestos, con respecto al eje de rotacion determina si, principalmente en caso de la solicitacion radial durante el funcionamiento, la solicitacion de los medios amortiguadores es solo empuje o una combinacion de empuje y presion.

Son posibles por ejemplo ruedas flexibles o elasticas en forma de las denominadas ruedas de un aro o de dos aros, en las que la union elastica entre el aro de rueda y las dos bridas del cuerpo de rueda y del aro de rueda, dispuestas cada una lateralmente al lado de estas a una distancia, se consigue en cada caso con uno o dos anillos de caucho dispuestos de forma concentrica con respecto al eje de rotacion de la rueda o con numerosos bloques de caucho de un material elastico con una forma de seccion transversal predeterminada, dispuestos de forma concentrica con respecto al eje de rotacion de la rueda. Los aros o bloques frecuentemente presentan una forma de seccion transversal cuadrangular. Los bloques de caucho estan realizados en medida decisiva de forma plana rectangular o con dos alas inclinadas en angulos planos. Este tipo de ruedas elasticas con bloques de caucho se encuentran bajo un elevado pretensado y se fijan axialmente por union geometrica mediante talones al aro de rueda, al cuerpo de rueda y al anillo de apriete. Los insertos de caucho son solicitados aqrn en medida decisiva a presion. Estas ruedas tienen una rigidez muy elevada y, por tanto, unas caractensticas de elasticidad y de amortiguacion reducidas.

El documento EP0489455B1 describe una forma de realizacion generica de una rueda elastica. Los medios amortiguadores que estan dispuestos en un espacio intermedio anular con forma de U o de V entre el cuerpo de rueda, el aro de rueda y el anillo de apriete, se componen de un anillo de caucho que forma preferentemente un angulo obtuso de 60° con el eje de rueda y que esta pretensado durante el montaje.

Segun el angulo de inclinacion (15°, 30°, 60° o mas, pero < 90°), este tipo de ruedas se caracterizan por unas rigideces medianas a elevadas y tienen unas caractensticas de elasticidad / amortiguacion medianas a elevadas. A medida que aumenta el angulo de inclinacion de los anillos de caucho, la solicitacion a presion aumenta mas en el sentido de una solicitacion de empuje.

Formas de realizacion genericas adicionales se describen en los documentos US2,138,506A y US2,175,118A. Estas ruedas son solicitadas solo por empuje por sus anillos orientados perpendicularmente con respecto al eje de rotacion, como medios amortiguadores, y de esta manera permiten unas carreras elasticas relativamente grandes. La zona de contacto entre el elastomero y los componentes de acero esta en parte provista de chapas que deben establecer una union geometrica para la transmision de fuerza. En caso de usar un material de caucho, estas chapas se reunen formando un componente compuesto mediante un proceso de vulcanizacion con un material elastico. Ademas, se describe una multiplicidad de salientes conformados en las superficies de contacto de estos anillos. Estos salientes se disponen con una division uniforme en un anillo circular y se fabrican en forma de pasos

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de chapa.

Ademas, en el documento EP0893279B1 se describe una forma de realizacion generica de una rueda. En esta forma de realizacion, los medios amortiguadores estan realizados como dos anillos similares de un material

elastomerico que tienen cada uno una forma de cono truncado. Los dos anillos estan dispuestos

perpendicularmente con respecto al eje de la rueda y simetricamente con respecto a un plano central perpendicular al eje de la rueda, estando empotrados en cada anillo refuerzos metalicos dispuestos de forma contigua a la pared interior o exterior del anillo. Cada anillo presenta, en las paredes tanto interior como exterior en forma de tronco

conico del anillo, salientes que sobresalen impidiendo el deslizamiento. Las ruedas de este tipo con anillos

circunferenciales y un numero correspondiente de salientes tienen la desventaja de que presentan una adaptacion multiple entre los salientes de los anillos y los ahondamientos a juego del aro de rueda o del cuerpo de rueda o del aro de rueda. Las estrechas tolerancias de la geometna, necesarias en elementos de caucho anulares, especialmente con chapas en los lados exteriores o en el nucleo, y los salientes asf como su forma y posicion igualmente aumentan el coste de moldes de fabricacion. Igualmente, durante el montaje se pueden producir problemas de ajuste con las piezas metalicas contiguas de la rueda, en las que los ahondamientos correspondientes deben fabricarse igualmente con tolerancias exactas necesarias en cuanto a su geometna y su forma y posicion. Aqm, para permitir el montaje debe estar previsto un juego de distancia que influye de manera desventajosa en una transmision directa de fuerzas y momentos. Ademas, son relativamente elevados los costes de fabricacion y de almacenaje de los anillos como componentes relativamente grandes. Segun el diametro de la rueda, un fabricante tiene que producir en cada caso varios tamanos de construccion de este tipo de anillos para tener en cuenta los deseos del cliente. Ademas, la capa mas exterior de los salientes se compone de un material elastomerico que esta sujeto a un mayor desgaste en comparacion con metal. Por el desgaste de la capa elastomerica exterior, el juego en la adaptacion del juego mismo asf como su aumento pueden provocar el posible paso por resbalamiento de los medios amortiguadores entre los componentes de acero (aros de rueda, anillo de apriete y cuerpo de rueda) o acelerarlo.

Otra forma de realizacion generica conocida se describe en el documento EP2357092B1. En esta forma de realizacion, los medios amortiguadores estan realizados como varios bloques de caucho distribuidos homogeneamente por la circunferencia de la rueda. Los bloques de caucho estan dispuestos a ambos lados entre el alma circunferencial del aro de rueda y la brida anular del cuerpo de rueda o el anillo de apriete. Los bloques de caucho tienen una forma de sectores anulares y se extienden en sentido radial perpendicularmente al eje de rotacion de la rueda. Los bloques de caucho se componen cada uno de dos segmentos de caucho realizados o bien como bloques de caucho dispuestos uno encima de otro en el sentido radial y unidos entre ellos a traves de un alma de caucho o como dos bloques de caucho separados dispuestos radialmente uno encima de otro. Los segmentos de caucho presentan en cada caso unilateralmente un saliente con el que en el estado insertado engranan en un ahondamiento asignado del anillo de apriete o de la brida anular. Las ruedas de este tipo tienen especialmente la desventaja de que la altura de construccion radial es relativamente grande por los bloques de caucho que se extienden en sentido radial. Esto es indeseable especialmente en vehnculos de piso bajo aptos para minusvalidos. Ademas, cada segmento de caucho de los bloques de caucho presenta cada uno solo un saliente, de manera que fuerzas que se extiendan tangencialmente o fuerzas de torsion que se produzcan en los segmentos de caucho se absorben relativamente mal en los segmentos de caucho, lo que conduce a un desgaste mas rapido de los segmentos de caucho. Especialmente por la extension de los bloques de caucho en sentido radial perpendicularmente con respecto al eje de rotacion, las elevadas solicitaciones combinadas de cizallamiento y de presion conducen a elevadas fuerzas de cizallamiento en los bloques de caucho y especialmente en los salientes de los segmentos de caucho, de manera que estos se desgastan de forma relativamente rapida. Ademas, los segmentos de caucho de este tipo son sensibles frente al abatanado tal como se produce durante el funcionamiento de las ruedas, de manera que se pueden producir mas danos por temperaturas elevadas y por resbalamiento.

En las ruedas elasticas descritas anteriormente con un numero relativamente grande de bloques de caucho resulta desventajoso que para el montaje, los bloques de caucho individuales deben posicionarse manualmente y despues, durante el proceso de montaje, deben asegurarse para no salirse o caerse. Ademas, al usar bloques de caucho, a causa de intersticios entre los bloques de caucho puede resultar un comportamiento de suspension y de amortiguamiento no constante. El comportamiento no constante aumenta si se usan elementos de caucho que en la posicion montada estan dispuestos de forma no axialmente simetrica al eje de rueda.

La invencion tiene el objetivo de proporcionar una rueda para un vehuculo ferroviario que evite las desventajas y los problemas mencionados anteriormente y que permita una alta capacidad de solicitacion, una larga duracion de vida, un buen poder de suspension y de amortiguamiento, un ruido reducido, una necesidad de espacio reducida y una forma de construccion reducida, un facil mantenimiento y recambio y una buena rentabilidad.

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Segun la invencion, el objetivo se consigue mediante una rueda con las caractensticas de la parte caracterizadora de la reivindicacion 1 y mediante un medio amortiguador segun la reivindicacion 18 y mediante un aro de rueda segun la reivindicacion 19. Especialmente de tal forma que los medios amortiguadores estan realizados cada uno como al menos dos segmentos de anillo circular separados que se extienden en el sentido circunferencial de la rueda y que se extienden cada uno a traves de un segmento de cfrculo de la rueda con un angulo de punto central de al menos 30° a como maximo 180°, presentando los segmentos de anillo circular en las superficies de contacto al menos unilateralmente al menos dos levas de centrado que se extienden en sentido axial y a una distancia en el sentido circunferencial, que engranan por union geometrica en cavidades correspondientes en la brida anular del cuerpo de rueda o en el anillo de apriete y en el alma circunferencial del anillo de apriete y en el alma circunferencial del aro de rueda, presentando los segmentos de anillo circular un material elastomerico como nucleo, estando encerrado el nucleo de los segmentos de anillo circular por segmentos de chapa al menos en sus superficies de contacto que estan en contacto con el alma circunferencial del aro de rueda y en el anillo de apriete o la brida anular del cuerpo de rueda. Segun la invencion, resulta ventajoso si los segmentos de anillo circular presentan una altura radial inferior a su longitud circunferencial en su centro radial.

Tambien esta incluido en el marco de la invencion disponer en una superficie de contacto o un lado de los segmentos de anillo circular solamente una leva de centrado y, en la otra superficie de contacto o el otro lado, varias, especialmente dos levas de centrado.

Mediante la realizacion de los medios amortiguadores como varios segmentos de anillo circular que se extienden en el sentido circunferencial de la rueda, los medios amortiguadores se dividen en varios segmentos separados entre el alma circunferencial y la brida anular o entre el alma circunferencial y el anillo de apriete. Resulta especialmente ventajoso si cada segmento de anillo circular presenta en cada caso al menos dos levas de centrado en al menos una superficie de contacto. Esto permite un posicionamiento umvoco de los segmentos de anillo circular. De esta manera, se reduce el numero de ajustes necesarios por cada pieza que ha de ser montada, de manera que las tolerancias de fabricacion pueden dimensionarse mas grandes en relacion. De ello resulta una reduccion de los costes de fabricacion del aro de rueda, del anillo de apriete, de los medios amortiguadores y del cuerpo de rueda. Ademas, se simplifica el montaje de los medios amortiguadores, ya que se precisan menos ajustes simultaneos por pieza. Mediante la division de los medios amortiguadores en varios segmentos de anillo circular realizados de manera identica con un tamano relativamente pequeno en comparacion con anillos macizos se reduce el espacio necesario para el almacenamiento durante el montaje y el desmontaje. Ademas, los mismos segmentos de anillo circular pueden usarse eventualmente para diferentes diametros de rueda. Ademas, se requieren unos moldes y herramientas sensiblemente mas pequenos en la produccion. Igualmente, de esta manera pueden realizarse diametros de rueda mas pequenos. El encierro del nucleo formado por un material elastomerico de los segmentos de anillo circular por medio de segmentos de chapa permite absorber solicitaciones de cizallamiento y de presion mas elevadas y reduce el desgaste de los medios amortiguadores. La disposicion de al menos dos levas de centrado situadas a una distancia entre sf en el sentido circunferencial en un segmento de cfrculo mejora la durabilidad, ya que las fuerzas de extension tangencial que se producen en los segmentos de anillo circular o las fuerzas de torsion que se producen pueden ser absorbidas directamente en la rueda.

En una forma de realizacion ventajosa de la invencion, las levas de centrado del segmento de anillo circular estan realizadas como escudilla cerrada en la que el material elastomerico esta encerrado totalmente como camara por los segmentos de chapa. De manera ventajosa, los segmentos de anillo circular estan realizados como componente compuesto de un cuerpo de base de un material elastomerico y de chapas conformadas en una sola pieza. Especialmente, la forma de las levas de centrado del segmento de anillo circular esta realizada de forma cilmdrica, paraboloide o conica truncada. Estas caractensticas de realizacion mejoran la absorcion de las fuerzas que se produzcan y aumentan la durabilidad de los segmentos de anillo circular, minimizandose los costes de fabricacion.

En otra forma de realizacion ventajosa de la invencion, en la transicion de la forma basica del segmento de chapa a la leva de centrado del segmento de anillo circular esta realizada una acanaladura compuesta de radios, circunferencial alrededor de las levas de centrado, retranqueada hacia dentro al interior del material elastomerico. Esto minimiza la solicitacion de la zona de transicion de las levas de centrado al cuerpo base del segmento de anillo circular.

De manera ventajosa, en otra forma de realizacion de la invencion, las superficies de contacto de los segmentos de anillo circular y las superficies de apoyo aplicadas del alma circunferencial y del anillo de apriete o de la brida anular estan realizadas de tal forma que encierran un angulo de 45° a 90°, de manera ventajosa de 74° con el eje de rotacion de la rueda. Esto permite una division equilibrada de las cargas originadas en cargas de empuje y de presion y un comportamiento de suspension y de amortiguacion mejorado.

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Mas realizaciones ventajosas de la invencion resultan de la siguiente descripcion de figuras y de las reivindicaciones subordinadas.

Muestran:

la figura 1, una seccion parcial a traves de una primera forma de realizacion de una rueda segun la invencion en la zona de los medios de fijacion del anillo de apriete con una primera forma de realizacion de un segmento de anillo circular,

la figura 2, una seccion parcial a traves de una segunda forma de realizacion de una rueda segun la invencion con una segunda forma de realizacion de un segmento de anillo circular,

la figura 3, un alzado lateral de una rueda segun la invencion con la representacion y la vista frontal de los segmentos de anillo circular empleados,

la figura 4a, una representacion tridimensional de una primera forma de realizacion de un segmento de anillo circular no enganchado para una rueda segun la figura 1,

la figura 4b, un alzado lateral de la primera forma de realizacion de un segmento de anillo circular no enganchado para una rueda segun la figura 4a,

la figura 4c, una seccion transversal A-A del segmento de anillo circular segun la figura 4b,

la figura 4d, una seccion transversal B-B del segmento de anillo circular segun la figura 4b con levas de centrado realizadas de forma conica o en forma de cono truncado,

la figura 5a, un alzado lateral de una tercera forma de realizacion de un segmento de anillo circular no enganchado para una rueda segun la invencion,

la figura 5b, una seccion transversal A-A del segmento de anillo circular segun la figura 5a,

la figura 6, una representacion esquematica de una segunda disposicion segun la invencion de los segmentos de anillo circular de una rueda segun la invencion,

la figura 7, una representacion esquematica de una tercera disposicion segun la invencion, desplazada en el lado de anillo de apriete y de cuerpo de rueda, de los segmentos de anillo circular de una rueda segun la invencion, la figura 8, una representacion esquematica de una cuarta disposicion segun la invencion con segmentos de anillo circular de una rueda segun la invencion, dispuestos en diferentes trayectorias circulares,

la figura 9a, un alzado lateral parcial de otra forma de realizacion de dos extremos solapados contiguos de segmentos de anillo circular segun la invencion para una rueda segun la invencion,

la figura 9b, un alzado lateral parcial de otra forma de realizacion de dos extremos solapados contiguos de segmentos de anillo circular segun la invencion para una rueda segun la invencion,

las figuras 10a, 10b, una seccion transversal a traves de otras formas de realizacion de un segmento de anillo circular segun la invencion con levas de centrado realizadas de forma cilmdrica o parabolica y la figura 11, una seccion transversal a traves de otra forma de realizacion de un segmento de anillo circular segun la invencion con insertos de diferentes materiales, geometnas, cantidad y posicion en el nucleo, posibles, la figura 12, una seccion transversal a traves de otra forma de realizacion de un segmento de anillo circular segun la invencion con una abertura en los segmentos de chapa.

En las diferentes figuras del dibujo, las piezas identicas estan provistas siempre de los mismos signos de referencia.

Para la siguiente descripcion se reivindica que la invencion no esta limitada a los ejemplos de realizacion ni a todas las o varias caractensticas de combinaciones de caractensticas descritas, mas bien cada caractenstica parcial individual del / de cada ejemplo de realizacion tambien es de importancia para el objeto de la invencion de forma separada de todas las demas caractensticas parciales descritas en relacion con este y tambien en combinacion con cualesquiera caractensticas de otro ejemplo de realizacion.

Las figuras 1 y 2 muestran en cada caso una seccion parcial a traves de una primera y una segunda forma de realizacion de una rueda segun la invencion. La rueda comprende un aro de rueda 1, un cuerpo de rueda 3, un anillo de apriete 5 y varios medios amortiguadores realizados como segmentos de anillo circular 7. El aro de rueda 1 presenta un alma circunferencial 9 que se extiende desde su circunferencia interior en el sentido del eje de rotacion X-X. El cuerpo de rueda esta realizado como cubo de rueda de la rueda y presenta en su circunferencia exterior y en su lado frontal axial una brida anular 11 que se extiende radialmente hacia fuera. El anillo de apriete 5 esta dispuesto por union forzada y/o geometrica, a traves de medios de fijacion 13, en el cuerpo de rueda 3 en un lado frontal opuesto a la brida anular 11. En la figura 2, los medios de fijacion 13 no estan representados, ya que la seccion parcial de la figura 2 no pasa por los medios de fijacion 13. Los medios de fijacion 13 comprenden especialmente varios tornillos de rueda y agujeros roscados pertenecientes. Por medio del anillo de apriete 5, los segmentos de anillo circular 7 se someten a un pretensado lateral por presion, que se extiende en sentido aproximadamente axial X-X. Los medios de fijacion 13 estan dispuestos y distribuidos por la circunferencia de la rueda, de tal forma que se puede conseguir un pretensado uniforme de los segmentos de anillo circular 7.

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Al menos dos segmentos de anillo circular 7 separados estan dispuestos cada uno entre el anillo de apriete 5 y el alma circunferencial 9 9 del aro de rueda 1 y entre el alma circunferencial 9 y la brida anular 11 del cuerpo de rueda 3 y especialmente distribuidos en cada caso homogeneamente por la circunferencia del alma circunferencial a cada lado. Los segmentos de anillo circular 7 se extienden en el sentido circunferencial de la rueda. Especialmente, su altura radial es inferior a su longitud circunferencial en su centro radial. Los segmentos de anillo circular 7 presentan un nucleo 15 de un material elastomerico, estando encerrado el nucleo 15 de los segmentos de anillo circular 7 por segmentos de chapa 17, al menos en sus superficies de contacto aplicadas en el anillo de apriete 5 o en la brida anular 11 y en el alma circunferencial 9. El volumen de elastomero del nucleo 15 esta distribuido homogeneamente, especialmente en simetna especular con los ejes de seccion transversal del segmento de anillo circular 7. Los segmentos de anillo circular 7 presentan en las superficies de contacto, al menos unilateralmente, especialmente bilateralmente, varios, especialmente cada uno dos, levas de centrado 19 cerradas que se extienden preferentemente en sentido axial X-X. Segun la invencion es posible especialmente disponer en una superficie de contacto o en un lado de los segmentos de anillo circular 7 solo una leva de centrado 19 y disponer en la otra superficie de contacto o el otro lado, varias, especialmente dos levas de centrado 19. Los segmentos de chapa 17 estan hechos con las levas de centrado 19 preferentemente a partir de una pieza en bruto, especialmente mediante deformacion. Las levas de centrado 19 en una superficie de contacto estan dispuestas a una distancia entre sf en el sentido circunferencial. Las levas de centrado 19 engranan por union geometrica en cavidades 21 correspondientes en la brida anular 11 o en el anillo de apriete 5 y/o en el alma circunferencial 9. Especialmente, entre las levas de centrado 19 y un fondo de las cavidades 21 en el alma circunferencial 9 y/o en el anillo de apriete 5 o en la brida anular 11 existe un juego. Mediante las levas de centrado 19 y las cavidades 21 esta determinada la posicion de los segmentos de anillo circular 7 en la rueda y se puede dominar umvocamente en cuanto a las tolerancias.

En una forma de realizacion ventajosa, sobre las superficies exteriores de los segmentos de chapa 17, especialmente solo en las superficies base de los segmentos de chapa 17, es decir, no en la zona de las levas de centrado, esta aplicado un recubrimiento fino, preferentemente con un espesor situado en el intervalo de 0,1 mm a 3 mm, preferentemente de un elastomero. La capa elastomerica o el recubrimiento impiden la tendencia al micro- resbalamiento y por tanto al desgaste y la corrosion entre los segmentos de chapa y las superficies de contacto de los componentes adyacentes.

Como se puede ver en el alzado lateral de una rueda segun la invencion en la figura 3, en una forma de realizacion ventajosa, los segmentos de anillo circular 7 estan dispuestos unos al lado de otros entre el alma circunferencial 9 y la brida anular 11 o el anillo de apriete 5 en forma de un anillo circular, preferentemente de forma centrica, en una trayectoria circular K1 con un radio constante y un punto central Y de la rueda. De manera ventajosa, los segmentos de anillo circular 7 estan dispuestos radialmente de forma centrica en la trayectoria circular K1. Especialmente, en cada lado del alma circunferencial 9 estan dispuestos en cada caso cuatro segmentos de anillo circular 7. El numero de segmentos de anillo circular 7 puede ser sustancialmente par o impar. Resulta especialmente ventajoso si las levas de centrado 19 estan dispuestas en las superficies de contacto de los segmentos de anillo circular 7, de tal forma que las levas de centrado 19 se encuentren con su punto central igualmente en la trayectoria circular K1. Especialmente, los segmentos de anillo circular 7 estan realizados y dispuestos en la trayectoria circular K1 de tal forma que entre los lados frontales, contiguos en el sentido circunferencial, de dos segmentos de anillo circular 7 existe un juego y de esta manera queda formada una junta de dilatacion 23 entre los lados frontales. Las juntas de dilatacion 23 presentan especialmente una extension circunferencial de 0,05° como mmimo a 1° como maximo, preferentemente de 0,2° como mmimo a 0,3° como maximo. Con los tamanos usuales de ruedas elasticas con un diametro de cfrculo de rodadura de 500 mm a 860 mm, las juntas de dilatacion tienen especialmente un ancho de 1 mm como mmimo a 10 mm como maximo, preferentemente de 4 mm a 6 mm. Una medida minima de distancia en el sentido circunferencial entre los segmentos de cfrculo 7 impide un contacto de los segmentos de anillo circular 7 como consecuencia de tolerancias de fabricacion y en caso de compresion del elastomero y simplifica el montaje de los medios amortiguadores. Ademas, una junta de dilatacion de este tipo permite la ventilacion de los medios amortiguadores y por tanto una refrigeracion de los componentes. Juntas de dilatacion 23 mas grandes reducen el volumen de elastomero efectivo y por tanto la capacidad de soporte de los segmentos de anillo circular 7.

Las levas de centrado 19 del segmento de anillo circular 7 estan realizadas especialmente en cada caso como escudilla cerrada en la que el material elastomerico del nucleo 15 queda tambien encerrado completamente en la camara por los segmentos de chapa 17. Los segmentos de anillo circular 7 estan realizados de manera ventajosa como componente compuesto a partir del nucleo 15 de material elastomerico y los segmentos de chapa 17 conformados en una sola pieza. Los segmentos de chapa 17 estan unidos al material elastomerico del nucleo 15 especialmente por medio de vulcanizacion, encolado o compresion.

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En las figuras 4a, 4b, 4c y 4d esta representada una forma de realizacion ventajosa de un segmento de anillo circular 7 segun la invencion. La forma exterior de la leva de centrado 19 del segmento de anillo circular 7 preferentemente esta realizada en forma de tronco conico. Esto permite especialmente un montaje exacto y un asiento fijo de los segmentos de anillo circular 7 en las cavidades 21. Mediante una conformacion especial y la envoltura con los segmentos de chapa 17 se puede evitar especialmente tambien que los segmentos de anillo circular 7 se caigan de las cavidades 21 durante el montaje o el desmontaje. En esta forma de realizacion, las levas de centrado 19, opuestas en el sentido axial en diferentes superficies de contacto, de un segmento de anillo circular 7 se extienden radialmente a la misma distancia con respecto al eje de rotacion X-X. Las superficies de contacto de los segmentos de anillo circular 7 y especialmente los segmentos de chapa 17 de manera ventajosa estan realizados y dispuestos de tal forma que encierran con el eje de rotacion X-X un angulo p agudo situado en el intervalo de entre mas de 45° y 90° preferentemente 74°. Resulta especialmente ventajoso si en la transicion de la forma basica de un segmento de chapa 17, en las levas de centrado 19 del segmento de anillo circular 7 esta realizada una acanaladura 25 retranqueada hacia dentro al interior del material elastomerico del nucleo 15 y circunferencial alrededor de las levas de centrado 19, compuesta por radios. Pero, alternativamente, las levas de centrado 19 tambien pueden estar realizadas en forma de parabola o cilindro, como se puede ver por ejemplo en las figuras 10a, 10b, o en forma de tronco conico, como se puede ver por ejemplo igualmente en la figura 2.

En las figuras 5a, 5b esta representada una forma de realizacion adicional de un segmento de anillo circular 7 adicional segun la invencion. En esta forma de realizacion, las levas de centrado 19 opuestas en el sentido axial en diferentes superficies de contacto, de un segmento de anillo circular 7 se extienden radialmente a distinta distancia con respecto al eje de rotacion X-X. Por lo tanto, estan desplazadas radialmente unas respecto a otras.

De manera ventajosa, todos los segmentos de anillo circular 7 de una rueda estan realizados de forma identica como pieza individual. Los segmentos de anillo circular 7 estan realizados especialmente en simetna especular con respecto a su eje de seccion transversal Y-Y. Resulta especialmente ventajoso si un segmento de anillo circular 7 se extiende a traves de un segmento de cfrculo de la rueda con un angulo de punto central y de 60° a 120°, preferentemente de 90°. Con los tamanos de rueda usuales de ruedas elasticas resulta preferible una extension de al menos 30°, especialmente de al menos 60°, para que las levas de centrado 19 puedan realizarse de manera estable. Con una extension preferible de 90° se consigue un estado optimo entre los costes de fabricacion de los elementos amortiguadores, los costes de fabricacion de los componentes restante de la rueda y una realizacion estable de las levas de centrado 19. Especialmente, la distancia de los puntos centrales de dos levas de centrado 19 en el sentido circunferencial en una superficie de contacto de un segmento de anillo circular 7 esta realizada de tal forma que los puntos centrales de las levas de centrado 19 encierran un segmento de cfrculo de la rueda con un angulo de punto central a de 15° a 90°, preferentemente de 45°.

En una forma de realizacion ventajosa segun la figura 6 o segun la figura 7, los segmentos de anillo circular 7 estan dispuestos en un lado del alma circunferencial 9 del aro de rueda 1 de forma desplazada en un angulo Q determinado de 15° a 60°, especialmente de 45°, con respecto a los segmentos de anillo circular 7 en el otro lado del alma circunferencial 9.

Segun la figura 8, en otra forma de realizacion ventajosa, los segmentos de anillo circular 7 estan dispuestos entre el alma circunferencial 9 y la brida anular 11 o el anillo de apriete 5 en un lado del alma circunferencial 9 en al menos dos grupos de forma desplazada uno respecto a otro con trayectorias circulares K1 y K2 distintos al eje de rotacion de la rueda, con radios diferentes. Resulta ventajoso si los grupos de los segmentos de anillo circular 7 estan dispuestos en simetna especular con respecto al plano central de la rueda, estando desplazadas de forma angular unas respecto a otras las juntas de dilatacion 23 de los segmentos de anillo circular 7 de los distintos grupos.

En las figuras 9a y 9b estan representadas otras formas de realizacion ventajosas de los extremos de los segmentos de anillo circular 7 en los que dos segmentos de anillo circular 7 adyacentes estan realizados de forma solapada en los extremos correspondientes entre las juntas de dilatacion 23.

La figura 11 muestra otra forma de realizacion ventajosa de un segmento de anillo circular 7 en el que en el nucleo 15 estan dispuestos adicionalmente insertos 27 en la capa de elastomero. Los insertos pueden estar realizados en diferentes materiales, con diferentes geometnas y con un numero o una posicion distintos. Especialmente, pueden componerse de chapas, alambres o estar realizados como genero de punto o cojm. Esto permite adaptar la elasticidad de los segmentos de anillo circular 7 a determinados requisitos de suspension o de amortiguacion.

La brida anular 11 del cuerpo de rueda 3, el anillo de apriete 5 y el alma circunferencial 9 del aro de rueda 1 presentan superficies de contacto realizados con precision de ajuste con respecto a la forma de realizacion empleada del segmento de anillo circular 7 segun la invencion y cavidades 21 correspondientes.

5

10

15

20

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30

35

40

45

50

La figura 12 muestra otra realizacion ventajosa de un segmento de anillo circular 7 segun la invencion. En los segmentos de chapa 17, en la zona de las levas de centrado 19 esta dispuesta al menos una abertura 29. La abertura 29 puede estar rellena por material del nucleo 15 o, tal como esta representado aqm, no estar rellena por material del nucleo 15. La abertura preferentemente esta dispuesta de forma centrica en la leva de centrado19. La abertura 29 ofrece especialmente la ventaja de simplificar el proceso de conformacion de los segmentos de chapa 17, especialmente en caso de usar materiales mas solidos o gruesos. De este modo, de manera ventajosa se puede conseguir mas facilmente una conformacion con precision de ajuste de los segmentos de chapa 17. La abertura 29 es posible especialmente en combinacion con todas las formas de realizacion descritas anteriormente de las levas de centrado 19.

La invencion no esta limitada a los ejemplos de realizacion representados y descritos, sino que comprende tambien cualesquiera otros en el sentido de la invencion. La figura 12 muestra otra realizacion ventajosa de un segmento de anillo circular 7 segun la invencion. En los segmentos de chapa 17, en la zona de las levas de centrado 19 esta dispuesta al menos una abertura 29. La abertura 29 puede estar rellena por material del nucleo 15 o, tal como esta representado aqm, no estar rellena por material del nucleo 15. La abertura preferentemente esta dispuesta de forma centrica en la leva de centrado 19. La abertura 29 ofrece especialmente la ventaja de simplificar el proceso de conformacion de los segmentos de chapa 17, especialmente en caso de usar materiales mas solidos o gruesos. De este modo, de manera ventajosa se puede conseguir mas facilmente una conformacion con precision de ajuste de los segmentos de chapa 17. La abertura 29 es posible especialmente en combinacion con todas las formas de realizacion descritas anteriormente de las levas de centrado 19.

Lista de signos de referencia

I Aro de rueda

3 Cuerpo de rueda 5 Anillo de apriete 7 Segmentos de anillo circular 9 Alma circunferencial

II Brida anular

13 Medios de fijacion 15 Nucleo

17 Segmentos de chapa 19 Levas de centrado 21 Cavidades 23 Junta de dilatacion 25 Acanaladura 27 Insertos 29 Abertura

a Angulo distancia leva de centrado p Angulo superficies de contacto segmento de cfrculo Y Angulo longitud segmento de cfrculo Q Angulo desplazamiento segmentos de anillo circular

K1, K2 Trayectoria circular X-X Eje de rotacion

A-A Eje de seccion transversal segmento de cfrculo B-B Eje de seccion transversal segmento de cfrculo Y-Y Eje de seccion transversal segmento de cfrculo

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

REIVINDICACIONES

1. - Rueda para un vetuculo ferroviario que presenta un aro de rueda (1) con un alma circunferencial (9) que esta realizada en la circunferencia interior del aro de rueda (1) y se extiende en el sentido del eje de rotacion (X-X) de la rueda, un cuerpo de rueda (3) con una brida anular (11) que esta realizada en la circunferencia exterior y en un lado frontal axial del cuerpo de rueda (3) y se extiende radialmente hacia fuera, y un anillo de apriete (5) montado por union forzada y/o geometrica, a traves de medios de fijacion (13), en el cuerpo de rueda (3) en un lado frontal opuesto a la brida anular (11), estando dispuestos en cada caso medios amortiguadores entre el anillo de apriete (5) y el alma circunferencial (9) del aro de rueda (1) y entre el alma circunferencial (9) del aro de rueda (1) y la brida anular (11) del cuerpo de rueda (3), caracterizada porque cada uno de los medios amortiguadores estan realizados como al menos dos segmentos de anillo circular (7) que se extienden en el sentido circunferencial de la rueda y que se extienden en cada caso a traves de un segmento de cfrculo de la rueda con un angulo de punto central (y) de al menos 30° a como maximo 180°, presentando los segmentos de anillo circular (7), en sus superficies de contacto aplicadas en el alma circunferencial (9) del aro de rueda (1) y en el anillo de apriete (5) o en la brida anular (11) del cuerpo de rueda (3), al menos unilateralmente al menos dos levas de centrado (19) que se extienden en sentido axial y a una distancia en el sentido circunferencial, que engranan por union geometrica en cavidades (21) correspondientes en el alma circunferencial (9) del aro de rueda (1) y en la brida anular (11) del cuerpo de rueda (3) o en el anillo de apriete (5), presentando los segmentos de anillo circular (7) un material elastomerico como nucleo (15), estando encerrado el nucleo (15) de los segmentos de anillo circular (7) por segmentos de chapa (17) al menos en sus superficies de contacto .
2. - Rueda segun la reivindicacion 1, caracterizada porque en una superficie de contacto o un lado de los segmentos de anillo circular (7) esta dispuesta en cada caso una leva de centrado (19) y en la otra superficie de contacto o el otro lado estan dispuestas varias, especialmente dos levas de centrado (19).
3. - Rueda segun la reivindicacion 1, caracterizada porque cada uno de los segmentos de anillo circular (7) presenta exactamente dos levas de centrado (19) en cada superficie de contacto.
4. - Rueda segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la forma de las levas de centrado (19) de los segmentos de anillo circular (7) esta realizada en forma de cono truncado, de forma cilmdrica o de forma parabolica.
5. - Rueda segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque en la transicion de la forma base del segmento de chapa (17) a la leva de centrado (19) del segmento de anillo circular (7) esta realizada una acanaladura (25) compuesta de radios, retranqueada hacia dentro al interior del material elastomerico y circunferencial alrededor de las levas de centrado (19).
6. - Rueda segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los segmentos de anillo circular (7) estan dispuestos, circunferencialmente unos al lado de otros, entre el alma circunferencial (9) y la brida anular (11) o el anillo de apriete (5) en forma de un anillo circular en una trayectoria circular (K1) con un radio constante.
7. - Rueda segun la reivindicacion 6, caracterizada porque los segmentos de anillo circular (7) estan realizados y dispuestos en la trayectoria circular (K1) de tal forma que entre los lados frontales, opuestos en el sentido circunferencial, de dos segmentos de anillo circular (7) existe un juego y de esta manera queda formada una junta de dilatacion (23), especialmente con una extension circunferencial de 0,05° como mmimo a 1° como maximo, preferentemente de 0,2° a 0,3°, entre los lados frontales.
8. - Rueda segun la reivindicacion 7, caracterizada porque grupos de los segmentos de anillo circular (7) estan dispuestos en simetna especular con respecto a un plano central de la rueda, estando desplazadas las juntas de dilatacion (23) de los segmentos de anillo circular (7) de los distintos grupos en un angulo unas respecto a otras.
9. - Rueda segun las reivindicaciones 7 u 8, caracterizada porque dos segmentos de anillo circular (7) adyacentes estan realizados de forma solapada entre las juntas de dilatacion (23) en los extremos correspondientes.
10. - Rueda segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque los segmentos de anillo circular (7) estan dispuestos entre el alma circunferencial (9) y la brida anular (11) o el anillo de apriete (5) en al menos dos grupos de forma desplazada uno respecto a otro, con trayectorias circulares (K1, K2) distintos al eje de rotacion (XX), con radios diferentes.
11. - Rueda segun una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque entre las levas de centrado (19) y un fondo de las cavidades (21), en el alma circunferencial (9) y el anillo de apriete (5) o la brida anular (11) existe un

5

10

15

20

25

30

35

juego.
12. - Rueda segun una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque las superficies de contacto de los segmentos de anillo circular (7) y las superficies de contacto aplicadas del alma circunferencial (9) y del anillo de apriete (5) o de la brida anular (11) estan realizadas extendiendose perpendiculares al eje de rotacion (X-X).
13. - Rueda segun una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque las superficies de contacto de los segmentos de anillo circular (7) y las superficies de contacto aplicadas del alma circunferencial (9) y del anillo de apriete (5) o de la brida anular (11) estan realizadas de tal forma que encierran con el eje de rotacion (X-X) un angulo (p) de 45° a 90°, preferentemente de 74°.
14. - Rueda segun una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque un segmento de anillo circular (7) se extiende a traves de un segmento de cfrculo de la rueda con un angulo de punto central (y) de 60° a 120°, preferentemente de 90°.
15. - Rueda segun una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque la distancia de los puntos centrales de dos levas de centrado (19) en el sentido circunferencial en una superficie de contacto de un segmento de anillo circular (7) esta realizada de tal forma que los puntos centrales de las levas de centrado (19) encierran un segmento de cfrculo de la rueda con un angulo de punto central (a) de 15° a 90°, preferentemente de 45°.
16. - Rueda segun una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque las levas de centrado (19) de un segmento de anillo circular (7), opuestas una a otra en sentido axial en diferentes superficies de contacto, se extienden radialmente a distinta distancia con respecto al eje de rotacion (X-X).
17. - Rueda segun una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizada porque en los segmentos de chapa (17), en la zona de las levas de centrado (19), esta dispuesta al menos una abertura (29).
18. - Medio amortiguador para el uso en una rueda segun una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizada por las caractensticas del segmento de anillo circular (7) segun una de las reivindicaciones 1 a 17.
19. - Aro de rueda (1) para el uso en una rueda segun una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizada por las caractensticas del aro de rueda (1) segun una de las reivindicaciones 1 a 17, estando realizada el alma circunferencial (9) del aro de rueda (1) de manera adecuada para recibir los medios amortiguadores segun la reivindicacion 18.