ES2919931T3 - Amortiguador de freno de vía - Google Patents

Abstract

La invención se relaciona con un amortiguador de freno de riel (100) que comprende una disposición de pistón de cilindro (108). Según la invención, el dispositivo de amortiguación (126/136) asignado al pistón (114) comprende al menos una válvula de amortiguación (126) que tiene al menos un canal de pistón (128), que pasa a través del pistón (114), conectando la Dos cámaras operativas (144, 146) del cilindro (110) y un elemento de cierre (126a) asignado al canal del pistón (128). El elemento de cierre (126a) se carga precarga de primavera con el efecto de cerrar el canal del pistón (128) y se actúa sobre la presión hidráulica que prevalece en la cámara de operación (144) hacia lejos de la varilla del pistón (112) con el Efecto de abrir la válvula de amortiguación (126). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Amortiguador de freno de vía

La invención se refiere a un amortiguador de freno de vía de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Al colocar los vagones en los extremos de una vía, en particular en centros de distribución de mercancías, existe el problema de que los vagones que ya se han juntado para formar un tren son empujados de nuevo por los vagones que llegan posteriormente, por lo que tienden a ponerse de nuevo en movimiento.

En extremos de vía esto puede conducir, por ejemplo, a que los vagones se desplacen de manera accidental contra un parachoques. En el peor de los casos, puede incluso existir el riesgo de que el vagón descarrile. Además, en las vías continuas, es decir, las vías con un extremo abierto, no es deseable que un vagón se salga de la vía antes de que todos los vagones del tren estén completamente conectados entre sí. Un tercer caso de aplicación son finalmente vías en rampas de estaciones de clasificación en las que los vagones que distribuyen entre diferentes vías. Tampoco en este caso es deseable que los vagones se pongan en movimiento por sí mismos.

Estos problemas se han vuelto más y más importantes con el tiempo porque, por ejemplo, la fricción en los cojinetes de los ejes de los vagones se ha optimizado hasta el punto de que los vagones ya no se frenan debido a la fricción.

Por el documento DE 31 20016 C2 genérico se conoce un amortiguador que, a velocidades muy bajas del vagón y en condiciones casi estáticas, no produce prácticamente ningún efecto de frenado y solo se activa a partir de una velocidad de vuelco predeterminada. Por lo tanto, este amortiguador no es capaz de solucionar el problema anteriormente mencionado. Por lo tanto, hay que prever sistemas de frenado adicionales para velocidades de vuelco bajas y condiciones cuasi estacionarias.

Se remite además a los documentos US 4203507 A, US 2638339 A1, US 2005/205364 A1, WO 2006/029421 A1 y FR 2562971 A1.

Por lo tanto, la invención tiene el objetivo de indicar un amortiguador de freno de vía del tipo mencionado al principio que sea capaz de contrarrestar los problemas explicados anteriormente.

Este objetivo se resuelve de acuerdo con la invención mediante un amortiguador de freno de vía según la reivindicación 1.

Si un vagón se mueve lentamente contra un extremo libre del vástago de pistón e intenta empujar el pistón hacia el interior del cilindro, el al menos un canal de pistón permanece por efecto de la pretensado de resorte aún cerrado por medio del al menos un elemento de cierre. La fuerza de cierre de la pretensado de resorte se selecciona a este respecto de tal modo que el al menos un elemento de cierre solo se levanta del pistón cuando sobre el vástago de pistón actúa una fuerza predeterminada que, sin embargo, siempre es inferior a la fuerza que haría que el vagón descarrilara. Hasta que el al menos un elemento de cierre se levanta del pistón, el amortiguador de freno de vía actúa como obstáculo rígido que es capaz de mantener el vagón en su sitio. Si se supera la fuerza predeterminada, es decir, tras el levantamiento del al menos un elemento de cierre del pistón, puede fluir fluido hidráulico desde la cámara de trabajo orientada en sentido opuesto al vástago de pistón a través del al menos un canal de pistón hacia la cámara de trabajo orientada hacia el vástago de pistón, de tal modo que el pistón puede moverse al interior del cilindro. La resistencia que opone la válvula de amortiguación al flujo del fluido hidráulico frena el vagón.

El amortiguador de freno de vía de acuerdo con la invención representa, por tanto, a velocidades de vuelco bajas y condiciones casi estacionarias un obstáculo rígido que es capaz de mantener el vagón en su sitio. Cuando se supera una velocidad de vuelco predeterminada, dicho de manera más precisa, una fuerza predeterminada aplicada por el vagón al amortiguador de freno de vía, el amortiguador de freno de vía actúa, por el contrario, como elemento de amortiguación que frena el movimiento del vagón.

Básicamente es concebible que el propio al menos un elemento de cierre proporcione la fuerza de pretensado de resorte, por ejemplo, estando configurado como elemento de resorte.

Según la invención, el al menos un elemento de cierre está pretensado por resorte por medio del al menos un resorte de pretensado de válvula configurado por separado en el sentido del cierre del al menos un canal de pistón. El al menos un elemento de cierre debe estar configurado como esfera.

En función del respectivo caso de aplicación específico, el al menos un elemento de cierre puede estar formado de metal, por ejemplo, acero o cobre, o de plástico, por ejemplo, politetrafluoroetileno (PTFE).

El comportamiento de apertura del equipo de amortiguación en el funcionamiento de presión, es decir, al retraerse el vástago de pistón en el cilindro, se determina por la interacción de la fuerza dirigida en la dirección de apertura y la fuerza y dirigida en la dirección de cierre. La fuerza dirigida en dirección de apertura de la al menos una válvula de amortiguación adicional se calcula a este respecto como producto de la presión hidráulica que impera en la cámara de trabajo orientada en sentido opuesto al vástago de pistón, y la superficie de sección transversal total del al menos un canal de pistón. Y la fuerza dirigida en la dirección de cierre puede ser igual a la fuerza de pretensado del resorte en una buena aproximación, ya que la presión hidráulica que impera en la cámara de trabajo que contiene el vástago de pistón, cuando el vagón de mercancías actúa sobre el vástago de pistón, es insignificante comparada con la presión hidráulica que impera en la cámara de trabajo orientada en sentido opuesto al vástago de pistón. Si hay una pluralidad de resortes de pretensado de válvula, la fuerza dirigida en la dirección de cierre se calcula como la suma de las fuerzas de pretensado de resorte de los resortes de pretensado de la válvula.

De acuerdo con la invención, debe estar prevista una pluralidad de canales de pistón. Sobre sus elementos de cierre asociados puede actuar en cada caso un resorte de pretensado de válvula independiente. Por medio de un equipo de amortiguación así configurado podría proporcionarse un comportamiento de apertura escalonada de acuerdo con el cual el equipo de amortiguación no se abriera de golpe al sobrepasarse una presión límite predeterminada, sino que, en primer lugar, se efectuara una preapertura, por ejemplo, de solo un canal de pistón antes de que se liberaran todos los canales de pistón.

El al menos un resorte de pretensado de válvula puede actuar directamente sobre el elemento de cierre asociado. De acuerdo con la invención, el al menos un resorte de pretensado de válvula actúa por medio de un elemento de apoyo sobre el elemento de cierre asociado. Incluso es posible que un resorte de pretensado de válvula actúe por medio de un elemento de apoyo sobre una pluralidad de elementos de cierre.

De acuerdo con la invención, el pistón es atravesado por una pluralidad de canales de pistón que conectan las cámaras de trabajo, y a cada uno de los cuales está asociado un elemento de cierre independiente, estando asociada a los elementos de cierre una placa de apoyo común sobre la que actúa el resorte de pretensado de válvula. Esto posibilita ajustar la fuerza de amortiguación deseada en cada caso mediante una selección adecuada de la respectiva superficie de sección transversal de los canales de pistón adaptándose al resorte de pretensado de válvula utilizado en cada caso. Por ejemplo, el resorte de pretensado de válvula puede estar formado por un paquete de resortes de disco.

Para poder permitir un movimiento del resorte de pretensado de válvula junto con el vástago de pistón, se propone que el resorte de pretensado de válvula se apoye en un elemento unido de manera operacionalmente fija con el vástago de pistón. El elemento unido de manera operacionalmente fija con el vástago de pistón puede estar formado, por ejemplo, por un manguito que se puede unir con el vástago de pistón, por ejemplo, mediante crimpado.

El elemento unido de manera operacionalmente fija con el vástago de pistón, en relación con la presente invención, puede asumir aún otra función más. Y concretamente su extremo orientado en sentido opuesto al resorte de pretensado de válvula puede servir para acoplarse a un resorte de tope final que también puede estar configurado como paquete de resortes de disco. Este resorte de tope final tiene el objetivo de absorber en el tope final la energía de impacto con la que el vástago de pistón y el pistón se disparan hacia arriba cuando el vagón libera de nuevo el amortiguador.

Como en sí se conoce, la disposición de cilindro-pistón puede presentar, además, un espacio de compensación llenado de gas. El llenado de gas de este espacio de compensación puede comprimirse cuando el vástago de pistón se mueve al interior del cilindro y así proporcionar espacio para el volumen de fluido hidráulico desplazado por el vástago de pistón.

En un perfeccionamiento de la invención, se propone que, de manera adyacente al extremo del cilindro por el que el vástago de pistón sale del cilindro, esté dispuesto un elemento de inserción en la cámara de trabajo orientada hacia el vástago de pistón que rodee al menos en su extremo orientado hacia el pistón el vástago de pistón o un elemento unido con este dejando un intersticio. En este elemento de inserción, puede estar previsto el espacio de compensación llenado de gas. A este respecto, el hecho de que el elemento de inserción llegue hasta vástago de pistón, dejando un intersticio, asegura que las turbulencias de flujo que provoca el fluido hidráulico que sale a gran velocidad de los canales de pistón no pueda afectar al llenado de gas del espacio de compensación, en particular que no se pueda producir un espumado del fluido hidráulico por medio del llenado de gas. A través del intersticio dejado entre el vástago de pistón y el elemento de inserción, fluye únicamente una cantidad de fluido hidráulico que se corresponde con el volumen de la sección del vástago de pistón que se ha movido dentro del cilindro o fuera del cilindro. Con esta cantidad relativamente pequeña de fluido hidráulico no existe peligro de espumado.

Otra función del elemento de inserción puede ser proporcionar un apoyo para el resorte de tope final. Además, el elemento de inserción también puede servir como tope para el resorte de pretensado de válvula, de tal modo que este pueda reforzar el efecto del resorte de tope final.

Para poder permitir que el vástago de pistón pueda volver a moverse fuera del cilindro, en un perfeccionamiento de la invención se propone que el equipo de amortiguación comprenda al menos una válvula de amortiguación adicional con al menos un canal de pistón adicional que atraviese el pistón en el sentido de una conexión de las dos cámaras de trabajo y al menos un elemento de cierre adicional asociado al canal de pistón adicional, estando pretensado el al menos un elemento de cierre adicional por al menos un resorte de pretensado de válvula adicional en el sentido del cierre del al menos un canal de pistón adicional y estando solicitado por la presión hidráulica que impera en la cámara de trabajo atravesada por el vástago de pistón en el sentido de la apertura de la al menos una válvula de amortiguación adicional. La fuerza de amortiguación de la al menos una válvula de amortiguación adicional se selecciona a este respecto preferentemente de tal modo que, por un lado, se restablece lo más rápido posible el estado extendido del vástago de pistón y, por tanto, el estado de disponibilidad funcional del amortiguador de freno de vía después de que el vagón haya liberado de nuevo el amortiguador de freno de vía, pero, por otro lado, la energía de impacto de vástago de pistón y pistón se limita a un valor que no perjudica la vida útil del amortiguador de freno de vía.

También en este caso es posible que el pistón sea atravesado por una pluralidad de canales de pistón adicionales que unan las cámaras de trabajo, y a cada uno de los cuales esté asociado un elemento de cierre adicional independiente, estando asociada a los elementos de cierre adicionales una placa de apoyo común adicional sobre la que actúa el resorte de pretensado de válvula adicional. Básicamente, también para los componentes de la al menos una válvula de amortiguación adicional se ofrecen las posibilidades de variación que se han explicado anteriormente para la al menos una válvula de amortiguación.

El comportamiento de apertura del equipo de amortiguación en el funcionamiento eyector, es decir, al salir el vástago de pistón del cilindro, es determinado por la interacción de la fuerza dirigida en dirección de apertura de la al menos una válvula de amortiguación adicional y la fuerza dirigida en dirección de cierre. La fuerza en la dirección de apertura se calcula a este respecto como el producto de la presión hidráulica, que impera en la cámara de trabajo que contiene el vástago de pistón, y la superficie de sección transversal total del al menos un canal de pistón adicional. Y la fuerza dirigida en dirección de cierre puede situarse, debido al efecto del dispositivo eyector, de manera aproximada igual a la fuerza de pretensado de resorte del al menos un resorte de pretensado de válvula adicional. Si hay una pluralidad de resortes de pretensado de válvula adicionales, la fuerza dirigida en la dirección de cierre se calcula como la suma de las fuerzas de pretensado de resorte de los resortes de pretensado de la válvula adicionales.

Por ejemplo, el al menos un resorte de pretensado de válvula adicional puede estar formado por un resorte helicoidal, por ejemplo, un resorte de compresión helicoidal, un resorte de disco o similar. Además, el al menos un resorte de pretensado de válvula adicional puede apoyarse en un elemento que esté unido de manera operacionalmente fija con una sección del vástago de pistón que atraviese el pistón. Este elemento puede estar formado, por ejemplo, por una placa que esté atornillada con el extremo dispuesto en el cilindro del vástago de pistón por medio de una tuerca.

En un perfeccionamiento de la invención, se propone que la disposición eyectora comprenda al menos un resorte de eyección, por ejemplo, al menos un resorte de compresión helicoidal, y/o al menos un resorte de disco que está dispuesto en la cámara de trabajo orientada en sentido opuesto al vástago de pistón, y/o al menos un volumen de gas comprimido. Básicamente, bastaría el volumen de gas comprimido que debe preverse en cualquier caso para la compensación del volumen ocupado por el vástago de pistón al introducirse en el cilindro y que se libera de nuevo la extraerse del cilindro. Tras la inserción del vástago de pistón en el marco del movimiento de vagón de mercancías, se establecería un estado, concretamente cuando la al menos una válvula de amortiguación adicional se mantuviera cerrada de tal modo que no pudiera intercambiarse fluido hidráulico entre las cámaras de trabajo, en el que el pistón estaría quieto. En este estado, en la cámara de trabajo que aloja el vástago de pistón imperaría una mayor presión que en la cámara de trabajo orientada en sentido opuesto al vástago de pistón. Esto está condicionado por el hecho de que el pistón de la cámara de trabajo que aloja el vástago de pistón, debido a la superficie ocupada por la sección transversal del vástago de pistón, ofrece una superficie menor que la cámara de trabajo orientada en sentido opuesto al vástago de pistón. Si la al menos una válvula de amortiguación adicional está configurada y dimensionada de tal modo que la diferencia de presión entre las dos cámaras de trabajo basta para abrir la al menos una válvula de amortiguación adicional, no se puede ajustar el estado anteriormente descrito y el vástago de pistón es expulsado de manera continua. En este contexto, el volumen de gas comprimido hace posible mantener en valor de la presión en un orden de magnitud que asegura que el vástago del pistón sea empujado fuera del cilindro rápidamente. La expulsión rápida del vástago de pistón se puede reforzar más si la disposición eyectora comprende una disposición de resorte eyector que puede comprender, por ejemplo, dos resortes helicoidales dispuestos uno dentro de otro.

Con el fin de poder evacuar la energía disipada durante el funcionamiento del amortiguador de freno de vía al entorno exterior de forma sencilla, puede estar previsto que el cilindro esté configurado en su superficie exterior con aletas de refrigeración.

En un perfeccionamiento de la invención, se propone que la disposición de cilindro-pistón esté alojada en una carcasa que comprende una parte de fondo asociada al cilindro y una parte de cubierta asociada al vástago de pistón, que puede desplazarse con respecto a la parte de fondo.

También puede haber al menos una abertura en una superficie de delimitación inferior de la parte de fondo a través de la cual el aire presente en la carcasa pueda ser expulsado cuando la parte de cubierta se retrae en la parte de fondo y pueda introducirse de nuevo aire fresco en la carcasa cuando la parte de cubierta se extienda de nuevo. Esto crea un flujo de aire en la carcasa que se mueve pasando por las aletas de refrigeración del cilindro y, por tanto, proporciona una refrigeración efectiva de la disposición de cilindro-pistón. Esto es importante en particular porque el amortiguador de freno de vía por carrera de trabajo absorbe tanta energía que se calienta aproximadamente de 1,0 °K a 1,5 °K. Teniendo en cuenta el elevado número de vagones que puede presentar, por ejemplo, un tren de mercancías y el hecho de que cada vagón puede presentar generalmente hasta cuatro ejes, se comprende fácilmente que es imprescindible una refrigeración efectiva del amortiguador de freno de vía.

Cuando se agrupan los vagones en una vía para formar un tren de mercancías, estos son sacados de la vía respectiva por una locomotora de maniobras. Esto implica un elevado número de activaciones del amortiguador de freno de vía en muy poco tiempo y entraña así el peligro de un sobrecalentamiento y, por tanto, un daño, cuando no la destrucción del amortiguador de freno de vía. Pero también la potencia de remolque de la locomotora de maniobra requerida para la activación del amortiguador de freno de vía es desventajosa.

Para resolver este problema ya se ha propuesto en el estado de la técnica plegar lateralmente el amortiguador de freno de vía en su conjunto o retraerlo axialmente para evitar su activación al sacar el tren de mercancías de la respectiva vía.

Estas formas de realización son, sin embargo, todas ellas constructivamente laboriosas, en particular también porque el mecanismo de plegado o retracción debe estar diseñado para poder soportar las fuerzas de activación que se generan durante el uso previsto.

Para solucionar este problema adicional, un perfeccionamiento de la invención prevé que el equipo de amortiguación comprenda un equipo de reducción de fuerza de amortiguación asociado a la al menos una válvula de amortiguación, en particular un equipo de reducción de fuerza de amortiguación, que está diseñado para reducir la fuerza de amortiguación de la al menos una válvula de amortiguación adicional en caso de incremento de la temperatura del amortiguador de freno de vía. Una fuerza de amortiguación menor al introducir el vástago de pistón en el cilindro también tiene como consecuencia una menor disipación de energía y, por tanto, un menor calentamiento del amortiguador de freno de vía.

Si la fuerza de amortiguación se reduce continuamente al elevarse la temperatura, se puede conseguir una limitación de la temperatura de funcionamiento del amortiguador de freno de vía. Para ello, por ejemplo, puede estar previsto que el equipo de reducción de fuerza de amortiguación asociado a la al menos una válvula de amortiguación comprenda un dispositivo de ajuste que se ajuste automáticamente si se produce un cambio de temperatura. Por ejemplo, tal dispositivo de ajuste puede estar formado por una unidad metálica de memoria y/o una unidad de cera de expansión. Este diseño del dispositivo de ajuste tiene la ventaja adicional de que el amortiguador de freno de vía puede estar configurado como unidad en sí cerrada que funcione autónomamente y que esté libre de conexiones para el suministro de energía y/o señales.

Básicamente, también es concebible que el equipo de reducción de fuerza de amortiguación asociado a la al menos una válvula de amortiguación comprenda un dispositivo de ajuste accionable de manera eléctrica y/o electromotriz y/o electromagnética y/o neumática y/o hidráulica. Tal dispositivo de ajuste puede accionarse, por ejemplo, antes de que la locomotora de maniobra comience a sacar el tren de mercancías de la respectiva vía. Por medio de un dispositivo de ajuste de este tipo también es posible reducir la fuerza de amortiguación de la al menos una válvula de amortiguación adicional esencialmente a cero, por ejemplo, abriendo un bypass entre las dos cámaras de trabajo del cilindro o un conducto esencialmente libre de amortiguación que vaya desde la cámara de trabajo orientada en sentido opuesto al vástago hasta un depósito de inercia.

Adicional o alternativamente, sin embargo, también puede estar previsto que el equipo de amortiguación comprenda un equipo de elevación de fuerza de amortiguación asociado a la al menos una válvula de amortiguación adicional, en particular, un equipo de elevación de fuerza de amortiguación, que está diseñado para elevar la fuerza de amortiguación de la al menos una válvula de amortiguación adicional en caso de incremento de la temperatura del amortiguador de freno de vía.

Con respecto al dispositivo de ajuste para el accionamiento del equipo de elevación de fuerza de amortiguación, se puede remitir a las explicaciones anteriores relativas al dispositivo de ajuste para el accionamiento del equipo de reducción de fuerza de amortiguación.

Por medio de tal equipo de elevación de fuerza de amortiguación, se puede ralentizar el movimiento de salida del vástago de pistón tras un accionamiento del amortiguador de freno de vía. De este modo, se consigue que no vuelva a estar totalmente extendido al inicio de la siguiente operación, de tal modo que, en la siguiente activación, correspondientemente se disipa menos energía, lo que a su vez redunda en un menor calentamiento del freno de vía. Si la fuerza de amortiguación de la al menos una válvula de amortiguación adicional se eleva esencialmente sin fin, se puede evitar esencialmente por completo un movimiento de expulsión del vástago de pistón.

Adicional o alternativamente, sin embargo, también puede estar previsto que el amortiguador de freno de vía comprenda un dispositivo de bloqueo que está diseñado para sujetar la unidad formada por pistón y vástago de pistón en un estado del vástago de pistón retraído en el cilindro. También mediante un dispositivo de bloqueo de este tipo se puede impedir un movimiento de expulsión del vástago de pistón.

Con respecto al dispositivo de ajuste para el accionamiento del dispositivo de bloqueo, se puede remitir de nuevo a las explicaciones anteriores relativas al dispositivo de ajuste para el accionamiento del equipo de reducción de fuerza de amortiguación.

La invención se explica con más detalle a continuación con un ejemplo de realización y haciendo referencia a los dibujos adjuntos. Representan:

la Figura 1 una representación esquemática de un amortiguador de freno de vía de acuerdo con la invención dispuesto en un lecho de vía;

la Figura 2 una vista en sección del amortiguador de freno de vía de acuerdo con la invención;

la Figura 3 una vista en sección ampliada de un fragmento de la figura 2;

las Figuras 4a y 4b vistas en sección del amortiguador de freno de vía de acuerdo con la invención que presentan diferentes formas de realización de dispositivos auxiliares para evitar un sobrecalentamiento del amortiguador de freno de vía.

En la figura 1, un amortiguador de freno de vía de acuerdo con la invención se designa en su conjunto con el número de referencia 100. El amortiguador de freno de vía 100 comprende una carcasa 102 con una parte de fondo 104 y una parte de cubierta 106 que puede desplazarse linealmente con respecto a la parte de fondo 104. En la carcasa 102, está alojada una disposición de cilindro-pistón 108 con un cilindro 110 que está unido de manera operacionalmente fija con la parte de fondo 104, y un vástago de pistón 112, que está unido de manera operacionalmente fija con la parte de cubierta 106.

El amortiguador de freno de vía 100 está dispuesto en un lecho de vía 200. En particular, se puede ver un carril 204 colocado en el lecho de vía 200 por medio de una traviesa 202. La figura 1 también muestra una rueda 206 de un vagón (no mostrado) cuya llanta 208 actúa directamente sobre el amortiguador de freno de vía 100.

Con referencia a las figuras 2 y 3, se va a describir ahora detalladamente la estructura de la disposición de cilindropistón 108:

En el espacio interior del cilindro 110 está alojado un pistón 114 desplazable en dirección longitudinal L del cilindro 110. El vástago de pistón 112 fijado al pistón 114 sale del cilindro 110 por su extremo superior 110a en la figura 2. El vástago de pistón 112 está guiado a este respecto por medio de una unidad de guía y sellado 116 en el cilindro 110.

En el lado del pistón 114 orientado en sentido opuesto al vástago de pistón 112, dos resortes de compresión helicoidales 118 y 120 actúan sobre el pistón 114, de tal modo que el extremo libre del vástago de pistón 112 sobresale del cilindro 110 en un estado básico no influido por fuerzas externas. Este estado básico se representa en la figura 2.

En la figura 2, por encima del pistón 114, está prevista una placa de apoyo 122 que está pretensada por medio de un paquete de resortes 124 contra las bolas de válvula 126a de las válvulas de bola 126 (en la figura 2 solo se representa una). Las válvulas de bola 126 sirven para cerrar aberturas pasantes 128 del pistón 114 que son atravesadas por el pistón 114 en dirección longitudinal L. Mediante las válvulas de bola 126a siempre hay una distancia mínima predeterminada entre el pistón 114 y la placa de apoyo 122.

En su extremo superior, el paquete de resortes 124 se apoya en un manguito 130 que está unido con el vástago de pistón 112 mediante crimpado.

En la figura 2, por debajo del pistón 114, está prevista una placa de apoyo 132 que está pretensada por medio de un resorte de compresión helicoidal 134 contra las bolas de válvula 136a de válvulas de bola 136 adicionales (en la figura 2 solo se representa una). Las válvulas de bola 136 adicionales sirven para cerrar aberturas pasantes 138 adicionales del pistón 114 que son atravesadas por el pistón 114 en dirección longitudinal L. Mediante las válvulas de bola 136a siempre hay una distancia mínima predeterminada entre el pistón 114 y la placa de apoyo 132.

En su extremo inferior, el resorte de compresión helicoidal 134 se apoya en un elemento de cierre 140 que está unido de manera operacionalmente fija por medio de una tuerca 142 con una sección 112a del vástago de pistón 112 que atraviesa el pistón 114.

Si un vagón se desplaza lentamente contra el extremo libre del vástago de pistón 112 o de la parte de cubierta 106 e intenta presionar el pistón 114 hacia el interior del cilindro 110, la válvula de bola 136 cierra la abertura pasante 138 del pistón 114 mientras que la válvula de bola 126 tiende a liberar la abertura pasante 128. Sin embargo, se impide la apertura de la abertura pasante 128 a través de la placa de válvula 122, que mantiene la bola de válvula 126a por influencia del paquete de resortes 124 sobre el asiento de válvula de la válvula de bola 126. La fuerza de cierre del paquete de resortes 124 se selecciona a este respecto de tal modo que la placa de válvula 122 se levanta del pistón 114 cuando sobre el vástago de pistón 112 actúa una fuerza predeterminada que, sin embargo, siempre es inferior a la fuerza que haría que el vagón descarrilara. Tras la apertura de la válvula de bola 126, puede fluir fluido hidráulico de la cámara de trabajo inferior 144 a través de aberturas pasantes 128 del pistón 114 a la cámara de trabajo superior 146, de tal modo que el pistón 114 se mueve al interior del cilindro 110. Debido al movimiento lento del vagón, también el pistón 114 se mueve lentamente al interior del cilindro 110, de tal modo que basta un pequeño levantamiento de la bola de válvula 126a del pistón 114. El resultado es una sección transversal de apertura pequeña, de tal modo que el amortiguador del movimiento del vagón contrapone una fuerza de amortiguación predeterminada.

si el vagón ha pasado el amortiguador 100, de tal modo que el extremo libre del vástago de pistón 112 está de nuevo sin fuerza, los resortes de compresión helicoidales 118 y 120 empujan el pistón 114 de nuevo hacia arriba a la posición básica representada en la figura 2. A este respecto, el fluido hidráulico puede fluir desde la cámara de trabajo superior 146, pasando por la placa de apoyo 122, a las aberturas pasantes 138 del pistón 114 y, abriendo las válvulas de bola 136, al interior de la cámara de trabajo inferior 144.

Si un vagón se desplaza rápidamente contra el extremo libre del vástago de pistón 112, se alcanza rápidamente la fuerza requerida para la apertura de la válvula de bola 126 debido a la mayor dinámica, de tal modo que el estado de bloqueo no se da o solo se da brevemente, y se amortigua la entrada del vástago de pistón 112 o del pistón 114 en el cilindro 110 mediante el paquete de resortes 124 en interacción con la placa de válvula 122. Debido a la mayor dinámica, la bola de válvula 126a se levanta del pistón 114 en una medida correspondiente a esta dinámica. En conjunto, se obtiene una sección transversal de apertura que depende de la velocidad del vagón y, concretamente, de tal modo que la fuerza de amortiguación es esencialmente independiente de la velocidad. De esta manera, se puede extraer del vagón, independientemente de su velocidad, siempre la máxima energía cinética posible.

Si el vagón ha pasado el amortiguador, se efectúa la extracción del extremo libre del vástago de pistón 112 bajo el efecto de los resortes de compresión helicoidales 118 y 120.

A este respecto, la válvula de bola 126 cierra bajo el efecto del paquete de resortes 124 la abertura pasante 128 del pistón 114, mientras que la válvula de bola 136 tiende a liberar la abertura pasante 138. La apertura de las válvulas de bola 136 prácticamente no se ve obstaculizada a este respecto, ya que el resorte de compresión helicoidal 134 está configurado considerablemente más débil que los resortes de compresión helicoidales 118 y 120. Tras la apertura de las válvulas de bola 136, puede fluir fluido hidráulico de la cámara de trabajo superior 146 a través de aberturas pasantes 138 del pistón 114 a la cámara de trabajo inferior 144, de tal modo que el pistón 114 se desplaza hacia arriba. La amortiguación proporcionada por el resorte de compresión helicoidal 134 está seleccionada a este respecto de tal modo que el estado de disponibilidad funcional del amortiguador de freno de vía 100 se restablece lo más rápido posible, pero, por otro lado, se limita la energía de impacto del pistón 114 y del vástago de pistón 112 en el extremo superior del cilindro 110 a una cantidad que no entraña ningún riesgo de daño para la disposición de cilindro-pistón 108.

Además, en el extremo superior del cilindro 110, está dispuesto un resorte de tope final 150 que, en el ejemplo de realización mostrado, está formado, como el paquete de resortes 124, también por un paquete de resortes de disco. Este resorte de tope final 150 interacciona al ser extraído el vástago de pistón 112 con el manguito 130 dispuesto en este de manera operacionalmente fija.

Además, en el cilindro 110, de manera adyacente a su extremo superior, está dispuesto un elemento de inserción 152 en el que está previsto un espacio de compensación 154 llenado de gas que sirve para el alojamiento del volumen de fluido hidráulico desplazado por el vástago de pistón 112 al moverse al interior del cilindro 110. El extremo inferior 152a en la figura 2 del elemento de inserción 152 rodea el vástago de pistón 112 o el manguito 130 unido con este dejando un intersticio estrecho 156. De esta manera, el extremo inferior 152a del elemento de inserción 152 mantiene alejados del espacio de compensación 154 flujos turbulentos de fluido hidráulico que se deben al movimiento del pistón 114 en el cilindro 110, e impide así el espumado del fluido hidráulico en el límite de gas-fluido hidráulico.

Debe añadirse, además, que en el lado exterior del cilindro 110 están previstas aletas de refrigeración 158 y que, en una superficie de delimitación 104a de la parte de fondo 104, está prevista al menos una abertura 160. A través de esta abertura 160, se puede expulsar aire presente en la carcasa 102 al introducirse la parte de cubierta 106 en la parte de fondo 104 y aspirarse aire fresco en la carcasa 102 cuando se vuelve a extender la parte de cubierta 106. Esto crea un flujo de aire en la carcasa 102 que se mueve pasando por las aletas de refrigeración 158 del cilindro 110 y, por tanto, proporciona una refrigeración efectiva de la disposición de cilindro-pistón 108.

Para prevenir un sobrecalentamiento del amortiguador de freno de vía 100 debido a un elevado número de activaciones en poco tiempo, por ejemplo, al ser remolcados los vagones por una locomotora de maniobra fuera de la vía, se puede llevar a cabo diferentes medidas auxiliares que se explicarán con más detalle posteriormente en relación con las figuras 1, 4a y 4b. Estas, de manera general, pueden ser las siguientes: Dispositivos de bloqueo 310 (véase figura 1) y 320 (véase figura 4a) que retengan el vástago de pistón 112 en su estado retraído, equipos de reducción de fuerza de amortiguación 330, 340 (véase figura 4a) y 360, 370 (véase figura 4b) asociados a la al menos una válvula de amortiguación 126 y/o equipos de elevación de fuerza de amortiguación 350 (véase figura 4a) asociados a la al menos una válvula de amortiguación 136 adicional.

Sea señalado ya en este punto que estos dispositivos auxiliares, aunque a continuación se explican cada uno para sí, es decir, independientemente entre sí en su estructura y funcionalidad, por supuesto, también pueden utilizarse en diferentes combinaciones entre sí.

El dispositivo de bloqueo 310 de acuerdo con la figura 1 está diseñado para mantener el vástago de pistón 112 y, por tanto, la parte de cubierta 106 accionada por la llanta 208 en un estado retraído, de tal modo que no puedan tener lugar otras operaciones de activación del amortiguador de freno de vía 100. En la parte de cubierta 106 puede estar prevista para ello una ranura anular 312 con la que se pueda enclavar un elemento de bloqueo 314. En un estado activado del dispositivo de bloqueo 310, el elemento de bloqueo 314 se encuentra a este respecto preferentemente pretensado por resorte en contacto con la parte de cubierta 106, de tal modo que, si se mueve el vástago de pistón 112 en el sentido una compresión elástica se enclava con la ranura anular 312 cuando alcanza la correspondiente posición. En consecuencia, se bloquea un posterior movimiento de extensión del vástago de pistón 112 y, por tanto, de la parte de cubierta 106 hasta que el elemento de bloqueo 314 del dispositivo de bloqueo 310, bajo la influencia de un dispositivo de control (no representado), se mueva de nuevo fuera de la ranura anular 312 y se libere de nuevo el movimiento de la parte de cubierta 106.

Otra variante de realización de tal dispositivo de bloqueo se representa en la figura 4a. El dispositivo de bloqueo 320 comprende un actuador axial 322 que puede estar configurado, por ejemplo, como un imán de conmutación. Además, el dispositivo de bloqueo 320 comprende un elemento de acoplamiento 324 unido de manera axialmente fija con el elemento de cierre 140 y que está conectado operativamente con el actuador axial 322. Si el vástago de pistón 112 se encuentra en un estado retraído, mediante un accionamiento del actuador axial 322, por ejemplo, por medio de una unidad de control externa (no representada) se establece una conexión con arrastre de fuerza entre el actuador axial 322 y el elemento de acoplamiento 324, de tal modo que un movimiento de extensión del vástago de pistón 112 bajo la influencia de los resortes de compresión helicoidales 118 y 120 se impide hasta que la conexión de actuador axial 322 y elemento de acoplamiento 324 se libera de nuevo y, por tanto, se libera también el movimiento de extracción del vástago de pistón 112.

Además, en la figura 4a se representa un equipo de reducción de fuerza de amortiguación 330 que está asociado a la al menos una válvula de amortiguación 126. El equipo de reducción de fuerza de amortiguación 330 comprende un motor anular 332 que está dispuesto en la zona de la cámara de trabajo superior 146. El motor anular 332 puede ser controlado a este respecto por una unidad de control externa (no mostrada), por ejemplo. Además, se prevé un husillo roscado 334 accionado por el motor anular que se pude desplazar axialmente a lo largo del eje principal del vástago de pistón 112. El motor anular 332 está fijado axialmente en el lado orientado en sentido opuesto al husillo roscado 334 por medio de un manguito 336 que está conectado al vástago de pistón 112 de manera operacionalmente fija. El husillo roscado 334 está conectado operativamente con el paquete de resortes 124 de tal modo que, mediante un desplazamiento axial del husillo roscado 334, a lo largo del eje principal del vástago de pistón 112, se ajusta de manera selectiva la pretensado del paquete de resortes 124, es decir, que se puede elevar o reducir. Mediante la posibilidad de ajuste de la pretensado del paquete de resortes 124, se puede controlar de manera selectiva finalmente a través de la placa de apoyo 122 el comportamiento de apertura de la válvula de bola 126 y, por tanto, la fuerza de amortiguación del amortiguador de freno de vía 100 en el sentido de la compresión. Si, por ejemplo, se selecciona muy reducida la pretensado del paquete de resortes 124, solo se presenta una fuerza de amortiguación muy reducida del amortiguador de freno de vía 100 en el sentido de la compresión elástica, lo que tiene como consecuencia una menor disipación de energía y, por tanto, un menor calentamiento del amortiguador de freno de vía 100 incluso en el caso de repetidas operaciones de activación en poco tiempo.

Otra posibilidad de diseño representada en la figura 4a de un equipo de reducción de fuerza de amortiguación 340 comprende un bypass 342 activable de manera activa a un depósito de inercia 344 (no representado) dispuesto fuera de la disposición de cilindro-pistón 108. El control de la conexión, es decir, de la apertura del bypass 342 puede efectuarse en este sentido, por ejemplo, por medio de un equipo de control externo (no representado) que abre una válvula 344 de accionamiento eléctrico y/o electromotor y/o electromagnético y/o neumático y/o hidráulico. En un estado conectado o activado del bypass 342 con el depósito de inercia, si el pistón 114 se mueve en el sentido de la compresión elástica solo se desarrolla una presión hidráulica insignificante en la cámara de trabajo inferior 144, de tal modo que solo se produce un efecto amortiguador insignificante del amortiguador de freno de vía 100. Este efecto tiene a su vez como consecuencia una menor disipación de energía y, por tanto, un menor calentamiento del amortiguador de freno de vía 100.

Finalmente, el amortiguador de freno de vía 100 representado en la figura 4a puede comprender adicional o alternativamente un equipo de elevación de fuerza de amortiguación 350 que esté dispuesto en la zona de la abertura pasante 138 del pistón 114 asociada a la válvula de bola 136 adicional. En la abertura pasante 138 puede estar previsto para ello un estrangulador 352 sensible a la temperatura que está diseñado, por ejemplo, como un cartucho de cera de expansión anular o como un elemento metálico con memoria. Si se calienta el amortiguador de freno de vía 100 como consecuencia de una pluralidad de activaciones, el estrangulador 352 sensible a la temperatura se estrecha y, por tanto, también la superficie de sección transversal de flujo disponible para el fluido hidráulico a través de la abertura pasante 138. En consecuencia, solo puede fluir un caudal volumétrico pequeño, o ninguno, del fluido hidráulico a través de la abertura pasante 138, de tal modo que se ralentiza o incluso se suprime por completo un movimiento del pistón 114 en el sentido de la expansión elástica. Además, adicional o alternativamente puede estar previsto un resorte de compresión helicoidal 354 sensible a la temperatura (por ejemplo, un resorte metálico con memoria) que sustituya el resorte de compresión helicoidal 134 y que se expanda axialmente en caso de calentamiento y, por tanto, eleve la fuerza transmitida por la placa de apoyo 132 a la válvula de bola 136 adicional en el sentido del cierre. El efecto de la ralentización o la supresión de la extensión del pistón 114 con creciente temperatura se pueda alcanzar, por tanto, también así y/o se puede reforzar de nuevo. Como resultado, se puede conseguir así de igual manera una limitación del calentamiento del amortiguador de freno de vía 100, por medio de lo cual se puede evitar un daño condicionado térmicamente.

Un elemento de válvula sensible a la temperatura de este tipo también puede utilizarse en el equipo de reducción de fuerza de amortiguación 340 en lugar del elemento de válvula 344. Un equipo de reducción de fuerza de amortiguación 360 configurado de tal modo se representa en la figura 4b. En este caso, el bypass 362 está conectado al depósito de inercia (no mostrado) por medio de la válvula 364 sensible a la temperatura que se abre automáticamente al alcanzarse una temperatura predeterminada, de tal modo que no es necesario el suministro de energía y/o señales de control.

En la figura 4b, sin embargo, también se representa otra forma de realización de un equipo de reducción de fuerza de amortiguación 370. El equipo de reducción de fuerza de amortiguación 370 comprende a este respecto un manguito metálico con memoria 372 que está fijado al lado opuesto al pistón 114 axialmente por medio de un manguito 374 conectado de manera operacionalmente fija con el vástago de pistón 112. Además, está previsto un cartucho de cera de expansión 376 que se expande al calentarse axialmente a lo largo del eje principal del vástago de pistón 112. El cartucho de cera de expansión 376 está conectado operativamente con el paquete de resortes 124. Mediante la expansión condicionada térmicamente del cartucho de cera de expansión 376 se puede reducir, por tanto, selectivamente la pretensado del paquete de resortes 124, lo que finalmente conduce a una fuerza de apertura reducida de la válvula de bola 126. En consecuencia, la fuerza de amortiguación del amortiguador de freno de vía 100 se reduce con creciente temperatura en el sentido de la compresión elástica sin un equipo de control externo, lo que finalmente conduce a un efecto amortiguador aún más insignificante del amortiguador de freno de vía 100 y finalmente representa otra posibilidad para impedir un sobrecalentamiento del amortiguador de freno de vía 100. Análogamente, la pretensado del paquete de resortes 124 se incrementa con un enfriamiento, lo que conduce a un refuerzo de la función amortiguadora del amortiguador de freno de vía 100 y, por tanto, a su reactivación automática.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Amortiguador de freno de vía (100), que comprende

• una disposición de cilindro-pistón (108) con

• un cilindro (110),

• un pistón (114) guiado de manera axialmente móvil en el cilindro (110), que divide el espacio interior del cilindro (110) en dos cámaras de trabajo (144, 146),

• un vástago de pistón (112) unido con el pistón (114) y guiado en un extremo (110a) del cilindro (110) herméticamente fuera de este,

• una disposición eyectora (118/120), que solicita el pistón (114) en un sentido que expulsa el vástago de pistón (112) fuera del cilindro (110), y

• un equipo de amortiguación (126/136) asociado al pistón (114),

comprendiendo el equipo de amortiguación (126/136) al menos una válvula de amortiguación (126) con al menos un canal de pistón (128) que atraviesa el pistón (114) uniendo las dos cámaras de trabajo (144, 146), y al menos un elemento de cierre (126a) asociado al canal de pistón (128),

estando pretensado por resorte el al menos un elemento de cierre (126a) en el sentido del cierre del al menos un canal de pistón (128) y siendo solicitado por la presión hidráulica que impera en la cámara de trabajo (144) orientada en sentido opuesto al vástago de pistón (112) en el sentido de la apertura de la válvula de amortiguación (126), y

estando formado el al menos un elemento de cierre (126a) preferentemente de metal, por ejemplo, acero o cobre, o de plástico, por ejemplo, politetrafluoroetileno,

caracterizado por que el al menos un elemento de cierre (126a) está configurado como esfera,

por que el pistón (114) es atravesado por una pluralidad de canales de pistón (128) que unen las cámaras de trabajo (144, 146), a cada uno de los cuales está asociado un elemento de cierre (126a) independiente, estando asociada a los elementos de cierre (126a) esféricos una placa de apoyo (122) común por encima del pistón (114), que está pretensada por resorte contra los elementos de cierre (126a) esféricos mediante al menos un resorte de pretensado de válvula (124), configurado por separado como paquete de resortes, en el sentido del cierre del canal del pistón (128), y

por que, debido a los elementos de cierre (126a), siempre hay una distancia mínima predeterminada entre el pistón (114) y la placa de apoyo (122).

2. Amortiguador de freno de vía según la reivindicación 1,

caracterizado por que el al menos un resorte de pretensado de válvula (124) se apoya en un elemento (130) unido con el vástago de pistón (112) de manera operacionalmente fija,

sirviendo preferentemente el extremo orientado en sentido opuesto al resorte de pretensado de válvula (124) del elemento (130) unido con el vástago de pistón (112) para acoplarse a un resorte de tope final (150).

3. Amortiguador de freno de vía según una de las reivindicaciones 1 o 2,

caracterizado por que, de manera adyacente al extremo (110a) del cilindro (110) por el que el vástago de pistón (122) sale del cilindro (110), está dispuesto un elemento de inserción (152) en la cámara de trabajo (146) orientada hacia el vástago de pistón (114).

4. Amortiguador de freno de vía según una de las reivindicaciones 1 a 3,

caracterizado por que el equipo de amortiguación (126/136) comprende al menos una válvula de amortiguación (136) adicional con al menos un canal de pistón (138) adicional que atraviesa el pistón (114) en el sentido de una conexión de las dos cámaras de trabajo (144, 146) y al menos un elemento de cierre (136a) adicional asociado al canal de pistón (138) adicional, estando pretensado el al menos un elemento de cierre (136a) adicional por al menos un resorte de pretensado de válvula (134) adicional en el sentido del cierre del al menos un canal de pistón (138) adicional y estando solicitado por la presión hidráulica que impera en la cámara de trabajo (146) atravesada por el vástago de pistón (112) en el sentido de la apertura de la al menos una válvula de amortiguación (136) adicional, y estando atravesado preferentemente el pistón (114) por una pluralidad de canales de pistón (138) adicionales que unen las cámaras de trabajo (144, 146), a cada uno de los cuales está asociado un elemento de cierre (136a) adicional independiente, estando asociada a los elementos de cierre (136a) adicionales una placa de apoyo común (132) adicional, sobre la que actúa el resorte de pretensado de válvula (134) adicional.

5. Amortiguador de freno de vía según la reivindicación 4,

caracterizado por que el resorte de pretensado de válvula (134) adicional se apoya en un elemento (140) que está unido con una sección (112a) del vástago de pistón (112) que atraviesa el pistón (114) de manera operacionalmente fija.

6. Amortiguador de freno de vía según una de las reivindicaciones 1 a 5,

caracterizado por que la disposición eyectora (118/120) comprende al menos un resorte de eyección, por ejemplo, al menos un resorte de compresión helicoidal (118, 120), y/o al menos un resorte de disco que está dispuesto en la cámara de trabajo (144) orientada en sentido opuesto al vástago de pistón (112), y/o al menos un volumen de gas comprimido (154).

7. Amortiguador de freno de vía según una de las reivindicaciones 1 a 6,

caracterizado por que el cilindro (112) está configurado en su superficie exterior con aletas de refrigeración (158).

8. Amortiguador de freno de vía según una de las reivindicaciones 1 a 7,

caracterizado por que la disposición de cilindro-pistón (108) está alojada en una carcasa (102) que comprende una parte de fondo (104) asociada al cilindro (110) y una parte de cubierta (106) asociada al vástago de pistón (112), que puede desplazarse con respecto a la parte de fondo (104).

9. Amortiguador de freno de vía según una de las reivindicaciones 1 a 8,

caracterizado por que el equipo de amortiguación (126/136) comprende un equipo de reducción de fuerza de amortiguación (330; 340; 360; 370) asociado a la al menos una válvula de amortiguación (126), en particular un equipo de reducción de fuerza de amortiguación (330; 340; 360; 370) que está diseñado para reducir la fuerza de amortiguación de la al menos una válvula de amortiguación (126) adicional en caso de incremento de la temperatura del amortiguador de freno de vía.

10. Amortiguador de freno de vía según una de las reivindicaciones 4 a 9,

caracterizado por que el equipo de amortiguación (126/136) comprende un equipo de elevación de fuerza de amortiguación (350) asociado a la al menos una válvula de amortiguación (136) adicional, en particular un equipo de elevación de fuerza de amortiguación (350) que está diseñado para elevar la fuerza de amortiguación de la al menos una válvula de amortiguación (136) adicional en caso de incremento de la temperatura del amortiguador de freno de vía.

11. Amortiguador de freno de vía según una de las reivindicaciones 1 a 10,

caracterizado por que comprende un dispositivo de bloqueo (310, 320) que está diseñado para sujetar la unidad formada por pistón (114) y vástago de pistón (112) en un estado del vástago de pistón retraído en el cilindro (110).

12. Amortiguador de freno de vía según una de las reivindicaciones 9 a 11,

caracterizado por que el equipo de reducción de fuerza de amortiguación (360; 370) asociado a la al menos una válvula de amortiguación (126) y/o el equipo de elevación de fuerza de amortiguación (350) asociado a la al menos una válvula de amortiguación (136) adicional y/o el dispositivo de bloqueo (310, 320) comprende un dispositivo de ajuste que se ajusta automáticamente en caso de cambio de temperatura.

13. Amortiguador de freno de vía según una de las reivindicaciones 9 a 12,

caracterizado por que el equipo de reducción de fuerza de amortiguación (330, 340) asociado a la al menos una válvula de amortiguación (126) y/o el equipo de elevación de fuerza de amortiguación asociado a la al menos una válvula de amortiguación (136) adicional y/o el dispositivo de bloqueo (310, 320) comprende un dispositivo de ajuste accionable de manera eléctrica y/o electromotriz y/o electromagnética y/o neumática y/o hidráulica.