ES2940893T3 - Elemento de muelle de caucho-metal - Google Patents

Abstract

Un elemento de resorte de caucho/metal, en particular para su uso en bogies de vehículos sobre raíles, en el que el elemento de resorte de caucho/metal está dispuesto entre un elemento de conexión superior, que está conectado a la masa suspendida, y un elemento de conexión inferior, que está conectado a la masa no suspendida, y está construido en forma de un resorte de capas cónicas compuesto por una pluralidad de capas dispuestas alterna y concéntricamente hechas de material elastomérico o caucho, por un lado, y metal, por otro lado, donde las capas individuales son diseñado en forma de cuerpos anulares cónicos, donde las dos superficies cónicas de al menos uno de los cuerpos anulares cónicos tienen diferentes ángulos de cono en relación con el eje vertical común de las capas concéntricas de caucho y metal que forman el resorte de capa cónica. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Elemento de muelle de caucho-metal

La invención se refiere a un elemento de muelle de caucho-metal, en particular para uso en cuadros de vehículos ferroviarios, en donde el elemento de muelle de caucho-metal está dispuesto entre un elemento de conexión superior y unido con la masa amortiguada y un elemento de conexión inferior y unido con la masa no amortiguada y está constituido como muelle estratificado cónico a base de varias capas dispuestas de manera alternante y concéntrica de un material elastomérico o bien de caucho, por una parte, y de metal, por otra parte.

La Fig. 2 muestra un elemento de este tipo del estado de la técnica.

Elementos de muelle de caucho-metal, en particular para vehículos ferroviarios, se componen a menudo, en virtud de sus requisitos de rigideces y estabilidades a cumplir en el caso de deformación, a base de una combinación de muelles estratificados y cónicos. Estos son en general habituales y conocidos. En este caso, el muelle estratificado proporciona la movilidad lateral. El muelle cónico posibilita principalmente una movilidad vertical con rigideces ajustadas, las cuales son particularmente responsables de la seguridad de descarrilamiento del tren. Los muelles estratificados se componen a menudo de varias capas divididas horizontalmente por chapas intermedias. Los muelles cónicos se componen a menudo de varias capas dispuestas cónicamente, las cuales son divididas por chapas intermedias. Estas chapas intermedias presentan un grosor de material unitario.

Los inconvenientes de esta forma constructiva son:

- El uso de dos piezas componentes, las cuales, en virtud de su reparto de funciones, requieren claramente más espacio constructivo, ante todo en altura.

- Deben adquirirse dos moldes de vulcanización (costes).

- Se consume dos veces el tiempo de vulcanización en una prensa.

- Los elementos de unión entre las dos piezas constructivas deben ser mecanizadas con arranque de virutas de manera relativamente compleja (mayor peso, piezas componentes más caras).

- Los elementos de unión deben ser montados con seguridad y deben ser protegidos frente a la corrosión (complejidad de montaje, riesgo de corrosión).

- En virtud de su forma constructiva, combinaciones de este tipo tienden a inclinarse en el caso de una deformación lateral. Esto tiene un efecto negativo sobre la capacidad de empleo de la pieza componente. Otros elementos de caucho-metal, tales como, p. ej., muelles bombeados, en virtud de su gran superficie de caucho no ligada, requieren claramente más espacio constructivo, en particular en el diámetro, pueden ajustarse mal en sus propiedades elásticas verticales y tienden también a inclinarse en el caso de una desviación lateral.

El documento WO 92/15800 A1, el cual se considera como el estado más próximo de la técnica, da a conocer las características de la cláusula precaracterizante de la reivindicación 1.

Para la invención existía, por lo tanto, el cometido de posibilitar las buenas propiedades técnicas (movilidad, diferentes rigideces laterales y verticales bien ajustables) de una combinación de muelles cónicos y estratificados en una forma constructiva muy compacta con un peso claramente menor, menor esfuerzo técnico en la fabricación/montaje con una estabilidad frente a la corrosión al mismo tiempo mejor.

Además, debería evitarse la propiedad desventajosa de muelles estratificados de presentar, en el caso de una carga vertical creciente, menores rigideces laterales (relajación de la tensión o bien de la carga), ya que el efecto negativo que resulta de ello (inestabilidad de carga y desviación) limita a los sistemas de muelles neumáticos la capacidad de empleo de las piezas componentes, en particular las de los sistemas de muelles neumáticos. Este problema se resuelve mediante las características de la reivindicación principal. En las reivindicaciones subordinadas se dan a conocer otras configuraciones ventajosas.

En este caso, las distintas capas están configuradas como cuerpos anulares en forma de cono, en donde las dos superficies cónicas de al menos uno de los cuerpos anulares en forma de cono presenta un ángulo de conicidad diferente en relación con el eje vertical común de las capas de caucho o bien metal concéntricas que forman el muelle estratificado cónico.

Las distintas capas de caucho del muelle compacto se disponen, de acuerdo con su función deseada, con diferentes ángulos de las capas y diámetros de las capas. Esto se posibilita mediante el uso de elementos de unión que, a diferencia de las chapas clásicas, presentan una geometría diferente con respecto a las distintas capas de caucho.

Las diferencias pueden componerse de diferentes ángulos y/o diámetros o bien de superficies de contorno libre por cada superficie de unión. En virtud de una combinación favorable de diferentes capas, no solo se puede evitar una relajación de la tensión y, por consiguiente, una tendencia a la inclinación incrementada, sino que incluso se manifiesta un efecto estabilizador (inclinación opuesta en el caso de una desviación lateral en virtud de la geometría), a través del cual se pueden compensar incluso efectos de inclinación de un muelle neumático conectado posiblemente en serie. Esto aumenta claramente la capacidad de empleo de sistemas de muelles neumáticos en el caso de una desviación lateral (es posible una mayor carga y una mayor desviación).

De acuerdo con la invención, al menos una de las superficies cónicas de al menos un cuerpo anular en forma de cono presenta una forma estructurada o una forma ondulada que se desvía de un cono hueco liso, preferiblemente por toda la circunferencia del cono. Con ello, el muelle puede adaptarse a una forma de empleo particular y puede alcanzarse una disminución de la tendencia a la inclinación o al pandeo. Este es particularmente el caso en la unión con otra configuración ventajosa, la cual consiste en que las superficies cónicas de al menos dos cuerpos anulares en forma de cono vulcanizados entre sí, presentan a lo largo de toda la circunferencia del cono una forma estructurada o una forma ondulada que se desvían de un cono hueco liso.

Otra configuración ventajosa consiste en que las capas dispuestas de forma alternante y concéntrica a base de un material elastomérico o bien metal presentan a lo largo de su transcurso del cono diferentes grosores de capa desde el interior hacia el exterior. En particular, cuando el grosor de capa de al menos una de las capas dispuestas concéntricamente está configurado menor en su diámetro interno que en su diámetro externo resulta un momento de apoyo aumentado mediante el elemento de muelle de caucho-metal configurado de esta forma, de modo que resulta una menor tendencia a la inclinación y al pandeo en virtud de un efecto de estabilización de las diferentes capas en el caso de una deformación lateral. Con ello se compensa el momento de inclinación de los muelles neumáticos en el caso de desviaciones laterales. Por consiguiente, resulta un comportamiento lineal claramente aumentado del sistema de muelles neumáticos en el caso de desviaciones laterales y se evita una inestabilidad del sistema de muelles neumáticos. Con ello, sistemas de muelles neumáticos de la misma magnitud constructiva pueden hacerse funcionar en el caso de cargas y desviaciones laterales mayores.

Otra configuración ventajosa consiste en que las capas dispuestas de forma alternante y concéntrica de material elastomérico o bien metal presentan ángulos de conicidad o bien ángulos de las capas diferentes, en particular cuando se consideran los ángulos de conicidad medios, es decir, la mediana entre los distintos ángulos de conicidad de la superficie interior y exterior de los distintos cuerpos anulares en forma de cono. Esto aumenta adicionalmente el comportamiento lineal del sistema de muelles neumáticos, con lo cual aumenta el confort de la marcha. También aumenta la seguridad frente a un descarrilamiento, dado que disminuyen las rigideces en el caso de pequeñas desviaciones laterales.

En el caso de la configuración de acuerdo con la invención se evita una relajación de la carga y de la tensión a lo largo de cargas verticales mayores en el caso de una desviación lateral.

También resulta un desgaste (abrasión) menor de los muelles neumáticos en el asiento de la llanta y la sujeción del anillo del talón mediante un movimiento paralelo de la sujeción superior e inferior. Mediante estos movimientos paralelos de la sujeción superior e inferior se manifiestan en el muelle neumático menores tensiones y resulta de forma natural también una vida media incrementada.

La Fig. 1 muestra una realización de acuerdo con la invención del elemento de muelle de caucho-metal.

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Elemento de muelle de caucho-metal, en particular para uso en cuadros de vehículos ferroviarios, en donde el elemento de muelle de caucho-metal está dispuesto entre un elemento de conexión superior y unido con la masa amortiguada y un elemento de conexión inferior y unido con la masa no amortiguada y está constituido como muelle estratificado cónico a base de varias capas dispuestas de manera alternante y concéntrica de un material elastomérico o bien de caucho, por una parte, y de metal, por otra parte, en donde las distintas capas están configuradas como cuerpos anulares en forma de cono y en donde las distintas capas están configuradas como cuerpos anulares en forma de cono, en donde las dos superficies cónicas de al menos uno de los cuerpos anulares en forma de cono presenta ángulos o bien ángulos de conicidad diferentes en relación con el eje vertical común de las capas de caucho o bien metal concéntricas que forman el muelle estratificado cónico, caracterizado por que al menos una de las superficies cónicas de al menos un cuerpo anular en forma de cono presenta una forma estructurada o una forma ondulada que se desvía de un cono hueco liso, preferiblemente por toda la circunferencia del cono.

2. Elemento de muelle de caucho-metal según la reivindicación 1, en el que las superficies cónicas de al menos dos cuerpos anulares en forma de cono vulcanizados entre sí, presentan a lo largo de toda la circunferencia del cono una forma estructurada o una forma ondulada que se desvían de un cono hueco liso.

3. Elemento de muelle de caucho-metal según una de las reivindicaciones 1 o 2, en el que las capas dispuestas de forma alternante y concéntrica a base de un material elastomérico o bien metal presentan a lo largo de su transcurso del cono diferentes grosores de capa desde el interior hacia el exterior.

4. Elemento de muelle de caucho-metal según la reivindicación 3, en el que el grosor de capa de al menos una de las capas dispuestas concéntricamente está configurado menor en su diámetro interno que en su diámetro externo.

5. Elemento de muelle de caucho-metal según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que las capas dispuestas de forma alternante y concéntrica de material elastomérico o bien metal presentan ángulos de conicidad o bien ángulos de las capas diferentes.