MX2007014959A

MX2007014959A - Muelle estratificado de alta elasticidad.

Info

Publication number: MX2007014959A
Application number: MX2007014959A
Authority: MX
Inventors: Volker Gedenk
Original assignee: Contitech Luftfedersyst Gmbh
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2006-05-10
Publication date: 2008-02-15
Also published as: EP1896310A2; WO2006136238A3; WO2006136238A2; DE102005028565A1; JP2008544186A; CN101203412A; US20090218740A1; KR20080019582A; CA2612907A1

Abstract

La invencion concierne a un muelle estratificado, especialmente para vehiculos ferroviarios, que comprende una parte de conexion interior y una parte de conexion exterior, asi como al menos dos estratos de muelle situados entre estas y constituidos por, alternativamente, una capa de elastomero y una capa de chapa, estando las capas de elastomero vulcanizadas conjuntamente con las respectivas partes de conexion y las respectivas capas de chapa y presentando las capas de elastomero de los estratos de muelle unos espesores diferentes entre ellos. Cada capa de elastomero esta fabricada en el mismo material. El muelle estratificado presenta un plato de apoyo contorneado sustancialmente en forma de cono que esta dispuesto en la direccion de carga por encima del estrato mas grueso del muelle. Bajo carga, se apoya primeramente la parte inferior del estrato mas blando en el plato de muelle y, al aumentar la carga, se apoyan tambien en grado continuamente creciente las partes exteriores del estrato mas blando y luego los demas estratos del muelle. El contorno del plato de apoyo influye sobre la caracteristica elastica.

Description

MUELLE ESTRATIFICADO DE ALTA ELASTICIDAD La invención concierne a un muelle estratificado, especialmente para vehículos ferroviarios, que comprende una parte de conexión interior y una parte de conexión exterior, así como al menos dos estratos elásticos situados entre éstas y constituidos por, alternativamente, una capa de elastómero y una capa de chapa, estando vulcanizadas conjuntamente las capas de elastómero con las respectivas partes de conexión y las respectivas capas de chapa y presentando las capas de elastómero de los estratos del muelle unos espesores diferentes uno de otro, habiéndose fabricado cada capa de elastómero con el mismo material.

Tales muelles estratificados se denominan también muelles primarios, puesto que forman frecuentemente la etapa de muelle primaria, es decir, la etapa de muel]e entre la rueda y el bogie en vehículos ferroviarios. Los muelles estratificados pueden presentar formas diferentes. Así, los distintos estratos del muelle pueden estar dispuestos concéntricamente uno respecto de otro en forma cilindrica o cónica. Sin embargo, son posibles también muelles estratificados constituidos por estratos de muelle horizontales o verticales dispuestos de manera diferente. La forma, la posición y el número de los estratos de muelle están adaptados al respectivo caso de aplicación.

Se fabrican generalmente muelles estratificados individuales para cada caso de aplicación, teniendo que conseguirse una característica elástica determinada. En el caso de una pequeña carga que sea especialmente crítica para la seguridad contra descarrilamiento durante la situación de marcha del vehículo, el muelle tiene que ser de una construcción muy blanda. Por el contrario, en el caso de una carga alta deberá ser duro para que el vehículo se mantenga dentro del perfil del espacio libre.

Se conoce por el documento DE 85 20 180 Ul un muelle estratificado que, para conseguir una característica elástica determinada, presenta un estrato de goma adicional con una dureza Shore más pequeña que la de las capas restantes. Sin embargo, este muelle estratificado necesita un tope de limitación para limitar la contracción elástica de esta capa adicional. Por tanto la característica elástica está constituida por dos partes lineales, una parte plana blanda hasta la aplicación del muelle al tope de limitación y una parte dura de fuerte pendiente. Por consiguiente, dicha característica presenta una discontinuidad, lo que repercute desfavorablemente sobre el comportamiento de suspensión elástica.

Para lograr una característica óptima del muelle estratificado, es conocido el recurso de fabricar las capas de elastómero de los estratos del muelle a partir de materiales diferentes. En el documento DE 28 19 306 Al o en el documento DE 103 01 756 B4 se muestra un muelle estratificado de esta clase.

Sin embargo, el empleo de materiales diferentes requiere un considerable coste de fabricación, sobre todo en el caso de materiales diferentes dentro de un estrato .

La invención se basa en el problema de crear un muelle estratificado de la clase descrita al principio que, evitando los inconvenientes citados, presente una curva característica elástica continua mejorada.

Este problema se resuelve por el hecho de que el muelle estratificado presenta un plato de apoyo contorneado en forma sustancialmente cónica que está dispuesto en la dirección de carga por encima del estrato más grueso del muelle y se corresponde con los estratos de diferente espesor del muelle de tal manera que la parte interior del estrato más blando se apoya primeramente en el plato de apoyo y, al aumentar la carga, las partes exteriores del estrato más blando y los demás estratos del muelle se apoyan en el plato de apoyo en grado continuamente creciente .

El plato de apoyo produce una característica elástica continua, ya que, debido a esta construcción, a baja carga solamente actúa como muelle el estrato interior blando del muelle estratificado y a cargas mayores los demás estratos del muelle participan en la contracción elástica en grado continuamente creciente. Mediante el plato de apoyo se evita una sobrecarga del estrato capa más grueso y más blando del muelle. Según sea el contorno del plato de apoyo, la característica puede adaptarse al caso de aplicación, por ejemplo como una característica continuamente progresiva.

Según un perfeccionamiento de la invención, la capa de elastómero del estrato interior del muelle es más gruesa en el factor tres que las capas de elastómero de los restantes estratos del muelle.

Por tanto, el estrato interior del muelle es considerablemente más blando que los restantes estratos de dicho muelle. La dureza de un estrato de muelle de esta clase, aparte de venir determinada por la dureza del material, viene determinada también por la geometría del estrato, determinándose la influencia de la geometría por medio del factor de forma F. El factor de forma F describe la relación de una superficie de elastómero libre a una superficie de elastómero ligada de un estrato de elastómero. Si, en el caso de una superficie sólidamente vulcanizada, es decir, ligada, de tamaño constante, se hace mayor la superficie libre de un estrato de elastómero, se incrementa así el factor de forma. Los valores grandes de F describen una propiedad elástica blanda y los valores pequeños de F describen una propiedad elástica dura.

Un muelle estratificado de esta clase se puede adaptar de la manera preconizada por la invención, con una característica continua, a casos de aplicación diferentes y no necesita entonces métodos de fabricación complicados, ya que, por ejemplo, mediante la supresión de una o varias capas de chapa se puede agrandar de manera sencilla la superficie de elastómero libremente deformable de la capa de elastómero más gruesa así obtenida. No es necesario el empleo de materiales diferentes.

Se explica seguidamente con más detalle un ejemplo de realización de la invención haciendo referencia al dibujo .

La única figura muestra en sección longitudinal un muelle estratificado 1 en posición de montaje sin carga, mirando hacía arriba una parte de conexión interior 2 con una espiga de conexión 3 y llevando esta parte de conexión una carga que no se representa aquí.

Asimismo, el muelle estratificado 1 presenta una parte de conexión exterior 4 y una serie de capas intermedias cónicas y concéntricamente dispuestas 5, 6, 7 y 8 de chapa con diámetros medios que se hacen mayores hacia fuera. Entre las capas intermedias 5-8 de chapa están dispuestas unas respectivas capas cónicas 9, 10, 11 y 12 de elastómero que, con sus respectivas superficies que miran hacia el eje principal 13 del muelle estratificado 1 o que están orientadas hacia fuera de dicho eje principal 13, están sólidamente vulcanizadas contra las respectivas superficies de la parte de conexión interior 2, las capas intermedias 5-8 de chapa y la parte de conexión exterior 4.

Las capas intermedias 5-8 de chapa y las capas 9-12 de elastómero están dispuestas una respecto de otra de modo que el muelle estratificado presenta una forma a manera de tronco de cono que se estrecha hacia arriba.

Concéntricamente a la parte de conexión interior 2 está fijamente montado sobre la espiga de conexión 3 un plato de apoyo 14 que es de conformación cónica en su lado inferior 15 vuelto hacia el estrato interior 9 de elastómero .

La capa interior 9 del elastómero presenta un espesor radial netamente mayor en comparación con el de las restantes capas 10-12 de elástomero. El espesor agrandado conduce a un factor de forma F agrandado en comparación con el de las restantes capas 10-12 de elastómero. Por tanto, la capa interior 9 de elastómero es netamente más blanda que las restantes capas 10-12 de elastómero.

Bajo carga, la parte de conexión interior 2 se mueve hacia abajo en dirección a la parte de conexión exterior 4 y se comprime el muelle estratificado 1. En este caso, debido a la característica elástica mas blanda, tan sólo se contrae primeramente como muelle la capa interior 9 de elastómero. Esta capa se apoya contra el plato de apoyo 14. La configuración de lado inferior 15 del plato de apoyo 14 determina aquí también la característica elástica de la capa interior 9 de elastómero. El espesor de la capa interior 9 de elastómero y la forma de lado inferior 15 del plato de apoyo 14 están ajustados entre ellos de modo que, con una contracción elástica completa de la capa interior 9 de elastómero, el plato de apoyo 14 se asienta sobre la capa intermedia interior 5 de chapa y las restantes capas 10-12 de elastómero participan continuamente en la contracción elástica adicional. Resulta así una característica elástica progresiva continua para todo el muelle estratificado 1.

Lista de símbolos de referencia (parte de la descripción) 1 Muelle estratificado 2 Parte de conexión interior 3 Espiga de conexión 4 Parte de conexión exterior 5 Capa intermedia de chapa 6 Capa intermedia de chapa 7 Capa intermedia de chapa 8 Capa intermedia de chapa 9 Capa interior de elastómero 10 Capa de elastómero 11 Capa de elastómero 12 Capa de elastómero 13 E e principal del muelle estratificado 1 Plato de apoyo Lado inferior del plato de apoyo

Claims

REIVINDICACIONES

1. Muelle estratificado (1), especialmente para vehículos ferroviarios, que comprende una parte de conexión interior (2) y una parte de conexión exterior (4), así como unos estratos de muelle situados entre éstas y constituidos por, alternativamente, una capa (9, 10, 11, 12) de elastómero y una capa (5, 6, 7, 8) de chapa, estando las capas (9, 10, 11, 12) de elastómero vulcanizadas conjuntamente con las respectivas partes de conexión (2, 4) y las respectivas capas (5, 6, 7, 8) de chapa y presentando las capas (9, 10, 11, 12) de los estratos del muelle unos espesores diferentes entre ellos, habiéndose fabricado la capa (9, 10, 11, 12) de elastómero a base del mismo material, caracterizado porque el muelle estratificado (1) presenta un plato de apoyo (14) contorneado sustancialmente en forma de cono que está dispuesto en la dirección de carga por encima del estrato más grueso (9) del muelle y que se corresponde con los estratos (9, 10, 11, 12) de diferente espesor del muelle de tal manera que el estrato más blando (9) se apoya primeramente en el plato de apoyo (14) y, al aumentar la carga, las partes exteriores del estrato más blando (9) y los demás estratos (10, 11, 12) del muelle se apoyan en el plato de apoyo (14) en grado continuamente creciente.