ES2622965T3 - Sistema de resorte de gas para un vehículo - Google Patents

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ES2622965T3 ES12189763.1T ES12189763T ES2622965T3 ES 2622965 T3 ES2622965 T3 ES 2622965T3 ES 12189763 T ES12189763 T ES 12189763T ES 2622965 T3 ES2622965 T3 ES 2622965T3
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Eddie SEARANCKE
Andreas Wolf
Kevin Halton
Wei Li
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Alstom Transportation Germany GmbH
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Bombardier Transportation GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/14—Side bearings
    • B61F5/148—Side bearings between bolsterless bogies and underframes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

Un dispositivo de resorte de gas para un vehículo, en particular un vehículo ferroviario, que comprende - una unidad de resorte de gas (106; 206; 306) y - una unidad de resorte de emergencia (107; 207; 307); - comprendiendo dicha unidad de resorte de gas una primera parte de alojamiento (106.1; 206.1; 306.1), una segunda parte de alojamiento (106.2; 206.2; 306.2) y un fuelle (106.3; 206.3; 306.3); - conectando dicho fuelle (106.3; 206.3; 306.3), de forma móvil, dicha primera parte de alojamiento (106.1; 206.1; 306.1) y dicha segunda parte de alojamiento (106.2; 206.2; 306.2) de tal manera que una cámara de resorte de gas sustancialmente estanca a gas (106.4; 206.4; 306.4) queda confinada por dicho fuelle (106.3; 206.3; 306.3), dicha primera parte de alojamiento (106.1; 206.1; 306.1) y dicha segunda parte de alojamiento (106.2; 206,2; 306.2); - estando dicha primera parte de alojamiento (106.1; 206.1; 306.1) adaptada para conectarse a una estructura de carga (102); - estando dicha segunda parte de alojamiento (106.2; 206.2; 306.2) adaptada para conectarse a una estructura de soporte (103) adaptada para soportar una carga ejercida por dicha estructura de carga (102); - teniendo dicha unidad de resorte de gas (106; 206; 306) un estado hinchado y un estado deshinchado de dicha cámara de resorte de gas (106.4; 206,4; 306,4); - estando dicha unidad de resorte de gas (106; 206; 306) adaptada para soportar elásticamente dicha carga ejercida por dicha estructura de carga (102) en dicha estructura de soporte (103) en dicho estado hinchado de dicha cámara de resorte de gas (106.4; 206.4; 306.4); - estando dicha unidad de emergencia de resorte (107; 207; 307) adaptada para soportar elásticamente dicha carga ejercida por dicha estructura de carga (102) en dicha estructura de soporte (103) en dicho estado deshinchado de dicha cámara de resorte de gas (106.4; 206.4; 306.4); - teniendo dicha unidad de emergencia de resorte (107; 207; 307) un primer extremo (107.3; 207.3; 307.3) y un segundo extremo (107.4; 207.4; 307.4) y un eje longitudinal (107.5; 207.5; 307.5) que se extiende entre dicho primer extremo y dicho segundo extremo; - estando dicha unidad de emergencia de resorte (107; 207; 307) conectada a dicha primera parte de alojamiento (106.1; 206.1; 306.1) o a dicha segunda parte de alojamiento (106.2; 206.2; 306.2) de tal manera que un extremo (107.4; 207.4; 307.4) de dicha unidad de resorte de emergencia (107; 207; 307), en dicho estado hinchado, es un extremo libre; - estando dicho extremo libre (107.4; 207.4; 307.4) de dicha unidad de resorte de emergencia (107; 207; 307) situado más cerca de dicho fuelle (106.3; 206.3; 306.3) que el otro extremo (107.3; 207.3; 307.3) de dicha unidad de resorte de emergencia (107; 207; 307); - formando dicha primera parte alojamiento (106.1, 206.1) o dicha segunda parte de alojamiento (306.2) un receptáculo (106.7; 206.7; 306.7), estando dicha unidad de resorte de emergencia (107, 207, 307) al menos parcialmente recibida dentro de dicho receptáculo (106.7; 206,7; 306,7); caracterizado por que - dicha primera parte de alojamiento (106.1; 206.1) o dicha segunda parte de alojamiento (306.2) están conformadas sustancialmente en forma de un sombrero, - estando dichos fuelles (106.3; 206.3; 306.3) conectados a una circunferencia exterior de dicha parte de alojamiento (106.1; 206.1; 306.2) sustancialmente conformada con la forma de un sombrero en una ubicación alejada de dicho receptáculo (106.7; 206.7; 306.7).

Description

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DESCRIPCION
Sistema de resorte de gas para un vehiculo
La presente invencion se refiere a un dispositivo de resorte de gas para un vehiculo, en particular un vehiculo ferroviario que comprende una unidad de resorte de gas y una unidad de resorte de emergencia. La unidad de resorte de gas comprende una primera parte de alojamiento, una segunda parte de alojamiento y un fuelle, el fuelle conectando de forma movil la primera parte de alojamiento y la segunda parte de alojamiento de tal manera que una camara de resorte de gas sustancialmente estanca a gas queda confinada por el fuelle, la primera parte de alojamiento y la segunda parte de alojamiento. La primera parte de alojamiento se adapta para conectarse a una estructura de carga, mientras que la segunda parte de alojamiento se adapta para conectarse a una estructura de soporte adaptada para soportar una carga ejercida por la estructura de carga. La unidad de resorte de gas tiene un estado hinchado y un estado deshinchado de la camara de resorte de gas. La unidad de resorte de gas se adapta para soportar elasticamente la carga ejercida por la estructura de carga sobre la estructura de soporte en el estado hinchado de la camara de resorte de gas. La unidad de resorte de emergencia se adapta para soportar elasticamente la carga ejercida por la estructura de carga sobre la estructura de soporte en el estado deshinchado de la camara de resorte de gas. La unidad de resorte de emergencia tiene un primer extremo y un segundo extremo y un eje longitudinal que se extiende entre el primer extremo y el segundo extremo. La unidad de resorte de emergencia se conecta a dicha primera parte de alojamiento o a dicha segunda parte de alojamiento de tal manera que un extremo de dicha unidad de resorte de emergencia, en dicho estado hinchado, es un extremo libre. Un dispositivo de resorte de gas del tipo antes mencionado se conoce a partir del documento US 2006/0195240 A1.
Los sistemas de resorte de gas (que con frecuencia estan disenados como sistemas de resorte neumaticos), se utilizan normalmente en los sistemas de suspension secundarios en vehiculos ferroviarios de pasajeros con el fin de aumentar el confort de marcha para los pasajeros. En estos casos, el movimiento relativo entre el chasis y el bogie se proporciona por la flexibilidad del fuelle. En muchos sistemas conocidos, el fuelle se soporta en el tren de rodaje a traves de un dispositivo de resorte auxiliar (por ejemplo, un resorte metalico helicoidal o un resorte de metal-caucho laminado). Este resorte auxiliar (entre otros) proporciona una funcion de emergencia en caso de deshinchado del resorte de aire (es decir, una caida de presion por debajo del valor necesario para tomar la carga externa). En este caso, la rigidez axial del sistema de suspension secundario se define por la rigidez del resorte auxiliar.
En muchos disenos, el resorte auxiliar no puede hacerse lo suficientemente resistente como para garantizar la seguridad de descarrilamiento en esta condicion deshinchada. Por lo tanto, en ciertas condiciones de marcha, por ejemplo, el sistema de deshinchado que se basa solo en el resorte auxiliar se sobrecargaria dinamicamente lo que conduciria a condiciones de marcha con presion de contacto insuficiente entre las ruedas individuales y el riel.
Con el fin de resolver este problema, algunos sistemas conocidos utilizan resortes de emergencia adicionales que se asientan en la parte superior del resorte auxiliar dentro de la camara de presion del resorte de aire. Sin embargo, estos resortes de emergencia adicionales, tanto, aumentan la altura requerida del sistema como requieren de un gran diametro en la primera parte de alojamiento superior para evitar la limitation inicial de la desviacion lateral del resorte de aire en la condicion hinchada. Esto es desfavorable ya que el espacio de diseno esta muy limitado en los vehiculos ferroviarios modernos. En otras palabras, con esta solution conocida, la reduction de la rigidez vertical del sistema de suspension es relativamente baja en comparacion con el espacio que requiere.
Por lo tanto, un objetivo de la presente invencion es proporcionar un dispositivo de resorte de gas que, al menos en cierta medida, supere las desventajas anteriores. Un objetivo adicional de la presente invencion es proporcionar un dispositivo de resorte de gas que asegure buenas propiedades de marcha de emergencia mientras requiere poco espacio de diseno.
Los objetivos anteriores se consiguen a partir de un dispositivo de resorte de gas de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1 mediante las caracteristicas de la parte caracterizadora de la reivindicacion 1.
La presente invencion se basa en la ensenanza tecnica de que las buenas propiedades de marcha de emergencia se pueden conseguir al tiempo que se requiere poco espacio de diseno al colocar el extremo libre del dispositivo de resorte de emergencia mas cerca del fuelle que el otro extremo del dispositivo de resorte de emergencia. Por este medio es particularmente posible colocar el extremo libre del dispositivo de resorte de emergencia en la region de movimiento definida por el fuelle y de tal manera que el extremo libre (que se mueve en sincronia con el fuelle) se puede mover libremente en esta region del movimiento del fuelle, que se va a proporcionar para el movimiento del fuelle de todos modos. Por lo tanto, en otras palabras, esta region de movimiento no solo representa la region de movimiento para el fuelle sino que tambien integra la funcion de la region de movimiento para el extremo libre del dispositivo de resorte de emergencia. Esto conduce a un espacio de diseno reducido total requerido por el dispositivo de resorte de gas sin inconvenientes en relation con las propiedades de marcha y flexibilidad.
Por tanto, de acuerdo con un primer aspecto, la invencion se refiere a un dispositivo de resorte de gas para un vehiculo, en particular un vehiculo ferroviario, que comprende una unidad de resorte de gas y una unidad de resorte de emergencia. La unidad de resorte de gas comprende una primera parte de alojamiento, una segunda parte de
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alojamiento y un fuelle, conectando el fuelle de forma movil la primera parte de alojamiento y la segunda parte de alojamiento de tal manera que una camara de resorte de gas sensiblemente hermetica al gas queda confinada por el fuelle, y la segunda parte de alojamiento. La primera parte de alojamiento se adapta para conectarse a una estructura de carga mientras que la segunda parte de alojamiento se adapta para conectarse a una estructura de soporte adaptada para soportar una carga ejercida por la estructura de carga. La unidad de resorte de gas tiene un estado hinchado y un estado deshinchado de la camara de resorte de gas, estando la unidad de resorte de gas adaptada para soportar elasticamente la carga ejercida por la estructura de carga sobre la estructura de soporte en el estado hinchado de la camara de resorte de gas. La unidad de resorte de emergencia se adapta para soportar elasticamente la carga ejercida por la estructura de carga sobre la estructura de soporte en el estado deshinchado de la camara de resorte de gas. La unidad de resorte de emergencia tiene un primer extremo y un segundo extremo y un eje longitudinal que se extiende entre el primer extremo y el segundo extremo. La unidad de resorte de emergencia esta conectada a la primera parte de alojamiento o a la segunda parte de alojamiento de tal manera que un extremo de la unidad de resorte de emergencia, en el estado hinchado, es un extremo libre. El extremo libre de la unidad de resorte de emergencia se situa mas cerca del fuelle que el otro extremo de la unidad de resorte de emergencia.
Como se ha mencionado anteriormente, el extremo libre de la unidad de resorte de emergencia se encuentra preferentemente en la region del fuelle de tal manera que ambos pueden compartir el mismo espacio para su movimiento durante la operacion del vehiculo.
Se apreciara que, en particular, dependiendo del diseno del fuelle, el resorte de emergencia puede o bien estar conectado a la primera parte de alojamiento o a la segunda parte de alojamiento. Preferentemente, el resorte de emergencia se conecta a la primera parte de alojamiento ya que esto permite un diseno muy simple mediante fuelles convencionales del diseno denominado medio-reloj de arena. Por lo tanto, preferentemente, el primer extremo de la unidad de resorte de emergencia se conecta a la primera parte de alojamiento, el segundo extremo de la unidad de resorte de emergencia, en el estado hinchado, que es el extremo libre, el segundo extremo de la unidad de resorte de emergencia, en el estado deshinchado, contactando con la segunda parte de alojamiento.
La unidad de resorte de emergencia se puede situar fuera de la camara de resorte de gas. Sin embargo, debido a la integracion funcional del espacio de diseno adoptado, se prefiere que la unidad de resorte de emergencia se disponga de la camara de resorte de gas.
La unidad de resorte de emergencia puede ser de cualquier tipo adecuado. Preferentemente, la unidad de resorte de emergencia comprende un resorte helicoidal y/o un resorte de caucho y metal laminado. Ademas, la unidad de resorte de emergencia puede comprender elementos de resorte de traccion. Sin embargo, puesto que permiten un diseno muy simple y de ahorro de espacio, se prefiere el uso de elementos de resorte compresivos. Es decir, preferentemente, la unidad de resorte de emergencia comprende un elemento de resorte compresivo. Las dos partes de alojamiento pueden tener cualquier diseno adecuado deseado. Preferentemente, la primera parte de alojamiento o la segunda parte de alojamiento forma un receptaculo, la unidad de resorte de emergencia se recibe al menos parcialmente dentro del receptaculo con el fin de lograr un diseno muy compacto. El receptaculo puede tener cualquier forma adaptada a la forma de la unidad de resorte de emergencia. En los disenos que son muy simples de implementar el receptaculo tiene una forma sustancialmente cilindrica o una forma sustancialmente conica. Preferentemente, la primera parte de alojamiento o la segunda parte de alojamiento se conforma sustancialmente en la forma de un sombrero, puesto que, por este medio, se consiguen disenos de mucho ahorro de espacio.
Para mejorar el rendimiento de marcha de emergencia, se prefiere que la primera parte de alojamiento o la segunda parte de alojamiento comprende un dispositivo de guia, guiando el dispositivo de guia la unidad de resorte de emergencia a lo largo del eje longitudinal despues de la compresion o extension de la unidad de resorte de emergencia. Un dispositivo de guia de este tipo tiene la ventaja de que un diseno muy compacto se puede conseguir, en particular, si el dispositivo de guia se dispone o integra dentro de la unidad de resorte de emergencia centralizada. Por lo tanto, preferentemente, la unidad de resorte de emergencia define una circunferencia interior y el dispositivo de guia se situa internamente en esta circunferencia interior de la unidad de resorte de emergencia y/o en cooperacion con (por ejemplo, acoplando de forma deslizante) la circunferencia interior de la unidad de resorte de emergencia.
El dispositivo de resorte de emergencia, en el estado hinchado, se puede descargar completamente de tal manera que la carga del dispositivo de resorte de emergencia solo se produce tras el deshinchado del dispositivo de resorte de gas y el contacto del extremo libre con la parte de alojamiento adyacente. Sin embargo, con el fin de reducir la caida de la estructura de soporte en el caso de la deflacion del resorte de gas se proporciona preferentemente un dispositivo de carga previa, ejerciendo el dispositivo de carga previa, en el estado hinchado, una carga previa en la unidad de resorte de emergencia a lo largo del eje longitudinal. Preferentemente, el dispositivo de carga previa es parte de un dispositivo de guia como se ha mencionado anteriormente (guiando la unidad de resorte de emergencia a lo largo del eje longitudinal despues de la compresion o extension) lo que permite un diseno muy compacto y de ahorro espacio.
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Con las realizaciones ventajosas del dispositivo de resorte de gas de acuerdo con la invencion, la unidad de resorte de emergencia, en el extremo libre, tiene un primer elemento de deslizamiento y la parte de alojamiento situada adyacente al extremo libre tiene un segundo elemento de deslizamiento, estando el primer elemento de deslizamiento y el segundo elemento de deslizamiento dispuestos de tal manera que, en el estado deshinchado, el primer elemento de deslizamiento se pone en contacto con el segundo elemento de deslizamiento. Preferentemente, el primer elemento de deslizamiento y el segundo elemento de deslizamiento se adaptan para permitir, en el estado deshinchado, el movimiento de deslizamiento relativo en una direccion transversal al eje longitudinal. Por este medio, incluso bajo condiciones operativas de emergencia, el movimiento lateral comparables con las condiciones operativas normales (es decir, con la operacion normal del resorte de gas) se puede lograr.
Con realizaciones preferidas del dispositivo de resorte de gas de acuerdo con la invencion se proporciona una unidad de resorte auxiliar, conectandose la unidad de resorte auxiliar a la segunda parte de alojamiento y adaptandose para soportar la segunda parte de alojamiento en la estructura de soporte. Esto permite la integration del dispositivo de resorte de gas de acuerdo con la invencion en los disenos de vehiculos convencionales.
El fuelle se puede disenar de cualquier forma adecuada deseada. Preferentemente, el fuelle se disena en la forma de un fuelle de medio-reloj de arena, esto permite una implementation muy facil y de ahorro de espacio de la presente invencion.
La limitation del movimiento relativo de los componentes del dispositivo de resorte de gas en el estado deshinchado se puede proporcionar por los elementos elasticos utilizados en el diseno. Sin embargo, preferentemente, se proporcionan elementos separados que funcionan como elementos de tope para evitar la sobrecarga de los elementos elasticos. Por lo tanto, preferentemente, la unidad de resorte de emergencia tiene un dispositivo de tope, limitando el dispositivo de tope el movimiento relativo del segundo extremo de la unidad de resorte de emergencia con respecto a la primera parte de alojamiento en una direccion transversal al eje longitudinal y/o en una direccion a lo largo el eje longitudinal.
La presente invencion se refiere ademas a un vehiculo, en particular un vehiculo ferroviario, que comprende una carroceria del vehiculo, un tren de rodaje y un dispositivo de resorte de gas de acuerdo con la invencion, formando la carroceria del vehiculo la estructura de carga y estando soportada por el dispositivo de resorte de gas en el tren de rodaje que forma la estructura de soporte. Con un vehiculo de este tipo, las realizaciones y ventajas de la presente invencion, como se han descrito anteriormente se pueden conseguir en la misma medida. Por lo tanto, simplemente se hace referencia aqui a lo anterior.
Otras realizaciones de la presente invencion resultaran evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes y de la siguiente description de las realizaciones preferidas que se refiere a las figuras adjuntas.
La Figura 1 es una representation esquematica de una realization preferida de un vehiculo de acuerdo con la presente invencion que comprende una realizacion preferida de un dispositivo de resorte de gas de acuerdo con la presente invencion;
la Figura 2 es una representacion esquematica en section de un detalle de la Figura 1;
la Figura 3 es una vista en seccion esquematica de una realizacion preferida adicional de un dispositivo de resorte
de gas de acuerdo con la presente invencion;
la Figura 4 es una vista en seccion esquematica de una realizacion preferida adicional de un dispositivo de resorte de gas de acuerdo con la presente invencion.
Primera realizacion
Con referencia a las Figuras 1 y 2, una realizacion preferida de un vehiculo ferroviario 101 de acuerdo con la presente invencion con un dispositivo de resorte de gas de acuerdo con la presente invencion se describira a continuation en mayor detalle.
La Figura 1 es una representacion esquematica del vehiculo ferroviario 101 que comprende una carroceria del vehiculo 102 para el transporte de pasajeros soportada en una estructura de soporte en forma de un tren de rodaje 103 (por ejemplo, un bogie). La carroceria del vehiculo 102 se soporta en el tren de rodaje 103 por medio de un dispositivo de resorte secundario 104. El dispositivo de resorte secundario comprende una realizacion preferida de un dispositivo de resorte de gas 105 de acuerdo con la invencion.
El dispositivo de resorte de gas 105 se opera con aire de tal manera que forma un dispositivo de resorte de aire. Sin embargo, se apreciara que, con otras realizaciones de la invencion, cualquier otro gas se puede utilizar para operar el dispositivo de resorte de gas.
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Como se puede observar en mayor detalle de la Figura 2, el dispositivo de resorte de gas 105 comprende una unidad de resorte de gas 106, y la unidad de resorte de emergencia 107 y un resorte auxiliar unidad 108. La unidad de resorte auxiliar 108 se forma por un resorte de metal y caucho laminado soportado en una parte del tren de rodaje 103. La unidad de resorte de gas 106 se soporta, a su vez, en la unidad de resorte auxiliar 108 y soporta la carroceria del vehiculo 102.
La unidad de resorte de gas 106 comprende una primera parte de alojamiento 106.1 conectada a la carroceria del vehiculo 102, una segunda parte de alojamiento 106.2 conectada a la unidad de resorte auxiliar 108 y un fuelle 106.3. La primera parte de alojamiento 106.1, la segunda parte de alojamiento 106.2 y el fuelle 106.3 se conectan entre si a fin de formar una camara de resorte de gas sustancialmente estanca a gas 106.4. El fuelle 106.3 es de un tipo de medio de reloj de arena convencional.
La unidad de resorte de gas 106 comprende ademas uno o mas dispositivos de entrada y salida de gas (no mostrados en mayor detalle) conectados a un dispositivo de control de presion 106.5 que controla la presion de aire dentro de la camara de resorte de gas 106.4. La unidad de resorte de gas 106 tiene un estado hinchado en el que la presion dentro de la camara de resorte de gas 106.4 se ajusta de modo que la unidad de resorte de gas 106 proporciona una fuerza de soporte suficiente para soportar elasticamente la carga introducida en su interior a traves de la carroceria del vehiculo 102 (formando una estructura de carga para la unidad de resorte de gas 106). La unidad de resorte de gas 106 tiene ademas un estado deshinchado en el que la presion que prevalece dentro de la camara de resorte de gas
106.4 no es suficiente para soportar elasticamente la carga introducida en su interior a traves de la carroceria del vehiculo 102.
La unidad de resorte de emergencia 107 (que se muestra solo muy esquematicamente en la Figura 2) comprende un elemento de resorte compresivo en la forma de un resorte metalico helicoidal 107,1 y un primer elemento de deslizamiento en forma de una placa de deslizamiento 107.2. La unidad de resorte de emergencia 107 tiene un primer extremo 107.3 conectado de forma fija a la primera parte de alojamiento 106.1 y un segundo extremo 107.4 que lleva la placa de deslizamiento 107.2 y situado mas cerca del fuelle 106.3 que el primer extremo 107.3. Un eje longitudinal
107.5 de la unidad de resorte de emergencia 107 se extiende entre el primer extremo 107.3 y el segundo extremo 107.4.
En el estado deshinchado de la unidad de resorte de gas 106 (por ejemplo, tras el mal funcionamiento de la unidad de control de la presion 106.4 o una fuga de la camara de resorte de gas 106.4) la placa de deslizamiento 107.2 de la unidad de resorte de emergencia 107 se pone en contacto con un segundo elemento de deslizamiento 106.8 situado en la parte superior de la segunda parte de alojamiento 106.2. Por lo tanto, en este estado deshinchado la unidad de resorte de emergencia 107 se hace cargo de la funcion de soportar la carga de la carroceria del vehiculo 102 desde la unidad de resorte de gas 106.
En este estado deshinchado, el movimiento relativo entre la carroceria del vehiculo 102 y el tren de rodaje 103 se proporciona por la desviacion del elemento de resorte compresivo 107.1, ambos, en una direccion transversal al eje longitudinal 107.5 (movimiento relativo lateral) y a lo largo del eje longitudinal 107.5 (movimiento relativo axial). Con el fin de evitar la desviacion lateral excesiva del elemento de resorte compresivo 107.1, un elemento de tope rigido lateral
107.6 se proporciona para cooperar con la primera parte de alojamiento 106.1. Ademas el movimiento relativo lateral se puede proporcionar a traves de un movimiento de deslizamiento entre el primer elemento de deslizamiento 107.2 y el segundo elemento de deslizamiento 106.8.
En el estado hinchado de la unidad de resorte de gas 106, el segundo extremo 107.4 es un extremo libre situado en la region del fuelle 106.3. Mas precisamente, en este estado hinchado, el extremo libre 107.4 de la unidad de resorte de emergencia 107 se situa en la region de movimiento 106.6 definida por el fuelle 106.3. Por este medio, el extremo libre 107.4 (que se mueve en sincronia con el fuelle 106.3) puede moverse libremente en esta region de movimiento del fuelle 106.3, que se va a proporcionar para el movimiento del fuelle 106.3 durante la desviacion del dispositivo de resorte de gas 104 de todos modos. Por tanto, en otras palabras, esta region de movimiento 106.6 no solo representa la region de movimiento para el fuelle 106.3 sino tambien integra la funcion de la region de movimiento para el extremo libre 107.4 del dispositivo de resorte de emergencia 107.
En comparacion con los disenos anteriormente conocidos, esto conduce a un espacio de diseno reducido total requerido por el dispositivo de resorte de gas 104 sin ningun tipo de inconvenientes en relacion con las propiedades de marcha y flexibilidad. Mas precisamente, la primera parte de alojamiento 106.1 a la que el primer extremo 107.3 de la unidad de resorte de emergencia 107 se conecta de manera fija se puede formar de forma muy sencilla con ahorro de espacio como se muestra en la Figura 2.
Como se puede observar en la Figura 2, la primera parte de alojamiento 106.1 se forma en la forma de un sombrero que forma un receptaculo sustancialmente cilindrico 106.7 que recibe la mayor parte del elemento de resorte compresivo 107.1. El diametro interior del receptaculo 106.7 se adapta al diametro exterior del elemento de resorte compresivo 107.1. Mas precisamente, el diametro interior del receptaculo 106.7 puede ser solo ligeramente mas grande que el diametro exterior del elemento de resorte compresivo 107.1. El espacio libre se puede elegir para corresponder a la desviacion lateral maxima que se proporciona por el elemento de resorte compresivo 107.1.
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Sin embargo, se apreciara que, con otras realizaciones de la invencion, un dispositivo de gma, por ejemplo, en la forma de un par de elementos de guia telescopicos (uno conectado a la placa de deslizamiento 107.2 y uno conectado a la primera parte de alojamiento 106.1) situados internamente en el elemento de resorte de emergencia 107.1, se pueden proporcionar como se indica por el contorno discontinuo 106.9 de la Figura 2. Por lo tanto, en el estado deshinchado, el dispositivo de guia 106.9 evita el movimiento relativo entre la carroceria del vehiculo 102 y el tren de rodaje 103 en una direccion transversal al eje longitudinal 107.5 (es decir, el elemento de tope rigido 107.6 puede entonces omitirse) y permite el movimiento relativo entre la carroceria del vehiculo 102 y el tren de rodaje 103 a lo largo del eje longitudinal 107.5 (movimiento relativo axial).
Por consiguiente, debido a este dispositivo de guia dispuesto en el centro 106.9, la holgura entre el diametro interior del receptaculo 106.7 y el diametro exterior del elemento de resorte compresivo 107.1 se puede minimizar a un espacio libre muy pequeno (necesario tomar cualquier expansion lateral del elemento de resorte 107.1 durante la operacion) que permite un diseno muy compacto. El movimiento relativo lateral se proporciona despues a traves de un movimiento de deslizamiento entre el primer elemento de deslizamiento 107.2 y el segundo elemento de deslizamiento 106.8 exclusivamente.
Se apreciara ademas que el diametro exterior de la placa de deslizamiento 107.2 se elige para superar suficientemente el diametro interior del receptaculo 106.7 de tal manera que la placa de deslizamiento 107.2 forma tambien un tope rigido axial para evitar que la carga axial excesiva del elemento de resorte compresivo 107.1.
Segunda realizacion
Con referencia a las Figuras 1 y 3 una realizacion preferida adicional de un dispositivo de resorte de gas 204 de acuerdo con la presente invencion se describira a continuacion en mayor detalle. El dispositivo de resorte de gas 204 puede sustituir el dispositivo de resorte de gas 104 en el vehiculo 101 de la Figura 1. El dispositivo de resorte de gas 204, en su diseno y funcionalidad basica, corresponde en gran medida al dispositivo de resorte de gas 104 de tal manera que se hara referencia principalmente a la solamente las diferencias. Por otra parte, los componentes identicos o similares son proporcionados con los mismos numeros de referencia aumentados en 100. A menos que se proporcionen explicaciones divergentes a continuacion aqui se hace referencia, de forma explicita, a las explicaciones dadas anteriormente con respecto a las caracteristicas y funciones de estos componentes.
Una de las diferencias con respecto al dispositivo de resorte de gas 104 se encuentra en el diseno del elemento de resorte compresivo 207.1 del dispositivo de resorte de emergencia 207. Como se puede observar en la Figura 3, el elemento de resorte 207.1 se forma por un resorte de metal-caucho laminado conico asentado en un receptaculo conico 206.7 de la primera parte de alojamiento 206.1. Este diseno tiene la ventaja de que la rigidez axial (a lo largo del eje longitudinal 207.5) del dispositivo de resorte de emergencia 207 se puede ajustar de una manera sencilla en una gama muy amplia seleccionando adecuadamente el diseno (por ejemplo, la composition) del resorte de metal- caucho laminado 207.1. Al mismo tiempo, un resorte de metal-caucho laminado 207.1 de este tipo (en particular, a lo largo del eje longitudinal 207.5) permite un diseno muy compacto.
Una diferencia adicional reside en el hecho de que se proporciona un dispositivo de carga previa 209. El dispositivo de carga previa 209 carga previamente por compresion del elemento de resorte de emergencia 207.1 a lo largo de su eje longitudinal 207.5. El dispositivo de carga previa 209 comprende un elemento de tope 209.1 conectado al extremo libre de un dispositivo de guia en forma de un elemento de guia 206.9 de la primera parte de alojamiento 206.1. Una circunferencia interior del elemento de resorte acopla de forma deslizable 207.1 el elemento de guia 206.9 de tal manera que, en el estado hinchado de la unidad de resorte de gas 206, el elemento de resorte de emergencia 207.1 (bajo una carga previa axial) se soporta contra el elemento de tope 209.1.
En ciertos casos, un medio influyente en la friction (tal como un dispositivo de lubrication y/o un revestimiento influyente en la friccion en uno o ambos conjuntos de deslizamiento) se puede proporcionar en la ubicacion del dispositivo de guia con el fin de influir en el efecto de friccion en la rigidez axial. Se apreciara que tal medio incluyente en la friccion se puede utilizar para sintonizar la rigidez axial con las propiedades deseadas. Esta afinacion normalmente la reduction de la friccion y, por lo tanto, de la rigidez axial, asi como de las propiedades de amortiguacion axial. Sin embargo, el aumento de la friccion y, por lo tanto, de la rigidez axial, asi como las propiedades de amortiguacion axial se puede proporcionar tambien en algunos casos.
Este diseno con el dispositivo de guia de restriction lateral 206.9 que integra el dispositivo de carga previa 209 tiene la ventaja de que ningun tope rigido lateral (similar al tope rigido 107.6) se requiere, lo que permite un diseno muy compacto.
En el estado deshinchado de la unidad de resorte de gas 206, la placa de deslizamiento 207.2 de la unidad de resorte de emergencia 207 se pone en contacto con el segundo elemento de deslizamiento 206.8 de tal manera que el elemento de resorte de emergencia 207.1 se desvia y desliza mas lejos a lo largo del elemento de guia 206.9 a lo largo del eje longitudinal 207.5 tomando asi la carga de la carroceria del vehiculo 102. Cualquier elemento de tope 209.1 (por ejemplo, que coopera con la superficie asociada de la placa de deslizamiento 207.2) o un elemento de tope adicional que coopera con el elemento de resorte de emergencia 207.1 (por ejemplo, un elemento de tope adicional
en el elemento guia 206.9) puede limitar la desviacion maxima del elemento de resorte de emergencia 207.1. Tercera realizacion
5 Con referencia a las Figuras 1 y 4 una realizacion preferida adicional de un dispositivo de resorte de gas 304 de acuerdo con la presente invencion se describira a continuacion en mayor detalle. El dispositivo de resorte de gas 304 puede sustituir el dispositivo de resorte de gas 104 en el vehiculo 101 de la Figura 1. El dispositivo de resorte de gas 304, en su diseno y funcionalidad basica, corresponde en gran medida al dispositivo de resorte de gas 204 de tal manera que se hara referencia principalmente a la solamente las diferencias. Por otra parte, los componentes identicos 10 o similares se proporcionan con los mismos numeros de referencia aumentados en 100. A menos que se proporcionen
explicaciones divergentes a continuacion se hace referencia aqui de forma explicita a las explicaciones dadas anteriormente con respecto a las caracteristicas y funciones de estos componentes.
La unica diferencia con respecto al dispositivo de resorte de gas 204 se encuentra dentro del hecho de que el 15 receptaculo 306.7 se forma en la segunda parte de alojamiento 306.2 (en lugar de en la primera parte de alojamiento).
Por lo tanto, la unidad de resorte de emergencia 307 se conecta de forma fija a la segunda parte de alojamiento 306.2. En otras palabras, en comparacion con el dispositivo de resorte de gas 204, basicamente se elige una disposicion al reves de la unidad de resorte de emergencia 307.
20 Si bien la presente invencion, en lo que antecede, solo se ha descrito en el contexto de vehiculos ferroviarios, se apreciara que tambien se puede aplicar a cualquier otro tipo de vehiculo con el fin de superar los problemas similares con respecto a una solucion de ahorro de espacio para una suspension de emergencia.

Claims (16)

  1. 5
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    65
    REIVINDICACIONES
    1. Un dispositivo de resorte de gas para un vehiculo, en particular un vehiculo ferroviario, que comprende
    - una unidad de resorte de gas (106; 206; 306) y
    - una unidad de resorte de emergencia (107; 207; 307);
    - comprendiendo dicha unidad de resorte de gas una primera parte de alojamiento (106.1; 206.1; 306.1), una segunda parte de alojamiento (106.2; 206.2; 306.2) y un fuelle (106.3; 206.3; 306.3);
    - conectando dicho fuelle (106.3; 206.3; 306.3), de forma movil, dicha primera parte de alojamiento (106.1; 206.1;
  2. 306.1) y dicha segunda parte de alojamiento (106.2; 206.2; 306.2) de tal manera que una camara de resorte de gas sustancialmente estanca a gas (106.4; 206.4; 306.4) queda confinada por dicho fuelle (106.3; 206.3; 306.3), dicha primera parte de alojamiento (106.1; 206.1; 306.1) y dicha segunda parte de alojamiento (106.2; 206,2;
  3. 306.2) ;
    - estando dicha primera parte de alojamiento (106.1; 206.1; 306.1) adaptada para conectarse a una estructura de carga (102);
    - estando dicha segunda parte de alojamiento (106.2; 206.2; 306.2) adaptada para conectarse a una estructura de soporte (103) adaptada para soportar una carga ejercida por dicha estructura de carga (102);
    - teniendo dicha unidad de resorte de gas (106; 206; 306) un estado hinchado y un estado deshinchado de dicha camara de resorte de gas (106.4; 206,4; 306,4);
    - estando dicha unidad de resorte de gas (106; 206; 306) adaptada para soportar elasticamente dicha carga ejercida por dicha estructura de carga (102) en dicha estructura de soporte (103) en dicho estado hinchado de dicha camara de resorte de gas (106.4; 206.4; 306.4);
    - estando dicha unidad de emergencia de resorte (107; 207; 307) adaptada para soportar elasticamente dicha carga ejercida por dicha estructura de carga (102) en dicha estructura de soporte (103) en dicho estado deshinchado de dicha camara de resorte de gas (106.4; 206.4; 306.4);
    - teniendo dicha unidad de emergencia de resorte (107; 207; 307) un primer extremo (107.3; 207.3; 307.3) y un segundo extremo (107.4; 207.4; 307.4) y un eje longitudinal (107.5; 207.5; 307.5) que se extiende entre dicho primer extremo y dicho segundo extremo;
    - estando dicha unidad de emergencia de resorte (107; 207; 307) conectada a dicha primera parte de alojamiento (106.1; 206.1; 306.1) o a dicha segunda parte de alojamiento (106.2; 206.2; 306.2) de tal manera que un extremo (107.4; 207.4; 307.4) de dicha unidad de resorte de emergencia (107; 207; 307), en dicho estado hinchado, es un extremo libre;
    - estando dicho extremo libre (107.4; 207.4; 307.4) de dicha unidad de resorte de emergencia (107; 207; 307) situado mas cerca de dicho fuelle (106.3; 206.3; 306.3) que el otro extremo (107.3; 207.3; 307.3) de dicha unidad de resorte de emergencia (107; 207; 307);
    - formando dicha primera parte alojamiento (106.1, 206.1) o dicha segunda parte de alojamiento (306.2) un receptaculo (106.7; 206.7; 306.7), estando dicha unidad de resorte de emergencia (107, 207, 307) al menos parcialmente recibida dentro de dicho receptaculo (106.7; 206,7; 306,7);
    caracterizado por que
    - dicha primera parte de alojamiento (106.1; 206.1) o dicha segunda parte de alojamiento (306.2) estan conformadas sustancialmente en forma de un sombrero,
    - estando dichos fuelles (106.3; 206.3; 306.3) conectados a una circunferencia exterior de dicha parte de alojamiento (106.1; 206.1; 306.2) sustancialmente conformada con la forma de un sombrero en una ubicacion alejada de dicho receptaculo (106.7; 206.7; 306.7).
  4. 2. El dispositivo de resorte de gas de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que dicho extremo libre (107.4; 207.4; 307.4) de dicha unidad de resorte de emergencia (107; 207; 307) esta situado en la region de dicho fuelle (106.3; 206.3; 306.3).
  5. 3. El dispositivo de resorte de gas de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que
    - dicho primer extremo (107.3; 207.3) de dicha unidad de resorte de emergencia esta conectado a dicha primera parte de alojamiento (106.1; 206.1);
    - dicho segundo extremo (107.4; 207.4) de dicha unidad de resorte de emergencia (107; 207), en dicho estado hinchado, es dicho extremo libre;
    - dicho segundo extremo (107.4; 207.4) de dicha unidad de resorte de emergencia (107; 207), en dicho estado deshinchado, entra en contacto con dicha segunda parte de alojamiento (106.2; 206,2).
  6. 4. El dispositivo de resorte de gas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha unidad de resorte de emergencia (107; 207; 307) esta dispuesta dentro de dicha camara de resorte de gas (106.4; 206.4; 306.4).
  7. 5. El dispositivo de resorte de gas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha unidad de resorte de emergencia (107; 207; 307) comprende un resorte helicoidal (107.1) y/o un resorte
    5
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    65
    de metal-caucho laminado (207.1; 307.1), en particular, un resorte conico.
  8. 6. El dispositivo de resorte de gas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha unidad de resorte de emergencia (107; 207; 307) comprende un elemento de resorte compresivo (107.1; 207.1; 307.1).
  9. 7. El dispositivo de resorte de gas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que
    - dicho receptaculo (106.7; 206,7; 306.7) tiene una forma sustancialmente cilindrica o sustancialmente conica.
  10. 8. El dispositivo de resorte de gas de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que
    - dicha primera parte de alojamiento (106.1; 206.1) o dicha segunda parte de alojamiento (306.2) comprende un dispositivo de guia (106.9; 206.9; 306.9);
    - guiando dicho dispositivo de guia (106.9; 206.9; 306.9) a dicha unidad de resorte de emergencia (107, 207, 307) a lo largo de dicho eje longitudinal (107.5; 207.5; 307.5) tras la compresion o la extension de dicha unidad de resorte de emergencia (107, 207, 307),
    - definiendo, en particular, dicha unidad de resorte de emergencia (107; 207; 307) una circunferencia interior y estando dicho dispositivo de guia (106.9; 206.9; 306.9) situado internamente con respecto a dicha circunferencia interior de dicha unidad de resorte de emergencia (107; 207; 307) y/o cooperando con dicha circunferencia interior de dicha unidad de resorte de emergencia (207; 307).
  11. 9. El dispositivo de resorte de gas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que
    - se proporciona un dispositivo de carga previa (209; 309);
    - dicho dispositivo de carga previa (209; 309), en dicho estado hinchado, ejerce una carga previa en dicha unidad de resorte de emergencia (207; 307) a lo largo de dicho eje longitudinal (207.5; 307.5);
    dicho dispositivo de carga previa (209; 309) es, en particular, parte de un dispositivo de guia (206.9; 306.9) que guia dicha unidad de resorte de emergencia (207; 307) a lo largo de dicho eje longitudinal (207.5; 307.5) tras la compresion o la extension de dicha unidad de resorte de emergencia (207; 307).
  12. 10. El dispositivo de resorte de gas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que
    - dicha unidad de emergencia de resorte (107; 207; 307) tiene, en dicho extremo libre, un primer elemento de deslizamiento (107.2; 207.2; 307.2) y
    - dicha parte de alojamiento situada adyacente a dicho extremo libre tiene un segundo elemento de deslizamiento (106.8; 206,8; 306.8);
    - dicho primer elemento de deslizamiento (107.2; 207.2; 307.2) y dicho segundo elemento de deslizamiento (106.8; 206.8; 306.8) estan dispuestos de tal manera que, en dicho estado deshinchado, dicho primer elemento de deslizamiento (107.2; 207.2; 307.2) entra en contacto con dicho segundo elemento de deslizamiento (106.8; 206.8; 306.8);
    - dicho primer elemento de deslizamiento (107.2; 207.2; 307.2) y dicho segundo elemento de deslizamiento (106.8; 206.8; 306.8) estan adaptados, en particular, para permitir, en dicho estado deshinchado, el movimiento de deslizamiento relativo en una direccion transversal a dicho eje longitudinal (107.5; 207.5; 307.5).
  13. 11. El dispositivo de resorte de gas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que
    - se proporciona una unidad auxiliar de resorte (108; 208; 308);
    - dicha unidad auxiliar de resorte (108; 208; 308) esta conectada a dicha segunda parte de alojamiento (106.2; 206.2; 306.2) y esta adaptada para soportar dicha segunda parte de alojamiento (106.2; 206.2; 306.2) en dicha estructura de soporte (103).
  14. 12. El dispositivo de resorte de gas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho fuelle (106.3; 206.3; 306.3) esta disenado con la forma de un fuelle de medio-reloj de arena.
  15. 13. El dispositivo de resorte de gas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que
    - dicha unidad de emergencia de resorte (107; 207; 307) tiene un dispositivo de tope (107.2, 107.6; 202.6; 304.6);
    - dicho dispositivo de tope (107.2, 107.6; 202.6; 304.6) limita el movimiento relativo de dicho segundo extremo (107.4; 207.4; 307.4) de dicha unidad de resorte de emergencia con respecto a dicha primera parte de alojamiento
    (106.1; 206.1; 306.1) en una direccion transversal a dicho eje longitudinal (107.5; 207.5; 307.5) y/o en una direccion a lo largo de dicho eje longitudinal (107.5; 207.5; 307.5).
  16. 14. Un vehiculo, en particular, vehiculo ferroviario, que comprende 5
    - una carroceria del vehnculo (102),
    - un tren de rodaje (103) y
    - un dispositivo de resorte de gas (104; 204; 304) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores;
    - formando dicha carroceria del vehiculo (102) dicha estructura de carga y estando soportada por dicho dispositivo 10 de resorte de gas (104; 204; 304) en dicho tren de rodaje (103) que forma dicha estructura de soporte.
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