ES3021460T3 - Assembly for transmitting longitudinal forces in a rail vehicle - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un conjunto para la transmisión de fuerzas longitudinales en un vehículo ferroviario. Un cojinete de articulación de eje hidráulico (ALL) consta de un elemento de carcasa exterior (GEHA) y un elemento de carcasa interior (GEHI), conectados a un bastidor giratorio (DGST) o a un juego de ruedas (RS1, RS2) del vehículo ferroviario para transmitir las fuerzas longitudinales generadas por este durante el desplazamiento entre el juego de ruedas (RS1, RS2) y el bastidor giratorio (DGST). El cojinete de articulación de eje (ALL) consta de dos cámaras (KAM1, KAM2) llenas de un fluido (FLU), situadas una frente a la otra y con un volumen respectivo. Como resultado de las fuerzas longitudinales, se produce un cambio en la posición relativa de los elementos de la carcasa, lo que resulta en un cambio alternado del volumen de ambas cámaras (KAM1, KAM). Las dos cámaras están conectadas mediante una línea de fluido (LTG1, LTG2) que discurre por fuera o en el exterior del cojinete de la articulación del eje (ALL). El cambio de volumen alternado de las dos cámaras (KAM, KAM2) se produce mediante el movimiento del fluido (FLU). La línea externa (LTG1, LTG2) cuenta con un elemento amortiguador (FDE), que amortigua el movimiento del fluido (FLU) entre las dos cámaras (KAM1, KAM2). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Disposición para la transmisión de fuerzas longitudinales en un vehículo ferroviario

La presente invención hace referencia a un procedimiento para la transmisión de fuerzas longitudinales en un vehículo ferroviario.

Por el documento EP 1457706 A1 se conoce un soporte guía del eje hidráulico, con el que está optimizado el comportamiento de marcha de vehículos ferroviarios, tanto en la marcha en curvas, como también en la marcha recta. La condición fundamental de esa optimización reside en un eje montado, cuya orientación puede regularse con respecto al raíl o con respecto a una curva que es transitada.

El soporte guía del eje hidráulico descrito en el documento EP 1457 706 A1, para un vehículo ferroviario, comprende un tornillo guía y al menos un elemento de resorte que está dispuesto entre el tornillo guía y una anilla guía de una guía de eje. El elemento de resorte comprende un casquillo hidráulico que presenta una carcasa externa y una carcasa interna. La carcasa externa rodea la carcasa interna en una distancia radial, de modo que se forma un espacio anular. En el espacio anular, un elemento elástico (de goma) está dispuesto de manera que el mismo delimita, al menos parcialmente, dos cámaras diametralmente opuestas, que se denominan como primera cámara, así como segunda cámara. Ambas cámaras están llenadas con un fluido hidráulico. Las dos cámaras están conectadas entre sí mediante un canal de rebose guiado de forma interna.

Mediante el canal de rebose se logra un desplazamiento de fluido entre las dos cámaras, de manera que se alcanza una rigidez longitudinal reducida requerida en la marcha en curvas y una rigidez elevada requerida en el caso de una marcha sin curvas o recta. Además, mediante esa regulación se logra una marcha con poco desgaste y poco ruido en un curso curvo del raíl. Esa orientación optimizada del eje montado es posible mediante el soporte guía del eje hidráulico, que en el caso de una marcha en curvas debe presentar una rigidez longitudinal lo más reducida posible, y en el caso de una marcha sin curvas o recta, debe presentar una rigidez muy elevada.

También se conocen "soportes guía del eje hidráulico con conexión externa HLeA", en los que, en comparación con el soporte guía del eje anterior, el canal de rebose está realizado de forma externa. Con esa finalidad, la primera cámara y la segunda cámara respectivamente presentan una conexión externa que, en el caso del "soporte guía del eje hidráulico con conexión externa HLeA", es guiada hacia el exterior. De este modo, es posible conectar las dos cámaras de forma externa mediante un conducto de conexión, o un acoplamiento de las dos cámaras con otros componentes, como se describe a continuación.

La Figura 4 muestra dos ejes montados RS1, RS2 de un vehículo ferroviario que, de manera conocida, por medio de soportes guía del eje hidráulicos ALL1 a ALL4, están conectados a un bogie DGST de un vehículo ferroviario. Para un primer eje montado RS1 del vehículo ferroviario, se aplica:

El primer eje montado RS1 está conectado al bogie DGST mediante dos soportes guía del eje hidráulicos ALL1 y ALL2, que presentan conexiones externas y están diseñados del modo antes descrito.

Un primer soporte guía del eje ALL1 presenta dos cámaras KAM11, KAM12 diametralmente opuestas, que se denominan como primera cámara KAM11, así como segunda cámara KAM12.

Observado en la dirección de marcha FRTR del vehículo ferroviario, la segunda cámara KAM12 está dispuesta delante de la primera cámara KAM11.

Un segundo soporte guía del eje ALL2 presenta dos cámaras KAM21, KAM22 diametralmente opuestas, que se denominan como primera cámara KAM21, así como segunda cámara KAM22.

Observado en la dirección de marcha FRTR del vehículo ferroviario, la segunda cámara KAM22 está dispuesta delante de la primera cámara KAM21.

En el primer eje montado RS1, la primera cámara KAM11 del primer soporte guía del eje ALL1 está conectada a la primera cámara KAM21 del segundo soporte guía del eje ALL2, para el intercambio de fluidos mediante conexiones externas.

En el primer eje montado RS1, la segunda cámara KAM12 del primer soporte guía del eje ALL1 está conectada a la segunda cámara KAM22 del segundo soporte guía del eje ALL2, para el intercambio de fluidos mediante conexiones externas.

Si el vehículo ferroviario, observado en una dirección de marcha FRTR, marcha en una curva a la derecha RKV, entonces, debido a la influencia de fuerzas longitudinales resultantes, el fluido se transfiere desde la segunda cámara KAM22 del segundo soporte guía del eje ALL2, a la segunda cámara KAM12 del primer soporte guía del eje ALL1.

Esa transferencia de fluido es causada por una variación de la posición relativa de los elementos de carcasa del soporte guía del eje ALL1, ALL2, que nuevamente es causada por las fuerzas longitudinales. De modo correspondiente, de forma opuesta, el fluido se transfiere desde la primera cámara KAMM11 del primer soporte guía del eje ALL1 a la primera cámara KAM21 del segundo soporte guía del eje ALL2. Para un segundo eje montado RS2 del vehículo ferroviario, se aplica:

El segundo eje montado RS2 está conectado al bogie DGST mediante dos soportes guía del eje hidráulicos ALL3 y ALL4, que presentan conexiones externas y están diseñados del modo antes descrito.

Un primer soporte guía del eje ALL3 presenta dos cámaras KAM31, KAM32 diametralmente opuestas, que se denominan como primera cámara KAM31, así como segunda cámara KAM32.

Observado en la dirección de marcha FRTR del vehículo ferroviario, la primera cámara KAM31 está dispuesta delante de la segunda cámara KAM32.

Un segundo soporte guía del eje ALL4 presenta dos cámaras KAM41, KAM42 diametralmente opuestas, que se denominan como primera cámara KAM41, así como segunda cámara KAM42.

Observado en la dirección de marcha FRTR del vehículo ferroviario, la primera cámara KAM41 está dispuesta delante de la segunda cámara KAM21.

En el segundo eje montado RS2, la primera cámara KAM31 del primer soporte guía del eje ALL3 está conectada a la primera cámara KAM41 del segundo soporte guía del eje ALL4, para el intercambio de fluidos mediante conexiones externas.

En el segundo eje montado RS2, la segunda cámara KAM32 del primer soporte guía del eje ALL3 está conectada a la segunda cámara KAM42 del segundo soporte guía del eje ALL4, para el intercambio de fluidos mediante conexiones externas.

Si el vehículo ferroviario, observado en una dirección de marcha FRTR, marcha en la curva a la derecha RKV, entonces, el fluido se transfiere desde la primera cámara KAM41 del segundo soporte guía del eje ALL4, a la primera cámara KAM31 del primer soporte guía del eje ALL3.

De modo correspondiente, de forma opuesta, el fluido se transfiere desde la segunda cámara KAM32 del primer soporte guía del eje ALL3 a la segunda cámara KAM42 del segundo soporte guía del eje ALL4.

Mediante la disposición descrita y la conexión de las cámaras, se acopla el movimiento del lado derecho e izquierdo del eje montado y, debido a una transmisión de fuerzas longitudinales correspondiente, se produce un comportamiento de movimiento ventajoso del eje montado.

Las respectivas fuerzas longitudinales que se producen en marchas rectas o en marchas en curvas, se transmiten entre los componentes antes descritos, como está representado.

Otros soportes guía del eje están descritos en los documentos WO 2016 008731 A1, EP 1228937 A1 y FR 2 551 412 A1.

El objeto de la presente invención consiste en indicar una disposición mejorada para la transmisión de fuerzas longitudinales en un vehículo ferroviario.

Este objeto se soluciona mediante las características de la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se indican perfeccionamientos ventajosos.

La invención hace referencia a una disposición para la transmisión de fuerzas longitudinales en un vehículo ferroviario, con un soporte guía del eje hidráulico, con un eje montado y con un bogie del vehículo ferroviario. El soporte guía del eje hidráulico presenta un elemento de carcasa externo y un elemento de carcasa interno, donde uno de los elementos de carcasa está conectado al bogie, mientras que el otro elemento de carcasa está conectado al eje montado. De este modo, fuerzas longitudinales formadas por el vehículo ferroviario durante la marcha se transmiten entre el eje montado y el bogie.

El elemento de carcasa externo rodea el elemento de carcasa interno en una distancia radial, de modo que se forma un espacio anular. En el espacio anular, un elemento elástico está dispuesto de manera que éste forma dos cámaras opuestas entre sí, con respectivo volumen de la cámara.

Debido a las fuerzas longitudinales se provoca una variación de la posición relativa del elemento de carcasa interno con respecto al elemento de carcasa externo, que ocasiona una variación de volumen alternada de las dos cámaras.

Las dos cámaras contienen un fluido, y mediante el fluido están acopladas una con otra de manera que, mediante un movimiento del fluido, tiene lugar la variación de volumen alternada de las dos cámaras. El acoplamiento de las dos cámaras mediante el fluido está realizado por medio de dos conexiones externas del soporte guía del eje y mediante un conducto externo que conecta una con otra las dos conexiones.

El conducto externo presenta un elemento de amortiguación que divide en dos el conducto externo. El elemento de amortiguación está diseñado de manera que un movimiento del fluido, que se produce debido a las fuerzas longitudinales, que causa la variación de volumen alternada de las dos cámaras, tiene lugar de forma amortiguada.

Mediante el elemento de amortiguación, en el sistema también se introduce una rigidez o se influye en la misma.

Una primera cámara, mediante un primer canal que se extiende en el interior del elemento de carcasa interno, está conectada con una primera conexión. La primera conexión, como parte del elemento de carcasa interno, está dispuesta en el área externa del soporte guía del eje.

Una segunda cámara, mediante un segundo canal que se extiende en el interior del elemento de carcasa interno, está conectada con una segunda conexión. La segunda conexión, como parte del elemento de carcasa interno, está dispuesta en el área externa del soporte guía del eje.

El elemento de amortiguación está diseñado como un cilindro llenado con el fluido, con pistón integrado. El cilindro presenta un volumen total del cilindro que, mediante el pistón montado de forma móvil, se divide en un primer volumen parcial del cilindro y en un segundo volumen parcial del cilindro, de manera que, dependiendo de la dirección de movimiento del fluido en el cilindro, mediante el pistón, tiene lugar una variación de volumen alternada del primer volumen parcial del cilindro y del segundo volumen parcial del cilindro.

El primer volumen parcial de cilindro está conectado a una primera conexión del soporte guía del eje, mientras que el segundo volumen parcial del cilindro está conectado a una segunda conexión del soporte guía del eje.

El pistón está acoplado a un resorte y a un amortiguador conectado paralelamente al mismo, para amortiguar el movimiento del pistón causado por el movimiento del fluido.

Mediante el resorte y mediante el amortiguador se regula una amortiguación intencional.

Mediante la presente invención, formas propias inestables del vehículo ferroviario se convierten en formas propias estables.

Mediante la presente invención se alcanzan velocidades de marcha aumentadas, con una seguridad elevada.

Mediante la presente invención se aumenta la estabilidad de marcha del vehículo ferroviario.

Mediante la presente invención, por medio de los dos conductos, se posibilita que el elemento de amortiguación pueda posicionarse en cualquier punto del vehículo ferroviario.

Mediante la presente invención o mediante el elemento de amortiguación asociado por medio de conductos externos, de manera ventajosa, es posible disponer ese elemento de amortiguación en un lugar con espacio de construcción suficientemente grande y, con ello, eventualmente también alejado con respecto a los soportes guía del eje.

Con ello, no se aumenta adicionalmente una densidad de ocupación de componentes en el entorno del soporte guía del eje o del bogie. Lugares preferentes para el elemento de amortiguación son posibles por ejemplo en toda el área del cuerpo del vagón.

En conjunto, de las rigideces individuales de los soportes guía del eje y de las amortiguaciones individuales de los soportes guía del eje, así como de la amortiguación en el sistema hidráulico, resulta una rigidez total y una amortiguación total. Mediante la presente invención se alcanzan rangos de parámetros adecuados u óptimos para rigidez y amortiguación.

A continuación, la presente invención se explica con mayor detalle de forma ilustrativa, mediante un dibujo. Muestran:

Figura 1 un soporte guía del eje hidráulico con conexiones externas, que constituye un elemento esencial de la presente invención,

Figura 2 una representación en sección del soporte guía del eje hidráulico mostrado en la Figura 1, Figura 3 haciendo referencia a la Figura 1 y a la Figura 2, la disposición según la invención para la transmisión de fuerzas longitudinales en un vehículo ferroviario, así como

Figura 4 el estado de la técnica descrito anteriormente en la introducción.

La Figura 1 muestra un soporte guía del eje hidráulico ALL con conexiones externas ANSCHL1, ANSCHL2, que constituye un elemento esencial de la presente invención, mientras que la Figura 2 muestra una representación en sección del soporte guía del eje hidráulico ALL mostrado en la Figura 1.

El soporte guía del eje ALL presenta dos conexiones externas ANSCHL1, ANSCHL2, en las que están colocados respectivos conductos de conexión LTG1, LTG2.

El soporte guía del eje ALL, como casquillo hidráulico, presenta un elemento de carcasa externo GEHA y un elemento de carcasa interno GEHI. El elemento de carcasa externo GEHA rodea el elemento de carcasa interno GEHI en una distancia radial, de modo que se forma un espacio anular RGS.

En el espacio anular RGS, un elemento elástico (de goma) GEE está dispuesto de manera que el mismo forma dos cámaras diametralmente opuestas KAM1, KAM2, y delimita las mismas.

Mediante el elemento elástico GEE se posibilita una variación de volumen de las dos cámaras KAM1, KAM2. Se muestra aquí en detalle una primera cámara KAM1 que está llenada con un fluido hidráulico FLU.

La primera cámara KAM1, mediante un primer canal KAN1 que se extiende en el interior del elemento de carcasa interno GEHI, está conectada con la primera conexión ANSCHL1.

La primera conexión ANSCHL1, como parte del elemento de carcasa interno GEHI, está dispuesta en el área externa del soporte guía del eje ALL.

Lo correspondiente se aplica para una segunda cámara KAM2 que aquí sólo está señalada, y que se sitúa de forma opuesta a la primera cámara KAM1, por tanto, está dispuesta de forma diametralmente opuesta a la misma.

La segunda cámara KAM2 está llenada con el fluido hidráulico FLU.

La segunda cámara KAM2, mediante un segundo canal KAN2, que igualmente se extiende en el interior del elemento de carcasa interno GEHI, está conectada con la segunda conexión ANSCHL2.

La segunda conexión ANSCHL2 forma parte del elemento de carcasa interno GEHI y está dispuesta en el área externa del soporte guía del eje ALL.

Si el fluido FLU, en función de la cámara, se pone bajo presión, tiene lugar una variación de volumen de las dos cámaras KAM1, KAM2, que a su vez influye en la posición relativa del elemento de carcasa interno GEHI con respecto al elemento de carcasa externo GEHA, o modifica dicha posición.

Con ello, se influye en la rigidez longitudinal o transversal del soporte guía del eje hidráulico ALL, como se muestra en la siguiente figura.

La Figura 3, haciendo referencia a la Figura 1 y a la Figura 2, muestra la disposición según la invención para la transmisión de fuerzas longitudinales en un vehículo ferroviario.

Del modo antes descrito, el soporte guía del eje ALL presenta una primera conexión externa ANSCHL1 y una segunda conexión externa ANSCHL2, en las que están conectados el primer conducto LTG1, así como el segundo conducto LTG2.

Las dos cámaras KAM1, KAM2 pueden variar en cuanto a su volumen y respectivamente contienen el fluido FLU.

El fluido FLU de la primera cámara KAM1, mediante la primera conexión ANSCHL1 y mediante el siguiente primer conducto LTG1, actúa sobre un elemento de amortiguación FDE.

El fluido FLU de la segunda cámara KAM2, mediante la segunda conexión ANSCHL2 y mediante el siguiente segundo conducto LTG2, actúa igualmente sobre el elemento de amortiguación FDE.

El elemento de amortiguación FDE está conectado entre los dos conductos y está conformado de manera que la dirección de movimiento del fluido FLU de las dos cámaras KAM1, KAM2 y, con ello, la variación de volumen de las dos cámaras KAM1, KAM2, tiene lugar de forma amortiguada y eventualmente retrasada en el tiempo.

Mediante la variación de volumen amortiguada o eventualmente retrasada en el tiempo, se regula la rigidez longitudinal o la rigidez transversal del soporte guía del eje hidráulico ALL.

Mediante los dos conductos LTG1, LTG2, de manera ventajosa, se posibilita que el elemento de amortiguación FDE pueda posicionarse en cualquier punto del vehículo ferroviario.

En el principio de funcionamiento aquí representado, el elemento de amortiguación FDE, a modo de ejemplo, está representado como cilindro ZYL con pistón STP integrado, donde el pistón STP actúa sobre un resorte FD y sobre un amortiguador DE que está conectado de forma paralela al resorte FD.

El cilindro ZYL presenta un volumen total del cilindro que, mediante el pistón STP montado de forma móvil, se divide en un primer volumen parcial del cilindro y un segundo volumen parcial del cilindro.

Dependiendo de la dirección de movimiento del pistón STP, se agranda el primer volumen parcial del cilindro cuando se reduce el segundo volumen parcial del cilindro, y de forma inversa.

En un primer lado del pistón STP actúa el fluido FLU de la primera cámara KAM1, así como del primer conducto LTG1, mientras que en un segundo lado del pistón STP, que se opone al primer lado, actúa el fluido de la segunda cámara KAM2, así como del segundo conducto LTG2.

La dirección de movimiento STP se determina mediante una diferencia de presión del fluido FLU en los dos conductos LTG1, LTG2, así como en las dos cámaras KAM1, KAM2.

Mediante el movimiento del pistón STP, se modifica el efecto en el resorte FD y en el amortiguador DE y, con ello, se regula una amortiguación intencional.

Claims (1)

REIVINDICACIONES

1. Disposición para la transmisión de fuerzas longitudinales,

- con un vehículo ferroviario, y

- con un soporte guía del eje hidráulico (ALL), con un eje montado (RS1,RS2) y con un bogie (DGST) del vehículo ferroviario,

- en donde el soporte guía del eje hidráulico (ALL) presenta un elemento de carcasa externo (GEHA) y un elemento de carcasa interno (GEHI),

- en donde uno de los elementos de carcasa (GEHI) está conectado al bogie (DGST) y el otro elemento de carcasa (GEHA) está conectado al eje montado (RS1,RS2), para transmitir fuerzas longitudinales formadas por el vehículo ferroviario durante la marcha, entre el eje montado (RS1,RS2) y el bogie (DGST),

- en donde el elemento de carcasa externo (GEHA) rodea el elemento de carcasa interno (GEHI) en una distancia radial, de modo que se forma un espacio anular (RGS),

- en donde en el espacio anular (RGS), un elemento elástico (GEE) está dispuesto de manera que éste forma dos cámaras (KAM1, KAM2) opuestas entre sí, con respectivo volumen de la cámara,

- donde debido a las fuerzas longitudinales se provoca una variación de la posición relativa del elemento de carcasa interno (GEHI) con respecto al elemento de carcasa externo (GEHA), que ocasiona una variación de volumen alternada de las dos cámaras (KAM1,KAM2),

- en donde las dos cámaras (KAM1,KAM2) contienen un fluido (FLU), y mediante el fluido (FLU) están acopladas una con otra de manera que, mediante un movimiento del fluido (FLU), tiene lugar la variación de volumen alternada de las dos cámaras (KAM1,KAM2),

- en donde el acoplamiento de las dos cámaras (KAM1,KAM2) mediante el fluido (FLU) está realizado por medio de dos conexiones externas (ANSCHL1,ANSCHL2) del soporte guía del eje (ALL) y mediante un conducto externo (LTG1,LTG2) que conecta una con otra las dos conexiones (ANSCHL1, ANSCHL2),

- en donde el conducto externo (LTG1,LTG2) presenta un elemento de amortiguación (FDE) que divide en dos el conducto externo, y

- en donde el elemento de amortiguación (FDE) está diseñado de manera que un movimiento del fluido (FLU), que se produce debido a las fuerzas longitudinales, que causa la variación de volumen alternada de las dos cámaras (KAM1, KAM2), tiene lugar de forma amortiguada,

- en donde una primera cámara (KAM1), mediante un primer canal (KAN1), que se extiende en el interior del elemento de carcasa interno (GEHI), está conectada a una primera conexión (ANSCHL1), - en donde la primera conexión (ANSCHL1), como parte del elemento de carcasa interno (GEHI), está dispuesta en el área externa del soporte guía del eje (ALL),

- en donde una segunda cámara (KAM2), mediante un segundo canal (KAN2), que se extiende en el interior del elemento de carcasa interno (GEHI), está conectada a una segunda conexión (ANSCHL2), - en donde la segunda conexión (ANSCHL2), como parte del elemento de carcasa interno (GEHI), está dispuesta en el área externa del soporte guía del eje (ALL),

- en donde el elemento de amortiguación (FDE) está diseñado como un cilindro (ZYL) llenado con el fluido (FLU), con pistón (STP) integrado,

- en donde el cilindro (ZYL) presenta un volumen total del cilindro que, mediante el pistón (STP) montado de forma móvil, se divide en un primer volumen parcial del cilindro y en un segundo volumen parcial del cilindro, de manera que, dependiendo de la dirección de movimiento del fluido (FLU) en el cilindro (ZYL), mediante el pistón (STP), tiene lugar una variación de volumen alternada del primer volumen parcial del cilindro y del segundo volumen parcial del cilindro,

- en donde el primer volumen parcial del cilindro está conectado a una primera conexión (ANSCHL1) del soporte guía del eje (ALL),

- en donde el segundo volumen parcial del cilindro está conectado a una segunda conexión (ANSCHL2) del soporte guía del eje (ALL),

- en donde el pistón (STP) está acoplado a un resorte (FD) y a un amortiguador (DE) conectado paralelamente al mismo, para amortiguar el movimiento del pistón (STP) causado por el movimiento del fluido (FLU),

- en donde mediante el resorte (FD) y mediante el amortiguador (DE) está regulada una amortiguación intencional.