ES2207241T3 - Soporte elastomerico. - Google Patents
Soporte elastomerico.Info
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Abstract
Soporte elastomérico (10) para la compresión y el esfuerzo cortante que comprende una pluralidad de elementos metálicos (11, 12) con el o cada par sucesivo de elementos metálicos estando separado y unido a una capa (15) de material elastomérico, dichos elementos metálicos y una o cada capa elastomérica teniendo un par de regiones marginales sustancialmente paralelas y opuestas (17), y el material de cada capa elastomérica cuando no está sometido a tensión comprendiendo una cavidad en forma de ranura (18) que se extiende sustancialmente de manera paralela y separada de dichas regiones marginales (17) de la capa, caracterizado por el hecho de que la altura de la cavidad en forma de ranura disminuye progresivamente de una zona final (19) de una o de cada capa de material elastomérico hasta una posición central (20) en medio de las extremidades longitudinales de la capa.
Description
Soporte elastomérico.
Esta invención se refiere a un soporte
elastomérico y en particular, aunque no exclusivamente, a un
soporte elastomérico adecuado para una suspensión de vehículo
ferroviario, que incluye un conjunto de placas metálicas
intercaladas y una o varias capas de material elastomérico.
La invención se refiere también, aunque no
exclusivamente, a un soporte elastomérico del tipo en forma de
espiga que incluye un conjunto intercalado de placas metálicas con
ángulos dispuestos esencialmente superpuestos y con uno o cada par
de placas sucesivas separadas una de otra por una capa de material
elastomérico.
En el diseño de un soporte elastomérico adecuado
para una suspensión de vehículo, es preciso que la montura pueda
llevar una carga importante comprimible sobre una zona de deflexión
en dirección vertical. Un ejemplo de soporte elastomérico conocido
y capaz de aguantar impactos está descrito en la especificación de
GB-A-793666.
Cuando está dispuesto como parte de una
suspensión secundaria entre un carretón del vehículo y un cuerpo
del vehículo, el soporte tiene que proporcionar la rigidez
necesaria en dirección transversal, para que el cuerpo del vehículo
se mantenga alineado de forma adecuada en la vía ferroviaria, pero
tiene que acoplarse de forma apropiada en la dirección del
desplazamiento de manera que se adapte el movimiento del carretón en
relación con el cuerpo del vehículo y evitar los movimientos
bruscos de la vía ferroviaria cuando se circula en una vía
curva.
También se ha tenido en cuenta, en el diseño de
un soporte elastomérico, la necesidad de un incremento del nivel de
rigidez en dirección vertical, preferiblemente un nivel de rigidez
que aumenta progresivamente cuando se produce un aumento de la
carga.
Según un aspecto de la presente invención, un
soporte elastomérico para la compresión y el esfuerzo cortante
consta de una pluralidad de elementos metálicos con el o cada par
sucesivo de elementos metálicos distanciados y unidos a una capa de
material elastomérico, dichos elementos metálicos y capa
elastomérica teniendo un par de regiones marginales sustancialmente
paralelas y opuestas, el material de la o de cada capa
elastomérica, cuando no está sometido a tensión, incluyendo una
cavidad en forma de ranura que se extiende sustancialmente paralela
y distanciada de dichas regiones marginales de la capa, la altura
de dicha cavidad en forma de ranura disminuyendo progresivamente en
una zona final de la o de cada capa en material elastomérico hasta
una posición central a medio camino entre las extremidades
longitudinales de la capa.
La cavidad en forma de ranura tiene un espesor
máximo en dirección de la carga de compresión vertical (normal) del
soporte que es, preferiblemente, inferior a un cuarto, o
preferiblemente inferior a una sexta parte de la anchura máxima de
la ranura considerada en dirección transversal entre dichas
regiones marginales opuestas.
En referencia a la cavidad en forma de ranura que
se extiende sustancialmente de forma paralela con dichas regiones
finales de la capa de material elastomérico, ésta se trata de la
cavidad que se extiende en dirección longitudinal entre las
regiones finales.
Preferiblemente, también la anchura de la región
de la ranura disminuye progresivamente de una anchura máxima en una
región final hasta una anchura mínima en una posición central a
medio camino entre las regiones finales.
Tal y como se considera en plano, la disminución
de la anchura de la ranura se encuentra preferiblemente en un
intervalo entre 4º y 20º. Un ángulo de disminución adecuado es de
6º \pm 2º. En cada caso se mide el ángulo de disminución según un
eje longitudinal central, de manera que el ángulo correspondiente
situado entre las zonas laterales de la ranura sea el doble que el
ángulo de disminución. Cada ranura puede tener una altura constante
tal y como se considera en un plano transversal, pero más
preferiblemente está perfilado de manera que tenga una altura
máxima en la posición central y mínima en las regiones marginales
transversales, con las regiones de la ranura situadas más cerca de
las regiones marginales opuestas respectivas de la capa
elastomérica asociada.
Preferiblemente dichos elementos metálicos y capa
elastomérica tienen una forma esencialmente cuadrada o
rectangular.
Los elementos metálicos pueden ser placas
metálicas. Los elementos metálicos finales de una serie de pares de
elementos metálicos pueden ser placas metálicas o piezas moldeadas
metálicas. Un elemento metálico interpuesto también puede ser una
pieza moldeada.
Los elementos metálicos pueden tener superficies
planas a las cuales se unen las capas elastoméricas. De forma
alternativa el soporte elastomérico puede ser del tipo en forma de
espigas con placas metálicas en forma de V y/o piezas moldeadas y
capas elastoméricas en forma de V con la cavidad en forma de ranura
extendiéndose en dirección longitudinal sustancialmente paralela a
la línea del ápice en forma de V.
Los elementos metálicos finales del soporte de
tipo en forma de espigas pueden tener superficies exteriores en
forma de V, con el fin de tener dos porciones planas inclinadas
relativamente una con respecto a otra, o superficies exteriores
planas.
Cada ranura puede estar situada en el centro de
un par de elementos metálicos sucesivos o desviada de manera que se
sitúe más cerca de uno de los elementos metálicos del par.
La forma de la ranura puede ser definida
esencialmente en su totalidad con el material elastomérico, en
particular en el caso de una ranura situada sustancialmente en el
centro de un par de elementos metálicos sucesivos. De forma
alternativa, parte de la forma de la ranura puede ser definida por
un lado por el material elastomérico, y por otro lado por una de
las superficies opuestas de un par de elementos metálicos. Una
ranura puede tener una forma, según una sección transversal, que
conste de una sección central que se extienda entre un par de
porciones de material elastomérico y un par de secciones laterales,
extendiéndose cada una de las secciones centrales a una posición
más cercana de una superficie de uno de los elementos metálicos, que
de la distancia de la sección central de dicha superficie del
elemento metálico. Normalmente las secciones laterales se extienden
hacia la misma superficie del elemento metálico. Las secciones
laterales pueden extenderse totalmente por la superficie de un
elemento metálico, y el material elastomérico situado entre un par
de placas incluye en sección transversal, dos secciones separadas,
una sección principal extendiéndose en cada una de dichas regiones
marginales de la capa elastomérica y definiendo una región vacía
entre éstas, y una sección auxiliar ligada a uno de los elementos
metálicos de manera que se extienda por dicha región vacía y defina
en parte la forma de la cavidad en forma de ranura incluyendo ambas
secciones, central y lateral. Aunque esa forma en sección
transversal puede estar presente a lo largo de toda la longitud de
la cavidad, la invención prevé que las secciones puedan estar
unidas unas a otras localmente, y que se dé la posibilidad de que
no haya ninguna forma de ranura en una posición central,
normalmente en medio de las extremidades de la capa
elastomérica.
En un soporte elastomérico del tipo en forma de
espigas, la posición central transversal de una ranura puede estar
situada más cerca de la superficie de ángulo obtuso exterior de uno
de los componentes en forma de V que de la superficie interna de
otros elementos metálicos del par entre la cual son intercalados.
Las regiones marginales transversales exteriores de una ranura
pueden estar situadas más cerca de la superficie interna de uno de
los elementos metálicos que de la superficie obtusa exterior de los
otros elementos del par de elementos metálicos entre la cual es
intercalada la capa elastomérica. Si la ranura es del tipo
mencionado anteriormente que incluye, en sección transversal, una
sección central y un par de secciones laterales, las secciones
laterales se extienden preferiblemente en una dirección hacia la
superficie obtusa del par de superficies obtusas interiores.
Preferiblemente la ranura está dispuesta
simétricamente con respecto a la anchura transversal del
soporte.
El material elastomérico de la o de cada capa
elastomérica tiene preferiblemente una rigidez que se encuentra en
un intervalo entre 30 y 80 Shore A, más preferiblemente entre 45 y
65 Shore A.
Según otro aspecto de la presente invención, un
sistema de suspensión de vehículo consta de un ensamblaje axial
fijado a un cuerpo de vehículo por al menos un soporte elastomérico
según la presente invención.
El cuerpo y ensamblaje axial pueden estar
asegurados el uno al otro por un par de dichos soportes
elastoméricos separados en dirección de la longitud del eje
rotativo o ejes de las ruedas del vehículo.
El ensamblaje axial puede ser una parte de un
carretón del vehículo, y el o cada soporte elastomérico puede estar
dispuesto de manera que fije el carretón a un cuerpo del vehículo.
La o cada montura puede estar situada esencialmente en medio de las
posiciones del ensamblaje axial de un carretón teniendo dos
posiciones axiales separadas longitudinalmente en una dirección
normal de desplazamiento.
En un sistema de suspensión de vehículo, el o
cada soporte elastomérico puede estar situado de modo que la carga
del vehículo actúe en dirección del espesor de la o de cada capa
elastomérica, y con las regiones marginales opuestas y separadas en
dirección transversal perpendiculares a la dirección normal de
desplazamiento del vehículo. En consecuencia la dirección
longitudinal de cada formación de ranura es paralela a la dirección
normal de desplazamiento del vehículo. En una construcción
alternativa la dirección longitudinal de cada ranura puede estar
dispuesta transversal a la dirección normal de desplazamiento del
vehículo.
El sistema de suspensión de vehículo de la
presente invención es particularmente adecuado para vehículos de
cadenas como vehículos ferroviarios, así como para vehículos sin
cadenas.
Se van a describir a continuación unas formas de
realización de la invención, a modo de ejemplo, haciendo referencia
a los dibujos esquemáticos anexos en los que:
La figura 1 es una sección de la línea
1-1 de la figura 2 de un soporte elastomérico del
tipo en forma de espigas según un primer aspecto de la presente
invención;
La figura 2 es una sección de la línea
2-2 de la figura 1;
La figura 3 es una vista similar a la de la
figura 1, mostrando detalles adicionales;
La figura 4 es una sección de la línea
X-X de la figura 3;
La figura 5 es una sección de la línea
5-5 de la figura 6 de otro soporte del tipo en
forma de espigas según una segunda forma de realización de la
presente invención;
La figura 6 es una sección longitudinal de la
línea 6-6 de la figura 5;
La figura 7 es una sección de la segunda forma de
realización de la línea 7-7 de la figura 8, y
La figura 8 es una sección de la línea
8-8 de la figura 7.
Un soporte del tipo en forma de espigas 10 consta
de tres placas metálicas en ángulo 11 con sección en V en sección
transversal, dos piezas metálicas moldeadas finales 12 cada una
teniendo una superficie exterior plana 13 y una superficie interior
en forma de V 14 correspondiendo a la inclinación de una superficie
opuesta respectiva de una placa metálica 11.
Situadas entre dichas superficies en V y unidas a
ellas, se encuentran cuatro capas elastoméricas de intercalación
15, una capa 15 estando intercalada entre cada par sucesivo de
superficies en V en una disposición en la que las placas metálicas
y las piezas moldeadas se extienden superpuestas con la línea del
ápice 16 de las respectivas superficies en V alineadas. Cada uno de
los elementos metálicos y capas elastoméricas tiene un perfil
exterior rectangular más largo en dirección de la línea del ápice Z
ilustrado en la figura 2 que en dirección transversal como se
ilustra en la figura 1.
Cada capa elastomérica tiene un par de regiones
marginales exteriores longitudinales 17. En medio de estas regiones
marginales exteriores, cada capa elastomérica, en condiciones de
descarga, tiene una ranura central 18 que se extiende de manera
longitudinal en dirección Z, y se caracteriza por una inclinación
doble.
La ranura 18 disminuye, según la vista en planta
de la figura 4, para llegar a una anchura decreciente desde una
zona final 19 hasta una región central 20, con una disminución de
6º con respecto al eje longitudinal 21. Cada ranura también
disminuye en espesor, como lo muestra la figura 2, con un ángulo de
disminución de 5º. Cada ranura tiene una altura superior en una
posición transversal central 22 alineada con el eje longitudinal 21,
que en una región marginal transversal exterior 23.
Se hace referencia ahora a la forma de
realización ilustrada por las figuras 5 a 8, que ilustran un
soporte del tipo en forma de espigas 50 generalmente similar al de
las figuras 1 a 4, pero con ranuras 51 diferentes de las ranuras
18.
Cada ranura 51 consta de una sección central 52
que es sustancialmente similar a la ranura 18, y un par de
secciones laterales 53 que se extienden (ven figura 5) hacia la
superficie obtusa 54 de uno de los pares de placas metálicas entre
los que la capa 55 está intercalada con la ranura 51.
Como se representa en las figuras 6 y 8, la
sección central 52 y también cada sección lateral 53 disminuye para
aumentar en anchura en dirección hacia las extremidades 56 a partir
de una posición 57 en medio de éstas. En la posición central 57 un
banda pequeña y fina de caucho 58 se extiende a lo largo de la
ranura para una fabricación más sencilla, y divide así la longitud
global de la ranura en dos zonas que se extienden sobre los
laterales respectivos de la banda.
Durante el uso, las secciones laterales presentan
una rigidez inicial relativamente baja en la dirección transversal
de las figuras 5 y 7, y un aumento de la deflexión transversal
superior cuando una de las secciones laterales se aproxima.
Claims (21)
1. Soporte elastomérico (10) para la compresión
y el esfuerzo cortante que comprende una pluralidad de elementos
metálicos (11,12) con el o cada par sucesivo de elementos metálicos
estando separado y unido a una capa (15) de material elastomérico,
dichos elementos metálicos y una o cada capa elastomérica teniendo
un par de regiones marginales sustancialmente paralelas y opuestas
(17), y el material de cada capa elastomérica cuando no está
sometido a tensión comprendiendo una cavidad en forma de ranura
(18) que se extiende sustancialmente de manera paralela y separada
de dichas regiones marginales (17) de la capa, caracterizado
por el hecho de que la altura de la cavidad en forma de ranura
disminuye progresivamente de una zona final (19) de una o de cada
capa de material elastomérico hasta una posición central (20) en
medio de las extremidades longitudinales de la capa.
2. Soporte elastomérico según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que la cavidad en forma de
ranura (18) tiene un espesor máximo (22) en dirección de la carga
de compresión normal del soporte que es inferior a un cuarto de la
anchura máxima de la ranura considerada en dirección transversal
entre dichas regiones marginales opuestas.
3. Soporte elastomérico según la reivindicación
2, caracterizado por el hecho de que dicho espesor máximo es
inferior a una sexta parte de dicha anchura máxima.
4. Soporte elastomérico según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes caracterizado por el hecho de
que la anchura de la región de ranura disminuye progresivamente de
una anchura máxima en una zona final (19) a una anchura mínima en
una posición central (20) en medio de las regiones finales.
5. Soporte elastomérico según la reivindicación
4, caracterizado por el hecho de que la disminución de la
anchura de la ranura se encuentra en un intervalo entre 4º y 20º,
medido con respecto a un eje longitudinal central.
6. Soporte elastomérico según la reivindicación
4, caracterizado por el hecho de que dicha disminución se
encuentra en un intervalo entre 4º y 8º.
7. Soporte elastomérico según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que una ranura, considerada en un plano transversal, tiene una
altura no constante que es máxima en una posición central (22) y
mínima en las regiones marginales transversales (23).
8. Soporte elastomérico según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que cada cavidad en forma de ranura (18) está desviada la una
respecto a la otra de manera que se sitúe más cerca de uno de los
elementos metálicos (11,12) de un par de elementos metálicos
sucesivos.
9. Soporte elastomérico según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que la ranura consta, en la sección transversal, de una sección
central (52) y de un par de secciones laterales (53), y de que cada
una de ellas se extiende de la sección central hacia la superficie
de uno de los elementos metálicos.
10. Soporte elastomérico según la reivindicación
9, caracterizado por el hecho de que las secciones laterales
(52) se extienden hacia la misma superficie del elemento
metálico.
11. Soporte elastomérico según la reivindicación
9 ó 10, caracterizado por el hecho de que las secciones
laterales (53) se extienden cada una totalmente sobre una
superficie del elemento metálico.
12. Soporte elastomérico según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que es del tipo en forma de espigas en el que los elementos
metálicos (10,11) y las capas elastoméricas (15) tienen superficies
opuestas unidas en forma de V en sección transversal, y la parte
central y transversal (22) de cada cavidad en forma de ranura se
encuentra más cerca de la superficie del ángulo obtuso exterior de
uno de los componentes en forma de V que de la superficie interna
de los otros elementos metálicos del par entre el cual está
intercalada.
13. Soporte elastomérico, según la reivindicación
12, caracterizado por el hecho de que las regiones
transversales exteriores (22) de una ranura se encuentran más cerca
de la superficie interna de uno de los pares de elementos metálicos
que de la superficie obtusa exterior de los otros elementos
metálicos del par.
14. Soporte elastomérico, según la reivindicación
12 ó 13 cuando depende de cualquiera de las reivindicaciones 9 a
11, caracterizado por el hecho de que las secciones
laterales (53) se extienden cada una sobre la superficie obtusa del
par de superficies internas y obtusas opuestas.
15. Soporte elastomérico, según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que la o cada cavidad en forma de ranura (18) está dispuesta
simétricamente respecto a la anchura transversal del soporte.
16. Soporte elastomérico, según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que la o cada capa elastomérica (15) tiene una rigidez que se
encuentra en un intervalo entre 45 y 65 Shore A.
17. Sistema de suspensión de vehículo
caracterizado por el hecho de que consta de un soporte axial
fijado a un cuerpo de vehículo por al menos un soporte elastomérico
(10) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
18. Sistema de suspensión de vehículo según la
reivindicación 17, caracterizado por el hecho de que el
cuerpo y el ensamblaje axial están asegurados el uno al otro por
medio de un par de dicho soporte elastomérico (10) separado en
dirección de la longitud del eje rotativo o ejes de las ruedas del
vehículo.
19. Sistema de suspensión de vehículo según la
reivindicación 17 o reivindicación 18, caracterizado por el
hecho de que el ensamblaje axial forma parte de un carretón del
vehículo y el o cada soporte elastomérico (10) está dispuesto para
fijar el carretón a un cuerpo del vehículo.
20. Sistema de suspensión de vehículo según la
reivindicación 19, caracterizado por el hecho de que el o
cada soporte (10) está situado sustancialmente en medio de las
posiciones de ensamblaje axial del carretón teniendo dos posiciones
axiales separadas longitudinalmente en la dirección normal de
desplazamiento.
21. Sistema de suspensión de vehículo según
cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, caracterizado
por el hecho de que el o cada soporte elastomérico (10) está
situado de modo que la carga del vehículo actúe en dirección del
espesor de una sola o de cada capa elastomérica (15) y dichas
regiones marginales opuestas (17) están separadas en dirección
transversal perpendicular a la dirección normal de desplazamiento
del vehículo.
Applications Claiming Priority (2)
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