ES2312011T3 - Elemento deformable con mecanismo de guia. - Google Patents

Abstract

Elemento deformable para un vehículo, especialmente, para un vehículo sobre carriles, con una pieza perfilada (CR) dispuesta entre dos placas terminales (AC, AP), en forma de una caja tubular, especialmente, con un corte transversal poligonal, para disipar la energía del impacto en el caso de una compresión longitudinal por deformación plástica, y con un elemento guía (FH) dispuesto paralelo a la dirección longitudinal de la pieza perfilada (CR) y unido de modo fijo a la placa terminal (AC) alejada del vehículo e insertable a través de una abertura pasante (DL) en la placa terminal (AP) orientada hacia el vehículo, caracterizado porque la forma de la abertura pasante (DL) de la placa terminal (AP) orientada hacia el vehículo permite un paso sin contacto del elemento guía (FH) en la dirección longitudinal y una inclinación lateral del elemento guía contra la dirección longitudinal.

Description

Elemento deformable con mecanismo de guía.

El objeto de la invención es un perfeccionamiento para un elemento deformable para vehículos, especialmente, para vehículos sobre carriles, especialmente, con una pieza perfilada dispuesta entre dos placas terminales, en forma de una caja tubular, especialmente, con un corte transversal poligonal, para disipar la energía del impacto en el caso de una compresión longitudinal por deformación plástica, y con un elemento guía dispuesto paralelo a la dirección longitudinal de la pieza perfilada, unido de modo fijo a la placa terminal alejada del vehículo e insertable a través de una abertura pasante en la placa terminal orientada hacia el vehículo.

Los elementos deformables de este tipo, denominados crumple elements en inglés, o en la jerga también elementos de choque (crash elements), se utilizan, entre otros, en la construcción de vehículos (construcción de vehículos sobre carriles, construcción de automóviles, etc.) para una reducción controlada de la energía en el caso de una colisión. Estos son componentes conocidos en zonas deformables de vehículos, asimismo, en la invención descrita en este caso, son de especial interés los vehículos sobre carriles, pero también se pueden utilizar en automóviles (por ejemplo, en automóviles particulares) o similares.

Por motivos económicos y de seguridad, en el caso de un vehículo sobre carriles, en las áreas de los extremos dispuestos longitudinalmente, usualmente están previstas zonas deformables. De ese modo, por un lado pueden evitarse o reducirse daños en el vehículo en el caso de un accidente, y por el otro, se puede incrementar la seguridad de los pasajeros del vehículo. Las partes de un vehículo sobre carriles que con mayor frecuencia se ven afectadas directamente en el caso de accidentes son el área anterior y posterior de los extremos del coche, dado que la mayoría de los accidentes son choques con la carrocería trasera entre dos trenes o choques frontales con otros participantes del tránsito u obstáculos (en el caso de un tren compuesto por múltiples vagones acoplados, en un accidente también se puede provocar un choque entre los vagones individuales entre sí).

Por ello, acorde al estado de la técnica, para proteger el vehículo sobre carriles se incorporan elementos deformables tubulares en el frente de vehículo anterior y, frecuentemente, también en el posterior, que en el caso de una acción de fuerza lo suficientemente potente pueden ser comprimidos y plegados. Gracias a esta medida, una parte de la energía cinética que actúa sobre el vehículo se consume en la deformación del elemento deformable. Como consecuencia de la reducción de la energía cinética también se reduce la carga que actúa sobre el resto del vehículo sobre carriles, de modo que se protegen las áreas de los pasajeros.

En un elemento deformable del tipo contemplado en este caso, para la disipación de energía durante una colisión se aprovecha el comportamiento de abollamiento plástico progresivo de los perfiles comprimidos axialmente. En las memorias WO 01/60675, WO01/60676 y US 4 492 291, por ejemplo, se describen elementos deformables de este tipo en los que se acciona un procedimiento de plegado deseado durante la compresión, gracias a características adicionales de la forma, como perforaciones o pliegues.

Para optimizar el proceso de deformación, los cortes transversales de los elementos deformables también pueden estar conformados de manera multicelular, es decir, constituidos por varios componentes. En general, estas medidas sirven para optimizar el aprovechamiento del material en lo que concierne a una absorción de energía lo más elevada posible, para incrementar el nivel de fuerza de compresión, es decir, obtener un comportamiento de fuerza de compresión más regular gracias a abolladuras de ondas menores en las paredes de los perfiles.

Una "crash-box" o caja de choque acorde a la memoria EP 1398 224 A1, por ejemplo, consiste en una pieza hueca y una pieza interna dispuesta de modo que pueda desplazarse en la pieza hueca, y presenta brazos que se extienden contra la cara interna de la pieza hueca exterior para reducir la compresión, asimismo, los extremos de los brazos están configurados de un material expansible que llega a la superficie interna de la pieza hueca, por ejemplo, una espuma rígida. Los brazos sirven para reforzar la caja de choque y también se deforman plásticamente durante el proceso de compresión axial. Para el diseño adecuado de la caja de choque con múltiples niveles de carga, es decir, para iniciar el abollamiento, la pieza interna también puede estar constituida más corta que el perfil de choque exterior.

Otras posibilidades para optimizar las piezas cajas de choque comprimidas axialmente son, por ejemplo, el llenado completo o parcial con goma espuma (espuma de P.U., espuma de aluminio y similares), la utilización de perfiles multicelulares, etc.

Sin embargo, en el caso de dimensiones de corte transversal reducidas y sin guías laterales, o con guías laterales insuficientes (por ejemplo, en el caso de elementos deformables no integrados en la estructura de la caja del vehículo, sino dispuestos en los extremos de los vehículos y que se hallan "libres"), estos elementos reaccionan con sensibilidad a las aplicaciones de carga excéntricas, lo cual puede provocar desviación lateral o un plegado global del perfil con un consumo mucho menor de energía. Además, por la torsión de las placas terminales existe una tendencia a que los participantes de la colisión se "trepen" o deslicen lateralmente.

Al utilizar topes laterales estándares, detrás de los elementos de amortiguación frecuentemente se disponen cuerpos deformables adicionales en los portadores de topes, para la recepción de choques de tope muy grandes, para reducir la energía a través de la deformación plástica. Condicionados por la longitud de construcción del tope presente, en este modo de construcción es posible que los elementos de deformación sean guiados por completo en un casquillo de guía, en una caja nicho o similar, a modo de pistón, de ese modo pueden ser sostenidos contra desplazamientos transversales durante todo el proceso de compresión.

La memoria DE 17 43 253 U1 describe una pieza de deformación con forma de cilindro hueco como parte de un portador de topes, con una placa de base y una placa de choque conducida en un casquillo de guía. El casquillo de guía impide una desviación lateral de la placa de choque, pero no un plegado de la pieza de deformación o una rotación de la placa de choque.

La memoria DE 12 79 709 B describe un tope con un cuerpo deformable posconectado, compuesto por múltiples piezas tubulares paralelas al eje longitudinal y con una guía longitudinal adicional del tope, en forma de un pistón guía, sujeta de manera rígida en la placa final del lado del tope (es decir, en la placa delantera) y conducida en un tubo guía detrás del cuerpo deformable. Este cuerpo deformable también es conducido en una caja nicho. El pistón guía de la guía longitudinal no está alojado sin contacto en el tubo guía, para poder desviar los momentos de giro que se presentan en el tope en el caso de una colisión excéntrica, actuando de manera conjunta con la caja nicho. Como consecuencia, este suplemento sólo es utilizable para un cuerpo deformable alojado en una carcasa (caja nicho).

Un concepto similar se describe en la memoria DE 297 22 844 U1, a saber, un dispositivo para absorber el impacto, con un dispositivo de centrado y un tubo deformable en cuyo interior se encuentra un elemento de bloqueo con el cual se puede influir sobre la fuerza de pretensión y, de ese modo, sobre la fuerza de accionamiento del tubo deformable. Mediante el elemento de bloqueo se pueden reducir o evitar las rotaciones de la placa de choque durante el proceso de compresión. Pero en esta invención también se debe asegurar una guía de la placa de choque contra los desplazamientos transversales a través de construcciones adicionales, y por ello también se requiere una caja nicho, un casquillo de guía o semejante.

En el caso de elementos deformables libres sin topes estándar preconectados, como los que se utilizan, por ejemplo, en vehículo sobre carriles con enganches con tope central o junto con dispositivos de seguridad antitrepamiento, las placas de choque alejadas del vehículo, que frecuentemente están configuradas como placas antitrepamiento nervadas, se chocan directamente. A su vez, los elementos deformables usualmente están dispuestos directamente detrás de la placa antitrepamiento y, de ese modo, por principio sólo es posible una guía en cajas nicho o similares de manera limitada, dado que el posible largo de compresión del elemento deformable no podría aprovecharse completamente.

Las soluciones conocidas para asegurar la compresión axial de tales perfiles deformables, también en el caso de cargas excéntricas, son construcciones para la absorción de fuerzas transversales y momentos de flexión, así como una disposición de telescopio, con tubos determinados con precisión y deslizantes entre sí. Pero en general, ambos reducen el recorrido de compresión útil para la disipación de energía; además están vinculados a un diseño costoso.

En el caso de una guía deslizante axial, por ejemplo, en el marco de una disposición telescópica, en el caso de aplicación de carga no centrada, en general en los puntos de apoyo se presentan, adicionalmente y de manera local, fuerzas de bloqueo muy elevadas, que por un lado requieren un diseño de conexión muy rígido y por el otro también provocan fuerzas de rozamiento por deslizamiento muy elevadas en la dirección del impacto, que eventualmente pueden actuar de manera negativa sobre el comportamiento de colisión de los vehículos.

Otros suplementos para solucionar este problema utilizan áreas de choque de gran superficie, lo cual sólo es posible si se cuenta con un correspondiente volumen de montaje, o una geometría especial de los elementos de choque, como una disposición cónica o como chapas de mampara transversales en el interior del perfil de choque, para estabilizar el proceso de plegado. Sin embargo, estos últimos sólo son adecuados para un desplazamiento no muy grande entre las partes colisionantes y no generan un impedimento fuerte a la torsión de las superficies de contacto (por ello se mantiene una posible tendencia negativa a treparse o a deslizarse lateralmente).

Por ello, el objetivo de la invención es mejorar un elemento deformable libre tubular, de tal modo que también en el caso de una colisión excéntrica se asegure una compresión axial de los componentes deformables, y se superen, de este modo, las desventajas de las soluciones conocidas.

Este objetivo se logra, partiendo de un elemento deformable con una pieza perfilada dispuesta entre dos placas terminales, en forma de una caja tubular (especialmente, con un corte transversal poligonal), y con un elemento guía dispuesto paralelo a la dirección longitudinal de la pieza perfilada unido de modo fijo a la placa terminal anterior del perfil deformable (es decir, la placa orientada a la otra parte colisionante) e insertable a través de una abertura pasante en la placa terminal (es decir, la placa orientada hacia el vehículo), del tal modo que la forma de la abertura pasante permita un paso sin contacto del elemento guía en la dirección longitudinal y una inclinación lateral del elemento guía contra la dirección longitudinal. Es especialmente ventajoso si el elemento guía está dispuesto en el interior del perfil deformable.

Mediante la solución acorde a la invención se evita, de manera simple, una desviación lateral indeseada (especialmente un plegado) de la pieza perfilada o de todo el elemento deformable. Agregando un elemento guía en el interior del perfil deformable no se provoca ninguna modificación de las medidas efectivas de todo el elemento deformable. Además, gracias a la presencia del elemento guía no se reduce la longitud máxima de la pieza perfilada.

Cabe mencionar aquí que la descripción anterior del elemento guía y de la abertura pasante se refieren, naturalmente, a la relación de la posición de los componentes entre sí en estado no deformado; porque se debe tener en cuenta (o prever) que durante el proceso de deformación, justamente en una colisión descentrada, el elemento guía entra en contacto (deslizante) con la placa terminal, en la abertura pasante.

Para alcanzar un desplazamiento del elemento guía sin limitar el comportamiento de compresión de la pieza perfilada, es recomendable que la forma de los cortes transversales de ambos componentes esté ajustada de tal modo que no se obstruya la formación de pliegues de la pieza perfilada a través del elemento guía. Esto se logra, sobre todo, si el corte transversal del elemento guía deja libres aquellas áreas en las que está prevista la deformación plástica de la pieza perfilada.

Además, es favorable si el elemento guía está alineado respecto de la abertura pasante. El elemento guía puede pasar o ingresar, sobre todo, sin contacto a través de la abertura pasante en estado no deformado del perfil deformable.

La ejecución del elemento guía como perfil en cruz posibilita un desplazamiento excéntrico de la carga en ambas direcciones perpendiculares. Pero el modo de funcionamiento del mecanismo de guía también está dado en el caso de otras formas de corte transversal para el perfil de guía (cilindro circular, perfil rectangular, perfil cuadrado, perfil en forma de H, etc.).

La invención es especialmente adecuada para la aplicación en un vehículo, especialmente, en un vehículo sobre carriles con, al menos, un elemento deformable acorde a la invención, que está dispuesto en el área de una zona deformable dispuesta en el lado del extremo del vehículo.

Demostró ser especialmente ventajoso si el vehículo sobre carriles presenta, al menos, dos elementos deformables con diferente resistencia (o diferente nivel de fuerza de deformación), que preferentemente están alejados entre sí en la dirección transversal del vehículo.

La invención, junto a otras ventajas, está detallada a continuación, a partir de un ejemplo de ejecución no restrictivo representado en los dibujos adjuntos. Las figuras muestran:

Figura 1 un elemento deformable acorde al ejemplo de ejecución;

Figura 2 los componentes del elemento deformable en una vista estallada;

Figura 3 diferentes estadios de la compresión de dos elementos deformables idénticos en una colisión con un desplazamiento de altura constante;

Figura 4 diferentes estadios de la compresión de dos elementos deformables idénticos sin elemento guía, en una colisión con un desplazamiento de altura constante;

Figura 5 la colocación de los elementos deformables en un vehículo sobre carriles;

Figura 6 una vista en planta del área V de la figura 5,

Figuras 7-9 un corte a lo largo de la línea A-A en la figura 6 en diferentes estadios de la deformación en una colisión de dos vehículos con elementos deformables idénticos con desplazamiento de altura.

Figuras10-13 un corte a lo largo de la línea A-A en la figura 6 en diferentes estadios de deformación en una colisión de dos vehículos con la misma distribución de los elementos deformables con desplazamiento de altura, asimismo, en los frentes de vehículo de los vehículos colisionantes están dispuestos dos elementos deformables con diferente resistencia.

El ejemplo de ejecución corresponde a un elemento deformable para un vagón de metro. En el ejemplo concreto, los acoplamientos de vagones deben poder absorber golpes de hasta 15 Km./h de diferencia de velocidad, además, los elementos recambiables deben absorber la energía del choque, para lo cual se implementan los elementos deformables acordes a la invención. Estos están dispuestos, como podemos observar en las figuras 4 y 5, en una zona deformable en el extremo del vagón WG (se muestran, a modo de ejemplo, dos vagones WG de ese tipo en un movimiento de colisión), a saber, en el chasis de la caja del vagón.

Haciendo referencia a la figura 1, un elemento deformable KE presenta una pieza perfilada CR ("perfil deformable" o "perfil de choque"), así como dos placas terminales AC, AP en los extremos, a través de las cuales se aplica o se sostiene la carga. Como se desprende de la representación en explosión de la figura 2, el perfil de choque CR presenta una forma fundamentalmente cuadrada, también presenta un corte transversal multicelular, a lo largo del cual se extienden células cuadradas, de modo que en el centro queda un área ZF libre en forma de cruz. Las medidas exteriores del perfil de choque del ejemplo de ejecución son 280 x 280 x 467 mm, con un espesor de pared de 3.9 mm.

En general, el perfil de choque presenta la forma de una caja tubular (eventualmente ensamblada) con un corte transversal poligonal; es decir que, además de formas cuadradas y rectangulares, también son muy importantes las formas hexagonales u octogonales. Todos los componentes del elemento deformable KE del ejemplo de ejecución están elaborados en aluminio; pero también se puede pensar en otros materiales, especialmente, en acero.

Una placa terminal AP sirve como placa base para la sujeción (por ejemplo, mediante atornillado) del elemento deformable KE en el cuerpo del vagón. Ella presenta, por ejemplo, dimensiones de 400 x 400 mm., con un espesor de 35 mm. La otra placa terminal AC, alejada del vehículo, está configurada como placa de protección contra el trepamiento ("anticlimber plate"), que es, por ejemplo, cuadrada con una longitud de canto de 300 mm. Los dispositivos de protección contra el trepamiento son muy conocidas; su función es impedir la desviación hacia arriba de uno de los vehículos colisionantes respecto del otro vehículo. En este caso, están previstas, para este fin, nervaduras de 20 mm de altura en la placa de protección contra trepamiento, el espesor total de la placa AC (inclusive las nervaduras) es
de 40 mm.

Acorde a la invención, para la transmisión de las fuerzas transversales y los momentos de torsión en el elemento deformable KE, originados en la aplicación de carga excéntrica, se dispone un perfil adicional FH en el interior del perfil de choque CR, unido de manera fija a la placa anterior AC, por ejemplo, a través de una unión mediante soldado. Este perfil adicional FH sirve como elemento guía en el sentido de la invención; en el ejemplo de ejecución es algo más largo que el propio perfil de choque CR y, a través de un hueco de paso DL, ingresa a la estructura de unión, formada por la placa terminal AP y los componentes de construcción portantes del vagón (chasis de la caja del vagón).

En el caso de la aplicación de carga no centrada, además de la fuerza normal (en la dirección longitudinal del elemento deformable KE) también se deben transmitir fuerzas transversales que, en general, sólo pueden transmitirse con dificultad por el perfil de choque CR plastificador. Si no se tomaran precauciones, existiría entonces el peligro de desviación lateral o del plegado global del elemento de choque. El perfil de guía FH unido a la placa anterior AC impide, junto con el segundo elemento deformable, la desviación de toda la disposición, dado que el perfil de guía yace directamente sobre un lado de la perforación de paso. Las fuerzas transversales que se presentan por el desplazamiento pueden ser absorbidas, de este modo, por el perfil de guía, acorde a determinados parámetros. Las fuerzas de rozamiento por deslizamiento originadas por esta posición de contacto unilateral son comparativamente inferiores respecto de las fuerzas longitudinales del perfil de choque, de modo que el elemento de choque KE, que permanece relativamente libre de influencias de la excentricidad de la aplicación de la carga, es comprimido axialmente en primera línea y, de ese modo, se puede garantizar la función principal del perfil de choque CR.

Un ladeo o bloqueo eventual del perfil de guía FH en la estructura de unión (especialmente de la placa AP) se puede impedir al proveer un juego grande en el hueco de paso DL. De ese modo, en el caso de aplicaciones de carga centradas no se produce ningún tipo de contacto entre la estructura de apoyo y el perfil de guía, que durante el proceso de compresión es empujado hacia atrás sin obstáculos (y sin ejercer fuerza), sin influir en el proceso de colapso del perfil de choque CR. También en el caso de una carga excéntrica, el perfil de guía FH es empujado sin ladeo ni bloqueo, pero debido al contacto con la placa base AP impide los desvíos laterales del perfil de choque CR.

En el ejemplo de ejecución mostrado, el perfil de guía FH está ejecutado de manera maciza y con un espesor de pared de 35 mm, para garantizar una buena estabilidad propia, y posibilitar un soldado confiable del perfil de guía FH en la placa anterior AC. La forma en cruz del perfil de guía brinda una función de guía confiable en ambas direcciones transversales (horizontal y vertical) con poco coste de material y de elaboración, especialmente, actuando de manera conjunta con el perfil de choque utilizado en este caso, cuyo espacio libre central también tiene forma de cruz en su corte transversal. Otros cortes transversales adecuados son, por ejemplo, un círculo, un cuadrado o un rectángulo, así como una cruz rotada (cruz de San Andrés, es decir, en forma de X). Si alcanza con sólo una guía en una dirección también se puede utilizar un perfil plano, un perfil en forma de H o similares. En la selección de un corte transversal adecuado se debería tener en cuenta (además de las propiedades de guía del elemento guía que se desean obtener), que no se limite el comportamiento de compresión del perfil de choque.

La figura 3 demuestra la utilidad de la invención a partir del desarrollo de una compresión en el caso de una colisión con gran desplazamiento, a saber, con un deslazamiento de 100 mm. en sentido vertical (en el caso de una altura del perfil de choque de 280 mm.). Las tres imágenes mostradas representan tres fases de la colisión, a saber, figura 3a, el estado inicial (las placas antitrepamiento entran en contacto), figura 3b inicio de la compresión, y figura 3c, fase final (compresión casi completa). Las figuras 3a-3c son el resultado de una simulación mediante elementos finitos y representan cortes transversales a lo largo de un plano vertical, a lo largo de una cara (original) de los perfiles de choque. Como podemos observar en la figura 3b, ya temprano en el desarrollo de la colisión se lleva a cabo una rotación de las placas antitrepamiento AC, a causa de la exigencia excéntrica; gracias a la invención esta rotación es sólo ligera, dado que gracias al contacto de los perfiles de guía FH sobre los huecos de paso en las placas de conexión AC se impide una mayor rotación. También en el caso de mayor compresión, el perfil de choque se comprime esencialmente en sentido axial (figura 3c), pese al elevado desplazamiento vertical. El momento de flexión provocado por el desplazamiento, así como las fuerzas transversales, son absorbidos fundamentalmente por el perfil de guía FH y desviados, de ese modo, del perfil de choque. Como consecuencia de la torsión reducida no se generan tendencias de trepamiento de los vehículos, que de lo contrario también se presentarían pese al dispositivo antitrepamiento de las placas anteriores AC, y provocarían un trepamiento. Además, sin el elemento guía acorde a la invención, el perfil de choque se plegaría en la dirección transversal. Las figuras 4a-4c muestran, a modo de ejemplo, la falla de un elemento de choque sin mecanismo de guía, como se conoce en el estado de la técnica, a partir de una simulación mediante elementos finitos.

De este modo se obtiene un funcionamiento correcto del elemento deformable acorde a la invención, también en el caso de un desplazamiento mayor, como el mostrado en la figura 3. El perfil de guía FH absorbe una parte fundamental de los momentos de flexión y fuerzas transversales originadas en una colisión con desplazamiento e impide, además, una fuerte torsión de la placa antitrepamiento AC. De ese modo se logra que el perfil de choque sea comprimido esencialmente en sentido axial, también en el caso de un desplazamiento mayor, y, de ese modo, conserve su capacidad de funcionamiento completa.

La invención ofrece, como ventajas fundamentales, un modo de construcción simple y económico, así como un volumen de construcción reducido, en el cual es posible una ejecución fácilmente cambiable. Los requerimientos de precisión de la fabricación son reducidos. Además, gracias a la solución acorde a la invención, se impide una reducción de la longitud de compresión máxima del perfil de choque. La ejecución del perfil de guía como, por ejemplo, perfil en forma de cruz, permite, además, la desviación de fuerzas y momentos de torsión en los desplazamientos en diferentes direcciones, a saber, en dirección vertical y horizontal.

Cabe mencionar que el elemento deformable acorde a la invención presenta cierta necesidad en materia de espacio detrás de la placa base AC, espacio hacia el cual puede deslizarse el elemento guía FH en el caso de una compresión. Pero esto, en general, no significa un problema. Precisamente en el caso de vehículos sobre carriles, en los cuales los perfiles de choque en general presentan suficientes alturas de construcción (lugar para el perfil de guía) y también detrás del elemento de choque, usualmente hay lugar para el deslizamiento, la solución propuesta se puede aplicar muy ventajosamente.

El ejemplo descrito hasta ahora parte de la suposición de que ambas placas de conexión AP (es decir, las cajas de vagón unidas de modo fijo a ellas) no realizan ningún movimiento relativo en dirección transversal a la dirección de compresión, es decir, el desplazamiento permanece constante durante la colisión. En el caso de que no se puedan despreciar los movimientos relativos de los vehículos durante la colisión, es adecuada una medida adicional para restringir los movimientos relativos o la transmisión de las fuerzas transversales provocadas por ello, como se describe a continuación. Sin limitar el carácter general, se presuponen, en este caso, un desplazamiento vertical o movimientos relativos verticales de los vehículos entre sí.

La figura 6 muestra los extremos de dos vehículos, en el caso aquí representado, vehículo sobre carriles, con respectivamente dos elementos deformables acordes a la invención. Las referencias KE1, KE2 identifican los elementos deformables del primero de los dos vehículos y las referencias KE1', KE2' identifican los elementos deformables del segundo de los dos vehículos. Los dos elementos deformables (KE1, KE2) del primer vehículo se encuentran separados entre sí en dirección perpendicular al vehículo. Lo mismo vale para los elementos deformables KE1', KE2' del segundo vehículo. Si los elementos deformables KE1, KE2, KE1', KE2' están constituidos de manera idéntica (es decir, presentan la misma resistencia), entonces, en el caso de una colisión de dos vehículos de ese tipo, como se representa en las figuras 6-8, puede ocurrir que no sean limitados los movimientos verticales de las cajas de vagón por los elementos deformables KE1, KE2, KE1', KE2', hasta que se produzca un bloqueo de la guía. Si no se coloca la guía para la absorción de las fuerzas de bloqueo generalmente muy elevadas, o del momento generado, existe el riesgo de daños indeseados de la guía de deslizamiento hasta un posible bloqueo del mecanismo de deslizamiento. Para las fuerzas de deformación de los elementos deformables KE1, KE1', KE2, KE2', como están representados en las figuras 7-9, vale lo siguiente: KE1= KE2 = KE1' = KE2'.

Para restringir de manera óptima los movimientos relativos de dos vehículos que colisionan entre sí en sentido vertical, el frente de vehículo de un vehículo acorde a la invención presenta dos elementos deformables acordes a la invención KE1, KE2 o KE1', KE2' con diferente resistencia. Para la fuerza de deformación de los elementos deformables KE1, KE1', KE2, KE2', como están representados en las figuras 10-13, vale lo siguiente: KE1= KE1', KE2 = KE2' y KE1<KE2, KE1'<KE2'.

Por ejemplo, el elemento deformable de la izquierda, visto en la dirección de manejo KE2, KE2' del primer o del segundo vehículo puede presentar una resistencia mayor que el elemento deformable de la derecha, visto en la dirección de manejo KE1, KE1' de cada vehículo.

El elemento deformable con mayor resistencia KE2, KE2' puede, por ejemplo, comprimirse con un nivel de fuerza de 750 kN, mientras que el elemento deformable con menor resistencia KE1, KE1' presenta, por ejemplo, un nivel de fuerza de deformación de 500 kN. Si dos vehículos de igual construcción colisionan, por ejemplo, dos vehículos ferroviario, el elemento deformable de mayor resistencia KE2 del primer vehículos impacta sobre el elemento deformable de menor resistencia KE1' del segundo vehículo sobre carriles y el elemento deformable de mayor resistencia KE2' sobre el elemento deformable de menor resistencia KE1. Gracias a la utilización de elementos deformables KE1, KE2, KE1', KE2' con diferentes niveles de fuerza de deformación, la reacción y la compresión axial de los elementos deformables KE1, KE2, KE1', KE2' no se lleva a cabo simultáneamente, sino una tras otra. En este caso, el elemento deformable con mayor resistencia, que primeramente no se deforma KE2, KE2', asume la función de guía vertical para el elemento deformable con menor resistencia, y que se deforma KE1, KE1'. Las fuerzas verticales en el elemento deformable menos rígido KE1, KE1' también son transmitidos por el mecanismo de guía, acorde a determinados parámetros. Sólo cuando el elemento deformable menos resistente KE1, KE1' se ha deformado completamente, comienza a comprimirse el otro elemento deformable KE2, KE2', con un nivel de carga mayor. A su vez, ahora el elemento deformable completamente deformado KE1, KE1' asume la función de guía vertical.

El elemento deformable respectivo con mayor resistencia en cada caso KE2, KE2' impide una rotación de la placa nervada AC que entra en contacto. Gracias a que se impide la rotación, el elemento deformable menos resistente KE1, KE1' tampoco puede llevar a cabo ninguna rotación. De este modo, los movimientos verticales de ambas cajas de vagón están acoplados entre sí, de modo que las fuerzas verticales que se presentan pueden ser transmitidas correctamente. Las fuerzas verticales originadas por los movimientos verticales se sostienen de manera óptima y de ese modo se impide, de manera óptima, un tapamiento de ambas cajas de vagón.

Mediante esta medida adicional muy simple de la disposición de los elementos deformables KE1, KE2, KE1', KE2' de diferente resistencia en la zona de deformación de un vehículo, el comportamiento de choque de vehículos puede ser mejorado de manera crucial con elementos deformables no integrados con mecanismo de guía.

Esta solución es adecuada para cubrir las posibles excentricidades generadas en la colisión de vehículo sobre carriles y restringir los movimientos relativos entre los vehículos y, con un modo de construcción muy simple posibilita la satisfacción tanto de los requerimientos de choque como así también los requerimientos en cuanto a la facilidad de reparación de los vehículos sobre carriles.

Claims (9)

1. Elemento deformable para un vehículo, especialmente, para un vehículo sobre carriles, con una pieza perfilada (CR) dispuesta entre dos placas terminales (AC, AP), en forma de una caja tubular, especialmente, con un corte transversal poligonal, para disipar la energía del impacto en el caso de una compresión longitudinal por deformación plástica, y con un elemento guía (FH) dispuesto paralelo a la dirección longitudinal de la pieza perfilada (CR) y unido de modo fijo a la placa terminal (AC) alejada del vehículo e insertable a través de una abertura pasante (DL) en la placa terminal (AP) orientada hacia el vehículo, caracterizado porque la forma de la abertura pasante (DL) de la placa terminal (AP) orientada hacia el vehículo permite un paso sin contacto del elemento guía (FH) en la dirección longitudinal y una inclinación lateral del elemento guía contra la dirección longitudinal.

2. Elemento deformable acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento guía (FH) está previsto dentro de la pieza perfilada (CR).

3. Elemento deformable acorde a la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el corte transversal del elemento guía (FH) y de la pieza perfilada (CR) presenta una forma a través de la cual no se impide la formación de pliegues de la pieza perfilada a través del elemento guía.

4. Elemento deformable acorde a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el elemento guía (FH) está alienado en relación a la abertura pasante (DL).

5. Elemento deformable acorde a la reivindicación 4, caracterizado porque el elemento guía (FH) sobresale sin contacto a través de la abertura pasante (DL).

6. Elemento deformable acorde a una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el elemento guía (FH) presenta un corte transversal en forma de cruz.

7. Vehículo, especialmente, un vehículo sobre carriles, con, al menos, un elemento deformable acorde a una de las reivindicaciones anteriores, dispuesto en el área de una zona deformable del lado del extremo del vehículo.

8. Vehículo, especialmente, un vehículo sobre carriles, acorde a la reivindicación 7, caracterizado porque presenta, al menos, dos elementos deformables (KE1, KE2) de diferente resistencia.

9. Vehículo, especialmente, un vehículo sobre carriles, acorde a la reivindicación 8, caracterizado porque los dos elementos deformables (KE1, KE2) se encuentran separados entre sí en dirección perpendicular al vehículo.