ES2314795T3 - Conjunto articulado para la union articulada de dos cajas de vagon contiguas. - Google Patents

Abstract

Conjunto articulado para la unión articulada de dos cajas de vagón contiguas de un vehículo sobre carril, en particular con la colaboración de un bogie, presentando el conjunto articulado lo siguiente: - un primer brazo de la articulación (10) que presenta un tramo final (11) del lado de la caja de vagón, unido a una placa base (2) de la primera caja de vagón, y un tramo final del lado frontal (12) con una primera cabeza de la articulación (15); - un segundo brazo de la articulación (20), que presenta un tramo final (21) del lado de la caja de vagón unido a una placa base (4) de la segunda caja de vagón y un tramo final (22) del lado frontal, con una segunda cabeza de la articulación (25) de realización complementaria a la primera cabeza de la articulación (15); - un cojinete de la articulación (30) con un pivote de la articulación (31) para unir de modo articulado el primer y el segundo cabezal de la articulación (15, 25) en un plano de articulación, formándose con el pivote de la articulación (31) un eje de giro común (Z) para el conjunto articulado (1); y - un dispositivo disipador de energía (13, 23, 33) que está integrado en la unión articulada formada por los dos brazos de la articulación (10, 20) y el cojinete de la articulación (30), y que para amortiguar las fuerzas de tracción y empuje que se transmiten a través de la unión articulada durante el régimen de marcha normal, presenta un elemento disipador de energía (33) de tipo regenerativo previsto preferentemente en el cojinete de la articulación (30), en particular un elemento de elastómero, presentando el dispositivo disipador de energía (13, 23, 33) una carrera longitudinal máxima que puede aparecer durante la destrucción de la energía, que define el desplazamiento longitudinal máximo relativo entre sí previsto durante la destrucción de energía de las dos placas base (2, 4), caracterizado porque el conjunto articulado (1) presenta además un elemento de tope (40) que está dispuesto esencialmente rígido en el tramo final del lado frontal (12) del primer brazo de la articulación (10), y unas primeras superficies de tope (44) orientadas hacia la placa base (4) de la segunda caja de vagón.

Description

Conjunto articulado para la unión articulada de dos cajas de vagón contiguas.

La presente invención se refiere a un conjunto articulado para la unión articulada de dos cajas de vagón contiguas de un vehículo sobre carril, en particular con la acción conjunta de un bogie, presentando el conjunto articulado lo siguiente: un primer brazo de la articulación, que presenta un tramo final del lado de la caja de vagón, unido a una placa base de la primera caja de vagón, y un tramo final del extremo frontal con una primera cabeza de la articulación; un segundo brazo de la articulación que presenta un tramo final del lado de la caja de vagón, unido a una placa base de la segunda caja de vagón y un tramo final del lado frontal, con una segunda cabeza de la articulación realizada complementaria con la primera cabeza de la articulación: un cojinete de la articulación con un pivote de la articulación para la unión articulada de la primera y de la segunda cabeza de la articulación en un plano de articulación, formándose con el pivote de la articulación un eje de giro común para el conjunto articulado; y un dispositivo disipador de energía integrado en la unión articulada formada por los dos brazos de la articulación y el cojinete de la articulación, que, para amortiguar las fuerzas de tracción y empuje que se transmiten durante el régimen de marcha normal a través de la unión articulada, presenta un elemento disipador de energía de tipo regenerativo, previsto preferentemente en el cojinete de la articulación, en particular un elemento de material elastómero, presentando el dispositivo disipador de energía una carrera determinable máxima que aparece durante la disipación de energía, que define el desplazamiento longitudinal máximo de las dos placas base entre sí, previsto durante la disipación de energía.

Un conjunto articulado de este tipo se conoce por el documento WO 2005/023618 A.

Por el estado de la técnica se conoce una pluralidad de tales conjuntos articulados para la unión articulada de cajas de vagón de un vehículo sobre carril de varios elementos. Esta clase de uniones articuladas, denominadas a menudo articulaciones esferoelásticas, absorben las fuerzas longitudinales, transversales y verticales que durante la marcha del vehículo sobre carril de varios elementos aparecen entre las cajas de vagón contiguas.

Al diseñar un conjunto articulado bajo el aspecto dinámico de marcha es preciso sin embargo considerar no solamente las cargas que surgen durante el funcionamiento, sino también el comportamiento en caso de choque. Para ello hay que tener en cuenta que el elemento disipador de energía (integrado) previsto generalmente en el cojinete de la articulación, es un elemento disipador de energía regenerativo, en particular un elemento de material elastómero que sirve únicamente para amortiguar las fuerzas de tracción y empuje que se transmiten durante el régimen de funcionamiento normal a través de la unión articulada. Es sabido que este elemento disipador de energía regenerativo absorbe esfuerzos hasta un determinado valor, y transmite las fuerzas que rebasen este valor sin amortiguarlas a través del soporte de cojinete al bogie del vehículo o a la caja de vagón. De este modo, si bien las fuerzas de tracción y empuje que surgen durante el régimen de marcha normal entre las distintas cajas de vagón se absorben en este seguro regenerativo contra impactos, sin embargo al rebasar la carga de trabajo, por ejemplo cuando el vehículo choca con un obstáculo o en el caso de una frenada brusca del vehículo, este elemento disipador de energía integrado generalmente en el cojinete de la articulación ya no basta para disipar toda la energía que aparece. Por este motivo es preciso que en el caso de un choque se incorporen en el concepto de disipación de energía del conjunto del vehículo otros seguros contra el choque, en particular en forma de elementos disipadores de energía realizados de tipo destructivo, de modo que la energía del choque que aparece se pueda absorber directamente en el conjunto articulado o en el chasis del vehículo. En caso contrario, la caja del vehículo quedaría expuesta a unas cargas extremas y según las circunstancias llegaría a sufrir daños o incluso llegar a ser destruida. En estos casos, en los vehículos sobre carril, la caja de vagón corre el riesgo de descarrilar.

Con el objetivo de proteger el chasis del vehículo contra daños en caso de impactos de choque intensos, se emplea con frecuencia un elemento disipador de energía de tipo destructivo, que está realizado por ejemplo de tal modo que solamente responda una vez que se haya agotado la disipación de trabajo del elemento disipador de energía de tipo regenerativo previsto por ejemplo en el cojinete de la articulación, y la energía transmitida por el flujo de fuerza a través del elemento disipador de energía haya sido absorbida al menos en parte y por lo tanto esté disminuyendo. Como elemento disipador de energía de tipo destructivo se emplean por ejemplo tubos de deformación en los cuales se convierte de forma destructiva la energía del choque en trabajo de deformación y calor mediante una deformación definida (deformación plástica) de por lo menos un tramo del tubo de deformación.

Un elemento disipador de energía que esté basado en el principio de un tubo de deformación se caracteriza por presentar una fuerza de respuesta definida sin puntas de fuerza. Naturalmente se conocen por el estado de la técnica también soluciones en las que para proteger el chasis del vehículo contra daños en caso de impactos de alcance fuertes, se emplean también elementos disipadores de energía de tipo regenerativo. Un ejemplo de esto son los topes hidráulicos de gas con un modo de trabajo regenerativo o autorrestaurante. Los elementos disipadores de energía basados en una forma de trabajo hidráulica por gas presentan en comparación con un tubo de deformación por lo general una
fuerza de respuesta y una tensión inicial más reducidas, y reaccionan en particular en función de la velocidad.

Además de los elementos disipadores de energía basados en una forma de trabajo hidráulica de gas, se conocen también elementos disipadores de energía que funcionan con un modo de trabajo hidrostático y que también tienen efecto regenerativo (autorrestaurante). Los elementos disipadores de energía que trabajan de modo hidrostático presentan a diferencia de los elementos disipadores de energía que trabajan hidráulicamente por gas una fuerza de respuesta y una tensión inicial elevadas.

Por el estado de la técnica se conocen por ejemplo conjuntos de articulación en los que por lo menos en uno de los brazos de la articulación está integrado un tubo de deformación que asume la función de un elemento disipador de energía destructivo. Un brazo de la articulación con un tubo de deformación integrado de este modo se debe entender como una unidad de transmisión de fuerza funcional, estando realizado el brazo de la articulación a base de un primer elemento de transmisión de fuerza en forma de tubo de deformación y un segundo elemento de transmisión de fuerza en forma de una cabeza de la articulación prevista en el tramo frontal del brazo de la articulación. Ambos componentes están unidos entre sí con ajuste de fricción de tal modo que puedan transmitir fuerzas de tracción y de empuje en la dirección longitudinal del conjunto articulado. Generalmente el elemento disipador de energía de tipo destructivo forma entonces el tramo final del brazo de la articulación del lado de la caja de vagón, mientras que el tramo final del brazo de la articulación del lado frontal le corresponde a la cabeza de la articulación. Por principio, el tramo final del brazo de la articulación del lado del vagón está unido a la llamada placa base de la caja de vagón, en la que se aplican las fuerzas transmitidas por los brazos de la articulación del conjunto articulado o desde la cual se inducen en el correspondiente brazo de la articulación las fuerzas de la caja de vagón que se han de transmitir desde los brazos de la articulación del conjunto articulado.

Por otra parte, la cabeza de la articulación situada en el tramo final del lado frontal del primer brazo de la articulación de un conjunto articulado se puede acoplar en general con una cabeza de la articulación de una caja de vagón contiguo realizada en el tramo final del extremo frontal del segundo brazo de la articulación del conjunto articulado.

Al transmitir fuerzas de tracción y de empuje el flujo de fuerza pasa desde la placa base de la primera caja de vagón a través del elemento disipador de energía, preferentemente de tipo destructivo, integrado eventualmente en el primer brazo de la articulación, pasa por la primera cabeza de la articulación al segundo brazo de la articulación que le corresponde a la segunda caja de vagón contigua. El segundo brazo de la articulación puede estar equipado también con un elemento disipador de energía de tipo destructivo, aunque también cabría imaginar que el segundo brazo de la articulación presente únicamente en su tramo final del extremo frontal una cabeza de la articulación, mientras que el tramo final del lado de la caja de vagón está unido directamente con la placa base de la segunda caja de vagón, esencialmente de modo rígido.

La Figura 1 muestra un ejemplo de un conjunto articulado conocido por el estado de la técnica, en el cual tanto en el primer como en el segundo brazo de la articulación 10 y 20 están integrados respectivamente en el tramo final del lado de la caja de vagón un elemento disipador de energía de tipo destructivo en forma de un tubo de deformación 13a, 23a. En el tramo final del extremo frontal 12 del primer brazo de la articulación 10 está prevista una horquilla de articulación como primera cabeza de la articulación 15. En sentido hacia la primera caja de vagón esta horquilla de articulación se continúa en el primer brazo de la articulación 10, que se extiende a través de la placa base 2 firmemente sujeta (embridada) en el lado frontal de la primera caja de vagón (no representado explícitamente). Detrás de la placa base 2 está previsto un elemento disipador de energía de tipo destructivo que presenta un tubo de deformación 13a. El tubo de deformación 13a va amarrado entre anillos cónicos 13b y un segmento anular 16 por una parte y una chapa frontal 13c por otra parte. En este ejemplo, la chapa frontal 13c está unida a su vez firmemente con la placa base 2 mediante cuatro tornillos 17. La estructura del segundo brazo de la articulación 20 está realizado simétrico respecto a la estructura del primer brazo de la articulación 10 en lo que se refiere al plano de articulación. El plano de articulación es el plano vertical que pasa por el eje de giro común Z para el conjunto articulado definido por el pivote de la articulación 31.

Durante la transmisión de las fuerzas de tracción y empuje a través del conjunto articulado conocido por el estado de la técnica y representado en la Figura 1a, el flujo de fuerza pasa durante el régimen de marcha normal de la primera a la segunda caja de vagón a través de la placa base 2 de la primera caja de vagón, de los tornillos 17 del elemento disipador de energía 13a de tipo destructivo integrado en el primer brazo de la articulación 10 en el tramo final del lado de la caja de vagón, a través de la chapa frontal 13c, el tubo de deformación 13a, la horquilla de articulación 15 al pivote de la articulación 31 y al elemento disipador de energía (cojinete esferoelástico) de tipo regenerativo integrado en el cojinete de la articulación, que no está representado explícitamente en la Figura 1a. A continuación el flujo de fuerza continúa desde el cojinete de la articulación o del pivote de la articulación 31 a la segunda cabeza de la articulación realizada como anilla de articulación, en el tramo final del lado frontal 22 del segundo brazo de la articulación 20, y finalmente a través del elemento disipador de energía destructivo integrado en el tramo final del lado de la caja de vagón del segundo brazo de la articulación 20, a la placa base 4 de la segunda caja de vagón (no representada explícitamente).

Dicho de otra manera, esto significa que al transmitir las fuerzas de tracción y de empuje, el flujo de fuerza pasa de la placa base 2 de la primera caja de vagón a la placa base 4 de la segunda caja de vagón esencialmente en su totalidad a través de los "tubos de deformación" 13a y 23a realizados como elementos disipadores de energía. Los dos tubos de deformación 13a y 23a propiamente dichos están realizados de tal modo que al rebasar una magnitud de energía debida al flujo de fuerza a través de los respectivos tubos de deformación 13a y 23a, tiene lugar una deformación plástica de los elementos respectivos, de modo que las placas base 2 y 4 de las respectivas cajas de vagón se desplazan relativamente entre sí en la dirección longitudinal del conjunto articulado, con lo cual y debido a la deformación plástica de los tubos de deformación 13a y 23a al menos una parte del importe de la energía transmitida es absorbida por los
respectivos elementos disipadores de energía y convertido en trabajo de deformación y calor, y por lo tanto se reduce.

El acortamiento de los primeros y segundos brazos de la articulación 10 y 20 provocado por la deformación plástica de los respectivos tubos de deformación 13a y 23a tiene como consecuencia inmediata que se desplazan relativamente entre sí las superficies frontales de las respectivas cajas de vagón o las correspondientes placas base 2 y 4 de las respectivas cajas de vagón, en la dirección longitudinal del conjunto articulado. La magnitud del desplazamiento máximo provocado durante la disipación de energía se designa aquí como "carrera longitudinal" o "carrera". Por lo tanto, la carrera total que surge en el conjunto articulado representado en la Figura 1a durante la disipación de energía se compone de las carreras longitudinales individuales de los respectivos elementos disipadores de energía de tipo destructivo 13 y 23 integrados respectivamente en el primer y segundo brazo de la articulación 10 y 20, y de la carrera longitudinal individual del elemento disipador de energía (elemento elastómero) de tipo regenerativo previsto en el cojinete de la articulación.

Una vez agotada la carrera longitudinal total prevista para la disipación de energía, es decir cuando se haya agotado la carga de trabajo del conjunto del dispositivo disipador de energía integrado en el conjunto articulado, que presenta el elemento disipador de energía de tipo regenerativo en el cojinete de la articulación y los elementos disipadores de energía de tipo destructivo en los brazos de la articulación, es preciso que la fuerza que se ha de transmitir entre las cajas de vagón contiguas se transmita directamente a través de las respectivas placas base 2 y 4, mientras que a través de la unión articulada formada por los brazos de articulación 10 y 20 y el cojinete de la articulación solamente puede pasar un flujo de fuerza máxima predeterminable para que se consiga en el caso de un choque un desarrollo del incidente predictible y en particular definido previamente.

En la Figura 1b está representado un caso en el cual se ha rebasado en el conjunto articulado según la Figura 1a la carga de trabajo máxima, es decir en la que los tubos de deformación integrados en los respectivos brazos de articulación 10 y 20 ya han absorbido mediante deformación plástica una parte de las fuerzas que han de transmitir. Tal como está representado, en la solución conocida por el estado de la técnica se han previsto en las respectivas placas base 2 y 4 unos elementos de tope 402 y 404, que una vez agotada la carrera longitudinal máxima, es decir después de haberse rebasado la carga de trabajo del dispositivo disipador de energía integrado en el conjunto articulado, hacen tope entre sí de modo que a través de estos elementos de tope 402 y 404 se forma una unión directa entre las respectivas placas base 2 y 4. A través de esta unión directa se transmiten entonces las fuerzas que ha de transmitir el conjunto articulado, de modo que el dispositivo disipador de energía integrado en el conjunto articulado ha sido eliminado casi totalmente de la vía de transmisión de la fuerza del conjunto articulado.

Esta forma de proceder es absolutamente necesaria en los conjuntos de articulación para poder realizar en un caso de choque un desarrollo previsible del incidente. En particular es necesario transmitir directamente a través de las placas base 2 y 4 la parte esencial de las fuerzas de tracción y empuje que se producen en un caso de choque, una vez que se haya rebasado la carga de trabajo total del dispositivo disipador de energía integrado en el conjunto articulado.

En la solución convencional, tal como se ha descrito anteriormente haciendo referencia a las Figuras 1a y 1b, donde en las respectivas placas base 2 y 4 están dispuestos unos elementos de tope 402 y 404, que después de agotada la carrera total del dispositivo disipador de energía integrado en el conjunto articulado tropiezan entre sí y permiten por lo tanto una transmisión de fuerza directa entre las respectivas placas base 2 y 4, se trata de una solución que solamente se puede emplear en un conjunto articulado en la que las longitudes de carrera de los respectivos tubos de deformación 13a, 23a sean idénticas y conocidas previamente. Se ve claramente que la carrera máxima prevista para el conjunto articulado representado en la Figura 1a, es decir la suma de las carreras longitudinales individuales provocadas por los respectivos elementos disipadores de energía ha de ser idéntica a la separación entre los elementos de tope 402 y 404 durante el estado de funcionamiento normal (Figura 1a).

Ahora bien, en un caso en el que el primer brazo de la articulación 10 del conjunto articulado representado en la Figura 1a se tenga que unir con un segundo brazo de la articulación en el que en el tramo final del lado de la caja de vagón no esté integrado ningún elemento disipador de energía, la carrera máxima facilitada por el dispositivo disipador de energía sería menor que la carrera que surge en la situación representada en la Figura 1a, ya que en un caso así ya no se suma a la carrera total del dispositivo disipador de energía la carrera individual del tubo de deformación 23a integrado en el segundo brazo de la articulación. Dicho de otra manera, esto significa que en un caso de choque, es decir después de aprovechar la carga de trabajo del dispositivo disipador de energía previsto en el conjunto articulado y después de agotar la longitud de carrera característica del dispositivo disipador de energía, los dos elementos de tope todavía no tropiezan entre sí, de modo que no resulta posible una unión directa entre las placas base de las cajas de vagón contiguas. En un caso de choque por lo tanto no sería posible realizar un desvío del flujo de fuerza; más bien al rebasar la carga de trabajo del dispositivo disipador de energía integrado en el conjunto articulado, el flujo de fuerza seguiría pasando igual que antes a través del elemento disipador de energía de tipo destructivo integrado en el primer brazo de la articulación, de modo que ya no resulta posible lograr un desarrollo previsible del incidente.

Por lo tanto, la presente invención debe resolver la problemática de que en un conjunto articulado convencional en el que esté integrado un dispositivo disipador de energía en forma de un elemento disipador de energía de tipo regenerativo y/o destructivo, y que por lo tanto presenta una carrera prevista máxima, tiene que haber elementos de tope en las respectivas placas base de las cajas de los vagones, adaptadas especialmente a los respectivos elementos disipadores de energía integrados en el brazo de la articulación respectivo, para que en un caso de choque sea posible una transmisión de fuerza directa entre las respectivas placas base de las cajas de los vagones. En particular en el estado de la técnica es necesario que la longitud de los elementos de tope dispuestos en las respectivas placas base, es decir su extensión longitudinal en la dirección longitudinal del conjunto articulado, esté adaptada exactamente a la longitud de carrera del elemento disipador de energía integrado en el correspondiente brazo de la articulación. Una solución de este tipo presupone especialmente que en cada placa base estén previstos unos elementos de tope, y esto con independencia de que en el brazo de la articulación correspondiente a la respectiva caja de vagón esté o no presente un elemento disipador de energía de tipo destructivo. En particular no es posible unir un brazo de la articulación en el cual esté integrado un elemento disipador de energía de tipo destructivo, tal como por ejemplo un tubo de deformación, y en cuya correspondiente placa base esté formado un elemento de tope correspondientemente adaptado, con un segundo brazo de la articulación en el cual no esté integrado un elemento disipador de energía de tipo destructivo y en cuya correspondiente placa base no esté presente un elemento de tope.

Sobre la base de la problemática descrita, la presente invención tiene como objetivo perfeccionar un conjunto articulado de la clase citada inicialmente de modo que con independencia de la cuestión de que en el segundo brazo de la articulación esté o no integrado un elemento disipador de energía, es decir con independencia de la longitud de carrera máxima prevista del segundo brazo de la articulación, sea posible realizar un conjunto articulado en el cual al rebasar la carga de trabajo total del dispositivo disipador de energía completo previsto en el conjunto articulado, resulte posible en principio una transmisión de fuerza directa entre las dos placas base de las cajas de vagón contiguos. En particular se trata de describir un conjunto articulado en el cual el primer brazo de la articulación se pueda unir tanto con un segundo brazo de la articulación en el cual no esté previsto ningún elemento disipador de energía destructiva sino también con un segundo brazo de la articulación en el cual esté integrado un elemento disipador de energía destructivo, siendo posible en ambos casos en un caso de choque la transmisión directa de fuerzas entre las correspondientes placas base.

Este objetivo se resuelve conforme a la invención con un conjunto articulado de la clase citada inicialmente, por el hecho de que el conjunto articulado presenta además un elemento de tope que está dispuesto esencialmente rígido en el tramo final del lado frontal del primer brazo de la articulación y que presenta unas primeras superficies de tope orientadas hacia la placa base de la segunda caja de vagón.

La solución conforme a la invención se caracteriza por lo tanto porque, a diferencia del estado de la técnica según la Figura 1a, ahora ya no están previstos elementos de tope en cada placa base sino que está previsto solamente un elemento de tope (común), dispuesto esencialmente de forma rígida en el tramo final del lado frontal del primer brazo de la articulación. Al situar el elemento de tope en el tramo final del lado frontal del primer brazo de la articulación, resulta posible conforme a la invención realizar todas las combinaciones de primer y segundo brazo de la articulación sin que se necesiten modificaciones de los o del elemento de tope. Estas combinaciones incluyen en particular los siguientes conjuntos de articulación:

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Conjuntos de articulación en los cuales no está previsto un elemento disipador de energía, preferentemente de tipo destructivo, ni en el primer ni en el segundo brazo de la articulación (Combinación 1):

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Conjuntos de articulación en los cuales en el primer brazo de la articulación está integrado un elemento disipador de energía, preferentemente de tipo destructivo, mientras que en el segundo brazo de la articulación no está previsto ningún elemento disipador de energía (Combinación 2):

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Conjuntos de articulación en los cuales el primer brazo de la articulación está realizado sin ningún elemento disipador de energía mientras que en el segundo brazo de la articulación está integrado por lo menos un elemento disipador de energía, preferentemente de tipo destructivo (Combinación 3); y

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Conjuntos de articulación en los cuales está integrado un elemento disipador de energía, preferentemente de tipo destructivo, tanto en el primer como en el segundo brazo de la articulación (Combinación 4).

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En todas las combinaciones se consigue con la solución conforme a la invención que en un caso de choque, es decir al rebasar la carga de trabajo del dispositivo disipador de energía previsto en el conjunto articulado, el flujo de fuerza que se ha de transmitir entre las cajas de vagón contiguas ya no pase por el por lo menos un elemento disipador de energía previsto eventualmente y realizado ventajosamente de forma destructiva, sino que pase por el camino más corto de una placa base a la otra placa base.

En las combinaciones 2 a 4 antes citadas, en las que hay por lo menos un elemento disipador de energía destructivo integrado en uno de los brazos de la articulación, esto significa que después de responder en forma de deformación plástica del por lo menos un elemento disipador de energía de tipo destructivo, el flujo de fuerza ya no puede pasar a través del elemento disipador de energía, permitiendo de este modo un desarrollo del incidente definido de modo previsible.

Tal como se explicó anteriormente haciendo referencia a las Figuras 1a y 1b, se consigue esto en el estado de la técnica mediante elementos de tope que están dispuestos en las respectivas placas base de las dos cajas de vagón contiguas. Es preciso señalar que esta disposición es un conjunto articulado de estructura no-modular, es decir un conjunto articulado en el cual los primeros y segundos brazos de la articulación que se emplean han de estar exactamente ajustados entre sí. Este conjunto articulado conocido por el estado de la técnica no puede realizarse con una estructura modular en la que por ejemplo se pueda unir el primer brazo de la articulación con un segundo brazo de la articulación, no estando integrado en este segundo brazo de la articulación un elemento disipador de energía de tipo destructivo, o donde en este segundo brazo de la articulación está previsto un elemento disipador de energía de diferente longitud de recorrido. Y es que entonces el choque de los topes dispuestos en las respectivas placas base de las dos cajas de vagón contiguas solamente puede conseguirse sirviéndose de unas "piezas distanciadoras" que es preciso colocar, siendo necesario que estas "piezas distanciadoras" estén realizadas para compensar las diferentes longitudes de recorrido.

Mediante la colocación de los elementos de tope en el extremo del lado frontal del primer árbol de la articulación, conforme a la invención, resulta ahora posible realizar todas las combinaciones 1 a 4 antes citadas sin que sea preciso prever piezas distanciadoras, etc. adicionales que tengan que adaptarse a cada caso en particular.

En particular en la combinación 1, en la cual en ninguno de los dos brazos de la articulación está previsto un elemento disipador de energía preferentemente de tipo destructivo, y en la que el dispositivo disipador de energía previsto en el conjunto articulado está formado exclusivamente por el elemento disipador de energía dispuesto preferentemente en el cojinete de la articulación y realizado de tipo regenerativo, en particular un elemento elastómero (cojinetes feroelásticos), el flujo de fuerza transcurre en caso de choque, es decir después de haber agotado la carrera máxima prevista para el elemento disipador de energía de tipo regenerativo integrado en el cojinete de la articulación, desde la placa base de la primera caja de vagón a través del primer brazo de la articulación, el pivote de la articulación y el segundo brazo de la articulación, directamente a la placa base de la segunda caja de vagón. En este caso son especialmente los primeros y segundos brazos de articulación los que están unidos directamente de forma rígida con las respectivas placas base. En la combinación 1, la unión directa entre las dos placas base tiene por lo tanto lugar a través de los respectivos brazos de articulación y el mismo pivote de la articulación. En este caso, no está previsto ningún elemento disipador de energía de tipo destructivo en el tramo final del lado de la caja de vagón de los respectivos brazos de articulación, sino que los tramos finales del lado de la caja de vagón están más bien unidos directamente con la respectiva placa base correspondiente.

En la combinación 1 por lo tanto no es forzosamente necesario que en un caso de choque el flujo de fuerza se conduzca a través del elemento de tope previsto conforme a la invención en el tramo final del lado frontal del primer brazo de la articulación, ya que en esta combinación es posible una transmisión de fuerza directa entre las placas base, a través de los brazos de articulación y del pivote de la articulación.

En cambio en la combinación 2, es decir cuando hay un elemento disipador de energía preferentemente de tipo destructivo integrado en el tramo final del lado de la caja de vagón del primer brazo de la articulación, y si el segundo brazo de la articulación está unido directamente con la correspondiente placa base sin un elemento disipador de energía integrado, se emplea el elemento de tope para formar una unión directa entre las respectivas placas base. Esto se describe a continuación con mayor detalle.

Unos perfeccionamientos ventajosos de la solución conforme a la invención se describen en las reivindicaciones subordinadas.

Así, en el conjunto articulado conforme a la invención se ha previsto en cuanto a la disposición del elemento de tope que éste esté dispuesto esencialmente fijo con relación al plano de articulación determinado por el cojinete de la articulación y el pivote de la articulación.

Por otra parte está previsto preferentemente que el elemento de tope esté realizado de tal modo que la separación entre las primeras superficies de tope y la placa base de la segunda caja de vagón se corresponda por lo menos con la carrera longitudinal máxima que aparece durante la destrucción de energía por parte del elemento disipador de energía de tipo regenerativo. Cuando en las formas de realización preferentes citadas últimamente se emplea un conjunto articulado según la combinación 1 o según la combinación 2, es decir si se emplea un conjunto articulado en el cual el segundo brazo de la articulación no presenta ningún elemento disipador de energía de tipo destructivo, y en el cual por lo tanto la carrera total del conjunto articulado que se ha de tener en cuenta en un caso de choque solamente viene determinada por la carrera individual del cojinete esferoelástico y eventualmente del elemento disipador de energía integrado en el primer brazo de la articulación, basta por lo tanto que la separación entre las primeras superficies de tope y la placa base de la segunda caja de vagón sea idéntica a la carrera máxima prevista para la destrucción de energía por parte del elemento disipador de energía de tipo regenerativo exclusivamente, ya que la placa base de la segunda caja de vagón realiza en caso de choque un movimiento relativo en sentido hacia el plano de la articulación con un importe máximo igual a la magnitud de este movimiento.

El elemento de tope está dispuesto esencialmente rígido en la primera cabeza de la articulación y unida a ésta. El concepto aquí empleado de "esencialmente rígido" comprende cualquier tipo de unión que en comparación por ejemplo con una unión elástica presente sólo una elasticidad reducida. Esto incluye en particular también aquellos tipos de unión en los que el elemento de tope va fijado con una elasticidad reducida en el tramo final del lado frontal del primer brazo de la articulación.

En un perfeccionamiento especialmente preferido de la solución conforme a la invención está previsto que el dispositivo disipador de energía del conjunto articulado presente además un elemento disipador de energía de tipo destructivo, en particular un tubo de deformación o similar, que esté integrado en el segundo brazo de la articulación de tal modo que el flujo de fuerza de las fuerzas de tracción y de empuje que surgen durante el régimen de marcha normal y que han de ser transmitidos por el conjunto articulado, pasen de la placa base de la primera caja de vagón a través del primer brazo de la articulación, el cojinete de la articulación con el pivote de la articulación, el segundo brazo de la articulación y el elemento disipador de energía integrado en el segundo brazo de la articulación, preferentemente de tipo destructivo, a la placa base de la segunda caja de vagón, y viceversa. Se trata en este caso por lo tanto de un conjunto articulado conforme a la tercera combinación antes citada (Combinación 3). En este perfeccionamiento es esencial que el elemento de tope está realizado de tal modo que la separación entre las primeras superficies de tope y la placa base de la segunda caja de vagón corresponde a la carrera longitudinal máxima que aparece durante la destrucción de energía por parte del elemento disipador de energía de tipo regenerativo y el por lo menos un elemento disipador de energía integrado en el segundo brazo de la articulación. Dicho de otra manera, esto significa que en un conjunto articulado conforme a la tercera combinación (Combinación 3) con la solución conforme a la invención en la que el elemento de tope está dispuesto esencialmente rígido en el tramo final del lado frontal del primer brazo de la articulación, en caso de choque y después de aprovechar la carrera prevista por el elemento disipador de energía integrado en el segundo brazo de la articulación y por el elemento disipador de energía integrado en el cojinete de la articulación, la placa base de la segunda caja de vagón haga tope en las primeras superficies de tope del elemento de tope haciendo así posible una transmisión directa de fuerza entre las placas base.

Adicional o alternativamente a la forma de realización citada en último lugar en la que en el segundo brazo de la articulación está integrado un elemento disipador de energía de tipo destructivo, cabe imaginar además según un perfeccionamiento preferido de la invención que el dispositivo disipador de energía del conjunto articulado comprende un elemento disipador de energía de tipo destructivo, en particular un tubo de deformación o similar, que está integrado en el primer brazo de la articulación de tal modo que el flujo de fuerza de las fuerzas de tracción y de empuje que se han de transmitir por el conjunto articulado y que surgen durante el régimen de marcha normal, pase desde el primer brazo de la articulación y el elemento disipador de energía integrado en el primer brazo de la articulación, preferentemente de tipo destructivo, por el cojinete de la articulación y el pivote de la articulación y a través del segundo brazo de la articulación (y el elemento disipador de energía eventualmente previsto en el segundo brazo de la articulación, preferentemente de tipo destructivo), a la placa base de la segunda caja de vagón y viceversa. En cuanto al elemento de tope está previsto que éste presente además unas segundas superficies de tope orientadas hacia la placa base de la primera caja de vagón. En cuanto a la disposición y realización del elemento de tope es aplicable por lo demás lo ya dicho con anterioridad.

Ahora bien, en la forma de realización citada en último lugar, el elemento de tope debería estar realizado en particular de tal modo que la distancia entre la segunda superficie de tope y la placa base de la primera caja de vagón se corresponda con la carrera longitudinal máxima que aparece durante la destrucción de energía por parte del por lo menos un elemento disipador de energía integrado en el primer brazo de la articulación. Dicho de otra manera, se trata aquí de conjuntos de articulación según la segunda o cuarta combinación (Combinación 2 y 4), en la cual por lo tanto en el primer brazo de la articulación está integrado por lo menos un elemento disipador de energía realizado preferentemente de modo destructivo.

En la combinación 2, en la que en el segundo brazo de la articulación no está integrado ningún elemento disipador de energía del tipo destructivo, en un caso de choque el flujo de fuerza transcurre en particular entre las dos cajas de vagón contiguas desde la placa base de la primera caja de vagón, dejando en derivación el elemento disipador de energía que ya ha sido deformado plásticamente en el tramo final del lado de la caja de vagón del primer brazo de la articulación, directamente al elemento de tope dispuesto en el tramo final del lado frontal del primer brazo de la articulación, y desde allí a través del pivote de la articulación al segundo brazo de la articulación, que está unido directamente, es decir sin intercalar un elemento disipador de energía de tipo destructivo, con la placa base de la segunda caja de vagón.

En cambio en la combinación 4, en la que está integrado por lo menos un elemento disipador de energía, preferentemente de tipo destructivo, tanto en el primero como en el segundo brazo de la articulación, el flujo de fuerza pasa en caso de choque de la primera caja de vagón a la segunda caja de vagón a través de la placa base de la primera caja de vagón, dejando en derivación el elemento disipador de energía que ya ha sido deformado plásticamente, integrado en el primer brazo de la articulación y situado en el tramo final del lado de la caja de vagón, directamente al elemento de tope situado en el tramo final del lado frontal del primer brazo de la articulación, y desde allí directamente, es decir sin dejar en derivación el segundo brazo de la articulación y el elemento disipador de energía integrado en el tramo final del lado de la caja de vagón del segundo brazo de la articulación que ya ha sido deformado plásticamente, a la placa base de la segunda caja de vagón.

En una realización especialmente preferida de las formas de ejecución citadas en último lugar, mediante las cuales se cubren las combinaciones 2 a 4, está previsto que el elemento de tope esté realizado de tal modo que después de agotar la carrera máxima que puede aparecer durante la destrucción de energía por el dispositivo disipador de energía, una parte esencial del flujo de fuerza de las fuerzas que se han de transmitir entre las cajas de vagón se conduzca directamente desde la placa base de la primera caja de vagón a través del elemento de tope a la placa base de la segunda caja de vagón, conduciendo a través de la unión articulada formada por los brazos de articulación, el cojinete de la articulación y el pivote de la articulación solamente un flujo de fuerza máximo predeterminable. De este modo, después de rebasar la carga de trabajo del dispositivo disipador de energía previsto en la totalidad del conjunto articulado, es decir después de agotar la carrera total máxima predeterminable, resulta posible en la transmisión de fuerzas entre las cajas de vagón contiguas un desarrollo del incidente definido y previsible.

En cuanto a los elementos disipadores de energía, preferentemente de tipo destructivo, integrados eventualmente en los respectivos brazos de la articulación, está previsto preferentemente que éstos estén diseñados para no reducir energía, especialmente mediante deformación plástica, hasta una fuerza de respuesta determinable, donde debido a esta deformación plástica se acorta la longitud total del respectivo brazo de la articulación, lo que contribuye a la carrera total del conjunto articulado. La ventaja de esta clase de elementos disipadores de energía consiste en que éstos presentan una curva característica de trazado esencialmente rectangular, con lo cual después de la activación del elemento disipador de energía queda asegurada una absorción máxima de energía. Naturalmente cabe imaginar aquí también otros elementos disipadores de energía, tales como por ejemplo elementos disipadores de energía de funcionamiento hidrostático.

Con vistas a conseguir un conjunto articulado según las combinaciones 1 y 3, es decir con vistas a conjuntos articulados en los que en la primera articulación no está integrado un elemento disipador de energía de tipo preferentemente destructivo, está previsto en otra forma de realización preferida que el elemento de tope esté unido de modo especialmente rígido con la placa base de la primera caja de vagón.

En otra realización preferida de la solución conforme a la invención, la primera cabeza de la articulación presenta una horquilla de articulación y la segunda cabeza de la articulación una anilla de articulación realizada complementaria con la horquilla de articulación, uniéndose entre sí de modo giratorio la horquilla de articulación y la anilla de articulación mediante el pivote de la articulación. Naturalmente cabe imaginar aquí también otras soluciones.

En resumen, hay que señalar que de acuerdo con la invención, el primer brazo de la articulación conforme a las combinaciones 1 ó 3, con independencia de que en el segundo brazo de la articulación esté o no integrado un elemento disipador de energía preferentemente de tipo destructivo, se puede unir con el segundo brazo de la articulación, quedando asegurada en caso de choque la transmisión de fuerza directa entre las respectivas placas base de las cajas de vagón contiguas. Esto mismo es también aplicable para el primer brazo de la articulación conforme a un conjunto articulado según las combinaciones 2 ó 4. Por lo tanto, sin llevar a cabo una modificación en el elemento de tope resulta posible unir un primer brazo de la articulación, en el cual está situado el elemento de tope en su tramo final del lado frontal (tal como se ha descrito anteriormente), con un segundo brazo de la articulación, de tal modo que incluso en caso de choque resulte posible una transmisión de fuerza directa entre las respectivas placas base, no importando en particular si el segundo brazo de la articulación está dotado o no de un elemento disipador de energía de tipo destructivo. Por este motivo se puede asegurar el carácter modular de los brazos de articulación empleados en el conjunto articulado, con lo cual durante el funcionamiento del conjunto articulado resulta posible el acoplamiento de los respectivos brazos de articulación de modo más rápido y sin tener que realizar trabajos de transformación importantes.

A continuación se describen formas de realización preferidas de la solución conforme a la invención, sirviéndose de las Figuras.

Éstas muestran:

Figura 1a: un conjunto articulado conocido por el estado de la técnica, en régimen de marcha normal;

Figura 1b: el conjunto articulado representado en la Figura 1a, en un caso de choque;

Figura 2: una forma de realización preferida del conjunto articulado conforme a la invención, según la combina-
ción 1;

Figura 3a: una forma de realización preferida del conjunto articulado conforme a la invención según la combinación 3, en régimen de marcha normal;

Figura 3b: el conjunto articulado representado en la Figura 3a en un caso de choque;

Figura 4a: una forma de realización preferida del conjunto articulado conforme a la invención según la combinación 2, en régimen de marcha normal;

Figura 4b: el conjunto articulado representado en la Figura 4a, en un caso de choque;

Figura 4c: el conjunto articulado representado en la Figura 4a, en una sección longitudinal;

Figura 5a: una forma de realización preferida del conjunto articulado conforme a la invención según la combinación 4, en régimen de marcha normal;

Figura 5b: el conjunto articulado representado en la Figura 5a, en un caso de choque;

Figura 6a: el conjunto articulado representado en la Figura 5a, desde otra vista en perspectiva; y

Figura 6b: el conjunto articulado representado en la Figura 5b, desde otra vista en perspectiva.

La Figura 1a muestra un conjunto articulado conocido por el estado de la técnica conforme a la combinación 4 durante el régimen de marcha normal, es decir un conjunto articulado en el cual están previstos sendos tubos de deformación 13a y 23a como elementos disipadores de energía de tipo destructivo, tanto en el primer brazo de la articulación 10 como también en el segundo brazo de la articulación 20.

En la Figura 1b está representado el conjunto articulado mostrado en la Figura 1a, en un caso de choque. Como ya se ha expuesto al principio de la descripción, en la solución convencional están dispuestos en las respectivas placas base 2 y 4 de la primera o segunda caja de vagón respectivamente (no representada explícitamente) sendos elementos de tope 402 y 404, que durante el régimen de marcha normal (véase la Figura 1a) están distanciados entre sí, y que en un caso de choque y después de agotar la destrucción máxima de energía provocado con el dispositivo de disipación de energía previsto en el conjunto articulado, tropiezan entre sí y por lo tanto permiten una transmisión de fuerza directa entre las respectivas placas base 2 y 4 de las correspondientes cajas de vagón. En la forma de realización representada en las Figuras 1a y 1b se trata en particular de un conjunto articulado de estructura no-modular, ya que los dos brazos de articulación 10 y 20 que constituyen el conjunto articulado han de estar exactamente conjuntados entre sí o diseñados el uno para el otro. Y es que cuando en el tramo final del segundo brazo de la articulación del lado de la caja de vagón no está previsto ningún tubo de deformación, sería preciso colocar entre los respectivos elementos de tope 402 y 404 unas piezas distanciadoras adicionales para conseguir que en caso de choque tropiecen entre sí los respectivos elementos de tope 402 y 404. En el estado de la técnica, la distancia entre los respectivos elementos de tope 402 y 404 depende en particular de la carrera total del conjunto articulado que se compone de las carreras individuales de los respectivos elementos disipadores de energía. Si en el conjunto articulado conocido por el estado de la técnica se modifica solamente un elemento disipador de energía en cuanto a su carrera provocada durante la destrucción de energía, esto tendría directamente una consecuencia sobre la separación entre los elementos de tope 402 y 404.

En la Figura 2 está prevista una forma de realización preferente del conjunto articulado 1 conforme a la invención según la primera combinación en la que por lo tanto el primer brazo de la articulación 10 y el segundo brazo de la articulación 20 están realizados cada uno sin elemento disipador de energía de tipo preferentemente destructivo. El primer brazo de la articulación 10 está unido por su tramo final del lado de la caja de vagón directamente con la placa base 2 de la primera caja de vagón (no representada). En particular, el tramo final del lado de la caja de vagón del primer brazo de la articulación 10 pasa directamente a la placa base 2.

Por otra parte, en el tramo final del lado frontal 12 del primer brazo de la articulación 10 está realizada una primera cabeza de la articulación 15 en forma de una horquilla de articulación.

El segundo brazo de la articulación 20 está unido del mismo modo directamente por su tramo final del lado de la caja de vagón con la placa base 4 de la segunda caja de vagón (no representada). En el tramo final del lado frontal 22 del segundo brazo de la articulación 20 está prevista una segunda cabeza de la articulación de realización complementaria con la primera cabeza de la articulación 15, que en las formas de realización preferentes conforme a la invención está realizada como anilla de articulación. Las dos cabezas de la articulación 15 y 25 están unidas entre sí mediante un pivote de la articulación 31, articuladas alrededor de un eje común Z. En particular, el pivote de la articulación 31 pasa a través de la anilla de articulación prevista en el tramo final 22 del lado frontal del segundo brazo de la articulación 20, estando previsto entre el pivote de la articulación 31 y las respectivas cabezas de articulación 15 y 25 al menos en parte un cojinete de la articulación 30. Este cojinete de la articulación 30 lleva un elemento disipador de energía de tipo regenerativo, no representado explícitamente en la Figura 2, de modo que el cojinete de la articulación utilizado en el conjunto articulado 1 conforme a la invención es un cojinete del tipo de cojinete de elastómero, en particular un cojinete esferoelástico.

El conjunto articulado 1 representado en la Figura 2 conforme a la primera combinación, presenta una carrera longitudinal que viene dada exclusivamente por la longitud de carrera del elemento elastómero previsto en el cojinete de la articulación 30.

Durante el régimen de marcha normal, las fuerzas que se han de transmitir entre las cajas de vagón contiguas fluyen desde la placa base 2 de la primera caja de vagón a través de la primera cabeza de la articulación 15, el cojinete de la articulación 30, el pivote de la articulación 31, la segunda cabeza de la articulación 25 y el segundo brazo de la articulación 20 a la placa base 4 de la segunda caja de vagón. En el caso en que con el elemento disipador de energía, preferentemente de tipo regenerativo, previsto en el cojinete de la articulación 30 se ha absorbido la energía máxima prevista para este elemento disipador de energía, y cuando por lo tanto se ha agotado la carrera máxima disponible del cojinete de elastómero, las fuerzas que se han de transmitir pasan igualmente desde la primera placa base 2 a través del primer brazo de la articulación 10 y a través del cojinete de la articulación 30 con el pivote de la articulación 31 al segundo brazo de la articulación 20 y a continuación directamente a la placa base 4 de la segunda caja de vagón.

Por lo tanto, en la forma de realización representada en la Figura 2 del conjunto articulado 1 conforme a la invención según la combinación 1, queda asegurado que en un caso de choque el flujo de las fuerzas que se han de transmitir se transmite directamente desde la primera placa base 2 a la segunda placa base 4. En particular resulta de este modo posible un desarrollo previsible del incidente en un caso de choque.

Tal como está representado, el primer brazo de la articulación 10 de la forma de realización preferente del conjunto articulado 1 conforme a la invención representado en la Figura 2, según la combinación 1, presenta un elemento de tope 40 que está dispuesto esencialmente rígido en el tramo final 12 del lado frontal del primer tramo de la articulación 10, y que presenta unas primeras superficies de tope 44 orientadas hacia la placa base 4 de la segunda caja de vagón. Ahí está previsto que el elemento de tope 40 del conjunto articulado 1 según la Figura 2 esté dispuesto esencialmente fijo con relación al plano de articulación determinado por el cojinete de la articulación 30 y el pivote de la articulación 31, que es un plano vertical en el cual está situado el eje de giro Z determinado por el pivote de la articulación 31.

En la Figura 2 está representado un caso en el cual el elemento de tope 40 va dispuesto o embridado esencialmente de forma rígida en la placa base 2 de la primera caja de vagón. No obstante también cabría imaginar que en la forma de realización representada en la Figura 2 el elemento de tope 40 estuviera unido de forma esencialmente rígida con la primera cabeza de la articulación 15.

En el conjunto articulado 1 mostrado en la Figura 2 en un caso de choque se conduce el flujo de fuerza, tal como se ha explicado anteriormente, a través de los respectivos brazos de la articulación 10 y 20 directamente a las correspondientes placas base 2 y 4. El elemento de tope 40 dispuesto en la primera cabeza de la articulación 15 no tiene que realizar en este caso ninguna función de transmisión de fuerza. En el conjunto articulado 1 según la combinación 1, esto tampoco es necesariamente obligatorio puesto que en ninguno de los brazos de la articulación 10 ó 20 está previsto un elemento disipador de energía de tipo destructivo que en caso de choque se tenga que retirar del flujo de fuerza que se ha de transmitir entre las cajas de vagón.

En cambio en un caso en el que el primer brazo de la articulación 10 representado en la Figura 2 está unido a un segundo brazo de la articulación 20 en el que por ejemplo en la zona extrema del lado de la caja de vagón del brazo de la articulación esté integrado un elemento disipador de energía de tipo destructivo, el elemento de tope 40 en cambio tiene que cumplir una función de transmisión de fuerza.

La Figura 3a muestra una forma de realización preferente del conjunto articulado 1 conforme a la invención según la combinación 3, en la que por lo tanto el primer brazo de la articulación 10 es idéntico al primer brazo de la articulación del conjunto articulado 1 según la Figura 2, y en el cual en el segundo brazo de la articulación 20 está integrado un elemento disipador de energía, preferentemente de tipo destructivo. En particular, el segundo brazo de la articulación 20 del conjunto articulado 1 representado en la Figura 3 presenta en su tramo final del lado frontal una anilla de articulación 25 que a través del pivote de la articulación 31 y del cojinete de la articulación 30 (que no está representado explícitamente) está unido con el primer brazo de la articulación 10. Por otra parte, en el tramo final del lado de la caja de vagón 21 del segundo brazo de la articulación 20 está previsto un elemento disipador de energía de tipo destructivo. Este elemento disipador de energía consiste en particular en un tubo de deformación 23a que durante el régimen de marcha normal representado en la Figura 3a va pretensado entre un anillo cónico 23b y una chapa frontal 23c. El anillo cónico 23b va soportado mediante segmentos anulares 26. Por el otro lado está la chapa frontal 23c unida mediante un total de cuatro tornillos 27 a la placa base 4 de la segunda caja de vagón.

Al prever un elemento disipador de energía 23 de tipo destructivo en el segundo brazo de la articulación 20, el conjunto articulado 1 según la Figura 3a presenta una carrera total que se compone de la carrera del cojinete de elastómero y de la carrera de desplazamiento longitudinal máxima prevista del tubo de deformación 23a.

En la Figura 3a está representado el estado del conjunto articulado 1 durante el régimen de marcha normal. Las fuerzas que hay que transmitir fluyen desde la placa base 2 de la primera caja de vagón a través del primer brazo de la articulación 10 y a través del cojinete de la articulación 30 con el pivote de la articulación 31 a la segunda cabeza de la articulación 25 del segundo brazo de la articulación 20. A continuación el flujo de fuerza pasa a la chapa frontal 23c a través del tubo de deformación 23a integrado en el tramo final 21 de la caja de vagón del segundo brazo de la articulación 20, en la forma de realización representada en la Figura 3a. Después, el flujo de fuerza pasa a través de los tornillos 27 a la placa base 4 de la segunda caja de vagón.

En la Figura 3b está representado un caso en el que está agotada la carga de trabajo del dispositivo disipador de energía (elemento elastómero en el cojinete de la articulación 30 y elemento disipador de energía en el segundo brazo de la articulación 20). En particular se muestra aquí un caso en el cual se ha aprovechado toda la carrera de desplazamiento longitudinal prevista con el dispositivo disipador de energía. En una situación así es preciso asegurarse de que el flujo de fuerza puede transmitirse directamente desde la placa base 2 de la primera caja de vagón a la placa base 4 de la segunda caja de vagón, y viceversa. En particular es preciso evitar que el flujo de fuerza (como durante el régimen de marcha normal según la Figura 3a) se conduzca como antes en su totalidad a través del elemento disipador de energía integrado en el segundo brazo de la articulación 20.

Esto se efectúa en la solución conforme a la invención por el hecho de que en el primer brazo de la articulación 10 está previsto el elemento de tope 40. Tal como muestra la Figura 3b, en un caso de choque las primeras superficies de tope 44 del elemento de tope 40 tropiezan con la placa base 4 de la segunda caja de vagón, de modo que después de aprovechar la carrera total del dispositivo disipador de energía previsto en el conjunto articulado 1 el flujo de fuerza se conduce directamente desde la placa base 2 de la primera caja de vagón a través del elemento de tope 40 a la placa base 4 de la segunda caja de vagón (y viceversa).

Viendo al mismo tiempo las formas de realización representadas en las Figuras 2 y 3a, 3b se ve que un mismo primer brazo de la articulación 10 se pueden acoplar segundos brazos de articulación 20 de diferente realización para obtener un conjunto articulado 1 en el cual resulte posible en caso de choque una transmisión de fuerza directa entre las respectivas placas base 2 y 4, sin tener que modificar el elemento de tope 40.

En la Figura 4a está representada una forma de realización preferente del conjunto articulado 1 conforme a la invención según la combinación 2, durante el régimen de marcha normal. En este conjunto articulado 1, el primer brazo de la articulación 10 presenta un tubo de deformación 13a integrado en el tramo final 11 del lado de la caja de vagón del primer brazo de la articulación 10. Por otra parte, en el tramo final del lado frontal 12 del primer brazo de la articulación 10 vuelve a estar colocada la primera cabeza de la articulación 15 en forma de una horquilla de articulación. La disposición y la integración del elemento disipador de energía 13 de tipo destructivo previsto en el primer brazo de la articulación 10 se corresponden con la estructura y la integración del correspondiente elemento disipador de energía en el conjunto articulado 1 mostrado en la Figura 3a.

Por otra parte, en el conjunto articulado 1 mostrado en la Figura 4a el segundo brazo de la articulación 20 es idéntico al segundo brazo de la articulación según el conjunto articulado 1 representado en la Figura 2.

El conjunto articulado 1 mostrado en la Figura 4a se diferencia de los conjuntos articulados descritos anteriormente porque aquí el elemento de tope 40 no está dotado solamente de la superficie de tope 44 orientada en sentido hacia la placa base 4 de la segunda caja de vagón, sino además con unas segundas superficies de tope 42 que señalan en sentido hacia la placa base 2 de la primera caja de vagón. La distancia entre las segundas superficies de tope 42 y la placa base 2 de la primera caja de vagón está elegida de tal modo que sea idéntica a la carrera individual del tubo de deformación 13a integrado en el primer brazo de la articulación 10.

En la Figura 4b está representado el conjunto articulado 1 según la Figura 4a en un caso de choque. El caso de choque se caracteriza porque el elemento disipador de energía integrado en el primer brazo de la articulación 10 ya ha respondido y el tubo de deformación 13a ya ha absorbido por deformación plástica una cierta magnitud de energía. Debido a la deformación plástica del tubo de deformación 13a se ha reducido la separación entre la primera cabeza de la articulación 15 y la placa base 2 de la primera caja de vagón.

Para conseguir ahora que en un caso de choque el flujo de fuerza que se ha de transmitir entre las cajas de vagón pueda pasar directamente desde la placa base 2 de la primera caja de vagón a la placa base 4 de la segunda caja de vagón, dejando en derivación el tubo de deformación 13a que ya ha sido deformado plásticamente, se ha previsto en el conjunto articulado 1 conforme a la invención que después de agotar la carrera de desplazamiento longitudinal facilitada por el dispositivo disipador de energía en el conjunto articulado 1, la placa base 2 de la primera caja de vagón tropiece contra la segunda superficie de tope 42 del elemento de tope 40, de modo que el flujo de fuerza se pueda transmitir directamente desde la placa base 2 a través del elemento de tope 40 al segundo brazo de la articulación y por lo tanto directamente a la placa base 4 de la segunda caja de vagón.

En la Figura 4c está representado el conjunto articulado 1 conforme a la combinación 3, mostrado en la Figura 4a, en una representación en sección longitudinal. En esta representación se reconoce especialmente la disposición del elemento disipador de energía integrado en el tramo final 11 del lado de la caja de vagón del primer brazo de la articulación 10. Igualmente se puede ver aquí claramente cómo está alojado en particular el pivote de la articulación 31 en la anilla de articulación de la segunda caja de vagón 20. En la zona entre el pivote de la articulación 31 y la anilla de articulación 25 está realizado normalmente el cojinete de la articulación 30 que presenta un material de relleno de elastómero 33, que sirve como elemento disipador de energía regenerativo para absorber los choques y fuerzas que surgen durante el régimen de marcha normal.

En la Figura 5a y en la Figura 6a están representadas respectivamente con diferentes perspectivas una forma de realización preferente del conjunto articulado 1 conforme a la invención según la combinación 4 en régimen de marcha normal. Aquí se ve que en este conjunto articulado 1, el primer brazo de la articulación es idéntico al primer brazo de la articulación del conjunto articulado 1 descrito anteriormente al hacer referencia a las Figuras 4a a 4c, mientras que el segundo brazo de la articulación 20 es idéntico al segundo brazo de la articulación del conjunto articulado 1 descrito anteriormente haciendo referencia a las Figuras 3a y 3b. En particular, el elemento de tope 40 previsto en el tramo final del lado frontal 12 del primer brazo de la articulación 10 está realizado idéntico al elemento de tope 40 según la forma de realización descrita en la Figura 4a.

La distancia entre las primeras superficies de tope 44 del elemento de tope 40 y la placa frontal 4 de la segunda caja de vagón, que en la Figura 5a está identificada con la referencia "d2", corresponde a la carrera de desplazamiento longitudinal del elemento disipador de energía 23 de tipo destructivo previsto en el segundo brazo de la articulación 20, y la carrera del cojinete de elastómero. Por otra parte, la distancia entre las segundas superficies de tope del elemento de tope 40 y la placa base 2 de la primera caja de vagón designada en la Figura 5a con la referencia "d1" corresponde a la carrera de deformación máxima que puede conseguirse con el elemento disipador de energía 13 integrado en el primer brazo de la articulación 10.

En las Figuras 5b y 6b se muestran respectivamente estados del conjunto articulado 1 representado en las Figuras 5a y 6a respectivamente, en una situación de choque. Tal como está representado, en este caso las respectivas superficies de tope 42 y 44 del elemento de tope 40 chocan contra las correspondientes placas base 2 y 4 de las respectivas cajas de vagón, y esto después de haber agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima admisible del conjunto articulado 1. De este modo se consigue que en un caso de choque, el flujo de fuerza que se ha de transmitir se transmita directamente desde la placa base 2 de la primera caja de vagón a través del elemento de tope 40 a la placa base 4 de la segunda caja de vagón (y viceversa), donde tanto en el primero como en el segundo brazo de la articulación 10 y 20 los tubos de deformación 13a y 23a que ya han sido deformados plásticamente, quedan retirados esencialmente en su totalidad fuera del flujo de fuerza transmitido.

En las formas de realización preferentes representadas en las Figuras 2 a 6 del conjunto articulado 1 conforme a la invención, está previsto respectivamente en la zona inferior del elemento de tope 40 un elemento de arrastre 50. Este elemento de arrastre 50 está acoplado con el correspondiente alojamiento de forma complementaria a éste (no representado explícitamente) en un bogie, cuando el conjunto articulado 1 conforme a la invención se emplea en combinación con un bogie tal como por ejemplo un bogie Jakobs, para unir cajas de vagón contiguas de un vehículo sobre carril.

En resumen se puede señalar que con la disposición conforme a la invención de un elemento de tope en el tramo final del lado frontal del primer brazo de la articulación se consigue que en el primer brazo de la articulación del conjunto articulado 1 se pueda conectar tanto un segundo brazo de la articulación con elemento disipador de energía integrado, así como también sin elemento disipador de energía integrado, donde por principio se asegura mediante la previsión del elemento de tope que en un caso de choque el flujo de fuerza pueda pasar directamente desde la placa base de la primera caja de vagón a la placa base de la segunda caja de vagón, dejando en derivación un elemento disipador de energía eventualmente previsto en el conjunto articulado 1.

Es preciso señalar que la realización de la invención no está limitada a los ejemplos de realización descritos en las Figuras 2 a 6, sino que caben también una multitud de variantes. En particular, la clase y disposición de los elementos disipadores de energía (integrados) previstos eventualmente en los respectivos brazos de la articulación, pueden ser distintos a las disposiciones representadas. Expresado de forma general, en los respectivos brazos de la articulación también pueden estar previstos los correspondientes elementos disipadores de energía de tipo regenerativo, y esto adicionalmente al elemento disipador de energía de tipo regenerativo previsto en el cojinete de la articulación. También cabe imaginar obviamente que en los respectivos brazos de la articulación no se utilice sólo un único elemento disipador de energía sino una pluralidad de elementos disipadores de energía.

Lista de referencias

1

Conjunto articulado

2

Placa base de la primera caja de vagón

4

Placa base de la segunda caja de vagón

10

Primer brazo de la articulación

11

Tramo final del lado de la caja de vagón del primer brazo de la articulación

12

Tramo final del lado frontal del primer brazo de la articulación

13

Elemento disipador de energía en el primer brazo de la articulación

13a

Tubo de deformación

13b

Anillo cónico

13c

Placa frontal

15

Primera cabeza de la articulación

16

Segmento anular

17

Tornillos

20

Segundo brazo de la articulación

21

Tramo final del lado de la caja de vagón del segundo brazo de la articulación

22

Tramo final del lado frontal del segundo brazo de la articulación

23

Elemento disipador de la energía

23a

Tubo de deformación

23b

Anillo cónico

23c

Chapa frontal

25

Segunda cabeza de la articulación

26

Segmento anular

27

Tornillos

30

Cojinete de la articulación

31

Pivote de la articulación

33

Elemento disipador de energía

40

Elemento de tope

42

Segunda superficie de tope

44

Primera superficie de tope

50

Elemento arrastrador

A

Eje de giro

d1

Distancia "primera superficie de tope - placa base de la segunda caja de vagón"

d2

Distancia "segunda superficie de tope - placa base de la primera caja de vagón"

402, 404

Elementos de topes conforme al estado de la técnica

Claims (10)

1. Conjunto articulado para la unión articulada de dos cajas de vagón contiguas de un vehículo sobre carril, en particular con la colaboración de un bogie, presentando el conjunto articulado lo siguiente:

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un primer brazo de la articulación (10) que presenta un tramo final (11) del lado de la caja de vagón, unido a una placa base (2) de la primera caja de vagón, y un tramo final del lado frontal (12) con una primera cabeza de la articulación (15);

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un segundo brazo de la articulación (20), que presenta un tramo final (21) del lado de la caja de vagón unido a una placa base (4) de la segunda caja de vagón y un tramo final (22) del lado frontal, con una segunda cabeza de la articulación (25) de realización complementaria a la primera cabeza de la articulación (15);

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un cojinete de la articulación (30) con un pivote de la articulación (31) para unir de modo articulado el primer y el segundo cabezal de la articulación (15, 25) en un plano de articulación, formándose con el pivote de la articulación (31) un eje de giro común (Z) para el conjunto articulado (1); y

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un dispositivo disipador de energía (13, 23, 33) que está integrado en la unión articulada formada por los dos brazos de la articulación (10, 20) y el cojinete de la articulación (30), y que para amortiguar las fuerzas de tracción y empuje que se transmiten a través de la unión articulada durante el régimen de marcha normal, presenta un elemento disipador de energía (33) de tipo regenerativo previsto preferentemente en el cojinete de la articulación (30), en particular un elemento de elastómero,

presentando el dispositivo disipador de energía (13, 23, 33) una carrera longitudinal máxima que puede aparecer durante la destrucción de la energía, que define el desplazamiento longitudinal máximo relativo entre sí previsto durante la destrucción de energía de las dos placas base (2, 4),

caracterizado porque

el conjunto articulado (1) presenta además un elemento de tope (40) que está dispuesto esencialmente rígido en el tramo final del lado frontal (12) del primer brazo de la articulación (10), y unas primeras superficies de tope (44) orientadas hacia la placa base (4) de la segunda caja de vagón.

2. Conjunto articulado según la reivindicación 1, en el que el elemento de tope (40) está dispuesto esencialmente fijo en el conjunto articulado (1) con relación al plano de articulación determinado por el cojinete de la articulación (30) y el pivote de la articulación (31).

3. Conjunto articulado según la reivindicación 1 ó 2, en el que el elemento de tope (40) está realizado de tal modo que la distancia (d1) entre las primeras superficies de tope (44) y la placa base (4) de la segunda caja de vagón corresponde como mínimo a la carrera longitudinal máxima producida por el elemento disipador de energía (33) de tipo regenerativo.

4. Conjunto articulado según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento de tope (40) está dispuesto esencialmente rígido en la primera cabeza de la articulación (15).

5. Conjunto articulado según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo disipador de energía (13, 23, 33) presenta además por lo menos un elemento disipador de energía (23) de tipo preferentemente destructivo, en particular un tubo de deformación (23a) o similar, que está integrado en el segundo brazo de la articulación (20) de tal modo que el flujo de fuerza de las fuerzas de tracción y empuje que se producen durante el régimen de marcha normal y que han de ser transmitidos por el conjunto articulado (1) desde la placa base (2) de la primera caja de vagón a través del primer brazo de la articulación (10), del cojinete de la articulación (30), del pivote de la articulación (31), del segundo brazo de la articulación (20) y a través del por lo menos un elemento disipador de energía (23) integrado en el segundo brazo de la articulación (20), a la placa base (4) de la segunda caja de vagón y viceversa, y en el que el elemento de tope (40) está realizado de tal modo que la distancia (d1) entre las primeras superficies de tope (44) y la placa base (4) de la segunda caja de vagón corresponde a la carrera longitudinal máxima que aparece durante la destrucción de energía por el elemento disipador de energía (33) de tipo regenerativo y el por lo menos un elemento disipador de energía (23) integrado en el segundo brazo de la articulación (20).

6. Conjunto articulado según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo disipador de energía (13, 23, 33) presenta además por lo menos un elemento disipador de energía (13) de tipo preferentemente destructivo, en particular un tubo de deformación (13a) o similar, que está integrado en el primer brazo de la articulación (10) de tal modo que el flujo de fuerza de las fuerzas de tracción y empuje que surgen durante el régimen de marcha normal y que han de ser transmitidas por el conjunto articulado (1) desde la placa base (2) de la primera caja de vagón a través del primer brazo de la articulación (10) y el por lo menos un elemento disipador de energía (13) integrado en el primer brazo de la articulación (10), el cojinete de la articulación (30), el pivote de la articulación (31) y el segundo brazo de la articulación (20), a la placa base (4) de la segunda caja de vagón y viceversa, y en el que el elemento de tope (40) presenta además unas segundas superficies de tope (42) orientadas hacia la placa base (2) de la primera caja de vagón, y en el que el elemento de tope (40) está realizado de tal modo que la distancia (d2) entre las segundas superficies de tope (42) y la placa base (2) de la primera caja de vagón corresponde a la carrera longitudinal máxima que aparece durante la destrucción de energía por el por lo menos un elemento disipador de energía (13) integrado en el primer brazo de la articulación (10).

7. Conjunto articulado según una de las reivindicaciones 5 ó 6, en el que el elemento de tope (40) está realizado de tal modo que después de agotar la carrera longitudinal máxima que puede surgir durante la destrucción de energía por parte del dispositivo disipador de energía, la parte esencial del flujo de fuerza de las fuerzas que se han de transmitir entre las cajas de vagón se conduce directamente desde la placa base (2) de la primera caja de vagón a través del elemento de tope (40) a la placa base (4) de la segunda caja de vagón y viceversa, mientras que a través de la unión articulada formada por los brazos de la articulación (10, 20), el cojinete de la articulación (30) y el pivote de la articulación (31), se conduce únicamente un flujo de fuerza máximo predeterminable.

8. Conjunto articulado según una de las reivindicaciones 5 a 7, en el que los elementos disipadores de energía (13, 23), preferentemente de tipo destructivo, están realizados para que únicamente destruyan energía mediante deformación plástica después de una fuerza de respuesta predeterminable, acortándose correspondientemente la longitud total del respectivo brazo de la articulación (10, 20) a causa de la deformación plástica.

9. Conjunto articulado según una de las reivindicaciones 1 a 5, donde en el caso en que en el primer brazo de la articulación (10) no esté integrado ningún elemento disipador de energía, a través del cual se conducen las fuerzas que aparecen durante el régimen de marcha normal y que deban ser transmitidas por el conjunto articulado, el elemento de tope (40) está dispuesto esencialmente de modo rígido en la placa base (2) de la primera caja de vagón.

10. Conjunto articulado según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera cabeza de la articulación (15) presenta una horquilla de articulación y la segunda cabeza de la articulación (25), una anilla de la articulación.