ES2321646T3 - Acoplamiento articulado para una caja de coche de un vehiculo de multiples secciones. - Google Patents

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Abstract

Acoplamiento articulado para una caja de coche de un vehículo de múltiples secciones, en particular de un vehículo ferroviario, con un bloque de soporte (10) fijado en lo esencial de forma rígida en un lado frontal de la caja de coche (W) y una disposición de articulación (30), que presenta un apoyo esférico (31) y un perno de giro (32) que discurre en lo esencial de forma vertical, para unir de forma articulada una barra de acoplamiento (20) con el bloque de soporte (10), estando unida la sección terminal (21) de la barra de acoplamiento (20) en el lado de la caja de coche con el bloque de soporte (10) de tal manera por medio de la disposición de articulación (30) que en condiciones de circulación normal se facilita por lo menos en parte un movimiento horizontal y vertical de la barra de acoplamiento (20) relativo al bloque de soporte (30), estando integrado en la disposición de articulación (30) un dispositivo de absorción de energía (33) con una carrera de desplazamiento longitudinal (H) máxima especificada, de modo que se facilita hasta una fuerza de choque máxima transmitida de la barra de acoplamiento (20) al bloque de soporte (10) un desplazamiento longitudinal de la barra de acoplamiento (20) relativo al bloque de soporte (10) en dirección de la fuerza de choque transmitida, pasando todo el flujo de fuerza, originado durante la transmisión de fuerzas de choque, de la barra de acoplamiento (20) al bloque de soporte (10), a través de la disposición de articulación (30) y el dispositivo de absorción de energía (33) integrado en la misma antes de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal (H) máxima, caracterizado porque tanto el bloque de soporte (10) como también la barra de acoplamiento (20) presentan un respectivo tope (15, 25) con por lo menos una superficie de tope (15'', 15"; 25'', 25") dispuesta encima y por lo menos una dispuesta debajo del plano de acoplamiento horizontal (K), formando los dos topes (15, 25) uno con otro una unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima (H) del dispositivo de absorción de energía (33), por lo que una parte especificable del flujo de fuerza originado durante la transmisión de fuerzas de choque pasa de la barra de acoplamiento (20) al bloque de soporte (10) a través de la disposición de articulación (30) y la parte excedente del flujo de fuerza pasa a través de los topes (15, 25).

Description

Acoplamiento articulado para una caja de coche de un vehículo de múltiples secciones.
La presente invención se refiere a un acoplamiento articulado para una caja de coche de un vehículo de múltiples secciones, en particular de un vehículo ferroviario, con un bloque de soporte fijado en lo esencial de forma rígida en un lado frontal de la caja de coche y con una disposición de articulación, que presenta un apoyo esférico y un perno de giro que discurre en lo esencial de forma vertical, para unir de forma articulada una barra de acoplamiento con el bloque de soporte, estando unida la sección terminal de la barra de acoplamiento en el lado de la caja de coche con el bloque de soporte de tal manera por medio de la disposición de articulación que en condiciones de circulación normal se facilita por lo menos en parte un movimiento horizontal y vertical de la barra de acoplamiento relativo al bloque de soporte, estando integrado en la disposición de articulación un dispositivo de absorción de energía con una carrera de desplazamiento longitudinal máxima especificada, de modo que hasta una fuerza de choque máxima transmitida de la barra de acoplamiento al bloque de soporte se facilita un desplazamiento longitudinal de la barra de acoplamiento relativo al bloque de soporte en dirección de la fuerza de choque transmitida, pasando antes de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima todo el flujo de fuerza originado durante la transmisión de fuerzas de choque de la barra de acoplamiento al bloque de soporte a través de la disposición de articulación y el dispositivo de absorción de energía integrado en la misma.
Un acoplamiento articulado con las características definidas en el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce por el documento DE-A-10 153 460.
Un acoplamiento articulado de este tipo se conoce básicamente por ejemplo de la técnica de vehículos ferroviarios para acoplamientos automáticos y acoplamientos cortos de vehículos ferroviarios. Este sirve por un lado para establecer una unión en arrastre de fuerza entre la barra de acoplamiento de la disposición de acoplamiento y la caja de coche. Para que la barra de acoplamiento pueda realizar también movimientos de giro, que aparecen por ejemplo durante la circulación de un vehículo de múltiples secciones por una curva, la unión articulada de la barra de acoplamiento en el bloque de soporte rígidamente unido con el lado frontal de la caja de coche está realizada de tal manera que se facilite un giro horizontal y vertical así como un giro axial de la barra de acoplamiento.
El acoplamiento articulado, en el cual está integrado un dispositivo de absorción de energía, asume por otro lado también una función de seguridad de tracción y/o de seguridad contra choques, ya que el dispositivo de absorción de energía puede absorber las fuerzas de tracción y de choque transmitidas hasta una magnitud definida, por lo que las fuerzas se transmiten de forma amortiguada a través del bloque de soporte al bastidor de vehículo. El dispositivo de absorción de energía está previsto regularmente para la absorción de fuerzas de tracción y de choque que aparecen durante el modo de circulación y acoplamiento normal por ejemplo entre las cajas de coche individuales de una composición de vehículo de múltiples secciones. Regularmente, el apoyo esférico está realizado en forma de un llamado apoyo esférico elástico que absorbe las fuerzas longitudinales, transversales y verticales que aparecen entre las cajas de coche colindantes durante la circulación del vehículo de múltiples secciones.
Expresado de forma general, el dispositivo de absorción de energía integrado en el acoplamiento articulado sirve preferentemente para la absorción elástica de fuerzas de tracción y de choque hasta una magnitud definida, absorbiéndose la energía de choque mediante la deformación elástica del dispositivo de absorción de energía para evitar una sobrecarga del bastidor.
De la técnica de vehículos ferroviarios es conocido además usar una absorción de energía en varias etapas para la seguridad de tracción y/o la seguridad contra choques de la caja de coche. Adicionalmente al dispositivo de absorción de energía primario, realizado preferentemente de forma reversible, que puede estar integrado en el acoplamiento articulado o también por ejemplo como resorte de acoplamiento en la barra de acoplamiento del acoplamiento de tope central y está dimensionado para absorber las fuerzas de choque que aparecen en los modos de circulación, de maniobra y de acoplamiento, en el concepto de absorción de energía de la caja de coche está previsto usualmente un dispositivo de absorción de energía secundario que sirve para absorber la energía de choque originada por impactos más fuertes. Este dispositivo secundario de absorción de energía puede estar dispuesto por ejemplo en forma de dos topes laterales en el borde exterior del lado frontal de la respectiva caja de coche. Los dispositivos de absorción de energía primario y secundario están configurados preferentemente de tal forma que la absorción de la energía de impacto resultante de accidentes de maniobra se lleve a cabo en dos etapas funcionales que pasan una a otra, estando la primera etapa integrada en el acoplamiento articulado y la segunda etapa intercalada delante de la estructura portante de la caja de coche.
En la figura 1 se muestra un acoplamiento articulado del tipo inicialmente mencionado y conocido del estado de la técnica. Este acoplamiento articulado está provisto de una disposición de articulación 300 en forma de una articulación de resorte de elastómero y de un perno de giro 320 que discurre verticalmente. Asimismo, el acoplamiento articulado mostrado en la figura 1 presenta un bloque de soporte 100 que puede fijarse en un lado frontal de una caja de coche (no representada de forma explícita), sirviendo la disposición de articulación 300 para la unión articulada de una barra de acoplamiento 200 con el bloque de soporte 100. La sección terminal 210 de la barra de acoplamiento 200 en el lado de la caja de coche está unida de tal manera con el bloque de soporte 100 a través de la disposición de articulación 300 que en condiciones de circulación normales se facilita por lo menos en parte un movimiento horizontal y vertical de la barra de acoplamiento 200 relativo al bloque de soporte 300.
En la figura 2 se muestra el acoplamiento articulado según la figura 1 en una vista lateral en corte. En esta figura se puede apreciar que la articulación de resorte empleada en el acoplamiento articulado representado presenta un dispositivo de absorción de energía 330 dispuesto en el extremo 210 de la barra de acoplamiento 200 dirigido a la caja de coche que comprende tres resortes anulares de caucho. El dispositivo de absorción de energía 330 (resortes de caucho) está dispuesto en una carcasa 340 unida de forma articulada a través del pivote giratorio 320 con el bloque de soporte 100 de la respectiva caja de coche. Los resortes de caucho del dispositivo de absorción de energía 330 se deslizan en dirección del eje longitudinal sobre la barra de acoplamiento 200 y se sujetan en la misma con ayuda de las respectivas ranuras anulares 280.
En detalle está previsto que el elemento elástico de elastómero del dispositivo de absorción de energía 330 absorba hasta cierta magnitud definida las fuerzas de tracción y de choque transmitidas de la barra de acoplamiento 200 al bloque de soporte 100, por lo que se absorben las fuerzas de tracción y de choque que aparecen durante la circulación normal entre las cajas de coche individuales.
Además de las cargas que aparecen en servicio, en el dimensionamiento de circulación dinámico de una unión articulada de una barra de acoplamiento debe tenerse en cuenta también el comportamiento en el caso de producirse un impacto. En lo anteriormente expuesto debe observarse que el dispositivo de absorción de energía previsto usualmente en la unión articulada (de forma integrada) es un elemento de absorción de energía configurado de forma regenerativa, en particular un elemento de elastómero, que sirve principalmente para amortiguar las fuerzas de tracción y de choque transmitidas en el modo de circulación normal a través de la unión articulada de la barra de acoplamiento. Es conocido que este elemento configurado de forma regenerativa absorbe fuerzas hasta una determinada magnitud y transmite las fuerzas excedentes de forma no amortiguada a través del bloque de soporte al bastidor de vehículo o a la caja de coche. De esta manera se absorben en este seguro regenerativo contra choques las fuerzas de tracción y de choque que aparecen durante la circulación normal entre las cajas de coche individuales, pero al superar la carga de servicio, por ejemplo durante un impacto del vehículo en un obstáculo o durante un frenado repentino del vehículo, este elemento de absorción de energía integrado usualmente en el apoyo ya no es suficiente para absorber toda la energía liberada. En el caso de producirse un impacto es por lo tanto necesario incorporar en el concepto de absorción de energía del vehículo completo otros seguros contra choque, en particular en forma de elementos de absorción de energía configurados de forma destructible, para que la energía de choque liberada pueda absorberse directamente en la unión articulada o en el bastidor de vehículo. De otra manera, la caja de vehículo estaría expuesta a cargas extremas que eventualmente puedan dañar o incluso destruir la misma. En vehículos ferroviarios se da en este caso el peligro de un descarrilamiento de la caja de coche.
Para que en el acoplamiento articulado, representado por ejemplo en la figura 2, la energía de choque sobrante liberada en el caso de producirse un impacto, es decir la parte de la energía de choque que debido al dimensionamiento del dispositivo de absorción de energía integrado en la unión articulada no se puede absorber en la misma, no se transmita directamente al bastidor de vehículo exponiendo el mismo a cargas extremas es concebible intercalar a continuación del dispositivo de absorción de energía 330, integrado en la articulación según la figura 2, otro elemento de absorción de energía secundario configurado preferentemente de forma destructible. El elemento secundario de absorción de energía debería activarse cuando se supera la fuerza de choque crítica del dispositivo de absorción de energía prevista para la disposición de articulación 300 para poder absorber por lo menos parcialmente la energía excedente.
Elementos de absorción de energía configurados de forma destructible pueden ser por ejemplo tubos deformables en los cuales la energía de choque se transforma de manera destructiva en trabajo de deformación y calor mediante una deformación definida (deformación plástica) de por lo menos una sección del tubo deformable.
La incorporación de un elemento secundario de absorción de energía en el concepto de absorción de energía del vehículo, es decir, un seguro contra choques, intercalado a continuación del dispositivo primario de absorción de energía integrado en la unión articulada de la barra de acoplamiento tiene como requisito que en el caso de producirse un impacto, es decir después de haberse agotado la absorción de energía en el dispositivo primario de absorción de energía y al activarse el elemento secundario de absorción de energía, las fuerzas de choque transmitidas por la barra de acoplamiento se transfieran de forma lo más completa posible al elemento de absorción de energía para facilitar al activarse el elemento de absorción de energía que los componentes se acuñen con una absorción de energía lo más alta posible y de esta manera con un desarrollo previsible de la incidencia. Esto sirve para favorecer la estabilidad del tren en el caso de producirse un impacto por alcance del vehículo. Para aumentar la seguridad de vehículos contra impactos, en particular es preciso que los elementos de absorción de energía previstos puedan absorber en la medida lo más alta posible la energía total liberada.
Debido a que las carreras de desplazamiento longitudinal disponibles de los elementos de absorción de energía usados están normalmente limitadas por el tipo de construcción, es preciso proporcionar la energía a absorber con una fuerza de reacción apropiadamente alta a los elementos de absorción de energía usados como seguro contra choques. No obstante, esta fuerza de reacción puede provocar un movimiento de cabeceo de las cajas de coche individuales cuando la posición del centro de gravedad es desfavorable, lo que en caso extremo puede originar incluso una elevación de los bogies delanteros o traseros de la caja de coche y pone por lo tanto en peligro la seguridad contra descarrilamiento.
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La magnitud del desplazamiento longitudinal originado por una deformación plástica o por una deformación regenerativa de un elemento de absorción de energía se denomina a continuación también "carrera de desplazamiento longitudinal del elemento de absorción de energía".
La presente invención se basa por lo tanto en el problema de que un acoplamiento articulado para la unión articulada de una barra de acoplamiento con un bloque de soporte montado de forma rígida en el lado frontal de la caja de coche debe permitir en el modo de circulación normal un movimiento relativo entre la barra de acoplamiento y el bloque de soporte en dirección horizontal, vertical y giratoria. Por otro lado, el acoplamiento articulado debe estar dimensionado también de tal manera que, en el caso de producirse un impacto, se evite por lo menos la desviación vertical de la barra de acoplamiento hacia fuera del plano de acoplamiento horizontal para proporcionar la energía a absorber a los elementos de absorción de energía con una fuerza de reacción lo suficientemente alta y para evitar un cabeceo de las cajas de coche individuales y, de esta manera, un descarrilamiento de las mismas.
Basándose en este problema, el objetivo de la invención consiste en perfeccionar una unión articulada para un acoplamiento de tope central del tipo inicialmente mencionado con respecto a su seguridad contra descarrilamiento en el caso de producirse un impacto. En particular debe especificarse una solución con la que el acoplamiento de tope central pueda unirse de forma articulada con un bloque de soporte, aplicándose después de exceder la carga de servicio de la unión articulada en la barra de acoplamiento un par de retroceso para reposicionar en particular la desviación vertical de la barra de acoplamiento hacia fuera del plano horizontal de acoplamiento.
Este objetivo se consigue con un acoplamiento articulado del tipo inicialmente mencionado por el hecho de que tanto el bloque de soporte como también la barra de acoplamiento presentan un respectivo tope con por lo menos una superficie de tope dispuesta encima del plano de acoplamiento horizontal y por lo menos una debajo del plano de acoplamiento horizontal, formando los dos topes uno con otro una unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima predeterminada del dispositivo de absorción de energía integrado en la disposición de articulación, por lo que una parte especificable del flujo de fuerza originado durante la transmisión de fuerzas de choque pasa de la barra de acoplamiento a través de la unión articulada al bloque de soporte y la parte excedente del flujo de fuerza pasa de la barra de acoplamiento a través de los topes al bloque de soporte.
Son obvias las ventajas que se pueden conseguir con la solución conforme a la invención: en particular mediante la previsión de los respectivos topes por un lado en el bloque de soporte y por otro lado en la barra de acoplamiento, que establecen entre sí una unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima del dispositivo de absorción de energía integrado en la disposición de articulación, puede conseguirse un efecto de estabilización en particular en dirección vertical por lo que aumenta la seguridad de la caja de coche contra descarrilamiento. Debido a que las superficies de tope asignadas a los respectivos topes están dispuestas encima y debajo del plano de acoplamiento horizontal, una vez agotada la carrera de desplazamiento longitudinal máxima del dispositivo de absorción de energía se ejerce un par de retroceso en la barra de acoplamiento que actúa contra una desviación vertical eventualmente prevista de la barra de acoplamiento hacia fuera del plano de acoplamiento horizontal.
Los topes previstos por un lado en el bloque de soporte y por otro lado en la barra de acoplamiento sirven por lo tanto como dispositivo de retroceso vertical que depende en particular de la fuerza de empuje longitudinal transmitida a través de la barra de acoplamiento al bloque de soporte.
Debido a que por un lado el dispositivo de absorción de energía integrado en la disposición de articulación presenta una carrera de desplazamiento longitudinal máxima predeterminada y facilita por lo tanto un desplazamiento longitudinal de la barra de acoplamiento relativo al bloque de soporte en dirección de la fuerza transmitida a través de la barra de acoplamiento hasta una fuerza de choque máxima definida, transmitida a través de la barra de acoplamiento y que, además, después de rebasar esta fuerza de choque especificable existe una unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma entre los respectivos topes del bloque de soporte y de la barra de acoplamiento, con la formación de esta unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma entre los respectivos topes se genera un par de retroceso en dirección vertical que actúa contra una desviación vertical eventualmente prevista de la barra de acoplamiento hacia fuera del plano de acoplamiento horizontal e intenta reducir un ángulo de desviación vertical eventualmente existente entre la barra de acoplamiento y el plano de acoplamiento horizontal.
Debido a que por otro lado un par de retroceso de este tipo se genera únicamente cuando existe una unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma entre los respectivos topes previstos en el bloque de soporte y en la barra de acoplamiento, en condiciones de circulación normales, es decir cuando la carrera de desplazamiento longitudinal máxima prevista del dispositivo de absorción de energía aún no está agotada, en el acoplamiento articulado no se genera un par de retroceso. Por lo tanto, los grados de libertad de la unión articulada de la barra de acoplamiento en el bloque de soporte no se ven afectadas en condiciones de circulación normales.
Además de la generación de un par de retroceso en dirección vertical que depende de la fuerza de empuje longitudinal que actúa en el acoplamiento articulado, el acoplamiento articulado conforme a la invención tiene asimismo la función de bloquear la desviación vertical de la barra de acoplamiento relativa al plano de acoplamiento horizontal. En detalle, tanto los topes previstos en el bloque de soporte como los previstos en la barra de acoplamiento con sus superficies de tope dispuestas encima y debajo del plano de acoplamiento horizontal, que después de agotar la carrera de desplazamiento longitudinal máxima del dispositivo de absorción de energía están acopladas entre sí en arrastre de fuerza y en arrastre de forma, están disponibles en el caso de producirse un impacto para un bloqueo de la desviación vertical de la barra de acoplamiento relativa al plano de acoplamiento horizontal. Una desviación vertical de la barra de acoplamiento hacia fuera del plano de acoplamiento horizontal ya no es posible debido al hecho de que, una vez agotada la carrera de desplazamiento longitudinal máxima del dispositivo de absorción de energía, a través de los topes se establece una unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma, por lo que sólo una parte especificable del flujo de fuerza originado durante la transmisión de fuerzas de choque pasa de la barra de acoplamiento a través de la unión articulada al bloque de soporte y la parte excedente del flujo de fuerza pasa de la barra de acoplamiento a través de los topes al bloque de soporte.
Esto significa en otras palabras que según la solución conforme a la invención sólo en el caso de producirse un impacto, es decir cuando está agotada la carrera de desplazamiento longitudinal máximo predeterminado del dispositivo de absorción de energía integrado en el acoplamiento articulado, se ejerce por un lado un par de retroceso vertical en la barra de acoplamiento y por otro lado se efectúa un bloqueo intencionado de la desviación vertical de la barra de acoplamiento hacia fuera del plano de acoplamiento horizontal.
Finalmente, con la solución según la invención puede conseguirse la ventaja adicional de que, después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima del dispositivo de absorción de energía, tiene lugar por lo menos parcialmente una desviación del flujo de fuerza a través de los topes o las superficies de tope correspondientes, respectivamente, por lo que la disposición de articulación de la unión articulada del acoplamiento, y en particular el apoyo esférico previsto en la disposición de articulación así como el dispositivo de absorción de energía integrado en la disposición de articulación, está protegida contra energías de choque excesivamente altas.
En las reivindicaciones dependientes se indican variantes ventajosas de la disposición de acoplamiento conforme a la invención.
En una realización particularmente preferida está previsto tanto respecto a los topes dispuestos en el bloque de soporte como respecto a los topes dispuestos en la barra de acoplamiento que las superficies de tope previstas encima y debajo del plano de acoplamiento horizontal del tope asignado al bloque de soporte se encuentren en un plano de tope en común que discurre verticalmente, y que las superficies de tope, previstas encima y debajo del plano de acoplamiento horizontal, del tope asignado a la barra de acoplamiento se encuentren en un plano de tope en común que discurre perpendicularmente a la dirección longitudinal de la barra de acoplamiento, por lo que los dos topes se encuentran conjuntamente en el plano de tope, que discurre verticalmente, del tope asignado al bloque de soporte después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima del dispositivo de absorción de energía integrado en la disposición de articulación o en la unión articulada del acoplamiento. Mediante la disposición de las respectivas superficies de tope en un respectivo plano de tope en común, que discurre verticalmente, se consigue que la función de retroceso del acoplamiento articulado, es decir la generación de un par de retroceso vertical cuando se supera la carga de servicio del dispositivo de absorción de energía integrado en la disposición de articulación, sea independiente del ángulo de desviación (vertical) de la barra de acoplamiento respecto al plano de acoplamiento horizontal.
Debido a que el bloque de soporte está dispuesto en lo esencial de forma rígida en el lado frontal de la caja de coche y la barra de acoplamiento está unida de forma articulada con el bloque de soporte a través de la disposición de articulación, se sobrentiende que después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima del dispositivo de absorción de energía, es decir después de exceder la carga de servicio de la disposición de articulación, la unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma entre los respectivos topes tanto del bloque de soporte como también de la barra de acoplamiento se encuentran conjuntamente en el plano de tope vertical, que discurre verticalmente, del tope asignado al bloque de soporte.
Bajo el concepto "fijado en lo esencial de forma rígida" usado en este contexto debe entenderse una fijación del bloque de soporte exenta de holgura en el lado frontal de la caja de coche.
Con respecto a la disposición del plano de tope, que discurre verticalmente, de las superficies de tope previstas encima y debajo del plano de acoplamiento horizontal del tope asignado al bloque de soporte está previsto preferentemente que este plano de tope en común se encuentre en un plano que discurre en paralelo al eje longitudinal central del perno de giro y tiene desde el lado frontal de la caja de coche por lo menos la misma distancia que el eje longitudinal central del perno de giro desde el lado frontal de la caja de coche. Esto significa en otras palabras que en esta variante preferida el plano de tope en común, que discurre verticalmente, de las superficies de tope previstas encima y debajo del plano de acoplamiento horizontal del tope asignado al bloque de soporte debería encontrarse por lo menos en el plano por el cual discurre el eje horizontal de giro del perno de giro. Esto es ventajoso en particular en la realización técnica de los topes tanto en el bloque de soporte como en la barra de acoplamiento. Naturalmente son posibles también otras soluciones.
Como plano de acoplamiento horizontal debe entenderse en la presente especificación el plano horizontal en el cual se encuentra la barra de acoplamiento cuando no está desplazada verticalmente. La barra de acoplamiento se encuentra en particular en el plano de acoplamiento horizontal cuando la dirección longitudinal de la barra de acoplamiento, es decir la dirección en la que se extiende la barra de acoplamiento, es perpendicular al eje central longitudinal vertical del perno de giro previsto en el acoplamiento articulado.
En una realización particularmente preferida del tope previsto en la barra de acoplamiento está previsto que este tope esté configurado como reborde que discurre por lo menos parcialmente alrededor de la barra de acoplamiento, sirviendo la superficie lateral del reborde asignada a la caja de coche como superficie de tope del tope asignado a la barra de acoplamiento. Este reborde puede estar realizado como borde anular continuo, pero naturalmente es concebible que sólo encima y debajo del plano de acoplamiento horizontal o de la dirección longitudinal de la barra de acoplamiento, respectivamente, estén realizadas superficies de tope correspondientes.
En general es concebible (pero no forzosamente necesario) que el tope asignado al bloque de soporte y/o el tope asignado a la barra de acoplamiento con las superficies de tope dispuestas encima y debajo del plano de acoplamiento horizontal estén configurados como una sola pieza con el bloque de soporte o con la barra de acoplamiento, respectivamente. No obstante, los respectivos topes con las superficies de tope dispuestas encima y debajo del plano de acoplamiento horizontal deberían estar realizados básicamente respecto al material usado y al dimensionamiento seleccionado de tal manera que la presión superficial, que aparece al establecerse la unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma entre las respectivas superficies de tope, no conlleve una deformación (excesiva) de los topes o de las superficies de tope, respectivamente, con la que ya no puede garantizarse la capacidad de funcionamiento anteriormente explicada del acoplamiento articulado y con la que en particular ya no puede garantizarse que la parte previamente especificable del flujo de fuerza, que se origina durante la transmisión de fuerzas de choque de la barra de acoplamiento al bloque de soporte, pase de la barra de acoplamiento al bloque de soporte a través de la disposición de articulación y la parte excedente del flujo de fuerza pase por los topes.
En una realización técnica del acoplamiento articulado conforme a la invención está previsto preferentemente que la barra de acoplamiento presente un cabezal de acoplamiento en su sección terminal opuesta a la sección terminal en el lado de la caja de coche, estando preferentemente previsto con respecto al posicionamiento del tope asignado a la barra de acoplamiento que este se encuentre en un plano de tope que discurre perpendicularmente a la dirección longitudinal de la barra de acoplamiento entre la sección terminal en el lado de la caja de coche y la sección terminal en el lado del cabezal de acoplamiento de la barra de acoplamiento. En particular se prefiere que los respectivos topes, con los cuales se establece una unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima del dispositivo de absorción de energía, se encuentren entre la sección terminal de la barra de acoplamiento en el lado de la caja de coche, que actúa conjuntamente con la disposición de articulación de la disposición de acoplamiento, y la sección central de la barra de acoplamiento para conseguir de esta manera que después de superar la carga de servicio del dispositivo de absorción de energía integrado en la disposición de articulación o después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima del dispositivo de absorción de energía, respectivamente, sólo una parte especificable del flujo de fuerza originado durante la transmisión de fuerzas de choque pase de la barra de acoplamiento a través de la articulación al bloque de soporte y la parte excedente del flujo de fuerza pase de la barra de acoplamiento a través de los topes al bloque de soporte. Naturalmente son posibles también otras soluciones en particular para el posicionamiento del tope asignado a la barra de acoplamiento.
En una variante preferida de las formas de realización anteriormente mencionadas del acoplamiento articulado conforme a la invención es concebible que la superficie de tope dispuesta encima del plano de acoplamiento horizontal y la superficie de tope dispuesta debajo del plano de acoplamiento horizontal del tope asignado al bloque de soporte presente una respectiva primera forma de sección transversal y que la superficie de tope dispuesta encima del plano de acoplamiento horizontal y la superficie de tope dispuesta debajo del plano de acoplamiento horizontal del tope asignado a la barra de acoplamiento presente una respectiva segunda forma de sección transversal configurada de manera complementaria a la primera forma, por lo que las respectivas superficies de tope pueden acoplarse entre sí de forma separable después de superar la carga de servicio del dispositivo de absorción de energía integrado en la disposición de articulación o después de haberse agotado el recorrido de desplazamiento longitudinal máximo del dispositivo de absorción de energía, respectivamente.
Se trata de una solución con la que se puede realizar de forma fácil y eficaz una unión en arrastre de forma mediante el respectivo entrelazado de las superficies de tope correspondientes del tope asignado al bloque de soporte y del tope asignado a la barra de acoplamiento, transmitiéndose las fuerzas originadas por la carga de servicio mediante esta unión en arrastre de forma en dirección normal, es decir perpendicularmente a las dos superficies de tope entrelazadas. En particular mediante la configuración apropiada de la sección transversal de las superficies de tope acoplables debe formarse una unión separable, lo que se consigue por ejemplo cuando una superficie de tope está configurada en forma de diente y la superficie de tope correspondiente en forma de casquillo.
Respecto a las superficies de tope correspondientes son concebibles naturalmente también otras formas de la sección transversal. Tampoco es forzosamente necesario que tanto las superficies de tope de los topes correspondientes dispuestas encima del plano de acoplamiento horizontal como las superficies de tope dispuestas debajo del mismo presenten una configuración particular de la forma de su sección transversal.
Con respecto a la generación de un par de retroceso, que sea por un lado en la medida de lo posible independiente del ángulo de desviación vertical y que sea por otro lado lo más grande posible cuando se rebasa o después de haberse rebasado la carga de servicio del dispositivo de absorción de energía integrado en la disposición de articulación, está previsto de forma particularmente preferida que la superficie de tope dispuesta encima del plano de acoplamiento horizontal y la superficie de tope dispuesta debajo del plano de acoplamiento horizontal del tope asignado al bloque de soporte presenten una respectiva distancia idéntica desde el plano de acoplamiento horizontal, siendo esta distancia preferentemente superior a la mitad del diámetro de la sección terminal de la barra de acoplamiento en el lado de la caja de coche.
Mediante el desplazamiento o la distancia entre las superficies de tope y el plano de acoplamiento horizontal se proporciona un brazo de palanca con el respectivo punto de giro cuando existe una desviación vertical de la barra de acoplamiento hacia fuera del plano de acoplamiento horizontal después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima del dispositivo de absorción de energía, por lo que se refuerza según la ley de palanca el par de retroceso generado en el acoplamiento articulado que contrarresta la desviación vertical de la barra de acoplamiento.
Expresado de forma general, esto significa que el par de retroceso en dirección vertical es tanto mayor cuanto mayor es la distancia entre las superficies de tope correspondientes y el plano horizontal longitudinal central. Respecto al dimensionamiento del acoplamiento articulado, en la práctica debe considerarse cada caso individual, y en particular respecto a la magnitud o al valor absoluto del par de retroceso a generar en el acoplamiento articulado debería seleccionarse de manera apropiada la distancia entre las superficies de tope del tope asignado al bloque de soporte, dispuestas encima y debajo del plano de acoplamiento horizontal, y el plano horizontal de acoplamiento.
Se sobrentiende que las medidas anteriormente mencionadas relativas a la distancia desde el plano de acoplamiento horizontal son válidas de manera análoga también para las superficies de tope, dispuestas encima y debajo del plano de acoplamiento horizontal, del tope asignado a la barra de acoplamiento.
Finalmente, con respecto al dispositivo de absorción de energía integrado en la disposición de articulación está previsto preferentemente que este presente en la realización práctica por lo menos un cuerpo de elastómero, en particular un cuerpo anular de elastómero, por el cual pasa por lo menos parcialmente la sección terminal de la barra de acoplamiento en el lado de la caja de coche. El por lo menos un cuerpo de elastómero está dispuesto preferentemente en una carcasa unida de forma articulada con el bloque de soporte de la caja de coche por medio del pivote de giro. En caso de que el dispositivo de absorción de energía presente cuerpos anulares de elastómero sería posible deslizar los cuerpos anulares en dirección longitudinal sobre la sección terminal de la barra de acoplamiento en el lado de la caja de coche y fijarlos en la misma por ejemplo mediante las ranuras anulares correspondientes. No obstante, la invención no está limitada a tales cuerpos anulares de elastómero.
Expresado de forma general, el dispositivo de absorción de energía integrado en la disposición de articulación debería estar configurado de forma regenerativa, para lo que se ofrece por ejemplo un apoyo esférico elástico, es decir, un dispositivo de absorción de energía integrado en el apoyo esférico y configurado de forma regenerativa.
Para conseguir que en el modo de circulación normal no se genere un par de retroceso vertical en el acoplamiento articulado que actúa en la barra de acoplamiento y que en el modo de circulación normal en particular tampoco se produzca un bloqueo de la desviación vertical de la barra de acoplamiento, en una realización preferida del dispositivo de absorción de energía integrado en la disposición de articulación se prevé que esté dimensionado de tal manera que la carrera de desplazamiento longitudinal en el modo de circulación normal sea inferior a la carrera de desplazamiento longitudinal máxima prevista del dispositivo de absorción de energía. En particular debería ser posible especificar de antemano la carrera de desplazamiento longitudinal máxima prevista y de esta manera las fuerzas de choque máximas que se pueden absorber mediante el dispositivo de absorción de energía para poder adaptar de manera óptima el acoplamiento articulado a la respectiva aplicación.
Finalmente, respecto al concepto global de absorción de energía se prefiere que esté previsto un elemento adicional (secundario) de absorción de energía, intercalado a continuación del dispositivo de absorción de energía integrado en la disposición de articulación, que se active después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima y esté configurado preferentemente de forma destructible.
Es posible optimizar la capacidad de absorción de energía de impacto, en el caso de producirse un impacto, mediante la acción conjunta del elemento adicional de absorción de energía, intercalado a continuación del dispositivo de absorción de energía integrado en la disposición de articulación, con la solución conforme a la invención según la cual se ejerce en la barra de acoplamiento un par de retroceso en función de la fuerza de choque transmitida por la barra de acoplamiento para poder contrarrestar una desviación vertical eventualmente existente de la barra de acoplamiento hacia fuera del plano de acoplamiento horizontal, y según la cual se bloquea intencionadamente la desviación vertical después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima del dispositivo de absorción de energía integrado en la disposición de articulación. En particular puede reducirse un comportamiento de cabeceo mediante la generación de un par de apoyo.
A continuación se describe una forma de realización preferida de la invención con referencia a los dibujos adjuntos.
En las figuras se muestran:
Fig. 1: Vista en perspectiva de un acoplamiento articulado conocido del estado de la técnica para un acoplamiento de tope central.
Fig. 2: Vista lateral en corte de la unión articulada según la figura 1.
Fig. 3: Vista lateral en corte de un acoplamiento articulado según una forma de realización preferida de la presente invención antes de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima del dispositivo de absorción de energía integrado en el acoplamiento articulado.
Fig. 4: Vista lateral en corte del acoplamiento articulado según la figura 3 después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima del dispositivo de absorción de energía integrado en el acoplamiento articulado.
Fig. 5: Vista lateral en corte del acoplamiento articulado según la figura 3 en un estado verticalmente desplazado antes de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima del dispositivo de absorción de energía integrado en el acoplamiento articulado.
Fig. 6: Vista lateral en corte del acoplamiento articulado según la figura 5 en un estado inmediatamente después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima del dispositivo de absorción de energía integrado en el acoplamiento articulado.
Fig. 7: Vista lateral en corte del acoplamiento articulado según la figura 6 en un estado después de la generación del par de retroceso.
En la figura 1 se muestra una vista en perspectiva de un acoplamiento articulado conocido del estado de la técnica en el cual la sección terminal 210 en el lado de la caja de coche de una barra de acoplamiento 200 está conectada con la unión articulada y unida de forma articulada y orientable en dirección horizontal y vertical por medio del bloque de soporte 100 de la unión articulada con la caja de coche (no representada) de un vehículo ferroviario.
En la figura 2 se muestra la unión articulada según la figura 1 en una vista lateral en corte. Tal como se muestra, en la unión articulada está integrado un elemento de resorte de elastómero como dispositivo de absorción de energía 330. Este elemento de resorte está dimensionado de tal manera que las fuerzas de tracción y de empuje se absorban hasta una magnitud fija definida y que las fuerzas excedentes se transmitan al bastidor de vehículo a través del bloque de soporte 100. La unión articulada representada comprende la parte trasera de una disposición de acoplamiento y sirve para unir la barra de acoplamiento 200 de forma articulada y horizontal y verticalmente giratoria por medio del bloque de soporte 100 con una placa de atornillado (no representada) de la caja de coche.
En la figura 3 se muestra en vista lateral en corte una forma de realización preferida del acoplamiento articulado 1 conforme a la invención en el modo de circulación normal, es decir, en un estado en el cual la carrera de desplazamiento longitudinal máxima H predeterminada del dispositivo de absorción de energía 33 integrado en acoplamiento articulado 1 aún no está completamente agotada.
Tal como se muestra, el acoplamiento articulado 1 comprende según la forma de realización actualmente preferida un bloque de soporte 10 fijado en lo esencial de forma rígida en un lado frontal de una caja de coche W, así como una disposición de articulación 30 que presenta un apoyo esférico 31 y un perno de giro 32 que discurre verticalmente. La disposición de articulación 30 sirve para unir de forma articulada una barra de acoplamiento 20 con el bloque de soporte 10, estando unida la sección terminal 21 en el lado de la caja de coche de la barra de acoplamiento 20 por medio de la disposición de articulación 30 de tal manera con el bloque de soporte 10 que en condiciones de circulación normales (véase la figura 3) se facilite por lo menos en parte un movimiento horizontal y vertical de la barra de acoplamiento 20 en relación con el bloque de soporte 30.
En detalle se facilita un giro horizontal de la barra de acoplamiento 20, es decir un giro de la barra de acoplamiento 20 en el plano de acoplamiento horizontal K, mediante previsión del perno de giro 32 que discurre verticalmente al plano de acoplamiento horizontal K. A través del perno de giro 32 discurre el eje vertical longitudinal central M que es perpendicular al plano de acoplamiento horizontal K. El punto de intersección entre el eje longitudinal central M y el plano de acoplamiento horizontal K señala el punto de giro P alrededor del cual la barra de acoplamiento 20 es giratoria de forma horizontal o vertical en relación con el bloque de soporte 10 abridado de forma rígida o fijado de otra manera en la caja de coche W.
En la disposición de articulación 30 de la forma de realización representada en la figura 3 está previsto además un dispositivo de absorción de energía 33 en forma de un cuerpo de elastómero previsto en el apoyo esférico 31. Este dispositivo de absorción de energía 33 sirve para amortiguar las fuerzas de choque que aparecen en el modo de circulación normal y se transmiten de la barra de acoplamiento 20 al bloque de soporte 10. El dispositivo de absorción de energía 33 realizado de forma regenerativa, y en particular de forma elástica, presenta la carrera de desplazamiento longitudinal máxima H anteriormente mencionada en la dirección de una fuerza de choque transmitida de la barra de acoplamiento 20 a la disposición de articulación 30 o al acoplamiento articulado 1, estando determinada esta carrera de desplazamiento longitudinal máxima H en lo esencial por los topes 15 y 25 que se describen a continuación y por el comportamiento de reacción del dispositivo de absorción de energía 33.
Mediante la previsión de esta carrera de desplazamiento longitudinal máxima H se facilita hasta una fuerza de choque máxima transmitida de la barra de acoplamiento 20 al bloque de soporte 10 un desplazamiento longitudinal de la barra de acoplamiento 20 relativo al bloque de soporte 10 en la dirección de la fuerza de choque transmitida, tal como se desprende de la figura 4.
En la figura 4 se muestra el acoplamiento articulado 1, descrito anteriormente con referencia a la figura 3, según la forma de realización preferida de la presente invención en un estado en el cual se ha agotado completamente la carrera de desplazamiento longitudinal máxima H proporcionada por el dispositivo de absorción de energía 33 integrado en la disposición de articulación 30. De la comparación entre la figura 3 y la figura 4 se desprende que, después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima H del dispositivo de absorción de energía 33, la barra de acoplamiento 20 se ha desplazado en una distancia en dirección al bloque de soporte 10 que es idéntica con la carrera de desplazamiento longitudinal H.
De la comparación de las dos figuras se desprende además que en el estado reflejado en la figura 3 antes de haberse agotado (completamente) la carrera de desplazamiento longitudinal máxima H del dispositivo de absorción de energía 33, el flujo de fuerza completo originado durante la transmisión de fuerzas de choque de la barra de acoplamiento 20 al bloque de soporte 10 pasa por la disposición de articulación 30 y el dispositivo de absorción de energía 33 integrado en la misma.
A diferencia de lo anteriormente expuesto, en el estado representado en la figura 4, es decir después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima H del dispositivo de absorción de energía 33, sólo una parte especificable del flujo de fuerza originado durante la transmisión de fuerzas de choque se transmite de la barra de acoplamiento 20 a través de la unión articulada 30 al bloque de soporte 10, pasando la parte excedente del flujo de fuerza de la barra de acoplamiento 20 a través de los topes 15 y 25 anteriormente mencionados al bloque de soporte 10.
Los topes 15 y 25 están asignados al bloque de soporte 10 y a la barra de acoplamiento 20 y presentan cada uno por lo menos una superficie de tope 15' 15'' dispuesta encima del plano de acoplamiento horizontal K y por lo menos una superficie de tope 25', 25'' dispuesta debajo del plano horizontal de acoplamiento K. Los topes 15 y 25 sirven para establecer una unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma, tal como puede apreciarse en la figura 4, después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima H del dispositivo de absorción de energía 33.
Debido a la desviación por lo menos parcial de las fuerzas de choque transmitidas de la barra de acoplamiento 20 al bloque de soporte 10, por un lado es posible proteger la disposición de articulación 30 contra daños. Por otro lado, las superficies de tope 15' y 15'' del tope 15 asignado al bloque de soporte 10 previstas encima y debajo del plano horizontal de acoplamiento K y las superficies de tope 25' y 25'' del tope 25 asignado a la barra de acoplamiento 20 previstas encima y debajo del plano horizontal de acoplamiento K sirven para un bloqueo intencionado de una desviación vertical de la barra de acoplamiento 20 en relación con el plano de acoplamiento horizontal K.
En lo anteriormente expuesto se prefiere que las superficies de tope 15' y 15'' del tope 15 asignado al bloque de soporte 10, previstas encima y debajo del plano horizontal de acoplamiento K, se encuentren en un plano de tope A1 en común que discurre verticalmente, encontrándose por otro lado las superficies de tope 25' y 25'', previstas encima y debajo del plano horizontal de acoplamiento K, del tope 25 asignado a la barra de acoplamiento 20 en un plano de tope A2 que discurre perpendicularmente a la dirección longitudinal L de la barra de acoplamiento. Después de haberse establecido una unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma entre los dos topes 15 y 25, es decir después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima H del dispositivo de absorción de energía 33, las superficies de tope 15', 15'' y 25', 25'' de los dos topes 15 y 25 se encuentran en el plano de tope A1 en común, que discurre verticalmente, del tope 15 asignado al bloque de soporte 10, tal como puede apreciarse en la figura 4.
La función de bloqueo y la función de reposición de los topes 15 y 25 se describen más detalladamente con referencia a las figuras 5 a 7.
En la figura 5 se muestra el acoplamiento articulado 1 según la figura 3 en un estado en el cual la barra de acoplamiento 20 está inclinada verticalmente en 5º (hacia arriba) en relación con el plano de acoplamiento horizontal antes de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima H del dispositivo de absorción de energía 33. La capacidad de giro de la barra de acoplamiento 20 en dirección vertical permite realizar la desviación vertical necesaria de la barra de acoplamiento 20 también al circular por hondonadas o elevaciones. En la figura 5 se muestra una desviación vertical de 5º sólo a título de ejemplo, naturalmente son concebibles también otros ángulos.
Tal como se muestra en la figura 5, en el modo de circulación normal aún no se ha formado una unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma entre el tope 15 asignado al bloque de soporte 10 y el tope 25 asignado a la barra de acoplamiento 20. Más bien existe un estado antes de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima H del dispositivo de absorción de energía 33 en el cual el flujo de fuerza completo, originado durante la transmisión de fuerzas de choque de la barra de acoplamiento 20 al bloque de soporte 10, pasa por la disposición de articulación 30 y el dispositivo de absorción de energía 33 integrado en la misma.
En la figura 6 se muestra un estado del acoplamiento articulado 1 según la figura 5 con la barra de acoplamiento 20 verticalmente desplazada en el cual está completamente agotada, por ejemplo debido a un choque, la carrera de desplazamiento longitudinal máxima H del dispositivo de absorción de energía 33 integrado en la disposición de articulación 30 o en el acoplamiento articulado 1. El acoplamiento articulado 1 según la figura 5 se muestra en particular en la figura 6 en un estado inmediatamente después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima H prevista del dispositivo de absorción de energía 33 integrado en el acoplamiento articulado 1.
Tal como se ha descrito anteriormente con referencia a la figura 4, en este estado se establece una unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma entre el tope 15 asignado al bloque de soporte 10 y el tope 25 asignado a la barra de acoplamiento 20. En la situación reflejada en la figura 6 existe en detalle una unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma entre las respectivas superficies de tope 15' y 25' previstas encima del plano de acoplamiento horizontal K.
Debido a que la unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma en la situación reflejada en la figura 6 se establece a través de las superficies de tope 15' y 25', que están distanciadas del plano de acoplamiento horizontal K o de la dirección longitudinal L de la barra de acoplamiento, se origina un par de retroceso en dirección vertical a través de un brazo de palanca al punto de giro P que intenta reducir el ángulo existente entre la barra de acoplamiento 20 y el plano de acoplamiento horizontal K.
Esto significa en otras palabras que, debido a la fuerza de choque transmitida de la barra de acoplamiento 20 al bloque de soporte 10, la superficie de tope superior 25' del tope 25 asignado a la barra de acoplamiento 20 forma una unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma con la superficie de tope superior 15' del tope 15 asignado al bloque de soporte 10. Ya que el lugar en el cual se establece la unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma tiene una distancia S del plano de acoplamiento horizontal K en el cual se encuentra el punto de giro P, mediante el contacto entre la superficie de tope superior 25' del tope 25 asignado a la barra de acoplamiento 20 con la superficie de tope superior 15' del tope 15 asignado al bloque de soporte 10 se forma un sistema mecánico de transmisión de fuerza en el cual la fuerza de choque transmitida de la barra de acoplamiento 20 al bloque de soporte 10 y el punto de giro P no se encuentran en una línea. Mediante la distancia S, que actúa como palanca, se genera un par de giro en el acoplamiento articulado 1 que actúa en contra de la desviación vertical de la barra de acoplamiento 20, debido a que el punto de giro o de apoyo de la palanca coincide con el punto de giro P.
Este par de retroceso tiene como consecuencia que la barra de acoplamiento 20 se mueve nuevamente de la posición vertical desviada al plano de acoplamiento horizontal K y se encuentra finalmente en un estado que se muestra en la figura 7.
Naturalmente, un sistema de transmisión de fuerza de este tipo se forma también cuando, en vez de las respectivas superficies de tope superiores 15' y 25', las respectivas superficies de tope inferiores 15'' y 25'' de los dos topes 15 y 25 establecen una unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma inmediatamente después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima H del dispositivo de absorción de energía 33 integrado en el acoplamiento articulado 1.
Del funcionamiento anteriormente expuesto se desprende que en el estado representado en la figura 7, cuando tanto las superficies de tope superiores como las superficies inferiores 15', 25' y 15'', 25'' de los dos topes 15 y 25 constituyen una respectiva unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma, existe un estado de equilibrio en el cual la suma de los pares de giro generados en el acoplamiento articulado 1 es cero, por lo que se bloquea intencionadamente una posterior desviación de la barra de acoplamiento 20 hacia fuera del plano de acoplamiento horizontal K.
Los respectivos topes 15 y 25 previstos en el bloque de soporte 10 y en la barra de acoplamiento 20 cumplen además de la función de bloqueo una función de retroceso, activándose ambas funciones sólo después de haberse agotado completamente la carrera de desplazamiento longitudinal máxima H prevista del dispositivo de absorción de energía 33 integrado en la disposición de articulación.
Se puede apreciar que el par de retroceso vertical generado en el acoplamiento articulado 1 es tanto mayor cuanto mayor es la distancia S entre el lugar en el cual se establece la unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma entre dos superficie de tope correspondientes 15', 25' ó 15'' y 25'' y el plano de acoplamiento horizontal K en el cual se encuentra el punto de giro o de apoyo P de la palanca formada en el sistema mecánico de transmisión de fuerza.
En la forma de realización preferida representada del acoplamiento articulado 1 conforme a la invención, la superficie de tope 15' dispuesta encima del plano de acoplamiento horizontal K y la superficie de tope 15'' dispuesta debajo del plano de acoplamiento horizontal K del tope 15 asignado al bloque de soporte 10 tienen la misma distancia del plano horizontal de acoplamiento K, siendo esta distancia S superior a la mitad del diámetro de la sección terminal 21 de la barra de acoplamiento 20 en el lado de la caja de coche. Naturalmente son posibles también otros valores de la distancia S.
De manera ventajosa, el dispositivo de absorción de energía 33 está dimensionado de tal manera que la carrera de desplazamiento longitudinal resultante de la absorción de fuerzas de choque que aparecen en el modo de circulación normal sea inferior a la carrera de desplazamiento longitudinal máxima H prevista. Por otro lado, mediante el dimensionamiento de las superficies de tope, y en particular mediante la determinación de la distancia entre los planos de tope A1 y A2 cuando la barra de acoplamiento 20 se encuentra en el plano de acoplamiento horizontal K, es posible especificar de antemano la carrera de desplazamiento longitudinal máxima H y de esta manera también las fuerzas de choque máximas que se pueden absorber en el dispositivo de absorción de energía.
En la forma de realización del acoplamiento articulado según la invención, representada en las figuras 3 a 7, en la barra de acoplamiento 20 está integrado además un elemento de absorción de energía 40 (tubo deformable) configurado de forma destructible que respecto a su comportamiento de activación está intercalado a continuación del dispositivo de absorción de energía 33 integrado en la unión articulada 30, es decir, se activa después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima H del dispositivo de absorción de energía 33 y absorbe por lo menos parcialmente la energía excedente.
De las figuras se desprende además que el tope 25 asignado a la barra de acoplamiento 20 está configurado como reborde que discurre por lo menos parcialmente alrededor de la barra de acoplamiento 20. No obstante, la invención no está limitada a esta realización técnica del tope 25.
Los dos topes 15 y 25 están configurados de tal manera que las superficies de tope correspondientes estén ajustadas una respecto a otra, habiéndose seleccionado el material de estas superficies de tal modo que durante una presión superficial no se produzca una deformación del material.
La invención no está limitada a la forma de realización particularmente preferida y representada en las figuras 3 a 7, sino que puede realizarse en forma de multiplicidad de variantes distintas. En particular es concebible también usar la idea, en la que se basa la solución según la invención, para generar un par de retroceso horizontal. Para esto sólo es preciso que tanto el bloque de soporte 10 como la barra de acoplamiento 20 presenten de forma adicional o alternativa a los topes 15 y 25 otro respectivo tope con por lo menos una superficie de tope dispuesta a la izquierda y por lo menos una superficie de tope dispuesta a la derecha del plano de acoplamiento horizontal K, estableciendo los dos topes adicionales una unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima H del dispositivo de absorción de energía 33, encontrándose en el plano de acoplamiento K las superficies de tope dispuestas a la izquierda y a la derecha del plano de acoplamiento K.
Lista de símbolos de referencia
1
Acoplamiento articulado
10
Bloque de soporte
15
Tope del bloque de soporte
15', 15''
Superficies de tope superior e inferior
20
Barra de acoplamiento
21
Sección terminal de la barra de acoplamiento en el lado de la caja de coche
22
Sección terminal de la barra de acoplamiento en el lado del cabezal de acoplamiento
25
Tope de la barra de acoplamiento
25', 25''
Superficies de tope superior e inferior
30
Disposición de articulación
31
Apoyo esférico
32
Perno de giro
33
Dispositivo (primario) de absorción de energía
40
Elemento (secundario) de absorción de energía
100
Bloque de soporte (estado de la técnica)
200
Barra de acoplamiento (estado de la técnica
210
Sección terminal de la barra de acoplamiento en el lado de la caja de coche (estado de la técnica)
280
Ranura anular
300
Disposición de articulación (estado de la técnica)
320
Perno de giro (estado de la técnica)
330
Dispositivo (primario) de absorción de energía (estado de la técnica
340
Carcasa
A1, A2
Plano de tope
H
Carrera máxima de desplazamiento longitudinal del dispositivo de absorción de energía
K
Plano de acoplamiento horizontal
L
Dirección longitudinal de la barra de acoplamiento
M
Eje longitudinal central del perno de giro
P
Punto de giro
S
Distancia entre la superficie de tope y el plano de acoplamiento horizontal
W
Caja de coche

Claims (11)

1. Acoplamiento articulado para una caja de coche de un vehículo de múltiples secciones, en particular de un vehículo ferroviario, con un bloque de soporte (10) fijado en lo esencial de forma rígida en un lado frontal de la caja de coche (W) y una disposición de articulación (30), que presenta un apoyo esférico (31) y un perno de giro (32) que discurre en lo esencial de forma vertical, para unir de forma articulada una barra de acoplamiento (20) con el bloque de soporte (10), estando unida la sección terminal (21) de la barra de acoplamiento (20) en el lado de la caja de coche con el bloque de soporte (10) de tal manera por medio de la disposición de articulación (30) que en condiciones de circulación normal se facilita por lo menos en parte un movimiento horizontal y vertical de la barra de acoplamiento (20) relativo al bloque de soporte (30), estando integrado en la disposición de articulación (30) un dispositivo de absorción de energía (33) con una carrera de desplazamiento longitudinal (H) máxima especificada, de modo que se facilita hasta una fuerza de choque máxima transmitida de la barra de acoplamiento (20) al bloque de soporte (10) un desplazamiento longitudinal de la barra de acoplamiento (20) relativo al bloque de soporte (10) en dirección de la fuerza de choque transmitida, pasando todo el flujo de fuerza, originado durante la transmisión de fuerzas de choque, de la barra de acoplamiento (20) al bloque de soporte (10), a través de la disposición de articulación (30) y el dispositivo de absorción de energía (33) integrado en la misma antes de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal (H) máxima, caracterizado porque
tanto el bloque de soporte (10) como también la barra de acoplamiento (20) presentan un respectivo tope (15, 25) con por lo menos una superficie de tope (15', 15''; 25', 25'') dispuesta encima y por lo menos una dispuesta debajo del plano de acoplamiento horizontal (K), formando los dos topes (15, 25) uno con otro una unión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima (H) del dispositivo de absorción de energía (33), por lo que una parte especificable del flujo de fuerza originado durante la transmisión de fuerzas de choque pasa de la barra de acoplamiento (20) al bloque de soporte (10) a través de la disposición de articulación (30) y la parte excedente del flujo de fuerza pasa a través de los topes (15, 25).
2. Acoplamiento articulado de acuerdo con la reivindicación 1, encontrándose las superficies de tope (15', 15'') previstas encima y debajo del plano de acoplamiento horizontal (K) del tope (15) asignado al bloque de soporte (10) en un plano de tope (A1) en común que discurre verticalmente, y encontrándose las superficies de tope (25', 25''), previstas encima y debajo del plano de acoplamiento horizontal (K), del tope (25) asignado a la barra de acoplamiento (20) en un plano de tope (A2) en común que discurre perpendicularmente a la dirección longitudinal (L) de la barra de acoplamiento, encontrándose los dos topes (15, 25) después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima (H) del dispositivo de absorción de energía (33) conjuntamente en el plano de tope (A1), que discurre verticalmente, del tope (15) asignado al bloque de soporte (10).
3. Acoplamiento articulado de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, encontrándose el plano de tope (A1), que discurre verticalmente y en el cual se encuentran conjuntamente las superficies de tope (15', 15'') previstas encima y debajo del plano de acoplamiento horizontal (K) del tope (15) asignado al bloque de soporte (10), en un plano que discurre en paralelo al eje longitudinal central (M) del perno de giro (32) y tiene desde el lado frontal de la caja de coche (W) por lo menos la misma distancia que el eje longitudinal central (M) del perno de giro (32) desde el lado frontal de la caja de coche (W).
4. Acoplamiento articulado de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, estando configurado el tope (25) asignado a la barra de acoplamiento (20) como reborde que discurre por lo menos parcialmente alrededor de la barra de acoplamiento (20).
5. Acoplamiento articulado de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, presentando la barra de acoplamiento (20) un cabezal de acoplamiento en su sección terminal (22) opuesta a la sección terminal (21) en el lado de la caja de coche, y encontrándose las superficies de tope (25', 25''), previstas encima y debajo del plano de acoplamiento horizontal (K), del tope (25) asignado a la barra de acoplamiento (20) conjuntamente en un plano de tope (A2) que discurre perpendicularmente a la dirección longitudinal (L) de la barra de acoplamiento entre la sección terminal (21) en el lado de la caja de coche y la sección terminal (22) en el lado del cabezal de acoplamiento de la barra de acoplamiento (20).
6. Acoplamiento articulado de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, presentando la superficie de tope (15') dispuesta encima del plano de acoplamiento horizontal (K) y la superficie de tope (15'') dispuesta debajo del plano de acoplamiento horizontal (K) del tope (15) asignado al bloque de soporte (10) una respectiva primera forma de sección transversal, y presentando la superficie de tope (25') dispuesta encima del plano de acoplamiento horizontal (K) y la superficie de tope (25'') dispuesta debajo del plano de acoplamiento horizontal (K) del tope (25) asignado a la barra de acoplamiento (20) una respectiva segunda forma de sección transversal configurada de manera complementaria a la primera forma, por lo que las respectivas superficies de tope (15', 15'', 25', 25'') pueden acoplarse entre sí de forma separable después de haberse agotado el recorrido de desplazamiento longitudinal máximo (H) del dispositivo de absorción de energía (33).
7. Acoplamiento articulado de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, presentando la superficie de tope (15') dispuesta encima del plano de acoplamiento horizontal (K) y la superficie de tope (15'') dispuesta debajo del plano de acoplamiento horizontal (K) del tope (15) asignado al bloque de soporte (10) una respectiva distancia idéntica desde el plano de acoplamiento horizontal (K), siendo esta distancia (S) preferentemente superior a la mitad del diámetro de la sección terminal (21) de la barra de acoplamiento (20) en el lado de la caja de coche.
8. Acoplamiento articulado de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, presentando el dispositivo de absorción de energía (33) por lo menos un cuerpo de elastómero, en particular un cuerpo anular de elastómero, por el cual pasa por lo menos parcialmente la sección terminal (21) de la barra de acoplamiento (20) en el lado de la caja de coche.
9. Acoplamiento articulado de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, estando dimensionado el dispositivo de absorción de energía (33) de tal manera que la carrera de desplazamiento longitudinal en el modo de circulación normal es inferior a la carrera de desplazamiento longitudinal máxima (H) predeterminada del dispositivo de absorción de energía (33).
10. Acoplamiento articulado de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, siendo posible fijar previamente la carrera de desplazamiento longitudinal máxima (H) predeterminada y de esta manera la fuerza de choque máxima que puede absorber el dispositivo de absorción de energía (33).
11. Acoplamiento articulado de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores que presenta además por lo menos un elemento adicional de absorción de energía (40), intercalado a continuación del dispositivo de absorción de energía (33) integrado en la disposición de articulación (30), que se activa después de haberse agotado la carrera de desplazamiento longitudinal máxima (H) prevista para el dispositivo de absorción de energía (33) y está configurado preferentemente de forma destructible.
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