PT1610995E - Trem de rodagem para um veículo ferroviário equipado com uma suspenção transversal melhorada - Google Patents
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Description
1
DESCRIÇÃO
TREM DE RODAGEM PARA UM VEÍCULO FERROVIÁRIO EQUIPADO COM UMA SUSPENSÃO TRANSVERSAL MELHORADA A invenção diz respeito a um trem de rodagem para um veiculo ferroviário com pelo menos um eixo, uma estrutura do trem de rodagem apoiada no eixo através de uma suspensão primária, uma suspensão secundária para apoio de uma carroçaria na estrutura do trem de rodagem, um dispositivo de inclinação para uma inclinação controlada da carroçaria em torno de um eixo longitudinal do veiculo ferroviário e uma suspensão transversal.
As molas pneumáticas dos veículos ferroviários de suspensão pneumática correspondem, geralmente, a molas transversais e amortecedores transversais. No tipo de construção clássico de veículos ferroviários de suspensão pneumática com duas molas pneumáticas e um braço rotativo central, as molas e os amortecedores transversais são normalmente dispostos numa posição longitudinal excêntrica ou central profunda. Ambas as posições provocam sobretudo um comportamento dinâmico desfavorável. A disposição numa posição longitudinal excêntrica provoca vibrações de torção parasitas e uma redução da eficiência dos elementos de suspensão. A posição central profunda aumenta as oscilações os movimentos de balanço, reduzindo assim o amortecimento dos movimentos transversais e de balanço.
No documento US 6,247,413 BI é descrito um trem de rodagem de plataforma rotativa para um veículo ferroviário com um mecanismo de dois eixos. 0 trem de rodagem é fixado, por meio de uma suspensão primária, a uma estrutura na qual, através da interposição de uma 2 suspensão secundária, é disposto um suporte pendular transversal ao sentido de andamento. 0 suporte pendular pode rodar em torno de um eixo que se estende no sentido longitudinal do veiculo e que está unido a uma travessa transversal configurada como moldura que suporta a carroçaria e que possui longarinas transversais ao sentido de andamento, dispostas à frente e/ou atrás do suporte pendular. Estas longarinas são apoiadas no apoio pendular no sentido de andamento e dispostas de forma móvel neste apoio, transversalmente ao sentido de andamento. Além disso, a travessa possui uma secção central que une ambas as longarinas por debaixo do suporte pendular e que está unida à estrutura do trem de rodagem através de uma guia em forma de lemniscata para absorção das forças longitudinais, união esta que permite a torção da travessa em torno de um eixo praticamente vertical e a deflexão da mesma transversalmente ao sentido de andamento. 0 documento US 3,877,389 descreve um veiculo de transporte de passageiros de dois andares com trens de rodagem de dois eixos que apresentam, respectivamente, uma estrutura do trem de rodagem apoiada no eixo através de uma suspensão primária e uma suspensão secundária para apoio da carroçaria na estrutura do trem de rodagem. Além disso, cada um dos trens de rodagem dispõe de uma suspensão transversal disposta sobre a suspensão secundária e sob o piso do tecto da carroçaria superior, num espaço intermédio da mesma. A presente invenção tem a finalidade de disponibilizar um trem de rodagem do tipo inicialmente referido que não apresente as desvantagens dos veículos ferroviários de suspensão pneumática convencionais acima mencionados. Trata-se de um trem de rodagem enquadrado 3 nesta categoria que, graças à sua construção compacta, proporciona a máxima funcionalidade com um excelente conforto de suspensão.
Esta finalidade é concretizada através de um trem de rodagem do tipo inicialmente referido, de acordo com a invenção e com as caracteristicas da reivindicação 1.
No trem de rodagem de acordo com a invenção, é instalada uma suspensão transversal ou um amortecedor transversal por cima da suspensão secundária e por baixo do piso da carroçaria. Além disso, por cima da suspensão secundária é disposto um suporte intermédio no qual está apoiado um actuador para regulação da inclinação da carroçaria em relação à estrutura do trem de rodagem. 0 suporte intermédio possui um entalhe através do qual se projecta um suporte para apoio da suspensão transversal ou do amortecedor transversal.
Como tal, a suspensão transversal é preferencialmente colocada a meio do trem de rodagem. Este posicionamento elevado e central da suspensão transversal e/ou do amortecedor transversal permite um melhor controlo e uma menor influência recíproca dos movimentos transversais, de balanço e de rolamento. Graças ao posicionamento central (a meio) da suspensão transversal e/ou do amortecedor transversal, dá-se um acoplamento das oscilações transversais e rotativas do trem de rodagem, o que aumenta a eficiência dos elementos de suspensão e permite um melhor desempenho dos sistemas de regulação activos. 0 trem de rodagem de acordo com a invenção proporciona uma funcionalidade e um desempenho máximos com uma construção extremamente compacta. Este distingue-se por uma construção relativamente simples, o que se traduz em baixos custos de produção. 4
Nas reivindicações dependentes são apresentadas outras configurações vantajosas do trem de rodagem de acordo com a invenção.
Seguidamente, a invenção será explicada de forma mais pormenorizada com base em desenhos que ilustram várias formas de execução. São ilustrados:
Fig. 1 Uma vista esquemática de uma primeira forma de execução de um trem de rodagem de acordo com a invenção; e
Fig. 2 Uma vista esquemática de uma segunda forma de execução de um trem de rodagem de acordo com a invenção. 0 trem de rodagem representado na Fig. 1 é composto por vários eixos, dos quais, para facilitar a compreensão, é ilustrada apenas uma secção do eixo 1 com uma roda ferroviária 2 de um eixo. Cada eixo é equipado com travões (não ilustrados), por exemplo travões de disco, e inserido em guias para eixos (não ilustradas).
Além disso, o trem de rodagem é composto por uma estrutura do trem de rodagem 3, apoiada no eixo através de uma suspensão primária 4 em forma de molas helicoidais. Na estrutura do trem de rodagem 3, a carroçaria 5 de um veiculo ferroviário, por exemplo a carroçaria de um comboio de longo curso para transporte de passageiros, é apoiada através de uma suspensão secundária 6. Da carroçaria 5, a figura ilustra apenas o respectivo piso. A suspensão secundária é composta por pelo menos duas unidades de suspensão, configuradas como molas pneumáticas 6. Cada mola pneumática 6 dispõe de um 5 fole 7, um volume adicional 8 e uma mola adicional 9 que actua no sentido vertical. Se possível, os componentes 7 a 9 das molas pneumáticas 6 são preferencialmente dispostos próximos uns dos outros. Deste modo, é possível evitar a instalação de cabos de união longos que, possivelmente, provocariam efeitos de estrangulamento indesejados e/ou um endurecimento dinâmico com frequências elevadas. Conforme ilustrado na Fig. 1, os componentes 7 a 9 das molas pneumáticas 6 são dispostos imediatamente junto uns dos outros.
Por cima das molas pneumáticas 6 é disposto um suporte intermédio 10 sob a forma de travessa, sobre o qual se encontra montado um dispositivo de inclinação de tipo já conhecido, através do qual a carroçaria 5 pode ser inclinada em torno do seu eixo longitudinal, especialmente em trajectos com curvas. O dispositivo de inclinação montado na travessa intermédia 10 inclui preferencialmente quatro rolos 11 que assentam em suportes especiais na travessa 10. Destes quatro rolos 11, a figura ilustra apenas dois. Nos rolos 11 assenta uma travessa da carroçaria 12, em cuja parte inferior se encontram as vias de rolamento 13 associadas aos rolos 11. As vias de rolamento 13 podem ter configuração côncava e/ou convexa. No exemplo de forma de execução ilustrado, trata-se basicamente de vias de rolamento planas 13, inclinadas em diferentes sentidos, de modo a que os respectivos prolongamentos se cruzem num ponto como as pernas de um V. A travessa da carroçaria 12 é unida à carroçaria 5 através de elementos de união especiais 14. Os rolos 11, assim como as vias de rolamento 13, são dispostos de forma sensivelmente simétrica em relação ao eixo longitudinal central e/ou a zona longitudinal central vertical. 6
Na travessa intermédia 10 e na travessa da carroçaria 12 estão articuladas as extremidades de um elemento actuador 15, que se pode tratar, por exemplo, de um actuador de inclinação electromecânico, hidráulico ou electro-hidráulico, especialmente um cilindro hidráulico de efeito duplo.
Por cima da travessa intermédia 10 está montado um amortecedor transversal 16. Uma das extremidades do amortecedor transversal 16 está apoiada na travessa intermédia 10 e a outra na estrutura do trem de rodagem 3 através de um suporte 17. O amortecedor transversal 16 pode ser especialmente um amortecedor transversal semiactivo. O suporte 17 associado ao amortecedor transversal 16 é instalado sensivelmente a meio entre ambas as molas pneumáticas 6 e estende-se desde a estrutura do trem de rodagem 3 até um nível acima das molas pneumáticas 6. Para este efeito, a estrutura do trem de rodagem 3 pode, por exemplo, apresentar uma abertura e/ou entalhe em forma de caixa 18 através do qual se projecta o suporte. A estrutura do trem de rodagem 3 possui dois amortecedores transversais. O suporte 17 que apoia o amortecedor transversal 16 está unido a ambos os suportes transversais da estrutura do trem de rodagem 3 e/ou, preferencialmente, é formado pela união longitudinal de ambos os amortecedores transversais da estrutura 3. Neste suporte 17 está, além disso, montada uma mola transversal progressiva 19, destinada à limitação da via lateral relativa entre a estrutura do trem de rodagem 3 e a travessa intermédia 10 ("Holdoff device"), estando igualmente apoiada na travessa intermédia 10. A mola transversal de efeito progressivo 19 é montada imediatamente por baixo da travessa intermédia 10. 7
No sentido longitudinal, atrás e à frente de cada mola pneumática 6, é disposta uma mola transversal 20 entre a estrutura do trem de rodagem 3 e a travessa intermédia 10, sendo ilustrada na figura apenas uma destas molas transversais. As molas transversais 20, apoiadas através de suportes na estrutura do trem de rodagem 3 e na travessa intermédia 10, são preferencialmente instaladas em nichos da estrutura.
Deve salientar-se que o amortecedor transversal 16 está montado entre dois dos quatro rolos 11 do dispositivo de inclinação. Entre os outros dois rolos é montado o elemento actuador 15 do dispositivo de inclinação.
Na parte exterior de cada mola pneumática 6 é disposto um amortecedor vertical 21 entre a estrutura do trem de rodagem 3 e a travessa intermédia 10. Conforme os requisitos, poderão ser previstos um ou dois estabilizadores de oscilações 22. A barra de torção do estabilizador de oscilações assenta na estrutura do trem de rodagem 3, enquanto o braço do estabilizador (elemento de guia) 23 está articulado na parte exterior das molas pneumáticas 6 no suporte intermediário 10. O exemplo de forma de execução esquematicamente ilustrado na Fig. 2 distingue-se do exemplo de forma de execução apresentado na Fig. 1 sobretudo pelo facto de, em vez das molas transversais de efeito passivo e do amortecedor transversal de efeito passivo, estar montada uma suspensão transversal por cima da travessa intermédia 10 e, como tal, por cima das molas pneumáticas 6 (suspensão secundária). Neste caso, a suspensão transversal activa é composta por duas molas transversais activas 24, 25, as quais estão fixadas à extremidade superior do suporte 17 que se projecta pela abertura 18 da travessa intermédia 10 e à travessa intermédia 10 propriamente dita. Também é possível a instalação simples de uma mola transversal activa no suporte 17 em vez de duas molas transversais activas 24, 25. Por sua vez, o suporte 17 é instalado na zona longitudinal central da carroçaria 5 e fixado pela outra extremidade à estrutura do trem de rodagem 3. Neste caso, a carroçaria 5 está igualmente equipada com um dispositivo de inclinação. Deve salientar-se que na carroçaria 5 está montada uma travessa da carroçaria 12, em cuja parte inferior existem vias de rolamento 13 côncavas através das quais a carroçaria 5 assenta nos rolos 11 existentes na travessa intermédia 10.
Deste modo, a invenção disponibiliza um trem de rodagem modular que pode ser opcionalmente equipado com molas transversais activas, um amortecedor transversal semiactivo e um dispositivo de inclinação, sem qualquer necessidade de alteração profunda da interface entre o trem de rodagem e a carroçaria ou de intervenção na estrutura da carroçaria.
Lista de referências numéricas 1. Secção do eixo 2. Roda ferroviária 3. Estrutura do trem de rodagem 4. Suspensão primária (mola helicoidal) 5. Carroçaria 6. Mola pneumática (suspensão secundária) 7. Fole da mola pneumática 8. Volume adicional da mola pneumática 9. Mola adicional da mola pneumática 10. Suporte intermédio (travessa intermédia) 9 11. Rolo 12. Travessa da carroçaria 13. Via de rolamento 14. Elemento de união 15. Elemento actuador 16. Amortecedor transversal 17. Suporte 18. Abertura (entalhe) 19. Mola transversal progressiva 20. Mola transversal 21. Amortecedor vertical 22. Estabilizador de oscilações 23. Braço estabilizador 24. Mola transversal activa 25. Mola transversal activa
DOCUMENTOS REFERIDOS NA DESCRIÇÃO A lista de documentos referidos pelo autor do presente pedido de patente foi elaborada apenas para informação do leitor, não sendo parte integrante do documento de patente europeia. Não obstante o cuidado na sua elaboração, o IEP não assume qualquer responsabilidade por eventuais erros ou omissões.
Documentos de patente referidos na descrição • US 6247413 BI [0003] • US 3877389 A [0004]
Lisboa, 29.08.2007
Claims (21)
1 REIVINDICAÇÕES 1. Trem de rodagem para um veículo ferroviário com pelo menos um eixo, uma estrutura do trem de rodagem (3) apoiada no eixo através de uma suspensão primária (4), uma suspensão secundária para apoio de uma carroçaria (5) na estrutura do trem de rodagem, um dispositivo de inclinação para uma inclinação controlada da carroçaria (5) em torno de um eixo longitudinal do veículo ferroviário e uma suspensão transversal (24, 25), no qual a suspensão transversal (24, 25) ou um amortecedor transversal (16) são montados sobre a suspensão secundária (6) e sob o piso da carroçaria (5) , sendo que por cima da suspensão secundária (6) existe um suporte intermédio (10) no qual um elemento actuador (15) para regulação da inclinação da carroçaria (5) está apoiado contra a estrutura do trem de rodagem (3) , caracterizado pelo facto de o apoio intermédio (10) possuir um entalhe (18) através do qual se projecta um suporte (17) que apoia a suspensão transversal (24, 25) ou o amortecedor transversal (16) .
2. Trem de rodagem de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a suspensão secundária (6) ser composta por pelo menos duas unidades de suspensão, sendo que a suspensão transversal (24, 25) é disposta sensivelmente entre as unidades de suspensão.
3. Trem de rodagem de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo facto de a suspensão transversal (24, 25) ser apoiada através do suporte (17) na estrutura do trem de rodagem (3) , sendo que o suporte (17) se estende da estrutura do trem de rodagem (3) 2 até a um nível superior da suspensão secundária (6).
4. Trem de rodagem de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de o suporte (17) ser montado sensivelmente a meio entre duas unidades de suspensão da suspensão secundária (6).
5. Trem de rodagem de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo facto de a estrutura do trem de rodagem (3) possuir dois suportes transversais, sendo que o suporte (17) que apoia a suspensão transversal está unido a ambos os suportes transversais.
6. Trem de rodagem de acordo com a reivindicação 2 ou 4, caracterizado pelo facto de as unidades de suspensão serem configuradas como molas pneumáticas (6).
7. Trem de rodagem de acordo com as reivindicações 2, 4 ou 6, caracterizado pelo facto de cada unidade de suspensão dispor de um fole (7), um volume adicional (8) e uma mola adicional (9) que actua no sentido vertical.
8. Trem de rodagem de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo facto de o amortecedor transversal (16) ser composto por um amortecedor transversal semiactivo.
9. Trem de rodagem de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo facto de a suspensão transversal ser composta por pelo menos um dispositivo de suspensão transversal activo ou semiactivo (24, 25) .
10.Trem de rodagem de acordo com uma das reivindicações 1 3 9, caracterizado pelo facto de estar montada pelo menos uma mola transversal (20) atrás e à frente da suspensão secundária (6) em relação ao sentido de andamento do veiculo ferroviário.
11. Trem de rodagem de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de cada mola transversal (20) estar montada na zona de nichos da estrutura do trem de rodagem (3).
12. Trem de rodagem de acordo com uma das reivindicações 1 11, caracterizado pelo facto de existir pelo menos um estabilizador de oscilações (22) na estrutura do trem de rodagem (3).
13. Trem de rodagem de acordo com uma das reivindicações 1 12, caracterizado pelo facto de o dispositivo de inclinação incluir pelo menos dois rolos (11) que assentam em vias de rolamento (13) côncavas ou planas inclinadas em direcção a um ponto de intersecção, sendo que entre os rolos (11) é disposto o elemento actuador (15) para regulação da inclinação da carroçaria (5) em relação à estrutura do trem de rodagem (3).
14. Trem de rodagem de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo facto de os rolos (11) do dispositivo de inclinação estarem apoiados no suporte intermédio (10).
15. Trem de rodagem de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo facto de um estabilizador de oscilações (22) estar unido ao suporte intermédio (10) através de um elemento de guia (23). 4
16. Trem de rodagem de acordo com uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo facto de a suspensão transversal incluir pelo menos uma mola transversal de efeito progressivo, que limita uma deslocação lateral entre a estrutura do trem de rodagem (3) e a carroçaria (5) ou o suporte intermédio (10).
17. Trem de rodagem de acordo com uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo facto de pelo menos um amortecedor vertical (21) estar disposto paralelamente em relação à suspensão secundária.
18. Trem de rodagem de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo facto de o amortecedor vertical (21) ser montado na estrutura do trem de rodagem (3) e no suporte intermédio (10).
19. Trem de rodagem de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo facto de as vias de rolamento (13) serem formadas numa travessa da carroçaria (12).
20. Trem de rodagem de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo facto de uma extremidade do elemento actuador (15) estar apoiada na travessa da carroçaria (12).
21. Trem de rodagem de acordo com a reivindicação 19 ou 20, caracterizado pelo facto de a travessa da carroçaria (12) estar unida à carroçaria (5) através de elementos de união (14). Lisboa, 29.08.2007
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