SISTEMA DE ABSORCIÓN DE ENERGÍA PARA VEHÍCULOS DE VARIAS UNIDADES.

Dispositivo de absorción de energía para vehículos de varias unidades,

en particular, vehículos de carril con una primera placa (10) frontal, una segunda placa (20) frontal y un elemento (30) de absorción de energía que se prolonga en la dirección longitudinal del dispositivo (100) de absorción de energía y que está dispuesto entre la primera y segunda placas (10, 20) frontales materializado en un cuerpo hueco en el que para predeterminar la formación de pliegues del elemento (30) de absorción de energía al activarse el dispositivo (100) de absorción de energía el elemento (30) de absorción de energía presenta un disparador de activación materializado en una zona (33, 33') de pliegue o de abombamiento que se prolonga en la dirección azimutal al menos parcialmente alrededor del contorno del cuerpo hueco caracterizado porque el dispositivo (100) de absorción de energía presenta al menos un elemento (31) de transmisión de la fuerza de tracción que está hecho como un elemento independiente del elemento (30) de absorción de energía hecho como cuerpo hueco y que une la primera placa (10) frontal con la segunda placa (20) frontal estando diseñado el, al menos uno, elemento (31) de transmisión de la fuerza de tracción para transmitir fuerzas de tracción en la dirección (L) longitudinal del dispositivo (100) de absorción de energía discurriendo la línea (W2) de acción de la fuerza de tracción transmitida a través del, al menos uno, elemento (31) de transmisión de la fuerza de tracción completamente en el interior del elemento (31) de transmisión de la fuerza de tracción.

Sistema de absorción de energía para vehículos de varias unidades La presente invención se refiere a un dispositivo de absorción de energía para vehículos de varias unidades, en particular de vehículos de carril, presentando el sistema de absorción de energía una primera placa frontal, una 5 segunda placa frontal y un elemento de absorción de energía, un cuerpo hueco, que se extiende en la dirección longitudinal del dispositivo de absorción de energía dispuesto entre la primera y la segunda placas frontales, y que, para predeterminar la formación de pliegues del elemento de absorción de energía cuando se activa el dispositivo de absorción energía, el elemento de absorción de energía presenta además un disparador de activación materializado en una zona de pliegue o abombamiento que se prolonga en la dirección azimutal al menos parcialmente alrededor del contorno del elemento de absorción de energía hecho como un cuerpo hueco. La invención se refiere además a un procedimiento para fabricar un dispositivo de absorción de energía de este tipo.

Los dispositivos de absorción de energía del tipo mencionado al comienzo se conocen comúnmente, en cuanto al principio, por el estado de la técnica y se emplean, por ejemplo, en la tecnología de vehículos de carril, en particular, como amortiguadores de choques. Por lo general, un amortiguador de choques de este tipo consta de una combinación de un sistema de choque/tracción, (por ejemplo, un aparato elástico) y un dispositivo de absorción de energía, y sirve para proteger al vehículo, en particular, cuando colisiona a gran velocidad. Habitualmente se prevé que el sistema de tracción/choque absorba fuerzas de tracción y choque hasta una determinada magnitud y las fuerzas que la superen se transmitan al bastidor del vehículo.

Así, las fuerzas de tracción y choque que aparecen durante la marcha normal en un vehículo de carril de varias unidades, por ejemplo, entre las cajas de los vagones individuales, las absorbe este amortiguador de choques que, por lo general, es regenerativo.

Al superarse la carga de servicio del sistema de tracción/choque, por lo general hecho regenerativo, por contra, como, por ejemplo, en una colisión del vehículo con un obstáculo o cuando se frena bruscamente el vehículo el sistema de tracción/choque quizá se dañe o destroce y asimismo la conexión de acoplamiento o articulación 25 eventualmente prevista entre las cajas de los vagones individuales o la interfaz entre las cajas de los vagones individuales. En cualquier caso, el sistema de tracción/choque no es suficiente para absorber toda la energía que actúa en conjunto. Así, el sistema de tracción/choque ya no queda incluido en el concepto de absorción de energía del conjunto del vehículo de modo que, de no estar previsto un sistema de absorción de energía adicional, la energía del choque que actúa va directamente al bastidor del vehículo. Entonces éste se ve expuesto a cargas extremas y eventualmente queda dañado o incluso destrozado. En los vehículos de carril, en este caso existe el riesgo de que la caja del vagón descarrile.

Con el objetivo de proteger el bastidor del vehículo contra daños en caso de colisiones fuertes se emplea como dispositivo de absorción de energía adicional habitualmente un elemento de absorción de energía regenerativo o que quede destrozado que, por ejemplo, está diseñado de tal manera que después de que se agote la absorción de trabajo del sistema de tracción/choque se active y que absorba, al menos parcialmente, la energía transmitida, a través del flujo de fuerzas por el elemento de absorción de energía y, por tanto, la disipe. Como elemento de absorción de energía se plantean en particular cuerpos de deformación para los que después de que se supere una fuerza de compresión crítica la energía del choque se transforma en trabajo de deformación y calor gracias a una deformación plástica destructiva pretendida.

Un elemento de absorción de energía en el que para la transformación de la energía del choque se utiliza un tubo de deformación presenta una curva característica que evoluciona prácticamente como un rectángulo garantizándose así una absorción de energía máxima después de la activación del elemento de absorción de energía.

Sin embargo, en la actualidad habitualmente no es posible adaptar un dispositivo de absorción de energía en el que se emplee un elemento de absorción de energía no regenerativo, por ejemplo, materializado en un tubo de 45 deformación, a aplicaciones determinadas, en particular, relativas al comportamiento de activación del dispositivo de absorción de energía, con suficiente precisión. Para esto sería necesario diseñar acordemente el comportamiento de activación y la curva característica de fuerza-trayectoria recorrida del sistema de absorción de energía así como establecer de antemano la evolución del proceso de absorción de energía para hacer posible una absorción de energía predecible y definida.

50 Por el documento WO 00/05119 A1 se conoce un dispositivo de absorción de energía del tipo mencionado al principio en el que entre un primer y un segundo reborde (placa frontal) está dispuesto un cuerpo de unión, cuerpo tipo caja, que se prolonga en la dirección longitudinal del dispositivo de absorción de energía. Este cuerpo tipo caja hace la función de un cuerpo de deformación que pierde su función de transmisión de fuerzas cuando se supera la fuerza de activación característica por un colapso de pliegue axial. El colapso del cuerpo de conexión tipo caja 55 resulta cuando respectivamente los lados adyacentes del cuerpo de unión tipo caja alternativamente se vuelven hacia fuera o se meten hacia dentro.

Además en el dispositivo de absorción de energía conocido está previsto un disparador para predeterminar la formación de pliegues en el cuerpo de unión tipo caja al activarse el dispositivo de absorción de energía. En este disparo de activación, en los lugares en los que al activarse el dispositivo de absorción de energía deben aparecer los primeros pliegues están previstas imperfecciones geométricas materializadas en rebordes hechos en función de la construcción.

Al prever un disparador de activación de este tipo se proporciona por tanto un dispositivo de absorción de energía con el que, en caso de choque, es decir, después de activarse el dispositivo de absorción de energía, la evolución del proceso de absorción de energía discurre de acuerdo con un patrón que se puede establecer de antemano. Sin embargo el dispositivo de absorción de energía antes descrito y conocido por el documento WO 00/05119 A1 presenta el inconveniente de que para fabricar el cuerpo de unión tipo caja que sirve como elemento de absorción de energía las chapas individuales, que cuando están ensambladas forman la pared del cuerpo de conexión, tienen que procesarse de antemano de forma relativamente costosa, es decir, antes de la soldadura de las chapas individuales necesaria para formar el cuerpo de unión tipo caja. En particular, resulta necesario, en cada chapa individual rebordear las piezas extremas antes fijadas siguiendo una línea de flexión precisa a un ángulo determinado para que al activar el dispositivo de absorción de energía el reborde pueda servir de verdad como disparador para predeterminar la formación de pliegues del cuerpo de unión.

En particular, de la solución conocida por el estado de la técnica no se puede excluir que las irregularidades que aparecen eventualmente a la hora de producir el cuerpo de unión tipo caja, por ejemplo, relativas a la línea de flexión por la que se rebordean las piezas extremas o relativas al ángulo al que se tienen que rebordear las piezas extremas, puedan repercutir negativamente en el comportamiento de activación del elemento de absorción de energía.

Otra desventaja en la solución conocida se puede ver en que al prever que el disparador de activación sea un reborde en función de la construcción el dispositivo de absorción de energía no está diseñado o al menos sólo restringidamente para la transmisión de las fuerzas de tracción que aparecen durante la marcha normal. Estas fuerzas de tracción influirían en la zona de pliegues prevista como disparadores de activación, y consecuentemente ya no se podría establecer el comportamiento de activación del dispositivo de absorción de energía de antemano de forma precisa.

Por tanto el objetivo de la presente invención es perfeccionar un dispositivo de absorción de energía con un elemento de absorción de energía no regenerativo del tipo... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de absorción de energía para vehículos de varias unidades, en particular, vehículos de carril con una primera placa (10) frontal, una segunda placa (20) frontal y un elemento (30) de absorción de energía que se prolonga en la dirección longitudinal del dispositivo (100) de absorción de energía y que está dispuesto entre la 5 primera y segunda placas (10, 20) frontales materializado en un cuerpo hueco en el que para predeterminar la formación de pliegues del elemento (30) de absorción de energía al activarse el dispositivo (100) de absorción de energía el elemento (30) de absorción de energía presenta un disparador de activación materializado en una zona (33, 33') de pliegue o de abombamiento que se prolonga en la dirección azimutal al menos parcialmente alrededor del contorno del cuerpo hueco caracterizado porque el dispositivo (100) de absorción de energía presenta al 10 menos un elemento (31) de transmisión de la fuerza de tracción que está hecho como un elemento independiente del elemento (30) de absorción de energía hecho como cuerpo hueco y que une la primera placa (10) frontal con la segunda placa (20) frontal estando diseñado el, al menos uno, elemento (31) de transmisión de la fuerza de tracción para transmitir fuerzas de tracción en la dirección (L) longitudinal del dispositivo (100) de absorción de energía discurriendo la línea (W2) de acción de la fuerza de tracción transmitida a través del, al menos uno, elemento (31) de transmisión de la fuerza de tracción completamente en el interior del elemento (31) de transmisión de la fuerza de tracción.

2. Dispositivo de absorción de energía de acuerdo con la reivindicación 1 presentando el, al menos uno, elemento (31) de transmisión de fuerza de tracción una resistencia a flexión que se puede establecer de antemano.

3. Dispositivo de absorción de energía de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2 que presenta al menos dos elementos (31) de transmisión de la fuerza tracción que se prolongan a lo largo de distintas rectas de reunión coincidiendo la resultante (R) de las rectas de unión con el eje (L) longitudinal del dispositivo (100) de absorción de energía.

4. Dispositivo de absorción de energía de acuerdo con la reivindicación 3 discurriendo la recta de unión según la que se prolonga el, al menos uno, elemento (31) de transmisión de la fuerza de tracción, o discurriendo las rectas de unión según las que se prolongan, los, al menos dos, elementos (31) de transmisión de la fuerza de tracción, oblicuamente al eje (L) longitudinal del dispositivo (100) de absorción de energía.

5. Dispositivo de absorción de energía de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores estando diseñado el elemento (30) de absorción de energía para transmitir fuerzas de compresión en la dirección (L) longitudinal del dispositivo (100) de absorción de energía hasta una fuerza de activación establecida de antemano y característica del elemento (30) de absorción de energía discurriendo la línea (W1) de acción de la fuerza de compresión transmitida a través del elemento (30) de absorción de energía, con excepción de la zona (33, 33') de pliegue o abombamiento completamente en el interior de la pared del elemento (30) de absorción de energía hecho como cuerpo hueco.

6. Dispositivo de absorción de energía de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores presentando el elemento (30) de absorción de energía hecho como cuerpo hueco una configuración que se va estrechando, preferentemente una configuración que se va estrechando de la primera placa (10) frontal en dirección a la segunda placa (20) frontal.

7. Dispositivo de absorción de energía de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores presentando el elemento (30) de absorción de energía hecho como cuerpo hueco una configuración con artistas, en particular, en forma de tronco de pirámide.

8. Dispositivo de absorción de energía de acuerdo con la reivindicación 7 en el que al menos una arista y preferentemente cada arista (34) del elemento (30) de absorción de energía hecho como cuerpo hueco presenta un rebaje (35) que está, al menos parcialmente, en la zona (33) del pliegue o abombamiento.

9. Dispositivo de absorción de energía de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores estando hecha la primera placa (10) frontal como un primer reborde gracias al que el dispositivo (100) de absorción de energía se 45 puede fijar, preferentemente pudiendo soltarlo, al chasis de una caja de vagón de un vehículo de varias unidades, en particular, un vehículo de carril y estando hecha la segunda placa (20) frontal como segundo reborde gracias al que al menos un componente (50) delantero del dispositivo (100) de absorción de energía como, por ejemplo, un elemento de transmisión de fuerza, un tope o un elemento de amortiguación de choques adicional se puede unir, preferentemente pudiéndose soltar, al dispositivo de absorción de energía.

50 10. Procedimiento para fabricar un dispositivo (100) de absorción de energía de los mencionados en una de las reivindicaciones anteriores presentando el procedimiento los siguientes pasos:

a) proporcionar un cuerpo (30) hueco con una configuración con aristas en particular, en forma de tronco de pirámide b) fijar una primera placa (10) frontal a un primer lado frontal del cuerpo (30) hueco y una segunda placa 55 (20) frontal a un segundo lado frontal opuesto del cuerpo (30) hueco c) formar una zona (33, 33') que se prolonga en la dirección azimutal al menos parcialmente alrededor del contorno del cuerpo (30) hueco y d) fijar al menos un elemento (31) de transmisión de fuerzas de tracción tanto a la primera placa (10) frontal como a la segunda placa (20) frontal de tal forma que el, al menos uno, elemento (31) de transmisión de la fuerza de tracción a lo largo de toda la longitud del elemento (31) de transmisión de la fuerza de tracción esté completamente en una recta (W2) de unión que une la primera placa (10) frontal con la segunda placa (20) frontal.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10 presentando el paso c) además el siguiente paso:

- aplicar una tensión de compresión al cuerpo (30) hueco de modo que se ajuste un abombamiento (33') transversalmente a la solicitación, de forma definida, según la dirección azimutal, al menos parcialmente alrededor del contorno del cuerpo (30) hueco

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11 eligiéndose la tensión de compresión aplicada al cuerpo (30) hueco de tal manera que se ajuste el abombamiento (33') con una amplitud que se pueda establecer.

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12 que presenta además el siguiente paso antes del paso c) :

- fijación de al menos un elemento (32', 32'') tensor, en particular, cinta tensora, a la pared del cuerpo (30)

hueco en dos puntos (F) de fijación opuestos en el interior o por fuera del cuerpo (30) hueco de tal manera que el, al menos uno, elemento (32', 32'') tensor se prolongue transversalmente a la dirección (L) longitudinal del cuerpo (30) hueco, presentando el paso c) además el paso siguiente:

- hacer avanzar un manipulador (40) por el interior del cuerpo (30) de unión de tal manera que el, al menos

uno, elemento (32', 32'') tensor se presione preferentemente en el centro y que se acerquen los dos puntos 20 (F) de fijación opuestos del elemento (32', 32'') tensor.

14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13 estando los dos puntos (F) de fijación opuestos en el interior del cuerpo (30) hueco y uniéndose el, al menos uno, elemento (32', 32'') tensor previsto en el interior del cuerpo (30) hueco a la pared interna del cuerpo (30) de unión en los puntos (F) de fijación.

15. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13 estando los dos puntos (F) de fijación opuestos por fuera del

cuerpo (30) hueco y uniéndose el, al menos uno, elemento (32', 32'') tensor previsto en el interior del cuerpo (30) hueco a la pared externa del cuerpo (30) hueco en ambos puntos (F) de fijación de tal manera que el, al menos uno, elemento (32'. 32'') tensor discurra desde los puntos (F) de fijación respectivos a través del orificio adecuado correspondiente en la pared del cuerpo (30) hueco.

16. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 15 presentando el manipulador (40) que se hace avanzar por el interior del cuerpo (30) hueco un mandril que, al hacer avanzar el manipulador (40) , pasa a través del orificio (11, 21) correspondiente en la primera o segunda placas (10, 20) frontales con respecto al cuerpo (30) hueco según la dirección (L) longitudinal del cuerpo (30) hueco y que toca con una zona (M) que está entre los puntos (F) de fijación opuestos del, al menos uno, elemento (32', 32'') tensor.

17. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 16 que presenta después del paso c) además el 35 paso de retirar el, al menos uno, elemento (32', 32'') tensor del interior del cuerpo (30) hueco.

18. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 17 pudiéndose ajustar la amplitud de la zona (33, 33') de pliegue o abombamiento hecha en el paso c) y por tanto la fuerza de activación característica del elemento (30) de absorción de energía.