ABSORBEDOR DE CHOQUES.

Absorbedor (100) de choques que presenta lo siguiente: - una placa (1) base - un elemento (3) de transmisión de fuerzas con un elemento (4) tensionador - un elemento disipador de energía que es un tubo (5) de deformación que está unido a través de una primera zona de borde con la placa (1) base - un elemento (6) de unión para la unión desprendible del elemento (3) de transmisión de fuerzas con una segunda zona de borde del tubo (5) de deformación estando unido de forma desprendible el elemento (6) de unión mediante una unión (15) atornillada con una estructura (2) de soporte unida fijamente con la placa (1) base y que presiona el elemento (4) tensionador de modo que el tubo (5) de deformación se tense sin juego entre el elemento (4) tensionador y la placa (1) base

Absorbedor de choques La presente invención se refiere a un absorbedor de choques en particular para su uso en una etapa de absorción de choques adicional e irreversible junto con un componente para la transmisión de fuerzas. Un absorbedor de choques con las características definidas en el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce por el documento DE-A1530223.

Se conoce emplear los llamados cojines amortiguadores para proteger contra daños en el revestimiento de un barco a la hora de maniobrar en el puerto y cuando éste está atracado a la estructura un muelle portuario. Habitualmente en este caso se coloca el cojín amortiguador que funciona como cuerpo de protección entre el barco y la estructura del muelle de modo que por un lado sirve como amortiguador de choques y por otro lado como separador para que el casco del barco no se raspe. Para barcos más grandes se utilizan por lo general cojines amortiguadores que se anclan independientemente y forman parte del muelle portuario. Estos cojines amortiguadores parte de un muelle portuario pueden estar diseñados elásticamente hasta un cierto grado para que puedan acompañar en cierta medida también los movimientos del barco al atracar y cuando hay oleaje.

Al superarse la capacidad de amortiguamiento elástico del cojín de amortiguamiento que se emplea existe sin embargo el peligro de dañar el revestimiento del barco ya que la energía del choque que por ejemplo aparece cuando el barco colisiona sin frenarse contra el muelle portuario actúa de forma no amortiguada sobre el revestimiento del barco. Para evitar que en este escenario se produzcan daños en el revestimiento del barco se puede pensar en prever un absorbedor de choques diseñado para deformarse irreversiblemente que al superarse la capacidad de amortiguadora del cojín de amortiguamiento que se emplea se active y absorba entonces al menos parte de la energía del choque que se produce o la transforme en trabajo de deformación y calor.

En general el amortiguamiento de las fuerzas de choque y la disipación eficaz de la energía del choque que aparece cuando se produce una colisión, en particular, en un objeto en movimiento supone un problema cuando hay que tener en cuenta debido a la masa del objeto una alta energía cinética que hay que absorber según un proceso predecible de forma definida.

Esto afecta no sólo a los barcos como, por ejemplo, a los petroleros, para los que se prevé un absorbedor de choques como componente de un muelle portuario sino también a los trenes. Por la tecnología del ferrocarril se conocen, por ejemplo, topes fijos que sirven como final de una vía o como una vía muerta de un tramo de ferrocarril y deben evitar que un tren o un vagón siga rodando más allá del final de la vía. Los topes fijos son generalmente de tal tipo que puedan absorber la máxima energía posible del tren en movimiento para que el tren en lo posible no resulte dañado. El tope fijo puede quedar deformado o destrozado.

Como absorbedores de choques se emplean también los parachoques. En este caso se trata de elementos constructivos de los vehículos que en caso de un impacto o una colisión con un obstáculo fijo absorben la energía debiendo impedir así los daños en el vehículo o en la carga. Los parachoques están sobre todo en los trenes (también llamados topes, “butter”, o “pacas de choque”) empleándose mayormente una dos partes constructivas montadas en las caras frontales que tienen como fin absorber las fuerzas de presión horizontales que actúan sobre el tren según la dirección longitudinal desde el exterior. En base a su principio se pueden emplear en los trenes como absorbedores de choques dos tipos de parachoques, a saber, el llamado tope único o tope central en el que el absorbedor de choques se monta en el eje longitudinal del tren de modo que en cada lado frontal del tren se encuentra sólo un tope en el centro del travesaño frontal, o el llamado tope doble o tope lateral en el que hay dos topes en el lado frontal del tren.

Por tanto se conoce del campo de la tecnología del ferrocarril, por ejemplo, en un tren de varios vagones equipar cada caja de vagón con los llamados topes laterales o topes UIC (UIC: Unión Internacional del Ferrocarril) si los vagones no están unidos mediante una plataforma giratoria y por tanto que durante la marcha se pueda variar la distancia entre dos cajas de vagón que estén unidas. Estos topes laterales sirven para absorber o amortiguar los choques que se producen durante la marcha normal, por ejemplo, al frenar o arrancar.

Para un tope lateral que se utilice en un tren se puede emplear una estructura telescópica que presente una carcasa del tope, un miembro para la transmisión de fuerzas que esté alojado dentro de ella así como un elemento de amortiguación, por ejemplo, que sea un muelle o un cuerpo o elastomérico. En una estructura así la carcasa del tope sirve como guía longitudinal y para compensar las fuerzas transversales mientras que el elemento de amortiguamiento que queda alojado en la carcasa del tope sirve para la transmisión de fuerzas en la dirección longitudinal.

La longitud constructiva así como la carrera del tope, es decir, el recorrido del muelle del elemento de amortiguamiento está estandarizada para determinadas categorías de vehículo en las directivas europeas (por ejemplo, los boletines informativos de la UIC 526, 528) . La carrera de un tope UIC estandarizado está, por ejemplo, dentro del intervalo de 100 mm a 110 mm. Al alcanzar el recorrido máximo del tope la capacidad de amortiguamiento del tope lateral queda agotada y a consecuencia de esto las fuerzas del impacto que exceden la carga de servicio característica del tope lateral pasan sin amortiguarse al bastidor del vehículo.

Así se absorben concretamente las fuerzas de choque, que aparecen durante la marcha normal, por ejemplo de un vehículo de varios vagones, entre cajas de vagón individuales, por el elemento de amortiguamiento hecho regenerativo por lo general e integrado en el tope lateral; al superarse la carga de servicio del tope lateral, por el contrario, por ejemplo al colisionar el vehículo con un obstáculo o al frenar de golpe el vehículo, el elemento de amortiguamiento que está integrado en el tope lateral no es suficiente habitualmente para disipar toda la energía que se libera. Así el amortiguamiento del choque que proporciona el tope lateral ya no se encuadra en el concepto de disipación de energía del vehículo en conjunto de modo que la energía del choque que se libera se transmitedirectamente al bastidor del vehículo. Éste queda sometido a una carga extrema y en algunos casos queda dañado o destrozado.

Con el objetivo de evitar estos daños ya se conoce por la tecnología del ferrocarril que los elementos de guía del tope con vaina se diseñen de modo que tras cubrirse la máxima carrera del tope, es decir, después de que los elementos de guía del tope lateral (vaina y tope amortiguador) lleguen a tocar unos topes definidos pueda haber una compresión adicional controlando la deformación.

En el documento WO 2005/115818 A1 se describe por ejemplo un tope con vaina en el que después de agotarse la capacidad de absorción de energía del elemento de amortiguamiento configurado como regenerativo las uniones de rotura controlada se rompen para así aumentar la longitud de compresión del tope. Está longitud de compresión aumentada permite la deformación plástica de la carcasa del tope en caso de sobrecarga de modo que en esta solución se puede transformar de forma destructiva la energía del choque en trabajo de deformación y calor. Con la deformación que se produce aparejada a la sobrecarga de la carcasa del tope se proporciona por tanto, además del amortiguamiento del choque proporcionado por el tope lateral, una absorción del choque. Si bien este tope lateral conocido del estado de la técnica puede proteger hasta un cierto grado el bastidor del vehículo contra daños en caso de colisiones fuertes no resulta posible ajustar con precisión esta absorción de choques adicional a determinadas aplicaciones. Para esto sería necesario diseñar acordemente la curva característica fuerza-espacio recorrido durante la deformación de la carcasa del tope para hacer posible una disipación de energía predecible y definida. En particular la solución conocida no es adecuada para muchas aplicaciones puesto que la absorción de energía máxima alcanzable gracias a la deformación de la carcasa del tope a menudo es demasiado pequeña.

Otro inconveniente más se aprecia en que después de que actúe el absorbedor de choques adicional el tope... [Seguir leyendo]

1. Absorbedor (100) de choques que presenta lo siguiente:

- una placa (1) base

- un elemento (3) de transmisión de fuerzas con un elemento (4) tensionador

- un elemento disipador de energía que es un tubo (5) de deformación que está unido a través de una primera zona de borde con la placa (1) base

- un elemento (6) de unión para la unión desprendible del elemento (3) de transmisión de fuerzas con una segunda zona de borde del tubo (5) de deformación

estando unido de forma desprendible el elemento (6) de unión mediante una unión (15) atornillada con una estructura (2) de soporte unida fijamente con la placa (1) base y que presiona el elemento (4) tensionador de modo que el tubo (5) de deformación se tense sin juego entre el elemento (4) tensionador y la placa (1) base 2. Absorbedor (100) de choques de acuerdo con la reivindicación 1 que está diseñado para transmitir las fuerzas de choque discurriendo el flujo de fuerzas que aparece con la transmisión de fuerzas de choque a través del elemento

(3) de transmisión de fuerzas, elemento (4) tensionador, el tubo (5) de deformación y la placa (1) base estando diseñado el tubo (5) de deformación para transmitir la energía que se genera al transmitir las fuerzas de choque hasta una fuerza de choque característica que se puede establecer de antemano y estando además diseñado el tubo (5) de deformación para que después de que se supere la fuerza de choque característica que se puede establecer de antemano, a la vez que se produce una deformación plástica absorber o disipar al menos en parte la energía que aparece con la transmisión de la fuerza de choque acercándose relativamente durante la deformación plástica del tubo (5) de deformación el elemento de transmisión (3) de fuerzas y la placa (1) base el uno hacia el otro.

3. Absorbedor (100) de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2 presentando el elemento (6) de unión una superficie

(7) de guía que linda directamente o toca con la superficie (8) externa del elemento (3) de transmisión de fuerzas y que está diseñada para, tras activarse el absorbedor (100) de choques, guiar el movimiento, producido por una deformación plástica del tubo (5) de deformación, del elemento (3) de transmisión de fuerzas con respecto a la placa

(1) base en la dirección (L) axial del absorbedor (100) de choques.

4. Absorbedor (100) de choques de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores que presenta además un anillo (9) cónico que está entre el elemento (4) tensionador y el tubo (5) de deformación de modo que el tubo (5) de deformación se tense mediante el anillo (9) cónico entre el elemento (4) tensionador y la placa (1) base.

5. Absorbedor (100) de choques de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores estando diseñado el elemento (4) tensionador como parte integral del elemento (3) de transmisión de la fuerza, a modo de repisa (4b) que toca con una superficie (10) de tope del elemento (6) de unión orientada hacia la placa (1) base.

6. Absorbedor (100) de choques de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-4 presentando el elemento (4) tensionador un cuerpo (4a) alojado al menos parcialmente en el elemento (3) de transmisión de fuerzas hecho como un cuerpo hueco estando diseñada en el cuerpo (4a) del elemento (4) tensionador una repisa (4b) que toca con una superficie (10) de tope del elemento (6) de deformación orientada hacia la placa (1) base.

7. Absorbedor (100) de choques de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores estando alojado el extremo del tubo (5) de deformación enfrentado a la placa (1) base en una ranura (6a) hecha en el elemento (6) de unión.

8. Absorbedor (100) de choques de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores presentando el elemento (3) de transmisión de fuerzas en el lado que queda enfrente de la placa (1) base una placa (11) de impacto a través de la que las fuerzas de choque se pueden introducir en el elemento (3) de transmisión de fuerzas y en el absorbedor (100) de choques.

9. Absorbedor (100) de choques de acuerdo con la reivindicación 8 estando diseñado el absorbedor (100) de choques para transmitir fuerzas de tracción y de choque, discurriendo el flujo de fuerzas que surgen en una transmisión de fuerzas de tracción a través de la placa (11) de impacto, el elemento (3) de transmisión de fuerzas, el elemento (4) tensionador, el elemento (6) de unión y la estructura (2) de soporte y discurriendo el flujo de fuerzas que aparece en la transmisión de fuerzas de choque a través de la placa (11) de impacto, el elemento (3) de transmisión de fuerzas, el elemento (4) tensionador, el tubo (5) de deformación y la placa (1) base.

10. Absorbedor (100) de choques de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores estando previsto un dispositivo (12) de tope integrado en el absorbedor (100) de choques que presenta lo siguiente:

- un tope amortiguador (13) con una placa (11) de impacto guiado por dentro del elemento (3) de trasmisión de fuerzas hecho al menos parcialmente como cuerpo hueco y

- un elemento (14) disipador de energía hecho preferentemente regenerativo y alojado en el interior del elemento (3) de transmisión de fuerzas

11. Absorbedor (100) de choques de acuerdo con la reivindicación 10 estando diseñado el dispositivo (12) de tope para, hasta una fuerza de choque característica que se puede establecer de antemano, absorber o amortiguar la energía que se genera cuando se produce un choque contra la placa (11) de impacto desplazándose longitudinalmente a la vez el tope amortiguador (13) hacia la placa (1) ; discurriendo el flujo de fuerzas, después del 5 agotamiento de la disipación de energía mediante el elemento (14) de disipación de energía del dispositivo (12) de tope, directamente desde la placa (11) de impacto a través del elemento (3) de transmisión de fuerzas, el elemento (4) tensionador, el tubo (5) de deformación y la placa (1) base.

12. Absorbedor (100) de choques de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores presentando además una estructura (2) de soporte que está unida con la placa (1) base estando el tubo de deformación alojado en la estructura (2) de soporte y estando diseñado el elemento (6) de unión para unir el elemento (3) de transmisión de la fuerza con la estructura (2) de soporte por un lado y por otro lado con el tubo (5) de deformación y estando unido el elemento (6) de unión de forma desprendible con la estructura (2) de soporte y que cuando está unido con la estructura (2) de soporte presiona el elemento (4) tensionador de modo que el tubo (5) de deformación se tensa sin juego entre el elemento (4) tensionador y la placa (1) base.

13. Absorbedor (100) de choques de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores estando integrado el absorbedor (100) de choques en un travesaño (101) que está por delante del lado frontal de la caja del vagón de tal manera que la estructura (2) de soporte está alojada al menos parcialmente en un rebaje (102) que está previsto en el travesaño (101) .

14. Absorbedor (100) de choques de acuerdo con la reivindicación 13 estando diseñada/s la placa (1) base y/o la 20 estructura (2) de soporte prevista eventualmente como una parte integral del travesaño (101) .

15. Absorbedor (100) de choques de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores estando hecha la placa (1) base como una brida que se puede unir de forma preferentemente desprendible con una estructura de soporte y/o pudiendo unirse el elemento (3) de transmisión de la fuerza preferentemente a través de una brida (11) por su lado que está enfrentado a la placa (1) base con una estructura de soporte preferentemente de forma desprendible.