Ensamblado de barra de torsión y método de ensamblado, en particular para una barra estabilizadora de vehículos ferroviarios.

Ensamblado de barra de torsión desmontable que comprende una barra de torsión (10) y al menos una palanca (20),

barra de torsión que presenta una parte extrema (11),

palanca (20) que presenta un alojamiento (21), alojamiento adaptado para recibir la parte extrema (11) de la barra en una posición ensamblada,

caracterizado porque la barra de torsión (10) presenta una superficie de rotación externa cónica (12) que se forma en la parte extrema (11) de esta y el alojamiento (21) define una superficie de rotación interna cónica (22),

en el cual en la posición ensamblada las respectivas superficies de rotación (12, 22) cooperan en una relación de ajuste cónico por fricción para definir una zona interfacial entre ellas,

parte extrema de (11) de la barra que presenta un agujero roscado (15) que se abre en una superficie extrema axial (14) de esta, ensamblado que incluye un orificio de inyección de fluidos a presión (23), adaptado para suministrar fluidos a presión a la zona interfacial en la posición ensamblada;

al menos una de las respectivas superficies de rotación (12, 22) que presenta una ranura de desagüe de los fluidos a presión que se comunica con el orificio de inyección (23) en la posición ensamblada.

Ensamblado de barra de torsión y método de ensamblado, en particular para una barra estabilizadora de vehículos ferroviarios [0001] La invención se refiere a ensamblados de barra de torsión desmontables y en particular a ensamblados de barra estabilizadora para su uso en vehículos ferroviarios y otras aplicaciones de carga pesada. 5

Una barra de torsión, como por ejemplo una barra estabilizadora (denominada en lo sucesivo "BE") , es una barra que se coloca para que rote a través de un pequeño radio angular de manera que transmita el momento de torsión entre, por lo general, un par de elementos de transmisión del momento de torsión (denominados en lo sucesivo "palancas") , que suelen ser, aunque no necesariamente, pequeños brazos que se extienden radialmente hacia fuera desde los respectivos extremos de la barra. Dichos ensamblados están 10 sometidos por lo general a cargas de frecuente y rápida inversión, lo que en las BE de vehículos ferroviarios para transporte de pasajeros puede dar lugar a un momento de torsión de aproximadamente 20 kNm, mientras que el diámetro de la barra suele ser de aproximadamente 65 mm.

Puesto que la barra de torsión debe pasar por los componentes estructurales del bogie, es necesario montar al menos una de las palancas in situ tras colocar la barra en el bogie. El ensamblado de la BE debe 15 encajar dentro de una envoltura de espacio reducido, al tiempo que la longitud axial de la barra se ve contraída por el ancho de vía. Por ello, se han dedicado muchos esfuerzos a idear un modo de conectar la palanca a la barra que permita hacer y deshacer la unión con la BE in situ en el bogie, y que sea capaz además de transmitir tales cargas pesadas con fiabilidad, sin que ello incremente el tamaño y coste del ensamblado de manera inaceptable. 20

Una solución habitual a este problema consiste en una unión acanalada cilíndrica, como se muestra por ejemplo en WO 2004/091992 A1. Las acanaladuras permiten que el brazo se ensamble al empujar y ajustarlo en la barra. Sin embargo, ello tiene la desventaja de que la unión está sometida a holguras en cargas reversibles. Asimismo, las concentraciones de tensión en las acanaladuras requieren que las partes extremas de la barra se prolonguen diametralmente para evitar la rotura por fatiga, lo cual no es deseable pues incrementa el coste de la 25 barra de manera significante.

Con el objetivo de reducir estos problemas, se han desarrollado uniones acanaladas cónicas, aunque su fabricación es considerablemente más costosa. Asimismo, se ha observado que las acanaladuras se desgastan con el funcionamiento, lo que requiere que el ensamblado de la BE se sustituya más de una vez durante la vida útil del bogie. 30

También se conoce el ensamblado de las palancas a una BE para servicio pesado por medio de un ajuste de interferencia cilíndrico a presión o contraído, que tiene la ventaja de no ocasionar holguras, puesto que se apoya en la fuerza de fricción que se crea por la presión y en el coeficiente de fricción entre las superficies de ajuste de acero seco para transmitir el momento de torsión entre las respectivas partes. La ventaja de estos ensamblados de BE es que son compactos, de bajo coste y por lo general no presentan concentraciones de 35 tensión. Sin embargo, el ensamblado de la unión requiere o bien que las palancas se calienten a altas temperaturas, lo cual resulta peligroso e inapropiado en centros de mantenimiento ferroviario, o que se aplique una fuerza de compresión muy pesada, lo cual no resulta práctico que actúe contra una BE in situ en un bogie.

GB 1381699 describe un ensamblado de BE para un bogie de vehículos ferroviarios en el que se divide la palanca para formar una abrazadera acanalada que se une al extremo de la BE. Las uniones cilíndricas 40 acanaladas por abrazadera de este tipo en general se han utilizado con resultados satisfactorios en vehículos ferroviarios subterráneos más ligeros, y tiene la ventaja de que permite apretar la abrazadera in situ para reducir o eliminar las holguras, puesto que las acanaladuras se desgastan con el funcionamiento. Sin embargo, no se ha demostrado que dichas uniones sirvan para el uso en aplicaciones más pesadas como por ejemplo vehículos ferroviarios estándar de superficie para transporte de pasajeros, y existen dudas respecto a su capacidad de 45 transporte de carga.

Un enfoque alternativo consiste en proporcionar un anillo tensor como un componente aparte que se sitúa entre la palanca y la BE. Se ha observado que las uniones conocidas de este tipo son adecuadas para el ensamblado y desensamblado in situ, pero en contrapartida tienden a ser complejas y voluminosas.

Un objeto de la presente invención es proporcionar un ensamblado de barra de torsión desmontable que 50 sea más apropiado para el uso en aplicaciones de carga pesada que requieran el ensamblado in situ, y en concreto para el uso como ensamblado de BE de vehículos ferroviarios. Asimismo, el otro objeto de la invención es presentar el correspondiente método de ensamblado.

De acuerdo con la presente invención, se presenta un ensamblado de barra de torsión desmontable y un método de ensamblado, respectivamente, tal y como se definen en las reivindicaciones.

A continuación se describirá un modo de realización ilustrativo, que comprende un ensamblado de BE para vehículos ferroviarios, únicamente a título de ejemplo y sin limitaciones al alcance de las reivindicaciones, y que hace referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales: 5

la figura 1 muestra el ensamblado in situ en la estructura de un bogie del vehículo;

la figura 2 representa una sección longitudinal de una de las partes extremas del ensamblado;

la figura 3 muestra la superficie de rotación externa de la barra de torsión en la posición de ensamblado de la figura 2;

la figura 4 muestra la palanca y la barra en la posición inicial durante el ensamblado; y 10

la figura 5 muestra la palanca y la barra en la posición final (ensamblada) durante el ensamblado.

Los correspondientes números de referencia se refieren a las mismas partes en cada una de las figuras.

Con referencia a la figura 1, el ensamblado de barra de torsión desmontable para servicio pesado está compuesto de una barra de torsión 10 de acero de alta resistencia con un diámetro de al menos 50 mm, por lo general de entre 50 mm a 80 mm, y un par de palancas 20 que se extienden radialmente hacia fuera desde 15 ambas partes extremas 11 de la barra. En uso, la barra de torsión se inserta primero a través de las aberturas de la estructura 1 de un bogie del vehículo ferroviario, donde se apoya en los cojinetes 2 del tipo conocido de manera que sus partes extremas 11 sobresalen un poco de los lados de la estructura. Las palancas 20 se montan entonces en la barra tal y como se describe más adelante, y se unen a la carrocería del vehículo ferroviario (no mostrado en la figura) por medio de los respectivos eslabones 3. Los cojinetes permiten que la 20 barra 10 rote sobre su eje longitudinal Y a través de un pequeño radio angular suficiente para transmitir el momento de torsión entre las dos palancas 20 en respuesta a los movimientos de balanceo de la carrocería.

Con referencia a las figuras 2-5, alrededor del eje longitudinal de la barra de torsión 10, en cada una de las partes extremas 11, se forma una superficie de rotación externa, lisa, de grosor decreciente y de forma frustocónica 12. Cada palanca 20 viene con un alojamiento 21 que define la correspondiente superficie de 25 rotación interna cónica 22.

Dado que la totalidad del ensamblado de BE debe estar contenido en la envoltura del ancho de vía, no resulta práctico dotar a la barra de un saliente roscado o una parte similar que se extienda hacia fuera a través del alojamiento en la palanca para facilitar el ensamblado. Por ello, cada una de las partes extremas 11 viene dotada de un agujero roscado 15 que se abre en la superficie extrema axial 14 de la barra y que facilita la 30 actuación de la fuerza del gato en tensión contra la barra tal y como se describe más adelante.

En la palanca se crea un orificio de inyección de fluidos a presión roscado internamente 23 que se comunica en su extremo interno con una ranura de desagüe de fluidos a presión que se forma en la superficie de rotación interna 22 y que comprende una primera parte anular 24 que se extiende a modo de circunferencia alrededor del alojamiento, y dos partes helicoidales más superficiales 13. Las partes helicoidales 13 se 35 comunican con la ranura 24 y se prolongan en direcciones opuestas preferentemente al menos el 65% o más preferiblemente el 75% de la longitud axial total L de la zona interfacial de fricción 12’ que se... [Seguir leyendo]

1. Ensamblado de barra de torsión desmontable que comprende una barra de torsión (10) y al menos una palanca (20) ,

barra de torsión que presenta una parte extrema (11) ,

palanca (20) que presenta un alojamiento (21) , alojamiento adaptado para recibir la parte extrema (11) 5 de la barra en una posición ensamblada,

caracterizado porque la barra de torsión (10) presenta una superficie de rotación externa cónica (12) que se forma en la parte extrema (11) de esta y el alojamiento (21) define una superficie de rotación interna cónica (22) ,

en el cual en la posición ensamblada las respectivas superficies de rotación (12, 22) cooperan en una 10 relación de ajuste cónico por fricción para definir una zona interfacial entre ellas,

parte extrema de (11) de la barra que presenta un agujero roscado (15) que se abre en una superficie extrema axial (14) de esta,

ensamblado que incluye un orificio de inyección de fluidos a presión (23) , adaptado para suministrar fluidos a presión a la zona interfacial en la posición ensamblada; 15

al menos una de las respectivas superficies de rotación (12, 22) que presenta una ranura de desagüe de los fluidos a presión que se comunica con el orificio de inyección (23) en la posición ensamblada.

2. Ensamblado de barra de torsión desmontable según la reivindicación 1, en el que la ranura de desagüe ocupa al menos el 65% de una longitud axial de la zona interfacial en la posición ensamblada y se 20 conforma como una pluralidad de partes separadas entre sí que se distribuyen sobre la zona interfacial.

3. Ensamblado de barra de torsión desmontable según la reivindicación 1, en el que el agujero roscado (15) ocupa al menos una longitud axial de la interfaz.

4. Ensamblado de barra de torsión desmontable según la reivindicación 1, en el que las respectivas superficies de rotación presentan una conicidad de entre 1:30 y 1:80, y las respectivas superficies de rotación presentan una tolerancia diametral de no menos de 0, 019 mm y no más de 0, 030 mm; una tolerancia de al menos +/-2, 5 mm se presenta en la posición ensamblada de la palanca en el eje longitudinal de la barra. 30

5. Ensamblado de barra de torsión desmontable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el ensamblado se dispone a modo de ensamblado de barra estabilizadora en un vehículo ferroviario.

6. Método de ensamblado de un ensamblado de barra de torsión, que comprende los siguientes pasos:

a) disponer de una barra de torsión (10) y de al menos una palanca (20) ,

caracterizado porque comprende además los siguientes pasos:

b) formar una superficie de rotación externa cónica (12) en una parte extrema (11) de la barra; 40

c) dotar a la palanca (20) de un alojamiento (21) que define una superficie de rotación interna cónica (22) ;

d) formar un agujero roscado (15) que se abre en una superficie extrema axial (14) de la parte extrema (11) de la barra;

e) disponer de un orificio de inyección de fluidos a presión (23) que se comunica con una de las 45 respectivas superficies de rotación (12, 22) ;

f) dotar al menos a una de las respectivas superficies de rotación (12, 22) de una ranura de desagüe de fluidos a presión (24, 13) , donde la ranura se comunica con el orificio de inyección (23) en una posición ensamblada del ensamblado;

g) colocar la palanca (20) en la barra de manera que la parte extrema (11) de la barra se acople 50 al alojamiento (21) en una relación de ajuste cónico por fricción para definir una posición inicial de la palanca (20) con respecto a la barra (10) ;

h) incorporar un elemento de tensión (30) en el agujero (15) y disponer un gato (31) entre el elemento de tensión (30) y la palanca (20) ;

i) extender el gato (30) de manera que presione la palanca (20) en la barra (10) a través de una 55 primera carrera axial;

j) forzar el paso del fluido a presión a través del orificio de inyección (23) entre las respectivas superficies de rotación (12, 22) ;

k) extender el gato (30) de manera que presione la palanca (20) en la barra (10) a través de una segunda carrera axial hasta lograr una posición ensamblada, donde la posición ensamblada constituye una distancia axial predefinida de la posición inicial;

l) permitir que el fluido a presión se escape de entre las respectivas superficies de rotación (12, 22) por medio de la ranura de desagüe (24, 13) y el orificio de inyección (23) , y 5

m) quitar el gato (30) .

7. Método según la reivindicación 6, en el que el ensamblado de barra de torsión se dispone a modo de ensamblado de barra estabilizadora en un vehículo ferroviario, y la barra de torsión (10) se inserta por medio de aberturas en un bogie (1) del vehículo ferroviario antes de que la palanca (20) se coloque en 10 la barra (10) .