Membrana para suspensión secundaria neumática de vehículo terrestre o ferroviario, su procedimiento de fabricación, suspensión y vehículo que la incorporan.

Membrana (3, 103) prácticamente tórica para suspensión secundaria neumática (1) de vehículo terrestre o ferroviario,

comprendiendo la membrana dos zonas de enganche (10, 110) y al menos una capa de hilos (C1, C2, 106), con hilos (106b) textiles y/o metálicos que está situada entre dos capas elastómeras radialmente interna (104) y externa (105) y que se extiende entre estas zonas de enganche, caracterizada porque dicha al menos una capa de hilos tiene su o cada uno de sus hilos (106a) individualmente enfundado o enfundados por una funda elastómera compatible con dichas capas interna y externa.

Membrana para suspensión secundaria neumática de vehículo terrestre o ferroviario, su procedimiento de fabricación, suspensión y vehículo que la incorporan.

La presente invención se refiere a una membrana para suspensión secundaria neumática de vehículo terrestre o ferroviario, en particular de tipo vehículo pesado o vagón de pasajeros, esta suspensión secundaria que la incorpora, dicho vehículo que está provisto de ella y un procedimiento de fabricación de esta membrana.

De manera general, una caja de coche de pasajeros para vehículo ferroviario está soportada por dos bogies situados respectivamente hacia los dos extremos de la caja. Cada bogie comprende generalmente dos ejes, y cada bogie está conectado por un lado a cada eje mediante un dispositivo de suspensión primaria de resortes helicoidales por ejemplo, y por otro lado a la caja del coche mediante dos dispositivos de suspensión secundaria neumática que están, cada uno, asociados, por cuestiones de seguridad, a un dispositivo de emergencia apto para compensar 15 cualquier fuga de aire en la suspensión secundaria asociada y que podría provocar, eventualmente, un descarrilamiento del vehículo ferroviario lanzado a gran velocidad.

El papel de estas suspensiones secundarias neumáticas es esencialmente mejorar el confort de los pasajeros, y estas deben, por lo tanto, presentar una flexibilidad muy grande. Concretamente, una suspensión secundaria 20 neumática está constituida por una membrana flexible y estanca, que puede presentarse en forma de un neumático conectado a un depósito auxiliar de aire para aumentar el volumen de aire almacenado en la membrana. Puede mencionarse, por ejemplo, el documento FR-A1-2 896 220 para la descripción de dicha suspensión secundaria neumática.

De manera conocida, estas membranas de suspensión secundaria neumática están reforzadas mediante láminas de telas tejidas textiles con trama que son sumergidas en caucho, tal como se describe por ejemplo en el documento EP-A1-1 918 609 que menciona dichas telas tejidas compuestas textiles/de caucho y tal como se ilustra en la figura 8 adjunta a la presente descripción que muestra una fase de confección sobre un mandril a de una lámina con trama b de dicha membrana conocida. Tal como es visible en esta figura 8 que muestra además dos barras c previstas 30 para reforzar dos zonas de enganche de la membrana y entre las cuales se extenderá la lámina b, esta última comprende hilos de urdimbre b1 que se extienden prácticamente en la dirección axial YY del mandril a y que están conectados entre sí mediante hilos de trama b2 que se extienden prácticamente en la dirección circunferencial del mandril a. También se ve en esta figura 8 que la lámina con trama b confeccionada de este modo presenta necesariamente una zona globalmente axial de recubrimiento b3 (conocida con el nombre de duplicatura por el 35 experto en la materia) que define dos grosores de esta lámina b en su conexión alrededor del mandril a.

Un inconveniente principal de estas membranas conocidas con láminas de telas tejidas con trama se basa en su resistencia mecánica relativamente reducida en funcionamiento. En particular, el doblado de la densidad de hilos b1, b2 en esta zona b3 constituye un obstáculo a la expansión homogénea de la membrana durante el hinchado de la 40 pieza en bruto de membrana antes de la vulcanización, lo que genera una línea de debilidad mecánica de la membrana en utilización.

Un objetivo de la invención es proponer una membrana prácticamente tórica para suspensión secundaria neumática de vehículo terrestre o ferroviario, comprendiendo la membrana dos zonas de enganche y al menos una capa de 45 hilos de hilos textiles y/o metálicos que está situada entre dos capas elastómeras radialmente interna y extema y que se extiende entre estas zonas de enganche, que remedia particularmente este inconveniente.

A tal efecto, una membrana de acuerdo con la invención es tal que dicha al menos una capa de hilos tiene su o cada uno de sus hilos enfundados individualmente por una funda elastómera compatible con estas capas interna y 50 externa.

Se observará que esta membrana de acuerdo con la invención presenta una geometría asimétrica, vista en sección axial (es decir, en sección transversal en un plano perpendicular a la dirección circunferencial de la membrana), contrariamente a los neumáticos, con para esta membrana un burlete circunferencial que se extiende de manera 55 asimétrica entre sus dos zonas de enganche estando inclinado axialmente hacia una de estas zonas.

De acuerdo con otra característica de la invención, esta membrana es tal que dicha o cada capa de hilos está desprovista de toda discontinuidad entre dichas zonas de enganche, estando en particular desprovista de cualquier zona de recubrimiento de esta capa por sí misma que se extiende desde una de las zonas de enganche a la otra.

Se observará que esta ausencia de discontinuidad de una zona de enganche a la otra, tal que la zona de recubrimiento o duplicatura mencionada anteriormente en relación con la lámina con trama de la técnica anterior, elimina cualquier línea de debilidad mecánica para la membrana generada por un fallo de expansión de dicha zona 5 durante el hinchado de la membrana, tal como se ha explicado anteriormente.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, dicha o cada capa de hilos está desprovista de cualquier hilo de trama, al contrario que estas membranas con láminas con trama de la técnica anterior.

Ventajosamente, esta funda puede estar extrudida alrededor de este o estos hilos y puede presentar un grosor comprendido entre 0,1 mm y 1 mm.

De acuerdo con otra característica de la invención, dicho o cada hilo enfundado puede formar un arrollamiento de espiras adyacentes en dicha al menos una capa de hilos. En otras palabras, en el caso en el que la membrana 15 comprende una única capa de hilos, ésta puede ser con espiras adyacentes y, en el caso en el que la membrana comprende varias capas de hilos superpuestas radialmente, al menos una de estas capas puede ser con espiras adyacentes. Sin embargo, de acuerdo con una variante de la invención, la o las capa o capas de hilos pueden no ser con espiras adyacentes, lo que significa que es posible no tener ninguna capa de hilos con espiras adyacentes en la membrana.

Se observará que esta funda individual de hilo que envuelve las espiras de dicho o de cada hilo no debe confundirse con la envuelta de caucho en la que están sumergidas las dos caras de una tela tejida textil con trama de acuerdo con la técnica anterior.

Se observará también que esta funda permite, por un lado, mejorar la adherencia en crudo del hilo enrollado durante la confección de la pieza en bruto de membrana no reticulada sobre un mandril con un control mejorado de la trayectoria o inclinación de este hilo y, por otro lado, minimizar la resistencia al desgaste en funcionamiento de la membrana reticulada a pesar del carácter preferentemente adyacente de las espiras del arrollamiento de hilos.

Ventajosamente, la membrana puede comprender varias, y preferentemente 2n (n número entero >1), dichas capas de hilos radialmente superpuestas que comprenden, cada una, un cordón textil enfundado que forma dicho o cada hilo y preferentemente hecho al menos en parte de una poliamida tal como aramida y/o de un poliéster tal como PET. Estas capas de hilos pueden estar formadas por un arrollamiento continuo de un único dicho cordón textil enfundado siguiendo ángulos +a, -a con el eje de revolución de la membrana que se equilibran globalmente con un 35 mismo número de espiras de ángulo +a y de ángulo -a, con a que está preferentemente comprendido entre 0° y 90°.

Se observará que es posible utilizar varios materiales para el hilo o hilos enfundados de la o de cada capa de hilos (por ejemplo varios materiales textiles en una misma capa de hilos, como por ejemplo PET y aramida), capa de hilos que es, entonces de estructura híbrida.

Además y opcionalmente en el caso en el que al menos una de las capas de hilos presente esta estructura híbrida, es posible utilizar materiales de hilos diferentes de una capa de hilos a otra que la corona directamente o no.

Aún más ventajosamente, dichas capas de hilos pueden recubrirse mutuamente, de modo que el hilo enfundado de 45 una de estas capas recubra totalmente el de la capa subyacente, o bien cruzarse, de modo que los hilos enfundados respectivos de estas capas estén entremezclados a intervalos regulares a la manera de una tela tejida.

De acuerdo con otra característica de la invención, dicho o cada hilo puede estar recubierto por un activador de adhesión en su interfaz con dicha funda que incluye, siendo este activador preferentemente... [Seguir leyendo]

I. Membrana (3, 103) prácticamente tórica para suspensión secundaria neumática (1) de vehículo terrestre o ferroviario, comprendiendo la membrana dos zonas de enganche (10, 110) y al menos una capa de hilos

(C1, C2, 106), con hilos (106b) textiles y/o metálicos que está situada entre dos capas elastómeras radialmente interna (104) y externa (105) y que se extiende entre estas zonas de enganche, caracterizada porque dicha al menos una capa de hilos tiene su o cada uno de sus hilos (106a) individualmente enfundado o enfundados por una funda elastómera compatible con dichas capas interna y externa.

2. Membrana (3, 103) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque dicha o cada capa de

hilos (C1, C2, 106) está desprovista de cualquier discontinuidad entre dichas zonas de enganche, estando en particular desprovista de cualquier zona de recubrimiento de esta capa por sí misma que se extienda desde una de las zonas de enganche a la otra.

3. Membrana (3, 103) de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque dicha o cada capa

de hilos (C1, C2, 106) está desprovista de hilo de trama alguno.

4. Membrana (3, 103) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores; caracterizada porque dicha funda está extrudida alrededor de este o estos hilos (106b) y presenta, preferentemente, un grosor

comprendido entre 0,1 mm y 1 mm.

5. Membrana (3, 103) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende varias y, preferentemente, 2n (n número entero > 1) de dichas capas de hilos (C1, C2, 106) radialmente superpuestas que comprenden, cada una, un cordón textil enfundado (106a) que forma dicho o cada

hilo y preferentemente hecho al menos en parte de una poliamida, tal como aramida, y/o de un poliéster, tal como PET.

6. Membrana (3, 103) de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque dichas capas de hilos (C1, C2, 106) están formadas por un arrollamiento continuo de un único dicho cordón textil enfundado (106a)

siguiendo ángulos +a, -a con el eje de revolución (XX) de la membrana que se equilibran globalmente con un mismo número de espiras de ángulo +a y de ángulo -a, con a que está, preferentemente, comprendido entre 0o y 90°.

7. Membrana (3, 103) de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque dichas capas de hilos (C1, C2) se recubren mutuamente de modo que el hilo enfundado (106a) de una de estas capas (C2) recubre

completamente el de la capa subyacente (C1), o bien se cruzan, de modo que los hilos enfundados (106a) respectivos de estas capas estén entremezclados a intervalos regulares a la manera de un tejido.

8. Membrana (3, 103) de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, caracterizada porque dicho o cada hilo (106b) está recubierto por un activador de adhesión en su interfaz con dicha funda que incluye, siendo este activador

preferentemente una resina de resorcinol formaldehído o un donador de metilol.

9. Membrana (3, 103) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicha funda está constituida por una composición elastómera reticulada que es a base de al menos un caucho o elastómera termoplástico y que es diferente de las de dichas capas interna (104) y externa (105) también a

base de al menos un caucho o elastómera termoplástico, y preferentemente porque dichas composiciones de funda y de capas interna (104) y externa (105) son a base de al menos un elastómera diénico halogenado o no, seleccionado entre el grupo constituido por policloroprenos (CR), polibutadienos (BR), copolímeros de estireno- butadieno (SBR), poliisoprenos (IR), caucho natural (NR), terpolímeros de etileno-propileno-dieno (EPDM) y sus mezclas, comprendiendo estas composiciones además una carga de refuerzo preferentemente a base de negro de 50 humo y/o de una carga mineral tal como un óxido de silicio.

10. Membrana (3, 103) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dichas zonas de enganche (10, 110) están respectivamente reforzadas por dos barras que están constituidas por dicho o dichos hilos (106a) que prolongan circunferencialmente dicha al menos una capa de hilos

(C1, C2, 106), estando estas barras preferentemente constituidas por un cordón textil que forma este o estos hilos.

II. Suspensión secundaria neumática (1) de vehículo terrestre o ferroviario, comprendiendo el vehículo una caja (C) soportada por al menos un tren de ruedas (B), comprendiendo la suspensión secundaria:

- un depósito auxiliar de aire (7) montado bajo la caja, y

- una membrana (3, 103) prácticamente tórica que está montada bajo este depósito comunicando con él y que comprende dos zonas de enganche (10, 110) superior e inferior montadas contra dos placas de soporte superior

(7a) e inferior (7b) destinadas a estar respectivamente, montadas bajo este depósito y sobre una suspensión de emergencia (9) unida al tren de ruedas,

caracterizada porque dicha membrana es tal como se ha definido en una de las reivindicaciones anteriores.

12. Vehículo terrestre o ferroviario, en particular un vehículo pesado o un vagón de pasajeros, soportado

por al menos un tren de ruedas (B) y equipado con al menos una suspensión secundaria neumática (1), caracterizado porque dicha suspensión es tal como se ha definido en la reivindicación 11.

13. Procedimiento de fabricación de una membrana (3, 103) de acuerdo con una cualquiera de las 15 reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

a) arrollamiento alrededor de un mandril de confección (21) de dicho al menos un hilo (106a), previamente enfundado preferentemente por extrusión, radialmente en el exterior de dicha capa interna (104) para formar dicha al menos una capa de hilos (C1, C2, 106),

b) depósito de dicha capa externa (105) radialmente en el exterior de dicha al menos una capa de hilos enrollada de este modo para la obtención de una pieza en bruto (103A) de membrana (3, 103) reticulable que ciñe a este mandril,

y

c) moldeo y reticulación a presión de esta pieza en bruto en una prensa (70).

14. Procedimiento de fabricación de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque dicho arrollamiento de la etapa a) se obtiene mediante un depósito de un único dicho hilo continuo y enfundado (106a), depositado sobre varias y preferentemente 2n (n > 1) de dichas capas de hilos (C1, C2, 106) y constituido por un

cordón textil (106b) tratado con un activador de adhesión y enfundado por una composición preferentemente a base de un elastómero diénico halogenado o no, y preferentemente porque comprende, en la etapa a), el arrollamiento de dicho único hilo enfundado continuo (106a) sobre dichas capas de hilos (C1, C2, 106) siguiendo ángulos +a, -a con la dirección axial (YY) de dicho mandril que se equilibran globalmente con un mismo número de espiras de ángulo +a y de ángulo -a preferentemente comprendido entre ± 0o y 90°.

15. Procedimiento de fabricación de acuerdo con la reivindicación 13 ó 14, caracterizado porque se implementa la etapa a) desplazando dicho mandril (21) opcionalmente en traslación y en rotación con respecto a su eje de simetría (YY) para realizar dicho arrollamiento, presentando este mandril preferentemente dos secciones del extremo axiales cilindricas (21a y 21b) conectadas entre sí por una sección intermedia por ejemplo troncocónica

(21c), de tal modo que dichas zonas de enganche (10, 110) de la pieza en bruto (103A) de membrana (103) estén formadas en los extremos respectivos (21A y 21 B) del mandril.