Rueda, en particular rueda de carril para vehículos sobre carriles.

Rueda (1), en particular rueda de carril para vehículo sobre carriles,

con un cuerpo de rueda (3) que comprende un cubo de rueda (5) y una llanta o aro de rueda (4) y un alma de rueda (15) y con al menos un elemento de conexión (8, 9) tridimensional, formando el elemento de conexión (8) junto con el cuerpo de rueda (3) una estructura rígida abierta o cerrada, siendo el elemento de conexión un alma de rueda (15) conectada por adherencia de materiales con el cubo de rueda (5) y la llanta o aro de rueda (4) y estando conectado al menos un elemento (8, 9) en forma de disco y espaciado en paralelo u oblicuamente respecto al alma de rueda (15) adicionalmente en arrastre de fuerza, de forma y/o por adherencia de materiales con el cubo de rueda (5) y la llanta o aro de rueda (4), apoyándose el elemento de disco (8) adicionalmente a las conexiones exteriores con la llanta o aro de rueda (4) y el cubo de rueda (5) en al menos un punto sobre el alma de rueda (15) en arrastre de fuerza, de forma o por adherencia de materiales, en particular a través de al menos un elemento de soporte (7) adicional, y estando dispuesto al menos un elemento de conexión como disco de freno (9) entre el cubo de rueda (5) de la rueda (1) y un borde interior (13) del aro de rueda (4), caracterizada porque el o los elemento(s) de conexión (8, 9) se componen de uno o varios disco(s) de freno (9) conformados especialmente, que están conectados en arrastre de fuerza, de forma o por adherencia de materiales con el cubo de rueda (5) y la llanta o aro de rueda (4), estando configurados y dimensionados su selección de materiales, configuración y procedimiento de conexión con las superficies de contacto de la rueda o de los componentes de rueda de manera que las frecuencias propias de la rueda relevantes acústicamente se desplazan a los rangos fuera de un rango de frecuencia propia, que se sitúa típicamente entre 100 Hz y 5 kHz, o se atenúan de manera audible.

Rueda, en particular rueda de carril para vehículos sobre carriles Campo técnico

La invención se refiere a una rueda, en particular una rueda de carril para vehículos sobre carriles, con un cuerpo de rueda en una o varias partes, que comprende un cubo de rueda y una llanta o aro de rueda, y con al menos un elemento de conexión o elementos de conexiones tridimensionales entre el cubo de rueda y el aro de rueda, que describen una construcción de cámara hueca rígida. Además, la invención se refiere a la realización de al menos un elemento de conexión como disco de freno de la rueda.

Estado de la técnica

Un punto esencial de la investigación y desarrollo actuales en el sector del tráfico ferroviario se sitúa en la reducción de la emisión de ruidos. Una fuente de ruido esencial en el vehículo sobre carriles es la rueda que se excita en vibración por el movimiento de rodadura sobre el carril. Las vibraciones se captan por el aire adyacente como sonido y conducen a emisiones de ruido indeseadas.

Se buscan soluciones técnicas que reduzcan de forma eficiente la emisión de ruidos y al mismo tiempo tengan en cuenta los aspectos operacionales y económicos de la explotación del ferrocarril. Son especialmente eficaces las medidas que influyen directamente en el comportamiento vibratorio de la rueda y por consiguiente impiden la generación de ruido aéreo. Una posibilidad para influir en el comportamiento vibratorio de las ruedas de vehículos sobre carriles es el diseño de la rueda y piezas de montaje, contribuyendo éstas a la reducción del nivel sonoro en caso de diseño correspondiente como elementos de conexión con efecto de refuerzo. En particular en ruedas con discos de freno de la rueda se ofrece la posibilidad de usar los discos de freno de la rueda también para influir en el comportamiento vibratorio, en particular por aumento de la rigidez de la rueda.

La patente europea EP 861157 B1 describe una rueda de vehículo sobre carriles semejante optimizada estructuralmente con radiación sonora disminuida. En este caso el disco de rueda presenta una forma especialmente ondulada. Sin embargo, no está previsto el involucramiento de piezas de montaje para la reducción del ruido.

Por la patente alemana DE-PS 1187 se conoce una rueda para bogies de ferrocarril. En este caso un elemento de conexión con un cubo de rueda forma una unidad, y dos unidades semejantes en conexión soportan la llanta de rueda. Esta realización no está prevista para un freno de disco, ni se mencionan medidas para la reducción del ruido.

En el documento FR 125375 A se presenta otra rueda de carril. Para la reducción del ruido se usan discos que absorben las vibraciones de un material atenuador entre la llanta de rueda y el cubo de rueda. No obstante, no está previsto un freno de disco y tampoco se puede usar por construcción a través de los discos atenuadores de ruido.

En el documento WO 93/13952 se muestra y describe una rueda para vehículos sobre carriles, que debe permitir un uso de frenos de disco ondulados. En este caso se pueden usar discos que se colocan en paralelo al disco de rueda para el refuerzo axial. La rigidez de la rueda en la dirección axial debe ser al menos de 1 N/mm debido al diseño geométrico. No obstante, la disposición del freno de disco no se escribe más en detalle. No se mencionan las medidas para la reducción del ruido.

Por el documento genérico DE 43 43 711 C2 se conoce una rueda de carril con modo constructivo ligero, en la que está presente un alma doble que conecta el aro de rueda. En este caso se inserta al menos un alma en superficies de apoyo cilindricas en el cubo de rueda y alma de rueda.

Ya se conocen soluciones en las que se combinan un cuerpo de rueda y discos de freno de modo que se consigue una estructura fuerte y sencilla. Entonces según el documento DE 2 341 8 A1 se describe que el cuerpo de rueda esté configurado sin esfuerzo de cizallamiento entre las dos superficies de freno y entre el diámetro interior y exterior, estando presente un apoyo del cuerpo de goma. La pieza intercalada debe compensar las dilataciones térmicas. Eventualmente está prevista una refrigeración por aire.

El documento GB 639 744 A da a conocer una rueda con suspensión de goma, en particular rueda con suspensión de goma para vehículos sobre carriles, que se compone de un cubo y una llanta de rueda, estando dispuestos con dos placas espaciadas entre sus elementos de resorte y las placas exteriores están conectadas mediante atornillamientos. Se describe una rueda que debe posibilitar una elevada compresión de resorte y amortiguación mediante elementos de goma empotrados.

Exposición de la invención: objetivo, solución, ventajas

La presente invención tiene el objetivo de crear una rueda del tipo mencionado, que produzca una radiación sonora reducida. Este objetivo se debe conseguir por refuerzo de la rueda, de manera que una o varias frecuencias propias

dominantes del sistema de la rueda o del juego de ruedas, el cual se forma por las dos ruedas y el árbol del juego de ruedas, se desplazan fuera del rango de la frecuencia de excitación resultante del contacto entre carril y rueda.

Según la invención el objetivo se resuelve por una rueda en una o varias partes con uno o varios elementos de conexión entre el cubo de rueda y el aro de rueda. Entre el cubo de rueda y el aro de rueda se puede situar un alma de rueda. Los elementos de conexión forman junto con el cuerpo de rueda una construcción de cámara hueca rígida. El refuerzo se consigue en particular mediante el apoyo de los elementos de conexión contra el alma de rueda en al menos otro punto entre el cubo de rueda y el aro de rueda. En otra realización el alma de rueda se sustituye por los elementos de conexión. En este caso los elementos de conexión se apoyan en al menos un unto entre el cubo de rueda y llanta de rueda. Los elementos de conexión pueden estar conectados con el cubo de rueda, aro de rueda o alma de rueda o entre sí en arrastre de forma o de fuerza o por adherencia de materiales.

Según la invención se prevé una rueda, en particular una rueda de carril para vehículos sobre carriles, con un cuerpo de rueda en una o varias partes que comprende un cubo de rueda y una llanta o aro de rueda y un alma de rueda y con al menos un elemento de conexión tridimensional, formando el elemento de conexión (8, 9) junto con el cuerpo de rueda (3) una estructura rígida abierta o cerrada, estando previsto según la invención que el elemento de conexión sea el alma de rueda conectada por adherencia de materiales con el cubo de rueda y la llanta o aro de rueda y que al menos un elemento en forma de disco y espaciado en paralelo u oblicuamente respecto al alma de rueda esté conectado adicionalmente en arrastre de fuerza, de forma y/o por adherencia de materiales con el cubo de rueda y la llanta o aro de rueda, apoyándose el elemento de disco adicionalmente a las conexiones exteriores con la llanta o aro de rueda y el cubo de rueda en al menos un punto sobre el alma en arrastre de fuerza, de forma o por adherencia de materiales, en particular a través de al menos un elemento de soporte adicional. En otra forma de realización ventajosa el elemento de conexión se realiza como disco de freno de la rueda. En este caso se produce una rueda con un disco de freno integrado, que une la función de la rueda con el disco de freno, produciéndose en conjunto una construcción silenciosa, ligera y económica.

Una ¡dea base es en este caso que los elementos en forma de disco o también discos de freno formen junto con el cuerpo de rueda una construcción de cámara hueca rígida, de modo que las frecuencias propias del sistema se desplacen fuera de las frecuencias de excitación para disminuir una radiación sonora.

El disco de freno no sólo se usa como masa adicional para desplazar una o varias frecuencias propias de la rueda, sino que el disco de freno como componente autoportante puede sustituir una parte de la masa de la construcción base, de modo que se desplazan las frecuencias propias del sistema formado por la rueda y disco(s) de freno. De este modo se consigue una construcción más ligera. En el marco de la reducción del ruido, ante todo en los vehículos sobre carriles, se puede usar el disco de freno para la atenuación de las vibraciones del cuerpo de rueda. Básicamente es posible que adicionalmente la fricción que aparece en la conexión con la rueda contribuya a la atenuación.

Es especialmente favorable que el cuerpo de rueda y/o los elementos de conexión que refuerzan y/o el disco de freno presenten una estructura nervada con almas delgadas para el refuerzo y reducción de peso, y en particular luego cuando los nervios presentan un espesor tal que en el caso... [Seguir leyendo]

1.- Rueda (1), en particular rueda de carril para vehículo sobre carriles, con un cuerpo de rueda (3) que comprende un cubo de rueda (5) y una llanta o aro de rueda (4) y un alma de rueda (15) y con al menos un elemento de conexión (8, 9) tridimensional, formando el elemento de conexión (8) junto con el cuerpo de rueda (3) una estructura rígida abierta o cerrada, siendo el elemento de conexión un alma de rueda (15) conectada por adherencia de materiales con el cubo de rueda (5) y la llanta o aro de rueda (4) y estando conectado al menos un elemento (8, 9) en forma de disco y espaciado en paralelo u oblicuamente respecto al alma de rueda (15) adicionalmente en arrastre de fuerza, de forma y/o por adherencia de materiales con el cubo de rueda (5) y la llanta o aro de rueda (4), apoyándose el elemento de disco (8) adicionalmente a las conexiones exteriores con la llanta o aro de rueda (4) y el cubo de rueda (5) en al menos un punto sobre el alma de rueda (15) en arrastre de fuerza, de forma o por adherencia de materiales, en particular a través de al menos un elemento de soporte (7) adicional, y estando dispuesto al menos un elemento de conexión como disco de freno (9) entre el cubo de rueda (5) de la rueda (1) y un borde interior (13) del aro de rueda (4), caracterizada porque el o los elemento(s) de conexión (8, 9) se componen de uno o varios disco(s) de freno (9) conformados especialmente, que están conectados en arrastre de fuerza, de forma o por adherencia de materiales con el cubo de rueda (5) y la llanta o aro de rueda (4), estando configurados y dimensionados su selección de materiales, configuración y procedimiento de conexión con las superficies de contacto de la rueda o de los componentes de rueda de manera que las frecuencias propias de la rueda relevantes acústicamente se desplazan a los rangos fuera de un rango de frecuencia propia, que se sitúa típicamente entre 1 Hz y 5 kHz, o se atenúan de manera audible.

2.- Rueda según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el o los elemento(s) de conexión (8, 9) está(n) dispuesto(s) de forma asimétrica para el plano del circuito de medida de la rueda (1).

3.- Rueda según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el alma de rueda (15) y/o al menos un elemento de conexión (8, 9) presenta una estructura (16,17) ondulada y/o nervada.

4.- Rueda según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por una primera hendidura de abertura (18) cerca del aro de rueda (4) y una segunda hendidura de abertura (19) cerca del cubo de rueda (5) en los elementos de conexión, estando previstas las hendiduras de abertura (18, 19) para la evacuación de una energía de frenado mediante la circulación del aire.

5.- Rueda según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por primeros nervios (16) que se extienden en la zona entre el cubo de rueda (5) y la llanta de rueda (4) y segundos nervios (17) más cortos.

6.- Rueda según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque cada elemento de conexión presenta respectivamente un anillo (1) en el borde exterior e interior y los nervios (17) más cortos están conformados en el borde interior (13) del anillo del elemento de conexión (8, 9) dirigido hacia la llanta o aro de rueda (4).

7.- Rueda según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por al menos una pestaña (12).