Unidad de vehículo ferroviario con soporte de rodamiento.

Una unidad de vehículo ferroviario, que comprende:

- un primer componente de vehículo (104),

- un segundo componente de vehículo (111) y

- un dispositivo de soporte de rodamiento (112);

- contrarrestando dicho dispositivo de rodamiento (112) el movimiento de rodamiento entre dicho primer componente de vehículo (104) y dicho segundo componente de vehículo (111) alrededor de un eje de rodamiento;

- comprendiendo dicho dispositivo de soporte de rodamiento (112) una barra de torsión (112.1), un primer brazo de torsión (112.2) y un segundo brazo de torsión (112.3);

- estando dicho primer brazo de torsión (112.2) rígidamente conectado de manera rotativa a una primera sección terminal de dicha barra de torsión (112.1) y estando articulado con dicho primer componente de vehículo (104);

- estando dicho segundo brazo de torsión (112.3) conectado rígidamente de manera rotativa a una segunda sección terminal de dicha barra de torsión (112.1) y estando articulado con dicho primer componente de vehículo (104);

- estando dicha barra de torsión (112.1) montada de forma pivotante a dicho segundo componente de vehículo (111) por medio de un primer elemento de soporte (113.1) y de un segundo elemento de soporte (113.2), estando dicho primer elemento de soporte (113.1) y dicho segundo elemento de soporte (113.2) separados mutuamente por una distancia a lo largo de un eje de la barra de torsión longitudinal (112.6) de dicha barra de torsión (112.1);

caracterizada porque

- al menos se dispone un elemento intermedio (114.1, 114.2);

- estando dicho elemento intermedio (114.1, 114.2) conectado a dicho segundo componente de vehículo (111) y cooperando con dicha barra de torsión (112.1);

- estando dicho elemento intermedio (114.1, 114.2) situado entre dicho primer elemento de soporte (113.1) y dicho segundo elemento de soporte (113.2)

- dicho elemento intermedio (114.1, 114.2) comprende un elemento de amortiguación (114.3),

- cooperando dicho elemento de amortiguación (114.3) con dicha barra de torsión (112.1) para amortiguar las vibraciones de flexión de dicha barra de torsión (112.1) alrededor de un eje de flexión que discurre transversalmente con respecto a dicho eje de barra de torsión (112.6).

Unidad de vehículo ferroviario con soporte de rodamiento Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a una unidad de vehículo ferroviario, que comprende un primer componente de vehículo, un segundo componente de vehículo y un dispositivo de soporte de rodamiento que contrarresta el movimiento rodante entre el primer componente de vehículo y el segundo componente de vehículo alrededor de un eje de rodamiento. El dispositivo de soporte de rodamiento comprende una barra de torsión, un primer brazo de torsión y un segundo brazo de torsión. El primer brazo de torsión está rígidamente conectado de forma rotativa a una primera sección terminal de la barra de torsión y está articulado con el primer componente de vehículo, mientras que el segundo brazo de torsión está rígidamente conectado de forma rotativa a una segunda sección terminal de la barra de torsión y está articulado también con el primer componente de vehículo. Así mismo, la barra de torsión está montada de forma pivotante sobre el segundo componente de vehículo por medio de un primer elemento de soporte y de un segundo elemento de soporte, estando el primer elemento de soporte y el segundo elemento de soporte separados entre sí por una distancia de soporte a lo largo de un eje de la barra de torsión longitudinal de la barra de torsión. La presente invención se refiere además a un vehículo ferroviario que comprende dicho tren de rodamiento.

En los modernos vehículos ferroviarios, dichos dispositivos de soporte de rodamiento son utilizados para mejorar la estabilidad de rodamiento del vehículo ferroviario impidiendo el movimiento de rodamiento excesivo alrededor de un eje de rodamiento (que se extiende típicamente sustancialmente en paralelo con el eje geométrico longitudinal del vehículo) entre componentes del tren de rodamiento (por ejemplo, entre los conjuntos de ruedas y el bastidor del tren de rodamiento soportado sobre el mismo) o entre el tren de rodamiento y la carrocería de vagón soportada sobre el mismo, como se conoce, por ejemplo, a partir de la técnica anterior más próxima.

Los documentos EP 1 075 407 B1 (Klopfer et al.), EP 1 915 283 A1 (Brundlsch et al.), EP 0388 999 A2 (Harsy), EP 0 397 291 A1 (Ketzer) y GB 471,083 A.

En los modernos vehículos ferroviarios, en particular, en los vehículos ferroviarios modernos de alta velocidad (adaptados para su operación a velocidades operativas nominales por encima de 200 km/h o más) con la necesidad constante de mejorar la estabilidad de rodamiento y la comodidad de los pasajeros, el comportamiento vibratorio cada vez resulta más importante. En este contexto, las barras de torsión comparativamente largas de los dispositivos de soporte sobradamente conocidos pueden ser la fuente de una vibración considerable derivada de modos de flexión específicos de la barra de torsión en excitaciones específicas durante la operación del vehículo ferroviaria. Así mismo, las exigencias del espacio, en particular, dentro del tren de rodamiento resultan cada vez más estrictas debido al número creciente de componentes que deben ser situados en el área de los modernos trenes de rodamiento lo que conduce a problemas Incrementados de colocación de los componentes y, en particular, en la habilitación de una cantidad suficiente de espacio libre para el movimiento de los brazos de torsión del dispositivo de soporte de rodamiento.

Sumario de la invención

Es por tanto un objeto de la presente invención proporcionar una unidad de vehículo ferroviario según lo esbozado anteriormente que, al menos hasta cierto punto, resuelva los Inconvenientes expuestos. Es un objetivo adicional de la presente invención proporcionar una unidad de vehículo ferroviario que proporcione unas propiedades dinámicas mejoradas en una configuración global de ahorro de espacio.

Los objetos expuestos se consiguen mediante una unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 mediante los elementos característicos de la parte caracterizadora de la reivindicación 1.

La presente invención se basa en la enseñanza técnica de que la mejora del comportamiento dinámico del tren de rodamiento, en particular, a altas velocidades, se puede conseguir con una configuración global de ahorro de espacio si el al menos un elemento intermedio situado entre medias de los elementos de soporte está cooperando con la barra de torsión. Este elemento intermedio, por ejemplo, puede servir como soporte adicional o como amortiguador que modifique los modos vibratorios de flexión de la barra de torsión. Esto permite Incrementar la longitud de la barra de torsión mejorando no obstante al mismo tiempo su comportamiento vibratorio en particular a altas velocidades. Una longitud incrementada de la barra de torsión, por otro lado, ofrece la oportunidad de colocar los brazos de torsión (en la dirección transversal del vehículo) más lejos hacia el lado exterior del tren de rodamiento donde el espacio libre necesario para su movimiento se encuentra más fácilmente disponible que en un área más central del tren de rodamiento.

Por tanto, de acuerdo con un aspecto, la presente invención se refiere a una unidad de vehículo ferroviario que comprende un primer componente de vehículo, un segundo componente de vehículo, y un dispositivo de soporte de rodamiento, contrarrestando el dispositivo de soporte de rodamiento el movimiento de rodamiento entre el primer componente de vehículo y el segundo componente de vehículo alrededor de un eje de rodamiento. El dispositivo de soporte de rodamiento comprende una barra de torsión, un primer brazo de torsión y un segundo brazo de torsión, estando el primer brazo de torsión conectado rígidamente de forma rotativa a una primera sección terminal de la

barra de torsión y estando articulado con el primer componente de vehículo, estando el segundo brazo de torsión conectado rígidamente de forma rotativa con una segunda sección terminal de la barra de torsión y estando articulado con el primer componente de vehículo. La barra de torsión está montada de forma pivotante sobre el segundo componente de vehículo por medio de un primer elemento de soporte y de un segundo elemento de soporte, estando el primer elemento de soporte y el segundo elemento de soporte separados entre sí por una distancia de soporte a lo largo de un eje geométrico de barra de torsión longitudinal de la barra de torsión. Así mismo, al menos se dispone un elemento intermedio, estando el elemento intermedio conectado al segundo componente de vehículo y cooperando con la barra de torsión, estando situado además el elemento intermedio entre el primer elemento de soporte y el segundo de soporte.

El elemento intermedio puede ser un elemento de soporte adicional sustancialmente rígido que soporte y, en particular, guíe la barra de torsión de una manera sustancialmente rígida en una dirección transversal con respecto al eje de la barra de torsión. De acuerdo con la invención, el elemento de soporte comprende un elemento de amortiguación, cooperando el elemento de amortiguación con la barra de torsión para amortiguar las vibraciones de flexión de la barra de torsión alrededor de un eje de flexión que discurre transversalmente con respecto al eje de la barra de torsión. Esta solución ofrece el efecto ventajoso de que no solo los modos vibratorios de flexión de la barra de torsión son modificados de manera favorable, sino que también se consigue la amortiguación de las vibraciones de una manera muy sencilla.

El elemento de amortiguación puede, en principio, ser de cualquier diseño apropiado que proporcione las propiedades de amortiguación deseadas. De modo preferente, el elemento de amortiguación comprende un elemento polimérico proporcionando con ello unas propiedades de amortiguación satisfactorias consiguiendo al mismo tiempo una duración suficiente. En general, cualquier polímero que proporcione la amortiguación apropiada y las propiedades de duración puede ser utilizado. De modo preferente, el elemento polimérico está fabricado en un polímero fácilmente comprimible, proporcionando con ello unas propiedades satisfactorias de absorción de la energía de las vibraciones.

En formas de realización preferentes de la invención el polímero comprimible, tras su compresión en una dirección de compresión, muestra una elongación relativa en una dirección transversal con respecto a la dirección de compresión de menos de un 1%, de modo preferente de menos de un 5%, de un modo más preferente sustancialmente de un 0%. Dicho material tiene la ventaja de que el elemento de amortiguación durante su operación mantiene en gran medida su forma exterior que se sitúa en contacto con su soporte de forma que, si es que se produce... [Seguir leyendo]

1.- Una unidad de vehículo ferroviario, que comprende:

- un primer componente de vehículo (104),

- un segundo componente de vehículo (111) y

- un dispositivo de soporte de rodamiento (112);

- contrarrestando dicho dispositivo de rodamiento (112) el movimiento de rodamiento entre dicho primer componente de vehículo (104) y dicho segundo componente de vehículo (111) alrededor de un eje de rodamiento;

- comprendiendo dicho dispositivo de soporte de rodamiento (112) una barra de torsión (112.1), un primer brazo de torsión (112.2) y un segundo brazo de torsión (112.3);

- estando dicho primer brazo de torsión (112.2) rígidamente conectado de manera rotativa a una primera sección terminal de dicha barra de torsión (112.1) y estando articulado con dicho primer componente de vehículo (104);

- estando dicho segundo brazo de torsión (112.3) conectado rígidamente de manera rotativa a una segunda sección terminal de dicha barra de torsión (112.1) y estando articulado con dicho primer componente de vehículo (104);

- estando dicha barra de torsión (112.1) montada de forma pivotante a dicho segundo componente de vehículo (111) por medio de un primer elemento de soporte (113.1) y de un segundo elemento de soporte (113.2), estando dicho primer elemento de soporte (113.1) y dicho segundo elemento de soporte (113.2) separados mutuamente por una distancia a lo largo de un eje de la barra de torsión longitudinal (112.6) de dicha barra de torsión (112.1);

caracterizada porque

- al menos se dispone un elemento intermedio (114.1, 114.2);

- estando dicho elemento intermedio (114.1, 114.2) conectado a dicho segundo componente de vehículo (111) y cooperando con dicha barra de torsión (112.1);

- estando dicho elemento intermedio (114.1, 114.2) situado entre dicho primer elemento de soporte (113.1) y dicho segundo elemento de soporte (113.2)

- dicho elemento intermedio (114.1, 114.2) comprende un elemento de amortiguación (114.3),

- cooperando dicho elemento de amortiguación (114.3) con dicha barra de torsión (112.1) para amortiguar las vibraciones de flexión de dicha barra de torsión (112.1) alrededor de un eje de flexión que discurre transversalmente con respecto a dicho eje de barra de torsión (112.6).

2.- La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con la reivindicación 1, en la que

- dicho elemento de amortiguación (114.3) comprende un elemento polimérico;

- estando fabricado dicho elemento polimérico, en particular, de un polímero comprimible, en particular, un elastómero de poliuretano celular,

- mostrando dicho polímero comprimible, en particular, tras la compresión en una dirección de compresión, una elongación relativa en una dirección transversal con respecto a dicha dirección de compresión inferior a un 10%, de modo preferente interior a un 5%, de modo más preferente sustancialmente de un 0%.

3.- La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, en la que dicho elemento de amortiguación (114.3) está adaptado para ser eficaz a una frecuencia de dichas vibraciones de flexión por encima de 1 Hz, de modo preferente de 1 Hz a 15 Hz, de modo más preferente de 3 Hz a 10 Hz.

4.- La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que

- dicho elemento intermedio (114.1, 114.2) comprende un elemento de sujeción (114.4) y un elemento de casquillo (114.3);

- estando dicho elemento de sujeción (114.4) conectado a dicho segundo componente de vehículo (111);

- rodeando dicho elemento de casquillo (114.3) dicha barra de torsión (112.1) y quedando sujeto, en su circunferencia exterior, dentro de un receptáculo de dicho elemento de sujeción (114.4);

- situándose dicho elemento de casquillo (114.3), en particular, sometido a preesfuerzo compresor en un estado no cargado de dicho dispositivo de soporte de rodamiento (112).

5 - La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que

- dicha barra de torsión (112.1), en una configuración de referencia durante un estado operativo de dicha unidad de vehículo ferroviario, presenta un modo de vibración de flexión que muestra al menos un máximo relativo de deflexión a la flexión en un punto máximo de flexión;

- estando dicho elemento intermedio (114.1, 114.2) a lo largo de dicho eje de barra de torsión (112.6) situado a una distancia de dicho punto máximo de flexión que es inferior a un 10% de dicha distancia de soporte, de modo preferente inferior a un 5% de dicha distancia de soporte, de modo más preferente de un 3% a un 0% de dicha distancia de soporte;

- siendo dicha configuración del estado de referencia, una configuración en la que, omitiendo dicho al menos un elemento intermedio (114.1, 114.2), dicha barra de torsión (112.1) está exclusivamente conectada a dicho segundo componente de vehículo (111) por medio de dicho primer elemento de soporte (113.1) y dicho segundo elemento de soporte (113.2);

- siendo dicho estado operativo de dicha unidad de vehículo ferroviario, en particular, un estado en el que dicha unidad de vehículo ferroviario es operada en su velocidad operativa nominal.

6.- La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con la reivindicación 5, en la que dicho elemento intermedio (114.1, 114.2) está adaptado para proporcionar, en comparación con dicha configuración de referencia, una reducción de una amplitud máxima de dichas vibraciones de flexión en al menos un 80%, de modo preferente en al menos un 90%, de modo más preferente en al menos un 95%.

7.- La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que

- están dispuestos dos elementos intermedios (114.1, 114.2);

- estando cada uno de dichos elementos intermedios (114.1, 114.2) situado, a lo largo de dicho eje de barra de torsión (112.6) a una distancia del elemento intermedio desde el respectivo más próximo de dicho primer elemento de soporte (113.1) y dicho segundo elemento de soporte (113.2),

- siendo la distancia de dicho elemento intermedio (114.1, 114.2) de un 25% a un 45% de dicha distancia de soporte, de modo preferente de un 30% a un 40% de dicha distancia de soporte, de modo más preferente de un 33% a un 37% de dicha distancia de soporte.

8 - La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que

- comprende un tren de rodamiento (102);

- siendo dicho primer componente de vehículo, en particular, un bastidor de tren de rodamiento (104) de dicho tren de rodamiento;

- siendo dicho segundo componente de vehículo, en particular, un travesero (111) o una carrocería de vagón soportada sobre dicho bastidor de tren de rodamiento (104) por medio de un dispositivo de resorte secundario (106).

9.- La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con la reivindicación 8, en la que

- dicho segundo componente de vehículo es un travesero (111) que se extiende en dirección transversal con respecto a dicha unidad de vehículo ferroviario;

- estando situado dicho primer elemento de soporte (113.1) y dicho segundo elemento de soporte (113.2) en la región de los extremos transversalmente opuestos de dicho travesero (111).

10.- La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que

- comprende una unidad de rueda (103) que define un ancho de vía;

- siendo dicha distancia de soporte al menos un 120% de dicho ancho de vía, de modo preferente de al menos un 150% de dicho ancho de vía, de modo más preferente de un 160% a un 180% de dicho ancho de vía.

11- La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que está adaptada para una velocidad operativa nominal superior a 250 km/h, de modo preferente superior a 300 km/h, de modo más preferente superior a 350 km/h.

12.- Un vehículo ferroviario con una unidad de vehículo ferroviario (102) de acuerdo con una cualquiera de las 5 reivindicaciones 1 a 11.