ES2218634T3 - Disposicion de amortiguadores de vibraciones hidraulicos. - Google Patents
Disposicion de amortiguadores de vibraciones hidraulicos.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN CONJUNTO AMORTIGUADOR DE VIBRACIONES HIDRAULICO CON POR LO MENOS DOS AMORTIGUADORES DE VIBRACIONES (2) PARALELOS, ESPECIALMENTE PARA UN BOGIE (3) DE UN VEHICULO FERROVIARIO, EN DONDE LOS ESPACIOS DE TRABAJO (4A, 4B) DE POR LO MENOS UN AMORTIGUADOR DE VIBRACIONES (2) A UN LADO DEL EJE LONGITUDINAL (8) DEL BOGIE (3) ESTAN CONECTADOS HIDRAULICAMENTE CON LOS ESPACIOS DE TRABAJO (4A, 4B) DE COMO MINIMO OTRO AMORTIGUADOR DE VIBRACIONES (2) AL OTRO LADO DEL EJE LONGITUDINAL (8) DEL BOGIE (3) DE FORMA QUE, SI SE PRODUCEN VIBRACIONES PARALELAS EN EL BOGIE (3), TIENE LUGAR UN INTERCAMBIO SIN PRESION DE MEDIOS AMORTIGUANTES ENTRE LOS ESPACIOS DE TRABAJO (4A, 4B) Y QUE, PARA LOGRAR UN EFECTO AMORTIGUADOR SI SE PRODUCEN VIBRACIONES DE TORSION, LOS ESPACIOS DE TRABAJO QUE SE COMPRIMEN ESTAN CONECTADOS CON LOS CORRESPONDIENTES ESPACIOS DE TRABAJO QUE SE EXPANDEN (4A, 4B).
Description
Disposición de amortiguadores de vibraciones
hidráulicos.
La invención se refiere a un bogie de un vehículo
ferroviario con una disposición de amortiguadores de vibraciones
hidráulicos que comprende al menos dos amortiguadores de vibraciones
dispuestos en paralelo, en donde cada amortiguador de vibraciones
presenta un cilindro de trabajo lleno de un medio de amortiguación y
un pistón de trabajo fijado a un vástago de pistón, en donde las
cámaras de trabajo de al menos un amortiguador de vibraciones
dispuesto a un lado del eje longitudinal del bogie está unidas
hidráulicamente con las cámaras de trabajo de al menos otro
amortiguador de vibraciones dispuesto al otro lado del eje
longitudinal del bogie, y en donde, para lograr una amortiguación en
el caso de vibraciones de torsión, las respectivas cámaras de
trabajo en compresión y las respectivas cámaras de trabajo en
expansión están unidas unas con otras.
Se conocen ya disposiciones de amortiguadores de
vibraciones de esta clase (DE-AS 24 10 166) en las
que cada amortiguador de vibraciones contiene un pistón de trabajo
que es desplazable desde fuera en un cilindro de trabajo lleno de
aceite y que establece una separación entre una cámara de trabajo
del lado de la tapa y una cámara de trabajo del lado del fondo. Las
cámaras de trabajo de ambos amortiguadores de vibraciones están
unidas hidráulicamente en cruz una con otra por medio de tuberías.
Dado que los vástagos de pistón están dispuestos de manera que se
extienden a través de todo el cilindro de trabajo, se ha de
considerar como una desventaja la gran longitud de construcción
axial de los amortiguadores de vibraciones, porque en la mayoría de
los vehículos ferroviarios actuales no está ya disponible el espacio
necesario para esto. Por este motivo, la gran longitud de
construcción es el resultado del guiado del vástago de pistón en
cada lado frontal del cilindro de trabajo, ya que, debido al segundo
guiado, el vástago de pistón tiene que realizar dos veces la carrera
necesaria. Además, es desventajoso el hecho de que el pistón de
trabajo presenta válvulas de retención para una dirección de
compresión y realiza una fuerza de amortiguación para la dirección
de tracción contraria, poniéndose en circulación grandes cantidades
del medio amortiguador, ya que estas tienen que recorrer toda la
unión hidráulica en la dirección de actuación de la válvula de
retención.
Además, se conocen dispositivos de
estabilización, especialmente para amortiguar los movimientos de
balanceo de vehículos ferroviarios (por ejemplo,
DE-AS 11 76 693), en los que la amortiguación se
realiza por medio de dos amortiguadores telescópicos hidráulicos que
están dispuestos cada uno en cada lado del vehículo y cuyas cámaras
de trabajo exteriores del lado de la tapa del cilindro e interiores
del lado del fondo del cilindro, separadas una de otra por el
pistón, están unidas una con otra en cruz por medio de tuberías. Un
sistema de estabilización de esta clase deberá absorber puntas de
presión a través de un cojín de gas. Debido al empleo de cojines de
gas, un sistema de esta clase se queda sin función en su aplicación
como inhibidor de torsión, ya que el cojín de gas se puede comprimir
(suspensión elástica), de modo que no se pueden degradar así
vibraciones que se produzcan en la dirección longitudinal de un
bogie.
Un bogie de un vehículo ferroviario con una
disposición de amortiguadores de vibraciones según el preámbulo de
la reivindicación 1 es conocido por el documento DE 23 15 427 A.
El cometido de la invención consiste en crear una
disposición de amortiguadores de vibraciones, especialmente para
vehículos ferroviarios, en la que se puedan lograr una reducción de
la longitud de construcción y un desacoplamiento de vibraciones en
la dirección del eje longitudinal incluso empleando amortiguaciones
de vibraciones de tipo sustancialmente estándar.
Para resolver este problema, se ha previsto según
la invención que la unión hidráulica del amortiguador de vibraciones
esté conectada de tal manera que, en el caso de vibraciones en
paralelo en el bogie, se efectúa un intercambio sin presión de medio
de amortiguación entre las cámaras de trabajo y el alojamiento del
volumen del vástago de pistón al penetrar en una cámara de
compensación del respectivo amortiguador de vibraciones, estando
entonces los amortiguadores de vibraciones construidos como
amortiguadores de doble tubo con un vástago de pistón que sale del
cilindro de trabajo por un extremo y con una cámara de compensación
unida a través de válvulas en el fondo, estando unidas
hidráulicamente las cámaras de compensación de al menos un
amortiguador de vibraciones dispuesto a un lado del eje longitudinal
del bogie con un amortiguador de vibraciones montado en el lado
opuesto.
En esta ejecución es ventajoso el hecho de que,
en el caso de vibraciones en paralelo, es decir, un movimiento
paralelo del bogie con relación a la caja del vagón, no se establece
una fuerza de amortiguación en los amortiguadores de vibraciones,
sino que tiene lugar un intercambio sin presión del medio de
amortiguación entre las cámaras de trabajo. En esta ejecución una
cámara de trabajo en expansión está unida siempre con una cámara de
trabajo en compresión.
Es ventajoso que se logre una corta longitud de
construcción y que se conserve una fuerza de amortiguación
correspondiente, de modo que, en caso de que se empleen
amortiguadores de doble tubo como amortiguadores horizontales con
válvula de fondo, no sea necesario un dispositivo adicional para
recoger cantidades diferenciales de aceite, presentándose las
cantidades diferenciales de aceite en los casos en que el vástago de
pistón penetra en la cámara de trabajo y desaloja un volumen
correspondiente. Además, se limita la longitud de construcción del
amortiguador de vibraciones, ya que en un amortiguador de doble tubo
tiene que estar disponible solamente una única longitud de
carrera.
En el caso de vibraciones de torsión, es decir,
en el caso de movimientos del bogie con relación a la caja del
vagón, es ventajoso que cada dos cámaras de trabajo en compresión y
cada dos cámaras de trabajo en expansión estén unidas entre sí. Se
tiene entonces un mismo nivel de presión sobre superficies de
trabajo iguales de los respectivos amortiguadores de vibraciones
dispuestos a la izquierda y la derecha del centro del vagón, de modo
que se ajusta una fuerza de amortiguación simétrica en el respectivo
amortiguador de vibraciones a ambos lados del bogie. Se obtiene el
mismo efecto para un movimiento de giro contrario del bogie con
relación a la caja del vagón.
Según otra ejecución importante, se ha previsto
que los amortiguadores de vibraciones estén montados diametralmente
enfrente uno de otro y que la fijación del vástago de pistón a una
caja de vagón unida con el bogie se efectúe en paralelo con el punto
de giro y aproximadamente en ángulo recto con el eje longitudinal de
la caja del vagón, mientras que la fijación de los amortiguadores de
vibraciones a través de sus fondos con el bogie está prevista de
modo que quede dirigida en cada caso en sentido contrario al punto
de giro, y que la unión hidráulica esté prevista en cada caso entre
las cámaras de trabajo del lado del vástago de pistón y las cámaras
de trabajo del lado del fondo. En esta disposición es ventajoso el
hecho de que, en el caso de vibraciones en paralelo, los pistones de
trabajo del amortiguador de vibraciones se mueven cada uno de ellos
en la misma dirección longitudinal y se comprime así la cámara de
trabajo de un lado dispuesta por la parte del vástago de pistón,
mientras que se expande la cámara de trabajo del lado del pistón
dispuesta en el lado contrario del vehículo. En las cámaras de
trabajo del lado del fondo el comportamiento es en principio el
mismo, de modo que no se establece ninguna fuerza de amortiguación.
Sin embargo, esto se altera cuando el bogie realiza un movimiento de
giro en torno a un punto de giro con relación a la caja del
vagón.
Otra forma de ejecución importante prevé que, en
caso de que los amortiguadores de vibraciones se dispongan siempre
en el mismo lado, referido a una línea imaginaria que pasa por el
punto de giro en ángulo recto con el eje longitudinal, la unión
hidráulica discurra siempre entre una cámara de trabajo del lado del
vástago de pistón y una cámara de trabajo del lado del fondo. Para
lograr con esta disposición las mismas ventajas, es decir, ausencia
de amortiguación en el caso de vibraciones en paralelo, y lograr una
amortiguación en el caso de movimientos de lazo del bogie, es decir,
en el caso de movimientos de giro, las dos cámaras de trabajo se
construyen en cruz en una disposición de esta clase. Es decir, que
cada vez una cámara de trabajo del lado del vástago de pistón está
unida con una cámara de trabajo del lado del fondo del amortiguador
de vibraciones contiguo.
En los dibujos se han representado
esquemáticamente ejemplos de ejecución preferidos de la
invención.
Muestra:
La Figura 1, una forma de ejecución en la que los
amortiguadores de vibraciones están dispuestos diametralmente uno
enfrente de otro;
la Figura 2, la disposición representada en la
Figura 1, pero con un total de cuatro amortiguadores de vibraciones
dispuestos en posiciones respectivas diametralmente enfrentadas;
y
la Figura 3, una ejecución con cuatro
amortiguadores de vibraciones, en la que cada dos amortiguadores de
vibraciones están dispuestos a un lado del punto de giro y otros dos
amortiguadores de vibraciones están dispuestos al otro lado del
punto de giro.
En la Figura 1 puede apreciarse esquemáticamente
una disposición de amortiguadores de vibraciones hidráulicos, en la
que sustancialmente un bogie 3 está unido con ruedas 14 a través de
ejes. Estas ruedas se pueden mover de manera correspondiente sobre
carriles 15. Sobre el bogie 3 está montada la caja 6 del vagón,
estando representada esta caja 6 de forma fuertemente esquematizada.
Entre el bogie 3 y la caja 6 del vagón están montados amortiguadores
de vibraciones 2 a cada lado del vehículo ferroviario a través de
puntos de articulación correspondientes.
Los amortiguadores de vibraciones 2 están
constituidos en particular por un cilindro de trabajo 11 que se
subdivide en cámaras de trabajo individuales 4 por medio de un
pistón de trabajo fijado a un vástago de pistón 5. El vástago de
pistón 5 se proyecta hacia fuera del cilindro de trabajo 11,
mientras que en el lado opuesto, en el fondo 9 del amortiguador de
vibraciones 2, están previstas válvulas 12 para unir una de las
cámaras de trabajo con una cámara de compensación 13.
Las cámaras de trabajo 4a del respectivo
amortiguador de vibraciones dispuestas por el lado del vástago de
pistón están unidas una con otra a través de una unión hidráulica
1a. Las cámaras de trabajo 4b del lado del fondo del respectivo
amortiguador de vibraciones 2 emplean la unión hidráulica 1b,
mientras que las cámaras de compensación 13 producen una
compensación del medio de amortiguación a través de la unión
hidráulica 1c.
El pistón de trabajo 16 del respectivo
amortiguador de vibraciones 2 posee válvulas de amortiguación
correspondientes tanto para la etapa de tracción como para la etapa
de compresión.
Dado que los amortiguadores de vibraciones 2
están dispuestos en posiciones diametralmente enfrentadas con
respecto al punto de giro 7, se efectúa, al presentarse vibraciones
paralelas al eje longitudinal 8, una compensación del medio de
amortiguación de las dos cámaras de trabajo 4a y 4b, sin que se
establezca entonces una acción de amortiguación. La cámara de
trabajo 4 en fase de compresión impulsa al medio de amortiguación
hacia una cámara de trabajo en expansión, de modo que no entran en
acción las válvulas de amortiguación 16 del pistón de trabajo. Al
producirse movimientos de giro en torno al punto de giro 7 del bogie
3 con respecto a la caja 6 del vagón, la línea 10 desplaza desde el
ángulo recto con respecto al eje longitudinal 8, de modo que
entonces cada dos cámaras de trabajo en compresión y cada dos
cámaras de trabajo 4 en expansión cooperan a través de las uniones
hidráulicas 1. En este caso, el medio de amortiguación tiene que ser
desalojado y amortiguado a través de las válvulas en el pistón de
trabajo 16. Por consiguiente, se desacoplan de la amortiguación las
vibraciones en la dirección del eje longitudinal 8 de la caja 6 del
vagón, mientras que se amortiguan y, por tanto, se eliminan los
movimientos de lazo, es decir, movimientos de giro en torno al punto
de giro 7.
En la Figura 2 se ha representado
esquemáticamente el principio de la Figura 1. Corresponde al
ejemplo de la Figura 1, con la diferencia de que están previstos un
total de cuatro amortiguadores de vibraciones 2, estando los
amortiguadores de vibración 2a y 2d, así como 2b y 2c unidos entre
sí a través de uniones hidráulicas 1.
La misma función de amortiguación y
desacoplamiento se logra con una disposición según la Figura 3, en
la que ambos amortiguadores de vibraciones están dispuestos en el
mismo lado del punto de giro. Sin embargo, en este ejemplo de
ejecución una cámara de trabajo 4a del lado del vástago de pistón
tiene que unirse cada vez con una cámara de trabajo 4b del lado del
fondo, para que, en el caso de vibraciones en paralelo, una cámara
de trabajo en compresión este unida con una cámara de trabajo en
expansión sin creación de una fuerza de amortiguación. Por el
contrario, en caso de vibraciones de torsión se comprime y se
expande, respectivamente, una cámara de trabajo 4a y la cámara de
trabajo opuesta 4b, de modo que se crea la amortiguación a través de
las válvulas de amortiguación del pistón de trabajo 16.
1 Unión hidráulica
2 Amortiguador de vibraciones
3 Bogie
4 Cámara de trabajo
5 Vástago de pistón
6 Caja de vagón
7 Punto de giro
8 Eje longitudinal
9 Fondo
10 Línea
11 Cilindro de trabajo
12 Válvulas en el fondo
13 Cámara de compensación
14 Ruedas
15 Carriles
16 Pistón de trabajo
Claims (3)
1. Bogie de un vehículo ferroviario con una
disposición de amortiguadores de vibraciones hidráulicos que
comprende al menos dos amortiguadores de vibraciones (2) dispuestos
en paralelo, en donde cada amortiguador de vibraciones (2) presenta
un cilindro de trabajo (11) lleno de un medio de amortiguación y un
pistón de trabajo (16) fijado a un vástago de pistón (5), en donde
las cámaras de trabajo de al menos un amortiguador de vibraciones
(2) dispuesto a un lado del eje longitudinal (8) del bogie (3) están
unidas hidráulicamente con las cámaras de trabajo (4) de al menos
otro amortiguador de vibraciones (2) dispuesto al otro lado del eje
longitudinal (8) del bogie, y en donde, para lograr una
amortiguación de vibraciones de torsión, las respectivas cámaras de
trabajo (4) en compresión y las respectivas cámaras de trabajo (4)
en expansión están unidas una con otra, caracterizado porque
la unión hidráulica (1) de los amortiguadores de vibraciones (2)
está conectada de tal manera que, al producirse vibraciones en
paralelo en el bogie (3), se efectúa un intercambio sin presión de
medio de amortiguación entre las cámaras de trabajo (4) y los
amortiguadores de vibraciones (2) están construidos entonces como
amortiguadores de doble tubo con vástago de pistón (5) que sale del
cilindro de trabajo (11) por un lado y con una cámara de
compensación (13) unida a través de válvulas (12) dispuestas en el
fondo (9), estando unidas hidráulicamente las cámaras de
compensación (13) de al menos un amortiguador de vibraciones (2)
dispuesto a un lado del eje longitudinal (8) del bogie (3) con un
amortiguador de vibraciones (2) montado en el lado opuesto, con lo
cual se puede efectuar el alojamiento del volumen del vástago de
pistón que penetra en la cámara de compensación (13) del respectivo
amortiguador de vibraciones.
2. Bogie de amortiguadores de vibraciones según
la reivindicación 1, caracterizado porque los amortiguadores
de vibraciones (2) están dispuestos diametralmente enfrente uno de
otro y porque la fijación del vástago de pistón (5) a una caja de
vagón (6) unida con el bogie (3) se efectúa paralelamente al punto
de giro (7) y aproximadamente en ángulo recto con el eje
longitudinal (8) de la caja (6) del vagón, mientras que la fijación
del amortiguador de vibraciones (2) a través de sus fondos (9) con
el bogie (3) está prevista de manera que queda dirigida siempre en
sentido contrario al punto de giro (7), y porque la unión hidráulica
(1) está prevista siempre entre las cámaras de trabajo (4a) del lado
del vástago de pistón y las cámaras de trabajo (4b) del lado del
fondo.
3. Bogie de amortiguadores de vibración según la
reivindicación 1, caracterizado porque en caso de que se
dispongan todos los amortiguadores de vibraciones (2) en el mismo
lado, referido a una línea imaginaria (10) que pasa por el punto de
giro (7) en ángulo recto con el eje longitudinal (8), la unión
hidráulica (1) discurre siempre entre una cámara de trabajo (4a) del
lado del vástago de pistón y una cámara de trabajo (4b) del lado del
fondo.
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