ES2198596T3 - Dispositivo de soporte de una caja de engrase para bogie. - Google Patents

Dispositivo de soporte de una caja de engrase para bogie.

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ES2198596T3 ES97944166T ES97944166T ES2198596T3 ES 2198596 T3 ES2198596 T3 ES 2198596T3 ES 97944166 T ES97944166 T ES 97944166T ES 97944166 T ES97944166 T ES 97944166T ES 2198596 T3 ES2198596 T3 ES 2198596T3
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Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN DISPOSITIVO PARA EL SOPORTE DE LA CAJA DE EJES DE UN CARRETON CON BOGIES PARA VAGONES DE FERROCARRIL, QUE PERMITE QUE, AL ACOMETER UNA CURVA, LOS EJES DE LAS RUEDAS RESPECTIVAS SE DESPLACEN GIRANDO HACIA EL CENTRO DE AQUELLA. MONTADO ENTRE EL BASTIDOR DEL CARRETON CON BOGIES (1) Y UNA CAJA DE EJES (5), HACIENDO DE MIEMBRO CONECTOR, SE ENCUENTRA UN CUERPO DE RESORTE DE CAUCHO LAMINADO (10), QUE INCLUYE COMO SUPERFICIE GUIA, UNA PARTE DE LA SUPERFICIE CURVA DE UN CILINDRO VERTICAL (A) CON CENTRO EN EL CENTRO (O) DE GRAVEDAD DE UN EJE (4).

Description

Dispositivo de soporte de una caja de engrase para bogie.
La presente invención se refiere a un sistema de suspensión de una caja de engrase para bogies según el preámbulo de la reivindicación 1.
Un vehículo ferroviario convencional está diseñado de manera que cada par de ruedas izquierdas y derechas están fijadas a un eje correspondiente a fin de girar a igual velocidad rotativa. Además, en un vehículo ferroviario convencional se incluyen pendientes llamadas "superficies de rodadura" en zonas de contacto entre las ruedas y los raíles de modo que, cuando las ruedas discurren por zonas curvadas de los raíles, un eje correspondiente se desplaza hacia el exterior de la curva por la acción de la fuerza centrífuga, o similar, con el objetivo de producir de esta manera una diferencia entre los radios de giro de las ruedas internas y las ruedas externas para suprimir el deslizamiento de las ruedas internas y externas sobre los raíles y proporcionar una correcta alineación. Además, en caso de una curva cerrada en la línea ferroviaria, se proporciona un aumento de la distancia entre las vías ferroviarias denominado "holgura", con objeto de incrementar de forma importante la diferencia entre los radios de giro de las ruedas internas y externas. Así, según se ha descrito anteriormente, las ruedas poseen per se unas propiedades de auto-dirección. No obstante, un bogie convencional se caracteriza por el hecho de que se proporciona un sistema de suspensión de una caja de engrase con rigidez longitudinal entre el bastidor del bogie y la caja de engrase con el objetivo de prevenir la oscilación que puede producirse en un momento de alta velocidad sobre un tramo en línea recta. Además, según el mecanismo, los extremos opuestos del eje están elásticamente fijados al bastidor del bogie. Como resultado, en los casos en que los respectivos ejes deben dirigirse hacia el centro de la curva y cuando los ejes pasan la curva en las vías ferroviarias, se requiere una fuerza que excede la fuerza elástica de suspensión. Por consiguiente, se utiliza un mecanismo para conectar los ejes y el bastidor del bogie mediante uniones, por ejemplo, como en la invención descrita en el documento JP-A-5-77730.
No obstante, estos dispositivos tienen una estructura más complicada que supone un aumento de peso, de los costes de producción y de los costes de mantenimiento en comparación con los bogies habituales. Por consiguiente, estos sistemas sólo se utilizan para un propósito limitado en caso de trenes expresos especiales como los coches con motores de ferrocarril JR Hokkaido 283, o similares, que requieren un funcionamiento de alta velocidad.
El documento GB-A-2 023 523 expone una suspensión de vehículo, donde un eje está soportado a cada extremo por medio de una caja de engrase y elementos de muelle que actúan entre cada caja de engrase y un vehículo rígido asociado.
Los elementos de muelle poseen un centro de muelle eficaz que actúa en un punto situado entre el centro del eje y la respectiva caja de engrase, para reducir el radio de operación de la suspensión en condiciones de oscilación comparadas con las suspensiones convencionales en las que el centro de muelle eficaz actúa en la caja de engrase.
De ese modo se reduce la rigidez de oscilación de la suspensión permitiendo al eje auto-alinearse radialmente a medida que el vehículo pasa por curvas cerradas, evitando así que las ruedas patinen. Dichos elementos de muelle comprenden un par de unidades de muelle dispuestas a cada lado del eje, y cada unidad de muelle comprende capas de material elastomérico insertadas entre elementos de refuerzo.
En consecuencia, un objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de suspensión de la caja de engrase en el que el movimiento anteriormente mencionado puede realizarse prestando atención a las características de los ejes con las que se realiza un desplazamiento rotacional en un plano horizontal alrededor de los respectivos centros de gravedad de los ejes, manteniendo al mismo tiempo la distancia entre los centros de los ejes constante con respecto al bastidor del bogie en el caso en que los ejes giran hacia el centro de una curva en la vía ferroviaria.
A fin de conseguir el objetivo anterior, de acuerdo con la invención según la Reivindicación 1, se proporciona un sistema de suspensión de la caja de engrase con las características de la reivindicación 1.
De acuerdo con la invención y según la Reivindicación 2, un cuerpo de muelle en caucho laminado que incluye, como guía, una parte de un cilindro perpendicular con el centro de gravedad del eje montado como su centro está dispuesto entre el bastidor del bogie y la caja de engrase para realizar de este modo la transmisión de la fuerza tractora. Ocasionalmente, en este caso, la tensión de torsión actúa sobre una parte del muelle de eje. Puede configurarse otro cuerpo de muelle en caucho laminado formado en una sección corrugada en la dirección de giro en un plano horizontal alrededor del eje montado, a fin de insertarlo en serie al muelle de eje para evitar una deformación excesiva del muelle de eje a causa de la tensión de torsión.
De acuerdo con la invención y según la Reivindicación 3, adicionalmente está previsto un elemento que actúa como fuerza de amortiguación como un amortiguador de aceite, o similar, para evitar la resonancia provocada por hacer el eje capaz de realizar un movimiento giratorio en un plano horizontal. Se obtiene así un efecto apropiado de seguridad durante el recorrido.
De acuerdo con la invención y según la Reivindicación 4, está previsto un mecanismo para bloquear el giro en el plano horizontal alrededor del eje en caso de necesidad, por ejemplo cuando un vehículo circula en un tramo de línea recta a gran velocidad, o cuando debe realizarse de repente un freno de la banda de rodadura de la rueda o similar. Se produce así un efecto de prevención de oscilaciones, o similar.
Como se ha descrito anteriormente, según la presente invención, se proporciona una restricción de oscilaciones entre un eje y el bastidor del bogie, lo cual representa un problema en un bogie convencional, de modo que el eje montado puede girar en un plano horizontal alrededor del centro de gravedad del eje montado con respecto al bastidor del bogie para girar hacia el centro de una curva en la vía ferroviaria. Además, dicho mecanismo puede conseguirse sin la provisión adicional de ningún tipo de mecanismo especial en comparación con el sistema de suspensión aplicado a un bogie de dirección forzada y, cuando un motor de rotación que tiene un reductor de velocidad es accionado por una cantidad de desplazamiento giratorio necesario para cada eje basándose en una salida de una unidad aritmética, dicho eje puede girar hacia el centro de una curva en la vía ferroviaria.
Como se ha descrito anteriormente, según la presente invención, se proporciona una restricción de oscilaciones entre un eje y el bastidor del bogie, lo cual representa un problema en un bogie convencional, de modo que el eje montado puede girar en un plano horizontal alrededor del centro de gravedad del eje montado con respecto al bastidor del bogie para girar hacia el centro de una curva en la vía ferroviaria. Además, dicho mecanismo puede conseguirse sin la provisión adicional de ningún mecanismo especial en comparación con el bogie convencional. De esta manera, puede conseguirse un efecto óptimo en la mejora de la reducción de la presión lateral durante el paso de las ruedas por una curva en la vía ferroviaria, mejora en la prevención de la abrasión de las pestañas de las ruedas y los raíles, y mejora en la prevención del ruido chirriante de las ruedas.
Descripción breve de los dibujos
La Figura 1A muestra el estado ideal de un bogie durante su paso por una curva en la vía ferroviaria en el que el sistema de suspensión de la caja de engrase según la presente invención está unido al bogie;
La Figura 1B muestra el estado habitual de un bogie convencional durante su paso por una curva en la vía ferroviaria a poca velocidad;
La Figura 2 muestra una estructura en la que sistemas de suspensión de la caja de engrase cada uno teniendo, como una guía, una superficie curvada parcial de una superficie cilíndrica perpendicular A con el centro de gravedad del eje montado como su centro según la presente invención, están unidos a los lados opuestos de una caja de engrase, la mitad izquierda de la Figura 2 mostrando una sección del bastidor del bogie, la mitad derecha de la Figura 2 mostrando una sección de sólo una parte que forma el cuerpo de muelle en caucho laminado;
La Figura 3 muestra una estructura en la que un cuerpo de muelle en caucho laminado que tiene una parte de un cilindro como guía está instalado en el cuerpo del eje montado;
La Figura 4 es una vista frontal vista desde la dirección de la flecha IV en la Figura 2;
La Figura 5 es una vista lateral vista desde la dirección de la flecha V en la Figura 4;
La Figura 6 es una vista en perspectiva que muestra la forma de otro cuerpo de muelle en caucho laminado dispuesto en serie a un muelle de eje;
La Figura 7 muestra una estructura en la que un elemento que actúa como fuerza de amortiguación está dispuesto entre un bastidor de bogie y una caja de engrase para prevenir un posible fenómeno de resonancia provocado por el movimiento giratorio en un plano horizontal alrededor del eje montado;
La Figura 8 es una vista frontal de una sección parcial de un mecanismo de bloqueo para anular el grado de libertad en el giro en el plano horizontal alrededor del eje montado cuando un vehículo discurre sobre un tramo en línea recta de la vía ferroviaria a gran velocidad o cuando se aplica repentinamente una fuerza de freno;
La Figura 9A es una vista en planta de un diente helicoidal macho de interbloqueo que se adapta para engranar una parte del mecanismo de bloqueo que tiene un diente helicoidal hembra de la Figura 8;
La Figura 9B es una vista frontal (mitad izquierda) que contiene una sección (mitad derecha) en el caso en que una porción de la guía cilíndrica está hecha de caucho cilíndrico;
La Figura 10 es una vista en perspectiva de un mecanismo de dirección para controlar la dirección directa de la rotación de una caja de engrase con el centro de gravedad de un eje montado como su propio centro por medio de un motor de rotación provisto con un mecanismo de reducción de la velocidad y fijado a un bastidor del bogie, mostrando el caso en que el sistema de suspensión de la caja de engrase según la presente invención se aplica a un bogie de dirección forzada;
La Figura 11 es una vista en planta que muestra una estructura en la que un extremo de una caja de engrase gira en un alojamiento en un mecanismo de control de la dirección de rotación de la caja de engrase ilustrado en la Figura
\hbox{10; y}
La Figura 12 es una vista en sección parcial cortada a lo largo de la línea XII-XII de la Figura 11.
Mejor modo para la realización de la invención
Una forma de realización de la presente invención será descrita a continuación en detalle con referencia a los dibujos.
La Figura 1A muestra un estado ideal de un bogie a su paso por una curva en la vía ferroviaria en el caso en que un sistema de suspensión de la caja de engrase, según el primer aspecto de la presente invención, está unido al bogie, mientras que la Figura 1B muestra un estado habitual de un bogie convencional a su paso por una curva en la vía ferroviaria a una velocidad muy baja. Cuando un bogie entra en un tramo de curva a gran velocidad, las ruedas giran hacia el interior de la curva en la vía ferroviaria por la fuerza de reacción debido al contacto de las pestañas de la rueda con el raíl externo. Este hecho indica que la fuerza de restricción del sistema de suspensión de la caja de engrase, que actúa sobre partes de los extremos de los ejes, funciona como una fuerza que intenta mantener los dos ejes paralelos entre sí, como se muestra en la Figura 1B.
A continuación se compara el bogie según la presente invención con el bogie convencional. En el bogie convencional, la fuerza actúa sobre los dos ejes 2 para mantener los dos ejes 2 paralelos entre sí durante el paso del bogie por una curva en la vía ferroviaria, como se muestra en la Figura 1B, ya que las respectivas partes de los extremos opuestos de los ejes 2 están elásticamente acopladas con un bastidor del bogie 1. Por el contrario, en el bogie según el primer aspecto de la presente invención, un estado ideal en el que las ruedas están dispuestas a lo largo de los raíles curvados, como se muestra en la Figura 1A, se consigue con un sistema de suspensión de la caja de engrase sin provisión de ningún mecanismo especial además del sistema convencional, ya que el sistema de suspensión de la caja de engrase tiene una función que permite a cada eje montado girar horizontalmente alrededor del centro de gravedad del eje montado.
El mecanismo que permite a los ejes montados 4 girar horizontalmente según la presente invención se describe en referencia a la Figura 2. Las superficies curvadas alrededor del centro 0 de gravedad de cada eje montado 4 y que forman partes parciales de una superficie cilíndrica A perpendicular al plano del dibujo, están formadas como guías en el lado de la caja de engrase 5 y en el lado del bastidor del bogie 1. De esta manera, se garantiza el giro horizontal del eje montado 4 alrededor del centro 0 de gravedad del eje montado 4 dentro de un margen predeterminado.
Teóricamente, existe un sistema en el que las partes parciales curvadas de la superficie cilíndrica perpendicular A están formadas en un lado de la caja de engrase 5 y en un lado del bastidor del bogie 1, respectivamente, y las dos partes parciales curvadas están hechas para estar en contacto por deslizamiento. Según el segundo aspecto en la presente invención, en cada lado del eje montado, un espacio entre las dos superficies curvadas, en el lado de la caja de engrase 5 y en el lado del bastidor del bogie 1 de la Figura 2, es llenado con un cuerpo de muelle en caucho laminado 10 formado a partir de placas de metal curvadas 11 y capas de caucho curvadas 12 laminadas alternativamente como se muestra en la Figura 3. En consecuencia, el cuerpo de la caja de engrase 5' y el bastidor del bogie 1 están unidos entre sí a través del cuerpo de muelle en caucho laminado 10. Por ejemplo, cuatro tacos atornillados 7 fijados a cada una de las placas externas de metal curvadas 13 del cuerpo de muelle en caucho laminado 10 tienen partes del tornillo sobresalientes de la superficie curvada. Las partes del tornillo de los tacos 7 están insertadas en los cuatro agujeros provistos en la superficie curvada 5a del cuerpo de la caja de engrase 5' que forma una parte de la superficie cilíndrica perpendicular A anteriormente mencionada, y están sujetados con tuercas 9 de modo que, el cuerpo de muelle en caucho laminado 10 según la presente invención como se muestra en la Figura 3, está fijado en el cuerpo de la caja de engrase 5'. La placa plana 5b del cuerpo de la caja de engrase 5' está fijada a una superficie lateral de la caja de engrase 5, como resulta obvio de la Figura 2. Las partes del tornillo en los extremos de los tacos 7 que sobresalen hacia un lado opuesto al cuerpo de la caja de engrase 5' están fijadas al bogie por medio de tuercas 14 como se describirá más tarde.
El cuerpo de muelle en caucho laminado per se, que está formado de diversas maneras y que se utiliza para absorber la propagación de la vibración en el bogie, es bien conocido. No obstante, el cuerpo de muelle en caucho laminado 10 según la presente invención es bastante diferente al de la técnica precedente en lo que respecta al uso, la forma y disposición del mismo.
Generalmente, el cuerpo de muelle en caucho laminado tiene como característica que éste es menos deformable en la dirección de compresión del caucho, pero permite ser más deformado en la dirección de corte del caucho.
En consecuencia, el cuerpo de muelle en caucho laminado 10 según la presente invención no sólo tiene la característica de absorber los movimientos verticales de los enganches, puntos o similar de los raíles, y de ese modo permitir que el eje montado 4 realice un desplazamiento giratorio en un plano horizontal con respecto al bastidor del bogie 1 en el momento de paso del bogie por una curva en la vía ferroviaria, sino que también tiene la característica de la fuerza restauradora predeterminada. Adicionalmente, debido a que el cuerpo de muelle en caucho laminado 10 forma una parte de la superficie cilíndrica A, un componente de compresión en la dirección del movimiento, de la tensión que actúa en el cuerpo de muelle en caucho laminado 10, realiza una función de transmisión de la fuerza tractora con respecto a la aceleración/deceleración de un vehículo.
A continuación se describirá el funcionamiento del bogie que tiene un sistema de suspensión de la caja de engrase según la presente invención. Como se ha descrito preliminarmente en la técnica precedente, cuando un eje montado 4 con un par de ruedas 3 entra en un tramo curvado en la vía ferroviaria, el eje montado 4 está hecho para moverse hacia el exterior de la curva en la vía ferroviaria por efecto de la fuerza centrifuga para generar una diferencia entre los radios de las ruedas internas y externas correspondientemente a la superficie de rodadura de la rueda. En consecuencia, la rueda externa avanza hacia adelante relativamente, de modo que el eje montado 4 puede desplazarse suavemente sobre el tramo curvado sin riesgo de un deslizamiento excesivo de las ruedas 3 sobre los raíles. El sistema de suspensión de la caja de engrase según la presente invención tiene como función facilitar este desplazamiento. La Figura IA muestra este estado. Resulta obvio a partir de la Figura IA que el eje montado 4 debe girar horizontalmente con respecto al bastidor del bogie 1 y que la fuerza de restricción del eje 2 hacia la dirección de giro en el plano horizontal es generada en las partes de los extremos opuestos del eje 2 en el bogie convencional por medio del sistema de suspensión de la caja de engrase. Como se ha descrito anteriormente, el sistema de suspensión de la caja de engrase según la presente invención tiene el efecto de que la facilitación del desplazamiento del eje montado 4 en la dirección de giro en el plano horizontal garantiza la rotación necesaria del eje montado 4 con respecto al bastidor del bogie 1 durante el paso del bogie por una curva en la vía ferroviaria para proporcionar de ese modo propiedades de auto-dirección al bogie.
Las Figuras 2 a 6 muestran el caso en que el sistema de suspensión de la caja de engrase según el segundo aspecto de la presente invención se aplica a un denominado bogie de tipo muelle de eje.
En las Figuras 2 a 4 está provista una placa estriada 1a (ver Figura 2) que se extiende oblicuamente en las direcciones de paso a través del centro 0 de gravedad del eje montado 4 en los lados opuestos del bastidor del bogie 1 de modo que la caja de engrase 5 está dispuesta entre los lados opuestos del bastidor del bogie 1. La placa estriada la está soldada a una placa superior 1b, una placa posterior 1c y una placa inferior 1d del bastidor del bogie 1. En las partes del extremo inferior del lado de la protuberancia de la placa estriada la, están formados agujeros alargados lateralmente le en posiciones predeterminadas. Por otra parte, el cuerpo de muelle en caucho laminado 10 (ver Figura 3) unido al cuerpo de la caja de engrase 5' y el bastidor del bogie 1 pueden estar acoplados entre sí mediante cualquier método adecuado. En esta forma de realización ilustrada, se utiliza un elemento de montaje del cuerpo de muelle en caucho laminado situado sobre un lado del bogie 30, provisto como otro bloqueo entre el cuerpo de muelle en caucho laminado 10 y el bastidor del bogie 1. El elemento 30 se compone de una placa curvada perpendicular 31 con una curvatura que corresponde a una superficie de metal curvada 13 (ver Figura 2) que forma una parte de una superficie cilíndrica perpendicular sobre un lado opuesto al lado del cuerpo del muelle en caucho laminado 10 fijado al cuerpo de la caja de engrase 5', una placa horizontal 32 extendida horizontalmente desde la placa curvada perpendicular 31 y unida a la placa inferior 1d del bastidor del bogie 1, y un soporte 33 fijado entre la placa curvada perpendicular 31 y la placa horizontal 32 y extendido oblicuamente hacia el centro de gravedad del eje montado mientras permanece adyacente a la placa estriada la del bastidor del bogie 1. Una oreja de suspensión 34 se extiende hacia abajo desde el borde externo del extremo superior del soporte 33 por medio de un orificio de la placa horizontal 32 y un orificio de la placa inferior Id del bastidor del bogie. En la oreja de suspensión 34 se forma un orificio suelto en una posición que corresponde al agujero alargado lateralmente 16 de la placa estriada la del bastidor del bogie 1, de modo que el elemento de montaje del muelle en caucho laminado situado sobre un lado del bogie 30, como otro bloque, puede estar sujeto con un perno 35. Ocasionalmente, cuatro agujeros transversales 36 están formados en la placa curvada perpendicular 31 de modo que las partes extremas del tornillo de los tacos 7 que sobresalen de la superficie de metal 13 del cuerpo de muelle en caucho laminado 10 están hechas para poder pasar a través de los agujeros 36. En este tipo de configuración, con el objetivo de conectar y fijar el bastidor del bogie 1 al cuerpo de muelle en caucho laminado 10, que ya se encuentra fijado al cuerpo de la caja de engrase 5', a través del elemento de montaje del muelle en caucho laminado situado a un lado del bogie 30, fijado sobre el bastidor del bogie 1, el elemento de montaje del muelle en caucho laminado situado a un lado del bogie 30 gira alrededor del perno 35 hacia el cuerpo de muelle en caucho laminado 10. De esta manera, con el objetivo de hacer pasar las partes del extremo del tornillo de los tacos 7, que sobresalen del cuerpo de muelle en caucho laminado 10, a través de las aberturas 36 de la placa curvada perpendicular 31 del elemento de montaje del muelle en caucho laminado situado a un lado del bogie 30, el perno 35 de la oreja de suspensión 34 es apretado hacia el lado frontal a lo largo del agujero alargado lateralmente le de la placa estriada la del bastidor del bogie 1 y, entonces, la placa curvada perpendicular 31 es nuevamente prensada contra el lado de los tacos 7. Después, las tuercas 14 se atornillan en las partes del extremo del tornillo de los tacos 7 sobresalientes de la placa perpendicular curvada 31 adyacente a la superficie curvada 13 del cuerpo de muelle en caucho laminado 10, y al mismo tiempo, la placa inferior 1d del bastidor del bogie 1 y la placa horizontal 32 elemento de montaje del muelle en caucho laminado situado a un lado del bogie 30 adyacente a la placa inferior 1d son sujetadas y fijadas entre sí por tornillos y tuercas 37. De este modo, puede conseguirse una operación de montaje y desmontaje del bogie segura y sencilla.
Con el objetivo de disponer el muelle de eje 8 en la caja de engrase, el desplazamiento giratorio en el plano horizontal del eje montado 4 por deformación distorsional del muelle de eje 8 en el caso en que el sistema de suspensión de la caja de engrase según la presente invención se aplica a un bogie de tipo muelle de eje, y puede conseguirse un efecto de alisamiento del desplazamiento horizontal del eje montado 4 disponiendo el muelle de eje 8 en serie con otro cuerpo de muelle en caucho laminado 20 cuya característica es que se deforma fácilmente y únicamente en la dirección de giro en un plano horizontal del eje montado 4, como podrá verse de manera más clara en la Figura 4.
La Figura 6 es una vista en perspectiva que muestra el cuerpo de muelle en caucho laminado 20. El cuerpo de muelle en caucho laminado 20 está constituido por una placa metálica corrugada 21 paralela a la dirección de giro en el plano horizontal del eje alrededor del centro 0 de gravedad del eje montado 4, dos hojas de láminas de caucho corrugado 22 apiladas una encima de la otra en la placa corrugada 21, y placas metálicas superiores e inferiores 23 y 24 que tienen superficies internas corrugadas que corresponden a las láminas de caucho corrugado 22. Ocasionalmente, se forma una ranura o protusión en forma de anillo 25 en la lámina metálica superior máxima 23 de modo que el extremo inferior del muelle de eje 8 se ajusta a la ranura o protusión en forma de anillo 25. Como se ha descrito anteriormente, el cuerpo de muelle en caucho laminado 20 se deforma fácilmente en la dirección de giro en el plano horizontal por medio de guías corrugadas paralelas a la dirección de giro en el plano horizontal del eje montado alrededor del centro de gravedad de dicho eje.
La Figura 7 muestra el tercer aspecto de la presente invención. Debido a que el sistema de suspensión de la caja de engrase según este aspecto de la presente invención está diseñado para permitir al eje montado 4 realizar un movimiento giratorio en un plano horizontal, debe impedirse el fenómeno de resonancia, y puesto que cada extremo del eje montado realiza un movimiento recíproco en un arco circular, un amortiguador de aceite como un elemento que actúa como fuerza de amortiguación 40 por su aproximación lineal es colocado entre el bastidor del bogie 1 y el muelle del eje 5. Un cilindro 41 del amortiguador de aceite 40 pivota sobre el bastidor del bogie 1 mediante una clavija 42, y un lado de la barra del amortiguador de aceite 40 pivota sobre una protusión 44 de la caja de engrase 5 mediante una clavija 43. Ocasionalmente, el número de referencia 8 designa el muelle de eje y el número 20 designa el otro cuerpo de muelle en caucho laminado corrugado.
La Figura 8 muestra el cuarto aspecto de la presente invención e ilustra un ejemplo de mecanismo de bloqueo 50 para anular el grado de libertad del eje montado 4 cuando la ocasión lo requiera, por ejemplo, cuando el vehículo circula sobre un tramo en línea recta a gran velocidad, o cuando se aplica una fuerza de freno de forma repentina con riesgo a oscilaciones hacia la derecha o izquierda. Este mecanismo de bloqueo 50 utiliza un sistema de bloqueo en el que se alimenta aire comprimido a un cilindro de aire 51 con un muelle de retroceso para realizar de este modo el bloqueo. No obstante, resulta posible considerar la idea de usar un muelle de retroceso 52 de modo reversible así como usar la presión del aire en el lado no bloqueado. Ocasionalmente puede obtenerse un suave bloqueo cuando la parte de interbloqueo del mecanismo de bloqueo está formada como un engranaje helicoidal según se muestra en el plano de la Figura 9A. La Figura 9A muestra, como una forma de realización, un sistema de bloqueo en el que un tapón de engranaje helicoidal 55 está unido a una parte superior de una guía cilíndrica externa 54 verticalmente movible y colocada sobre la circunferencia externa de una guía cilíndrica interna 53 que está unida a la caja de engrase 5, de modo que el tapón de engranaje helicoidal 55 está interbloqueado a una parte de bloqueo 56 que tiene una parte cóncava de forma de engranaje helicoidal correspondiente y que se mueve hacia abajo mediante el cilindro de aire 51 provisto de un muelle de retroceso y unido al bastidor del bogie 1 justo encima del tapón de engranaje helicoidal 55. Además, esta guía cilíndrica puede estar constituida por dicho sistema de caucho cilíndrico que se muestra en la Figura 9B o por un amortiguador de aceite para el muelle de eje.
A continuación se describirá el sistema de caucho cilíndrico mostrado en la Figura 9B. Los cilindros de caucho 57 y los cilindros de metal 58 son laminados alternativamente en dirección radial. De esta manera se forma un laminado superior en caucho cilíndrico 59 de modo que su longitud axial aumenta hacia abajo a medida que su posición se aproxima radialmente hacia el centro desde el exterior, al mismo tiempo que se forma reversiblemente un laminado inferior en caucho cilíndrico 59', de modo que su longitud axial aumenta hacia arriba a medida que su posición se aproxima radialmente hacia el exterior desde el centro. El caucho cilíndrico externo está fijado a la guía cilíndrica externa 54 mientras que el caucho cilíndrico interno está fijado a la guía cilíndrica interna 53. La guía cilíndrica interna 53 es movible verticalmente en dirección axial en relación con la guía cilíndrica externa 54 a causa de la elasticidad del caucho cilíndrico.
La Figura 10 muestra el quinto aspecto de la presente invención e ilustra un ejemplo del caso en que un sistema de suspensión de la caja de engrase según la presente invención se aplica a un bogie de dirección forzada. Puesto que un extremo de la caja de engrase 5 tiene como característica la realización de un movimiento circular alrededor del centro de gravedad del eje montado, la rotación de la caja de engrase 5 puede controlarse directamente por medio de un motor de rotación 61 que está provisto con un mecanismo de engranaje para la reducción de la velocidad unido y fijado al bastidor del bogie 1.
Como se muestra en las Figuras 11 y 12 de forma detallada, un piñón 63 se encuentra montado sobre un eje de salida 62 del motor 61 fijado al bastidor del bogie 1 y, por otra parte, un engranaje interno en forma de arco circular 64, que realiza un movimiento giratorio en un plano horizontal alrededor del centro de gravedad del eje montado y que tiene una curva en forma de arco P como un círculo de contacto, está engranado con el piñón 63. Con el objetivo de guiar el engranaje interno en forma de arco circular 64 en un movimiento circular, las ranuras en forma de arco circular 66 y 66' están provistas respectivamente de manera opuesta entre sí en las paredes internas superiores e inferiores de un alojamiento 65 fijado al bastidor del bogie 1 por una parte, y líneas de protusión en forma de arco circular 67 y 67' están provistas sobre el engranaje interno en forma de arco circular 64 para ser ajustadas de manera deslizante en las ranuras en forma de arco circular 66 y 66' concéntricas con el círculo de contacto. Una protusión en forma de L 68 está formada en el centro sobre el lado opuesto a los dientes del engranaje interno en forma de arco circular 64. Una parte que se extiende hacia abajo de la protusión en forma de L 68 está fijada a un elemento de guía cilíndrico externo 69. El elemento de guía cilíndrico externo 69 está fijado verticalmente de manera deslizante a un elemento de guía cilíndrico interno 70. Un extremo inferior del elemento de guía cilíndrico interno 70 está fijado a una protusión 71 que sobresale hacia el exterior desde la caja de engrase 5. Ocasionalmente, dicha guía cilíndrica puede estar constituida por dicho sistema de caucho cilíndrico mostrado en la Figura 9B o por un amortiguador de aceite para el muelle de eje.
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Según la configuración anteriormente mencionada, el número de desplazamientos de los respectivos ejes pueden calcularse con respecto a la curva por donde pasan los ejes, de modo que el desplazamiento rotatorio de los ejes montados puede ser controlado mediante una conexión directa. En consecuencia, es posible conseguir un efecto de gran mejora en la realización de un recorrido en una curva en la vía ferroviaria a gran velocidad.
Utilidad industrial
Puesto que el sistema de suspensión de la caja de engrase según la presente invención está configurado de la manera descrita anteriormente, el sistema de suspensión de la caja de engrase está particularmente adaptado a un bogie que requiere una función de dirección. Para mayor detalle, el sistema de suspensión de la caja de engrase según el primer y el segundo aspecto de la presente invención está configurado de modo que el desplazamiento giratorio en un plano horizontal del eje montado con respecto al bastidor del bogie puede ser fácilmente realizado en una curva en la vía ferroviaria. En consecuencia, se obtiene una importante mejora en cuanto a la reducción de la presión lateral en el momento de paso del bogie por una curva en la vía ferroviaria, la prevención de la abrasión de las pestañas de las ruedas y los raíles, y la prevención del ruido chirriante de las ruedas. De esta manera, las propiedades de auto-dirección aumentan en gran medida.
Además, puede conseguirse una mejora en el comportamiento del bogie durante su paso por una curva en una vía ferroviaria sin necesitar ningún mecanismo complejo o un gran número de piezas. En consecuencia, se reduce el coste de mantenimiento de tanto el vehículo como de la vía.
En el sistema de suspensión de la caja de engrase según el tercer y el cuarto aspecto de la presente invención, puede conseguirse un recorrido estable por medio del elemento que actúa como fuerza de amortiguación o el mecanismo de bloqueo contra la resonancia que puede ser provocada por la configuración que permite que cada eje montado realice un movimiento giratorio en un plano horizontal.
Cuando el sistema de suspensión de la caja de engrase según la presente invención es aplicado a un bogie de dirección forzada y cuando la configuración está establecida de modo que la rotación de la caja de engrase puede ser directamente controlada por conducción según el quinto aspecto de la presente invención, el número de desplazamientos de los respectivos ejes, que corresponden a la curvatura de una curva por la que pasan los ejes, puede calcularse de modo que el desplazamiento rotatorio de los ejes montados puede controlarse mediante conexión directa. En consecuencia, puede conseguirse una importa mejora en razonabilidad y rapidez de control en comparación con un sistema de comunicación convencional.
Descripción de los números de referencia
1 bastidor del bogie
4 eje montado
5 caja de engrase
5' cuerpo de la caja de engrase
7, 14,37 elemento de conexión
8 muelle del eje
10 cuerpo de muelle en caucho laminado
20 otro cuerpo de muelle en caucho laminado
30 elemento de montaje del cuerpo de muelle en caucho laminado
situado sobre un lado del bogie
40 elemento que actúa como fuerza de amortiguación
50 mecanismo de bloqueo
60 mecanismo de dirección
A superficie cilíndrica perpendicular

Claims (4)

1. Sistema de suspensión de una caja de engrase para bogies, que comprende medios que permiten a cada eje montado (4) vibrar libremente en una dirección de giro en un plano horizontal alrededor del centro de gravedad de dicho eje montado en un margen de ángulo de giro, así como en una dirección vertical, mediante un muelle de eje (8), dichos medios incluyendo un cuerpo de muelle en caucho laminado (10) dispuesto entre un bastidor del bogie (1) y una caja de engrase (5) para proporcionar una función de dirección, caracterizado por el hecho de que dicho cuerpo de muelle en caucho laminado tiene una forma que coincide con una parte de un cilindro (A) perpendicular al plano horizontal anteriormente mencionado y tiene un eje longitudinal que pasa por el centro de gravedad de dicho eje montado (4); y que está provisto otro cuerpo de muelle en caucho laminado (20) que es deformable en la dirección de giro en el plano horizontal de dicho eje montado (4) y está dispuesto en serie al muelle de eje (8) para aumentar de esta manera la trayectoria de desplazamiento giratorio de dicho muelle de eje.
2. Sistema de suspensión de una caja de engrase según la reivindicación 1, donde además de dichos medios que permiten a cada eje montado (4) vibrar libremente en la dirección de giro en un plano horizontal alrededor del centro de gravedad de dicho eje montado, dicho sistema comprende también un elemento que actúa como fuerza de amortiguación (40).
3. Sistema de suspensión de una caja de engrase según la reivindicación 1 ó 2, donde además de dichos medios que permiten a cada eje montado (4) vibrar libremente en la dirección de giro en un plano horizontal alrededor del centro de gravedad de dicho eje montado (4), dicho sistema comprende también un mecanismo (50) para bloquear la función de dichos medios.
4. Sistema de suspensión de una caja de engrase según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde además de dichos medios que permiten a cada eje montado (4) vibrar libremente en la dirección de giro en un plano horizontal alrededor del centro de gravedad de dicho eje montado (4), dicho sistema comprende también un mecanismo de dirección (60) que tiene una función de ajuste del ángulo de rotación para cada eje.
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