ES2211462T3 - Tren ferroviario modular y convoy ferroviario formado con tales trenes. - Google Patents
Tren ferroviario modular y convoy ferroviario formado con tales trenes.Info
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Abstract
Tren ferroviario modular formado por, al menos, dos vehículos (1, 2) de dos niveles superpuestos, que comprende, al menos, un bogíe (10) que comprende, al menos, un eje motor, al menos, un bogíe (11) que comprende, al menos, un eje simplemente portador, y materiales embarcados que comprenden, al menos, un bloque electrónico de alimentación (19) para alimentar de energía de tracción uno o varios motores de tracción, al menos, un equipo de alimentación (22, 25) de energía de tracción para alimentar de energía el bloque (19), al menos, un equipo de alimentación (30) de energía auxiliar para suministrar energía a aparatos auxiliares y, al menos, un dispositivo de conexión (21) a una red aérea de alimentación de energía, en el cual la tasa de motorización de un vehículo o de un grupo de vehículos se define como la relación entre el número de ejes motores y el número total de ejes del vehículo o del grupo de vehículos, caracterizado porque, al menos, un vehículo (1) comprende, al menos, un bogíe(10) que comprende, al menos, un eje motor y, al menos, un bogíe (11) que comprende, al menos, un eje simplemente portador, al menos, a un bogíe (11) del tren que comprende, al menos, un eje simplemente portador está asociado, al menos, uno de los citados materiales embarcados (19; 22; 25; 30; 21) dispuesto aproximadamente por encima de este bogíe, y la relación entre las dos tasas respectivas de motorización de dos grupos de dos vehículos cualesquiera del tren es igual, al menos, a 1/3 y, como mucho, a 3.
Description
Tren ferroviario modular y convoy ferroviario
formado con tales trenes.
La invención de refiere a un tren ferroviario de
composición modular constituido por módulos en forma de vehículos
denominados de "dos niveles" (dos niveles superpuestos y un
nivel intermedio de acceso al vehículo), y a un convoy ferroviario
formado por trenes de este tipo.
De modo más particular, la invención tiene por
objeto constituir trenes y convoyes modulares de este tipo que
presenten una buena comodidad para los viajeros y, cualquiera que
sea su composición modular, masas repartidas aproximadamente de modo
uniforme por toda la longitud del tren o del convoy, características
prácticamente idénticas de un tren o de un convoy a otro, y una
buena rentabilidad para el transporte.
De manera conocida, una concepción modular
permite constituir trenes y convoyes de gran capacidad cuando la
demanda de transporte es importante, y esto tanto más cuanto que los
módulos son del tipo de dos niveles, y evita el empleo de materiales
sobredimensionados cuando la demanda es pequeña, sin que esta
flexibilidad de puesta en práctica implique inversiones muy
importantes para el transportista. Puede observarse que la comodidad
de los viajeros implica que estos dispongan de un espacio no
demasiado reducido, lo que necesita que la capacidad pueda
aumentarse de manera regular, es decir, que los espacios reservados
para los viajeros en todos los módulos sean aproximadamente
iguales.
Además, a fin de que el tren o el convoy
presenten un buen comportamiento dinámico, y de limitar el desgaste
de las vías, es necesario que los valores de las cargas de los ejes
sean tan parecidos como sea posible; por razones de fiabilidad y de
seguridad, es necesario, también, que los materiales embarcados,
sean mecánicos o eléctricos, no trabajen al máximo de sus
posibilidades (carga por eje, pero, también, potencia eléctrica
transmitida y disipada, aislamiento eléctrico, etc.); estos
materiales no deben reducirse, por tanto, en cantidad o/y en
volumen, de manera desconsiderada, sino que, más bien, estos deben
ser distribuidos de la manera más apropiada; la solución
generalmente adoptada en el caso de vehículos de un solo nivel, que
consiste en repartir los materiales a los largo del vehículo, en la
mayoría de las cajas dispuestas debajo del compartimiento para los
viajeros, es inaplicable en el caso de vehículos de dos niveles, so
pena de obtener vehículos de gran altura que se salen de los gálibos
impuestos y, además, carentes de estabilidad. La repartición de los
materiales debe hacerse sin afectar demasiado a la capacidad de los
viajeros, sin comprometer la comodidad de estos reduciendo el
volumen asignado a cada uno de ellos o dificultando el acceso a las
plazas de asiento y a los diferentes servicios (bar, aseos, espacio
para la colocación de las maletas) incluido para los viajeros
discapacitados, y sin dificultar el encaminamiento del personal a lo
largo del tren; ésta debe ser, igualmente, compatible con la
constitución de los diferentes vehículos a partir de una única
estructura de caja. La invención pretende, igualmente, resolver
estos problemas.
También, de manera conocida, la adición o la
retirada de vehículos puede repercutir en las características de los
trenes o de los convoyes a consecuencia de las diferencias de nivel
de motorización introducidas, y necesitar la adaptación de las
velocidades de todos los trenes ferroviarios y de todos los convoyes
en circulación a la velocidad del tren o del convoy más lento, que,
salvo incidente, es el tren o el convoy cuyo nivel de motorización
referido a la carga, es el más bajo; la invención pretende crear
trenes y convoyes modulares que no presenten de manera notable un
inconveniente de este tipo. En lo que sigue, el nivel de
motorización de un vehículo o de un grupo de vehículos se
caracterizará por una tasa, denominada "tasa de motorización",
igual a la relación entre el número de ejes motores y el número
total de ejes del vehículo o del grupo de vehículos.
Por otra parte, como se ha visto, aunque la
modularidad permite limitar las inversiones del transportista
dándole la posibilidad de adaptar rápidamente su oferta a las
fluctuaciones de la demanda por medio de un número relativamente
poco elevado de vehículos, en materia de rentabilidad, la
disminución del coste de inversión del transportista no es el único
punto que hay que tener en consideración: una buena rentabilidad,
habida cuenta del precio y de la longevidad de los vehículos,
implica, también, una buena adaptabilidad a largo plazo de tal modo
que el transportista pueda hacer evolucionar con poco gasto su
oferta durante un período largo, incluso si algunas de sus
previsiones resultaran ser posteriormente erróneas, o si algunas
evoluciones del mercado o de las superestructuras ferroviarias,
necesitan modificaciones de los materiales. Por tanto, es necesario
que la normalización de los vehículos no constituya un obstáculo a
la evolución de estos y a la posibilidad de organizar, a partir de
la misma estructura de caja, un número de variantes suficiente para
permitir la adaptabilidad del parque a corto plazo y también a largo
plazo, con menores gastos.
La invención tiene por objeto poner remedio a los
inconvenientes de los trenes y convoyes conocidos y satisfacer en
todo lo posible las condiciones mencionadas anteriormente.
Con este objeto, la invención se refiere a un
tren ferroviario modular formado por, al menos, dos vehículos de dos
niveles superpuestos, que comprende, al menos, un bogíe que
comprende, al menos, un eje motor, al menos, un bogíe, que
comprende, al menos, un eje simplemente portador, y materiales
embarcados que comprenden, al menos, un bloque electrónico de
alimentación para alimentar de energía de tracción a uno o varios
motores de tracción, al menos, un equipo de alimentación de energía
de tracción para alimentar de energía el bloque, al menos, un equipo
de alimentación de energía auxiliar para suministrar energía a
aparatos auxiliares y, al menos, un dispositivo de conexión a una
red aérea de alimentación de energía, en el cual la tasa de
motorización de un vehículo o de un grupo de vehículos se define
como la relación entre el número de ejes motores y el número total
de ejes del vehículo o del grupo de vehículos, caracterizado porque,
al menos, un vehículo comprende, al menos, un bogíe que comprende,
al menos, un eje motor y, al menos, un bogíe que comprende, al
menos, un eje simplemente portador, al menos, a un bogíe del tren
que comprende, al menos, un eje simplemente portador está asociado,
al menos, uno de los citados materiales embarcados dispuesto
aproximadamente por encima de este bogíe, y la relación entre las
dos tasas respectivas de motorización de dos grupos de dos vehículos
cualesquiera del tren es igual, al menos, a 1/3 y, como mucho, a
3.
Gracias a estas características, un tren que
cuenta ya únicamente con dos vehículos está motorizado de manera
adaptada al número de viajeros que éste puede transportar, y no
ampliamente sobremotorizado de manera tradicional con miras a poder
añadir vehículos simplemente portadores a los dos vehículos
iniciales, y los valores de las cargas totales a nivel de la mayoría
de los bogíes, si no es de la totalidad de ellos, pueden hacerse muy
parecidos.
El tren de acuerdo con la invención puede,
además, presentar una o varias de las características
siguientes:
- al menos un bogíe que comprende, al menos, un
eje motor, comprende dos ejes motores;
- al menos un bogíe que comprende, al menos, un
eje simplemente portador, comprende dos ejes simplemente
portadores;
- al menos un bloque electrónico de alimentación
está dispuesto aproximadamente por encima de un bogíe que comprende,
al menos, un eje motor;
- al menos un bloque electrónico de alimentación
comprende, al menos, un ondulador y está dispuesto en el techo del
vehículo;
- aproximadamente por encima de, al menos, un
bogíe que comprende, al menos, un eje motor, está dispuesto un
dispositivo de frenado reostático;
- al menos un equipo de alimentación está
dispuesto aproximadamente por encima de un bogíe que comprende, al
menos, un eje simplemente portador;
- al menos un equipo de alimentación de energía
de tracción comprende, al menos, un transformador eléctrico;
- al menos un equipo de alimentación de energía
de tracción comprende, al menos, una inductancia de filtro;
- al menos, a un bogíe que comprende, al menos,
un eje simplemente portador, están asociados, al menos, un equipo de
alimentación, y un dispositivo de conexión a una red aérea de
alimentación eléctrica, dispuestos aproximada- mente por encima de
este bogíe;
- el tren comprende, al menos, un vehículo de dos
niveles superpuestos interpuesto entre dos vehículos terminales, y
este vehículo interpuesto comprende un bogíe que comprende, al
menos, un eje motor y un bogíe que comprende, al menos, un eje
simplemente portador;
- el bogíe que comprende, al menos, un eje motor
de, al menos, un vehículo interpuesto, comprende dos ejes
motores;
- el bogíe que comprende, al menos, un eje
simplemente portador de, al menos, un vehículo interpuesto,
comprende dos ejes simplemente portadores;
- el tren comprende un vehículo suplementario de
dos niveles superpuestos interpuesto entre dos vehículos, que
comprende dos bogíes simplemente portadores;
- el tren comprende un vehículo de dos niveles
superpuestos interpuesto entre dos vehículos terminales, que
comprende dos bogíes de los cuales uno comprende dos ejes motores y
el otro comprende, al menos, un eje motor;
- el tren comprende un vehículo de dos niveles
superpuestos interpuesto entre dos vehículos terminales, que
comprende dos bogíes de los cuales uno comprende dos ejes
simplemente portadores y el otro comprende, al menos, un eje
simplemente portador.
Así, la adición de vehículos entre los dos
vehículos terminales va acompañada de un aumento aproximadamente
proporcional de la capacidad de viajeros y de la motorización, e
incluso, para un cierto nivel de motorización, ésta permite la
adición de un vehículo no motorizado sin hacer aparecer una
submotorización sensible del tren.
La invención consiste, igualmente, en un convoy
ferroviario que comprende, al menos, dos trenes tales como los
definidos anteriormente, unidos por medios de unión desmontable.
Así, es posible crear un convoy de gran capacidad
a partir de un número pequeño de módulos de vehículos.
Otras características y ventajas de la invención
se deducirán de la descripción que sigue de formas de realización de
ésta dadas a título de ejemplos no limitativos e ilustrados por los
dibujos anejos, en los cuales:
- las figuras 1A y 1B muestran esquemáticamente
la implantación de los materiales embarcados en un tren de dos
vehículos de acuerdo con la invención, respectivamente en vista
lateral y en vista desde arriba,
- las figuras 2A y 2B muestran esquemáticamente
la implantación de los materiales embarcados en otro tren de tres
vehículos de acuerdo con la invención, realizada a partir del tren
de las figuras 1A y 1B, respectivamente en vista lateral y en vista
desde arriba,
- las figuras 3A y 3B muestran esquemáticamente
la implantación de los materiales embarcados en otro tren de cuatro
vehículos de acuerdo con la invención, realizada a partir del tren
de las figuras 2A y 2B, respectivamente en vista lateral y en vista
desde arriba, y
- las figuras 4A y 4B muestran esquemáticamente
la implantación de los materiales embarcados en otro tren de cinco
vehículos de acuerdo con la invención, realizada a partir del tren
de las figuras 3A y 3B.
Los trenes ferroviarios de acuerdo con la
invención representados en las figuras son trenes denominados de dos
niveles (dos niveles superpuestos y un nivel intermedio) de tracción
eléctrica. En tales trenes ferroviarios, aparte de los motores, los
materiales embarcados comprenden equipos relativamente pesados y,
también, aparatos notablemente más ligeros, y la uniformidad de las
cargas por bogíe o por eje solamente puede obtenerse por un reparto
adecuado de los equipos pesados y de los aparatos más ligeros. Una
repartición de este tipo se ve facilitada por la presencia de ejes
más ligeros que otros y, preferentemente, de bogíes más ligeros que
otros, entendiéndose que la noción de eje o de bogíe reagrupa, para
un eje motor o un bogíe motor, el eje o el bogíe propiamente dichos
y su motor o sus motores; así, en lo que sigue, se denominará eje
motor al conjunto constituido por un eje propiamente dicho y su
motor de tracción, bogíe motor al conjunto constituido por dos ejes
motores, eje simplemente portador o eje portador a un eje no
motorizado, y bogíe simplemente portador o bogíe portador a un bogíe
no motorizado; de lo que precede, se deduce que los ejes y los
bogíes pesados son los ejes y los bogíes motores, y los ejes y los
bogíes ligeros son los ejes y los bogíes simplemente portadores;
pueden definirse, igualmente, bogíes semimotorizados como los
constituidos por un eje motor y un eje simplemente portador, cuya
masa es intermedia entre la de los bogíes motores y las de los
bogíes portadores. Los equipos pesados son, sobre todo, los
dispositivos de conexión a la red aérea de alimentación de energía,
tales como los pantógrafos, los que comprenden componentes
electrotécnicos de circuitos magnéticos, tales como los equipos de
alimentación de energía de tracción que comprenden transformadores e
inductancias, porque estos componentes forman un todo que no puede
escindirse y es poco deseable reemplazarlo por varios componentes de
menor masa, bloques electrónicos de alimentación de energía de
tracción destinados a suministrar a los motores de tracción, en
forma apropiada, la energía que proviene de la red aérea,
eventualmente por intermedio de un transformador, equipos de
alimentación de energía auxiliar para alimentar, especialmente
motores auxiliares, y condensadores de filtro; en esta categoría,
pueden encuadrarse, también, especialmente, las baterías de
acumuladores, los grupos motocompresores y los depósitos para los
fluidos puestos en práctica en estos grupos. Los aparatos más bien
ligeros comprenden armarios de baja tensión, y bloques electrónicos
de mando diversos, alojables en cajones o bandejas que pueden ser
colocados en los armarios de baja tensión, aunque, en los dibujos,
para una mejor comprensión, están representados yuxtapuestos.
De acuerdo con la invención, se saca provecho de
esta disparidad de las masas de los diferentes materiales, para, en
la medida de lo posible, cargar menos los ejes o los bogíes más
pesados, que los ejes o los bogíes más ligeros, reduciendo, por
ejemplo a uno solo, el número de materiales o equipos pesados
dispuestos aproximadamente por encima de los bogíes motores. En
ciertos casos, los bogíes semimotorizados permiten ya una mejor
repartición de las masas.
Otro elemento que hay que tener en cuenta es la
función de los materiales que hay que repartir, que, en la mayoría
de los casos, pueden clasificarse en uno de los tres grupos
siguientes: materiales de tracción (que comprenden los motores de
tracción y su bloque electrónico de alimentación), materiales de
suministro de energía eléctrica a los materiales de tracción, y
materiales de suministro de energía neumática, entendiéndose que no
es deseable diseminar los materiales que pertenecen a un mismo
grupo, a fin de limitar la longitud de los cables de transmisión
(eléctricos o fluidicos) en cada grupo.
Otro elemento que hay que tener en cuenta,
también, es el hecho de que el número de equipos pesados y,
especialmente, de los equipos de alimentación de energía de
tracción, es variable en función de la comarca o de las comarcas en
las cuales debe ser utilizado el tren, estando presentes, sin
embargo, obligatoriamente, algunos de estos equipos en todos los
trenes.
Aquí, los motores de tracción elegidos son del
tipo de 500 voltios de tensión alterna trifásica, y esta elección
impone la transformación de la energía eléctrica disponible en la
red aérea de alimentación eléctrica transmitida por un dispositivo
de conexión, tal como un pantógrafo, para llegar a esta tensión
eléctrica. Se obtiene, así, generalmente, la presencia, como equipo
de alimentación de energía de tracción de, al menos, un
transformador, y de inductancias; en particular, como es necesario
impedir la transmisión, entre la red aérea y el tren, de parásitos
inducidos o debidos a las conmutaciones, se prevé en el equipo de
alimentación, al menos, un filtro de inductancia.
En función de la tensión disponible en la red
aérea, pueden proponerse en opción equipos suplementarios, por
ejemplo, transformadores suplementarios. Si el tren debe circular en
comarcas en que las tensiones de red son diferentes, éste debe ser
del tipo bitensión, o incluso tritensión.
De modo más preciso, como la transformación de la
energía eléctrica de la red de energía utilizable por los motores de
tracción necesita varias etapas, porque ninguna red suministra
trifásica de 500 voltios, y la tensión más pequeña ofrecida por las
redes consideradas por la presente invención es de 1.500 voltios de
continua o, a veces, de 3.000 voltios de continua, se ha elegido
aquí prever que la alimentación de los motores de tracción de cada
bogíe motor se haga a la salida de un bloque electrónico de
alimentación con ondulador (podría preverse en alternativa un bloque
por motor de tracción) alimentado a 1.500 voltios de continua o
3.000 voltios de continua, según el caso. Como los aparatos
auxiliares anejos, tales como los motores auxiliares, deben ser
alimentados en trifásica de 380 voltios, se ha elegido, igualmente,
prever, para estos, equipos de alimentación de energía auxiliar que
comprenden un convertidor estático que suministra esta tensión, así
como 72 voltios de continua para las baterías de acumuladores, a
partir de 1.500 voltios de continua o de 3.000 voltios de continua
o, también, de otra tensión disponible.
En la hipótesis en que se desee que el tren sea
utilizable en redes de 1.500 voltios de continua y en las de 25.000
voltios de alterna monofásica de 50 Hz, se prevé un transformador
reductor adaptado para recibir estos 25.000 voltios de alterna en el
primario, alimentando cada enrollamiento secundario un puente
monofásico de conmutación forzada que suministra una tensión de
1.500 voltios de continua al ondulador y al convertidor estático ya
mencionados. El puente monofásico de conmutación forzada está aquí,
preferentemente, integrado en el bloque electrónico de alimentación
que comprende el ondulador.
En la hipótesis en que se desee que el tren sea
utilizable a la vez a 1.500 voltios de continua y 3.000 voltios de
continua, se prevé, por una parte, un bloque electrónico de
alimentación y un convertidor estático que funciona a 1.500 voltios
de continua y, por otra, un convertidor estático en la instalación
que transforma los 3.000 voltios de continua en 1.500 voltios de
continua.
En la hipótesis en que se desee que el tren sea
utilizable en 15.000 voltios de alterna monofásica a 16 Hz 2/3,
puede utilizarse el mismo transformador que para 25.000 voltios de
alterna a 50 Hz a condición de que éste esté convenientemente
calculado y comprenda las tomas apropiadas.
Naturalmente, está prevista una conmutación para
poner en servicio los circuitos correspondientes durante cada cambio
de red de alimentación.
Cada tren comprende, aparte de los materiales que
se acaban de describir, diferentes armarios, que contienen,
fundamentalmente, en unos, componentes electrotécnicos y, en los
otros, componentes electrónicos, por ejemplo, armarios de baja
tensión y armarios electrónicos que deben ser accesibles al
conductor y dispuestos con este fin en cabinas previstas para éste
en el tren y, al menos, un armario de baja tensión común; éste
comprende, también aparatos de climatización separados para cada una
de las cabinas y para los compartimientos destinados a los viajeros.
Está previsto, al menos, un disyuntor de continua para cortar la
alimentación de los onduladores en caso de sobreintensidad o de
sobretensión. Grupos motocompresores ya citados y depósitos de
fluido permiten alimentar de fluidos variados a presión un cierto
número de aparatos, por ejemplo, frenos, y gatos de apertura y de
cierre de puertas, etc.
Dispositivos de frenado reostático permiten, en
la hipótesis en que es imposible evacuar a la red de alimentación la
energía eléctrica no utilizada durante un frenado, disipar esta
energía eléctrica no utilizada.
Como se ha visto, el tren de acuerdo con la
invención, en su configuración mínima, está compuesto por dos
módulos, es decir, dos vehículos. Por razones de normalización de la
fabricación de los módulos y de reparto de las cargas, está previsto
que las capacidades de viajeros de los dos vehículos sean parecidas,
y que los materiales estén repartidos entre los dos vehículos,
estando los ejes motores, en la medida de los posible, y habida
cuenta de los otros requisitos, menos cargados que los ejes
simplemente portadores a fin de que, de manera general, las masas
estén correctamente repartidas a nivel de cada módulo y, en todo lo
posible, de cada tren.
Además, como se ha visto, algunos equipos,
especialmente eléctricos, son opcionales; estos equipos opcionales,
montados a demanda del transportista, que desee, por ejemplo, un
tren tri-tensión, están previstos, en la medida de
lo posible, en emplazamientos "habitables"; de tal modo que su
ausencia permite el montaje de asientos suplementarios para
viajeros. Los materiales que no requieren un volumen que se extiende
en altura, están alojados, ventajosamente, en cajones que equipan el
techo de los módulos en regiones de estos en donde los asientos no
ocupan dos niveles superpuestos, es decir, en la proximidad de los
extremos de los módulos, aproximadamente por encima de los bogíes, a
fin de mantenerse dentro de los gálibos normalizados. Como se ha
visto, los emplazamientos de algunos equipos son elegidos
prioritariamente a fin de limitar la longitud de los cables
(eléctricos o fluidicos).
De manera general, la zona central de los módulos
está ocupada, de abajo arriba, por asientos para los viajeros.
Ventajosamente, los compartimientos superiores ofrecen el mismo
número de plazas sentadas para todos los módulos de un mismo tren;
por el contrario, a partir de la misma estructura de caja, es
posible organizar módulos de varios tipos, por ejemplo, módulos de
utilización regional que ofrecen en la parte superior una
cincuentena de plazas de más, por una implantación apropiada de los
asientos, siendo menores los imperativos de comodidad para los
viajes cortos en utilización urbana. A consecuencia de las
implantaciones ligeramente diferentes en los módulos regionales y en
los módulos urbanos, la diferencia de capacidad de viajeros entre la
parte superior y el resto del módulo es mayor en los módulos
regionales que en los módulos urbanos, pudiendo ser colocados más
viajeros en las zonas terminales de los módulos regionales, en un
nivel intermedio entre el alto y el bajo; en efecto, en los módulos
urbanos, las puertas están dispuestas más cerca de los extremos que
en los vehículos regionales, porque en estos últimos, la altura
relativamente pequeña de los andenes haría difícil el acceso al
vehículo si las puertas estuvieran por encima de los bogíes como
esto se hace posible por la mayor altura de los andenes en medio
urbano, la cual permite, por tanto, que los compartimientos para los
viajeros de los módulos urbanos sean más largos en una sola pieza,
en alto como en bajo.
Se va a describir ahora la implantación en un
tren de dos vehículos 1, 2 unidos por medios de unión desmontable,
tal como el representado en las figuras 1A y 1B, en versión
regional. En este tren, los bogíes motores 10 son los bogíes
terminales del tren, y los bogíes de cada vehículo situados en la
proximidad del centro del tren son bogíes simplemente portadores 11.
Cada extremo del tren está reservado a una cabina 12 para el
conductor dispuesta aproximadamente por encima del bogíe motor y
ligeramente en voladizo con respecto al chasis del vehículo, en la
cual están alojados, naturalmente, los materiales que son casi
indispensables, a saber, el aparato de climatización 13 de la
cabina, su armario de baja tensión 14 y su armario electrónico 15 y
un armario de accesorios 16. Por encima de este bogíe motor, en
cajones que equipan el techo del vehículo, están alojados el
dispositivo de frenado reostático 17, un aparato de climatización 18
de los compartimientos para los viajeros, porque, por razones de
eficacia de la climatización, cada módulo está equipado con dos
aparatos de climatización 18 en la proximidad del compartimiento
superior, y de acuerdo con la invención, un solo material
relativamente pesado, a saber, el bloque electrónico de alimentación
19 que pertenece, con los motores de tracción, al equipo de
motorización del bogíe; el aparato de mando 20 de este bloque está
alojado en la cabina; así, lo fundamental del grupo de
"tracción" está reunido en la proximidad de la cabina. Si se
hace referencia al plano vertical longitudinal central del tren, el
armario de baja tensión 14 y el armario electrónico 15 están en un
lado de la cabina, y el armario de accesorios 16 y el aparato de
mando 20 del bloque electrónico de alimentación del equipo de
motorización, están en el otro lado; esta repartición reserva un
espacio libre aproximadamente central que puede estar provisto de
una puerta de acceso al espacio asignado a los viajeros.
Por el contrario, las zonas terminales
enfrentadas de los dos vehículos 1, 2 no son idénticas entre sí a
consecuencia de la repartición de los materiales en todo el tren y
no de vehículo a vehículo.
Así, uno de los vehículos comprende en su extremo
opuesto a la cabina, es decir, aproximadamente por encima de su
bogíe simplemente portador, en su techo, el dispositivo de conexión
21 a la red (pantógrafo); en este vehículo 1, están alojados, en
armarios o cajones, la inductancia 22 de filtro, un equipo de baja
tensión 23, y la baterías de acumuladores 24 en un lado del
vehículo, y el transformador de 25.000 voltios 25 y el disyuntor
continuo 26 en el otro lado, es decir, lo fundamental de un grupo de
"energía eléctrica", permitiendo un pasillo central pasar de un
vehículo a otro; en un cajón que equipa el techo del vehículo, está
alojado, como se ha visto, un aparato de climatización 18 de los
compartimientos para los viajeros. El conjunto puede ser más pesado
que el del otro extremo, siendo el bogíe más ligero puesto que es
simplemente portador. Puede observarse que, en la proximidad de los
armarios, están previstas plazas sentadas para los viajeros, a nivel
intermedio entre el nivel bajo y el nivel alto. Así, si se suprime
una parte de los materiales, por ejemplo, el transformador de 25.000
voltios 25 en el caso de un tren monotensión de 1.500 voltios o de
3.000 voltios, el emplazamiento correspondiente puede estar provisto
de asientos suplementarios para los viajeros.
El otro vehículo 2 comprende, en su zona terminal
opuesta a la cabina, interiormente, en cajones o bandejas o en
armarios, en función de su volumen, en un lado de un pasillo
central, el aparato de mando 27 del convertidor estático y en el
otro lado un grupo motocompresor 28 y un depósito 29, es decir, lo
fundamental de un grupo de "energía neumática", en cuya
proximidad están dispuestos asientos para los viajeros; en cajas del
techo, están dispuestos el convertidor estático 30 que pertenece al
equipo de alimentación de energía auxiliar y, naturalmente, un
aparato de climatización 18 de los compartimientos para los
viajeros.
En versión urbana, se suprimen los dispositivos
de frenado reostático 17, lo que aligera la carga de los bogíes
motores 10 intrínsecamente más pesados.
Se va a describir ahora la implantación en un
tren de tres vehículos unidos por medios de unión desmontable, tal
como el representado en las figuras 2A y 2B, obtenido interponiendo
un vehículo adicional 3 de dos niveles (y un nivel intermedio) entre
los dos vehículos terminales 1, 2 de dos niveles, en versión
regional. Este vehículo adicional 3 comprende aquí un bogíe motor 10
y un bogíe simplemente portador 11, estando dispuesto el bogíe
simplemente portador frente al bogíe simplemente portador 11 del
vehículo terminal 1 que está provisto de un pantógrafo 21.
A fin de facilitar la transformación de un tren
de dos vehículos en tren de tres vehículos, los dos vehículos
terminales 1, 2 son los mismos, salvo una modificación de uno de los
dos vehículos, especialmente, a fin de disminuir la longitud de los
cables. De modo más preciso, el convertidor estático 30 que
pertenece al equipo de alimentación de energía auxiliar, que
equipaba un cajón de techo de uno de los vehículos terminales está
montado en un cajón de techo del vehículo adicional 3,
aproximadamente por encima del bogíe simplemente portador, y su
aparato de mando 27 está montado en un cajón dispuesto por debajo
del convertidor, en el vehículo 3; el mismo extremo de este vehículo
está equipado con asientos de nivel intermedio. El extremo opuesto
del vehículo adicional 3, por encima del bogíe motor 10, comprende,
igualmente, asientos de nivel intermedio, gracias al hecho de que el
bloque electrónico de alimentación 19 del bogíe motor está en un
cajón que equipa el techo del vehículo, así como el dispositivo de
frenado reostático 17 correspondiente; así, solo el aparato de mando
20 del bloque electrónico de alimentación está en un cajón del
vehículo 3 en la proximidad de los asientos. Naturalmente, en
cajones de techo están dispuestos dos aparatos de climatización 18,
uno aproximadamente por encima del bogíe simplemente portador 11 y
el otro aproximadamente por encima del bogíe motor 10.
En versión urbana, el vehículo adicional 3
comprende los mismos materiales después de la misma transformación
de un vehículo terminal, aparte del hecho de que el bogíe motor 10
soporta, igualmente, un armario de baja tensión; algunos asientos,
por ejemplo, aproximadamente por encima del bogíe motor, pueden ser
reemplazados por aseos.
Se va a describir ahora la implantación de un
tren de cuatro vehículos unidos por medios de unión desmontable, tal
como el representado en las figuras 3A y 3B, obtenido intercalando
un vehículo complementario 4 de dos niveles, de modo más preciso,
entre el vehículo adicional 3 de la figura 2 y el vehículo terminal
2 que había sido modificado para constituir un tren de tres
vehículos, en versión regional.
Este vehículo complementario 4 comprende aquí un
bogíe motor 10 frente al del vehículo adicional 3 de la figura 2 y
un bogíe simplemente portador 11 frente al del vehículo terminal 2
que había sido modificado anteriormente; sin embargo, este vehículo
terminal está modificado nuevamente con respecto al tren de tres
vehículos, de manera que comprende, como en el tren de dos vehículos
1, 2, un convertidor estático 30 en un cajón de techo, porque el
vehículo complementario 4 comprende, aproximadamente por encima de
su bogíe simplemente portador 11, un dispositivo de conexión 21 a la
red aérea; sin embargo, el vehículo adicional 3 conserva un
convertidor estático 30 de techo puesto que éste está en la
proximidad inmediata de un dispositivo de conexión 21 a la red
dispuesto en el techo del otro vehículo terminal 1, y un armario de
equipo de baja tensión 23 está añadido en la proximidad del equipo
de mando 20 aproximadamente por encima del bogíe motor; como se ha
visto, eventualmente, el aparato de mando 20 puede estar alojado en
un cajón integrado en el armario de baja tensión; aproximadamente
por encima del bogíe simplemente portador 11 del vehículo
complementario 4, se encuentra como por encima del bogíe simplemente
portador 11 de este otro vehículo terminal 1, por un lado una
inductancia 22 de filtro, un armario de baja tensión 23 y una
baterías de acumuladores 24 y, por el otro, un transformador de
25.000 voltios 25, y un disyuntor de continua 26, a una y otra parte
del pasillo central; aquí, también, si a consecuencia de una opción,
un emplazamiento permanece vacío de material, éste puede ser
provisto de asientos de nivel intermedio. Aproximadamente por encima
del bogíe motor 10, en cajones de techo, se tiene un bloque
electrónico de alimentación 19 de los motores de tracción y un
dispositivo de frenado reostático 17, y en el vehículo, en un lado,
un armario de baja tensión 23 y el aparato de mando 20 del bloque
electrónico de alimentación, así como asientos y, en el otro lado,
asientos para los viajeros a una y otra parte del pasillo central.
Igualmente, aproximadamente por encima de cada bogíe 10, 11, se
encuentra en un cajón de techo, un aparato de climatización 18 de
los compartimientos para los viajeros.
En versión urbana, como anteriormente, se
suprimen los dispositivos de frenado reostático 17, así como la
mayor parte de los asientos de las zonas terminales puesto que las
zonas terminales de los vehículos destinados a utilización urbana
son más cortos.
Se va a describir ahora la implantación en un
tren de cinco vehículos unidos por medios de unión desmontable, tal
como el representado en las figuras 4A y 4B, obtenido interponiendo
un módulo constituido por un vehículo suplementario 5 entre el
vehículo adicional 3 y el vehículo complementario 4 de las figuras
3A y 3B, en versión regional.
Este vehículo suplementario 5 comprende aquí
solamente dos bogíes simplemente portadores 11, pero su presencia no
"carga" de manera intempestiva el funcionamiento del tren que
comprendía inicialmente cuatro vehículos y que estaba motorizado al
50%. En el caso presente en que no hay bogíe motor, el vehículo
comprende en su techo aproximadamente por encima de cada bogíe 11,
un aparato de climatización 18 del compartimiento; en el interior
del vehículo 5, en cada zona terminal de éste, están previstos
asientos para viajeros.
Lo mismo ocurre en versión urbana.
Es posible constituir convoyes de varios trenes
enganchados, estando unidos por medios de unión desmontable tales
como los que se acaban de describir; por razones de economía y de
simplicidad, puede limitarse a dos trenes enganchados puesto que con
un solo tren puede constituirse fácilmente, como se ha visto, un
convoy de cinco módulos y, así, con dos trenes puede constituirse un
convoy de cuatro a diez módulos.
Gracias a la motorización al 50% de cada vehículo
1, 2, 3, 4 aquí por medio de un bogíe motor 10 y un bogíe
simplemente portador 11, se evitan los inconvenientes conocidos con
uno o dos vehículos motorizados que, cuando son utilizados sin
vehículo intermedio constituyen un tren sobremotorizado y cuando son
utilizados con varios vehículos intermedios no motorizados, un tren
sub-motorizado, sino que, por el contrario, se
obtiene un tren siempre motorizado de manera óptima, y susceptible
de recibir sin mayor inconveniente un vehículo suplementario 5
motorizado.
Naturalmente, los trenes que se acaban de
describir son solamente ejemplos de realización posibles, pero, a
fin de que la motorización esté repartida, aproximadamente, de modo
uniforme a lo largo de cada tren, de acuerdo con la invención, se
constituyen estos imponiendo una limitación en lo que concierne a la
tasa de motorización. Como se ha visto, la tasa de motorización de
un vehículo o de un grupo de vehículos se define como la relación
entre el número de ejes motores y el número total de ejes del
vehículo o del grupo de vehículos. En el marco de la invención, para
constituir los trenes, se procede de modo que en todos los grupos de
dos vehículos cualesquiera (próximos o no), la relación de las tasas
de motorización entre dos grupos esté comprendida en una gama
determinada; de modo más preciso, de acuerdo con la invención, se ha
elegido que la relación entre las dos tasas respectivas de
motorización de dos grupos de dos vehículos cualesquiera sea no
inferior a 1/3 y no superior a 3. Esta condición puede aplicarse
incluso a los trenes de dos vehículos, resaltando que puede
considerarse aquí dos veces el mismo grupo igualmente con la misma
tasa de motorización, por tanto, una relación de las tasas igual a
1, lo que ocurre en el tren de las figuras 1A y 1B cuyos dos
vehículos tienen una tasa de motorización igual a 1/2. En el caso de
los trenes de las figuras 2A y 2B, y 3A y 3B, todos los vehículos
tienen una tasa de motorización igual a 1/2, por tanto, todos los
grupos de dos vehículos tienen una tasa igual a 1/2 y la relación de
las tasas es siempre igual a 1. En los trenes de las figuras 4A y
4B, en que se tiene un vehículo no motorizado, los grupos de dos
vehículos tienen una tasa de 1/2 o una tasa de 1/4 según que estos
contengan o no el vehículo no motorizado; la relación de las tasas
es, por tanto, de 1 si se consideran dos grupos constituidos por
vehículos igualmente motorizados, y de 2 o 1/2 si se consideran dos
grupos constituidos de modo diferente y según que la tasa de
motorización del grupo más motorizado esté en el numerador o en el
denominador de la relación de las tasas. Puede observarse que las
tasas límites de 1/3 y de 3 corresponden, por ejemplo, al caso en
que se tuvieran dos vehículos motorizados al 50%, un vehículo no
motorizado, y un vehículo motorizado al 100%.
Estando motorizados todos los trenes y convoyes
aproximadamente de modo proporcional al número de sus vehículos y,
así, a su masa, no se constituye ningún tren o convoy lento a
consecuencia de su submotorización, que afecte a la regularidad del
tráfico de la vía sobre la cual circularía un tren o un convoy de
este tipo.
Esta concepción modular permite, por una parte,
que el transportista responda fácilmente según las necesidades del
momento, interponiendo, si es necesario, un vehículo adicional 3, y
un vehículo complementario 4, así como, eventualmente, un vehículo
suplementario 5 no motorizado y, por otra, asociar dos trenes para
constituir un convoy. Además, la capacidad de cada tren puede
aumentarse con la adición de uno a tres módulos 3, 4, 5 sin que
razones técnicas obliguen simultáneamente a retirar un módulo
existente ya en el tren.
Esta concepción permite, igualmente, que el
transportista haga evolucionar su parque si sus necesidades han sido
en principio subestimadas, continuando utilizando los vehículos 1,
2, 3, 4, 5 ya en su posesión, y minimizar la inversión inicial de un
transportista que descarta una expansión a medio plazo.
Los costes se reducen, igualmente, por el hecho
de que la misma estructura de caja permite la construcción de todos
los vehículos de un mismo convoy, esté este convoy destinado a una
utilización regional o a una utilización urbana.
Sin embargo, como los trenes no están concebidos
como enganches de vehículos que deben ser autónomos, sino como un
conjunto que puede contar aquí con dos a cinco módulos, no se llega,
en el caso de trenes de cuatro o cinco módulos, a una redundancia de
materiales, sino que se explotan siempre de manera óptima los
materiales que están a disposición.
Esta concepción permite, igualmente, una
repartición regular de las cargas sobre los ejes y se evitan, así,
los ejes sobrecargados y trabajando muy cerca del límite autorizado
por las instalaciones de vía férrea, con todos los inconvenientes
que comprende una práctica de este tipo.
Además, estando alojados en zonas habitables la
mayoría de los materiales susceptibles de ser suprimidos a demanda
de los transportistas, habida cuenta de las particularidades de la
utilización, su supresión permite aumentar la capacidad de viajeros.
Por el contrario, el hecho de que el máximo de materiales
obligatorios esté alojado en el techo de los módulos, permite
reservar un espacio máximo en los compartimientos para los viajeros,
resultando aumentada todavía esta ventaja en la versión urbana por
el hecho de que las puertas están por encima de los bogíes.
Finalmente, la localización de los materiales por
ámbito o grupo funcional (tracción, energía eléctrica, energía
neumática) permite reducir la longitud de los cables necesaria para
asegurar la unión entre los materiales de un mismo grupo.
La invención, sin embargo, no está, naturalmente,
limitada a las formas de realización anteriores descritas y
representadas, y podrán preverse otras realizaciones sin salirse de
su marco. Especialmente, podrá preverse que el quinto módulo del
tren sea un vehículo motorizado, por ejemplo al 50%, como los otros
cuatro (relación de las tasas igual a 1), o incluso, por ejemplo,
que uno de los elementos de cualquier tren que comprenda ya, al
menos, dos vehículos terminales motorizados al 50% sea un vehículo
no motorizado o también motorizado al 100%, lo que, en el caso de un
tren de tres módulos, constituiría un tren motorizado al 33% (yendo
la relación de las tasas de 1/2 a 2), o al 66% (yendo la relación de
las tasas de 2/3 a 3/2), respectivamente; se observará a este
respecto que, en este caso, es prácticamente necesario que cada uno
de los vehículos terminales comprenda un pantógrafo por encima de su
bogíe simplemente portador; igualmente, es prácticamente necesario
en las versiones tri-tensión de tres vehículos,
tener dos pantógrafos, pero, en este caso, es ventajoso prever que
sea el vehículo central el que comprende el pantógrafo suplementario
por encima de su bogíe simplemente portador.
Claims (17)
1. Tren ferroviario modular formado por, al
menos, dos vehículos (1, 2) de dos niveles superpuestos, que
comprende, al menos, un bogíe (10) que comprende, al menos, un eje
motor, al menos, un bogíe (11) que comprende, al menos, un eje
simplemente portador, y materiales embarcados que comprenden, al
menos, un bloque electrónico de alimentación (19) para alimentar de
energía de tracción uno o varios motores de tracción, al menos, un
equipo de alimentación (22, 25) de energía de tracción para
alimentar de energía el bloque (19), al menos, un equipo de
alimentación (30) de energía auxiliar para suministrar energía a
aparatos auxiliares y, al menos, un dispositivo de conexión (21) a
una red aérea de alimentación de energía, en el cual la tasa de
motorización de un vehículo o de un grupo de vehículos se define
como la relación entre el número de ejes motores y el número total
de ejes del vehículo o del grupo de vehículos, caracterizado
porque, al menos, un vehículo (1) comprende, al menos, un bogíe (10)
que comprende, al menos, un eje motor y, al menos, un bogíe (11) que
comprende, al menos, un eje simplemente portador, al menos, a un
bogíe (11) del tren que comprende, al menos, un eje simplemente
portador está asociado, al menos, uno de los citados materiales
embarcados (19; 22; 25; 30; 21) dispuesto aproximadamente por encima
de este bogíe, y la relación entre las dos tasas respectivas de
motorización de dos grupos de dos vehículos cualesquiera del tren es
igual, al menos, a 1/3 y, como mucho, a 3.
2. Tren ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque, al menos, un bogíe
(10) que comprende, al menos, un eje motor comprende dos ejes
motores.
3. Tren ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque, al menos, un bogíe
(11) que comprende, al menos, un eje simplemente portador comprende
dos ejes simplemente portadores.
4. Tren ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque, al menos, un bloque
electrónico de alimentación (19) está dispuesto aproximadamente por
encima de un bogíe (10) que comprende, al menos, un eje motor.
5. Tren ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque, al menos, un bloque
electrónico de alimentación (19) comprende, al menos, un ondulador y
está dispuesto en el techo del vehículo.
6. Tren ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque, aproximadamente, por
encima de, al menos, un bogíe (10) que comprende, al menos, un eje
motor, está dispuesto un dispositivo de frenado reostático (17).
7. Tren ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque, al menos, un equipo
de alimentación (22, 25; 30) está dispuesto aproximadamente por
encima de un bogíe (11) que comprende, al menos, un eje simplemente
portador.
8. Tren ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque, al menos, un equipo
de alimentación de energía de tracción comprende, al menos, un
transformador eléctrico (25).
9. Tren ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque, al menos, un equipo
de alimentación de energía de tracción comprende, al menos, una
inductancia (22) de filtro.
10. Tren ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque, al menos, a un bogíe
(11) que comprende, al menos, un eje simplemente portador, están
asociados, al menos, un equipo de alimentación (22, 25; 30), y un
dispositivo de conexión (21) a una red aérea de alimentación
eléctrica, dispuestos aproximadamente por encima de este bogíe.
11. Tren ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque comprende, al menos,
un vehículo (3, 4) de dos niveles superpuestos interpuesto entre dos
vehículos (1, 2) terminales, y este vehículo (3, 4) interpuesto
comprende un bogíe (10) que comprende, al menos, un eje motor y un
bogíe (11) que comprende, al menos, un eje simplemente portador.
12. Tren ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 11, caracterizado porque el bogíe (10) que
comprende, al menos, un eje motor de, al menos, un vehículo (3, 4)
interpuesto, comprende dos ejes motores.
13. Tren ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 11, caracterizado porque el bogíe (11) que
comprende, al menos, un eje simplemente portador de, al menos, un
vehículo (3, 4) interpuesto, comprende dos ejes simplemente
portadores.
14. Tren ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 11, caracterizado porque comprende un vehículo
suplementario (5) de dos niveles superpuestos interpuesto entre dos
vehículos, que comprende dos bogíes (11) simplemente portadores.
15. Tren ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque comprende un vehículo
de dos niveles superpuestos interpuesto entre dos vehículos (1, 2)
terminales, que comprende dos bogíes de los cuales uno comprende dos
ejes motores y el otro comprende, al menos, un eje motor.
16. Tren ferroviario de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque comprende un vehículo
de dos niveles superpuestos interpuesto entre dos vehículos (1, 2)
terminales, que comprende dos bogíes de los cuales uno comprende dos
ejes simplemente portadores y el otro comprende, al menos, un eje
simplemente portador.
17. Convoy ferroviario caracterizado
porque comprende, al menos, dos trenes de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 16, unidos por medios de unión
desmontable.
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