ES2213518T3 - Eje de rueda libre para vehiculos ferroviarios. - Google Patents

Abstract

Eje de rueda libre (1), provisto de ruedas (10) apoyadas individualmente para mecanismos de traslación de uno o dos ejes, en vehículos ferroviarios, especialmente de vehículos de plataforma baja, con un bastidor portante de ruedas (8) que rodea por fuera las ruedas (10) con travesaños portantes (12) laterales, estando acoplada cada rueda rotativa (10) en la cara interna del travesaño portante (12) respectivo mediante una disposición de cojinetes de rueda (32) dispuesta dentro de la rueda (10), en un muñón de eje (34) del travesaño portante (12), y estando unida cada rueda (10) en arrastre de par motor por su cara interna con un árbol (16) que se prolonga hacia fuera a través de aberturas de la rueda (10) y del travesaño portante (12), caracterizado porque el árbol (16) termina en un plano de acoplamiento (18) constituido directamente sobre la cara externa del travesaño portante (12).

Description

Eje de rueda libre para vehículos ferroviarios.

La presente invención se refiere a un eje de rueda libre, provisto de ruedas apoyadas individualmente para mecanismos de traslación de uno o dos ejes, en vehículos ferroviarios, especialmente de vehículos de plataforma baja, con un bastidor portante de ruedas, en forma de U, que rodea por fuera las ruedas con travesaños portantes laterales, estando acoplada cada rueda rotativa en la cara interna del travesaño portante respectivo mediante una disposición de cojinetes de rueda dispuesta dentro de la rueda, en un muñón de eje del travesaño portante, y estando unida cada rueda en arrastre de par motor por su cara interna con un árbol que se prolonga hacia fuera a través de aberturas de la rueda y del travesaño portante.

En el documento WO 98/24674 se describe un eje de rueda libre de este tipo. Se trata, en concreto, de un eje accionado en el que puede fijarse sobre cada cara longitudinal del mecanismo de traslación, por fuera, en el bastidor de dicho mecanismo, un accionamiento. El accionamiento, debido a una suspensión primaria, dispuesta entre el bastidor portador y un bastidor del mecanismo de traslación que soporta el accionamiento, está unido con la rueda mediante un acoplamiento cardánico doble. En la cara externa del accionamiento se dispone un primer plano de acoplamiento en el lado de accionamiento, y un segundo plano de acoplamiento en el lado de salida se dispone directamente en la cara interna de la rueda. El árbol, que actúa así como árbol cardán, discurre de forma continua con la correspondiente longitud entre los dos planos de acoplamiento del acoplamiento cardánico doble. Este eje de rueda libre conocido presenta la ventaja de que el eje y el accionamiento pueden poseer una anchura constructiva reducida para posibilitar también, por ejemplo, vehículos de vía estrecha con una anchura igualmente reducida de su carrocería, sin un extremo saliente molesto de los mecanismos de traslación. Una ventaja adicional consiste en que la disposición de cojinetes de la rueda está dispuesta dentro de la misma, con lo que se alcanza una buena capacidad de carga y una elevada vida útil. Esta solución, sin embargo, resulta desventajosa en caso de que se prolongue del pasillo central máxima la anchura (como resulta usual, por ejemplo, en vehículos de plataforma baja), limitada únicamente por la separación de las ruedas y el recorrido del resorte transversal y el espacio libre necesario, ya que la misma se ve limitada por el plano de acoplamiento dispuesto en la cara interna de la rueda. También puede resultar desventajoso el hecho de que el acceso a los componentes de la rueda, por ejemplo, a la disposición de cojinetes, para tareas de mantenimiento, se vea dificultado por el plano de acoplamiento. Además, en una adaptación a otros anchos de vía, por ejemplo, aún menores, debe modificarse prácticamente todo el diseño.

El documento DE 44 29 889 A1 describe un mecanismo de traslación de un tipo distinto, en el que las ruedas están dispuestas, junto con el accionamiento externo, por fuera del bastidor. También en este caso, cada una de las ruedas están unidas al accionamiento a través de un acoplamiento cardánico doble, pero el plano de acoplamiento del lado de salida se dispone directamente en la cara externa de la rueda y se dispone un eje en el bastidor portador de ruedas entre las caras internas de las dos ruedas. Por ello resulta especialmente problemática una adaptación a anchos de vía distintos, y en especial menores.

La presente invención se propone el objetivo de desarrollar un eje de rueda libre de este tipo con el que se alcance una elevada versatilidad de aplicaciones, en especial por lo que se refiere a la adaptación a un ancho de vía menor, manteniéndose simultáneamente la ventaja de un diseño óptimo del apoyo de las ruedas por disposición del mismo dentro de la rueda. Además, deben facilitarse las tareas de mantenimiento.

Este objetivo se consigue, según la invención, por el hecho de que el árbol termina en un plano de acoplamiento constituido directamente en la cara externa del travesaño portante.

Gracias a esta medida, según la invención, se consigue en primer lugar la ventaja de que, para una adaptación del eje a otro ancho de vía, por ejemplo, más reducido (por ejemplo de 900 mm), únicamente debe ajustarse la longitud del muñón de eje del travesaño portante que soporta la rueda y del árbol a la posición deseada de la rueda correspondiente al ancho de vía. Sin embargo, en caso de eje accionado, todos los componentes del accionamiento pueden dejarse ventajosamente sin modificar, ya que en este caso, según la invención, el árbol constituye un árbol intermedio de transmisión que se une en el plano de acoplamiento con un árbol de transmisión propio. Por ello, puede emplearse ventajosamente una configuración como la que se conoce por el documento arriba mencionado DE 44 29 889 A1. No obstante, se mantienen todas las ventajas expuestas en el documento WO 98/24674.

Además, gracias a la invención se obtiene la ventaja adicional de que, en caso de eje no accionado, el árbol puede emplearse como árbol de freno, conectándolo en el plano de acoplamiento con un dispositivo de frenado. El dispositivo de frenado se configura ventajosamente como freno de disco, estando unido al árbol de freno un disco de freno que interacciona con una pinza portapastillas que se apoya en el travesaño portante.

Como ventaja adicional, puede también concebirse, en el sentido de un sistema modular, una configuración que no presenta como variante de base, en primer lugar, dispositivos de accionamiento ni de freno, y en la que la rueda se articula rotativa en el travesaño portante únicamente del modo descrito.

Mediante el equipamiento adicional del árbol descrito con un plano de acoplamiento exterior, el mismo puede trasladarse posteriormente a una configuración accionada o frenada. Gracias a este "sistema constructivo por unidades de montaje" puede incrementarse aún más la rentabilidad de la solución.

Gracias a la presente invención, también pueden llevarse a cabo de forma rápida y sencilla las tareas de mantenimiento y reparación, ya que todos los componentes son fácilmente accesibles. Esto se aplica especialmente a la disposición de cojinetes de la rueda, la cual es casi libremente accesible desde la cara interna del bastidor, y ello, de forma ventajosa, sin desmontar el accionamiento. El propio accionamiento puede separarse de forma fácil y sencilla del árbol intermedio, según la invención, sin que deban desmontarse las piezas fijadas en el lado del bastidor (rueda con árbol intermedio). Se dispone una disposición de contacto con tierra, necesaria en caso de emplearse un accionamiento eléctrico, preferentemente en el extremo exterior, es decir, orientado hacia fuera de la rueda, del árbol según la invención, e integrada en el mismo. Configurando el árbol de transmisión propio como árbol hueco puede también alcanzarse la disposición de contacto con tierra a través del árbol de transmisión hueco desde la parte exterior del vehículo.

Las subreivindicaciones y la descripción siguiente contienen otras características de configuración ventajosas de la invención.

La invención se explica a continuación con mayor detalle a partir de los ejemplos de realización y de aplicación preferentes que pueden verse en las figuras. Estas muestran:

La figura 1, una vista superior muy esquemática de un mecanismo de traslación de doble eje, con dos ejes de rueda libre según la invención, en este caso accionados, y

La figura 2, el área II de la figura 1 en sección ampliada y detallada.

En primer lugar, en la figura 1 puede observarse, a modo de ejemplo, una aplicación de dos ejes de rueda libre 1 según la invención en un mecanismo de traslación de doble eje accionado. En cada cara longitudinal del mecanismo de traslación se dispone una unidad de accionamiento 2, que comprende un motor eléctrico 4 y engranajes de ruedas cónicas 6 abridados por sus dos lados. Cada eje presenta un bastidor portante de ruedas 8 en forma de U, conocido como eje de pórtico. En el bastidor portante de ruedas 8 se disponen las ruedas 10 montadas individualmente, envolviendo por fuera el bastidor portante de ruedas 8 las ruedas con travesaños portantes 12 laterales y estando acoplada cada rueda rotativa 10 por la cara interna del travesaño portante 12 correspondiente. Cada unidad de accionamiento 2 se suspende de un bastidor de mecanismo de traslación no representado, el cual se apoya mediante una suspensión primaria al bastidor portante de ruedas 8 respectivo. Para ello, el bastidor portante de ruedas 8 presenta, especialmente en la zona del travesaño portante 12, superficies de apoyo 14 para elementos de suspensión primaria.

Como se desprende de la figura 2, cada rueda 10 está unida en arrastre del par por su cara interna a un árbol 16 que se prolonga hacia fuera a través de aberturas de la rueda 10 y del travesaño portante 12. Este árbol 16 termina, según la invención, en un plano de acoplamiento 18 constituido directamente sobre la cara externa del travesaño portante 12.

De forma preferente, el árbol 16 está unido rígidamente por su cara interna a la rueda 10 mediante un elemento de transmisión 30 desmontable, de modo que el árbol rota de forma coaxial con la rueda. La propia rueda 10 rueda mediante una disposición de cojinetes 32 en un muñón de eje 34 del travesaño portante 12 engranado en la rueda 10. Esta configuración garantiza una solicitación óptima de cojinetes y, con ello, una larga vida útil de los cojinetes. El árbol 16 puede además, como se ha representado, rodar a través de un cojinete de pivote 36 en el travesaño portante 12.

En el ejemplo de aplicación representado de un eje de rueda libre 1 accionado, el árbol 16 constituye un árbol intermedio de transmisión 20, unido en el plano de acoplamiento 18 con un árbol de transmisión 24 propio de la unidad de accionamiento 2 mediante un acoplamiento 22. El árbol de transmisión 24 está unido al engranaje 6 del accionamiento 2 por su otro lado opuesto, mediante otro acoplamiento 26. En la configuración preferente, el árbol de transmisión 24 está constituido como árbol de cardán, preferentemente hueco y básicamente coaxial al recorrido del árbol intermedio, y los dos acoplamientos 22 y 26 como un acoplamiento cardánico doble. El árbol de transmisión 24 atraviesa el engranaje 6, de modo que un plano de acoplamiento 28 del lado de accionamiento se dispone sobre la cara externa orientada hacia fuera del bastidor portante 8, mientras que el plano de acoplamiento 18 del lado de salida y el acoplamiento 22 se disponen entre el engranaje 6 y el travesaño portante 12 del bastidor portante 8 (ver también la figura 1).

Cada acoplamiento 22, 26 comprende del modo conocido piezas de acoplamiento en forma de estrella que se engranan mediante la inserción de elementos de compensación elásticos en cuña. Para ello, están equipados con un equilibrado cardánico de movimientos elásticos con un orden de magnitud de, al menos, aproximadamente \pm15 mm.

En otra configuración ventajosa de la invención se dispone una disposición de contacto con tierra 38 integrada en el árbol 16, por el lado del plano de acoplamiento 18. Esta disposición consiste en una disposición de contacto deslizante para garantizar una conexión de conducción eléctrica entre las piezas rotativas y las no rotativas. La disposición de contacto con tierra 38 se apoya fija al bastidor portante 8 mediante una barra de sujeción 40 central, que discurre a través del árbol 16 constituido hueco hacia la cara interna de la rueda y un soporte de par motor 42 horizontal contiguo. Puede disponerse al menos un cojinete de pivote 44 entre el árbol 16 hueco y la barra de sujeción 40, y ello especialmente en la zona interior situada aproximadamente en el plano de la rueda 10. En esta disposición preferente de la disposición de contacto con tierra 38 resulta además ventajoso que el árbol de transmisión 24 hueco presente, en su cara externa orientada hacia fuera del árbol intermedio 20, una abertura de emergencia 48, preferentemente obturable con un elemento de cubierta 46 desmontable, para la disposición de contacto con tierra 38 integrada en el árbol intermedio 20.

Además de la forma de realización y aplicación representada, el eje de rueda libre 1 puede también emplearse en una versión no accionada. En este caso, desaparecen las unidades de accionamiento 2 con los accionamientos eléctricos 4 y los engranajes 6, inclusive los árboles de transmisión 24. Así, cada árbol 16 puede emplearse de forma ventajosa como árbol de freno, uniéndose en el plano de acoplamiento 18 a un dispositivo de frenado. En esta alternativa, no representada, el dispositivo de frenado se configura preferentemente como freno de disco, estando unido al árbol 16 un disco de freno, de modo que el mismo rota junto con la rueda 10. El disco de freno interacciona con una pinza de freno que se apoya sobre el travesaño portante 12 del bastidor portante de ruedas 8.

Para finalizar, las ventajas de la invención se resumen de nuevo a continuación:

(1)

Componentes de accionamiento invariables, independientemente del ancho de vía respectivo

(2)

Larga duración de la disposición de cojinetes de la rueda gracias a una disposición óptima dentro de la rueda, independientemente del ancho de vía respectivo

(3)

Posibilidad de adaptación a distintos anchos de vía manteniendo el accionamiento, únicamente ajustando el árbol intermedio de transmisión y de la suspensión de la rueda

(4)

Posibilidad de realizar tareas de modo sencillo en la disposición de cojinetes de la rueda sin desmontar el accionamiento de la parte interna de la rueda

(5)

Elevada versatilidad de aplicación, también para un eje no accionado con ruedas frenadas a través del árbol de rueda

(6)

Posibilidad de mantenimiento de la disposición de contacto con tierra desde la parte externa del vehículo.

La invención no se limita a los ejemplos de realización representados y descritos, sino que viene definida por las reivindicaciones siguientes.

Claims (9)

1. Eje de rueda libre (1), provisto de ruedas (10) apoyadas individualmente para mecanismos de traslación de uno o dos ejes, en vehículos ferroviarios, especialmente de vehículos de plataforma baja, con un bastidor portante de ruedas (8) que rodea por fuera las ruedas (10) con travesaños portantes (12) laterales, estando acoplada cada rueda rotativa (10) en la cara interna del travesaño portante (12) respectivo mediante una disposición de cojinetes de rueda (32) dispuesta dentro de la rueda (10), en un muñón de eje (34) del travesaño portante (12), y estando unida cada rueda (10) en arrastre de par motor por su cara interna con un árbol (16) que se prolonga hacia fuera a través de aberturas de la rueda (10) y del travesaño portante (12), caracterizado porque el árbol (16) termina en un plano de acoplamiento (18) constituido directamente sobre la cara externa del travesaño portante (12).

2. Eje de rueda libre, según la reivindicación 1, caracterizado porque el árbol (16) rueda, en el travesaño portante, está unido de forma rígida a la rueda (10) mediante un elemento de conexión (30) y adicionalmente, de forma preferente, mediante un cojinete de pivote (36).

3. Eje de rueda libre, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el árbol (16) presenta por el lado del eje de acoplamiento (18) una disposición de contacto con tierra (38) integrada.

4. Eje de rueda libre, según la reivindicación 3, caracterizado porque la disposición de contacto con tierra (38) se apoya de forma fija mediante una barra de retención (40) centrada que discurre a través del árbol (16), constituido hueco, hacia la cara interna de la rueda, y un apoyo de par motor (42).

5. Eje de rueda libre, según la reivindicación 4, caracterizado porque entre el árbol (16) hueco y la barra de retención (40) se dispone, al menos, un cojinete de pivote (44).

6. Eje de rueda libre, según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el árbol (16) constituye un árbol intermedio de transmisión (20) y está unido en el plano de acoplamiento (18) a través de un acoplamiento (22) a un árbol de transmisión (24) de un accionamiento (2) dispuesto por fuera sobre la cara longitudinal del mecanismo de traslación.

7. Eje de rueda libre, según la reivindicación 6, caracterizado porque el árbol de transmisión (24) constituido hueco presenta en su cara externa, orientada hacia fuera del árbol intermedio (20), una abertura de emergencia (48) para la disposición de contacto con tierra (38).

8. Eje de rueda libre, según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el árbol (16) constituye un árbol de freno y está unido en el plano de acoplamiento (18) con un dispositivo de frenado.

9. Eje de rueda libre, según la reivindicación 8, caracterizado porque el dispositivo de frenado está constituido como freno de disco, estando unido con el árbol de freno un disco de freno que interacciona con una pinza portapastillas apoyada en el travesaño portante (12).