ES2232399T3 - Bogie motor para vehiculo ferroviario y vehiculo ferroviario provisto de tal bogie. - Google Patents
Bogie motor para vehiculo ferroviario y vehiculo ferroviario provisto de tal bogie.Info
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Abstract
Bogíe motor (4) para vehículo ferroviario (2), destinado a soportar una caja (14) del citado vehículo, comprendiendo el citado bogíe motor ejes (6) que reposan sobre carriles (8), un chasis (10) que reposa sobre los citados ejes (6), y medios de arrastre (18, 36, 48) de cada eje (6) que comprenden un motor (36), un reductor (18) y medios de transmisión (48) entre el motor (36) y el reductor (18), estando previstos medios (30, 42, 44, 54) que permiten el soporte de los medios de arrastre (18, 36, 48) por el vehículo, caracterizado porque los citados medios de soporte de los medios de arrastre comprenden medios de suspensión (30) del reductor (18), o del motor, de la caja (14) del vehículo, articulados, ya sea al reductor, o al motor, así como a la caja, medios de articulación (42, 44) del motor (36) al chasis (10) del bogíe alrededor de un eje sensiblemente horizontal, así como medios de unión (54) del motor (36) al reductor (18) articulados, a la vez, al motor y al reductor, y en vista de costado, el punto de articulación (28), ya sea del reductor (18), o del motor, a los medios de suspensión (30), está dispuesto entre el centro de gravedad (g) del reductor y el centro de gravedad (g¿) del motor (36).
Description
Bogíe motor para vehículo ferroviario y vehículo
ferroviario provisto de tal bogíe.
La presente invención se refiere a un bogíe motor
para vehículo ferroviario, así como a un vehículo ferroviario
provisto de, al menos, un bogíe de este tipo.
De manera habitual, un bogíe motor comprende ejes
que se apoyan en los carriles de la vía y que soportan un chasis,
con interposición de una suspensión denominada primaria. La caja del
vehículo ferroviario reposa sobre el chasis de este bogíe, con
interposición de una suspensión denominada secundaria.
Cada bogíe motor está provisto de medios de
arrastre de cada eje, que comprenden, al menos, un motor y, al
menos, un reductor provisto de una rueda de arrastre del eje
correspondiente. Están previstos, además, medios de soporte de los
motores y de los reductores por el vehículo ferroviario.
Es ventajoso hacer soportar la masa de los medios
de arrastre por un órgano mecánico del vehículo que esté dispuesto
lo más suspendido que sea posible. Esto contribuye a reducir los
esfuerzos ejercidos sobre los carriles por el bogíe motor y permite
aumentar la velocidad del vehículo ferroviario. Desde este punto de
vista, es preferible hacer soportar las masas del los motores y de
los reductores por intermedio de la caja del vehículo y, en su
defecto, por intermedio del chasis del bogíe, siendo la solución
consistente en hacer soportar estas masas por los ejes la más
desfavorable.
Por otra parte, la caja del vehículo, el chasis
del bogíe, y los ejes, son libres de desplazarse unos respecto de
los otros. Ahora bien, debiendo ser la rueda de arrastre del
reductor solidaria del eje, cuanto más suspendidos estén el motor y
el reductor de órganos elevados, más compleja será la transmisión
entre el motor suspendido y esta rueda de arrastre fijada al
eje.
Conviene, por tanto, llegar a un compromiso entre
una suspensión de estas masas únicamente por el eje, simple de poner
en práctica, pero que solo permite velocidades pequeñas, y una
suspensión de las masas por la caja, que permite velocidades
elevadas, pero que es más compleja en términos tecnológicos.
Una primera solución consiste en suspender de la
caja del vehículo, un conjunto moto-reductor y en
instalar en el eje un reductor suplementario, estando unidos estos
dos reductores por intermedio de una junta homocinética, tal como se
describe en la patente FR 2 374 194. Esta solución presenta, sin
embargo, inconvenientes, en el sentido de que es necesario recurrir
a reductores separados. Además, el empleo de una junta homocinética,
particularmente cara, es origen de costes importantes.
Se ha propuesto una solución alternativa. Ésta
consiste en suspender el reductor del chasis del bogíe, en su
extremo opuesto al eje. Por otra parte, el motor se fija de modo
permanente al chasis, cooperando el reductor y el motor,
habitualmente, por intermedio de un acoplamiento de dientes
abombados.
Esta disposición, aunque es relativamente
ventajosa en términos de costes, presenta otros inconvenientes. En
efecto, las masas del motor y del reductor son soportadas, no por la
caja del vehículo, sino por el chasis del bogíe, de modo que los
ejes ejercen esfuerzos relativamente importantes sobre los carriles.
Además, fijar el motor de modo permanente al chasis induce la
aparición de esfuerzos mecánicos elevados que se ejercen sobre este
último.
A fin de paliar los diferentes inconvenientes de
la técnica anterior citados, la invención se propone realizar un
bogíe motor de vehículo ferroviario, en el cual las masas de los
motores y de los reductores sean soportadas, en una gran medida, por
la caja del vehículo, por intermedio de un número restringido de
elementos mecánicos que tengan una estructura simple y costes poco
elevados.
Con este fin, la invención tiene por objeto un
bogíe motor para vehículo ferroviario, destinado a soportar una caja
del citado vehículo, comprendiendo el citado bogíe motor ejes que
reposan sobre carriles, un chasis que reposa sobre los citados ejes,
y medios de arrastre de cada eje que comprenden un motor, un
reductor y medios de transmisión entre el motor y el reductor,
estando previstos medios que permiten el soporte de los medios de
arrastre por el vehículo, caracterizado porque los citados medios de
soporte de los medios de arrastre comprenden medios de suspensión
del reductor, o del motor, de la caja del vehículo, articulados al
reductor, o al motor, así como a la caja, medios de articulación del
motor al chasis del bogíe alrededor de un eje sensiblemente
horizontal, así como medios de unión del motor al reductor,
articulados a la vez al motor y al reductor.
De acuerdo con otras características de la
invención:
- en vista de costado, el punto de articulación
del reductor, o del motor, a los medios de suspensión está dispuesto
entre el centro de gravedad del reductor y el centro de gravedad del
motor;
- el momento ejercido por el reductor sobre el
citado punto de articulación es, sensiblemente, igual al momento
ejercido por el motor sobre este punto de articulación;
- en vista desde arriba, el reductor y el motor
están desplazados transversalmente uno respecto del otro, estando
dispuesto el punto de articulación de los medios de suspensión al
reductor, o al motor, entre el centro de gravedad del reductor y el
centro de gravedad del motor;
- los medios de suspensión del reductor, o del
motor, de la caja del vehículo, están articulados al reductor, o al
motor, así como a la caja, al menos alrededor de un eje
horizontal;
- los medios de suspensión comprenden una biela
sensiblemente rectilínea, que se extiende, sensiblemente, en
dirección vertical entre el reductor y la caja del vehículo;
- los medios de articulación del motor al chasis
comprenden dos brazos solidarios del alojamiento del motor, estando
articulados estos brazos al chasis alrededor del citado eje
horizontal;
- los medios de unión del motor al reductor están
articulados al motor y al reductor, al menos, alrededor de un eje
horizontal;
- los medios de unión del motor al reductor
comprenden una biela que presenta, en vista de costado, una forma de
C, estando dispuestos los dos extremos de esta biela articulados,
respectivamente, al motor y al reductor, sensiblemente, uno debajo
del otro;
- los medios de transmisión entre el motor y el
reductor comprenden un acoplamiento de dientes abombados;
- el reductor comprende una rueda motriz
arrastrada por el motor, una rueda de arrastre solidaria del eje y
una rueda intermedia.
La invención tiene por objeto, igualmente, un
vehículo ferroviario que comprende, al menos, un bogíe motor y una
caja que reposa sobre el bogíe, o cada bogíe, motor, caracterizado
porque el bogíe, o cada bogíe, motor, son tal como se definió
anteriormente.
La invención va a describirse a continuación,
refiriéndose a los dibujos anejos, dados únicamente a título de
ejemplos no limitativos y en los cuales:
- la figura 1 es una vista esquemática que
ilustra la repartición de las masas de un bogíe motor que pertenece
a un vehículo ferroviario de acuerdo con la invención;
- la figura 2 es una vista en perspectiva de una
parte del bogíe motor de la figura 1;
- las figuras 3 y 4 son, respectivamente, vistas
de costado y desde arriba, a escala mayor, del bogíe motor de la
figura 1; y
- la figura 5 es una vista análoga a la figura 3,
que ilustra una variante de realización de la invención.
La figura 1 representa, de manera esquemática, un
vehículo ferroviario designado en su conjunto por la referencia 2.
Este último está provisto de varios bogíes, de los cuales solo uno
está representado en esta figura. Este bogíe comprende dos ejes 6,
que se apoyan sobre carriles 8 y que soportan un chasis 10, con
interposición de una suspensión primaria designada por las
referencias 12. El vehículo ferroviario está provisto, igualmente,
de una caja 14, representada parcialmente, que reposa sobre el
chasis 10 del bogíe 4, con interposición de una suspensión
secundaria 16.
Cada eje 6 está equipado de un conjunto de
arrastre correspondiente. En lo que sigue, sólo se describirá, en la
figura 1, el conjunto de arrastre del eje de la izquierda,
entendiéndose que los dos conjuntos de arrastre son simétricos con
respecto a un eje transversal medio del bogíe. Cada conjunto de
arrastre comprende un reductor, designado en su conjunto por la
referencia 18, que está equipado con tres ruedas dentadas 20, 22, 24
ilustradas en las figuras 3 y 5. La rueda 20, solidaria del eje, es
una rueda de arrastre de este último, mientras que la rueda 24 es
una rueda motriz arrastrada por un motor, como se explicará en lo
que sigue, siendo la rueda 22 una rueda intermedia.
Estas ruedas 20, 22, 24, que están dispuestas una
detrás de otra en la dirección de avance F del vehículo ferroviario
están alojadas en un cárter 26 que está formado por dos
semielementos, de modo clásico. El cárter 26 gira sobre el eje del
eje 6, la rueda de arrastre 20 es solidaria del eje, mientras que
las otras dos ruedas 22 y 24 están montadas en el cárter. Los tres
ejes de las ruedas 20, 22, 24 están dispuestos en un plano
ligeramente inclinado con respecto a la horizontal, pero pueden
estar disgustos de manera diferente en función de la disposición del
bogíe.
El cárter 26 está provisto de un saliente 28 que
se extiende transversalmente, dispuesto hacia el extremo trasero de
este cárter 26 opuesto al eje 6. Una biela 30 que se extiende
sensiblemente vertical, está montada a rótula, por una parte, en el
saliente 28 del cárter 26 y, por otra, en una horquilla 32 de la que
está provista una traviesa 34 de la caja 14 (véase la figura 4).
Esta biela está representada solo parcialmente en la figura 2.
Cada conjunto de arrastre comprende, igualmente,
un motor, designado en su conjunto por la referencia 36. Este
último, que está alimentado por medios eléctricos, no representados,
es recibido en un alojamiento 38 sensiblemente paralelepipédico.
Este motor, que está desplazado transversalmente con respecto al
reductor 18, se encuentra frente al extremo de este reductor opuesto
al eje 6. Con fines de claridad, el motor no está representado en la
figura 2 y se ha representado en trazos mixtos en la figura 3.
El alojamiento 38 está articulado, alrededor de
un eje horizontal, a una traviesa 40 del chasis 10 del bogíe 4. Con
este fin, el alojamiento 38 es solidario de dos brazos 42, 44
articulados a horquillas 46 de las que está provista la traviesa 40.
El primer brazo 42 se extiende de modo longitudinal mientras que el
otro brazo 44 se extiende de manera oblicua, entendiéndose que los
brazos 42, 44 pueden ser paralelos.
El movimiento de rotación del motor es
transmitido a la rueda motriz 24 por intermedio de un acoplamiento
48 de dientes abombados, de tipo clásico.
El cárter 26 está provisto, en su extremo opuesto
al eje 6, de una brida 50 que sobresale a la vez hacia arriba y en
dirección al motor. Este último está provisto, en su parte inferior,
de una nariz 52, que sobresale en dirección al reductor y se
encuentra en la vertical de la brida 50. La brida 50 y la nariz 52
están dispuestas a una y otra parte de la rueda motriz 24. Una biela
de unión 54 está montada a rótula, por sus dos extremos,
respectivamente, en la brida 50 y en la nariz 52. Ésta presenta,
vista de costado, una forma de C y se extiende en la proximidad del
acoplamiento 48, en el lado opuesto a éste con respecto al eje 6.
Esta biela permite la articulación del motor al reductor. De modo
ventajoso, la brida 50 y la nariz 52 están dispuestas de manera que
estén alineadas con el eje de la rueda motriz 24, siendo, sin
embargo, aceptable una ligera desviación de alineación.
Como muestra la figura 2, el chasis 10 del bogíe
4 está provisto, en el lado opuesto al eje 6 con respecto al motor
36, es decir, en su extremo delantero, de una traviesa tubular 56
equipada con una timonería, no representada, de frenos de disco.
Esta timonería es apropiada para cooperar con discos 58 solidarios
del eje 6, visibles en la figura 4.
Refiriéndose de nuevo a la figura 1, el centro de
gravedad g del reductor y el centro de gravedad g' del motor 36
están dispuestos, vistos de costado, a una y otra parte del saliente
28, que constituye el punto de articulación del reductor 18 a la
biela 30 y, por tanto, a la caja 14. Por otra parte, el momento
ejercido por el reductor sobre este saliente 28 es sensiblemente
igual al momento ejercido por el motor 36 sobre este mismo saliente.
En otras palabras, el producto de la masa m del reductor por la
distancia d que separa el centro de gravedad g y el saliente 28, en
vista de costado, es sensiblemente igual al producto de la masa M
del motor por la distancia d' que separa, en vista de costado, el
saliente 28 y el punto de articulación del motor al reductor, a
saber, la brida 50.
Como muestra, además, la figura 4, los centros de
gravedad g, g' están dispuestos, en vista desde arriba, a una y otra
parte del saliente 28, de modo que este último está dispuesto cerca
del baricentro del sistema formado por el motor y el reductor.
En servicio, los desplazamientos relativos en
transversal y en curva, de la caja con respecto al eje son
compensados por intermedio de la biela de suspensión 30, que está
montada articulada a rótula en sus dos extremos. Los desplazamientos
relativos del eje con respecto al chasis del bogíe son compensados,
por una parte, por intermedio de los brazos 42, 44, que tienen un
ligero desplazamiento transversal y, por otra, gracias a la biela de
unión 54, que está montada articulada a rótula en sus dos extremos.
El reductor 18 está unido en traslación al eje 6 que le recibe.
La figura 5 representa una variante de la
invención, en la cual el cárter 26 tiene un plano de junta P que se
extiende de modo oblicuo, de manera que define dos elementos de
cárter 26', 26''. El primer elemento 26' se extiende únicamente en
la proximidad del eje 6 y de la rueda 20, mientras que el segundo
elemento 26'', suspendido por la biela 30, recubre las ruedas 22 y
24. De este modo, es posible suprimir el primer elemento 26', de
modo que se desmonte el eje y su rueda 20, sin interactuar sobre las
ruedas 22 y 24, que permanecen suspendidas por la biela 30.
En los modos de realización descritos
anteriormente, el reductor 18 está suspendido de la caja del
vehículo, estando articulado el motor, por una parte, al chasis del
bogíe y, por otra, al reductor. Es previsible, igualmente, suspender
el motor de la caja, por intermedio de una biela análoga a la biela
30 representada. El motor, en este caso, está, igualmente,
articulado al chasis del bogíe y el reductor permanece suspendido
únicamente del motor, sin estar suspendido directamente de la
caja.
La invención permite realizar los objetivos
anteriormente mencionados. Ésta, en efecto, permite suspender
verticalmente de la caja una parte importante de las masas del motor
y del reductor. Conviene observar, a este respecto, que, aunque el
reductor y el motor estén unidos, respectivamente, al eje y al
chasis del bogíe, estos ejercen solamente tensiones pequeñas sobre
estos elementos.
Por otra parte, la invención hace intervenir un
número muy pequeño de elementos mecánicos, puesto que una única
biela permite la suspensión de la caja del reductor, mientras que
otra única biela asegura la articulación mutua del motor y del
reductor. Estos elementos mecánicos son robustos, de concepción
simple y de costes reducidos.
La disposición de acuerdo con la invención genera
pocos movimientos transversales entre el reductor y el motor. Esto
garantiza un funcionamiento óptimo del acoplamiento que permite la
transmisión entre este motor y este reductor y permite reducir la
masa de estos últimos. Dado que el reductor está desplazado
longitudinalmente con respecto al eje, es posible colocar discos de
frenado en este eje, en el seno del espacio así liberado.
Disponer los centros de gravedad,
respectivamente, del motor y del reductor, a una y otra parte, en
vista de costado (véanse las figuras 1 y 3), del punto de
articulación de la biela de suspensión del reductor, o del motor, a
la caja, es ventajoso. En efecto, una conformación de este tipo
permite que los momentos ejercidos sobre este punto de articulación,
a la vez, por el motor y el reductor, se compensen. Desde este punto
de vista, es particularmente ventajoso que estos momentos se anulen,
cuando los productos de las masas, respectivamente, del reductor y
del motor, por la longitud de los brazos de palanca correspondientes
sean iguales.
El hecho de que el centro de gravedad del
reductor y del motor estén dispuestos, en vista desde arriba (véase
la figura 4), a una y otra parte del punto de articulación de la
biela de suspensión al reductor, o al motor, es igualmente
ventajoso. Esto confiere una excelente estabilidad al conjunto
formado por este motor y este reductor, en la medida en que este
punto de articulación está situado próximo al baricentro de este
conjunto.
Claims (11)
1. Bogíe motor (4) para vehículo ferroviario (2),
destinado a soportar una caja (14) del citado vehículo,
comprendiendo el citado bogíe motor ejes (6) que reposan sobre
carriles (8), un chasis (10) que reposa sobre los citados ejes (6),
y medios de arrastre (18, 36, 48) de cada eje (6) que comprenden un
motor (36), un reductor (18) y medios de transmisión (48) entre el
motor (36) y el reductor (18), estando previstos medios (30, 42, 44,
54) que permiten el soporte de los medios de arrastre (18, 36, 48)
por el vehículo, caracterizado porque los citados medios de
soporte de los medios de arrastre comprenden medios de suspensión
(30) del reductor (18), o del motor, de la caja (14) del vehículo,
articulados, ya sea al reductor, o al motor, así como a la caja,
medios de articulación (42, 44) del motor (36) al chasis (10) del
bogíe alrededor de un eje sensiblemente horizontal, así como medios
de unión (54) del motor (36) al reductor (18) articulados, a la vez,
al motor y al reductor, y en vista de costado, el punto de
articulación (28), ya sea del reductor (18), o del motor, a los
medios de suspensión (30), está dispuesto entre el centro de
gravedad (g) del reductor y el centro de gravedad (g') del motor
(36).
2. Bogíe de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque el momento (m.d) ejercido por el
reductor (18) sobre el citado punto de articulación (28) es,
sensiblemente, igual al momento (M.d') ejercido por el motor (36)
sobre este punto de articulación (28).
3. Bogíe de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque, en vista desde
arriba, el reductor (18) y el motor (36) están desplazados
transversalmente uno respecto del otro, estando dispuesto el punto
de articulación (28) entre el centro de gravedad (g) del reductor
(18) y el centro de gravedad (g') del motor (36).
4. Bogíe de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los medios de
suspensión (30) del reductor (18), o del motor, de la caja del
vehículo, están articulados al reductor, o al motor, así como a la
caja, al menos, alrededor de un eje horizontal.
5. Bogíe de acuerdo con la reivindicación 4,
caracterizado porque los medios de suspensión comprenden una
biela (30) sensiblemente rectilínea, que se extiende sensiblemente
vertical entre el reductor (18) y el chasis (14) del vehículo.
6. Bogíe de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los medios
de articulación del motor (36) al chasis (10) comprenden dos brazos
(42, 44) solidarios del alojamiento (38) del motor (36), estando
articulados estos brazos (42, 44) al chasis alrededor del citado eje
horizontal.
7. Bogíe de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los medios
(54) de unión del motor (36) al reductor (18) están articulados al
motor y al reductor, al menos, alrededor de un eje horizontal.
8. Bogíe de acuerdo con la reivindicación 7,
caracterizado porque los medios de unión del motor (36) al
reductor (18) comprenden una biela (54) que presenta, en vista de
costado, una forma de C, estando dispuestos los dos extremos de esta
biela (54) articulados, respectivamente, al motor y al reductor,
sensiblemente, uno debajo del otro.
9. Bogíe de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los medios
de transmisión entre el motor y el reductor comprenden un
acoplamiento de dientes abombados (48).
10. Bogíe de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
reductor (18) comprende una rueda motriz (24) arrastrada por el
motor, una rueda de arrastre (20) solidaria del eje (6) y una rueda
intermedia (22).
11. Vehículo ferroviario (2) que comprende, al
menos, un bogíe motor (4) y una caja (14) que reposa sobre el bogíe,
o cada bogíe, motor, caracterizado porque el bogíe, o cada
bogíe, motor (4) son de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes.
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