ES2241824T3 - Mecanismo de traslacion de un vehiculo sobre carriles con juego de ruedas radialmente graduable. - Google Patents

Abstract

Mecanismo de traslación de un vehículo ferroviario, especialmente de un vagón de mercancías, con juegos de ruedas radialmente ajustables cada uno con un eje (2) y dos ruedas motrices (1) y a ambos Lodz de las cajas de eje (3, 20, 21) muelles helicoidales (5, 6) y un apoyo inferior de los muelles helicoidales (5, 6) sobre por lo menos una sujeción (7, 22, 23) de la correspondiente caja de eje (3, 20, 21), a cuyo efecto los extremos superiores de los muelles helicoidales (5, 6) se apoyan, por medio de cuñas de fricción (8, 9) en unos planos inclinados (10, 11) de un alojamiento (12) del bastidor del mecanismo de traslación y para lo cual, las superficies laterales de las cuñas de fricción (8, 9) dirigidas hacia la caja de eje (3, 20, 21) hace presión por medio de placas de fricción (13, 14) en puntos de apoyo de la caja de eje (3, 20, 21), Caracterizado porque los puntos de apoyo de la cuña de fricción (8, 9) con respecto a la caja del eje se encuentran sobre el centro del eje, pudiendo efectuarse un movimiento pendular en sentido longitudinal de tracción de la caja del eje alrededor del punto de apoyo.

Description

Mecanismo de traslación de un vehículo sobre carriles con juego de ruedas radialmente graduable.

La invención se refiere a un mecanismo de traslación de un vehículo sobre carriles con juego de ruedas radialmente graduable, según el preámbulo de la reivindicación 1. El mecanismo de traslación propuesto está especialmente indicado para bogies de vagones de mercancías.

Los bogies usuales tienen el inconveniente de que la dirección del juego de ruedas vista en el sentido de la marcha no contribuye a la conservación del carril y no es silenciosa. Además, el bogie de grilletes tiene unos juegos de ruedas radialmente graduables y elásticos longitudinalmente; pero presenta el inconveniente de que, como consecuencia del rozamiento del varillaje se generan chirridos en el varillaje. Además, se generan también ruidos con la fricción de la pestaña sobre la vía y, simultáneamente y e pesar del ajuste radial, tiene lugar un desgaste relativamente elevado entre la rueda el carril y además el bogie de grilletes, como consecuencia de la amortiguación, resulta relativamente costoso.

Por la patente US-A-3517620 se conoce un mecanismo de traslación con una caja de cojinetes axial entre cuñas de fricción con la que, para el ajuste radial de los juegos de ruedas, las cuñas de fricción deben desplazarse con respecto a la armadura del mecanismo de traslación.

La invención tiene por finalidad un mecanismo de traslación perfeccionado a utilizar en los bogies de vagones de mercancías con juegos de ruedas radialmente ajustables.

Esta finalidad se consigue en combinación con las características del preámbulo con las características que se reivindican en la reivindicación 1.

Las ventajas que se consiguen con la invención estriban en que el mecanismo propuesto para un vehículo sobre carriles con juegos de ruedas radialmente graduables, presenta un peso relativamente bajo, permite conservar el carril sin ruido y, además, puede producirse por un costo relativamente favorable. El escaso peso se alcanza especialmente con la construcción compacta e idónea para su función. El funcionamiento silencioso se consigue con un ajuste radial casi óptimo y, además, con la construcción compacta, se reducen al mínimo las superficies reflejantes de los ruidos, así como las que favorecen las vibraciones.

Otras particularidades, características y ventajas de la invención se desprenden de la descripción que sigue de varios ejemplos de realización, así como de las reivindicaciones secundarias y del dibujo esquemático.

Al efecto, muestran: la fig. 1 una vista lateral parcial de un mecanismo de traslación o bogie de un vehículo sobre carriles con juegos de ruedas radialmente graduables según la invención; la fig. 2 es una sección por la línea II-II de una amortiguación primaria del mecanismo inventado; la fig. 3, es un corte de un juego de ruedas por la línea III-III de la fig. 1; la fig. 4 es una vista parcial superior del juego de ruedas de la fig. 1, representándose por puntos la parte de construcción cubierta, y la fig. 5 es una vista lateral de un bogie de dos ejes según la invención.

En la fig. 1 se representa una vista lateral de una sección del mecanismo propuesto de un vehículo ferroviario con juegos de ruedas radialmente graduables. En ella puede verse una rueda motriz 1 de un vehículo ferroviario cuyo eje 2 está suspendido, en la forma conocida, por medio de cojinetes de integrados en cajas de eje 3. La vía se designa con el número 4.

La amortiguación primaria de una rueda motriz 1 se efectúa por medio de dos muelles espirales 5,6 dispuestos a ambos lados de la caja de cojinete axial 3. El apoyo inferior de los muelles 5,6 se efectúa a través de una sujeción de agarre 7 a ambos lados de la caja de eje 3. Los extremos superiores de los muelles espirales 5 y 6 agarran las cuñas de fricción 8 y 9 o hacen presión contra las cuñas, cuyos lados superiores inclinados se apoyan en los planos inclinados 10 y 11 de la sujeción 12 de la armadura del mecanismo de traslación. Las superficies laterales de las cuñas de fricción 8 y 9 dirigidas hacia la caja de eje 3, están provistas de placas antifricción 13 y 14.

En la Fig. 2 se representa una sección de esta amortiguación primaria y en ella puede verse la sujeción 12 del bastidor del mecanismo que rodea a la cuña 9, así como el muelle espiral 6 tensado entre el apoyo 7 de la caja de eje y la sujeción 12.

En la Fig. 3 se representa una sección de un juego de ruedas del vehículo ferroviario y en ella pueden verse, la rueda motriz 1 con el eje 2, el cojinete 15,la caja de cojinetes 3, la sujeción 7 de la caja de eje y el soporte 12 del mecanismo de traslación o de la armadura del boggie. La posibilidad de movimiento lateral entre el juego de ruedas y la armadura del boggie está limitada por el topo 16 del bastidor del mecanismo o de la armadura del bogie con respecto a la caja del eje.

En la fig. 4 se representa una vista superior de una sección de un juego de ruedas del vehículo ferroviario y en ella pueden verse la rueda 1 con el eje 2, el cojinete de eje 15 con la caja de cojinetes 3, los dos muelles espirales 5 y 6, la sujeción 7 de la caja del cojinete axial y las dos placas antifricción 13 y 14.

En la fig. 5 se representa una vista lateral de un bogie 17 con dos juegos de ruedas del vehículo ferroviario. La armadura del bogie está construida preferentemente como bastidor en H a prueba de torsión con soporte superior, mientras que las soluciones usuales suelen disponer de un soporte superior. El bogie 17 dispone de dos juegos de ruedas 18 y 19, sirviendo para la suspensión de los ejes no la caja cerrada de los ejes de las figs. 1 a 4, sino las cajas 20, 21 de los ejes de doble efecto.

Cada uno de los ejes de doble efecto 20, 21 para el apoyo inferior de la amortiguación primaria, dispone de dos sujeciones independientes 22, 23 para los muelles espirales. Los semi-ejes inferiores 24, desmontables fácilmente forman la sección inferior del eje de doble efecto o de la caja del cojinete del eje. Esta solución alternativa con una de las cajas de eje de apertura inferior 20, 21, permite un cambio rápido, sencillo y económico del juego de ruedas sin desmontar las cajas de eje ni la suspensión. En el juego de ruedas derecho de la fig. 5 está montado el semieje inferior. Como es natural, en el ejemplo de la fig. 5, la operación puede llevarse a cabo también con las cajas de eje cerradas (tal como se describe en las figs. 1 a 4).

Según se desprende de las explicaciones anteriores, la amortiguación primaria del mecanismo de traslación del vehículo ferroviario consta de los muelles espirales 5, 6 dispuestos a ambos lados del cojinete axial 15 o de las cajas de eje 3,20,21 que pueden estar formados discrecionalmente por muelles de una pieza o de dos piezas. En el caso de empleo de muelles de una pieza, los muelles espirales presentan una característica preferentemente progresiva (Muelle TKS).

Cuando se emplean muelles de dos piezas, cada uno de ellos consta de un muelle interior y otro exterior que generalmente son concéntricos entre sí.

Sobre los cojinetes del lado amortiguador superior se comprimen las cuñas de fricción 8,9 que a través de los planos inclinados 10, 11 de la sujeción 12, comprimen lateralmente la fuerza vertical en las cajas de cojinetes de eje 3,20,21, generándose la fuerza de compresión necesaria para la amortiguación vertical en el cojinete axial 15. La amortiguación de fricción se obtiene a partir de la fuerza de compresión que depende de la carga elástica y del coeficiente de fricción entre la placa de rozamiento 13, 14 y la caja de rodamientos axiales 3,20,21. De esta manera, se incrementa proporcionalmente en la medida deseada la amortiguación de fricción en relación con la carga del vehículo ferroviario.

Los pares de placas comerciales formados por las placas antifricción 13,14 y la caja de cojinetes 3,20,21, se eligen de tal manera que no se produce ruido alguno durante los movimientos que se generan.

La amortiguación transversal se obtiene mediante el efecto elástico de los muelles en espiral 5,6. El movimiento en sentido transversal y, por consiguiente, transversal al sentido de la marcha, se produce entre las cajas de cojinetes 3,20,21 y las cuñas de fricción 8,9 existentes en la sujeción 12. Estas cuñas de fricción 8,9 se mueven nuevamente en sentido transversal a la armadura del mecanismo de traslación o del bogie del vehículo ferroviario. Una vez alcanzado el máximo movimiento transversal admisible se produce el choque entre la armadura del bogie y la caja de los cojinetes axiales 3,20,21. El movimiento transversal se amortigua igualmente -como el movimiento vertical-, por medio de las placas antifricción 13,14 de la cuña de protección 8,9 con respecto a la caja de cojinetes de eje 3,20,21. También en este caso, se efectúa en la medida predeterminada y deseada la amortiguación de la fricción en función de la carga.

Las condiciones que deben darse para el ajuste radial, se establecen mediante las condiciones geométricas entre el centro del juego de ruedas, el nivel de la base del muelle y la altura de aplicación de la cuña de fricción 8,9 en combinación con la posibilidad de movimiento de dicha cuña 8,9 en sentido longitudinal. Gracias al perfil cónico de las ruedas se producen esfuerzos de inversión que actúan sobre el punto de contacto de la rueda y que se designan como fuerzas Tx. Estas fuerzas Tx actúan en un juego de ruedas 18,19 en sentido opuesto y permiten la regulación radial del juego de ruedas.

La graduabilidad radial del juego de ruedas 18,19, se efectúa en dos etapas durante la primera de las cuales en que las fuerzas Tx son menores que la fuerza de fricción que se produce, tiene lugar un movimiento de cambio como consecuencia de la separación existente entre el eje del cojinete axial y la altura de la cuña de fricción. A causa del par generado por la separación alrededor del eje transversal, se produce un movimiento pendular de la caja de cojinete del eje 3,20,21 alrededor del punto de apoyo de la cuña de fricción 8,9 con respecto a la caja del cojinete de eje 3,20,21 y por este movimiento pendular que se produce encima del centro axial del juego de ruedas 18,19, se genera un movimiento longitudinal en el plano del eje de giro del juego de ruedas con lo que en la primera fase pueden realizarse pequeños movimientos de dirección del juego de ruedas 18,19.

En la segunda fase, en la que las fuerzas Tx son mayores que la fuerza de fricción que se presenta, se produce un desplazamiento de las cuñas de fricción 8,9 con respecto al batisor del mecanismo de traslación o al bastidor del bogie del vehículo ferroviario y, como consecuencia, un mayor movimiento de dirección del juego de ruedas 18,19. A causa del ajuste radial efectuado del juego de ruedas 18,19, disminuyen las fuerzas Tx y el movimiento de dirección retorna al mecanismo de la primera fase en la que solamente se producen pequeñas correcciones del movimiento de dirección. Como consecuencia del movimiento efectuado en la segunda fase, se produce en la curva un nuevo estado de equilibrio casi exento de fuerza y esta es la condición precisa para el bajo desgaste deseado a causa del ajuste radial de las ruedas del vehículo ferroviario.

En comparación con los juegos de ruedas usuales radialmente ajustables de los vehículos ferroviarios en los que las fuerzas Tx durante todo el recorrido de la curva actúan permanentemente contra la resistencia de la rigidez elástica primaria (rigidez cx), con la solución constructiva de la invención se alcanza un estado de equilibrio nuevo y casi completamente desprovisto de esfuerzos.

La configuración completa del dispositivo inventado se deriva de la disposición de solamente un muelle en espiral junto a los ejes o a los cojinetes de los ejes por cada rueda motriz. De esta manera, se obtiene, de forma ventajosa, un brazo de palanca relativamente corto de las fuerzas elásticas en sus apoyos superior e inferior del eje 2 y, en especial, de la suspensión del bastidor del bogie.

Lista de referencias

1. Rueda motriz; 2. Eje; 3. Caja de efe; 4. Carril; 5.Muelle espiral; 6. Muelle espiral; 7. Sujeción de la caja del eje; 8. Cuña de fricción; 9. Cuña de fricción; 10. Plano inclinado; 11. Plano inclinado; 12. Alojamiento del bastidor del bogie; 13. Placa de fricción; 14. Placa de fricción; 15. Cojinete de eje; 16. Tope; 17. Bogie; 18. Juego de ruedas; 19. Juego de ruedas; 20. Eje de doble efecto. 21. Eje de doble efecto; 22. Sujeción. 23. Sujeción. 24. Semi-eje inferior.

Claims (6)

1. Mecanismo de traslación de un vehículo ferroviario, especialmente de un vagón de mercancías, con juegos de ruedas radialmente ajustables cada uno con un eje (2) y dos ruedas motrices (1) y a ambos Lodz de las cajas de eje (3,20,21) muelles helicoidales (5,6) y un apoyo inferior de los muelles helicoidales (5,6) sobre por lo menos una sujeción (7,22,23) de la correspondiente caja de eje (3,20,21), a cuyo efecto los extremos superiores de los muelles helicoidales (5,6) se apoyan, por medio de cuñas de fricción (8,9) en unos planos inclinados (10,11) de un alojamiento (12) del bastidor del mecanismo de traslación y para lo cual, las superficies laterales de las cuñas de fricción (8,9) dirigidas hacia la caja de eje (3,20,21) hace presión por medio de placas de fricción (13,14) en puntos de apoyo de la caja de eje (3,20,21),

caracterizado porque los puntos de apoyo de la cuña de fricción (8,9) con respecto a la caja del eje se encuentran sobre el centro del eje, pudiendo efectuarse un movimiento pendular en sentido longitudinal de tracción de la caja del eje alrededor del punto de apoyo.

2. Mecanismo de traslación según la reivindicación 1, caracterizado porque se ha previsto un tope (16) entre el bastidor del mecanismo de traslación y la caja de eje (3,20,21).

3. Mecanismo de traslación según una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque los muelles helicoidales están configurados como resortes monopieza de característica progresiva.

4. Mecanismo de traslación según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque los muelles helicoidales (5,6) están configurados como resortes de dos piezas con un resorte interior y otro exterior.

5. Mecanismo de traslación según una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque se ha previsto un eje de doble efecto (20,21) como caja de eje (3,20,21).

6. Mecanismo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por la configuración del mecanismo de traslación como bogie.