ES2266152T3 - Aparato para transito de vehiculos. - Google Patents

Abstract

Un aparato para transporte público de viajeros por una vía férrea (4) que consiste en vehículos, cada uno de los cuales incluye una viga (2) principal, que está fijada al vehículo y es paralela a la dirección de desplazamiento del vehículo, teniendo dichos vehículos una configuración en la que están conectados de forma articulada de manera que pueden ser plegados hasta una posición lado a lado desde una posición lineal, estando dichos vehículos conectados entre sí por medio de vigas (2¿) de distanciamiento conectadas de forma pivotante a dichos vehículos en los puntos (3) localizados en ambas partes extremas de dichos vehículos, en el que se disponen medios de conducción horizontal para hacer pivotar dichos vehículos horizontalmente desde dicha posición lineal hasta la posición lado a lado y viceversa a lo largo de ciertas partes de dicha vía férrea en el que hay dispuestos dispositivos de motor de accionamiento o freno, estando situados una parte (8) de dichos dispositivos a lo largo de dicha vía férrea y cooperando con segundas (7) partes de dichos dispositivos montadas en cada uno de los vehículos con el propósito de frenar y acelerar dichos vehículos respectivamente, por lo que la segunda (7) parte de dichos dispositivos de motor consiste en, al menos, una superficie de accionamiento la cual está provista en la viga (2) principal, en el que dicha viga (2¿) de distanciamiento es giratoria en el plano horizontal con relación a la viga (2) principal, caracterizado porque cada vehículo incluye, además, una viga (1) diagonal del vehículo y porque un extremo de dicha viga (2) principal está conectada de forma giratoria a un extremo de la viga (1) diagonal del vehículo mediante un primer brazo de unión (17), estando el segundo extremo de dicha viga (2) principal conectado de forma giratoria a un segundo extremo de la viga (1) diagonal del vehículo mediante un segundo brazo de unión (17), en el que ambos extremos de los dos brazos de unión (17) están conectados de forma giratoriaa la viga (1) diagonal del vehículo y la viga (2) principal, respectivamente.

Description

Aparato para tránsito de vehículos.

Un aparato para transporte público de viajeros por una vía férrea que consiste en vehículos, cada uno de los cuales incluye una viga diagonal del vehículo y tienen una configuración en la que están conectados de forma articulada de manera que dichos vehículos pueden ser plegados hasta una posición lado a lado desde una posición lineal, estando conectados dichos vehículos entre sí por medio de vigas de distanciamiento conectadas de forma pivotante a dichos vehículos en puntos localizados en ambas partes extremas de dichos vehículos, en el que se disponen medios de conducción horizontal para hacer pivotar dichos vehículos horizontalmente desde dicha posición lineal hasta la posición lado a lado y viceversa a lo largo de ciertas partes de dicha vía férrea, en el que hay dispuestos dispositivos de motor de accionamiento o freno, estando situados una parte de dichos dispositivos a lo largo de dicha vía férrea y cooperando con segundas partes de dichos dispositivos montadas en cada uno de los vehículos con el propósito de frenar y acelerar dichos vehículos respectivamente, la segunda parte de dichos dispositivos de motor consiste en, al menos, una superficie de accionamiento la cual se extiende desde una viga principal que está fijada al vehículo y es paralela a la dirección de viaje del vehículo, en el que dicha viga de distanciamiento es giratoria en el plano horizontal en relación con la viga
principal.

Tradicionalmente, los ferrocarriles se han construido con un diseño que permite el transporte de grandes pesos. El diseño de los raíles, el diseño de los soportes de los raíles, los puentes, los vehículos de cualquier tipo, es pesado comparado con los conceptos de diseño de automóviles. El peso típico de un automóvil está en el rango de 1,5-2,0 toneladas en vacío mientras que un vehículo de transporte público de viajeros subterráneo típico pesa 30-40 toneladas. Relaciones similares son válidas para versiones de carga en forma de camiones y vagones de carga de ferrocarril. Además, los motores para servicios de carga especiales son cargados con un exceso de peso de 100 toneladas por locomotora. Las viejas locomotoras de vapor tenían pesos en el rango de 200-300 toneladas. La evolución de la tecnología del ferrocarril tradicional ha estado fuertemente influida por la necesidad de transportar cargas pesadas. De manera similar, las carreteras y los puentes para automóviles se diseñan para la carga más pesada en el puente y en la superficie de la calzada, los camiones.

Operativamente, los trenes tradicionalmente tienen un personal de, al menos, un conductor. El coste de los conductores era originalmente muy pequeño comparado con el coste financiero de los vehículos. Sin embargo, esta relación se ha hecho más pequeña según se ha incrementado el coste salarial relativo y ha disminuido el coste financiero relativo de los vehículos. Este desarrollo ha empujado los diseños posteriores en dos direcciones, una que es trenes más grandes y pesados equipados con un conductor y en la otra dirección con trenes más pequeños y ligeros sin conductores. De acuerdo con esto, recientemente se han desarrollado e introducido comercialmente sistemas sin conductor basados en la introducción de la nueva tecnología disponible en la forma de sistemas de control y supervisión electrónica muy sofisticados en sus circuitos y programación con objeto de mantener un sistema de transporte público de pasajeros, que sea seguro. Los procedimientos de homologación de seguridad de este tipo para un sistema técnicamente complejo como un sistema de transporte público de viajeros son en sí mismos agotadores.

Tradicionalmente, las consideraciones de coste de energía han sido poco comparadas con las ventajas proporcionadas por los dispositivos añadidos en los nuevos sistemas de transporte. El calentamiento global y el considerable consumo de combustible fósil deberían cambiar los conceptos tradicionales de diseño. Se están usando medios de conservación de la energía de diferentes formas en los sistemas de transporte público de viajeros tradicionales con la aceleración y deceleración de vagones de ferrocarril suburbano de 40 toneladas cada 1,5 minutos que alcanzan velocidades de hasta 80 km/h entre estaciones. Fundamentalmente, sería mejor disminuir las velocidades máximas y disminuir los pesos, a la vez que se mantienen tiempos de viaje totales similares con otros medios.

La invención del presente vehículo se ha derivado de un examen crítico de los puntos fuertes y débiles de la tecnología moderna y tradicional de los trenes. El punto fuerte fundamental del raíl de acero y una rueda de acero está en su baja resistencia a la rodadura comparada con la rueda de caucho y una superficie sólida. El punto débil fundamental de la tecnología tradicional de trenes es el diseño pesado, el cual no es necesario para las aplicaciones de transporte público de viajeros sin conductor. El punto débil fundamental en la tecnología moderna de trenes es la dependencia en una casi ilimitada aplicación de sistemas electrónicos y basados en chips para subsistemas de seguridad y operacionalmente decisivos tales como el control de propulsión eléctrica, todos los sistemas eléctricos de a bordo, los sistemas de señales a lo largo de la vía, etc. Estos sistemas se han hecho de naturaleza tan compleja, que están produciendo costes de ingeniería de forma acelerada, y de hecho, la fiabilidad está disminuyendo y los beneficios del comisionado y puesta en marcha se han convertido en un incentivo siempre creciente para los suministradores de tales sistemas.

Basándose en las cuestiones críticas anteriores, se ha inventado un nuevo aparato para transporte público de viajeros que considera las ventajas y desventajas de las cuestiones fundamentales descritas y revela las características de la reivindicación 1.

El aparato inventado puede ser conectado uno a otro consecutivamente para formar un tren, el cual puede operar en distintas formaciones de longitud de tren o como un tren continuo en una configuración de bucle donde cada vehículo se conecta por su extremo al extremo del siguiente en una configuración infinita, véase el documento de patente WO 99/58387 que corresponde al preámbulo de la reivindicación 1. Las nuevas características del aparato se encuentran en las áreas de su sistema de propulsión y freno, el cual se traslada desde los vehículos hasta la parte estacionaria del sistema. La superficie de contacto entre el sistema de propulsión y freno estacionario y la parte del vehículo consiste en una superficie plana a lo largo del aparato entero, en la cual cada vehículo incluye un sistema de viga y un enganche de acuerdo con la reivindicación 1. Además, ciertas invenciones relacionadas con las disposiciones de los bogies y las ruedas y una plataforma para la subida y bajada de los pasajeros se han inventado. Estas características de la invención están expresadas en las reivindicaciones.

Una realización de la invención se describirá con referencia a los dibujos adjuntos.

La Figura 1 es una vista de un vehículo ensamblado sobre raíles de acuerdo con la invención.

La Figura 2 es una vista que muestra una disposición del vehículo de acuerdo con la invención con el compartimento de pasajeros separado para una mejor claridad.

La Figura 3 es una vista que muestra la estructura del vehículo sin el compartimento de pasajeros mientras viaja en una posición parcialmente plegada.

La Figura 4 es una vista que muestra la posición de dos estructuras del vehículo completamente plegadas con especial enfoque sobre la posición de los andenes de pasajeros.

La Figura 5 es una vista que muestra la capacidad de enganche medio del vehículo para desviaciones de ángulo verticales.

La Figura 6 es una vista que muestra una disposición típica de rueda en tándem de acuerdo con la invención.

La Figura 7 es una vista que muestra una realización de un conjunto de accionamiento/freno estacionario de acuerdo con la invención.

El aparato de transporte público de viajeros como se muestra en las Figuras 1 y 2 consiste en una viga 1 diagonal del vehículo y una viga 2 principal de propulsión longitudinal que puede pivotar principalmente de forma horizontal y algo de forma vertical en el punto de enganche 3. La carga vertical generada por los pasajeros y el peso de tara del conjunto del vehículo se transfiere a los raíles 4 por medio de las disposiciones de ruedas 5 que pueden pivotar horizontalmente fijadas a cada final 6 de la viga 1 diagonal del vehículo. La viga 2 de propulsión enganchada está unida rígidamente a la viga 1 del vehículo y el otro final está conectado a un punto de enganche 3. Una viga de distanciamiento 2' está conectada al punto de enganche 3 y forma una extensión articulada de la viga 2 de propulsión o viga principal. El otro final de la viga de distanciamiento 2' puede pivotar, principalmente de forma horizontal y algo verticalmente, conectada a un conjunto de vehículo idéntico y consecutivo. La función principal de la viga 1 diagonal del vehículo es soportar las cargas verticales y de torsión generadas por el conjunto del vehículo. Cuando se aproxima a una estación, los raíles 4 are son forzadas gradualmente a ensancharse como se muestra en la Figura 3 por lo cual los conjuntos de vehículo conectados consecutivamente son forzados a girar gradualmente como se muestra en la Figura 3 y a reducir su velocidad de desplazamiento en la dirección de desplazamiento principal y viceversa cuando sale de una estación diseñada para la subida y bajada de pasajeros. La viga 2 de propulsión enganchada está provista con, al menos, una superficie 7 de accionamiento continua y plana a lo largo de toda la longitud del conjunto del vehículo, aquí seleccionada funcionalmente para ser la superficie que mira hacia abajo. La función de esta superficie 7 de accionamiento plana es actuar como el punto físico de transferencia de fuerza entre el conjunto del vehículo con su viga 2 de propulsión y un aparato 8 de accionamiento y/o freno adecuado montado de forma estacionaria a lo largo de la vía en la proximidad de la superficie 7 de accionamiento plana mientras el vehículo se está desplazando en una dirección a lo largo de su eje longitudinal principal, es decir, entre las estaciones. El aparato 8 puede ser una o más ruedas, que a través de la fricción entre la superficie de la rueda y la superficie 7 plana puede accionar o frenar el vehículo o un motor lineal que transfiere fuerzas a la superficie 7 plana y con ello hace que el conjunto de vehículo o conjuntos de vehículos conectados consecutivamente acelere, decelere o se mueva a una velocidad constante. El frenado de la superficie 7 plana puede ser implementado, además, diseñando el aparato 8 como un patín de freno, que es presionado hacia la superficie 7 plana para causar una fuerza de freno para ser transferida al conjunto del vehículo o a los conjuntos de vehículos conectados consecutivamente. La función principal de la viga 2 de propulsión es proporcionar, en la dirección principal de desplazamiento, una superficie 7 de accionamiento continua con lo cual los medios de propulsión y de freno montados de forma estacionaria pueden transferir fuerzas en la dirección longitudinal y principal de desplazamiento o en la dirección opuesta durante la frenada. La función secundaria de la viga 2 de propulsión es transferir propulsión longitudinal y fuerzas de frenada entre una serie de conjuntos de vehículos conectados consecutivamente. El dispositivo de ruedas 5 puede pivotar principalmente en forma horizontal y algo en vertical conectado a cada uno de los extremos de la viga 1 diagonal del vehículo. Cada dispositivo de ruedas 5 está equipado con dos ruedas 9 y cada rueda 9 tiene pestañas 10 en ambos lados del perímetro de la rueda 11. La función de las pestañas 10 es generar junto con los raíles las fuerzas rotacionales necesarias para el plegado del conjunto del vehículo y proporcionar fuerzas de guiado en secciones fuera de las áreas de la estación. Los dispositivos de ruedas 5 están equipados con ruedas de guía lateral 12 que proporcionan soporte lateral adicional a las pestañas 10 si las fuerzas transversales entre el dispositivo de ruedas 5 y el raíl 4 exceden la capacidad de las pestañas 10 para transferir unas fuerzas laterales tan grandes. El dispositivo de ruedas 5 está equipado, además, con al menos una superficie 13 de accionamiento plana del bogie con lo cual el aparato de accionamiento montado de forma estacionaria puede transferir fuerzas de frenado o aceleración en la dirección de desplazamiento principal mientras el conjunto del vehículo está girando horizontalmente y cambiando desplazarse longitudinalmente a desplazarse transversalmente en una posición lado-a-lado cerca de y en el área de la estación.

Ciertos diseños del aparato 8 requieren para su función apropiada una distancia bien definida entre el aparato 8 montado de forma estacionaria y la superficie 7 plana de propulsión móvil. Esta distancia está afectada específicamente por el desgaste de las ruedas 9 situadas en el dispositivo de ruedas 5 donde el desgaste de las ruedas 9 hará que la superficie 7 plana de propulsión se acerque al aparato 8. Por lo tanto, un dispositivo de ajuste de distancia 14 se introduce de cara a hacer posible el ajustar esta distancia para que esté dentro de límites permisibles. El dispositivo de ajuste de distancia 14 puede, por ejemplo, ser dispuesto en el punto de fijación del dispositivo de ruedas 5 a la viga 1 diagonal del vehículo mediante un tornillo sin fin montado entre el punto de soporte de la rueda y el punto de soporte de la viga 1 diagonal del vehículo. El eje de salida, o sus puntos de conexión, del tornillo sin fin está dispuesto excéntricamente con el propósito de obligar a la viga 1 del vehículo y su viga 2 de propulsión firmemente unida a que aumenten o disminuyan sus distancias verticales con respecto al aparato 8 cuando se hace girar al eje de salida mediante la rotación del eje de entrada, el cual está provisto de un engranaje helicoidal. Otro método para ajustar de modo preciso la distancia entre el aparato 8 montado de forma estacionaria y la superficie 7 de accionamiento móvil es ajustar la posición del aparato 8 acercándose a o alejándose de la superficie 7 de accionamiento, es decir, ajustar el aparato en la dirección vertical. Esto puede ser llevado a cabo de una manera similar usando a tornillo sin fin con un eje de salida excéntrico al que se la hace girar un cierto número de grados girando el eje de entrada manual o automáticamente.

El concepto de diseño del conjunto de vehículo permite que conjuntos de vehículos conectados consecutivamente sean plegados desde una posición cabeza-cola a una posición lado a lado con el método de raíles de ensanchamiento como se muestra en la Figura 3. Este plegado hasta una posición lado a lado se pretende que tenga lugar en las estaciones donde los pasajeros están subiendo a y bajando del conjunto del vehículo desde el compartimento de pasajeros 15 mientras el conjunto del vehículo está moviéndose lentamente en la dirección principal de desplazamiento con sus ejes longitudinales girados aproximadamente 90 grados respecto a la dirección principal de desplazamiento. De cara a facilitar tales transferencias a o desde el andén estacionario de la estación al compartimento de pasajeros 15 y viceversa, se provee al conjunto del vehículo con una plataforma 16 en uno o en ambos extremos del conjunto del vehículo que hace posible a los pasajeros entrar al compartimento de pasajeros 15 sin ninguna diferencia de velocidad entre la plataforma 16 y el compartimento de pasajeros 15. En las estaciones, alrededor de 15-30 conjuntos de vehículos están moviéndose lentamente en una posición lado a lado y las correspondientes plataformas 16 de cada vehículo están situadas en una posición lado a lado formando con ello una zona de suelo móvil conectada a los conjuntos de vehículos que se están moviendo. Los pasajeros pueden entrar a o salir de los conjuntos de vehículos que se están moviendo desde esta zona de suelo móvil en la dirección de andadura normal con una cierta diferencia de velocidad entre la plataforma 16 y el suelo estático de la estación. Ya que la plataforma de andadura 16 se está moviendo junto con el conjunto del vehículo, el pasajero entra o abandona el compartimento de pasajeros 15 en un ángulo aproximado de 90 grados sin ninguna diferencia de velocidad entre la plataforma 16 y el compartimento de pasajeros 15.

El enganche 3 de la viga 2 de propulsión está diseñado para permitir un plegado en la dirección horizontal de cerca de 180 grados en una dirección y unos pocos grados en la dirección vertical. La gran capacidad de plegado horizontal se usa cuando los conjuntos de vehículos cambian de desplazarse a lo largo de sus ejes longitudinales a una posición lado a lado en las estaciones. La capacidad de ajuste del ángulo vertical se usa cuando los conjuntos de vehículos conectados consecutivamente se están desplazando en raíles 4 que de vez en cuando incluyen radios de curvatura verticales relacionados con cuestas y pendientes a lo largo del camino de los raíles 4. Este enganche 3 de la viga 2 de propulsión incorpora un brazo de enganche 17 montado lateralmente, en el cual ambos extremos son libres de girar alrededor de un eje vertical en los puntos de conexión respectivos. Un extremo se conecta a la viga 1 diagonal del vehículo y el otro extremo se conecta a la parte superior de la viga 2 de propulsión en el lado del punto de enganche 3 que no está en el mismo lado que la viga 1 diagonal del vehículo. La viga 2 de propulsión está en el punto de enganche 3 unida rígidamente en su parte inferior para desplazamientos verticales mientras que permite movimientos angulares en otras direcciones. Físicamente, este punto de conexión inferior puede ser dispuesto mediante el uso de un soporte de forma esférica en el que una parte está rígidamente conectada a la viga 2 de propulsión la cual está, a su vez, rígidamente conectada a la viga 1 diagonal del vehículo y la parte de soporte está rígidamente conectada a la viga de distanciamiento 2'. Se ha descrito arriba una realización preferida de la invención. De todos modos, hay otras posibles realizaciones dentro del alcance de la invención. La superficie de accionamiento puede ser dispuesta alternativamente en un lado vertical de la viga en lugar de en el lado inferior o en ambos lados. La superficie de accionamiento puede ser dispuesta en ambas la viga principal y la viga de distanciamiento. La superficie de accionamiento puede tener la forma de un engranaje que coopera con ruedas dentadas de accionamiento, por tanto, formando un tipo de tren de cremallera. De cara a asegurar más las fuerzas rotacionales necesarias para el plegado del conjunto del vehículo y proporcionar fuerzas de guiado en secciones fuera de las áreas de la estación, el vehículo puede ser equipado con ruedas de guiado que corren sobre los lados verticales de los raíles de guiado, estando estas ruedas colocadas, por ejemplo, en el dispositivo de ruedas 5.

Claims (10)

1. Un aparato para transporte público de viajeros por una vía férrea (4) que consiste en vehículos, cada uno de los cuales incluye una viga (2) principal, que está fijada al vehículo y es paralela a la dirección de desplazamiento del vehículo, teniendo dichos vehículos una configuración en la que están conectados de forma articulada de manera que pueden ser plegados hasta una posición lado a lado desde una posición lineal, estando dichos vehículos conectados entre sí por medio de vigas (2') de distanciamiento conectadas de forma pivotante a dichos vehículos en los puntos (3) localizados en ambas partes extremas de dichos vehículos, en el que se disponen medios de conducción horizontal para hacer pivotar dichos vehículos horizontalmente desde dicha posición lineal hasta la posición lado a lado y viceversa a lo largo de ciertas partes de dicha vía férrea en el que hay dispuestos dispositivos de motor de accionamiento o freno, estando situados una parte (8) de dichos dispositivos a lo largo de dicha vía férrea y cooperando con segundas (7) partes de dichos dispositivos montadas en cada uno de los vehículos con el propósito de frenar y acelerar dichos vehículos respectivamente, por lo que la segunda (7) parte de dichos dispositivos de motor consiste en, al menos, una superficie de accionamiento la cual está provista en la viga (2) principal, en el que dicha viga (2') de distanciamiento es giratoria en el plano horizontal con relación a la viga (2) principal, caracterizado porque cada vehículo incluye, además, una viga (1) diagonal del vehículo y porque un extremo de dicha viga (2) principal está conectada de forma giratoria a un extremo de la viga (1) diagonal del vehículo mediante un primer brazo de unión (17), estando el segundo extremo de dicha viga (2) principal conectado de forma giratoria a un segundo extremo de la viga (1) diagonal del vehículo mediante un segundo brazo de unión (17), en el que ambos extremos de los dos brazos de unión (17) están conectados de forma giratoria a la viga (1) diagonal del vehículo y la viga (2) principal, respectivamente.

2. Un aparato para transporte público de viajeros de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie (7) de accionamiento se extiende a lo largo de la viga (2') de distanciamiento, la cual durante el desplazamiento en la dirección lineal del vehículo es una extensión en la dirección de la viga (2) principal.

3. Un aparato para transporte público de viajeros de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la distancia entre la viga (2) principal y los dispositivos de motor (8) situados a lo largo de la vía, es ajustable.

4. Un aparato para transporte público de viajeros de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la viga (2) principal está unida a los dispositivos de ruedas (5) del vehículo por medio de dispositivos (14) de ajuste de distancia vertical.

5. Un aparato para transporte público de viajeros de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque los dispositivos de motor (8) situados a lo largo de la vía se fijan a la vía por medio de medios de ajuste de distancia del vehículo.

6. Un aparato para transporte público de viajeros de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la viga (2) principal está fijada en el lado inferior del vehículo.

7. Un aparato para transporte público de viajeros de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la vía consiste en raíles en los cuales están corriendo las ruedas (9) con doble pestaña del vehículo.

8. Un aparato para transporte público de viajeros de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el vehículo está equipado con ruedas de guía que corren en los lados verticales de los raíles de guía.

9. Un aparato para transporte público de viajeros de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el vehículo está soportado sobre dispositivos de ruedas (5) que tienen forma de bogies y que consisten en un bastidor de bogie, que tiene al menos una superficie (13) plana de accionamiento sobre la cual el aparato de accionamiento montado de forma estacionaria puede transferir fuerzas de frenada o aceleración en la dirección principal de desplazamiento del vehículo.

10. Un aparato para transporte público de viajeros de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el vehículo está provisto de una plataforma (16) en uno o ambos extremos del vehículo, formando las plataformas de los vehículos un suelo móvil cuando los vehículos están desplazándose en una posición lado a lado en una estación.