ES2346945A1 - Bogie de ancho variable con ejes giratorios e instalacion fija para cambio de ancho de via. - Google Patents
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Abstract
Bogie de ancho variable con ejes giratorios e instalación fija para cambio de ancho de vía. El bogie comprende: una plataforma soporte de un vagón ferroviario; al menos un eje giratorio (2) que incluye en sus zonas exteriores piezas-soporte (10) de los muelles de suspensión (11) de dicha plataforma que incluyen interiormente unos rodamientos (12) sobre el que se montan dos ruedas (1) mediante un dispositivo de acoplamiento que permite su desplazamiento lateral y que lleva unidos unos medios de encerrojamiento (18) guiados lateralmente en la dirección longitudinal del eje (2) mediante los que se controla dicho desplazamiento lateral para situarse en las posiciones correspondientes a los dos anchos de vía; y un dispositivo de cambio de ancho de vía alojado en dichas piezas-soporte (10) basado en la cooperación de dichos medios de encerrojamiento (18) y un cerrojo (22) desplazable verticalmente al ser accionado por unas guías de enclavamiento/desenclavamiento (24) de una instalaciónfija de cambio de ancho de vía.
Description
Bogie de ancho variable con ejes giratorios e
instalación fija para cambio de ancho de vía.
La invención se refiere a un bogie con medios
para circular en vías de distinto ancho, y más en particular a un
bogie con ejes giratorios dotado de un dispositivo de cambio de
ancho en cooperación con una instalación cambiadora dispuesta entre
dos vías de distinto ancho, y a una instalación fija para cambio de
ancho de vía.
La solicitante de esta invención desarrolló hace
varias décadas un sistema de cambio de ancho de vía, objeto de la
patente ES 332.453, en respuesta a la iniciativa de Renfe de
convocar un concurso público de soluciones para evitar el
transbordo de pasajeros en la frontera
hispano-francesa, operación obligada hasta entonces,
debido al diferente ancho de las vías de la península ibérica (1668
mm) en relación con las europeas (1435 mm).
Ese sistema implica, por un lado, la
incorporación a las unidades ferroviarias de un dispositivo de
traslación de las ruedas de sus ejes y, por otro lado, de una
instalación fija montada entre las vías de distinto ancho. La
operación de cambio de la distancia entre ruedas se realiza de forma
automática, sin intervención humana, al paso del tren sobre dicha
instalación en cinco fases que se suceden de forma continua; en la
primera de ellas, se liberan las ruedas de sus cargas verticales; en
la segunda, los conjuntos de los ejes de las ruedas se liberan de un
mecanismo de bloqueo lateral que las mantiene en su posición de
rodaje; en la tercera, las ruedas, liberadas de su carga vertical y
de su bloqueo lateral, entran en unas guías que, al avanzar el eje,
las trasladan lateralmente hasta su nueva posición de rodaje, de
acuerdo con el nuevo ancho de vía; en la cuarta y quinta fase, se
vuelven a bloquear lateralmente los conjuntos de rueda y se aplica
de nuevo al eje su carga vertical, con lo que concluye la operación
de cambio.
Tras esa innovación, que supuso un hito
importante en la tecnología ferroviaria, la solicitante de esta
invención ha llevado a cabo distintos desarrollos para aplicar el
sistema a distintas estructuras ferroviarias: ejes independientes,
bogies, bogies de mercancía y bogies motores y, entre ellos, el
descrito en la patente ES 2 130 039 "Conjunto de eje ferroviario
dotado de cambio automático de ancho de vía y adaptable a bogies
convencionales de mercancías", que puede ser incorporado en los
bogies convencionales de mercancías en sustitución de los ejes
montados de ancho fijo, sin que se requiera una modificación
sustancial de los mismos.
El eje integra dos conjuntos de rodadura
independientes (rueda con eje corto o semieje y dos cojinetes),
realizándose el cambio de ancho entre ruedas por desplazamiento
transversal simultáneo de las dos rodaduras de manera similar a la
utilizada en los trenes TALGO aunque, en lugar de incluir
dispositivos de enclavamiento en los dos cojinetes de cada rodadura,
solo incorporan el dispositivo de enclavamiento en el cojinete
interior.
Estructuralmente, el conjunto de eje comprende
un bastidor de eje sobre el que van montados los dos conjuntos de
rodadura y sus sistemas de enclavamiento, un dispositivo de unión
entre rodaduras, dos armaduras de traslación de las zapatas de
freno, un sistema de continuidad eléctrica entre las ruedas o un
sistema de shuntaje eléctrico y un dispositivo de detección de
cojinetes interiores calientes.
Si bien la tecnología descrita en la patente ES
2 130 039 ha facilitado la adaptación de bogies tradicionales de
mercancías a anchos de vía variable, la industria ferroviaria
demanda constantemente nuevas soluciones para afrontar las distintas
problemáticas planteadas por la adaptación de los vagones
ferroviarios de mercancías a vías de distinto ancho. En este
sentido, hay que señalar que, en particular en España, la
implantación del ancho europeo en la red de alta velocidad ha
multiplicado las necesidades tecnológicas relacionadas con el cambio
de ancho de vía.
La presente invención está orientada a la
satisfacción de esa demanda.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un bogie de mercancías capaz de adaptarse a vías
férreas de distinto ancho en el que se minimice el componente de
peso no suspendido.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un bogie de mercancías capaz de adaptarse a vías
férreas de distinto ancho en el que se minimice el riesgo de
desenclavamiento accidental del dispositivo que permite variar la
distancia entre las ruedas.
Esos y otros objetos se consiguen con un bogie
que comprende una plataforma soporte de un vagón ferroviario y al
menos un eje giratorio sobre el que se montan dos ruedas mediante un
dispositivo de acoplamiento que permite su desplazamiento lateral y
que está dotado de un dispositivo de cambio de ancho de vía
utilizando medios que impiden/permiten el movimiento lateral de cada
rueda y entre ellos un cerrojo desplazable verticalmente al ser
accionado por unas guías de enclavamiento/desenclavamiento previstas
al efecto en una instalación fija para efectuar el cambio de ancho
de vía, en el que:
- Dicho dispositivo de acoplamiento entre las
ruedas y el eje giratorio lleva unidos unos medios de
encerrojamiento guiados lateralmente en la dirección longitudinal
del eje.
- Dicho eje giratorio incluye unas
piezas-soporte de dicha plataforma que incluyen
interiormente unos rodamientos, mediante los cuales las piezas-
soporte están en contacto con el eje, y unos alojamientos para
recibir dichos medios de encerrojamiento y dicho cerrojo, así como
medios para facilitar su enclavamiento/desenclavamiento cooperando
con los de dicha instalación fija.
- Dicho eje giratorio incorpora en sus extremos
unos casquillos fijados al eje.
- Dichas piezas-soporte también
incluyen un bastidor lateral con unos patines de apoyo en la
instalación fija y un collar central que sirve de apoyo al extremo
del eje durante el paso por la instalación fija a través de un
casquillo semicircular unido a dicho collar central.
En una realización preferente de la invención el
bogie también comprende como elemento adicional de seguridad un
cerrojillo unido a cada cerrojo a través de un muelle horizontal a
los efectos de impedir su desplazamiento vertical en cooperación con
un elemento retenedor de dicho cerrojillo unido a una
pieza-soporte.
Otro objeto de la invención es proporcionar una
instalación fija para llevar a cabo la operación de cambio de ancho
adaptada a un bogie dotado de medios que minimizan el riesgo de
desenclavamiento accidental del dispositivo que permite variar la
distancia entre las ruedas.
Ese objeto se consigue con una instalación fija
para efectuar el cambio de ancho de vía que comprende guías de
deslizamiento y soporte, guías de desplazamiento lateral y guías de
enclavamiento/desenclavamiento, en la que dichas guías de
enclavamiento/desenclavamiento tienen un perfil en forma de doble T
y una de las semi-alas de su cabeza tiene un ancho
progresivamente variable, siendo menor en los extremos que en el
centro, en sentido longitudinal, de manera que puede desplazar
lateralmente dicho cerrojillo venciendo la fuerza de dicho muelle
horizontal.
Otras características y ventajas de la presente
invención se desprenderán de la descripción detallada que sigue de
una realización ilustrativa y no limitativa de su objeto en relación
con las figuras que se acompañan.
Las Figuras 1A a 1E son vistas en sección
transversal de la mitad de un eje del bogie según la presente
invención en las cinco fases del proceso de cambio de ancho de
vía.
Las Figuras 2A a 2E muestran vistas laterales de
la mitad de un eje del bogie según la presente invención en las
cinco fases del proceso de cambio de ancho de vía.
Las Figuras 3A y 3B son vistas simplificadas en
sección lateral y en sección transversal del eje del bogie según la
presente invención mostrando los elementos básicos del dispositivo
de cambio de ancho de vía.
Las Figuras 3C, 3D y 3E muestran vistas en
planta y en sección del anillo que incorpora los medios de
encerrojamiento.
La Figura 4 es una vista en planta de la
instalación fija de cambio de ancho de vía.
La Figura 5 es una vista en sección de la
instalación de cambio de ancho de vía, tomada por la línea
A-A de la Figura 4.
El bogie según la presente invención
incluye:
- Una plataforma cuya carga se transmite a
través de los muelles de suspensión 11.
- Al menos un eje giratorio 2 el que van
montadas en cada uno de sus extremos:
a) Una rueda 1 mediante un dispositivo de
acoplamiento que permite su movimiento lateral.
b) Una pieza-soporte 10 de dicha
plataforma.
c) Un dispositivo de cambio de ancho de vía
utilizando medios que impiden/permiten el movimiento lateral de la
rueda 1 y entre ellos un cerrojo 22 desplazable verticalmente al ser
accionado por medios previstos al efecto en la instalación fija.
En la realización de la invención ilustrada en
las Figuras el dispositivo de acoplamiento de la rueda 1 al eje 2
comprende:
- Un casquillo 3 solidario con la rueda 1 y
deslizante sobre el eje 2 que incluye en su extremo un anillo 7, con
un rodamiento axial 8 interior, al que están fijados los medios de
encerrojamiento 18.
- Un elemento tubular 4 fijado a la parte
central del eje 2 mediante los casquillos 5 y 6.
Entre la rueda 1 y el rodamiento axial 8 hay un
casquillo 9 separador para mantener la distancia continuamente.
El casquillo 3 coopera con el elemento tubular 4
para el desplazamiento lateral de la rueda 1 durante la operación de
cambio de ancho. A ese fin, el elemento tubular 4 puede estar dotado
de un estriado interior y el casquillo 3 incluir una cabeza 3'
cooperante con dicho estriado durante el desplazamiento lateral de
la rueda 1 en la operación de cambio de ancho que tiene lugar, como
como veremos en más detalle más adelante, mediante el movimiento de
los medios de encerrojamiento 18, solidarios al casquillo 3, que, en
cooperación con el cerrojo 22, determina las dos posiciones de la
rueda 1 correspondientes a los dos anchos de vía de que se
trate.
Las piezas-soporte 10 están en
contacto con el eje 2 a través de los rodamientos 12 e incluyen
alojamientos interiores para recibir dichos medios de
encerrojamiento 18 y dicho cerrojo 22 así como unos topes 20
previstos para servir de medios de posicionamiento y encaje del
cerrojo 22.
La parte central del eje 2, sobre la que se
sitúan las ruedas 1 en las posiciones correspondientes a los dos
anchos de vía mediante el dispositivo de acoplamiento que hemos
descrito tiene un diámetro mayor que el de sus partes extremas. En
la zona de transición entre los dos anchos se dispone un casquillo
8' que sirve de tope del desplazamiento del casquillo 3. En los
extremos del eje 2 se dispone un casquillo 13 junto con una tapa 15
fijada al eje 2 mediante tornillos que sirve de elemento de
protección del mismo durante la operación de cambio de ancho de vía
así como de tope de los rodamientos 12.
Las piezas-soporte 10 también
incluyen un bastidor lateral con unos patines de apoyo y
deslizamiento 16 en la instalación fija, a cuyo efecto llevan una
guías de nylon 17 y un collar central que sirve de apoyo al extremo
del eje 2, revestido por el casquillo 13, durante el paso por la
instalación fija a través de un casquillo semicircular 14 unido a
dicho collar central que, preferentemente, está fabricado en bronce.
Como veremos más adelante, durante la operación de cambio de ancho
de vía, el bogie se apoya y desliza sobre esos patines 16 quedando
descargadas las ruedas 1.
Como bien comprenderá el experto en la materia,
esa configuración del bastidor lateral de las piezas soporte viene
determinada, al menos en parte, por la disposición de los carriles
guía de deslizamiento y centrado 19. Si estos tuvieran otra
disposición, la configuración del bastidor lateral quedaría
lógicamente modificada de manera que cumpliera las funciones
señaladas.
El cerrojo 22 está constituido por dos vástagos
verticales unidos entre sí por un puente hueco diseñado para que se
introduzca por él la cabeza de la guía de desenclavamiento 24 en
forma de doble T de la instalación fija de cambio de ancho de vía, y
presenta unas guías de nylon 23. Para evitar un
enclavamiento/desenclavamiento accidental, el cerrojo incluye
muelles de seguridad 28 pretensados para evitar desplazamientos
verticales indeseados del cerrojo 22 cuando no está en contacto con
la guía de desenclavamiento 24.
En las realizaciones mostradas en las figuras,
el dispositivo de encerrojamiento cuenta con un elemento adicional
de seguridad formado por el cerrojillo 25, unido al cerrojo 22 y
desplazable lateralmente venciendo la fuerza del muelle horizontal
21, y un elemento retenedor 26 unido a la
pieza-soporte 10. Cuando el muelle 21 está en
reposo, el cerrojillo 25 está en contacto con el elemento retenedor
26 impidiendo el desplazamiento vertical del cerrojo 22. Para que
ese desplazamiento sea posible es necesario aplicar una fuerza en el
muelle 21 que desplace lateralmente el cerrojillo 25 e impida su
retención por el elemento retenedor 26.
Se describe seguidamente con referencia a las
Figuras 4 y 5 el proceso de cambio de ancho de vía al paso por la
mencionada instalación fija cuyos componentes fundamentales son los
siguientes:
- Extremos de los carriles 31 de la vía de mayor
ancho.
- Extremos de los carriles 32 de la vía de menor
ancho.
- Carriles guía de deslizamiento y centrado
19.
- Guías 24 de desenclavamiento y enclavamiento
de los cerrojos 22.
- Guías 27 de traslación de las ruedas 1.
La instalación fija es bidireccional,
realizándose en un sentido el cambio de la vía ancha a la estrecha,
mientras que en el sentido opuesto se lleva a cabo el cambio
inverso.
El proceso de cambio de ancho de vía de un vagón
que llega a la instalación por la vía ancha se efectúa de la forma
siguiente.
Primera
fase
Cuando las ruedas 1 alcanzan la zona descendente
del extremo de los carriles 31 se inicia un descenso paulatino del
bogie hasta que los patines de deslizamiento 16 toman contacto con
los carriles guía de deslizamiento y centrado 19. A partir de este
momento, las ruedas 1 se descargan, permaneciendo así durante todo
el proceso de cambio, hasta tomar contacto con los carriles 32 de
menor ancho al final del mismo.
Segunda
fase
Una vez apoyado y centrado el eje 2 sobre las
guías de deslizamiento y centrado 19, las cabezas del extremo de las
guías de desenclavamiento 24 se introducen en el puente del cerrojo
22 y dado el perfil descendente de esta guía se vence la fuerza de
los muelles verticales 28 y se obliga a bajar los cerrojos 22,
dejando desenclavados los medios de encerrojamiento 18, quedando
pues libres de moverse lateralmente y con ellos las ruedas 1.
En la realización preferente de la invención en
la que el dispositivo de encerrojamiento incluye como elemento
adicional de seguridad el cerrojillo 25, en esta fase también hay
que actuar sobre el muelle horizontal 21, para desplazar
lateralmente el cerrojillo 25 evitando con ello que el retenedor 26
impida la bajada del cerrojo 22. A ese efecto se configura uno de
los lados de la cabeza de las guías de desenclavamiento 24 de la
instalación fija, con forma de doble T, con una anchura
progresivamente variable desde los extremos al centro -menor en los
extremos que en el centro- como puede apreciarse observando
comparativamente las figuras 1B y 1C, con lo que la guía 24 sirve de
elemento accionador del muelle horizontal 21 que controla el
desplazamiento lateral del cerrojillo 25.
Por su parte, las guías 27 provocan el
desplazamiento lateral del dispositivo de acoplamiento de las ruedas
1 al eje 2 hasta que alcanzan la posición correspondiente a la vía
de ancho estrecho 32.
Tercera
fase
El perfil ascendente de la guía 24 obliga al
cerrojo 22 a ascender enclavando el medio 18 en la nueva
posición.
En la realización preferente de la invención que
incluye el cerrojillo 25 y la guía 24 con uno de los lados de la
cabeza de ancho variable, al final de la fase el muelle 21 se queda
en reposo y el cerrojillo 25 queda retenido por el elemento
retenedor 26.
Cuarta
fase
Al llegar las ruedas 1 a los carriles 32 los
patines 16 dejan de apoyarse en sus guías de deslizamientos 19,
concluyéndose la operación de cambio de ancho de vía.
Aunque la presente invención se ha descrito
enteramente en conexión con realizaciones preferidas, es evidente
que se pueden introducir aquellas modificaciones dentro de su
alcance, no considerando éste como limitado por las anteriores
realizaciones, sino por el contenido de las reivindicaciones
siguientes.
- 1
- rueda
- 2
- eje giratorio
- 3
- casquillo
- 3'
- cabeza cooperante
- 4
- elemento tubular
- 5
- casquillo
- 6
- casquillo
- 7
- anillo
- 8
- rodamiento axial interior
- 9
- casquillo separador
- 10
- pieza-soporte
- 11
- muelle de suspensión
- 12
- rodamientos
- 13
- casquillo
- 14
- casquillo semicircular
- 15
- tapa
- 16
- patines de apoyo y deslizamiento
- 17
- guías de nylon
- 18
- medios de encerrojamiento
- 19
- carriles guía de deslizamiento y centrado
- 20
- topes
- 21
- muelle horizontal
- 22
- cerrojo
- 23
- guías de nylon
- 24
- guías de enclavamiento/desenclavamiento
- 25
- cerrojillo
- 26
- elemento retenedor
- 27
- guías de traslación de las ruedas
- 28
- muelles de seguridad verticales
- 31
- carriles de la vía de mayor ancho
- 32
- carriles de la vía de menor ancho
Claims (5)
1. Bogie que comprende una plataforma soporte de
un vagón ferroviario y al menos un eje giratorio (2) sobre el que se
montan dos ruedas (1) mediante un dispositivo de acoplamiento que
permite su desplazamiento lateral y que está dotado de un
dispositivo de cambio de ancho de vía utilizando medios que
impiden/permiten el movimiento lateral de cada rueda (1) y entre
ellos un cerrojo (22) desplazable verticalmente al ser accionado por
unas guías de enclavamiento/desenclavamiento (24) previstas al
efecto en una instalación fija para efectuar el cambio de ancho de
vía, caracterizado porque:
a) dicho dispositivo de acoplamiento entre las
ruedas (1) y el eje giratorio (2) lleva unidos unos medios de
encerrojamiento (18) guiados lateralmente en la dirección
longitudinal del eje (1);
b) dicho eje giratorio (2) incluye unas
piezas-soporte (10) de dicha plataforma que incluyen
interiormente unos rodamientos (12), mediante los cuales las
piezas-soporte (10) están en contacto con el eje
(2), y unos alojamientos para recibir dichos medios de
encerrojamiento (18) y dicho cerrojo (22), así como medios para
facilitar su enclavamiento/desenclavamiento cooperando con los de
dicha instalación fija;
c) dicho eje giratorio (2) incorpora en sus
extremos unos casquillos (13) fijados al eje;
d) dichas piezas-soporte (10)
también incluyen un bastidor lateral con unos patines de apoyo (16)
en la instalación fija y un collar central que sirve de apoyo al
extremo del eje (2) durante el paso por la instalación fija a través
de un casquillo semicircular (14) unido a dicho collar central.
2. Bogie según la reivindicación 1,
caracterizado porque la parte central del eje (2) sobre la
que se sitúan las ruedas (1) en las posiciones correspondientes a
los dos anchos de vía tiene un diámetro mayor que el de sus partes
laterales en contacto con dichas piezas-soporte (10)
a través de los rodamientos (12).
3. Bogie según cualquiera de las
reivindicaciones 1-2 caracterizado porque
dicho dispositivo de acoplamiento comprende un casquillo (3)
solidario con la rueda (1) y deslizante sobre el eje (2) que coopera
con un elemento tubular (4) fijado a la parte central del eje (2) y
que incluye en su extremo un anillo (7), con un rodamiento axial (8)
interior, al que están fijados los medios de encerrojamiento
(18).
4. Bogie según cualquiera de las
reivindicaciones 1-3, caracterizado porque
también comprende un cerrojillo (25) unido a cada cerrojo (22) a
través de un muelle horizontal (21) a los efectos de impedir su
desplazamiento vertical en cooperación con un elemento retenedor
(26) de dicho cerrojillo (25) unido a la
pieza-soporte (10).
5. Instalación fija para efectuar el cambio de
ancho de vía al desplazarse sobre ella un bogie según la
reivindicación 4 que comprende guías de deslizamiento y soporte
(19), guías de desplazamiento lateral (27) y guías de
enclavamiento/desenclavamiento (24), caracterizada porque
dichas guías de enclavamiento/desenclavamiento (24) tienen un perfil
en forma de doble T y una de las semi-alas de su
cabeza tiene un ancho progresivamente variable, siendo menor en los
extremos que en el centro, en sentido longitudinal, de manera que
puede desplazar lateralmente dicho cerrojillo (25) venciendo la
fuerza de dicho muelle horizontal (21).
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