ES2641298T3 - Vehículo ferroviario de múltiples partes con al menos dos cuerpos del vagón conectados mediante una articulación doble - Google Patents

Vehículo ferroviario de múltiples partes con al menos dos cuerpos del vagón conectados mediante una articulación doble Download PDF

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ES2641298T3 ES11757306.3T ES11757306T ES2641298T3 ES 2641298 T3 ES2641298 T3 ES 2641298T3 ES 11757306 T ES11757306 T ES 11757306T ES 2641298 T3 ES2641298 T3 ES 2641298T3
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Abstract

Vehículo ferroviario de múltiples partes, con al menos dos cuerpos del vagón (W1, W2) que se encuentran apoyados respectivamente sobre chasis dispuestos en el centro y que se encuentran unidos uno con otro mediante una articulación doble (DG1) con una barra de unión (V1), caracterizado porque una primera articulación (G1) de la articulación doble (DG1) permite un movimiento de la barra de unión (V1) de la articulación doble (DG1) en tres direcciones espaciales y una segunda articulación (G2) de la articulación doble (DG1) permite un movimiento de la barra de unión (V1) exclusivamente en un plano horizontal.

Description

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DESCRIPCION
Vehlcuio ferroviario de multiples partes con al menos dos cuerpos del vagon conectados mediante una articulacion doble.
La presente invencion hace referencia a un vehlculo ferroviario de multiples partes con al menos dos cuerpos del vagon que estan apoyados sobre chasis dispuestos respectivamente en el centro y estan unidos uno con otro mediante una articulacion doble con una barra de union.
Para coches articulados cortos, como por ejemplo un vehlculo ferroviario de multiples partes y para los vagones articulados individuales desarrollados en base a ello, con una cantidad par o impar de cuerpos del vagon, es caracterlstico que cada cuerpo del vagon se encuentre apoyado sobre un chasis propio. Las uniones articuladas experimentan de este modo solo cargas verticales reducidas, las cuales constantemente pueden producirse a parti r de asimetrlas del equipamiento o, estocasticamente, debido a una distribucion desigual de la carga.
Durante el desplazamiento en una recta o en una curva constante, los cuerpos del vagon adoptan una posicion paralela o tangencial con respecto al riel, donde el chasis no rota con respecto al cuerpo del vagon. En el caso de atravesar modificaciones del radio, es decir, tambien al ingresar desde una recta en una curva, es necesario un movimiento de rotacion hacia el exterior del chasis, cuando los cuerpos del vagon contiguos, del modo habitual, se encuentran unidos unos con otros mediante una articulacion simple, que se desplaza espacialmente. La influencia reclproca de los cuerpos del vagon continua tambien en una cadena mas larga de modulos del cuerpo del vagon, tan pronto como la primera parte del vagon experimenta una modificacion de la direccion. Por lo tanto, es usual unir uno con otro mediante una articulacion simple solamente dos modulos del cuerpo del vagon, en tanto el trazado con curvas de transicion correspondientes, permita tambien tres modulos. Longitudes mas grandes del vehlculo se alcanzan debido a que entre los pares de modulos o un par del modulo y un modulo individual se incorpora una articulacion doble con una longitud de construction mayor. La articulacion doble mencionada, de modo similar a un acoplamiento, desacopla los cuerpos del vagon de forma lateral y vertical uno con respecto a otro. En el caso de un trazado desfavorable sin curvas de transicion y en el caso de radios de curvas verticales reducidos, las articulaciones dobles de esa clase deben utilizarse tambien entre todos los cuerpos del vagon contiguos.
Puesto que esas articulaciones dobles presentan dos puntos de articulacion que respectivamente permiten movimientos conjuntos de una barra de union que se encuentra entre los mismos, se plantea el objetivo de impedir que modulos del cuerpo del vagon individuales realicen un movimiento de cabeceo alrededor del eje transversal.
Tan pronto como en una cadena de cuerpos del vagon un modulo individual se encuentre unido mediante una articulacion doble de esa clase en el extremo cerca de la cadena o dentro de la cadena, mediante dos articulaciones dobles, debe compensarse el grado de falta de cabeceo resultante. De este modo se impide un ladeo del cuerpo del vagon alrededor del eje Y.
En el caso de un espacio suficiente entre los cuerpos del vagon, lo mencionado puede tener lugar a traves de un portal que es guiado de forma bisectriz mediante un varillaje.
Una solution de esa clase se describe en la solicitud DE 42 13 948- A1. De manera alternativa con respecto a ello, puede utilizarse tambien una as! llamada articulacion de tijera, la cual, sin la conexion intermedia de un portal, cumple con la funcion mencionada, tal como se describe por ejemplo en la solicitud EP 20 840 47 A1.
Mientras que para la solucion mencionada en primer lugar se requiere un espacio de construccion de gran tamano y el portal previsto, tambien debido a la estabilizacion de oscilaciones requerida de forma adicional, contribuye de forma considerable al peso del vehlculo, la solucion denominada como articulacion de tijera presenta la desventaja de que fuerzas que se producen en la estructura inferior son desviadas hacia el area del techo, sobre el cuerpo del vagon. De este modo se renuncia a una ventaja decisiva del concepto del vehlculo, a saber, al hecho de que en el area de articulacion solo se producen fuerzas longitudinales en un orden de magnitudes relevante, y en el caso de un modo de construccion modular consecuente, se provoca un incremento considerable del peso tambien en las paredes frontales no afectadas. Se agrega a ello la elevada demanda de espacio en el area del techo, ya que solo en el caso de una altura de construccion suficiente de los elementos articulados las fuerzas y pares que se producen all! se mantienen en un orden de magnitudes controlable.
En base a lo mencionado, el objeto de la presente invencion consiste en proporcionar una union articulada que ahorre en cuanto al peso y al galibo, para un vehlculo ferroviario de multiples partes, de la clase mencionada en la introduction, en particular en el caso de su funcionamiento con un trazado complejo y falta de curvas de transicion.
Dicho objeto se alcanzara gracias a que una primera articulacion de la articulacion doble permite un movimiento de la barra de union de la articulacion doble en tres direcciones espaciales y una segunda articulacion de la articulacion doble permite un movimiento de la barra de union exclusivamente en un plano horizontal.
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De este modo, la segunda articulacion, la cual permite exclusivamente el movimiento en el plano horizontal, se ocupa de la reduccion del movimiento de cabeceo entre los dos cuerpos del vagon, el cual se produce en caso contrario.
En una primera forma de ejecucion la articulacion puede estar realizada de forma elastica. Sin embargo, de manera alternativa, tambien puede estar realizada de forma giratoria, donde se sugiere en particular la forma de ejecucion como rodamiento de rodillos. El rodamiento de rodillos mencionado, de manera ventajosa, puede estar realizado como rodamiento de rodillos cruzados.
Preferentemente, una de las articulaciones de la articulacion doble esta dimensionada de manera que puede trasmitir diferencias de carga verticales entre al menos dos cuerpos del vagon. Las cargas de esa clase o los pares que resultan en base a ello son absorbidos en el area de un soporte superior, en donde por lo demas deben ser absorbidas las cargas de una consola de articulacion individual atornillada de forma fija.
Entre al menos dos cuerpos del vagon, o en el caso de al menos tres cuerpos del vagon de forma contigua a los mismos, en el area del techo puede proporcionarse una articulacion doble adicional, donde ambas articulaciones de esa articulacion doble permiten un movimiento de una barra de union de la articulacion doble en todas las direcciones espaciales. La articulacion doble mencionada respalda el efecto de la articulacion doble descrita en el area de la estructura inferior, entre los cuerpos del vagon, en cuanto al hecho de que se reducen los movimientos de cabeceo que se producen.
Cuando el vehlculo ferroviario presenta al menos tres cuerpos del vagon, las uniones articuladas de los dos extremos del cuerpo del vagon central pueden estar unidas a traves de un mecanismo de transmision cinematico en el area del techo, de manera que el cuerpo del vagon central, siempre en un plano vertical, adopta una posicion bisectriz entre los dos cuerpos del vagon contiguos. La utilizacion de un mecanismo de transmision cinematico de esa clase se considera en particular cuando existen exigencias de puntos altos - depresiones particulares.
La segunda articulacion puede presentar medios para mantener la barra de union en una posicion central. Se limita de ese modo un comportamiento de cabeceo hacia el exterior del vehlculo ferroviario, bajo el efecto de una fuerza de compresion longitudinal.
Los medios pueden estar formados por elementos discretos elasticos o mecanicos. Como ejemplo de un elemento mecanico puede mencionarse un rodillo compresor pretensado mediante un resorte en la segunda articulacion, el cual se engancha en un alojamiento de una leva de disco. De este modo, el resorte puede regularse o tambien puede controlarse modificandose longitudinalmente.
La barra de union de la articulacion doble, para la disipacion de energla, puede presentar un elemento antichoques integrado.
La primera articulacion, la cual puede estar realizada como articulacion de Cardan - igualmente para el centrado de la barra de union - puede presentar un amortiguador de rotacion por friccion. Esto tiene tambien el fin de reducir un cabeceo hacia el exterior del vehlculo ferroviario, en el caso de una aplicacion de fuerzas de compresion longitudinales. De este modo, la primera articulacion puede presentar un elemento de elastomeros para proporcionar un recorrido elastico en la direccion longitudinal del vehlculo ferroviario. En ese caso, el amortiguador de rotacion por friccion actua cuando debido a fuerzas de compresion longitudinales el elemento de elastomeros se comprime de manera que ha sido atravesado el recorrido elastico maximo posible.
Tambien al menos una articulacion de la articulacion doble adicional en el area del techo puede presentar un amortiguador de rotacion por friccion integrado, preferentemente ambas. En ese caso, tambien al menos una articulacion de la articulacion doble adicional del area del techo puede presentar un elemento de elastomeros para proporcionar un recorrido elastico en la direccion longitudinal del vehlculo ferroviario.
A continuacion, ejemplos de ejecucion de la invention se explicaran en detalle haciendo referencia a los dibujos. Los elementos de construction con las mismas funciones se indican con los mismos slmbolos de referencia. Las figuras muestran:
Figura 1: una vista esquematica de una articulacion doble en una recta;
Figura 2: una vista esquematica de la articulacion doble de la figura 1 en el caso de un desplazamiento en una curva;
Figura 3: una vista esquematica de la articulacion doble de la figura 1 dentro de una curva;
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Figura 4: una vista esquematica de la articulacion doble de la figura 1 dentro de una curva en forma de S;
Figura 5: una representacion esquematica detallada de la articulacion doble de la figura 1;
Figura 6: una vista esquematica de una forma de ejecucion para una de las articulaciones de la articulacion doble de la figura 1;
Figura 7: una vista en perspectiva de un vehlculo ferroviario de tres partes;
Figura 8: una vista esquematica de una union en el techo del vehlculo ferroviario de la figura 7;
Figura 9: una vista en perspectiva de otro vehlculo ferroviario de tres partes;
Figura 10: una vista en perspectiva de un vehlculo ferroviario de cinco partes;
Figura 11: una vista en perspectiva de otro vehlculo ferroviario de tres partes;
Figura 12: una vista en perspectiva de un vehlculo ferroviario de cuatro partes;
Figura 13: una vista en perspectiva de otro vehlculo ferroviario de cinco partes;
Figura 14: una vista en perspectiva de un vehlculo ferroviario de seis partes.
En la figura 1 puede observarse la realizacion de una articulacion doble DG1 que proporciona una conexion
articulada resistente a cabeceos, entre dos cuerpos del vagon W1, W2. Cada cuerpo del vagon W1, W2 se encuentra en el centro, en un chasis individual. La articulacion doble DG1 presenta una barra de union V1 entre dos articulaciones G1, G2. De este modo, la articulacion G1 permite un movimiento de la barra de union V1 en las tres direcciones espaciales y puede estar realizada por ejemplo como articulacion de Cardan. En cambio, la articulacion G2 permite un movimiento de la union de la barra V1 exclusivamente en un plano horizontal.
Esto provoca una resistencia a cabeceos de la conexion de la articulacion entre los dos cuerpos del vagon W1, W2. La barra de union V1 presenta un elemento antichoques (no representado).
Mientras que la figura 1 muestra la articulacion doble DG1 en una recta, la figura 2 ilustra la articulacion doble DG1 en el caso de un ingreso en una curva, la figura 3 dentro de una curva y la figura 4 dentro de una curva en forma de S. En las figuras 2 a 4 puede observarse claramente que las articulaciones G1, G2 de la articulacion doble D pueden desplazarse transversalmente una con respecto a otra en un plano horizontal. De este modo, la articulacion G2 unidimensional puede estar realizada como articulacion elastica. Tambien es posible una realizacion como rodamiento de rodillos. De este modo, el rodamiento de rodillos puede estar realizado en particular como rodamiento de rodillos cruzados pretensado. El elemento de articulacion doble DG1 esta dimensionado de manera que pueden absorberse cargas verticales entre los cuerpos del vagon W1, W2 y pares resultantes.
En la figura 5 ya no se muestra en detalle la estructura de la articulacion doble de las figuras 1 a 4. De este modo, la articulacion G1 tridimensional presenta un elemento de elastomeros E que puede ser comprimido a traves de la aplicacion de fuerzas de compresion longitudinales. En el area externa de la articulacion G1 se proporciona un amortiguador de rotacion por friccion R que, bajo cojinetes intermedios de una abertura, se situa de forma contigua al primer elemento interno de la articulacion G1. La abertura S, en el caso de presentarse fuerzas de compresion longitudinales, deformando el elemento elastico E, es superada de manera que el amortiguador de rotacion por friccion, el cual se encuentra presente como elemento en forma de casco, entra en contacto con el primer elemento interno de la articulacion G1, de manera que en esa area se producen fuerzas de friccion en el caso de un cabeceo hacia el exterior del vehlculo ferroviario.
La articulacion G2 presenta en su interior un rodillo compresor D que se engancha en un alojamiento, en el lado interno de una leva K. De este modo, la barra de union V es mantenida en una posicion central. En el caso de movimientos de cabeceo hacia el exterior, el rodillo compresor D, el cual se encuentra pretensado con la ayuda de un resorte F, debera superar una resistencia que resulta a partir del grosor en aumento de la leva en el area del borde de la escotadura A. De este modo, el resorte F puede ser regulado o tambien controlado en su longitud, de manera que la fuerza elastica ejercida por el mismo es variable.
La figura 6 muestra una forma de ejecucion alternativa de la articulacion G2 en cuanto al centrado de la barra de union V. En este caso, el rodillo compresor D pretensado mediante un resorte F, de la figura 5, es reemplazado por un rodillo compresor D elastico, el cual a su vez se engancha en una escotadura A de una leva K. En caso de presentarse fuerzas de compresion longitudinales que provocan un movimiento de cabeceo hacia el exterior del
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vehlcuio ferroviario, el rodillo compresor elastico D genera una fuerza de recuperacion para la barra de union V, para mantenerla en su posicion central, tanto como sea posible.
La figura 7 muestra un vehlculo ferroviario compuesto por tres cuerpos del vagon, donde los cuerpos del vagon W1, W2 se encuentran unidos uno con otro con la ayuda de la articulacion doble DG1 antes descrita. En la direccion inversa, referido a la direccion longitudinal del vehlculo ferroviario, se encuentra la articulacion doble DG1, al igual que entre los cuerpos del vagon W1 y W3, de manera que el cuerpo del vagon W1 forma el cuerpo del vagon central, en cuyos dos extremos se proporcionan respectivamente articulaciones del tipo G1. Sin embargo, las articulaciones G1 se corresponden con articulaciones del tipo G2, en los extremos opuestos de los cuerpos del vagon W2, W3.
Para reducir aun mas los movimientos de cabeceo del vehlculo ferroviario, en el area del techo entre los cuerpos del vagon W1 y W3 se proporciona una articulacion doble adicional DG2, donde la misma se trata de una articulacion doble que puede torcerse, con dos cojinetes que pueden desplazarse espacialmente, del tipo G1.
La articulacion doble DG1 entre el cuerpo del vagon central y derecho W1, W2 en principio puede inclinarse, donde sin embargo un movimiento de cabeceo se reduce a traves de la mono-axialidad de la articulacion G2. En la figura 8 puede observarse la realizacion de la articulacion doble DG2 adicional en el area del techo, entre los cuerpos del vagon W1 y W3, donde en la figura 7 esto puede observarse con mayor detalle. Ambas articulaciones G1 estan realizadas como articulaciones de Cardan, as! como estan provistas de elementos de elastomeros y amortiguador de rotacion por friccion integrado. En cuanto a su estructura, las mismas corresponden a la articulacion G1 descrita mediante la figura 5, de la articulacion doble DG1, en el area de la estructura inferior del vehlculo ferroviario.
La figura 9 muestra una utilizacion de la articulacion doble D en un vehlculo ferroviario de tres partes, de una ejecucion diferente a aquella de la figura 7. La unica diferencia con respecto al vehlculo ferroviario de la figura 7 reside en el hecho de que, en el area de la estructura inferior, entre el cuerpo del vagon W1 y un cuerpo del vagon W4, se proporciona una articulacion individual G3. Tambien el vehlculo ferroviario representado en la figura 9 dispone de una conexion articulada resistente al cabeceo.
La representacion de la figura 10 muestra una utilizacion de la articulacion doble DG1 en un vehlculo ferroviario de cinco partes. De este modo, el cuerpo del vagon central W2, en uno de sus lados, se encuentra unido al cuerpo del vagon W1 mediante la articulacion doble DG1. El cuerpo del vagon W1, tal como en la figura 9, se encuentra unido con el cuerpo del vagon W4 en el area de la estructura inferior mediante una articulacion individual G3, y en el area del techo, mediante la articulacion doble adicional DG2. Del otro lado, el cuerpo del vagon W2, mediante una articulacion doble DG3 formada por dos articulaciones del tipo G1, se encuentra unido a un cuerpo del vagon W5, el cual a su vez se encuentra acoplado del mismo modo que los cuerpos del vagon W1 y W4 a un cuerpo del vagon W6.
Las figuras 11 a 14 muestran diferentes formas de ejecucion de vehlculos ferroviarios de multiples partes, donde en el area del techo de tres cuerpos del vagon consecutivos se proporciona un mecanismo de transmision GET, el cual se considera conveniente para exigencias de puntos altos - depresiones, para el vehlculo ferroviario. De este modo resultan respectivamente grupos de tres Gr de cuerpos del vagon, donde un cuerpo del vagon central, respectivamente mediante la articulacion doble DG1, se encuentra conectado a cuerpos del vagon contiguos. A los costados del cuerpo del vagon central se encuentran presentes articulaciones de Cardan del tipo G1, mientras que los dos cuerpos del vagon externos del grupo de tres, en sus lados orientados hacia el cuerpo del vagon central, muestran la articulacion monoaxial del tipo A2.
En el vehlculo ferroviario de cuatro partes segun la figura 12, el grupo de tres GR se encuentra conectado ademas a otro cuerpo del vagon, mediante la articulacion doble DG1, donde a los costados del otro cuerpo del vagon se encuentra presente la articulacion monoaxial G2. En la forma de ejecucion segun la figura 13, el grupo de tres GR se encuentra en el centro del vehlculo ferroviario de cinco partes. Los dos cuerpos del vagon externos, respectivamente mediante la articulacion doble DG1, se encuentran conectados a los cuerpos del vagon contiguos del grupo, donde la articulacion G2 se encuentra presente a los costados del cuerpo del vagon externo y la articulacion G1 se encuentra presente a los costados del cuerpo del vagon contiguo del grupo.
En el vehlculo ferroviario segun la figura 14, el cual consta de seis partes, dos de los grupos GR segun la figura 11 se encuentran unidos unos con otros mediante una articulacion doble DG3, la cual permite movimientos tridimensionales a los costados de ambas articulaciones, para una barra de union V3.
El mecanismo de transmision GET, en todos los casos, cumple la funcion de que el cuerpo del vagon central del grupo de tres GR, siempre en un plano vertical/plano transversal central, adopte una posicion bisectriz con respecto a los dos cuerpos del vagon externos.

Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. Vehlcuio ferroviario de multiples partes, con al menos dos cuerpos del vagon (W1, W2) que se encuentran apoyados respectivamente sobre chasis dispuestos en el centro y que se encuentran unidos uno con otro mediante una articulacion doble (DG1) con una barra de union (V1), caracterizado porque una primera articulacion (G1) de la articulacion doble (DG1) permite un movimiento de la barra de union (V1) de la articulacion doble (DG1) en tres direcciones espaciales y una segunda articulacion (G2) de la articulacion doble (DG1) permite un movimiento de la barra de union (V1) exclusivamente en un plano horizontal.
  2. 2. Vehlculo ferroviario segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la segunda articulacion (G2) esta realizada de forma elastica.
  3. 3. Vehlculo ferroviario segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la segunda articulacion (G2) esta realizada de forma giratoria.
  4. 4. Vehlculo ferroviario segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque una de las articulaciones (G1, G2) de la articulacion doble (DG1) se encuentra dimensionada de manera que puede transmitir diferencias de carga verticales entre al menos dos cuerpos del vagon (W1, W2).
  5. 5. Vehlculo ferroviario segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque una articulacion doble adicional (DG2) se proporciona en el area del techo entre al menos dos cuerpos del vagon (W1, W2) o en el caso de al menos tres cuerpos del vagon de forma adyacente con respecto a estos, donde ambas articulaciones (G1) de esa articulacion doble permiten un movimiento de una barra de union (V1) de la articulacion doble adicional (DG2) en todas las direcciones espaciales.
  6. 6. Vehlculo ferroviario segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se proporcionan al menos tres cuerpos del vagon (W1, W2, W3) y uniones articuladas de los dos extremos del cuerpo del vagon central se encuentran unidas a traves de un mecanismo de transmision cinematico (GET) en el area del techo, de manera que el cuerpo del vagon central, siempre en un plano vertical, adopta una posicion bisectriz entre los dos cuerpos del vagon contiguos.
  7. 7. Vehlculo ferroviario segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la segunda articulacion (G2) presenta medios para mantener la barra de union (V1) en una posicion central.
  8. 8. Vehlculo ferroviario segun la reivindicacion 7, caracterizado porque los medios estan formados por elementos elasticos discretos (D) de la segunda articulacion (G2).
  9. 9. Vehlculo ferroviario segun la reivindicacion 7, caracterizado porque los medios estan formados por elementos mecanicos discretos (D, F) de la segunda articulacion (G2).
  10. 10. Vehlculo ferroviario segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la barra de union (V1) de la articulacion doble presenta un elemento antichoques integrado.
  11. 11. Vehlculo ferroviario segun una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la primera articulacion (G1) presenta un amortiguador de rotacion por friccion (R).
  12. 12. Vehlculo ferroviario segun una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la primera articulacion (G1) presenta un elemento de elastomeros (E) para proporcionar un recorrido elastico en la direccion longitudinal del vehlculo ferroviario.
  13. 13. Vehlculo ferroviario segun la reivindicacion 5, caracterizado porque al menos una articulacion (G1) de la articulacion doble adicional (DG2) presenta en el area del techo un amortiguador de rotacion por friccion (R) integrado.
  14. 14. Vehlculo ferroviario segun la reivindicacion 13, caracterizado porque al menos una articulacion (G1) de la articulacion doble presenta un elemento de elastomeros para proporcionar un recorrido elastico en la direccion longitudinal del vehlculo ferroviario.
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