ES2840350T3 - Bogie de un vehículo ferroviario con al menos dos ejes montados apoyados en cajas de grasa y al menos un travesaño - Google Patents

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Bogie de un vehículo ferroviario con al menos dos ejes montados (3) apoyados en cajas de grasa (4) y al menos un travesaño (1), estando las cajas de grasa (4) de un eje montado (3) conectadas de manera articulada al travesaño (1) a través de dos palancas de eje (2) de tal modo que las palancas de eje (2) forman con las cajas de grasa (4) y con el travesaño (1) una forma de H, por que el travesaño (1) presenta al menos dos barras de torsión (5) dispuestas en paralelo a los ejes (8) de los ejes montados (3), caracterizado por que las barras de torsión (5) presentan al menos una zona en la que están conectadas de manera resistente al giro al travesaño (1) y por que las barras de torsión (5) presentan palancas de resorte (6) de tal manera que la zona de extremo de la palanca de resorte (6) conectada a la barra de torsión actúa sobre la caja de grasa (4).

Description

DESCRIPCIÓN
Bogie de un vehículo ferroviario con al menos dos ejes montados apoyados en cajas de grasa y al menos un travesaño
La invención se refiere a bogies para vehículos ferroviarios con al menos dos ejes montados apoyados en cajas de grasa y al menos un travesaño.
Estos bogies se conocen, por ejemplo, por el documento US 3948 188 A1.
Los bogies convencionales para vehículos ferroviarios construidos en acero, en los que la suspensión primaria se aplica generalmente mediante resortes de ballesta, resortes helicoidales o resortes de caucho-metal, presentan, además de su alto peso muerto, desventajas adicionales debido a que constan de muchas piezas individuales y hay poco espacio para componentes integrados tales como accionamientos, aparatos de control y frenos.
Para reducir el peso muerto, se conocen por el estado de la técnica bogies construidos en material compuesto de fibras, en los que la suspensión primaria se implementa mediante el bastidor del bogie o mediante resortes de ballesta el modo de construcción en material compuesto de fibras.
El documento DE 2952182 A1 divulga un bogie en el que el bastidor del bogie está construido a partir de un material reforzado con fibras que presenta elasticidad de resorte y asume la función de suspensión primaria.
Por ejemplo, por el documento US 2012/0279416 se conocen bogies, cuya suspensión primaria se aplica mediante resortes de ballesta independientes en un modo de construcción en material compuesto de fibras. La unión de los elementos con elasticidad de resorte a los demás componentes del bastidor del bogie es en este caso particularmente difícil.
El documento DE 3612797 A1 divulga un bogie en el que la suspensión primaria se aplica mediante largueros de un bastidor de bogie en forma de doble H, que están realizados en un modo construcción de material compuesto de fibras. Como elemento de rigidización del bastidor, el bogie presenta adicionalmente una placa elástica a la torsión que conecta los largueros entre sí. De manera desventajosa, la placa elástica a la torsión y en particular los largueros presentan una estructura de material compuesto de fibras complicada, ya que, por ejemplo, el comportamiento de elasticidad de los largueros en la dirección longitudinal en perpendicular al plano del bogie debe cambiar de una manera definida para cumplir con las propiedades de resorte.
Las suspensiones con barras de torsión son conocidas en el sector de los vehículos de motor así como en el sector de los vehículos de orugas, por ejemplo por los documentos DE 920291 y US 4194761. Además, se utilizan barras de torsión como estabilizadores en trenes de rodaje, donde generalmente están realizadas como barras dobladas varias veces y que conectan las suspensiones de rueda de las ruedas de un eje y la estructura del tren de rodaje entre sí. Los estabilizadores sirven para reducir el ángulo de balanceo de una caja de vehículo.
La invención especificada en la reivindicación 1 se basa en el objetivo de crear una variante de diseño alternativa para un bogie de un vehículo ferroviario de tal manera que este se pueda realizar en un modo de construcción ligera y se pueda fabricar de manera económica.
Este objetivo se logra con las características especificadas en la reivindicación 1.
Los bogies como partes componentes de vehículos ferroviarios con al menos dos ejes montados apoyados en cajas de grasa y al menos un travesaño se caracterizan en particular por el hecho de que pueden realizarse en un modo de construcción ligera y pueden fabricarse de manera económica.
Para ello, las cajas de grasa de un eje montado están conectadas de manera articulada al travesaño a través de dos palancas de eje, de modo que las palancas de eje forman con las cajas de grasa y con el travesaño una forma de H. El travesaño presenta al menos dos barras de torsión dispuestas en paralelo a los ejes de los ejes montados y que están firmemente conectadas al travesaño. Además, las barras de torsión presentan palancas de resorte, de modo que la zona de extremo de la palanca de resorte que no está conectada a la barra de torsión actúa sobre la caja de grasa.
El bogie de un vehículo ferroviario presenta al menos dos ejes montados, de los que cada eje montado comprende dos ruedas conectadas a un eje. El eje montado se apoya en cajas de grasa, que están además conectadas de manera articulada al travesaño a través de las palancas de eje. En el bogie configurado de acuerdo con la invención, dos palancas de resorte conectadas a la barra de torsión actúan sobre las cajas de grasa del eje montado, de modo que la suspensión primaria es asumida ventajosamente al menos parcialmente por las barras de torsión que actúan sobre las cajas de grasa. Debido a estas barras de torsión como resortes de torsión rectos, la suspensión primaria se basa por tanto en un movimiento de resorte rotatorio en lugar de un movimiento de resorte de traslación conocido.
La geometría y el material de las barras de torsión se pueden adaptar a las cargas esperadas.
Debido a que las cajas de grasa se encuentran en las palancas de eje conectadas de manera articulada al travesaño, el travesaño y, por tanto, la caja de vehículo conectada al mismo están dispuestos con elasticidad de resorte. Las palancas de eje dispuestas de manera articulada también pueden contribuir, por tanto, a la suspensión secundaria del vehículo ferroviario.
El bogie propuesto comprende ventajosamente estructuras individuales geométricamente poco complejas, que se pueden implementar al menos en parte de manera económica en un modo de construcción ligera.
En las reivindicaciones 2 a 10 se especifican configuraciones ventajosas de la invención.
En un perfeccionamiento de la invención de acuerdo con la reivindicación 2, dos barras de torsión están dispuestas una detrás de otra en dirección axial en el travesaño. Los extremos de las barras de torsión orientados el uno hacia el otro están conectados al travesaño con sus zonas de extremo. Además, los otros extremos de las barras de torsión presentaban una palanca de resorte.
Según el perfeccionamiento de la reivindicación 3, el travesaño tiene forma de H. Las zonas de extremo de una barra de torsión penetran holgadamente en las ramas opuestas del travesaño en forma de H. Para ello, las ramas del travesaño pueden estar configuradas como guías o cojinetes radiales para la barra de torsión. La zona central de la barra de torsión está firmemente conectada al travesaño en forma de H. Además, en cada caso una palanca de eje está conectada de manera articulada a un extremo de la rama del travesaño, de modo que la articulación de palanca de eje forma parte componente del travesaño. Las palancas de eje prolongan así las ramas del travesaño en forma de H.
Según el perfeccionamiento de la reivindicación 4, una zona de extremo de una barra de torsión se encuentra, como parte móvil, sobre o en al menos un cojinete radial conectado al travesaño. La zona de extremo de la barra de torsión penetra en el cojinete radial y el extremo de la barra de torsión tiene la palanca de resorte después del cojinete radial. Los cojinetes radiales para una barra de torsión o dos barras de torsión dispuestas una detrás de otra pueden encontrarse, por tanto, entre las palancas de eje o en la zona de las palancas de eje. De esta manera, las palancas de resorte pueden estar dispuestas por encima de las palancas de eje con respecto a los carriles que soportan y guían los ejes montados. A este respecto, las zonas de extremo de las palancas de resorte pueden actuar sobre las zonas de extremo de las palancas de eje con las cajas de grasa.
Según el perfeccionamiento de la reivindicación 5, la barra de torsión tiene en sección transversal forma de sección cónica y/o de polígono. Por lo tanto, la barra de torsión también puede presentar perfilados a lo largo de su longitud. Esto permite una unión y aplicación de cargas óptimas de la palanca de resorte respecto al travesaño. Un perfilado a lo largo de la longitud libre de las barras de torsión también puede estar presente para optimizar las propiedades mecánicas en el funcionamiento dinámico.
Según el perfeccionamiento de la reivindicación 6, las barras de torsión y/o las palancas de resorte están realizadas a partir de un metal o de un material compuesto de fibras o en un modo de construcción mixta. Debido al bajo peso, la realización en el modo de construcción con material compuesto de fibras es particularmente ventajosa. A este respecto, se pueden utilizar en particular fibras de vidrio o fibras de carbono o fibras de aramida.
Según el perfeccionamiento de la reivindicación 7, al menos un cuerpo amortiguador se encuentra ventajosamente entre las zonas de extremo de la palanca de eje y de la palanca de resorte. Los cuerpos amortiguadores del bogie son elementos de resorte adicionales de la suspensión primaria y de la suspensión secundaria.
Según el perfeccionamiento de la reivindicación 8, el cuerpo amortiguador está constituido por un elastómero. Este puede ser, en particular, un caucho.
Según el perfeccionamiento de la reivindicación 9, el travesaño es un cuerpo de base con los eslabones para las articulaciones giratorias de las palancas de eje y con elementos de fijación para piezas añadidas. El cuerpo de base consta de un metal y/o de un material compuesto de fibras. A este respecto, las piezas añadidas pueden ser en particular dispositivos de frenado y/o accionamientos.
Según el perfeccionamiento de la reivindicación 10, el travesaño es una viga o un bastidor.
Según el perfeccionamiento de la reivindicación 11, el bogie presenta elementos de resorte adicionales para la suspensión secundaria y un plato de bogie. Los elementos de resorte adicionales asumen la función de la suspensión secundaria de la caja de vehículo. En particular, pueden estar previstos con este fin resortes neumáticos que están dispuestos en el travesaño.
En los dibujos están representados básicamente ejemplos de realización de la invención, que se describen con más detalle a continuación.
Muestran:
la Fig. 1 un bogie de un vehículo ferroviario con palancas de resorte externas en una vista en perspectiva, la Fig. 2 el bogie en una vista en planta,
la Fig. 3 el bogie en una vista lateral,
la Fig. 4 un bogie de un vehículo ferroviario con palancas de resorte internas en una vista en perspectiva, la Fig. 5 el bogie en una vista en planta, y
la Fig. 6 el bogie en una vista lateral.
Un bogie de un vehículo ferroviario consta esencialmente de dos ejes montados 3 apoyados en cajas de grasa 4, un travesaño 1, una palanca de eje 2, barras de torsión 5, palancas de resorte 6 y un plato de bogie.
La figura 1 muestra un bogie de un vehículo ferroviario con palancas de resorte 6 externas en una vista en perspectiva básica.
El bogie tiene dos ejes montados 3, cada uno con dos ruedas 7 sobre un eje 8 común. El eje 8 está conectado de manera articulada al travesaño 1 a través de las cajas de grasa 4, dos palancas de eje 2 y dos articulaciones de palanca de eje 9 configuradas como articulaciones giratorias. El travesaño 1 es un bastidor que configura una forma de H con las articulaciones de palanca de eje 9 y las palancas de eje 2 con las cajas de grasa 4.
La figura 2 muestra el bogie de la figura 1 en una vista en planta básica.
El travesaño 1 presenta las al menos dos barras de torsión 5 dispuestas en paralelo a los ejes 8 de los ejes montados 3. La zona central respectiva de las barras de torsión 5 está conectada al travesaño 1. El extremo de la barra de torsión 5 tiene la palanca de resorte 6, actuando el extremo de la palanca de resorte 6 sobre la caja de grasa 4. Las barras de torsión 5 y las palancas de resorte 6 son, por tanto, la suspensión primaria o parte de la suspensión primaria del bogie.
La figura 3 muestra el bogie de la figura 1 en una vista lateral básica.
La zona de extremo de la barra de torsión 5 penetra en la rama del travesaño 1 en forma de H. Este tiene una abertura 10 para este propósito. A este respecto, la barra de torsión 5 puede apoyarse en el travesaño 1. Las articulaciones de palanca de eje 9 son parte componente del travesaño 1 en forma de H, prolongando las palancas de eje 2 las ramas del travesaño 1 en forma de H.
La barra de torsión 5 es circular y/o poligonal en sección transversal. Para ello, puede tener perfilados a lo largo de su longitud. Las barras de torsión 5 y las palancas de resorte 6 pueden consistir ventajosamente en un material compuesto de fibras.
La zona central de la barra de torsión 5 puede encontrarse de manera resistente al giro en un casquillo como parte componente del travesaño 1. Para ello, al menos esta zona central y la abertura del casquillo son de sección transversal poligonal. Las zonas de extremo de la barra de torsión 5 penetran en cada caso por ambos lados en la abertura 10 y presentan las palancas de resorte 6. A este respecto, la barra de torsión 5 y la palanca de resorte 6 también pueden estar configuradas de una sola pieza. Las aberturas 10 pueden ser en cada caso una guía o un cojinete radial para la zona respectiva de la barra de torsión 5.
La figura 4 muestra un bogie de un vehículo ferroviario con palancas de resorte 6 internas en una vista básica en perspectiva.
En esta forma de realización alternativa, las partes componentes estacionarias de las guías o de los cojinetes radiales 11 también pueden estar conectadas al travesaño 1.
La figura 5 muestra el bogie de la figura 4 en una vista en planta básica.
De este modo, las guías o los cojinetes radiales 11 pueden encontrarse entre las palancas de eje 2.
La figura 6 muestra el bogie de la figura 4 en una vista lateral básica.
Las guías o los cojinetes radiales 11 están dispuestos por encima de las palancas de eje 2, distanciados con respecto a los carriles que alojan y guían los ejes montados 3, de modo que los extremos de las palancas de resorte 6 actúan así sobre las zonas de extremo de las palancas de eje 2 y, por tanto, sobre las cajas de grasa 4. En lugar de una guía o un cojinete radial 11, también pueden disponerse dos guías o dos cojinetes radiales a una distancia entre sí, de modo que la palanca de resorte 6 pueda encontrarse entre ellos.
Entre las zonas de extremo de la palanca de eje 2 y de la palanca de resorte 6 puede haber al menos un cuerpo amortiguador de elastómero, que en particular puede ser de caucho.
El travesaño 1 representa un cuerpo de base con los eslabones para las articulaciones de palanca de eje 9 y con elementos de fijación para piezas añadidas. Para ello, el cuerpo de base puede estar constituido por un metal y/o un material compuesto de fibras y, por lo tanto, también puede implementarse en un modo de construcción mixta.
Las piezas añadidas pueden ser, por ejemplo, resortes neumáticos como elemento de resorte y, por tanto, partes componentes de una suspensión secundaria, dispositivos de frenado para las ruedas 7 y accionamientos.
Referencias
1 travesaño
2 palanca de eje
3 eje montado
4 caja de grasa
5 barra de torsión
6 palanca de resorte
7 rueda
8 eje
9 articulación de palanca de eje
10 abertura
11 cojinete radial

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Bogie de un vehículo ferroviario con al menos dos ejes montados (3) apoyados en cajas de grasa (4) y al menos un travesaño (1), estando las cajas de grasa (4) de un eje montado (3) conectadas de manera articulada al travesaño (1) a través de dos palancas de eje (2) de tal modo que las palancas de eje (2) forman con las cajas de grasa (4) y con el travesaño (1) una forma de H, por que el travesaño (1) presenta al menos dos barras de torsión (5) dispuestas en paralelo a los ejes (8) de los ejes montados (3), caracterizado por que las barras de torsión (5) presentan al menos una zona en la que están conectadas de manera resistente al giro al travesaño (1) y por que las barras de torsión (5) presentan palancas de resorte (6) de tal manera que la zona de extremo de la palanca de resorte (6) conectada a la barra de torsión 5 actúa sobre la caja de grasa (4).
2. Bogie según la reivindicación 1, caracterizado por que dos barras de torsión (5) están dispuestas una detrás de otra en la dirección longitudinal en el travesaño (1), por que los extremos de las barras de torsión (5) orientados el uno hacia el otro están conectados al travesaño (1) con sus zonas de extremo y por que los otros extremos de las barras de torsión (5) presentan las palancas de resorte (6).
3. Bogie según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el travesaño (1) tiene en sección transversal una forma de H, por que las zonas de extremo de una barra de torsión (5) penetran holgadamente en las ramas opuestas del travesaño (1), por que la zona central de la barra de torsión (5) está firmemente conectada al travesaño (1) y por que en cada caso una palanca de eje (2) está conectada de manera articulada a un extremo de la rama del travesaño (1), de modo que las articulaciones de palanca de eje (9) forman partes componentes del travesaño (1).
4. Bogie según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que una zona de extremo de una barra de torsión (5) se encuentra, como parte móvil, en al menos un cojinete radial conectado al travesaño (1), por que la zona de extremo de la barra de torsión (5) penetra en el cojinete radial y por que el extremo de la barra de torsión (5) tiene la palanca de resorte (6) después del cojinete radial.
5. Bogie según la reivindicación 1, caracterizado por que la barra de torsión (5) tiene en sección transversal la forma de una sección cónica y/o de un polígono.
6. Bogie según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que las barras de torsión (5) y/o las palancas de resorte (6) están constituidas de un metal o de un material compuesto de fibras o en un modo de construcción mixta a partir de al menos un metal y al menos un material compuesto de fibras.
7. Bogie según la reivindicación 1, caracterizado por que entre las zonas de extremo de la palanca de eje (2) y de la palanca de resorte (6) se encuentra al menos un cuerpo amortiguador.
8. Bogie según la reivindicación 6, caracterizado por que el cuerpo amortiguador está constituido de un elastómero.
9. Bogie según la reivindicación 1, caracterizado por que el travesaño (1) es un cuerpo de base con los eslabones para las articulaciones de palanca de eje (9) de la palanca de eje (2) y con elementos de fijación para piezas añadidas y por que el cuerpo de base está constituido de un metal y/o de un material compuesto de fibras.
10. Bogie según la reivindicación 1, caracterizado por que el travesaño (1) es una viga o un bastidor.
11. Bogie según la reivindicación 1, caracterizado por que el bogie presenta elementos de resorte adicionales para la suspensión secundaria y un plato de bogie.
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