ES2842962B2

ES2842962B2 - Plataforma de cambio de ancho de vía para ejes ferroviarios de mercancias

Info

Publication number: ES2842962B2
Application number: ES202000010A
Authority: ES
Inventors: Miguel Guillermo Garcia; Mangrane Francisco Panos; Gallego Ricardo Daroca
Original assignee: Ingenieria Y Tecnica Del Transp Tria S A
Current assignee: Ingenieria Y Tecnica Del Transp Tria S A
Priority date: 2020-01-15
Filing date: 2020-01-15
Publication date: 2023-01-19
Anticipated expiration: 2040-01-15
Also published as: ES2842962A1

Description

DESCRIPCIÓN

Plataforma de cambio de ancho de vía para ejes ferroviarios de mercancías

Objeto de la invención

La invención pertenece en general al campo de los ferrocarriles, y más particularmente a la tecnología de cambio de ancho de vía ferroviaria.

El objeto de la presente invención es una plataforma instalada en un tramo de la vía ferroviaria para permitir el cambio de ancho del eje ferroviario de un tren de mercancías.

Antecedentes de la invención

En las redes ferroviarias coexisten actualmente anchos de vía diferentes. Por ejemplo, en el caso de la red ferroviaria española coexisten, entre otros, el ancho de vía ibérico (1668 mm) y el ancho de vía internacional (1435 mm). Por este motivo, se han desarrollado sistemas para permitir que un tren pase de una parte de la red ferroviaria con un primer ancho de vía a una parte de la red ferroviaria con un segundo ancho de vía. Este tipo de sistemas comprenden principalmente dos partes diferenciadas: un mecanismo de cambio de ancho de ejes implementado en el eje del tren; y una plataforma de cambio de ancho dispuesta en un tramo de las vías.

El mecanismo de cambio de ancho de ejes está formado por una serie de elementos conectados mecánicamente para permitir que las ruedas del eje del tren se desplacen a lo largo del eje de una manera controlada, acercándose o alejándose para adaptarse a al menos dos anchos de vía. Los mecanismos de ancho de vía disponen además de medios para bloquear la posición de las ruedas en el ancho de vía deseado.

La plataforma de cambio de ancho dispuesta en las vías comprende una serie de medios diseñados, en primer lugar, para desbloquear la capacidad de desplazamiento de las ruedas a lo largo del eje del tren, en segundo lugar, para provocar el desplazamiento de las ruedas a lo largo del eje desde el ancho de vía inicial al ancho de vía objetivo y, finalmente, para volver a bloquear la posición de las ruedas del tren en dicho ancho de vía objetivo.

A continuación, se describe con mayor detalle el estado actual de la técnica en la medida en que afecta directamente a la presente solicitud. En particular, se define un eje ferroviario y una plataforma de cambio de ancho actualmente conocidos en la técnica.

Eje ferroviario OGI

Se trata de un mecanismo de cambio de ancho de eje ferroviario desarrollado por la empresa OGI que se describe en la patente nacional ES2428239. Las Figs. 1A-1E muestran el funcionamiento de este mecanismo al pasar desde ancho de vía ibérico de 1668 mm a ancho de vía internacional de 1435 mm.

La Fig. 1A muestra una vista en sección transversal de un eje ferroviario OGI (100) bloqueado en la posición correspondiente a ancho ibérico donde se aprecian los diferentes elementos que lo componen. La rueda (105) está acoplada al eje de manera deslizante. Unos compases (101) articulados transmiten el giro de las ruedas al eje para que todo el conjunto gire de forma solidaria. En el estado inicial mostrado en la Fig. 1A, el conjunto de rueda (105) está bloqueado en el ancho de vía ibérico mediante unas garras (107) que están introducidas en una cavidad (104a) del conjunto de rueda (105) correspondiente al ancho de vía ibérico. Esta garra (107) se mantiene firmemente introducida en la cavidad (104a) mediante un empujador (103) que está apoyado sobre la garra (107) para impedir que pueda salir de la cavidad (104a).

La Fig. 1B muestra una primera fase del proceso de cambio de ancho de eje ferroviario en el que el empujador (103) se ha desplazado hacia la izquierda, permitiendo así que la garra (107) pueda salir de la cavidad (104a). El desplazamiento del empujador (103) se ha conseguido gracias a que el plato (102), solidario con dicho empujador (103), ha sido desplazado una distancia (d) hacia la izquierda gracias a una fuerza externa (F¹) que supera la resistencia ejercida por el muelle (106). Esta fuerza externa (F¹) sobre el plato (102) es ejercida por la plataforma (200) de cambio de vía dispuesta en el tramo de las vías donde se realiza el cambio de ancho, como se describirá más adelante.

La Fig. 1C muestra la siguiente fase del proceso de cambio de eje ferroviario donde el conjunto de rueda (105) ha comenzado a desplazarse hacia la derecha. Este desplazamiento se produce debido a una fuerza externa (F²) que impulsa la rueda hacia la derecha. Como consecuencia de esta fuerza (F²), la garra (107) desliza hacia fuera de la cavidad (104a) y el conjunto de rueda (105) comienza a deslizar a lo largo del eje. Al igual que la fuerza externa (F¹), la fuerza externa (F²) es también ejercida por la plataforma (200) de cambio de vía dispuesta en el tramo de las vías donde se realiza el cambio de ancho, como se describirá más adelante.

La Fig. 1D muestra el momento en que el conjunto de rueda (105), todavía impulsado hacia la izquierda por la fuerza externa (F²), ha llegado a la posición correspondiente al ancho de vía internacional tras haberse desplazado una distancia (D). En esta posición, la garra (107) ha alcanzado la posición de la cavidad (104b) correspondiente a ancho de vía internacional, y se ha introducido en la misma. En este momento, deja de aplicarse la fuerza (F²) que ha desplazado el conjunto de rueda (105).

La Fig. 1E muestra el estado final del proceso de ancho de vía. Durante todo el proceso de desplazamiento del conjunto de rueda (105) descrito en las Figs. 1B-1D, la fuerza (F¹) que impulsa el plato (102) hacia la izquierda para desbloquear el movimiento del conjunto de rueda (105) se ha mantenido. Ahora, dicha fuerza (F¹) cesa y, como consecuencia, el muelle (106) impulsa el plato (102) hacia la derecha hasta su posición inicial. Al desplazarse el plato (102) hacia la derecha, también lo hace el empujador (103), que de ese modo adopta de nuevo una posición de bloqueo apoyado sobre la garra (107) introducida en la cavidad (104b). El eje ferroviario OGI (100) de este tren está ahora bloqueado en la posición correspondiente a ancho internacional.

Plataforma de cambio de ancho

Como se ha descrito anteriormente, una plataforma de cambio de ancho instalada en un tramo de vía se encarga de ejercer las acciones necesarias para modificar el ancho del eje ferroviario. En el caso concreto del eje OGI (100), estas acciones consisten en aplicar las fuerzas (F¹, F²) que provocan, respectivamente, el desbloqueo del desplazamiento de las ruedas y el propio deslizamiento de las ruedas a lo largo del eje del tren.

La patente nacional ES2353770 describe una plataforma (200) de cambio de ancho diseñada para modificar el ancho de un eje ferroviario relativamente similar al eje OGI (100). En lo que respecta al problema que resuelve la presente invención, esta plataforma (200) comprende principalmente dos elementos: unos elementos (202) de bloqueo/desbloqueo y unos contracarriles (203).

Los elementos (202) de bloqueo/desbloqueo adoptan también la forma de placas longitudinales dispuestas en una parte más interna de la vía y están dotadas de un pequeño tramo inicial desviado hacia el exterior de la vía. Los elementos (202) de bloqueo/desbloqueo tienen la función de desplazar el plato del eje ferroviario del tren durante el tramo de vía en que se produce el cambio de ancho de vía. Cuando el tren entra en el tramo de vía donde está la plataforma (200), cada plato del eje ferroviario choca contra el correspondiente elemento (202) de bloqueo/desbloqueo, generándose la fuerza que tiende a desplazar el plato hacia el exterior de las vías. Como consecuencia, de acuerdo con lo explicado anteriormente, se desbloquea la capacidad de las ruedas del eje ferroviario para desplazarse a lo largo del eje del tren.

Los contracarriles (203) están dispuestos a los lados del raíl principal (201) de la vía por el cual se desplazan las ruedas, y siguen una trayectoria diagonal a lo largo del tramo de vía donde se produce el cambio para “empujar” las ruedas hacia fuera o hacia dentro. Así, cuando el tren entra en la plataforma (200), y después de que los elementos (202) de bloqueo/desbloqueo hayan desbloqueado el desplazamiento de las ruedas del eje ferroviario, los contracarriles (203) ejercen una fuerza contra las ruedas que la empujan hacia dentro o fuera, obligando a que sigan la trayectoria del raíl principal (201) que se estrecha o ensancha dependiendo del sentido de la marcha. Una vez los contracarriles (203) han desplazado completamente las ruedas hasta su nueva posición, los elementos (202) de bloqueo/desbloqueo terminan y, como consecuencia, el plato vuelve a su posición. Las ruedas quedan así bloqueadas otra vez en su nueva posición correspondiente al ancho de vía objetivo.

Este tipo de sistemas de cambio de ancho de vía tienen el inconveniente de que la actuación de los elementos de bloqueo/desbloqueo de la plataforma sobre el plato del eje ferroviario se produce de una forma brusca. En efecto, cuando el tren llega a la altura de la plataforma de cambio de ancho en que se encuentra el principio de los elementos de bloqueo/desbloqueo, el plato del eje ferroviario choca fuertemente contra los mismos antes de que el empujador se desplace para dejar que la garra salga de la correspondiente cavidad y, de ese modo, el plato pueda comenzar a desplazarse. Este fuerte golpe puede provocar desperfectos en el eje ferroviario, especialmente en casos en que, por algún motivo, el empujador o la garra tarden en llegar a la nueva posición de desbloqueo. Por ejemplo, existen casos en los que la garra queda adherida a la correspondiente cavidad. Estos fuertes impactos, en el mejor de los casos, obligan a una mayor frecuencia de mantenimiento de los ejes ferroviarios y, en el peor, causan averías que requieren una reparación inmediata.

Descripción de la invención

Para solucionar el inconveniente anterior, los inventores de esta solicitud han desarrollado una plataforma de cambio de ancho de vía donde los elementos de bloqueo/desbloqueo están soportados de manera que presentan una cierta elasticidad o capacidad de desplazamiento transversal hacia el interior de las vías con relación a su posición nominal. De ese modo, si el plato ofrece una resistencia al desplazamiento, se mitiga el impacto al permitirse que el propio elemento de bloqueo/desbloqueo se “aparte” en dirección transversal, dando más tiempo para el desplazamiento del plato. Esto presenta la ventaja de que se evitan las roturas y averías del eje ferroviario del tren que puede provocar el fuerte impacto cuando los elementos de bloqueo/desbloqueo son rígidos.

En este documento, el término “longitudinal” hace referencia a la dirección de desplazamiento del tren, que coincide con la dirección principal de la mayor parte de elementos que conforman la plataforma, tales como los raíles, los elementos de bloqueo/desbloqueo, y los contracarriles. El término “transversal” hace referencia a una dirección perpendicular a la dirección longitudinal.

En este documento, los términos “interior” o “hacia el interior”, y “exterior” o “hacia el exterior”, hacen referencia respectivamente a una dirección hacia el eje central de la vía y alejándose del eje central de la vía.

Al igual que las plataformas de la técnica anterior, la plataforma de cambio de ancho de vía para ejes ferroviarios de mercancías de la presente invención comprende fundamentalmente tres elementos: unos raíles principales, unos elementos de bloqueo/desbloqueo, y unos contracarriles. A continuación, se define con mayor detalle cada uno de estos elementos.

a) Raíles principales

La función principal de los raíles principales es dar apoyo a las ruedas y soportar el peso de los vagones. Se trata de unos raíles esencialmente longitudinales cuyo ancho varía progresivamente a lo largo de la plataforma entre un primer ancho de vía y un segundo ancho de vía. Es decir, son los dos raíles sobre los que se desplazan las ruedas del tren, y en el tramo que ocupa la plataforma de la presente invención cada uno de ellos se acerca o aleja de manera progresiva y simétrica con relación al eje central de la vía para pasar del primer al segundo ancho. Por ejemplo, el primer ancho puede ser el ancho ibérico de 1668 mm y el segundo ancho puede ser el ancho internacional de 1435 mm.

b) Elementos de bloqueo/desbloqueo

Los elementos de bloqueo/desbloqueo están formados por placas esencialmente longitudinales ubicadas entre ambos raíles principales y cuyos tramos de extremo están cruzados en dirección transversal interior con relación a la dirección longitudinal. Es decir, los extremos de cada elemento de bloqueo/desbloqueo están más cerca del eje central de la vía que la porción central de los mismos. Gracias a esta configuración, los elementos de bloqueo/desbloqueo fuerzan desplazamiento de un plato de un eje ferroviario hacia el exterior con el propósito de desbloquear el desplazamiento de las ruedas de dicho eje ferroviario.

Más concretamente, los elementos de bloqueo/desbloqueo sobresalen verticalmente una distancia suficiente como para que el plato del eje ferroviario de un tren que atraviesa la plataforma impacte con su extremo y, al estar cruzado el tramo de extremo de cada elemento de bloqueo/desbloqueo hacia el interior con relación a la dirección longitudinal, fuerce el desplazamiento del plato hacia el exterior a lo largo del eje. Es decir, el elemento de bloqueo/desbloqueo ejerce la fuerza F¹sobre el plato, y el eje ferroviario pasa así del estado mostrado en la Fig. 1a al estado mostrado en la Fig. 1b, desbloqueándose la capacidad de desplazamiento de las ruedas a lo largo de su eje. A medida que el tren sigue atravesando la plataforma, la porción central recta y orientada en dirección longitudinal de cada elemento de bloqueo/desbloqueo sigue aplicando la fuerza F¹sobre el plato del eje ferroviario, que se mantiene así en su posición más exterior, de modo que el desplazamiento de las ruedas del eje ferroviario sigue desbloqueado en todo momento. Puesto que los raíles principales de la plataforma cambian de ancho durante este tramo, los correspondientes contracarriles ejercen sobre las ruedas del eje ferroviario la fuerza F², forzándolas a desplazarse desde el primer ancho al segundo ancho según se muestra en las Figs. 1 b-1 d. Por último, cuando el eje ferroviario llega al otro tramo de extremo del correspondiente elemento de bloqueo/desbloqueo, ya en la zona de salida de la plataforma, al estar dicho tramo de extremo orientado hacia el interior con relación a la dirección longitudinal se permite que el plato retorne a su posición gracias a la fuerza del muelle, tal como se muestra en la Fig. 1e. El eje ferroviario vuelve así a su estado en que las ruedas están bloqueadas, habiéndose producido el cambio desde el primer ancho al segundo ancho.

Nótese que, aunque en las Figs. 1a-1e el eje ferroviario pasa de un primer ancho a un segundo ancho más estrecho que el primero, el proceso sería idéntico si el primer ancho fuese más estrecho que el primero. En ambos casos, el ensanchamiento o estrechamiento de los raíles principales y de los correspondientes contracarriles ejercería la fuerza F²sobre las ruedas del eje ferroviario en uno u otro sentido. Es decir, la plataforma de la presente invención funciona en ambos sentidos, de modo que el eje ferroviario puede pasar del primer ancho al segundo ancho cuando el tren circula en un primer sentido de circulación, o bien del segundo ancho al primer ancho cuando el tren circula en un segundo sentido de circulación.

c) Contracarriles

Los contracarriles están dispuestos en paralelo a ambos lados de los raíles principales. Como se ha descrito con anterioridad en este documento, los contracarriles están configurados para forzar el desplazamiento de las ruedas del eje ferroviario a lo largo de su eje para que sigan la trayectoria de los raíles principales desde el primer ancho al segundo ancho.

Los elementos descritos hasta ahora son conocidos en la técnica. Sin embargo, la presente invención se diferencia de los sistemas conocidos hasta ahora por que los elementos de bloqueo/desbloqueo son elásticamente desplazables en dirección transversal interior con relación a su posición de reposo. De ese modo, permiten amortiguar el impacto con el plato del eje ferroviario, de modo que la frecuencia de roturas y averías se reduce.

En principio, los medios de fijación de los elementos de bloqueo/desbloqueo pueden implementarse de diferentes modos siempre que permitan el citado desplazamiento transversal elástico descrito anteriormente. Sin embargo, en una realización particularmente preferida de la presente invención, cada elemento de bloqueo/desbloqueo está apoyado sobre un soporte que comprende los siguientes elementos:

- Una porción inferior fijada rígidamente al terreno. Por ejemplo, puede estar fijada mediante tornillos o similares.

- Una porción superior acoplada a la porción inferior de manera deslizante en dirección transversal. El acoplamiento deslizante entre ambas porciones se puede realizar de diferentes modos, por ejemplo mediante guías, raíles, u otros elementos conocidos. Además, el elemento de bloqueo/desbloqueo está fijado a dicha porción superior, concretamente a una superficie superior de la porción superior de la que emerge en vertical. De ese modo, cuando la porción superior desliza con relación a la porción inferior fija, el elemento de bloqueo/desbloqueo se desplaza en dirección transversal con relación a la dirección longitudinal principal de las vías.

- Un medio de retorno conectado a la porción inferior y la porción superior de manera que ejerce una fuerza que impulsa la porción superior hacia el exterior.

En principio, el medio de retorno podría implementarse de diferentes modos siempre que genere una fuerza tendente a hacer que la porción superior vuelva a su posición de reposo cuando es desplazada hacia el interior. Sin embargo, en una realización particularmente preferida de la invención, el medio de retorno comprende los siguientes elementos:

- Un vástago dispuesto en dirección transversal que tiene un extremo interior fijado a la porción superior. El vástago puede tener forma cilíndrica con el extremo interior, de menor diámetro, encajado en un orificio practicado al efecto en una placa vertical de la porción superior. De ese modo, cualquier desplazamiento del vástago en dirección transversal arrastra necesariamente la porción superior al completo.

- Un elemento elástico que tiene un extremo inferior fijado a la porción inferior y un extremo exterior conectado a un extremo exterior del vástago. El elemento elástico puede implementarse mediante un muelle o similar, aunque preferentemente se utiliza un conjunto de arandelas cónicas dispuestas alrededor del vástago.

Gracias a esta configuración, cuando la porción superior se desplaza transversalmente hacia el interior, provoca el desplazamiento del vástago que, a su vez, comprime el elemento elástico, generándose una fuerza en dirección transversal exterior que impulsa la porción superior hacia el exterior para volver a su posición inicial.

En otra realización preferida de la invención, la plataforma comprende además unos empujadores móviles dispuestos junto a los raíles principales en posiciones adyacentes a los extremos de los elementos de bloqueo/desbloqueo. Estos empujadores móviles están configurados para empujar las ruedas del eje ferroviario en dirección transversal hacia el segundo ancho con el propósito de asegurar que las ruedas llegan hasta su posición final. Esto es importante debido a que, como puede apreciarse en las Figs. 1a-1e, si las ruedas no llegan hasta su posición final a lo largo del eje ferroviario, no es posible bloquearlas, ya que la garra de fijación no entraría en la cavidad correspondiente.

En principio, los empujadores móviles pueden configurarse de diferentes modos siempre que lleven a cabo la función descrita. Por ejemplo, en una realización particularmente preferida de la invención, cada empujador móvil comprende:

- Un cilindro móvil que puede alternar entre una posición retraída y una posición extendida. El cilindro puede ser de accionamiento hidráulico o neumático.

- Un elemento de empuje conectado a un extremo del cilindro móvil de manera que, cuando dicho cilindro móvil está en su posición extendida, el elemento de empuje queda ubicado dentro de la trayectoria de una superficie lateral de las ruedas del eje ferroviario para empujarlas. El elemento de empuje puede comprender una pluralidad de rodillos de eje longitudinal dispuestos para contactar con las ruedas del eje ferroviario.

Adicionalmente, preferentemente cada empujador móvil comprende además unos elementos adicionales de empuje de tipo elástico que comprenden arandelas cónicas.

Así, cuando el eje ferroviario está acercándose al final de la plataforma, justo en una zona cercana a los extremos de los elementos de bloqueo/desbloqueo en que se supone que las ruedas vuelven a bloquearse en su nueva posición, el elemento de empuje en su posición extendida genera una fuerza F2 en la misma dirección y sentido que la fuerza F²ejercida por los contracarriles que asegura que las ruedas llegan hasta su posición final. En principio, los elementos de empuje de la plataforma se disponen extendidos o retraídos según sea su posición en la plataforma y el sentido en que el tren la recorre. En principio, estarán en posición extendida aquellos elementos de empuje que estén situados junto al extremo de salida de los elementos de bloqueo/desbloqueo según el sentido de desplazamiento del tren. Esto quedará más claro a partir de la descripción detallada que se presenta más adelante en este documento con relación a las figuras.

De acuerdo con otra realización preferida de la invención, la plataforma comprende además comprenden unos sensores de carga en contacto con los contracarriles para determinar las fuerzas a las que están sometidos. Estos sensores pueden estar fijados a unos soportes y orientados en dirección transversal. Un adecuado análisis de la fuerza a la que están sometidos los contracarriles permite detectar fallos en el eje ferroviario, ya que un desplazamiento y bloqueo inadecuado de las ruedas provocará tensiones inusualmente altas en los contracarriles. Los sensores permiten una detección temprana de los fallos, evitando que se produzcan averías más importantes.

Por último, la plataforma de la presente invención puede comprender además unos sensores de seguridad configurados para detectar la posición del plato del eje ferroviario. Concretamente, los sensores de seguridad comprenden un par de sensores de final de carrera dispuestos verticalmente para detectar, respectivamente, el paso del eje y el plato cuando está en la posición de bloqueo.

Breve descripción de las figuras

Las Figs. 1a-1e muestran el funcionamiento de un eje ferroviario de acuerdo con la técnica anterior.

Las Figs. 2a-2b muestran respectivamente una planta y un alzado de una plataforma de cambio de ancho de vía de acuerdo con la técnica anterior.

Las Figs. 3a-3b muestran respectivamente una vista en planta general y detallada de una plataforma de cambio de ancho de vía según la presente invención.

La Fig. 4 muestra una vista en perspectiva de un elemento de bloqueo/desbloqueo de acuerdo con la presente invención.

La Fig. 5 muestra una vista frontal de un elemento de bloqueo/desbloqueo de acuerdo con la presente invención.

Las Figs. 6a-6b muestran sendas secciones transversales de un elemento de bloqueo/desbloqueo de acuerdo con la presente invención respectivamente en posición de reposo y en posición desplazada.

La Fig. 7 muestra una vista en perspectiva de un empujador de acuerdo con la presente invención.

La Fig. 8 muestra una vista lateral de un empujador de acuerdo con la presente invención.

La Fig. 9 muestra una sección transversal de unos contracarriles de acuerdo con la presente invención.

Las Figs. 10a-10c muestran unos empujadores según la presente invención respectivamente actuando desde el exterior del raíl principal, desde el interior del raíl principal, y ambos retraídos.

La Fig. 11 muestra una vista en perspectiva de un sensor de seguridad para detectar la posición del plato del eje ferroviario.

La Fig. 12 muestra una vista en perspectiva de unos sensores de carga situados junto a un tramo de contracarril.

La Fig. 13 muestra una sección transversal de un sensor de carga en contacto con un tramo de contracarril.

Realización preferente de la invención

Se describen a continuación un ejemplo de plataforma de cambio de ancho de vía de acuerdo con la presente invención haciendo referencia a las figuras adjuntas que muestran los diferentes elementos que la componen.

La Fig. 3a muestra una vista general en planta de la plataforma de la invención donde se aprecian los principales elementos que la componen. Concretamente, la plataforma dispone de unos raíles principales (1) que pasan desde un primer ancho a un segundo ancho. Aunque no se aprecia con claridad dada la escala de la figura, el primer ancho corresponde a 1668 mm (ancho ibérico) y el segundo ancho corresponde a 1445 mm (ancho internacional). Siguiendo la dirección de desplazamiento indicada, en un primer tramo (T1) de la plataforma el raíl principal (1) izquierdo pasa de la posición correspondiente al primer ancho a la posición correspondiente al segundo ancho, mientras que el raíl principal (1) derecho es completamente rectilíneo en dirección longitudinal. En un segundo tramo (T2) de la plataforma, el raíl principal (1) derecho pasa de la posición correspondiente al primer ancho a la posición correspondiente al segundo ancho, mientras que el raíl principal (1) izquierdo es recto en dirección longitudinal. En cada uno de los tramos (T1, T2) donde el respectivo raíl principal (1) sufre un cambio de ancho, unos contracarriles (3) flanquean dicho raíl principal (1) con el propósito de forzar a que las ruedas (105) del eje ferroviario (100) sigan el raíl principal (1) en su cambio de ancho. Todos estos elementos se aprecian con mayor claridad en la Fig. 3b, que muestra el primer tramo (T1) de la plataforma donde se produce el cambio de ancho de la rueda izquierda del eje ferroviario (100).

La plataforma dispone además de unos elementos (2) de bloqueo/desbloqueo de la posición de las ruedas (105) del eje ferroviario (100). Puesto que el reposicionamiento de las ruedas (105) del eje ferroviario (100) se lleva a cabo secuencialmente, primero una rueda y luego la otra, los elementos (2) de desbloqueo de las respectivas ruedas (105) están también situados secuencialmente. Es decir, en el primer tramo (T1) de la plataforma se dispone el elemento (2) de bloqueo/desbloqueo izquierdo, mientras que en el segundo tramo (T2) de la plataforma se dispone el elemento de bloqueo/desbloqueo derecho.

Así, como se ha descrito anteriormente, cuando un convoy atraviesa la plataforma en la dirección de desplazamiento indicada, en primer lugar el elemento (2) de bloqueo/desbloqueo izquierdo choca con el plato (102) del eje ferroviario (100). Puesto que la porción de extremo del elemento (2) de bloqueo/desbloqueo está curvada hacia el interior, a medida que el eje ferroviario (100) se desplaza dicha porción de extremo fuerza el desplazamiento del plato (102) del eje ferroviario (100) hacia el exterior, desbloqueando la posición de las ruedas (105). El eje ferroviario (100) continúa avanzando a lo largo del primer tramo (T1), y los raíles principales (1) junto con los contracarriles (3) fuerzan el desplazamiento de las ruedas (105) desde la posición correspondiente al primer ancho a la posición correspondiente al segundo ancho. Al final del primer tramo (T1), el elemento (2) de bloqueo/desbloqueo vuelve a curvarse hacia dentro, liberando así el plato (102) y permitiendo que la rueda (105) izquierda del eje ferroviario (100) se bloquee en la posición correspondiente al segundo ancho. Durante todo este proceso, la rueda (105) derecha del eje ferroviario (100) se ha mantenido en su posición original correspondiente al primer ancho. El eje ferroviario (100) pasa entonces al segundo tramo (T2), donde la rueda (105) derecha pasa por un proceso equivalente al descrito con relación a la rueda izquierda.

Las Figs. 4-6 muestran con mayor detalle el modo en que los elementos (2) de bloqueo/desbloqueo están fijados a la placa inferior de la vía. Como se ha comentado, los elementos (2) de bloqueo/desbloqueo están fijados de manera que se permite un desplazamiento transversal de los mismos con el propósito de reducir el impacto con el plato (102) del eje ferroviario (100). Para ello, los elementos (2) de bloqueo/desbloqueo están fijados a la placa inferior de la vía a través de una pluralidad de soportes (21) que, en este ejemplo, están atornillados a la placa inferior. Cada soporte (21) comprende una porción inferior (211) y una porción superior (212) fijada de manera transversalmente deslizante a la porción inferior (211). Ambas porciones inferior (211) y superior (212) adoptan en este ejemplo concreto una forma esencialmente paralelepipédica de planta rectangular, estando el correspondiente elemento (2) de bloqueo/desbloqueo fijado a una superficie horizontal superior de la porción superior (212), en este ejemplo mediante tornillos.

En el interior de cada soporte (21) hay un medio de retorno que hace que, cuando la porción superior (212) se desplaza en dirección transversal interior desde su posición de reposo, aparezca una fuerza tendente a devolver dicha porción superior (212) de nuevo a su posición de reposo. Es decir, cuando el plato (102) del eje ferroviario (100) que entra en la plataforma de cambio de ancho de vía impacta contra el extremo del elemento (2) de bloqueo/desbloqueo, aparece una fuerza tendente a desplazar dicho elemento (2) de bloqueo/desbloqueo hacia el interior de las vías. Como consecuencia, la porción superior (212) a la que está fijado el elemento (2) de bloqueo/desbloqueo se desplaza, contra la fuerza ejercida por el medio de retorno, transversalmente hacia el interior. En condiciones normales de funcionamiento, una vez pasado el impacto inicial, el medio de retorno obliga a que la porción superior (212) vuelva a su posición de reposo, impulsando así transversalmente hacia el exterior el elemento (2) de bloqueo/desbloqueo el plato (102) del eje ferroviario (100) en cuestión. Alternativamente, si existe algún problema en el eje ferroviario (100) que impide el desplazamiento del plato (102), la porción superior (212) permanece en su posición desplazada. Así, la capacidad de desplazamiento del elemento (2) de bloqueo/desbloqueo evita roturas y averías causadas por bloqueos del plato (102) del eje ferroviario (100) o por el propio impacto del elemento (2) de bloqueo/desbloqueo contra el plato (102) del eje ferroviario (100) durante el funcionamiento normal del sistema.

El medio de retorno está formado fundamentalmente por un elemento elástico (215), en este caso una pluralidad de arandelas cónicas, y un vástago (214). El vástago (214), de forma esencialmente cilíndrica, está orientado en dirección transversal y tiene un extremo interior (214a) fijado a la porción superior (212) y un extremo exterior (214b) fijado al elemento elástico (215). A su vez, el elemento elástico (215) tiene un extremo interior (215a) fijado a la porción inferior (211) y un extremo exterior (215b) fijado al extremo exterior (214b) del vástago (214). En este contexto, el término "fijado” no se refiere de manera restrictiva a una fijación propiamente dicha, sino que pretende hacer referencia al hecho de que los elementos en cuestión son solidarios uno con otro cuando están sometidos a las fuerzas debidas al funcionamiento normal de este dispositivo. Por ejemplo, el elemento elástico (215), es decir, el conjunto de arandelas cónicas, trabaja a compresión, y por tanto sus extremos (215a, 215b) no están fijados en el sentido estricto del término respectivamente a la porción inferior (211) y al extremo exterior (214b) del vástago (214), sino que están apoyados en placas o elementos que son solidarios a aquellos. En cualquier caso, esta configuración permite que, al desplazarse la porción superior (212) hacia el interior como consecuencia del impacto del elemento (2) de bloqueo/desbloqueo con el plato (102), la pila de arandelas cónicas se comprima y genera una fuerza opuesta tendente a devolver la porción superior (212) a su posición original de reposo.

Las Figs. 7 y 8 muestran un empujador (4) de acuerdo con la presente invención. Como se puede apreciar, el empujador (4) está ubicado en un hueco o discontinuidad entre tramos consecutivos de un contracarril (3). Este empujador (4), como se aprecia en la Fig. 3b, está ubicado justo a la salida del primer tramo (T1) de la plataforma. El empujador (4) comprende un cilindro (41) móvil de accionamiento hidráulico o neumático que alterna entre una posición extendida una posición retraída. En el extremo de dicho cilindro (4) hay un elemento de empuje (42) formado por una estructura alargada dispuesta junto al raíl (1) principal y que dispone de una serie de rodillos (43) de eje horizontal paralelo a dicho raíl principal (1). Estos rodillos (43) tienen esta orientación debido a que el movimiento local relativo de la rueda (105) del eje ferroviario (100) con relación a los rodillos (43), debido a que está girando, es esencialmente vertical. Unos elementos (44) adicionales de empuje ayudan al cilindro móvil (41) a impulsar las ruedas (105) del eje ferroviario (100).

La Fig. 9 presenta una sección transversal que muestra el trabajo de los contracarriles (3). Como se puede apreciar, cada contracarril (3) está fijado mediante atornillamiento a un respectivo soporte (31) que, a su vez, está fijado a la placa inferior de la vía. Los contracarriles (3) son paralelos al raíl principal (1) y proporcionan apoyo a la rueda (105) del eje ferroviario (100) para obligar a que ésta se desplace a lo largo de su eje y de ese modo siga la trayectoria del correspondiente raíl principal (1) durante el proceso de cambio de ancho. Los empujadores (4) descritos anteriormente tienen como función proporcionar un empuje adicional a la rueda (105) para asegurar que ésta llega al final de su carrera a lo largo de su propio eje.

Las Figs. 10a-10b muestran sendas vistas longitudinales donde se aprecia la cooperación entre contracarriles (3) y empujadores (4). El contracarril (3) derecho según la figura se ha eliminado para permitir la visión del empujador (4) que se encuentra detrás del mismo. En la Fig. 10a muestra una situación en la que es necesario empujar la rueda (105) hacia la derecha de la figura. Como consecuencia, el empujador (4) de la derecha de la figura tiene el cilindro (41) retraído, y por tanto los rodillos (43) dispuestos en su elemento de empuje (42) no contactan con la rueda (105). Por el contrario, el empujador de la izquierda de la figura tiene el cilindro (41) extendido, y por tanto los correspondientes rodillos (43) están ligeramente dentro de la trayectoria de la rueda (105), empujándola así hacia la derecha. En la Fig. 10b se muestra una situación equivalente aunque, en este caso, la rueda (105) es desplazada hacia la izquierda de la figura gracias a que el empujador (4) izquierdo está retraído y el empujador (4) derecho está extendido. La Fig. 10 muestra una situación en la que ninguno de los empujadores (4) está trabajando.

La Fig. 11 muestra unos sensores de seguridad (61, 62) que detectan la posición del plato (102) del eje ferroviario (100). Estos sensores (61, 62) se disponen al principio y al final de cada tramo (T1, T2) de la plataforma para asegurar que el plato (102) ha retornado adecuadamente a su posición cuando el eje ferroviario (100) sale del tramo respectivo. Para ello, cuando un primer sensor (61) de final de carrera detecta el paso del eje ferroviario (100), se comprueba si un segundo sensor (62) de final de carrera ubicado a la altura del plato (102) en su posición de bloqueo detecta dicho plato (102). En caso contrario, se activa una alarma para la parada del tren.

Por último, las Figs. 12 y 13 muestran unos sensores de carga (5) en contacto con los contracarriles (3) para determinar las fuerzas a las que éstos están sometidos durante el proceso de cambio de ancho. Cada sensor de carga (5) está fijado a un respectivo soporte (51) fijado, por ejemplo mediante tornillos, a la placa inferior de la vía. Los sensores (5) están orientados en dirección transversal y en contacto directo con la superficie exterior del contracarril (3) correspondiente.

Más concretamente, un primer bloque de sensores de carga (5) están situados al principio de la zona de transición del primer ancho al segundo para medir el esfuerzo que realiza la rueda al comienzo del desplazamiento, esfuerzo que se considera máximo. Un segundo bloque de sensores (5) se coloca en la zona intermedia del desplazamiento y se considera esfuerzo medio.

Dicha disposición se utiliza para ambos sentidos. En el sentido en que las ruedas se desplazan hacia el interior se usarán los sensores ubicados en el contracarril exterior dado que es el que obliga a la rueda a desplazarse, y del mismo modo cuando la rueda se desplaza hacia el exterior se utilizan los sensores ubicados en el contracarril interior.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Plataforma de cambio de ancho de vía para ejes ferroviarios de mercancías, que comprende: a) unos raíles principales (1) esencialmente longitudinales cuyo ancho varía progresivamente a lo largo de la plataforma entre un primer ancho de vía y un segundo ancho de vía;

b) unos elementos (2) de bloqueo/desbloqueo formados por placas esencialmente longitudinales ubicadas entre ambos raíles principales (1) y cuyos tramos de extremo (2e) están cruzados en dirección transversal interior con relación a la dirección longitudinal, donde los elementos (2) de bloqueo/desbloqueo están configurados para forzar el desplazamiento de un plato (102) de un eje ferroviario (100) hacia el exterior con el propósito de desbloquear el desplazamiento de las ruedas (105) de dicho eje ferroviario (100) y donde los elementos (2) de bloqueo/desbloqueo son elásticamente desplazables en dirección transversal interior con relación a una posición de reposo para amortiguar el impacto con el plato (102) del eje ferroviario (100); y

c) unos contracarriles (3) dispuestos en paralelo a ambos lados de los raíles principales (1) , donde los contracarriles (3) están configurados para forzar el desplazamiento de las ruedas (105) de un eje ferroviario (100) a lo largo de su eje para que sigan la trayectoria de los raíles principales (1) desde el primer ancho al segundo ancho,

caracterizada porque cada elemento (2) de bloqueo/desbloqueo está apoyado sobre un soporte (21) que comprende:

- una porción inferior (211) fijada rígidamente al terreno;

- una porción superior (212) acoplada a la porción inferior (211) de manera deslizante en dirección transversal, estando el elemento (2) de desbloqueo fijado a dicha porción superior (212) ; y

- un medio de retorno conectado a la porción inferior (211) y la porción superior (212) de manera que ejerce una fuerza que impulsa la porción superior (212) hacia el exterior.

2. Plataforma (1) de cambio de ancho de vía de acuerdo con la reivindicación 1, donde el medio de retorno comprende:

- un vástago (214) dispuesto en dirección transversal que tiene un extremo interior (214a) fijado a la porción superior (212) ; y

- un elemento elástico (215) que tiene un extremo interior (215a) fijado a la porción inferior (211) y un extremo exterior (215b) conectado a un extremo exterior (214b) del vástago (214) ,

de manera que, cuando la porción superior (212) se desplaza transversalmente hacia el interior, provoca el desplazamiento del vástago (214) hacia el interior que, a su vez, comprime el elemento elástico (215) , generándose una fuerza en dirección transversal exterior que impulsa la porción superior (212) hacia el exterior.

3. Plataforma (1) de cambio de ancho de vía de acuerdo con la reivindicación 2, donde el elemento elástico (215) comprende un conjunto de arandelas cónicas dispuestas alrededor del vástago (214) .

4. Plataforma (1) de cambio de ancho de vía de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende unos empujadores (4) móviles dispuestos junto a los raíles rincipales (1) en posiciones adyacentes a los extremos de los elementos de bloqueo/desbloqueo, donde los empujadores (4) móviles están configurados para empujar las ruedas (105) del eje ferroviario (100) en dirección transversal hacia el segundo ancho.

5. Plataforma (1) de cambio de vía de acuerdo con la reivindicación 4, donde cada empujador (4) móvil comprende:

- un cilindro (41) móvil que puede alternar entre una posición retraída y una posición extendida;

- un elemento de empuje (42) conectado a un extremo del cilindro (41) móvil de manera que, cuando dicho cilindro (41) móvil está en su posición extendida, el elemento de empuje (42) queda ubicado dentro de la trayectoria de una superficie lateral de las ruedas (105) del eje ferroviario (100) para empujarlas.

6. Plataforma (1) de cambio de ancho de vía de acuerdo con la reivindicación 5, donde el elemento de empuje (42) comprende una pluralidad de rodillos (43) de eje longitudinal dispuestos para contactar con las ruedas (105) del eje ferroviario (100).

7. Plataforma (1) de cambio de ancho de vía de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5-6, donde los cilindros (41) móviles son de accionamiento hidráulico o neumático.

8. Plataforma (1) de cambio de ancho de vía de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6-7, donde cada empujador móvil (4) además comprende unos elementos adicionales de empuje (44) de tipo elástico que comprenden arandelas cónicas.

9. Plataforma (1) de cambio de ancho de vía de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende unos sensores de carga (5) en contacto con los contracarriles (3) para determinar las fuerzas a las que están sometidos.

10. Plataforma (1) de cambio de ancho de vía de acuerdo con la reivindicación 9, donde los sensores de carga (5) están fijados a unos soportes (51) y orientados en dirección transversal.

11. Plataforma (1) de cambio de ancho de vía de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende unos sensores de seguridad (61,62) configurados para detectar la posición del plato (102) del eje ferroviario (105) .

12. Plataforma (1) de cambio de ancho de vía de acuerdo con la reivindicación 11, donde los sensores de seguridad (61, 62) comprenden un par de sensores de final de carrera dispuestos verticalmente para detectar, respectivamente, el paso del eje y el plato (102) cuando está en la posición de bloqueo.