ES2860771T3 - Vehículo ferroviario - Google Patents

Abstract

Vehículo ferroviario con una pluralidad de cajas de vagones (14, 16), en el que una primera y una segundad caja de vagón (14, 16) están apoyados sobre la cuna (10) de un bogie Jakobs (1), estando las cajas de vagones (14, 16) conectadas entre sí mediante un dispositivo articulado esférico (40), en el que el dispositivo articulado (40) está dispuesto sobre la cuna (10), en el que el dispositivo articulado (40) presenta al menos dos cojinetes articulados esféricos (47, 57), caracterizado porque los al menos dos cojinetes articulados esféricos (47, 57) se dispusieron distanciados entre sí uno sobre el otro en dirección del eje vertical del vehículo ferroviario.

Description

DESCRIPCIÓN

Vehículo ferroviario

La presente invención se refiere a un vehículo ferroviario que tiene una pluralidad de cajas de vagones, en el que una primera y una segunda caja de vagón se apoyan en una cuna de un bogie Jakobs, mientras que las cajas de vagones están conectadas entre sí por un dispositivo de articulación esférica, dicho dispositivo de articulación esférica está dispuesto en la cuna, y el dispositivo de articulación comprende al menos dos cojinetes de articulación esférica.

Del estado de la técnica son ampliamente conocidos los vehículos ferroviarios con bogies Jakobs. El más conocido es el TGV, en el que dos cajas de vagones se apoyan en un bogie Jakobs en la zona de transición.

Un bogie Jakobs de este tipo comprende un bastidor, en el que un juego de ruedas está dispuesto en cada extremo del bastidor mediante muelles primarios en el bastidor. La llamada cuna se apoya en el bastidor mediante muelles secundarios. Las dos cajas de vagones se apoyan en la cuna mediante un dispositivo de articulación esférica. Dicho dispositivo de articulación esférica para un bogie Jakobs se conoce por el documento WO 2005/023619 A1. Sin embargo, tanto el cabeceo como los movimientos de flexión, balanceo y desplazamiento están muy limitados. La razón es que sólo una caja de vagón es móvil con respecto a la otra. El otro cuerpo está fijado a la cuna y, por lo tanto, es rígido. Esto significa que tanto el cabeceo como el pandeo, el balanceo y los movimientos de desplazamiento solo están permitidos en una medida relativamente pequeña.

El documento US 1.574.453 A divulga un vehículo ferroviario que tiene una pluralidad de cajas de vagones, en el que una primera y una segunda caja de vagón se apoyan en una cuna de un bogie Jakobs. Las cajas de vagones están unidas entre sí por una disposición de articulación esférica, que está dispuesta en la cuna. Esta disposición articulada comprende dos cojinetes articulados esféricos dispuestos en la dirección longitudinal del vehículo, que permiten, en particular, los movimientos de balanceo, cabeceo y flexión entre los cuerpos del carro sobre la cuna.

En consecuencia, la tarea que subyace a la invención es proporcionar un dispositivo de articulación para un bogie Jakobs en un vehículo ferroviario del tipo mencionado, siendo el dispositivo de articulación capaz de compensar o absorber todos los movimientos que se producen durante el desplazamiento, incluso en ángulos mayores, en particular, los movimientos de cabeceo, balanceo y pandeo y los movimientos de desplazamiento, como los que se producen cuando dichos vehículos se desplazan sobre puntos. Además, se debe posibilitar un diseño que ahorre espacio, de modo que la distancia entre las cajas de vagones, es decir, la longitud de la transición entre los dos vehículos, pueda seleccionarse para que sea corta, pero que, sin embargo, permita, por ejemplo, movimientos de pandeo considerables.

Para resolver el problema, se propone de acuerdo con la invención que los al menos dos cojinetes articulados esféricos estén dispuestos uno encima del otro distanciados entre sí en la dirección del eje vertical del vehículo ferroviario.

Con ello se consigue que la cuna, montada de forma elástica en los bastidores del bogie Jakobs, se mantenga sustancialmente libre de momentos debidos a la influencia de fuerzas longitudinales y transversales. Las fuerzas que actúan sobre el dispositivo de articulación en la dirección del eje longitudinal del vehículo a la altura del punto de giro son, en última instancia, las que se producen cuando los vehículos aceleran y frenan. Las fuerzas transversales, es decir, las fuerzas transversales al eje longitudinal del vehículo, son causadas por las fuerzas centrífugas o las llamadas fuerzas de seguimiento. Por lo tanto, tanto las fuerzas longitudinales como las laterales son fuerzas horizontales. Los momentos resultantes deben ser absorbidos directamente por la cuna. A causa de los resortes con los que la cuna se apoya en el bastidor del bogie Jakobs, las fuerzas de reacción debidas a dichos momentos se transmitirían al bastidor del bogie Jakobs.

Esto se evita mediante los dos cojinetes articulados esféricos que están conectados entre sí, en particular, mediante un perno de anclaje. En este caso, se prevé una articulación esférica superior como cojinete de articulación esférica, que sirve para la conexión con los dos cuerpos del carro, estando la articulación esférica inferior en conexión con la cuna del bogie Jakobs. En detalle, la cuna presenta una cavidad para recibir la articulación esférica inferior, en la que la articulación esférica inferior está montada como un cojinete esférico. En este caso, la disposición de los cojinetes es tal que el cojinete de la junta esférica inferior puede pivotar o girar con respecto a la cavidad. Debido a que el cojinete esférico inferior está dispuesto en la cavidad de forma pivotante respecto de la cavidad, pueden ser sustancialmente absorbidas las fuerzas longitudinales y transversales que las cajas del vagón introducen en el cojinete esférico superior y que introducirían momentos en la cuna debido al brazo de palanca generado por el perno de anclaje entre los dos cojinetes esféricos. Es decir, la cuna está sustancialmente libre de momentos mediante un dispositivo de articulación que tiene cojinetes articulados esféricos dispuestos uno sobre otro distanciados entre sí, estando el cojinete inferior montado de manera pivotante en la cuna del bogie Jakobs.

Alternativamente, se pueden proporcionar brazos de control longitudinales y transversales, por ejemplo, brazos de control lemniscata, entre la cuna y el marco del bogie Jakobs para evitar que la cuna se desvíe en el marco.

Es decir, no se deben transmitir fuerzas de reacción a los resortes mediante los cuales la cuna se apoya en el marco por las fuerzas que actúan horizontalmente.

En este contexto, es ventajoso que los dos cojinetes articulados dispuestos uno encima del otro se instalen de tal manera que proporcionen la mayor superficie en cada caso en la dirección de la carga de montaje y la fuerza de apoyo, teniendo también la menor presión superficial. En este sentido, las dos articulaciones esféricas se instalan giradas 180° entre sí.

A continuación, se explica en mayor detalle la invención a modo de ejemplo por medio de los dibujos.

La fig. 1 muestra de forma esquemática un bogie Jakobs en una vista lateral, en la que solo se indica de forma esquemática la unión giratoria entre las dos cajas de vagones del bogie Jakobs;

la fig. 2a muestra una segunda variante del dispositivo de la articulación esférica en sección;

la Fig. 2b muestra una vista superior del dispositivo de unión según la Fig. 2a.

El bogie Jakobs 1 mostrado en la Fig. 1 comprende el bastidor 3, en el que dos conjuntos de ruedas 4 con muelles primarios 6 están dispuestos en el bastidor 3. En el bastidor 3, se apoya sobre cuatro muelles 8 la cuna designada en conjunto con la referencia 10. En la cuna 10 está dispuesto el dispositivo articulado esférico 40, en el que el dispositivo articulado esférico 40 está conectado mediante brazos articulados 41, 42 a las respectivas cajas de vagones 14, 16 indicadas en forma esquemática.

El dispositivo articulado esférico 40 mostrado en las Figs. 2a y 2b se caracteriza por un cojinete esférico superior articulado 47 y por un cojinete esférico inferior articulado 57; los dos cojinetes articulados en tal sentido están dispuestos uno sobre el otro distanciados entre sí. Para formar la separación, los dos cojinetes articulados 47 y 57 están conectados entre sí por el perno de anclaje 50. El cojinete articulado esférico inferior se apoya en la cuna 10 mediante la cavidad 12. Más concretamente, el cojinete articulado esférico superior 47 comprende un segmento de bola 48 apoyado en un semicojinete 49. El semicojinete 49 está en comunicación con la caja de vagón, identificada con la referencia 14, por medio del brazo articulado 41. En cambio, el segmento de bola 48 está en comunicación con la caja de vagón 16 por medio del brazo articulado 42. El cojinete articulado esférico inferior 57 presenta el segmento de bola 58 que está sostenido en el semicojinete 59. El semicojinete 59, a su vez, se apoya en la cavidad 12 dispuesta en la cuna 10.

Como se ha mencionado anteriormente, la conexión entre el cojinete articulado esférico 47 y el cojinete articulado esférico 57 se realiza mediante el perno de anclaje 50. El brazo articulado 42 para la conexión del cojinete articulado esférico 47 a la caja de vagón 16 está provisto de dos patas 42a y 42b para recibir el segmento esférico 48 del cojinete articulado esférico 47. El segmento de la bola 48 es mantenido entre estas dos patas 42a y 42b del brazo articulado, que en tal sentido está bifurcado. La pata 42a recibe un elemento tensor 41c, que está conectado al perno de anclaje 50 mediante un perno roscado 41d. El perno de anclaje 50, a su vez, hace tope con la pata 42b. Del mismo modo, el cojinete esférico inferior 57 tiene un elemento tensor 61a que se apoya en el segmento de bola 58 y está conectado al perno de anclaje 50 por un tornillo 61b. La cuna está conectada a la copa 12, y por lo tanto al cojinete articulado esférico inferior 57, mediante los tornillos 63.

Mediante el dispositivo articulado esférico 40 con los dos cojinetes articulados dispuestos uno encima del otro y distanciados entre sí, es posible ahora absorber y transmitir los movimientos de balanceo, cabeceo, pandeo y desplazamiento, o combinaciones de los mismos; pero, además, esta construcción también garantiza que la cuna permanezca sustancialmente libre de momentos cuando se aplican fuerzas horizontales. Esto resulta de lo siguiente: El cojinete articulado esférico 47 presenta un punto de giro 70, el cojinete articulado esférico 57 presenta el punto de giro 75. La distancia entre los dos puntos de giro 70 y 75 se designa con la referencia 80 y forma un brazo de palanca.

51 por lo tanto se introducen fuerzas en dirección horizontal, en el punto de giro 70 del dispositivo de articulación esférica 40, entonces el segmento de bola 58 del cojinete articulado esférico 57 puede pivotar en el semicojinete 59. Es decir, los momentos creados por la introducción de fuerzas horizontales en el cojinete articulado esférico superior 47 son sustancialmente absorbidos por el cojinete articulado esférico inferior 57, dejando la cuna 10 en la que el dispositivo articulado esférico 40 es soportado por la copa 12 sustancialmente libre de momentos.

Lista de referencias:

1 bogie Jakobs

3 bastidor

4 conjunto de ruedas

6 muelle primario

8 muelle

10 cuna

12 cavidad

caja de vagón

caja de vagón

dispositivo articulado esférico brazo articulado

c elemento tensor

d perno roscado

brazo articulado

a pata del brazo articulado

b pata del brazo articulado

cojinete articulado esférico (superior) segmento de bola

semicojinete

perno de anclaje

cojinete articulado esférico (inferior) segmento de bola

semicojinete

a elemento tensor

b perno roscado

perno roscado

punto de giro

punto de giro

distancia (brazo palanca)

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Vehículo ferroviario con una pluralidad de cajas de vagones (14, 16), en el que una primera y una segundad caja de vagón (14, 16) están apoyados sobre la cuna (10) de un bogie Jakobs (1), estando las cajas de vagones (14, 16) conectadas entre sí mediante un dispositivo articulado esférico (40), en el que el dispositivo articulado (40) está dispuesto sobre la cuna (10), en el que el dispositivo articulado (40) presenta al menos dos cojinetes articulados esféricos (47, 57),

caracterizado porque los al menos dos cojinetes articulados esféricos (47, 57) se dispusieron distanciados entre sí uno sobre el otro en dirección del eje vertical del vehículo ferroviario.

2. Vehículo ferroviario con una pluralidad de cajas de vagones (14, 16) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el cojinete articulado esférico superior (47) cumple la función de conectar las dos cajas de vagones (14, 16).

3. Vehículo ferroviario con una pluralidad de cajas de vagones (14, 16) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el cojinete articulado esférico inferior (57) cumple la función de conectar con la cuna (10) del bogie Jakobs (1).

4. Vehículo ferroviario con una pluralidad de cajas de vagones (14, 16) de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la cuna (10) presenta una cavidad (12) para alojar el cojinete articulado esférico (57).

5. Vehículo ferroviario con una pluralidad de cajas de vagones (14, 16) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4,

caracterizado porque el cojinete articulado esférico (47, 57) superior e inferior están conectados entre sí por medio de un perno de anclaje (50).

6. Vehículo ferroviario con una pluralidad de cajas de vagones (14, 16) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5,

caracterizado porque los dos cojinetes articulados esféricos (47, 57) se dispusieron girados uno respecto del otro en 180°.

7. Vehículo ferroviario con una pluralidad de cajas de vagones (14, 16) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque la cuna (10) está apoyado en forma elástica sobre el bogie Jakobs (1).