ES2869933T3 - Bogie para vehículo ferroviario - Google Patents

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Alain Rodet
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Abstract

Bogie (10) para un vehículo ferroviario de piso bajo que comprende: - un bastidor (12) de bogie; y - cuatro ruedas (14) montadas en el bastidor (12), cada rueda (14) puede moverse en rotación con respecto al bastidor (12) alrededor de un eje de rotación respectivo que se extiende en la misma dirección transversal (Y-Y'), dichas ruedas (14) definen entre sí un espacio (E), el espacio (E) se extiende entre los planos de extensión de las ruedas (14) en la dirección transversal (Y-Y'), el bogie (10) comprende además: - cuatro motores (16) montados en el bastidor (12); y - cuatro reductores (18), situados dentro del espacio (E) en la dirección transversal (Y-Y'), cada motor (16) está dispuesto para accionar una de las ruedas (14) a través de uno de los reductores (18) asociados con la rueda (14), cada rueda (14) es mecánicamente independiente de las otras ruedas (14), caracterizado porque los cuatro motores (16) están situados fuera del espacio (E) en la dirección transversal (Y-Y').

Description

DESCRIPCIÓN
Bogie para vehículo ferroviario
La presente invención se refiere a un bogie para vehículo ferroviario de piso bajo.
La invención también se refiere a un vehículo ferroviario que comprende un bogie de este tipo.
Un bogie de este tipo se conoce, por ejemplo, del documento EP 0465346 A1.
En un vehículo ferroviario, y en particular en un vehículo ferroviario destinado al transporte intraurbano, como por ejemplo los tranvías, es deseable limitar las dimensiones totales de los bogies para aumentar el espacio interior accesible a los pasajeros en los coches, a la vez que se mantiene una dimensión total pequeña del vehículo ferroviario en la vía.
La reducción de la dimensión total de los bogies debajo de la carrocería permite mantener un piso bajo, es decir, que se extiende sustancialmente al mismo nivel sobre toda la superficie del vehículo ferroviario y bastante cerca del suelo. Esto facilita el movimiento de los viajeros entre los coches y el acceso al vehículo desde el exterior, en particular para los viajeros que tienen dificultades para moverse, maximizando al mismo tiempo el número de asientos instalados en línea recta con el bogie.
El volumen libre debajo de la carrocería es particularmente importante en el caso de los bogies rotativos, es decir, cuando la carrocería es móvil en rotación con respecto al bogie. El espacio requerido para permitir tal rotación manteniendo a su vez un piso bajo es una gran restricción para el diseño de los bogies.
Sin embargo, reducir la dimensión total del bogie debajo de la carrocería desplazando todas las masas lateralmente con respecto a los coches aumenta en gran medida la anchura del vehículo ferroviario y el gálibo del bogie, lo que no es satisfactorio para los vehículos que circulan por la superficie en una zona urbana.
Por lo tanto, es deseable proporcionar un bogie de vehículo ferroviario que permita tener un piso bajo integral, a la vez que se mantiene una dimensión transversal suficientemente pequeña del vehículo ferroviario.
Por tanto, el objetivo de la invención es un bogie según la reivindicación 1.
Un bogie de este tipo permite disponer de un vehículo ferroviario que comprende un piso bajo integral, manteniendo a la vez una dimensión total aceptable en la vía, en particular en lo que se refiere a la dimensión lateral, ya que no todos los contrapesos están situados fuera del espacio del vehículo definido entre las ruedas.
Según realizaciones particulares de la invención, el bogie tiene una o más de las siguientes características, tomadas independientemente o en cualquier combinación técnicamente factible:
- cada motor está desplazado con respecto a la rueda asociada, en una dirección longitudinal ortogonal a la dirección transversal;
- cada rueda está montada sobre un cubo respectivo contenido en una caja de grasa, el reductor asociado a la rueda también está contenido en la caja de grasa;
- las cajas de grasa están fijadas entre sí de dos en dos mediante travesaños extremos que se extienden sustancialmente en la dirección transversal;
- las cajas de grasa están fijadas al bastidor mediante dispositivos de suspensión primarios, cada dispositivo de suspensión primario está dispuesto para permitir un desplazamiento de las cajas de grasa con respecto al bastidor sólo en una dirección de elevación sustancialmente perpendicular a la dirección transversal;
- cada motor comprende un eje móvil en rotación con respecto al bastidor según un eje de rotación respectivo paralelo a la dirección transversal, dicho eje conecta una salida del motor a una entrada de un reductor correspondiente;
- el bogie es un bogie pivotante que comprende un travesaño de carga que comprende una corona de bolas articulada de manera que se pueda mover en rotación alrededor de un eje de rotación que se extiende en una dirección de elevación sustancialmente perpendicular a la dirección transversal, la corona de bolas está destinada a soportar una carrocería de vehículo ferroviario;
- el travesaño de carga comprende una parte central que se extiende en el espacio en la dirección transversal y dos partes laterales que prolongan la parte central fuera del espacio en la dirección transversal, la parte central tiene un grosor, medido según una dirección de elevación sustancialmente perpendicular a la dirección transversal, mayor que un grosor de las partes laterales medido según la dirección de elevación; y
- el bogie comprende cuatro dispositivos de frenado asociados a las ruedas, cada dispositivo de frenado comprende una pinza de freno dispuesta para frenar la rotación de la rueda respectiva, la pinza de freno está completamente dispuesta debajo del motor que acciona la rueda en una dirección de elevación sustancialmente perpendicular a la dirección transversal.
La invención también se refiere a un vehículo ferroviario que comprende al menos un bogie como se describió anteriormente y al menos una carrocería de vehículo portada por el bogie, la carrocería comprende al menos doce asientos dispuestos en línea recta con el bogie en el mismo suelo, la carrocería también que comprende un piso bajo, que se extiende sustancialmente al mismo nivel por todo el suelo.
La invención se comprenderá mejor con la lectura de la siguiente descripción, dada a modo de ejemplo y realizada con referencia a los dibujos adjuntos, entre los cuales:
- La Figura 1 es una vista en perspectiva de un bogie según una primera realización de la invención;
- La Figura 2 es una vista en sección transversal según el eje M-M del bogie de la Figura 1; y
- La Figura 3 es una vista en perspectiva de un bogie según otra realización de la invención.
Las Figuras 1 y 2 muestran un bogie 10 de vehículo ferroviario según una primera realización de la invención, destinado a equipar un vehículo ferroviario.
A continuación, se define una dirección longitudinal X-X' según la dirección de circulación ordinaria del vehículo ferroviario, una dirección transversal Y-Y' ortogonal a la dirección longitudinal X-X', que se extiende en un plano horizontal en un funcionamiento ordinario del vehículo ferroviario y una dirección de elevación Z-Z' sustancialmente ortogonal a la dirección transversal Y-Y' y a la dirección longitudinal X-X'.
El bogie 10 está adaptado para instalarse en un vehículo ferroviario de piso bajo integral. Con esto se quiere decir que el vehículo ferroviario comprende al menos un coche, cada coche comprende una carrocería que define un piso y que cada piso se extiende sustancialmente al mismo nivel según la dirección de elevación Z-Z', incluido en línea con el bogie 10. Así, el vehículo ferroviario comprende una gran cantidad de asientos situados en línea recta con el bogie, en particular al menos doce asientos sobre el mismo suelo en línea recta con el bogie, gracias al piso bajo integral. El piso se extiende, por ejemplo, a una altura sustancialmente entre 350 y 380 mm desde el suelo, midiéndose la altura en la dirección de elevación.
Según esta primera realización, el bogie 10 es un bogie fijo, es decir, un bogie destinado a soportar la carrocería del vehículo ferroviario sin permitir un movimiento de rotación relativo significativo (es decir, de amplitud superior a 2°) de la carrocería con respecto al bogie 10 alrededor de un eje de rotación sustancialmente paralelo a la dirección de elevación Z-Z'.
El bogie 10 comprende un bastidor 12 del bogie, así como cuatro ruedas 14, cuatro motores 16 y cuatro reductores 18.
Cada motor 16 está asociado a una sola de las ruedas 14 y a uno solo de los reductores 18, de manera que cada motor 16 acciona en rotación únicamente la rueda 14 que está asociada a él mediante el reductor 18 correspondiente. Por tanto, cada rueda 14 es mecánicamente independiente de las otras ruedas 14.
El bogie 10 comprende además dos partes extremas 24 situadas a ambos lados del bastidor 12 en la dirección longitudinal X-X' y dos plataformas 26 situadas a ambos lados del bastidor 12 en la dirección transversal Y-Y'.
De acuerdo con una realización, el bastidor 12, también llamado estructura, comprende dos travesaños 30 y dos largueros 32 ensamblados en sus extremos respectivos mediante piezas de esquina 33 para formar un rectángulo que se extiende en un plano sustancialmente ortogonal a la dirección de elevación Z-Z'.
Los travesaños 30 y los largueros 32 son, por ejemplo, vigas metálicas de forma alargada, que se extienden respectivamente sustancialmente en la dirección transversal Y-Y' y en la dirección longitudinal X-X'.
Los travesaños 30 y los largueros 32 tienen una sección en forma de I en un plano ortogonal a su dirección de alargamiento. Con esto se entiende que su sección en este plano tiene una forma que comprende una sección principal que se extiende en la dirección de elevación Z-Z' y dos secciones transversales conectadas a los extremos de la sección principal en sus puntos medios respectivos, las secciones transversales son ortogonales a la sección principal.
Tal forma de la sección de los travesaños 30 y de los largueros 32 le confiere una menor resistencia a la torsión, lo que aumenta la flexibilidad del bastidor 12.
Como variante, los travesaños 30 y los largueros 32 tienen una sección en forma de L, en forma de T, en forma de Z u otra forma que les confiera una resistencia a la torsión adecuada.
Las partes extremas 24 están conectadas al bastidor 12 por medio de dos sistemas de suspensión primarios 31 respectivos y dos articulaciones 35 respectivas. Las articulaciones son, en particular, uniones de pivote, de modo que la parte extrema 24 es móvil con respecto al bastidor 12 en la dirección de elevación Z-Z'.
El sistema de suspensión primario 31 está así adaptado para permitir un desplazamiento de las cajas de grasa 34 con respecto al bastidor 12 solo en una dirección de elevación, lo que permite mantener una dimensión total reducida del sistema de suspensión primario 31. El desplazamiento del sistema de suspensión primario restringido al movimiento en la dirección de elevación Z-Z' se completa con la flexibilidad del bastidor 12, conferida por la forma de los travesaños 30 y los largueros 32.
Cada parte extrema 24 comprende dos cajas de grasa 34 fijadas entre sí por un travesaño extremo 36. Cada parte extrema 24 lleva dos de las ruedas 14, montadas en cubos 38 de rueda respectivos contenidos en las cajas de grasa 34, como se muestra en la Figura 2.
Las cajas de grasa 34 son carcasas metálicas que tienen una forma sustancialmente paralelepípeda y que comprenden una cara lateral que está biselada en el lado interior en la dirección transversal Y-Y'.
Cada caja de grasa 34 contiene uno de los cubos 38 así como el reductor 18, que acciona mecánicamente el cubo 38 bajo la acción del motor 16 asociado.
Los travesaños extremos 36 son vigas metálicas de forma alargada, que se extienden sustancialmente en paralelo a la dirección transversal Y-Y' y que tienen ventajosamente una sección en I como se definió anteriormente.
Cada cubo 38 está montado de forma giratoria en la caja de grasa 34 respectiva, alrededor de un eje de rotación sustancialmente paralelo en la dirección transversal Y-Y' y porta una sola rueda 14. Por tanto, cada rueda 14 puede moverse en rotación con respecto al bastidor 12 , alrededor del eje de rotación respectivo que se extiende en la dirección transversal Y-Y'.
Los travesaños extremos 36 se extienden por debajo de los ejes de rotación de los cubos 38 en la dirección de elevación Z-Z'. El uso de cubos 38 independientes para las cuatro ruedas 14 libera el espacio situado por encima de los travesaños extremos 36 y aumenta el volumen libre en línea recta con el bogie 10.
Como se muestra en la Figura 1, cada plataforma 26 está conectada al bastidor 12 mediante un brazo articulado respectivo 39A. La plataforma 26 comprende además un sistema de suspensión secundario respectivo adaptado para conectar la plataforma 26 a la carrocería de un vehículo ferroviario portada por el bogie 10.
Cada sistema de suspensión secundario comprende un amortiguador 39B y dos grupos de resortes 39C, cada uno de los cuales conecta la carrocería a la plataforma 26.
Cada motor 16, portado por una esquina del bastidor 12, es un motor eléctrico y comprende, de manera conocida, un eje que porta un rotor montado para moverse en rotación en un estator portado por una estructura de estator, donde la rotación del eje tiene lugar en al menos un palier de rotación.
Por lo tanto, el eje puede moverse en rotación con respecto al bastidor 12 alrededor de un eje de rotación que se extiende en la dirección transversal Y-Y'.
El eje conecta una salida del motor 16 a una entrada del reductor 18, a través de un acoplamiento 49 y transmite el par generado por el motor 16 al reductor 18 y finalmente a la rueda 14.
Las ruedas 14 definen entre sí un espacio E, mostrado en las Figuras 1 y 2, el espacio E se extiende entre los planos de las ruedas 14 en la dirección transversal Y-Y'.
Los motores 16 están dispuestos externamente con respecto a las ruedas 14 en la dirección transversal Y-Y'. Es decir que cada motor 16 está situado en un medio espacio que se extiende en el lado opuesto al bastidor 12 con respecto al plano de la rueda 14 asociada al motor 16. Por lo tanto, los motores 16 están dispuestos fuera del espacio definido por las ruedas 14 en la dirección transversal Y-Y'.
Los reductores 18 están situados internamente con respecto a las ruedas 14 en la dirección transversal Y-Y'. Es decir que cada reductor 18 está situado en un medio espacio que se extiende en el mismo lado que el bastidor 12 con respecto al plano de la rueda 14 asociada al reductor 18. Los reductores 18 están así dispuestos dentro del espacio definido por las ruedas 14 en la dirección transversal Y-Y'.
Cada reductor 18 está dispuesto para transmitir la rotación de uno de los motores 16 a uno de los cubos 38 que porta una de las ruedas 14. El reductor 18 comprende, por ejemplo, un primer engranaje que coopera por un lado con un segundo engranaje conectado al acoplamiento 49 y por el otro lado con un tercer engranaje conectado al cubo 38.
El reductor 18, además de ajustar la relación de transmisión entre el motor 16 y la rueda 14, permite transmitir el par del motor 16 a la rueda 14 sin alinear los ejes del cubo 38 y del eje del motor 16 según la dirección transversal Y-Y'. Por lo tanto, el motor 16 y la rueda 14 están desplazados en la dirección longitudinal X-X', lo que reduce la dimensión lateral del bogie 10.
Ventajosamente, el bogie 10 comprende cuatro dispositivos de frenado 60, cada dispositivo de frenado 60 está adaptado para bloquear la rotación de una de las ruedas 14 respectivas.
Como se muestra en la Figura 1, cada dispositivo de frenado 60 comprende una pinza de freno 62 y dos pastillas de freno 64 portadas por dos miembros de la pinza de freno 62. El dispositivo de frenado 60 está adaptado para sujetar las pastillas de freno 64 contra lados opuestos de un disco de freno 66, unido a la rueda 14, por medio de la pinza de freno 62, para bloquear la rotación de la rueda 14.
Cada dispositivo de frenado 60 está dispuesto completamente debajo del motor 16 asociado con la rueda 14 respectiva con el dispositivo de frenado 60. Es decir, que la pinza de freno 62 y las pastillas de freno 64 están situadas en el medio espacio situado debajo del motor 16 en la dirección de elevación Z-Z'.
En la Figura 3 se muestra una segunda realización. El bogie 10 según la segunda realización se diferencia de la primera realización por los puntos que se describen a continuación.
Según esta segunda realización, el bogie 10 es un bogie pivotante. Se entiende que esto significa que el bogie 10 está adaptado para permitir un movimiento de rotación relativo entre el bastidor 12 y la carrocería del vehículo ferroviario alrededor de un eje de rotación vertical sustancialmente paralelo a la dirección de elevación Z-Z', una amplitud máxima de este movimiento relativo de rotación es, por ejemplo, superior a 12°. La presencia de caras laterales biseladas en las cajas de grasa 34 permite mejorar la amplitud de la rotación de la carrocería.
El bogie 10 comprende un travesaño de carga 80 conectado al bastidor 12 mediante el sistema de suspensión secundario y porta una corona de bolas 82 adaptada para fijarse a la carrocería del vehículo ferroviario de manera que se pueda mover en rotación alrededor de un eje de rotación que se extiende en la dirección de elevación Z-Z'.
El travesaño de carga 80 se extiende por encima del bastidor 12, en la dirección transversal Y-Y'.
El travesaño de carga 80 comprende una parte central 84 que porta la corona de bolas 82, dos partes laterales 88 que prolongan la parte central 84 hacia afuera en la dirección transversal Y-Y' y dos extremos 90 que se extienden hacia afuera con respecto a las partes intermedias 88 respectivas en la dirección transversal Y-Y'.
La parte central 84 se extiende hacia adentro con respecto a las ruedas 14 y a los largueros 32 en la dirección transversal Y-Y', es decir, en el espacio definido por las ruedas 14.
Las partes extremas 90 se extienden fuera del espacio definido por las ruedas 14.
El travesaño de carga 80 se apoya en los resortes 39C del sistema de suspensión secundario al nivel de los extremos 90. La parte central 84 se extiende por debajo de los extremos 90 en la dirección de elevación Z-Z', de modo que la altura de la corona de bolas 82 se compensa parcialmente mediante la reducción de la parte central 84. Esto hace posible reducir la dimensión total asociada con la corona de bolas 82.
Como se aprecia en la Figura 3, el travesaño de carga 80 tiene un grosor ei medido en la dirección de elevación Z-Z' al nivel de la parte central 84, mayor que un grosor e2 al nivel de las partes laterales 88. Esto permite reducir la dimensión total asociada al travesaño de carga 80 a nivel de las partes laterales 88 y los extremos 90, es decir, por encima del bastidor 12, donde la dimensión es crucial, y por encima de los resortes 39C, conservando un grosor suficiente en la parte central, al nivel de la corona de bolas 82 que porta la carrocería.
El bogie 10 permite disponer de un vehículo ferroviario que comprende un piso bajo integral, a la vez que mantiene una dimensión total suficientemente pequeña en la vía, en particular en lo que respecta a la dimensión lateral o transversal. De hecho, los motores 16 y las cajas de grasa 34 están dispuestos externamente, para dejar un volumen libre máximo a la derecha del bogie para permitir el piso bajo integral. Sin embargo, la disposición de los motores 16, las ruedas 14 y las cajas de grasa 34, desplazadas en la dirección longitudinal X-X', permite minimizar la dimensión lateral debajo de la carrocería en comparación con un sistema de transmisión directa, por ejemplo.
El gran volumen libre en línea recta con el bogie 10 también permite utilizar la misma estructura del bogie 10 para aplicaciones pivotantes y no pivotantes, el volumen libre permite una amplitud de rotación suficiente de la carrocería por encima del bogie 10 entre los cajas de grasa 34.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Bogie (10) para un vehículo ferroviario de piso bajo que comprende:
- un bastidor (12 ) de bogie; y
- cuatro ruedas (14) montadas en el bastidor (12), cada rueda (14) puede moverse en rotación con respecto al bastidor (12 ) alrededor de un eje de rotación respectivo que se extiende en la misma dirección transversal (Y-Y'), dichas ruedas (14) definen entre sí un espacio (E), el espacio (E) se extiende entre los planos de extensión de las ruedas (14) en la dirección transversal (Y-Y'),
el bogie (10) comprende además:
- cuatro motores (16) montados en el bastidor (12 ); y
- cuatro reductores (18), situados dentro del espacio (E) en la dirección transversal (Y-Y'),
cada motor (16) está dispuesto para accionar una de las ruedas (14) a través de uno de los reductores (18) asociados con la rueda (14), cada rueda (14) es mecánicamente independiente de las otras ruedas (14), caracterizado porque los cuatro motores (16) están situados fuera del espacio (E) en la dirección transversal (Y-Y').
2. Bogie (10) según la reivindicación 1, en el que cada motor (16) está desplazado con respecto a la rueda (14) asociada, en una dirección longitudinal (X-X') ortogonal a la dirección transversal (Y-Y').
3. Bogie (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que cada rueda (14) está montada en un cubo (38) respectivo contenido en una caja de grasa (34), el reductor (18) asociado a la rueda (14) también está contenido en la caja de grasa (34).
4. Bogie (10) según la reivindicación 3, en el que las cajas de grasa (34) están fijadas entre sí de dos en dos mediante travesaños extremos (36) que se extienden sustancialmente en la dirección transversal (Y-Y').
5. Bogie (10) según cualquiera de las reivindicaciones 3 y 4, en el que las cajas de grasa (34) están fijadas al bastidor (12) mediante dispositivos de suspensión primarios (31), cada dispositivo de suspensión primario (31) está dispuesto para permitir un desplazamiento de las cajas de grasa (34) con respecto al bastidor (12) solo en una dirección de elevación (Z-Z') sustancialmente perpendicular a la dirección transversal (Y-Y').
6. Bogie (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que cada motor (16) comprende un eje móvil en rotación con respecto al bastidor (12 ) según un eje de rotación respectivo paralelo a la dirección transversal (Y-Y'), dicho eje conecta una salida del motor (16) a una entrada de un reductor (18) correspondiente.
7. Bogie (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el bogie (10) es un bogie pivotante que comprende un travesaño de carga (80) que comprende una corona de bolas (82) articulado de manera que pueda moverse en rotación alrededor de un eje de rotación que se extiende en una dirección de elevación (Z-Z') sustancialmente perpendicular a la dirección transversal (Y-Y'), la corona de bolas (82) está destinada a soportar una carrocería de vehículo ferroviario.
8. Bogie (10) según la reivindicación 7, en el que el travesaño de carga (80) comprende una parte central (84) que se extiende en el espacio (E) en la dirección transversal (Y-Y') y dos partes laterales (86) que se prolongan por la parte central (84) fuera del espacio (E) en la dirección transversal (Y-Y'), la parte central (84) tiene un grosor (ei), medido en una dirección de elevación (Z-Z') sustancialmente perpendicular a la dirección transversal (Y-Y'), mayor que un grosor (e2) de las partes laterales (86) medido en la dirección de elevación (Z-Z').
9. Bogie (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende cuatro dispositivos de frenado (60) asociados a las ruedas (14), cada dispositivo de frenado (60) comprende una pinza de freno (62) dispuesta para frenar la rotación de la rueda (14) respectiva, la pinza de freno (62) está dispuesta completamente debajo del motor (16) que acciona la rueda (14) en una dirección de elevación (Z-Z') sustancialmente perpendicular a la dirección transversal (Y-Y').
10. Vehículo ferroviario que comprende al menos un bogie (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 y al menos una carrocería de vehículo portada por el bogie, la carrocería comprende al menos doce asientos dispuestos en línea recta con el bogie (10) sobre un mismo suelo, la carrocería comprende además un piso bajo, que se extiende sustancialmente al mismo nivel por todo el suelo.
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