ES2941314T3 - Vehículo ferroviario o locomotora con una barra de tracción y empuje para la transferencia de fuerzas longitudinales entre el bogie y la carrocería del vehículo ferroviario o locomotora - Google Patents

Vehículo ferroviario o locomotora con una barra de tracción y empuje para la transferencia de fuerzas longitudinales entre el bogie y la carrocería del vehículo ferroviario o locomotora Download PDF

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Abstract

Varilla de tracción-empuje para la transferencia de fuerzas longitudinales entre el bogie y la carrocería de un vehículo sobre raíles o de una locomotora, que está articulada por un extremo de los componentes estructurales al cabezal del bastidor del bogie de un vehículo sobre raíles o de una locomotora, por el otro extremo del componentes estructurales a un pasador del bastidor principal-cuerpo de un vehículo sobre raíles o locomotora en el eje longitudinal, se fabrica de manera que cada uno de sus dos componentes estructurales tenga una forma diferente, estando realizado el primer componente estructural como una placa plana curvada (1) con una abertura, donde la placa aplanada (1) está curvada a lo largo del eje transversal y el segundo componente estructural de la varilla de tracción-empuje está hecho como barra 2, curvada a lo largo del eje transversal, donde la barra (2) está roscada a través del abertura en la placa aplanada (1) del primer componente estructural de la barra de tracción-empuje.O los dos componentes estructurales de la barra de tracción y empuje están hechos con una forma idéntica de barras simples curvas 5 que están curvadas a lo largo del eje longitudinal 6, donde las barras simples curvas 5 tienen la forma de un arco que se desvía hacia el lado que se aleja del eje longitudinal. El eje 6 y ambas partes estructurales se instalan de manera que sus curvas se crucen. Los componentes estructurales de la varilla de tracción y empuje están fabricados como una pieza fundida, soldada, forjada, hecha de fibra, vidrio, compuestos de carbono o ensamblada de varias partes.en el que las barras simples curvas 5 tienen la forma de un arco que se desvía hacia un lado del eje longitudinal 6 y ambas partes estructurales están instaladas de modo que sus curvas se crucen entre sí. Los componentes estructurales de la barra de tracción y empuje están hechos como una fundición , pieza soldada, pieza forjada, pieza fabricada en fibra, vidrio, composites de carbono o pieza ensamblada de varias piezas.en el que las barras simples curvas 5 tienen la forma de un arco que se desvía hacia un lado del eje longitudinal 6 y ambas partes estructurales están instaladas de modo que sus curvas se crucen entre sí. Los componentes estructurales de la barra de tracción y empuje están hechos como una fundición , pieza soldada, pieza forjada, pieza fabricada en fibra, vidrio, composites de carbono o pieza ensamblada de varias piezas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Vehículo ferroviario o locomotora con una barra de tracción y empuje para la transferencia de fuerzas longitudinales entre el bogie y la carrocería del vehículo ferroviario o locomotora
Campo de la invención
La invención se refiere al campo de los vehículos ferroviarios, específicamente, un vehículo ferroviario o locomotora con barras de tracción y empuje para la transferencia de fuerzas longitudinales entre el bogie y la carrocería de dicho vehículo ferroviario o locomotora. Una locomotora del tipo mencionado anteriormente se conoce, por ejemplo, a partir del documento de la técnica anterior DE 2434584 B1.
Antecedentes de la invención
En la actualidad, se utiliza una biela recta de tracción y empuje muy a menudo en vehículos ferroviarios para transferir fuerzas de tracción longitudinales en una dirección de desplazamiento del vehículo y fuerzas de empuje en la dirección opuesta al desplazamiento del vehículo, entre el bogie y la carrocería del vehículo. Estas son fuerzas tanto de tracción como de frenado. La disposición de la transmisión de fuerzas longitudinales por medio de una barra de tracción y empuje existente es muy sencilla desde el punto de vista del diseño y, al mismo tiempo, resulta muy ventajosa desde el punto de vista cinemático, porque la inclinación de la barra de tracción y empuje permite alcanzar el denominado óptimo mecánico o, desde un punto de vista profesional, la altura virtual de transmisión de fuerzas longitudinales desde el bogie a la carrocería del vehículo, se encuentra a la altura de la superficie del carril, o muy baja por encima de la superficie del carril, dependiendo del nivel de compresión del sistema de suspensión del vehículo.
Sin embargo, la disposición de la transmisión de fuerzas longitudinales por medio de una biela recta y uniforme de tracción y empuje restringe las posibilidades de disponer más bogies debajo de la carrocería del vehículo, de hecho, solo a 2 bogies cuando los juegos de ruedas de un vehículo están dispuestos como 4 juegos de ruedas y 2 bogies, porque el diseño estándar de las barras de tracción y empuje es bielas rectas en el eje del eje longitudinal del vehículo/locomotora, como en el diseño en el documento CZ 283614. En el caso de bielas rectas de tracción y empuje es necesario mantener el espacio mínimo entre los bogies individuales para que las bielas rectas encajen en este espacio sin colisiones. Este aspecto, en la práctica, eliminó el uso de 3 o 4 cuerpos debajo de la carrocería del vehículo con transmisión de fuerzas longitudinales por medio de una barra de tracción y empuje.
La barra de tracción y empuje conocida está articulada en un extremo al cabezal del bastidor del bogie y en el otro extremo a un pasador en el bastidor-carrocería principal del vehículo en el eje longitudinal. Ambas uniones están ubicadas muy bajas sobre la superficie del raíl. De este modo, las fuerzas longitudinales entre el bogie y la carrocería del vehículo se transfieren por medio de la biela.
Sumario de la invención
La desventaja anterior se elimina mediante un vehículo según la reivindicación independiente 1 o la reivindicación independiente 2.
La forma de los componentes estructurales de la barra de tracción y empuje y su combinación mutua permite utilizar el bogie básico de un vehículo ferroviario inmediatamente al lado de otro bogie idéntico debajo de la carrocería del vehículo ferroviario o locomotora. Así, es posible utilizar varios bogies idénticos debajo de la carrocería de un vehículo ferroviario o locomotora y conseguir una disposición de vehículo con un total de 6 juegos de ruedas dispuestos en 3 bogies, o un vehículo con un total de 8 juegos de ruedas dispuestos en 4 bogies.
En el primer diseño estructural, la barra de tracción y empuje se realiza con un componente estructural en la forma de placa aplanada con una abertura. Esta placa aplanada es curvada a lo largo del eje longitudinal. El segundo componente estructural de la barra de tracción y empuje está formado como una barra simple que se curva a lo largo del eje transversal y se enrosca a través de una abertura en la placa aplanada.
En el segundo diseño estructural, ambos componentes estructurales de la barra de tracción y empuje están realizados con una forma idéntica, de modo que están realizados como barras curvadas simples que se curvan a lo largo del eje longitudinal. Las barras curvadas simples presentan la forma de un arco que se desvía hacia un lado alejándose del eje longitudinal. Ambos componentes estructurales se instalan de manera que se crucen espacialmente en las vistas en planta y frontal al mismo tiempo, debido a la curvatura.
La ventaja del diseño es solo la forma curvada, o la abertura en una barra de tracción y empuje, lo que permite disponer ambos bogies de vehículo que se encuentran próximos entre sí de forma que es posible colocar 3 o 4 bogies muy cerca entre sí debajo del vehículo.
La barra de tracción y empuje está articulada en un extremo de los componentes estructurales al cabezal del bastidor del bogie, ligeramente por encima de la superficie del raíl y, por el otro extremo de los componentes estructurales, también está articulada a un pasador dispuesto en la carrocería-bastidor principal del vehículo ferroviario o locomotora en el eje longitudinal del vehículo. Esta segunda unión articulada de los componentes estructurales de la barra de tracción y empuje está situada ligeramente más alta por encima de la superficie del raíl que la unión articulada de los componentes estructurales de la barra de tracción y empuje con el bastidor del bogie. A través de la barra de tracción y empuje así colocada entre dos uniones, una en el bastidor del bogie del vehículo ferroviario o locomotora y la otra en la carrocería-bastidor principal del vehículo ferroviario o locomotora, la transferencia de fuerzas de tracción y compresión entre el carrocería del vehículo ferroviario o locomotora y el bogie del vehículo se proporciona mediante la barra de tracción y empuje.
Breve descripción de los dibujos
La invención se ilustrará con más detalle en los dibujos adjuntos, en los que la figura 1 ilustra las vistas en planta y lateral de la barra de tracción y empuje dispuesta entre el bogie y la carrocería de la locomotora en la forma de realización A como barra recta estándar y, en la forma de realización B, con el primer componente estructural en la forma de barra simple curvada a lo largo del eje transversal y enroscada a través de la abertura en la placa aplanada, y la figura 2 ilustra las vistas en planta y lateral de la barra de tracción y empuje dispuesta entre el bogie y la carrocería de la locomotora en la forma de realización A, biela recta estándar, y en la forma de realización B, con ambos componentes estructurales de la barra de tracción y empuje realizados de forma idéntica para que estén curvados a lo largo del eje longitudinal.
Ejemplos de formas de realización de la invención
Ejemplo 1
El diseño estructural que se ilustra en la figura 1, se basa en la fabricación del primer componente estructural, es decir, la primera barra de tracción y empuje 1, de modo que se realice como una placa aplanada formada como un bucle con una abertura. Esta placa es curva, donde el segundo componente estructural, la segunda barra de tracción y empuje 2 se forma como una barra simple que se curva en un plano vertical que incluye el eje longitudinal del vehículo ferroviario y pasa a través de la abertura en el bucle.
Las curvas mutuas de la placa aplanada y la barra simple y el diseño de la abertura en la placa aplanada son tan pequeños que, bajo carga, las tensiones en el material de ambas partes son tan bajas que se aproximan a las tensiones de una sola viga. Este diseño es un poco más pesado que la forma de realización estándar de una biela recta, sin embargo, esta diferencia resulta insignificante dentro del balance de masa de la totalidad del vehículo ferroviario o locomotora.
La placa aplanada con la abertura y la barra simple se pueden dimensionar bien sin aumentar demasiado el peso en comparación con el diseño A actual.
Ambos componentes estructurales, es decir la placa aplanada y la barra simple curvada están tensionadas a lo largo de sus ejes longitudinales, en el primer eje longitudinal 3 de la placa aplanada y en el segundo eje longitudinal 4 de la barra simple.
En el caso de la placa aplanada, es decir, el bucle, bajo carga de tracción en la dirección F, tiene tendencia a encogerse, alargar la abertura en el bucle y, al mismo tiempo, tiene tendencia a enderezar y encoger la curvatura hacia el eje longitudinal 3. En el caso de barra simple, bajo carga de tracción, la barra simple se tensiona de manera que tiene tendencia a disminuir su curvatura hacia el eje longitudinal 4. En el caso de la placa aplanada, bajo carga de presión, donde la carga de compresión actúa en contra de la dirección F, la placa aplanada se tensiona de modo que tiene tendencia a alargar/acortar la abertura en la placa aplanada y, al mismo tiempo, tiene tendencia a aumentar la curvatura de la placa aplanada y aumentar la curvatura hacia el eje longitudinal 3. En el caso de la barra simple, bajo carga de presión, la barra simple se tensiona de modo que tiene tendencia a su flexión adicional para aumentar su curvatura hacia el eje longitudinal 4.
La primera y segunda barras de tracción y empuje 1_, 2 de diseño B están articuladas en un extremo a un cabezal de un segundo y primer bogie P2 y P3, respectivamente, ligeramente por encima de la superficie del raíl y, por el otro extremo, también articulado a un pasador dispuesto en la carrocería/bastidor principal S1_, S2, respectivamente, del vehículo ferroviario o locomotora en el eje longitudinal del vehículo, es decir, a la carrocería del vehículo ferroviario o locomotora. Esta segunda unión articulada de la barra de tracción y empuje del diseño B se encuentra ligeramente por encima de la superficie del raíl que la unión articulada de la primera y segunda barras de tracción y empuje 1, 2 del diseño B con el bastidor del bogie.
A través de las barras de tracción y empuje 1, 2 colocadas de esta manera entre dos uniones, una en el bastidor del bogie del vehículo ferroviario o locomotora y la otra en la carrocería/bastidor principal del vehículo ferroviario o locomotora, la transferencia de fuerzas de tracción y compresión entre la carrocería del vehículo y el bogie del vehículo ferroviario o locomotora se proporciona mediante la barra de tracción y empuje del diseño B.
Ejemplo 2
El diseño estructural C de las barras de tracción y empuje, ilustrado en la figura 2, se realiza en dos componentes de estructura: barras de tracción y empuje 5a, 5b de forma idéntica, que están realizadas como barras simples curvas que prevén ejes longitudinales curvos 6a, 6b, respectivamente. Ambos componentes estructurales se instalan de modo que sus curvaturas convexas se opongan entre sí espacialmente en la vista en planta. Las curvaturas mutuas de los componentes son tan pequeñas que, bajo carga, las tensiones en el material de ambos componentes son bajas, cercanas a las tensiones de una viga simple y, en ambas partes, sin un aumento de peso excesivo en comparación con el diseño actual A, las barras curvadas simples se pueden dimensionar bien para la resistencia, de modo que los componentes se puedan fabricar con materiales comunes, como fundición de acero o hierro dúctil. Ambos componentes están tensionados en su eje longitudinal 6a, 6b, respectivamente. En el caso de carga de tracción con fuerza en la dirección F, los componentes estructurales y las barras curvadas simples 5a, 5b se tensionan de manera que tienen tendencia a enderezar los componentes y disminuyen la curvatura hacia el eje longitudinal 6a, 6b. En caso de carga de presión con fuerza contra la dirección de la flecha F, los componentes se tensionan de manera que tienen tendencia a doblar aún más los componentes y aumentan la curvatura hacia el eje longitudinal 6a, 6b.
Las barras de tracción y empuje primera y segunda 5a, 5b están articuladas en un extremo del cabezal de un segundo y primer bogie P2, p 1, respectivamente, ligeramente por encima de la superficie del raíl y, en el otro extremo, también están articuladas a un pasador dispuesto en la carrocería-bastidor principal S1, S2, respectivamente, del vehículo ferroviario o locomotora en el eje longitudinal del vehículo. Esta segunda unión articulada de las barras de tracción y empuje se encuentra ligeramente más alta por encima de la superficie del raíl que la unión articulada de las barras de tracción y empuje con el bastidor del bogie. A través de las barras de tracción y empuje así colocadas entre dos uniones, una en el bogie P1, P2 del vehículo y otra en la carroceríabastidor principal S1, S2 del vehículo ferroviario o locomotora, la transferencia de fuerzas de tracción y compresión entre la carrocería S1, S2 del vehículo y el bogie del vehículo ferroviario o locomotora P1, P2 se proporciona mediante las barras de tracción y empuje.
Los componentes estructurales, como las barras de tracción y empuje, están realizadas como una pieza de fundición, una pieza soldada, una pieza forjada, una pieza realizada de compuestos de carbono, fibra, vidrio o están ensambladas de varias piezas y otros diseños posibles.
Aplicabilidad industrial
La aplicación industrial se da, en particular, en los vehículos ferroviarios, que solucionan la transferencia de fuerzas longitudinales de frenado y tracción entre la carrocería y el bogie mediante la denominada barra de tracción y empuje. Actualmente, es un concepto muy extendido de transferencia de fuerza longitudinal utilizado en la gran mayoría de los vehículos ferroviarios, muy extendido en las locomotoras. La invención permite mantener el concepto de transferencia de fuerzas longitudinales y, al mismo tiempo, el uso de más de 2 bogies, 3 o 4 bogies, bajo una misma carrocería de vehículo o una locomotora. En la actualidad, este aspecto resulta deseable, dada la tendencia creciente en los trenes de tonelaje, especialmente en los trenes de mercancías, ya que las locomotoras convencionales de 4 ejes con dos bogies ya no son capaces de hacer frente a tales requisitos y existe la necesidad de adquirir vehículos o locomotoras con más de 4 juegos de ruedas, que puedan manejar las crecientes necesidades mencionadas con anterioridad.

Claims (3)

REIVINDICACIONES
1. Vehículo ferroviario con una primera barra de tracción y empuje (1) y una segunda barra de tracción y empuje (2), en el que la segunda barra de tracción y empuje (2) está articulada en un extremo a un cabezal de un primer bogie (P1) y en el otro extremo a un pasador sobre la carrocería-bastidor principal (S2) del vehículo ferroviario o locomotora en el eje longitudinal para transferir unas fuerzas longitudinales entre el primer bogie (P1) y la carrocería (S2) del vehículo ferroviario, en el que la primera barra de tracción y empuje (1) está articulada en un extremo a un cabezal de un segundo bogie (P2) y en el otro extremo a un pasador sobre la carrocería-bastidor principal (S1) del vehículo ferroviario o locomotora en el eje longitudinal de manera que se transfieran unas fuerzas longitudinales entre el segundo bogie (P2) y la carrocería (S1) del vehículo ferroviario o locomotora, en el que ambos extremos de las dos barras de tracción y empuje se encuentran en un plano vertical común que incluye el eje longitudinal, caracterizado por que la primera y segunda barras de tracción y empuje (1,2) intersecan en una proyección en el plano vertical común, estando la segunda barra de tracción y empuje (2) realizada como una barra curvada simple contenida en el plano vertical común, en el que la primera barra de tracción y empuje (1) presenta una forma de un bucle con una abertura, en el que una superficie en la que se encuentran el bucle y la abertura está curvada alrededor de un eje transversal perpendicular al plano vertical común, y pasando la segunda barra de tracción y empuje (2) a través de la abertura del bucle.
2. Vehículo ferroviario con una primera barra de tracción y empuje (5a) y una segunda barra de tracción y empuje (5b), en el que la segunda barra de tracción y empuje (5b) está articulada en un extremo a un cabezal de un primer bogie (P1) y en el otro extremo a un pasador sobre la carrocería-bastidor principal (S2) del vehículo ferroviario o locomotora en el eje longitudinal para transferir unas fuerzas longitudinales entre el primer bogie (P1) y el cuerpo (S2) del vehículo ferroviario, en el que la primera barra de tracción y empuje (5a) está articulada en un extremo a un cabezal de un segundo bogie (P2) y en el otro extremo a un pasador sobre la carrocería-bastidor principal (S1) del vehículo ferroviario o locomotora en el eje longitudinal de manera que se transfieran unas fuerzas longitudinales entre el segundo bogie (P2) y la carrocería (S1) del vehículo ferroviario o locomotora, en el que ambos extremos de las dos barras de tracción y empuje se encuentran en un plano vertical común que incluye el eje longitudinal, caracterizado por que la primera y segunda barras de tracción y empuje (5a, 5b) intersecan en una proyección en el plano vertical común, estando la primera y segunda barras de tracción y empuje (5a, 5b) realizadas como barras curvadas simples, en el que la primera barra de tracción y empuje (5a) y la segunda barra de tracción y empuje (5b) presentan una forma idéntica y cada una de ellas está curvada en un plano perpendicular al plano vertical de modo que cada una de las barras de tracción y empuje (5a, 5b) incluye una convexidad opuesta a la otra barra de tracción y empuje (5b, 5a), en el que un extremo de cada una de las barras de tracción y empuje (5a, 5b) está, en proyección en un plano horizontal, posicionado en la convexidad de la otra barra de tracción y empuje (5a, 5b).
3. Vehículo ferroviario según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la primera barra de tracción y empuje (1; 5a) y la segunda barra de tracción y empuje (2; 5b) están realizadas como una pieza fundida, una pieza soldada, una pieza forjada, una pieza de compuestos de fibra, vidrio, o ensamblada de varias piezas.
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