ES2204088T3 - Rueda de seguridad, procedimiento de fabricacion de dicha rueda y boje equipado con dicha rueda. - Google Patents
Rueda de seguridad, procedimiento de fabricacion de dicha rueda y boje equipado con dicha rueda.Info
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Abstract
Esta rueda de seguridad (8) está destinada a ser interpuesta entre un chasis del bogie y un neumático correspondiente, y conlleva una zona periférica exterior (14) que comprende una parte de frenado (16) así como una parte de guiado (18), que forma un saliente radialmente hacia el exterior a partir de la parte de frenado (16), siendo netamente superior la dureza de la parte de frenado (16) a la dureza de la parte de guiado (18).Esto se puede ver por ejemplo realizando un temple selectivo de la parte de frenado (16), por medio de conductos periféricos que proyectan un líquido de refrigeración.Esta rueda posee una longevidad notablemente superior con relación a la técnica anterior.
Description
Rueda de seguridad, procedimiento de fabricación
de dicha rueda y boje equipado con dicha rueda.
La presente invención se refiere a una rueda de
seguridad para el boje de un vehículo de metro o análogo, sobre
neumáticos, a un procedimiento de fabricación de una rueda de este
tipo así como a un boje de un vagón de metro, o análogo, sobre
neumáticos, equipado con ruedas como estas.
De forma habitual, un vehículo de metro sobre
neumáticos comprende dos bojes, de los cuales cada uno está
equipado con neumáticos de rodadura dispuestos en los extremos
laterales del chasis de este boje. Entre este chasis y cada
neumático está interpuesta una rueda llamada de seguridad, coaxial
al neumático de rodadura y realizada en acero.
Cada rueda de seguridad posee una porción
periférica que forma la llanta, que comprende una porción de
frenado o pista, que se prolonga radialmente hacia el exterior por
una porción de guiado o pestaña. En funcionamiento normal del metro,
el boje rueda sobre sus neumáticos, asegurando las ruedas de
seguridad únicamente una función de guiado por medio de su pestaña.
El frenado del vehículo se asegura a la vez por recuperación
eléctrica y de forma mecánica. Por esta razón, la pista de la rueda
de seguridad está sometida a una presión ejercida por la zapata de
un órgano de frenado solidario del chasis. Además, en caso de
reventón del neumático, la rueda de seguridad entra en contacto con
un raíl, por medio de la pista de frenado, lo que asegura la
rodadura del vehículo.
De una forma clásica, estas ruedas de seguridad
están realizadas en un acero al carbono conforme al tipo R2 de la
norma UIC 812-3. Su procedimiento de realización
consiste en primer lugar en calentar la rueda por encima de la
temperatura de austenización del acero que la constituye, es decir
890ºC aproximadamente. La rueda así calentada se somete a
continuación a un tratamiento llamado de normalización, que consiste
en dejarla enfriar lentamente, sin acción térmica exterior. La
rueda así obtenida posee una dureza homogénea de 700 a 750 MPa
aproximadamente, o sea entre 195 y 220 en la escala Brinell.
El documento
DE-B-11 86 900, describe una rueda
de seguridad según el preámbulo de la reivindicación 1.
Este tipo de ruedas de seguridad adolece sin
embargo de ciertos inconvenientes. En efecto, se ha constatado que
están sujetas a un desgaste rápido de su pista de frenado, lo que
limita su utilización a 100.000 Km aproximadamente en el caso de un
frenado mecánico. Por lo tanto, es necesario proceder a un cambio
frecuente de estas ruedas, lo cual conlleva un sobrecoste.
Con el fin de paliar los diferentes
inconvenientes de la técnica anterior evocados más arriba, la
invención propone realizar una rueda de seguridad que, a la vez que
asegura un guiado fiable del boje en el que está equipada, posee una
duración de vida superior a la de las ruedas según la técnica
anterior.
Por esta razón, la invención tiene por objeto una
rueda de seguridad según la reivindicación 1.
Unas características ventajosas de esta rueda de
seguridad son el objeto de las reivindicaciones 2 y 3.
La invención también tiene por objeto un
procedimiento de realización de una rueda de seguridad, según la
reivindicación 4.
Unas características ventajosas de este
procedimiento son el objeto de las reivindicaciones 5 a 10.
La invención tiene finalmente por objeto un boje
de vehículo de metro, o análogo, sobre neumáticos, que comprende
unos neumáticos, un chasis que reposa sobre estos últimos y unas
ruedas de seguridad, de las cuales cada una está interpuesta entre
el chasis y un neumático correspondiente, caracterizado porque cada
rueda de seguridad es tal y como ha sido descrita más arriba.
La invención se describirá a continuación,
haciendo referencia a los dibujos anexos, dados únicamente a título
de ejemplos no limitativos y en los cuales:
- la figura 1 es una vista esquemática por encima
de un boje de vehículo de metro sobre neumáticos, equipado con
ruedas de seguridad de acuerdo con la invención;
- la figura 2 es una vista esquemática lateral
que ilustra una fase de un procedimiento de realización de una
rueda de seguridad representada en la figura 1; y
- la figura 3 es una vista en sección diametral
parcial que representa una rueda de seguridad de acuerdo con la
invención, obtenida según el procedimiento ilustrado en la figura
2.
La figura 1 representa un boje 2 que equipa un
vehículo no representado de metro sobre neumáticos. De forma
clásica, este boje comprende unos neumáticos 4 adecuados para
desplazarse sobre una pista de rodadura no representada y que
soportan un chasis central 6. Unas ruedas de seguridad 8, que están
interpuestas entre el chasis 6 y cada uno de los neumáticos 4, son
adecuadas para entrar en contacto con un raíl metálico en caso de
reventón de uno de los neumáticos. Cada rueda 8 está dispuesta de
manera coaxial con el neumático 4 que le es adyacente.
La figura 2 ilustra una de las fases de un
procedimiento de fabricación de una rueda de seguridad 8 de la
figura 1, mientras que la figura 3 representa la rueda 8 así
obtenida.
La realización de una de estas ruedas de
seguridad consiste en primer lugar en realizar una pieza en bruto,
designada por la referencia 8' en la figura 2 y cuyo perfil es
análogo al de la rueda definitiva. Como lo muestra la figura 3, esta
rueda 8 comprende, como ya es conocido, un cubo central 10 de
fijación al eje de un neumático 4, cubo a partir del cual se
extiende un disco de rueda intermedio 12 terminado por una zona
periférica exterior 14, que forma la llanta.
Esta última comprende una porción de frenado 16,
o pista, de forma cilíndrica, que se prolonga en un extremo por una
porción o disco de guiado 18, llamada pestaña, que está en voladizo
radial hacia el exterior. Una vez montada la rueda de seguridad en
el boje, la pestaña 18 es adyacente al chasis 6. En servicio, la
pista 16 es adecuada para recibir la acción de un órgano de frenado
mecánico no representado, y ella sustituye al neumático 4 en caso
de reventón de este último, mientras que la pestaña 18 permite el
guiado del boje durante el paso del cambio de agujas.
La pieza en bruto 8' está realizada en un acero
al carbono por ejemplo conforme al tipo R2 de la norma UIC
812-3, que es el acero que constituye las ruedas de
seguridad según la técnica anterior. Este acero también puede ser
conforme al tipo R8 de esta misma norma.
Según una variante ventajosa, se puede utilizar
uno u otro de estos dos aceros modificados por el contenido de
silicio, molibdeno y cromo para llegar hasta el 0,7% en peso de
silicio, hasta el 0,120% de molibdeno y hasta el 0,4% de cromo
respectivamente.
La primera fase de tratamiento de la pieza en
bruto 8' consiste en primer lugar en calentarla, con el fin de
llevarla por encima de la temperatura de austenización del acero
que la constituye, es decir 850ºC aproximadamente. La pieza en bruto
así calentada se somete a continuación a una fase de temple local,
ilustrado en la figura 2.
Por esta razón, se coloca la pieza en bruto 8',
sobre una rueda de torno central 20, en una posición sensiblemente
horizontal, a saber que su plano principal esté dispuesto
horizontalmente. Debe observarse que la pestaña 18 está situada por
encima de la pista 16. Esta última está rodeada, en el conjunto de
su periferia, por unas toberas 22 que proyectan un líquido de
refrigeración, por ejemplo agua. La zona sometida a la acción de
las toberas está designada con la referencia Z. Esto permite
efectuar un temple local de esta pista 16, durante un tiempo de 5 a
15 minutos aproximadamente, de forma que la temperatura desciende en
700ºC aproximadamente.
Dado que la pestaña 18 está colocada por encima
de la pista 16, durante el templado de esta última, no está
sometida a la acción del agua de refrigeración, que fluye por
gravedad en la dirección opuesta a esta pestaña. De esta manera,
esta última se enfría de forma natural con el aire ambiente,
sensiblemente sin acción térmica exterior, como en el marco de un
tratamiento normalizado.
Una vez realizado el templado local de la pista
16, se calienta la pieza en bruto a una temperatura comprendida
entre 400 y 500ºC, durante un tiempo comprendido entre 1 y 2 horas.
Esto permite efectuar un revenido de la pista 16 sometida al
templado. Dado que la pestaña 18 no ha estado sometida a este
temple, esta fase de calentamiento posterior no tiene efecto
globalmente sobre sus propiedades, de manera que el tratamiento que
sufre la pestaña es análogo al denominado normalizado.
El hecho de someter a la pieza en bruto 8' a un
temple localizado de la pista 16, y después efectuar un revenido de
esta última, lleva a la formación de una rueda de seguridad 8 cuya
dureza no es idéntica en todos los puntos. Refiriéndose a la figura
3, la pista 16 posee, en la zona Z sometida a la acción de las
toberas de refrigeración 22, una dureza comprendida entre 1000 y
1050 MPa, o sea entre 293 y 311 en la escala Brinell.
En cambio, la pestaña 18 posee, en su extremo
opuesto a la pista 16, una dureza análoga a la de las ruedas de
seguridad según la técnica anterior, a saber comprendida entre 700
y 750 MPa, o sea entre 195 y 220 en la escala Brinell. La dureza del
conjunto de la zona periférica exterior 14 varía progresivamente
entre la pista 16 y la pestaña 18. A título de ejemplo, la parte de
unión 24, que presenta una forma de arco de circunferencia en
sección transversal, posee una dureza comprendida entre 825 y 875
MPa, o sea entre 230 y 245 en la escala Brinell.
La invención permite realizar los objetivos
mencionados anteriormente. En efecto, la rueda de seguridad de
acuerdo con la invención posee una porción de frenado cuya dureza
es superior a la de las ruedas según la técnica anterior. Esto
permite conferir a esta porción de frenado una resistencia mecánica
incrementada, y por lo tanto aumentar su longevidad, por
comparación con la técnica anterior. La rueda de seguridad de
acuerdo con la invención posee una esperanza de vida de por lo
menos el doble de la de una rueda según la técnica anterior, cuando
estas dos ruedas se realizan con el mismo acero.
Además, la rueda de acuerdo con la invención
posee una porción de guiado cuya dureza es sensiblemente análoga a
la de las ruedas de la técnica anterior. De esta manera, esta
porción de guiado está en condiciones de no dañar los cambios de
agujas con los que entra en contacto. En efecto, si esta porción de
guiado tuviera una dureza análoga a la de la porción de frenado de
la rueda de la invención, esta porción de guiado tendría una gran
fragilidad y degradaría los cambios de agujas.
El empleo de un acero que comprende hasta un
0,700% de silicio, un 0,120% de molibdeno y 0,400% de cromo es
ventajoso. En efecto, un acero como éste, por comparación con los
utilizados en la técnica anterior, se presta mejor a las operaciones
de temple local y de revenido que intervienen en el procedimiento
de la invención.
Una vez efectuado el temple local de la porción
de frenado, calentar el conjunto de la pieza en bruto, incluyendo
la porción de guiado, se revela ventajoso en términos de comodidad
de realización del procedimiento. Además, este calentamiento no
modifica las propiedades de esta porción de guiado.
Claims (11)
1. Rueda de seguridad (8) para el boje (2) de un
vehículo de metro, o análogo, sobre neumáticos (4), destinada a
estar interpuesta entre un chasis (6) del boje (2) y un neumático
(4) correspondiente, comprendiendo dicha rueda (8) una zona
periférica exterior (14) que comprende una porción de frenado (16),
apropiada para recibir la acción de un órgano de frenado mecánico,
así como una porción de guiado (18), que está en voladizo radial
hacia el exterior a partir de la porción de frenado (16),
caracterizada porque la dureza de la porción de frenado (16)
es netamente superior a la dureza de la porción de guiado (18), y
porque, en la escala Brinell, la dureza de la porción de frenado
(16) está comprendida entre 293 y 311, mientras que la dureza de la
porción de guiado (18) está comprendida entre 195 y 220.
2. Rueda de seguridad según la reivindicación 1,
caracterizada porque está realizada en un acero al carbono,
conforme al tipo R2 o al tipo R8 de la norma UIC
812-3.
3. Rueda de seguridad según la reivindicación 2,
caracterizada porque dicho acero carbono comprende, en peso,
hasta un 0,700% de silicio, hasta un 0,120% de molibdeno y hasta un
0,400% de cromo.
4. Procedimiento de realización de una rueda de
seguridad (8) para el boje (2) de un vehículo de metro, o análogo,
sobre neumáticos (4), destinada a estar interpuesta entre un chasis
(6) del boje (2) y un neumático (4) correspondiente, en el cual se
lleva una pieza en bruto (8') de acero por encima de la temperatura
de transformación austenítica de dicho acero, poseyendo dicha pieza
en bruto (8') la forma de la rueda definitiva (8) y que comprende
una zona periférica exterior (14) que comprende una porción de
frenado (16), apropiada para recibir la acción de un órgano de
frenado mecánico, así como una porción de guiado (18), que está en
voladizo radial hacia el exterior a partir de la porción de frenado
(16), caracterizado porque comprende las siguientes
etapas:
- -
- efectuar un templado selectivo de la porción de frenado (16) de la pieza en bruto (8') llevado por encima de la temperatura de transformación austenítica de dicho acero, sin someter la porción de guiado (18) a este temple, y a continuación
- -
- calentar por lo menos la porción de frenado (16) templada, con el fin de realizar una operación de revenido de esta porción de frenado,
de manera que la dureza de la porción de frenado
(16) de la rueda definitiva es netamente superior a la dureza de la
porción de guiado (18) de esta rueda, y porque, en la escala
Brinell, la dureza de la porción de frenado (16) está comprendida
entre 293 y 311, mientras que la dureza de la porción de guiado
(18) está comprendida entre 195 y 220.
5. Procedimiento de realización según la
reivindicación 4, caracterizado porque se efectúa el
templado selectivo de la porción de frenado (16) durante un tiempo
comprendido entre 5 y 15 minutos, de manera que se lleva esta
porción de frenado (16) a una temperatura comprendida entre 150 y
250ºC.
6. Procedimiento de realización según la
reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque la etapa de
templado selectivo de la porción de frenado (16) comprende las
etapas siguientes:
- -
- disponer de la pieza en bruto (8') llevada por encima de la temperatura de transformación austenítica de dicho acero, de manera sensiblemente horizontal, estando colocada su porción de guiado (18) por encima de su porción de frenado (16), y a continuación
- -
- rociar la porción de frenado (16) por medio de un líquido de refrigeración.
7. Procedimiento de realización según cualquiera
de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque se
calienta por lo menos la porción de frenado (16) templada a una
temperatura comprendida entre 850 y 900ºC, durante un tiempo
comprendido entre 2 y 3 horas.
8. Procedimiento de realización según cualquiera
de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque se
calienta el conjunto de la pieza en bruto (8'), después de haber
efectuado el temple de la porción de frenado (16).
9. Procedimiento de realización según cualquiera
de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado porque dicha
pieza en bruto (8') está realizada en un acero al carbono conforme
al tipo R2 o al tipo R8 de la norma UIC 812-3.
10. Procedimiento de realización según la
reivindicación 9, caracterizado porque dicho acero al
carbono comprende, en peso, hasta un 0,700% de silicio, hasta un
0,120% de molibdeno y hasta un 0,400% de cromo.
11. Boje (2) de un vehículo de metro, o análogo,
sobre neumáticos, que comprende unos neumáticos (4), un chasis (6)
que reposa sobre estos neumáticos (4) y unas ruedas de seguridad
(8), de las cuales cada una está interpuesta entre el chasis (6) y
un neumático (4) correspondiente, caracterizado porque cada
rueda de seguridad (8) es conforme con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3.
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