ES2353086A1 - Bogie de ancho variable e instalación fija para cambio de ancho de vía. - Google Patents
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Abstract
Bogie de ancho variable e instalación fija para cambio de ancho de vía. El bogie comprende: una plataforma soporte de un vagón ferroviario; al menos un eje fijo (2) que incluye en sus zonas exteriores piezas-soporte (6) de los muelles de suspensión (15) de dicha plataforma y sus bases (11), sobre el que se montan dos ruedas (1) mediante un dispositivo de acoplamiento que permite la rotación de las ruedas (1) y su desplazamiento lateral y que lleva unidas unas guías de encerrojamiento (5) mediante las que se controla dicho desplazamiento lateral para situarse en las posiciones de los dos anchos de vía; y un dispositivo de cambio de ancho de vía alojado en dichas piezas-soporte (6) basado en la cooperación de dichas guías de encerrojamiento (5) y un cerrojo (10) desplazable verticalmente al ser accionado por guías de enclavamiento/desenclavamiento (12) previstas en una instalación fija para cambio de ancho de vía.
Description
Bogie de ancho variable e instalación fija para
cambio de ancho de vía.
La invención se refiere a un bogie con medios
para circular en vías de distinto ancho, y más en particular a un
bogie dotado de un dispositivo de cambio de ancho en cooperación con
una instalación cambiadora dispuesta entre dos vías de distinto
ancho, y a una instalación fija para cambio de ancho de vía.
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La solicitante de esta invención desarrolló hace
varias décadas un sistema de cambio de ancho de vía, objeto de la
patente ES 332.453, en respuesta a la iniciativa de Renfe de
convocar un concurso público de soluciones para evitar el transbordo
de pasajeros en la frontera hispano-francesa,
operación obligada hasta entonces, debido al diferente ancho de las
vías de la península ibérica (1668 mm) en relación con las europeas
(1435 mm).
Ese sistema implica, por un lado, la
incorporación a las unidades ferroviarias de un dispositivo de
traslación de las ruedas de sus ejes y, por otro lado, de una
instalación fija montada entre las vías de distinto ancho. La
operación de cambio de la distancia entre ruedas se realiza de forma
automática, sin intervención humana, al paso del tren sobre dicha
instalación en cinco fases que se suceden de forma continua; en la
primera de ellas, se liberan las ruedas de sus cargas verticales; en
la segunda, los conjuntos de los ejes de las ruedas se liberan de un
mecanismo de bloqueo lateral que las mantiene en su posición de
rodaje; en la tercera, las ruedas, liberadas de su carga vertical y
de su bloqueo lateral, entran en unas guías que, al avanzar el eje,
las trasladan lateralmente hasta su nueva posición de rodaje, de
acuerdo con el nuevo ancho de vía; en la cuarta y quinta fase, se
vuelven a bloquear lateralmente los conjuntos de rueda y se aplica
de nuevo al eje su carga vertical, con lo que concluye la operación
de cambio.
Tras esa innovación, que supuso un hito
importante en la tecnología ferroviaria, la solicitante de esta
invención ha llevado a cabo distintos desarrollos para aplicar el
sistema a distintas estructuras ferroviarias: ejes independientes,
bogies, bogies de mercancía y bogies motores y, entre ellos, el
descrito en la patente ES 2 130 039 "Conjunto de eje ferroviario
dotado de cambio automático de ancho de vía y adaptable a bogies
convencionales de mercancías", que puede ser incorporado en los
bogies convencionales de mercancías en sustitución de los ejes
montados de ancho fijo, sin que se requiera una modificación
sustancial de los mismos.
El eje integra dos conjuntos de rodadura
independientes (rueda con eje corto o semieje y dos cojinetes),
realizándose el cambio de ancho entre ruedas por desplazamiento
transversal simultáneo de las dos rodaduras de manera similar a la
utilizada en los trenes TALGO aunque, en lugar de incluir
dispositivos de enclavamiento en los dos cojinetes de cada rodadura,
solo incorporan el dispositivo de enclavamiento en el cojinete
interior.
Estructuralmente, el conjunto de eje comprende
un bastidor de eje sobre el que van montados los dos conjuntos de
rodadura y sus sistemas de enclavamiento, un dispositivo de unión
entre rodaduras, dos armaduras de traslación de las zapatas de
freno, un sistema de continuidad eléctrica entre las ruedas o un
sistema de shuntaje eléctrico y un dispositivo de detección de
cojinetes interiores calientes.
Si bien la tecnología descrita en la patente ES
2 130 039 ha facilitado la adaptación de bogies tradicionales de
mercancías a anchos de vía variable, la industria ferroviaria
demanda constantemente nuevas soluciones para afrontar las distintas
problemáticas planteadas por la adaptación de los vagones
ferroviarios de mercancías a vías de distinto ancho. En este
sentido, hay que señalar que, en particular en España, la
implantación del ancho europeo en la red de alta velocidad ha
multiplicado las necesidades tecnológicas relacionadas con el cambio
de ancho de
vía.
vía.
La presente invención está orientada a la
satisfacción de esa demanda.
\vskip1.000000\baselineskip
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un bogie de mercancías capaz de adaptarse a vías
férreas de distinto ancho en el que se minimice el componente de
peso no suspendido.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un bogie de mercancías capaz de adaptarse a vías
férreas de distinto ancho en el que se minimice el riesgo de
desenclavamiento accidental del dispositivo que permite variar la
distancia entre las ruedas.
Esos y otros objetos se consiguen con un bogie
que comprende una plataforma soporte de un vagón ferroviario y al
menos un eje fijo sobre el que se montan dos ruedas mediante un
dispositivo de acoplamiento que permite tanto la rotación de las
ruedas como su desplazamiento lateral y que está dotado de un
dispositivo de cambio de ancho de vía utilizando medios que
impiden/permiten el movimiento lateral de cada rueda y entre ellos
un cerrojo desplazable verticalmente al ser accionado por unas guías
de enclavamiento/desenclavamiento previstas al efecto en una
instalación fija para efectuar el cambio de ancho de vía, en el
que:
- -
- Dicho dispositivo de acoplamiento lleva unidas al mismo unas guías de encerrojamiento mediante las que se controla su desplazamiento lateral para situarse en las posiciones correspondientes a los dos anchos de vía
- -
- Dicho eje fijo incluye en sus zonas exteriores piezas-soporte de los muelles de suspensión de dicha plataforma y sus bases que incluyen alojamientos interiores para recibir dichas guías de encerrojamiento y dichos cerrojos y medios para facilitar su enclavamiento/desenclavamiento cooperando con los de dicha instalación fija.
En una realización preferente de la invención el
bogie también comprende como elemento adicional de seguridad un
cerrojillo unido a cada cerrojo a través de un muelle horizontal a
los efectos de impedir su desplazamiento vertical en cooperación con
un elemento retenedor de dicho cerrojillo unido a la base del muelle
de suspensión.
Otro objeto de la invención es proporcionar una
instalación fija para llevar a cabo la operación de cambio de ancho
adaptada a un bogie dotado de medios que minimizan el riesgo de
desenclavamiento accidental del dispositivo que permite variar la
distancia entre las ruedas.
Ese objeto se consigue con una instalación fija
para efectuar el cambio de ancho de vía que comprende guías de
deslizamiento y soporte, guías de desplazamiento lateral y guías de
enclavamiento/desenclavamiento, en la que la cabeza de las guías de
enclavamiento/desenclavamiento está configurada de manera que puede
desplazar lateralmente dicho cerrojillo venciendo la fuerza de dicho
muelle horizontal.
Otras características y ventajas de la presente
invención se desprenderán de la descripción detallada que sigue de
una realización ilustrativa y no limitativa de su objeto en relación
con las figuras que se acompañan.
\vskip1.000000\baselineskip
Las Figuras 1A a 1E son vistas en sección
transversal de la mitad de un eje del bogie según la presente
invención en las cinco fases del proceso de cambio de ancho de
vía.
Las Figuras 2A a 2E muestran vistas laterales de
la mitad de un eje del bogie según la presente invención en las
cinco fases del proceso de cambio de ancho de vía.
Las Figura 3A a 3E son vistas como las de las
Figuras 1A a 1E, respectivamente, según una segunda realización de
la presente invención.
La Figura 4 es una vista en planta de la
instalación fija de cambio de ancho de vía.
La Figura 5 es una vista en sección de la
instalación de cambio de ancho de vía, tomada por la línea
A-A de la Figura 4.
\vskip1.000000\baselineskip
El bogie según la presente invención
incluye:
- -
- Una plataforma cuya carga se transmite a través de los muelles de suspensión 15 y sus bases 11.
- -
- Al menos un eje fijo 2 el que van montadas en cada uno de sus extremos:
- a)
- Una rueda 1 mediante un dispositivo de acoplamiento que permite tanto su rotación como su movimiento lateral.
- b)
- Una pieza-soporte 6 de dichos muelles 15 y sus bases 11.
- c)
- Un dispositivo de cambio de ancho de vía utilizando medios que impiden/permiten el movimiento lateral de la rueda 1 y entre ellos un cerrojo 10 desplazable verticalmente al ser accionado por medios previstos al efecto en la instalación fija.
En una primera realización de la invención,
ilustrada en las Figuras 1A a 1E y 2A a 2E, el dispositivo de
acoplamiento de la rueda 1 al eje 2 consiste en un casquillo
exterior 3, un casquillo interior 3' y rodamientos intermedios
4.
El casquillo exterior 3 sobre el que se monta la
rueda 1 se une con el correspondiente casquillo exterior de la otra
rueda mediante cualquier medio que permita la transmisión del par de
rotación -por ejemplo una junta Cardan 8- durante el desplazamiento
del bogie por la vía facilitando el adecuado guiado del eje 2.
La traslación lateral de la rueda 1 durante la
operación del cambio de ancho se lleva a cabo, como veremos en más
detalle más adelante, mediante el movimiento de la guía de
encerrojamiento 5, solidaria al dispositivo de acoplamiento de la
rueda 1 al eje 2, que, en cooperación con el cerrojo 10, determina
las dos posiciones de la rueda 1 correspondientes a los dos anchos
de vía de que se trate. La guía de encerrojamiento 5 incorpora un
tope 18 para evitar su deslizamiento en la dirección contraria a la
impedida por el cerrojo 10. Otro tope (no representado) en la parte
central del eje 2 evita desplazamientos indeseados hacia esa
dirección.
En una segunda realización de la invención,
ilustrada en las Figuras 3A a 3E, el dispositivo de acoplamiento de
la rueda 1 al eje 2 consiste en un casquillo exterior 3 y unos
rodamientos interiores 4, incluyendo el elemento de unión entre la
guía de encerrojamiento 5 y el casquillo exterior 3 el rodamiento
23. Al igual que en la primera realización el casquillo 3 sobre el
que se monta la rueda 1 se une con el correspondiente casquillo
exterior de la otra rueda mediante cualquier medio que permita la
transmisión del par de rotación -por ejemplo una junta Cardan 8-
durante el desplazamiento del bogie por la vía facilitando el
adecuado guiado del eje 2.
Las dos realizaciones mencionadas difieren
únicamente en la configuración del dispositivo de acoplamiento de la
rueda 1 al eje 2 y en el modo de unión entre ese dispositivo y la
guía de encerrojamiento 5, por lo que la descripción siguiente es
aplicable a ambas realizaciones.
La piezas-soporte 6 incluyen
alojamientos interiores para recibir dichas guías de encerrojamiento
5 y dicho cerrojo 10, así como unos topes 17 previstos para servir
de medios de posicionamiento y encaje del cerrojo 10.
El eje 2 también lleva montado en cada uno de
sus extremos unos patines de deslizamiento 21, con unas guías de
nylon 19, fijados a unos soportes 7. Como veremos más adelante,
durante la operación de cambio de ancho de vía, el bogie se apoya y
desliza sobre esos patines quedando descargadas las ruedas 1.
El cerrojo 10 está constituido por dos vástagos
verticales unidos entre sí por un puente hueco diseñado para que se
introduzca por él la cabeza de la guía de desenclavamiento 12 en
forma de doble T de la instalación fija de cambio de ancho de vía, y
presenta unas guías de nylon 19'. Para evitar un
enclavamiento/desenclavamiento accidental, el cerrojo incluye
muelles de seguridad 16 pretensados para evitar desplazamientos
verticales indeseados del cerrojo 10 cuando no está en contacto con
la guía de desenclavamiento 12.
En las realizaciones mostradas en las figuras,
el dispositivo de encerrojamiento cuenta con un elemento adicional
de seguridad formado por el cerrojillo 28, unido al cerrojo 10 y
desplazable lateralmente venciendo la fuerza del muelle 20 de
cerrojillo, y un elemento retenedor 27 unido a la base 11 del muelle
de suspensión 15. Cuando el muelle 20 está en reposo, el cerrojillo
28 está en contacto con el retenedor 27 impidiendo el desplazamiento
vertical del cerrojo 10. Para que ese desplazamiento sea posible es
necesario aplicar una fuerza en el muelle 20 que desplace
lateralmente el cerrojillo 28 e impida su retención por el retenedor
27.
Se describe seguidamente con referencia a las
Figuras 4 y 5 el proceso de cambio de ancho de vía al paso por la
mencionada instalación fija cuyos componentes fundamentales son los
siguientes:
- -
- Extremos de los carriles 31 de la vía de mayor ancho.
- -
- Extremos de los carriles 32 de la vía de menor ancho.
- -
- Carriles guía de deslizamiento y centrado 14.
- -
- Guías 12 de desenclavamiento y enclavamiento de los cerrojos 10.
- -
- Guías 13 de traslación de las ruedas 1.
La instalación fija es bidireccional,
realizándose en un sentido el cambio de la vía ancha a la estrecha,
mientras que en el sentido opuesto se lleva a cabo el cambio
inverso.
El proceso de cambio de ancho de vía de un vagón
que llega a la instalación por la vía ancha se efectúa de la forma
siguiente.
Primera
fase
Cuando las ruedas 1 alcanzan la zona descendente
del extremo de los carriles 31 (visible en la Figura 5) se inicia un
descenso paulatino del bogie hasta que los patines de deslizamiento
21 toman contacto con los carriles guía de deslizamiento y centrado
14. A partir de este momento, las ruedas 1 se descargan,
permaneciendo así durante todo el proceso de cambio, hasta tomar
contacto con los carriles 32 de menor ancho al final del mismo.
Segunda
fase
Una vez apoyado y centrado el eje 2 sobre las
guías 14, las cabezas del extremo de las guías de desenclavamiento
12 se introducen en el puente del cerrojo 10 y dado el perfil
descendente de esta guía se vence la fuerza de los muelles 16 y se
obliga a bajar los cerrojos, dejando desenclavadas las guías de
encerrojamiento 5, quedando pues libres de moverse lateralmente y
con ellas las ruedas 1.
En la realización preferente de la invención en
la que el dispositivo de encerrojamiento incluye como elemento
adicional de seguridad el cerrojillo 28, en esta fase también hay
que actuar sobre el muelle 20, para desplazar lateralmente el
cerrojillo 28 evitando con ello que el retenedor 27 impida la bajada
del cerrojo 10. A ese efecto se configura uno de los lados de la
cabeza de las guías de desenclavamiento 12 de la instalación fija,
con forma de doble T, con una anchura progresivamente variable desde
los extremos al centro -menor en los extremos que en el centro-
como puede apreciarse observando comparativamente las Figuras 1B y
1C, con lo que la guía 12 sirve de elemento accionador del muelle 20
que controla el desplazamiento lateral del cerrojillo 28.
Por su parte, las guías 13 provocan el
desplazamiento lateral del dispositivo de acoplamiento de las ruedas
1 al eje fijo 2 hasta que alcanzan la posición correspondiente a la
vía de ancho estrecho 32.
Cuarta
fase
El perfil ascendente de la guía 12 obliga al
cerrojo 10 a ascender enclavando la guía 5 en la nueva posición.
En la realización preferente de la invención que
incluye el cerrojillo 28 y la guía 12 con uno de los lados de la
cabeza de ancho variable, al final de la fase el muelle 20 se queda
en reposo y el cerrojillo 28 queda retenido por el elemento
retenedor 27.
Quinta
fase
Al llegar las ruedas 1 a los carriles 32, los
patines 21 dejan de apoyarse en sus guías de deslizamiento 14,
concluyéndose la operación de cambio de ancho de vía.
Aunque la presente invención se ha descrito
enteramente en conexión con realizaciones preferidas, es evidente
que se pueden introducir aquéllas modificaciones dentro de su
alcance, no considerando éste como limitado por las anteriores
realizaciones, sino por el contenido de las reivindicaciones
siguientes.
- 1
- rueda
- 2
- eje
- 3
- casquillo exterior
- 3'
- casquillo interior
- 4
- rodamientos
- 5
- guía de encerrojamiento
- 6
- pieza-soporte
- 7
- soporte de patines
- 8
- junta cardan
- 10
- cerrojo
- 11
- base de muelle
- 12
- guía de desenclavamiento
- 13
- guía de desplazamiento
- 14
- guía de deslizamiento y centrado
- 15
- muelle de suspensión
- 16
- muelles de seguridad
- 17
- tope (en piezas-soporte 6)
- 18
- tope (en la guía 5)
- 19
- guías de nylon
- 19'
- guías de nylon
- 20
- muelle de cerrojillo
- 21
- patín
- 23
- rodamiento
- 27
- elemento retenedor
- 28
- cerrojillo.
Claims (8)
1. Bogie que comprende una plataforma soporte de
un vagón ferroviario y al menos un eje fijo (2) sobre el que se
montan dos ruedas (1) mediante un dispositivo de acoplamiento que
permite tanto la rotación de las ruedas (1) como su desplazamiento
lateral y que está dotado de un dispositivo de cambio de ancho de
vía utilizando medios que impiden/permiten el movimiento lateral de
cada rueda (1) y entre ellos un cerrojo (10) desplazable
verticalmente al ser accionado por unas guías de
enclavamiento/desenclavamiento (12) previstas al efecto en una
instalación fija para efectuar el cambio de ancho de vía,
caracterizado porque:
- a)
- dicho dispositivo de acoplamiento lleva unidas unas guías de encerrojamiento (5) mediante las que se controla su desplazamiento lateral para situarse en las posiciones correspondientes a los dos anchos de vía;
- b)
- dicho eje fijo (2) incluye en sus zonas exteriores piezas-soporte (6) de los muelles de suspensión (15) de dicha plataforma y sus bases (11) que incluyen alojamientos interiores para recibir dichas guías de encerrojamiento (5) y dichos cerrojos (10) y medios para facilitar su enclavamiento/desenclavamiento cooperando con los de dicha instalación fija.
2. Bogie según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho dispositivo de acoplamiento
comprende un casquillo exterior (3), un casquillo interior (3') y
rodamientos intermedios (4).
3. Bogie según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho dispositivo de acoplamiento
comprende un casquillo exterior (3) y unos rodamientos interiores
(4).
4. Bogie según la reivindicación 3,
caracterizado porque el elemento de unión entre la guía de
encerrojamiento (5) y el casquillo exterior (3) incluye un
rodamiento (23).
5. Bogie según cualquiera de las
reivindicaciones 1-4, caracterizado porque
los casquillos exteriores (3) correspondientes a las dos ruedas (1)
están unidos mediante una junta (8) que permite la transmisión del
par de rotación.
6. Bogie según cualquiera de las
reivindicaciones 1-5, caracterizado porque
también comprende un cerrojillo (28) unido a cada cerrojo (10) a
través de un muelle horizontal (20) a los efectos de impedir su
desplazamiento vertical en cooperación con un elemento retenedor
(27) de dicho cerrojillo (28) unido a la base (11) del muelle de
suspensión (15).
7. Instalación fija para efectuar el cambio de
ancho de vía al desplazarse sobre ella un bogie según la
reivindicación 6 que comprende guías de deslizamiento y soporte
(14), guías de desplazamiento lateral (13) y guías de
enclavamiento/desenclavamiento (12), caracterizada porque la
cabeza de las guías de enclavamiento/desenclavamiento (12) está
configurada de manera que puede desplazar lateralmente dicho
cerrojillo (28) venciendo la fuerza de dicho muelle horizontal
(20).
8. Instalación fija para efectuar el cambio de
ancho de vía según la reivindicación 7, caracterizada porque
dichas guías de enclavamiento/desenclavamiento (12) tienen un perfil
en forma de doble T y una de las semi-alas de su
cabeza tiene un ancho progresivamente variable, de menor a mayor
desde el extremo hasta el centro de la guía, en sentido
longitudinal.
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|---|---|---|---|
| ES200800942A ES2353086B1 (es) | 2008-04-04 | 2008-04-04 | Bogie de ancho variable e instalación fija para cambio de ancho de vía. |
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