ES2659224T3 - Chasis de bogie para vehículo de ferrocarril - Google Patents

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ES2659224T3 ES13794469.0T ES13794469T ES2659224T3 ES 2659224 T3 ES2659224 T3 ES 2659224T3 ES 13794469 T ES13794469 T ES 13794469T ES 2659224 T3 ES2659224 T3 ES 2659224T3
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Yoshinori Hagio
Masanori Sawada
Satoshi Tokunaga
Kazuhiko Futagawa
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Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
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    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/50—Other details
    • B61F5/52—Bogie frames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00—Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/38—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion
    • B61C9/48—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with motors supported on vehicle frames and driving axles, e.g. axle or nose suspension
    • B61C9/50—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with motors supported on vehicle frames and driving axles, e.g. axle or nose suspension in bogies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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Abstract

Un chasis de bogie (1) para vehículos ferroviarios, que comprende: un par de bastidores laterales, izquierdo y derecho (2), dispuestos a lo largo de la dirección de los raíles; y un bastidor transversal (3), que une los bastidores laterales (2) el uno con el otro, de tal manera que el bastidor transversal (3) comprende un miembro de placa superior (31), un miembro de placa inferior (32) y un par de miembros de placa laterales, delantero y trasero (33), que están dispuestos entre el miembro de placa superior (31) y el miembro de placa inferior (32) y están soldados a los mismos, caracterizado por que el bastidor transversal (3) tiene partes de soporte (34) de ménsula de montaje que se extienden desde los bordes delantero y trasero del miembro de placa superior (31a) y del miembro de placa inferior (32a), de tal modo que las porciones de soporte (34, 35) de ménsula de montaje están situadas en correspondencia con las posiciones en que están dispuestas las ménsulas de montaje (4) para el montaje de un motor de tracción y las ménsulas de montaje (5) para el montaje de una caja de cambios, y las ménsulas de montaje (4, 5) están soldadas a las partes de soporte (34, 35) de ménsula de montaje.

Description

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DESCRIPCION
Chasis de bogie para vehículo de ferrocarril Campo técnico
La presente invención se refiere a un chasis de bogie para vehículos de ferrocarril (véase, por ejemplo, el documento JP 2012-046069 A, correspondiente al preámbulo de la reivindicación 1).
Técnica anterior
Los vehículos de ferrocarril se dotan de motores de tracción y cajas de cambios montados en sus chasis de bogie, y corren sobre raíles por la potencia transmitida desde los motores de tracción a los conjuntos de ruedas, a través de las cajas de cambios.
La Figura 1 es una vista en planta superior de un chasis de bogie convencional. La Figura 2 es una vista en planta superior aumentada que muestra una región en la que existe una ménsula de montaje, situada en un bastidor transversal del chasis de bogie convencional. Como se muestra en la Figura 1, el chasis 101 de bogie incluye un par de bastidores laterales izquierdo y derecho 102, dispuestos a lo largo de la dirección de los raíles, y bastidores transversales 103 que unen los bastidores laterales 102 entre sí. Los bastidores transversales 103 están compuestos, cada uno de ellos, de un tubo cilíndrico de acero, y están soldados por ambos extremos a los bastidores transversales 102.
Una ménsula de montaje 104 para montar un motor de tracción (a la que se hace referencia también, en lo que sigue de esta memoria, como “ménsula de montaje 104 para el motor de tracción”) es soldada a cada bastidor transversal 103 por su superficie periférica exterior, y, adicionalmente, una ménsula de montaje 105 para montar una caja de cambios (a la que se hace referencia también, en lo que sigue de esta memoria, como “ménsula de montaje 105 para la caja de cambios”) es soldada a cada bastidor transversal 103 por su superficie periférica exterior (véanse, por ejemplo, los documentos de Literatura Patente 1 y 2).
Debe apreciarse que la ménsula de montaje 104 para el motor de tracción y la ménsula de montaje 105 para la caja de cambios son componentes que son totalmente independientes y están separados del bastidor transversal 103 antes de ser unidos al mismo. La ménsula de montaje 104 para el motor de tracción está formada por una estructura de nervaduras, o acostillada, en muchos casos, debido a que está sometida a una pesada carga como es la fuerza de tracción a la potencia procedente del motor de tracción y el peso del propio motor de tracción durante el desplazamiento del vehículo de ferrocarril. Lo mismo se aplica a la ménsula de montaje 105 de la caja de cambios. Como resultado de ello, el chasis de bogie convencional 101 tiene muchas zonas de soldadura que tienen líneas de soldadura cortas, debido a que las ménsulas de montaje 104 y 105 con estructura acostillada se sueldan a los bastidores transversales cilíndricos 103. En una zona de soldadura, la calidad de la soldadura tiende a deteriorarse en los puntos inicial y final de la soldadura, y, por tanto, las zonas que tienen líneas de soldadura cortas presentan una mayor probabilidad de tener esta tendencia.
Por otra parte, es más probable que la concentración de tensiones se produzca en las zonas de soldadura entre las ménsulas de montaje 104 y 105 y el bastidor transversal 103, como consecuencia de la pesada carga aplicada a las ménsulas de montaje 104 y 105 durante el desplazamiento del vehículo de ferrocarril. En particular, como se muestra en la Figura 2, en las regiones extremas de base de las porciones de superficie superior y de las porciones de superficie inferior de las ménsulas de montaje 104 y 105 que se unen al bastidor transversal 103 (las regiones indicadas por círculos de línea gruesa en la Figura 2), existen unas rebabas de las soldaduras en ángulo a las que se hace referencia como “rebabas de soldadura en ángulo”, de manera que las tensiones se concentran en las rebabas de soldadura en ángulo. Debido a esto, es esencial que las rebabas de soldadura en ángulo sean tratadas de manera que se suavicen con una fresa o herramienta similar.
Es necesario que los chasis de bogie tengan una buena susceptibilidad al trabajo de soldadura para su ensamblaje, debido a que el trabajo de ensamblaje implica mayormente soldadura. Sin embargo, como se ha descrito anteriormente, el chasis de bogie convencional 101 está provisto de muchas zonas de soldadura que tienen líneas de soldadura cortas y, además, con rebabas de soldadura en ángulo que es necesario tratar, cuando las ménsulas de montaje 104 para el motor de tracción y las ménsulas de montaje 105 para la caja de cambios se sueldan a los bastidores transversales 103. De esta forma, es más probable que el chasis de bogie convencional 101 sufra deterioro de la calidad de la soldadura en las zonas de soldadura y presente una baja eficiencia en lo que se refiere al trabajo de soldadura. Por lo tanto, el chasis de bogie convencional 101 adolece de una pobre susceptibilidad al trabajo de soldadura para su ensamblaje.
Lista de citas
Literatura Patente
Documento de Literatura Patente 1: Patente japonesa N° 4292980
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Documento de Literatura Patente 2: Patente japonesa N° 3873659 Compendio de la invención Problema técnico
La presente invención se ha llevado a cabo a la vista de los anteriores problemas. De acuerdo con ello, es un propósito de la presente invención proporcionar un chasis de bogie para vehículos de ferrocarril en el que se consiga una buena susceptibilidad al trabajo de soldadura para su ensamblaje.
La invención se define por las características técnicas establecidas en la reivindicación 1; características opcionales de la misma se divulgan en las reivindicaciones dependientes.
Solución al problema
A fin de conseguir el anterior objeto, los presentes inventores establecieron su objetivo en mejorar la eficiencia del trabajo de soldadura al tiempo que se asegura la calidad de las zonas de soldadura a la hora de soldar las ménsulas de montaje para el motor de tracción y las ménsulas de montaje para la caja de cambios a un bastidor transversal, y llevaron a cabo estudios intensivos sobre técnicas capaces de reducir las zonas de soldadura que tenían líneas cortas de soldadura, y también de reducir las rebabas de soldadura en ángulo que es necesario tratar. En consecuencia, han encontrado que resulta ventajoso construir un bastidor transversal con cuatro placas unidas entre sí (estructura de cuatro placas unidas) y, además, proporcionar un miembro de placa superior y un miembro de placa inferior, de manera que entre todos los miembros de placa constituyen los cuatro planos, de modo que existen partes de soporte de ménsula de montaje integralmente formadas con ellos para que, así, las partes de soporte de ménsula de montaje sirvan como una porción de superficie superior y una porción de superficie inferior de una ménsula de montaje para el motor de tracción, así como las de una ménsula de montaje para la caja de cambios, y para soldar las ménsulas de montaje a dichas partes de soporte de ménsula de montaje.
La presente invención se ha llevado a efecto basándose en este hallazgo, y las cualidades de la misma se establecen en lo que sigue por lo que respecta al chasis de bogie para vehículos de ferrocarril. Específicamente, se proporciona un chasis de bogie para vehículos ferroviarios, que comprende: un par de bastidores laterales, izquierdo y derecho, dispuestos a lo largo de la dirección de los raíles, y un bastidor transversal, que une los bastidores transversales el uno con el otro, de tal modo que el bastidor transversal comprende un miembro de placa superior, un miembro de placa inferior y un par de miembros de placa laterales, delantero y trasero, que se han dispuesto entre el miembro de placa superior y el miembro de placa inferior y se han soldado a los mismos, de tal manera que el bastidor transversal tiene partes de soporte de ménsula de montaje que se extienden desde los bordes delantero y trasero del miembro de placa superior y del miembro de placa inferior, de tal modo que las partes de soporte de ménsula de montaje están situadas en correspondencia con las posiciones en que se disponen las ménsulas de montaje para el montaje del motor de tracción y las ménsulas de montaje para el montaje de la caja de cambios, y las ménsulas de montaje se han soldado a las partes de soporte de ménsula de montaje.
En el chasis de bogie anteriormente mencionado, se prefiere que el bastidor lateral comprenda un miembro de placa superior de bastidor lateral, un miembro de placa inferior de bastidor lateral y un par de miembros de placa laterales de bastidor lateral, izquierdo y derecho, que se disponen entre el miembro de placa superior de bastidor lateral y el miembro de placa inferior de bastidor lateral y se sueldan a los mismos, y que cada uno de los bastidores laterales tenga una parte de unión que se extiende desde uno de los bordes izquierdo y derecho del miembro de placa superior de bastidor lateral del mismo, y una parte de unión correspondiente que se extiende desde un borde correspondiente del miembro de placa inferior de bastidor lateral del mismo, de tal modo que las partes de unión están situadas en correspondencia con una posición en la que se ha dispuesto el bastidor transversal, y que las partes de extremo izquierda y derecha del bastidor transversal se ajusten entre las partes de unión y se suelden a las mismas.
Efectos ventajosos de la invención
El chasis de bogie para vehículos de ferrocarril de la presente invención es susceptible de dotarse de zonas de soldadura reducidas que tienen líneas de soldadura cortas, y también en las que se han reducido las rebabas de soldadura en ángulo que es necesario tratar, cuando se sueldan al bastidor transversal ménsulas de montaje para el motor de tracción y ménsulas de montaje para la caja de cambios. Como resultado de ello, es posible mejorar la eficiencia del trabajo de soldadura, a la vez que se garantiza la calidad de las zonas de soldadura, con lo que se hace posible conseguir una buena susceptibilidad al trabajo de soldadura para el ensamblaje.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista en planta superior de un chasis de bogie convencional.
La Figura 2 es una vista en planta superior ampliada que muestra una región en la que está situada una ménsula de montaje, perteneciente a un chasis de bogie convencional.
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La Figura 3 muestra vistas en perspectiva de un ejemplo de un chasis de bogie de acuerdo con la presente
invención, en las cuales la Figura 3(a) es una vista en perspectiva del mismo desde arriba y la Figura 3(b) es una
vista en perspectiva del mismo desde debajo.
La Figura 4 es una vista en planta superior del chasis de bogie mostrado en la Figura 3.
La Figura 5 es una vista en corte y ampliada de una región en la que está situada una parte de soporte de ménsula de montaje, que muestra un ejemplo de las configuraciones para aumentar el factor de seguridad en las partes de soporte de ménsula de montaje del bastidor transversal del chasis de bogie, de acuerdo con la presente invención.
La Figura 6 es una vista en corte y ampliada de una región en la que está situada una parte de soporte de ménsula de montaje, que muestra otro ejemplo de las configuraciones para aumentar el factor de seguridad en las partes de soporte de ménsula de montaje del bastidor transversal del chasis de bogie, de acuerdo con la presente invención.
Descripción de realizaciones
En lo que sigue de esta memoria, se describen en detalle realizaciones del chasis de bogie para vehículos de ferrocarril de la presente invención.
La Figura 3 muestra vistas en perspectiva de un ejemplo de un chasis de bogie de acuerdo con la presente
invención, de tal manera que la Figura 3(a) es una vista en perspectiva del mismo desde arriba y la Figura 3(b) es
una vista en perspectiva del mismo dese debajo. La Figura 4 es una vista en planta superior del chasis de bogie mostrado en la Figura 3. La Figura 4 es una vista parcialmente recortada que muestra una región en la que el bastidor transversal y los bastidores laterales se unen entre sí. Como se muestra en las Figuras 3 y 4, el chasis de bogie 1 incluye un par de bastidores laterales, izquierdo y derecho, 2, dispuestos a lo largo de una dirección de los raíles, y un bastidor transversal 3, que une los bastidores laterales 2 entre sí. En el chasis de bogie 1 de la presente invención, el bastidor transversal 3 tiene una estructura de cuatro placas unidas, y los bastidores transversales también tienen una estructura de cuatro placas unidas.
Específicamente, el bastidor transversal 3 está compuesto por un miembro de placa superior 31 (al que se hace también referencia, en lo que sigue de esta memoria, como “miembro de placa superior 31 de bastidor transversal”), un miembro de placa inferior 32 (al que se hace también referencia, en lo que sigue de esta memoria, como “miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal”), y un par de miembros de placa laterales, delantero y trasero, 33 (a los que se hace también referencia, en lo que sigue de esta memoria, como miembros de placa laterales 33 de bastidor transversal”). Estos miembros de placa 31 a 33 se han formado por estampación de una placa de acero y, según sea necesario, aplicación de un procedimiento de doblamiento. Los miembros de placa laterales 33 de bastidor transversal se han dispuesto entre el miembro de placa superior 31 de bastidor transversal y el miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal, y los bordes superiores de los miembros de placa laterales 33 de bastidor transversal se disponen contactando a tope con la superficie inferior del miembro de placa superior 31 de bastidor transversal y se unen a la misma por soldadura, y los bordes inferiores de los miembros de placa laterales 33 de bastidor transversal se disponen contactando a tope con la superficie superior del miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal y se unen a la misma por soldadura. De esta manera, se ensambla el bastidor transversal 3. Las ménsulas de montaje 4 para el motor de tracción y las ménsulas de montaje 5 para la caja de cambios, cada una de las cuales tiene una estructura acostillada, son soldadas al bastidor transversal 3.
Los bastidores laterales emparejados, izquierdo y derecho, 2 están compuestos, cada uno de ellos, de un miembro de placa superior 21 de bastidor lateral, un miembro de placa inferior 22 de bastidor lateral y un par de miembros de placa laterales 23 de bastidores laterales izquierdo y derecho. Estos miembros de placa 21 a 23 se han formado también por estampación de una placa de acero y, según sea necesario, aplicación de un procedimiento de doblamiento. Los miembros de placa laterales 23 de bastidor lateral están dispuestos, cada uno de ellos, entre el miembro de placa superior 21 de bastidor lateral y el miembro de placa inferior 22 de bastidor lateral, y los bordes superiores de los miembros de placa laterales 23 de bastidor lateral se disponen en contacto a tope con la superficie inferior del miembro de placa superior 21 de bastidor lateral, y se unen al mismo por soldadura, y los bordes inferiores de los miembros de placa laterales 23 de bastidor lateral se disponen en contacto a tope con la superficie superior del miembro de placa inferior 22 de bastidor lateral, y se unen al mismo por soldadura. De esta manera, el bastidor lateral 2 es ensamblado.
En los extremos delantero y trasero de los bastidores laterales 2, se han proporcionado unos miembros de cubierta elásticos 6, soldados a los mismos. Los miembros de cubierta elásticos 6 se utilizan para el montaje de unas cajas de grasa (no mostradas) que soportan a rotación los conjuntos de ruedas.
El bastidor transversal 3 une los bastidores laterales 2 entre sí a través de sus partes de extremo izquierda y derecha, a las que se sueldan los bastidores laterales 2. Las partes que unen el bastidor transversal 3 y los bastidores laterales 2 se han configurado de la siguiente manera. Cada bastidor lateral 2 tiene una parte de unión 24 que se extiende desde uno de los bordes izquierdo y derecho del miembro de placa superior 21 de bastidor lateral, y una parte de unión correspondiente 24 que se extiende desde un borde correspondiente del miembro de placa inferior 22 de bastidor lateral, de tal manera que las partes de unión están situadas en correspondencia con la
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posición en la que se dispone el bastidor transversal 3. Estas partes de unión 24 se forman integralmente, o de una pieza, con los respectivos miembros de placa superior 21 de bastidor lateral y miembros de placa inferior 22 de bastidor lateral. Al mismo tiempo, el bastidor transversal 3 tiene una configuración tal, que el miembro de placa superior 31 de bastidor transversal y el miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal son más cortos que los miembros de placa laterales 33 de bastidor transversal, y las partes de extremo izquierda y derecha de los miembros de placa laterales 33 de bastidor transversal sobresalen con respecto al miembro de placa superior 31 de bastidor transversal y al miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal.
Las porciones de extremo de los miembros de placa laterales 33 de bastidor transversal se ajustan entre sus partes de unión 24 correspondientes y, en este estado, los bordes de extremo de los miembros de placa laterales 33 de bastidor transversal se disponen en contacto a tope con los miembros de placa laterales 23 de bastidor lateral y se unen a estos por soldadura, y los bordes superiores de los mismos se disponen en contacto a tope con la superficie inferior del miembro de placa superior 31 de bastidor transversal y se unen a los mismos por soldadura, y los bordes inferiores de los mismos se disponen en contacto a tope con la superficie superior del miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal y se unen a esta por soldadura. Por otra parte, los bordes de extremo del miembro de placa superior 31 de bastidor transversal y del miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal se disponen en contacto a tope con los bordes de extremo de las partes de unión 24 de los bastidores laterales 2 de un modo tal, que están a nivel los unos con los otros, y se sueldan entre sí. De esta manera, los bastidores laterales 2 se unen entre sí por medio del bastidor transversal 3.
Cuando el bastidor transversal 3 y los bastidores laterales 2 se unen por las partes de unión 24 que se extienden desde los bastidores laterales 2 como se ha descrito anteriormente, las uniones soldadas entre el bastidor transversal 3 y los bastidores laterales 2 en los planos superior e inferior se colocan en el bastidor transversal 3. De esta forma, la gran tensión provocada por la carga que se aplica al chasis de bogie 1 puede ser soportada fácilmente por ambas partes de extremo del bastidor transversal 2, que tiene un grado de resistencia estable.
Como se ha descrito anteriormente, el chasis de bogie 1 de la presente invención tiene una configuración tal, que el bastidor transversal 3 se ha construido con una estructura de cuatro placas unidas, y, además, se configura como se describe más adelante para la soldadura de las ménsulas de montaje 4 para el motor de tracción y las ménsulas de montaje 5 para la caja de cambio, al bastidor transversal 3. El miembro de placa superior 31 de bastidor transversal y el miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal tienen, cada uno de ellos, partes de soporte 34 de ménsula de montaje (a las que también se hace referencia, en lo que sigue de esta memoria, como “partes de soporte 34 de ménsula de montaje para el motor de tracción”) que se extienden desde sus bordes delantero y trasero, en correspondencia con las posiciones en las que se han dispuesto las ménsulas de montaje 4 para el motor de tracción. Las partes de soporte 34 de ménsula de montaje están formadas integralmente con el miembro de placa superior 31 de bastidor transversal y el miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal.
Por otra parte, el miembro de placa superior 31 de bastidor transversal y el miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal tienen, cada uno de ellos, unas partes de soporte 35 de ménsula de montaje (a las que se hace referencia también, en lo que sigue de esta memoria, como “partes de soporte 35 de ménsula de montaje para la caja de cambios”) que se extienden desde sus bordes delantero y trasero, en correspondencia con las posiciones en las que están dispuestas las ménsulas de montaje 5 para la caja de cambios. Las porciones de soporte 35 de ménsula de montaje están formadas integralmente con el miembro de placa superior 31 de bastidor transversal y con el miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal. Las ménsulas de montaje 4 para el motor de tracción y las ménsulas de montaje 5 para la caja de cambios, cada una de las cuales tiene una estructura de nervaduras, o acostillada, se sueldan a sus respectivas partes de soporte 34 y 35 de ménsula de montaje y, adicionalmente, a los miembros de placa laterales 33 de bastidor transversal.
Como se ha descrito anteriormente, las partes de soporte 34 y 35 de ménsula de montaje se han formado integralmente con el miembro de placa superior 31 de bastidor transversal y con el miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal, es decir, integralmente con el bastidor transversal 3, y las ménsulas de montaje 4 y 5 se sueldan a sus respectivas partes de soporte 34 y 35 de ménsula de montaje. Como resultado de esto, no existen rebabas de soldadura en ángulo tales como las que existen en las zonas de soldadura entre las ménsulas de montaje 104 y 105 y el bastidor transversal 103 en el chasis de bogie convencional 101 (véase la Figura 2), y puede ahorrarse, por tanto, el tiempo de mano de obra que se necesita para su tratamiento. Es más, las ménsulas de montaje con estructura acostillada 4 y 5 se sueldan al bastidor transversal 3, que tiene una estructura de cuatro placas, en lugar de a un tubo de acero tal como el tubo de acero 103 del chasis de bogie convencional 101, y, por tanto, el número de zonas de soldadura que tienen líneas de soldadura cortas se reduce.
En consecuencia, el chasis de bogie 1 para vehículos ferroviarios de la presente invención es susceptible de dotarse de zonas de soldadura reducidas que tienen líneas de soldadura cortas, y también de un número reducido de rebabas de soldadura en ángulo que es necesario tratar cuando se sueldan las ménsulas de montaje 4 y 5 al bastidor transversal 3. Como resultado de ello, es posible mejorar la eficiencia del trabajo de soldadura al tiempo que se garantiza la calidad de las zonas de soldadura, con lo que se hace posible conseguir una buena susceptibilidad al trabajo de soldadura para el ensamblaje.
Ha de apreciarse que, puesto que las ménsulas de montaje 4 y 5 son sometidas a cargas elevadas durante el
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desplazamiento del vehículo de ferrocarril, es más probable que se produzca la concentración de tensiones en las regiones de raíz de las partes de soporte 34 y 35 de ménsula de montaje que se extienden desde el miembro de placa superior 31 de bastidor transversal y desde el miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal. En particular, la tensión se concentra en cada región de esquina en que uno de los bordes izquierdo y derecho de las partes de soporte 34 y 35 de ménsula de montaje se encuentra con su correspondiente de los bordes delantero y trasero del miembro de placa superior 31 de bastidor transversal y del miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal. Si existen puntos de soldadura que unen el miembro de placa superior 31 de bastidor transversal y el miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal a los miembros de placa laterales 33 de bastidor transversal, y que están solapándose sobre las regiones de esquina donde se concentran las tensiones, o situados cerca de estas, entonces la tensión de límite de fatiga de las regiones de esquina disminuye y, por tanto, el factor de seguridad en las regiones puede decrecer. A consecuencia de esto, es deseable adoptar configuraciones adecuadas para aumentar el factor de seguridad en las partes de soporte 34 y 35 de ménsula de montaje. En lo que sigue se describen configuraciones ilustrativas de esto.
La Figura 5 es una vista en corte y ampliada de una región en la que está situada una parte de soporte de ménsula de montaje, la cual muestra un ejemplo de configuraciones para incrementar el factor de seguridad en las partes de soporte de ménsula de montaje del bastidor transversal del chasis de bogie de acuerdo con la presente invención. Como se muestra en la Figura 5, la longitud L se define como la distancia desde cada uno de los bordes delantero y trasero, 31a y 32a, del miembro de placa superior 31 de bastidor transversal y del miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal, hasta su punto de soldadura Wg correspondiente, que une entre sí estos miembros de placa 31 y 32 y los miembros de placa laterales 33 de bastidor transversal, y las partes de borde delantera y trasera del miembro de placa superior 31 de bastidor transversal y del miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal se han hecho sobresalir con respecto a los contornos de los puntos de soldadura Wg.
En este caso, si la longitud L se establece de manera que sea más larga, cada región de esquina en que se concentran las tensiones, esto es, cada región de esquina, donde uno de los bordes izquierdo y derecho, 34a y 35a, de las partes de soporte 34 y 35 de ménsula de montaje se encuentra con su borde correspondiente de los bordes delantero y trasero, 31a y 32a, del miembro de placa superior 31 de bastidor transversal y del miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal, queda más alejada de su punto de soldadura correspondiente, y, en asociación con esto, la tensión de límite de fatiga de las regiones de esquina se aproxima a la tensión nominal y, por tanto, es posible aumentar el factor de seguridad en las partes de soporte 34 y 35 de ménsula de montaje. Preferiblemente, la longitud L puede ser tan grande como sea posible en la medida en que se permita en relación con la disposición de los diversos componentes que constituyen el bogie. Se aprecia que las regiones de esquina descritas anteriormente tienen chaflanes redondeados.
La Figura 6 es una vista en corte y ampliada de una región en la que está situada una parte de soporte de ménsula de montaje, la cual muestra otro ejemplo de configuraciones para aumentar el factor de seguridad en las partes de soporte de ménsula de montaje del bastidor transversal del chasis de bogie de acuerdo con la presente invención. Como se muestra en la Figura 6, se prefiere que el bastidor transversal tenga una forma contorneada tal, que se le haya proporcionado una parte ensanchada que esté doblada en al menos tres puntos, entre cada uno de los bordes izquierdo y derecho, 34a y 35a, de las partes de soporte 34 y 35 de ménsula de montaje y su borde correspondiente de los bordes delantero y trasero, 31a y 32a, del miembro de placa superior 31 de bastidor transversal y del miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal, de tal manera que los puntos de doblez se han designado como P1, P2 y P3, comenzando desde el punto más cercano a los bordes 31a y 32a del miembro de placa superior 31 de bastidor transversal y del miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal. Los tres puntos de doblez tienen chaflanes redondeados.
Cuando se emplea una tal forma que incluye porciones ensanchadas con dobleces en tres puntos según se ha descrito en lo anterior, la concentración de tensiones se distribuye particularmente entre los dos puntos (P1, P2) que se encuentran más cercanos a los bordes 31a y 32a del miembro de placa superior 31 de bastidor transversal y del miembro de placa inferior 32 de bastidor transversal. En asociación con esto, la tensión de límite de fatiga de estos puntos se aproxima a la tensión nominal y, por tanto, es posible aumentar el factor de seguridad en las partes de soporte 34 y 35 de ménsula de montaje. Ha de apreciarse que los mismos efectos se producen siempre y cuando existan tres o más puntos de doblez.
Ejemplos
A fin de verificar las ventajas del chasis de bogie de acuerdo con la presente invención, se realizaron las siguientes evaluaciones.
Susceptibilidad al trabajo de soldadura
Se realizaron investigaciones sobre el chasis de bogie de la presente invención, que se muestra en la Figura 3, y sobre el chasis de bogie convencional que se ha mostrado en la Figura 1, de tal manera que se soldaron una ménsula de montaje para un motor de tracción y una ménsula de montaje para una caja de cambios al bastidor transversal de cada uno de ellos, y se determinó el número de zonas de soldadura que tenían líneas de soldadura cortas, exclusivamente en las zonas de soldadura de las ménsulas de montaje. Como zonas de soldadura que
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
tenían líneas de soldadura cortas, se extrajeron las que presentaban una longitud de 99 mm o menos.
Los resultados de las investigaciones mostraron que el chasis de bogie convencional tenía 74 zonas de soldadura que presentaban líneas de soldadura cortas, en tanto que el chasis de bogie de la presente invención tenía 12 de tales zonas de soldadura, que es un número significativamente menor. Estos resultados demuestran que el chasis de bogie de la presente invención es susceptible de dotarse de un número reducido de zonas de soldadura que tienen líneas de soldadura cortas cuando las ménsulas de montaje se sueldan al bastidor transversal, y, por tanto, de dotarse de zonas de soldadura de una calidad garantizada.
Factor de seguridad frente a tensiones para las ménsulas de montaje
Se llevó a cabo, en relación con el chasis de bastidor de la presente invención mostrado en la Figura 3, una investigación acerca del factor de seguridad frente a tensiones en la parte de soporte de ménsula de montaje, la cual se extiende desde el bastidor transversal, que tiene una estructura de cuatro placas y sirve como porción de superficie superior de la ménsula de montaje para el motor de tracción. También se hizo, por comparación, una investigación por lo que respecta al chasis de bogie convencional mostrado en la Figura 1, acerca del factor de seguridad frente a tensiones en la porción de superficie superior de la ménsula de montaje para el motor de tracción, soldada al bastidor transversal que se ha formado de un tubo de acero. Específicamente, se realizó un ensayo de carga estática en el que se aplicó una carga vertical correspondiente al motor de tracción a la ménsula de montaje. En el ensayo, para el chasis de bogie de la presente invención, se midió la tensión que actuaba sobre la parte de soporte de ménsula de montaje, y, para el chasis de bogie convencional, se midió la tensión que actuaba sobre la porción de superficie superior de la ménsula de montaje, y se calcularon los factores de seguridad a partir de estas tensiones. Se determinó el límite de fatiga de las zonas de soldadura utilizando el método de conformidad con el documento JIS-E-4207 (Normas Industriales Japonesas).
Los resultados de las investigaciones mostraron que el chasis de bogie convencional tenía un factor de seguridad tan pequeño como 1,5, mientras que el chasis de bogie de la presente invención tenía un gran factor de seguridad de 1,9. Estos resultados demostraron que el chasis de bogie de la presente invención es susceptible de dotarse de un factor de seguridad frente a tensiones incrementado para las ménsulas de montaje.
La presente invención no está limitada a las realizaciones anteriormente descritas, y pueden realizarse diversas modificaciones si no se aparta con ello de su alcance, según se define por las reivindicaciones que se acompañan.
Por ejemplo, en las realizaciones antes descritas, a la hora de unir entre sí el bastidor transversal y los bastidores laterales, cada uno de los cuales tiene una estructura de cuatro placas unidas, los bordes de extremo del miembro de placa superior de bastidor transversal y del miembro de placa inferior del bastidor transversal se sueldan con contacto a tope a los bordes de extremo de sus respectivas partes de unión correspondientes de los bastidores transversales de un modo tal, que quedan a nivel los unos con los otros.
Alternativamente, la unión puede llevarse a cabo colocando las partes de borde extremas del miembro de placa superior de bastidor transversal y del miembro de placa inferior de bastidor transversal en los lados traseros de las partes de borde extremas de sus respetivas porciones de unión correspondientes de los bastidores laterales, directamente o por medio de un metal de respaldo, y uniendo estas entre sí por soldadura en ángulo. Además de ello, a fin de garantizar la rigidez del bastidor transversal y de los bastidores laterales, cada uno de los cuales tiene una estructura de cuatro placas unidas, el bastidor transversal y los bastidores laterales pueden, cada uno de ellos, incluir una placa de refuerzo soldada a la parte interna de los mismos.
Aplicación industrial
El chasis de bogie para vehículos de ferrocarril de la presente invención es de utilidad en una variedad de aplicaciones de vehículos ferroviarios.
Lista de símbolos de referencia
1: chasis de bogie,
2: bastidor lateral,
3: bastidor transversal
4: ménsula de montaje para el motor de tracción, 5: ménsula de montaje para la caja de cambios,
6: miembro de cubierta elástico,
21: miembro de placa superior de bastidor lateral,
22: miembro de placa inferior de bastidor lateral,
23: miembro de placa lateral de bastidor lateral,
24: parte de unión,
31: miembro de placa superior de bastidor transversal,
31a: bordes delantero y tarsero del miembro de placa superior de bastidor transversal,
32: miembro de placa inferior de bastidor transversal,
5 32a: bordes delantero y trasero del miembro de placa inferior de bastidor transversal,
33: miembro de placa lateral de bastidor transversal,
34: ménsula de montaje para la parte de soporte de motor de tracción,
34a: bordes izquierdo y derecho de la ménsula de montaje para la parte de soporte del motor de tracción, 35: ménsula de montaje para la parte de soporte de la caja de cambios,
10 35a: bordes izquierdo y derecho de la ménsula de montaje para la parte de soporte de la caja de cambios,
Wg: punto de soldadura.

Claims (6)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    REIVINDICACIONES
    1. - Un chasis de bogie (1) para vehículos ferroviarios, que comprende:
    un par de bastidores laterales, izquierdo y derecho (2), dispuestos a lo largo de la dirección de los raíles; y
    un bastidor transversal (3), que une los bastidores laterales (2) el uno con el otro, de tal manera que el bastidor transversal (3) comprende un miembro de placa superior (31), un miembro de placa inferior (32) y un par de miembros de placa laterales, delantero y trasero (33), que están dispuestos entre el miembro de placa superior (31) y el miembro de placa inferior (32) y están soldados a los mismos,
    caracterizado por que el bastidor transversal (3) tiene partes de soporte (34) de ménsula de montaje que se extienden desde los bordes delantero y trasero del miembro de placa superior (31a) y del miembro de placa inferior (32a), de tal modo que las porciones de soporte (34, 35) de ménsula de montaje están situadas en correspondencia con las posiciones en que están dispuestas las ménsulas de montaje (4) para el montaje de un motor de tracción y las ménsulas de montaje (5) para el montaje de una caja de cambios, y las ménsulas de montaje (4, 5) están soldadas a las partes de soporte (34, 35) de ménsula de montaje.
  2. 2. - El chasis de bogie (1) para vehículos ferroviarios de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual los miembros de placa (31, 32, 33) se han formado por estampación de una placa de acero y, según sea necesario, la aplicación de un procedimiento de doblamiento, y los miembros de placa laterales (33) de bastidor transversal están dispuestos entre el miembro de placa superior (31) de bastidor transversal y el miembro de placa inferior (32) de bastidor transversal, y los bordes superiores de los miembros de placa laterales (33) de bastidor transversal se disponen en contacto a tope con la superficie inferior del miembro de placa superior (31) de bastidor transversal y se unen a la misma por soldadura, y los bordes inferiores de los miembros de placa laterales (33) de bastidor transversal se disponen en contacto a tope con la superficie superior del miembro de placa inferior (32) de bastidor transversal y se unen a la misma por soldadura.
  3. 3. - El chasis de bogie (1) para vehículos ferroviarios de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual las partes de soporte (34, 35) de ménsula de montaje están formadas integralmente con el miembro de placa superior (31) de bastidor transversal y con el miembro de placa inferior (32) de bastidor transversal, y las ménsulas de montaje (4, 5) se sueldan a sus respectivas partes de soporte (34, 35) de ménsula de montaje.
  4. 4. - El chasis de bogie (1) para vehículos ferroviarios de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que:
    el bastidor lateral (2) comprende un miembro de placa superior (21) de bastidor lateral, un miembro de placa inferior (22) de bastidor lateral y un par de miembros de placa laterales (23) de bastidor lateral, que están dispuestos entre el miembro de placa superior (21) de bastidor lateral y el miembro de placa inferior (22) de bastidor lateral, y soldados a estos, y por que:
    cada uno de los bastidores laterales (2) tiene una parte de unión (24) que se extiende desde uno de los bordes izquierdo y derecho del miembro de placa superior (21) de bastidor lateral del mismo, y una parte de unión correspondiente (24) que se extiende desde un borde correspondiente del miembro de placa inferior (22) de bastidor lateral del mismo, de tal manera que las partes correspondientes (24) están situadas en correspondencia con la posición en que está dispuesto el bastidor transversal (3), y las partes de extremo izquierda y derecha del bastidor transversal (3) se ajustan entre las partes de unión (24) y se sueldan a las mismas.
  5. 5. - El chasis de bogie (1) para vehículos ferroviarios de acuerdo con la reivindicación 4, en el cual los miembros de placa (21, 22, 23) están formados por estampación de una placa de acero y, según sea necesario, la aplicación de un procedimiento de doblamiento, y los miembros de placa laterales (23) de bastidor lateral están dispuestos, cada uno de ellos, entre el miembro de placa superior (21) de bastidor lateral y el miembro de placa inferior (22) de bastidor lateral, y los bordes superiores de los miembros de placa laterales (23) de bastidor lateral se han dispuesto en contacto a tope con la superficie inferior del miembro de placa superior (21) de bastidor lateral y se han unido a esta por soldadura, y los bordes inferiores de los miembros de placa laterales (23) de bastidor lateral están dispuestos en contacto a tope con la superficie superior del miembro de placa inferior (22) de bastidor lateral, y se han unido a esta por soldadura.
  6. 6. - El chasis de bogie (1) para vehículos ferroviarios de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 y 5, en el cual las partes de unión (24) se han formado integralmente con los respectivos miembros de placa superior (21) de bastidor lateral y miembros de placa inferior (22) de bastidor lateral.
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