BOGIE DE ANCHO VARIABLE CON EJES GIRATORIOS E INSTALACIóN FIJA PARA CAMBIO DE ANCHO DE VíA

CAMPO DE LA INVENCIóN

La invención se refiere a un bogie con medios para circular en vías de distinto ancho, y más en particular a un bogie con ejes giratorios 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.

ANTECEDENTES

La solicitante de esta invención desarrolló hace varias décadas un sistema de cambio de ancho de vía, objeto de Ia 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 Ia frontera hispanofrancesa, operación obligada hasta entonces, debido al diferente ancho de las vías de Ia península ibérica (1668 mm) en relación con las europeas (1435 mm). Ese sistema implica, por un lado, Ia 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 Ia 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 Ia primera de eilas, se liberan las ruedas de sus cargas verticales; en Ia 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 Ia 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 Ia cuarta y quinta fase, se vuelven a bloquear lateralmente los

conjuntos de rueda y se aplica de nuevo al eje su carga vertical, con Io que concluye Ia operación de cambio.

Tras esa innovación, que supuso un hito importante en Ia tecnología ferroviaria, Ia solicitante de esta invención ha llevado a cabo distintos desarrollos para aplicar eí sistema a distintas estructuras ferroviarias: ejes independientes, bogies, bogies de mercancía y bogies motores y, entre ellos, el descrito en Ia 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 Ia utilizada en los trenes TALGO aunque, en lugar de incluir dispositivos de enclavamiento en ios 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 e! que van montados los dos conjuntos de rodadura y sus sistemas de enclavamiento, un dispositivo de unión entre rodaduras, dos armaduras de traslación de ias 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 Ia tecnología descrita en Ia 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 Ia 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 ia red de alta velocidad ha multiplicado ias necesidades tecnológicas relacionadas con el cambio de ancho de vía.

La presente invención está orientada a Ia satisfacción de esa demanda.

SUMARIO DE LA INVENCIóN

Un objeto de Ia 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 Ia 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 Ia 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 giratorio sobre el que se montan dos ruedas mediante un dispositivo de acoplamiento que permite 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/desenciavamiento previstas al efecto en una instalación fija para efectuar el cambio de ancho de vía, en e! que:

- Dicho dispositivo de acopiamiento lleva unidas 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 giratorio incluye unas piezas-soporte de dicha plataforma que incluyen interiormente unos rodamientos y unos alojamientos para recibir dichas guías de encerrojamiento y dicho cerrojo, así como medios para facilitar su enclavamiento/desenciavamiento cooperando con ios de dicha instalación fija;

- Dicho eje giratorio incorpora en sus extremos unos caequillos fijados al eje.

- Dichas piezas-soporte también incluyen un bastidor lateral con unos patines de apoyo en Ia instalación fija y un collar central que sirve de apoyo al extremo del eje durante el paso por la instalación fija a través de un casquilio semicircular unido a dicho collar central.

- A -

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 una pieza-soporte.

Otro objeto de Ia invención es proporcionar una instalación fija para llevar a cabo Ia operación de cambio de ancho adaptada a un bogie dotado de medios que minimizan el riesgo de desenclavamiento accidental deí dispositivo que permite variar Ia 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 Ia cabeza de las guías de enclavamiento/desenclavamiento está configurada de manera que puede desplazar lateralmente dicho cerrojillo venciendo Ia fuerza de dicho muelle horizontai.

Otras características y ventajas de Ia presente invención se desprenderán de ía descripción detallada que sigue de una realización ilustrativa y no limitativa de su objeto en relación con las figuras que se acompañan.

BREVE DESCRIPCIóN DE LAS FIGURAS

Las Figuras 1 A a 1 E son vistas en sección transversa! de Ia mitad de un eje del bogie según Ia presente invención en las cinco fases del proceso de cambio de ancho de vía. Las Figuras 2A a 2E muestran vistas iateraíes de ia mitad de un eje del bogie según Ia presente invención en las cinco fases del proceso de cambio de ancho de vía.

Las Figuras 3A y 3B son vistas simplificadas en sección lateral y en sección transversal del eje del bogie según la presente invención mostrando los elementos básicos del dispositivo de cambio de ancho de vía.

Las Figuras 3C, 3D y 3E muestran vistas en planta y en sección del anillo que incorpora las guías de encerrojamiento.

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 Ia instaíación de cambio de ancho de vía, tomada por Ia línea A-A de Ia Figura 4.

DESCRIPCIóN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS

El bogie según la presente invención incluye:

- Una plataforma cuya carga se transmite a través de los muelles de suspensión 11.

- Al menos un eje giratorio 2 el que van montadas en cada uno de sus extremos: a) Una rueda 1 mediante un dispositivo de acoplamiento que permite su movimiento lateral. b) Una pieza-soporte 10 de dicha plataforma. c) Un dispositivo de cambio de ancho de vía utilizando medios que impiden/permiten el movimiento lateral de Sa rueda 1 y entre ellos un cerrojo 22 desplazable verticalmente al ser accionado por medios previstos al efecto en Ia instalación fija. En la realización de Ia invención ilustrada en las Figuras el dispositivo de acoplamiento de Ia rueda 1 al eje 2 comprende:

- Un casquillo 3 solidario con la rueda 1 y deslizante sobre el eje 2 que incluye en su extremo un anillo 7, con un rodamiento axial 8 interior, al que están fijadas las guías de encerrojamiento 18. - Un elemento tubular 4 fijado a Ia parte central del eje 2 mediante los casquillos 5 y 6.

Entre Ia rueda 1 y el rodamiento axial 8 hay un casquillo 9 separador para mantener la distancia continuamente.

El casquillo 3 coopera con el elemento tubular 4 para el desplazamiento lateral de Ia rueda 1 durante Ia operación de cambio de ancho. A ese fin, el eíemento tubular 4 puede estar dotado de un estriado interior y el casquilio 3 incluir una cabeza 3' cooperante con dicho estriado durante el desplazamiento

lateral de Ia rueda 1 en Ia operación de cambio de ancho que tiene lugar, como como veremos en más detalle más adelante, mediante el movimiento de las guías de encerrojamiento 18, solidarias al casquiilo 3, que, en cooperación con el cerrojo 22, determina las dos posiciones de Ia rueda 1 correspondientes a los dos anchos de vía de que se trate.

Las piezas-soporte 10 están en contacto con ei eje 2 a través de los rodamientos 12 e incluyen alojamientos interiores para recibir dichas guías de encerrojamiento 18 y dicho cerrojo 22 así como unos topes 20 previstos para servir de medios de posicionamíento y encaje deí cerrojo 22. La parte central de! eje 2, sobre Ia que se sitúan las ruedas 1 en las posiciones correspondientes a los dos anchos de vía mediante el dispositivo de acoplamiento que hemos descrito tiene un diámetro mayor que el de sus partes extremas. En Ia zona de transición entre los dos anchos se dispone un casquiilo 8' que sirve de tope del desplazamiento del casquiilo 3. En los extremos de! eje 2 se dispone un casquiilo 13 junto con una tapa 15 fijada al eje 2 mediante torniiios que sirve de elemento de protección del mismo durante Ia operación de cambio de ancho de vía así como de tope de los rodamientos 12.

Las piezas-soporte 10 también incluyen un bastidor lateral con unos patines de apoyo y deslizamiento 16 en Ia instalación fija, a cuyo efecto llevan una guías de nylon 17 y un collar central que sirve de apoyo al extremo del eje 2, revestido por el casquillo 13, durante el paso por Ia instalación fija a través de un casquillo semicircular 14 unido a dicho collar centra! que, preferentemente, está fabricado en bronce. Como veremos más adelante, durante Ia operación de cambio de ancho de vía, el bogie se apoya y desliza sobre esos patines 16 quedando descargadas las ruedas 1.

Como bien comprenderá el experto en Ia materia, esa configuración del bastidor lateral de las piezas soporte viene determinada, al menos en parte, por ia disposición de los carriles guía de deslizamiento y centrado 19. Si estos tuvieran otra disposición, Ia configuración del bastidor lateral quedaría lógicamente modificada de manera que cumpliera las funciones señaladas.

El cerrojo 22 está constituido por dos vastagos verticales unidos entre sí por un puente hueco diseñado para que se introduzca por é! Ia cabeza de Ia

— 1 — guía de desenclavamiento 24 en forma de doble T de Ia ¡nstaiación fija de cambio de ancho de vía, y presenta unas guías de nylon 23. Para evitar un enclavamiento/desenclavamiento accidental, el cerrojo incluye muelles de seguridad 28 pretensados para evitar desplazamientos verticales indeseados de! cerrojo 22 cuando no está en contacto con Ia guía de desenclavamiento 24.

En las realizaciones mostradas en las figuras, el dispositivo de encerrojamiento cuenta con un elemento adiciona! de seguridad formado por el cerrojillo 25, unido al cerrojo 22 y desplazable lateralmente venciendo Ia fuerza del muelle horizontal 21 , y un elemento retenedor 26 unido a la pieza-soporte 10. Cuando el muelle 21 está en reposo, el cerrojillo 25 está en contacto con e! elemento retenedor 26 impidiendo el desplazamiento vertical del cerrojo 22. Para que ese desplazamiento sea posible es necesario aplicar una fuerza en el muelle 21 que desplace lateralmente e! cerrojillo 25 e impida su retención por el elemento retenedor 26. Se describe seguidamente con referencia a las Figuras 4 y 5 el proceso de cambio de ancho de vía al paso por Ia mencionada instalación fija cuyos componentes fundamentales son los siguientes:

- Extremos de los carriles 31 de Ia vía de mayor ancho.

- Extremos de los carriles 32 de Ia vía de menor ancho. - Carriles guía de deslizamiento y centrado 19.

- Guías 24 de desenclavamiento y enclavamiento de los cerrojos 22.

- Guías 27 de traslación de las ruedas 1.

La instalación fija es bidireccionaí, realizándose en un sentido ei cambio de Ia vía ancha a Ia 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 Ia instalación por Ia vía ancha se efectúa de ía forma siguiente.

Primera fase

Cuando las ruedas 1 alcanzan la zona descendente del extremo de los carriles 31 se inicia un descenso paulatino del bogie hasta que los patines de deslizamiento 16 toman contacto con los carriles guía de deslizamiento y centrado 19. 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 de deslizamiento y centrado 19, (as cabezas del extremo de las guías de desencíavamiento 24 se introducen en el puente del cerrojo 22 y dado eí perfil descendente de esta guía se vence Ia fuerza de ios muelles verticales 28 y se obliga a bajar los cerrojos 22, dejando desenclavadas las guías de encerrojamiento 18, quedando pues libres de moverse lateralmente y con ellas las ruedas 1. En Ia realización preferente de Ia invención en la que el dispositivo de encerrojamiento incluye como elemento adicional de seguridad el cerrojillo 25, en esta fase también hay que actuar sobre el muelle horizontai 21 , para desplazar lateralmente el cerrojillo 25 evitando con ello que el retenedor 26 impida Ia bajada del cerrojo 22. A ese efecto se configura uno de los lados de !a cabeza de las guías de desencíavamiento 24 de Ia instalación fija, con forma de doble T, con una anchura progresivamente variable desde los extremos ai centro -menor en los extremos que en el centro- como puede apreciarse observando comparativamente las figuras 1B y 1C, con Io que Ia guía 24 sirve de elemento accionador del muelle horizontal 21 que controla el desplazamiento lateral del cerrojillo 25.

Por su parte, las guías 27 provocan ei desplazamiento lateral del dispositivo de acoplamiento de las ruedas 1 al eje 2 hasta que alcanzan Ia posición correspondiente a Ia vía de ancho estrecho 32.

Tercera fase El perfil ascendente de Ia guía 24 obliga al cerrojo 22 a ascender enclavando Ia guía 18 en la nueva posición.

En Ia realización preferente de Ia invención que incluye el cerrojillo 25 y Ia guía 24 con uno de los lados de la cabeza de ancho variable, ai final de Ia fase el muelle 21 se queda en reposo y el cerrojillo 25 queda retenido por el elemento retenedor 26. Cuarta fase

Al llegar las ruedas 1 a los carriles 32 los patines 16 dejan de apoyarse en sus guías de deslizamientos 19, concluyéndose Ia operación de cambio de ancho de vía.

Aunque Ia presente invención se ha descrito enteramente en conexión con realizaciones preferidas, es evidente que se pueden introducir aquellas modificaciones dentro de su alcance, no considerando éste como limitado por las anteriores realizaciones, sino por ei contenido de las reivindicaciones siguientes.

REFERENCIAS NUMéRICAS:

1 rueda

2 eje giratorio

3 casquillo 3' cabeza cooperante

4 elemento tubular

5 casquillo

6 casquillo

7 anillo 8 rodamiento axial interior

9 casquillo separador

10 pieza-soporte

11 muelle de suspensión

12 rodamientos 13 casquillo

14 casquillo semicircular

15 tapa

16 patines de apoyo y deslizamiento

17 guías de nylon 18 guías de encerrojamiento

19 carriles guía de deslizamiento y centrado

20 topes

21 muelle horizontal

22 cerrojo

23 guías de nylon

24 guías de enclavamiento/desenclavamiento 25 cerrojillo

26 elemento retenedor

27 guías de traslación de las ruedas

28 muelles de seguridad verticales 31 carriles de Ia vía de mayor ancho 32 carriles de Ia vía de menor ancho