Protección frente a impactos para un tren de rodadura de un vehículo sobre raíles.

Un tren de rodadura de un vehículo sobre raíles, en particular un vehículo sobre raíles de alta velocidad,

que comprende

- un conjunto (105) de ruedas,

- un bastidor (104) del tren de rodadura y

- un dispositivo (109) de protección;

- soportándose dicho bastidor (104) del tren de rodadura sobre dicho conjunto (105) de ruedas;

- conectándose dicho dispositivo (109) de protección a dicho bastidor (104) del tren de rodadura por mediode una estructura (108) de soporte y asociándose espacialmente a al menos un componente (107)protegido de dicho tren (103) de rodadura;

- protegiendo dicho dispositivo (109) de protección una parte (107.1) protegida de dicho componente (107)protegido frente a impactos de objetos (B), en particular piezas de balasto, levantadas de una vía (T) usadadurante el funcionamiento de dicho vehículo; caracterizado porque

- dicho dispositivo (109) de protección y/o dicha estructura (108) de soporte comprende un dispositivo(109.2, 109.3, 110) de absorción de energía de impacto;

- estando adaptado dicho dispositivo (109.2, 109.3, 110) de absorción de energía de impacto para absorberuna fracción notable de una energía de impacto de uno de dichos objetos (B) que golpean dicho dispositivo(109) de protección;

- definiendo dicho dispositivo (109) de protección una superficie (109.4) de impacto para dichos objetos (B),

- estando inclinado al menos el 50 % de dicha superficie (109.4) de impacto, preferiblemente al menos el80 % de dicha superficie (109.4) de impacto, más preferiblemente al menos el 90 % de dicha superficie(109.4) de impacto, que con respecto a un eje longitudinal del tren de rodadura un ángulo de inclinación.

- dicho ángulo de inclinación se encuentra en un intervalo de entre 35º y 70º, en particular entre 40º y 60º,preferiblemente entre 45º y 50º.

Protección frente a impactos para un tren de rodadura de un vehículo sobre raíles Sector de la técnica La invención se refiere a un tren de rodadura para un vehículo sobre raíles, en particular de un vehículo sobre raíles de alta velocidad, que comprende un conjunto de ruedas, un bastidor del tren de rodadura y un dispositivo de protección, estando soportado el bastidor del tren de rodadura sobre el conjunto de ruedas. El dispositivo de protección está conectado al bastidor del tren de rodadura por medio de una estructura de soporte y está asociado espacialmente a al menos un componente protegido del tren de rodadura. El dispositivo de protección protege una parte protegida de dicho componente protegido del tren de rodadura frente a impactos de objetos, en particular piezas de balasto, levantadas de una vía durante el funcionamiento del vehículo.

Estado de la técnica

Los vehículos sobre raíles que marchan a altas velocidades, por ejemplo, a velocidades de funcionamiento superiores a 180 km/h o más, con frecuencia se enfrentan al problema de que, por ejemplo, debido a las condiciones del flujo del aire que se desarrollan en la parte inferior del vehículo, habitualmente, en combinación con determinados sucesos o circunstancias adversas, sueltan objetos tales como, por ejemplo, piezas sueltas de balasto que se levantan de la parte de la vía actualmente usada (es decir, a lo largo de la cual se realiza el desplazamiento) y golpean componentes del vehículo, en particular, componentes del tren de rodadura.

Tales objetos, dependiendo de su velocidad relativa con respecto al vehículo, pueden no solo dañar los componentes del vehículo que estos golpean. También pueden acelerarse adicionalmente y reflejarse de vuelta hacia abajo sobre el lecho de la vía donde su energía cinética considerablemente aumentada hace finalmente que uno o más objetos, habitualmente piezas de balasto, sean levantadas y golpeen el vehículo. En resumen, esto puede conducir a un efecto de avalancha al que también se hace referencia como vuelo de balasto con un número de piezas de balasto muy aumentado que golpean los componentes de la parte inferior del vehículo en la parte posterior de un tren. Tales situaciones de vuelo de balasto pueden conducir no solo a un daño considerable del vehículo. La vía y sus alrededores también pueden verse afectados gravemente.

Con el fin de evitar tales situaciones de vuelo de balasto, en el documento US 7.605.690 B2 se ha sugerido detectar acústicamente la acumulación de vuelo de balasto en una etapa inicial, proporcionar una señal correspondiente (por ejemplo, al conductor o a un control de vehículo) y adoptar las contramedidas adecuadas tales como la reducción de la velocidad del vehículo. No obstante, en particular, sobre líneas de altas velocidades explícitas, habitualmente la reducción de la velocidad de funcionamiento del vehículo es sumamente poco deseable. Además, estas contramedidas solo pueden hacerse efectivas después de haberse producido ya un determinado número de impactos y el daño asociado a los componentes golpeados.

Como un procedimiento para tratar la parte relacionada con el vehículo del problema del vuelo de balasto, se conoce la provisión de recubrimientos protectores a los componentes del vehículo afectados (por ejemplo, de acuerdo con la norma EN 13261) . No obstante, estos recubrimientos, por ejemplo, hechos de materiales sintéticos tales como poliuretano (PU) , no son adecuados para resistir las altas cargas de impacto que se producen a muy altas velocidades de funcionamiento durante una cantidad de tiempo adecuada y, además, exigen un trabajo de mantenimiento exhaustivo (en particular, si se aplican como recubrimiento directamente sobre la superficie del componente de vehículo respectivo) . Además, no son adecuados para resolver los problemas relacionados con el vuelo de balasto sobre el lado de la vía.

Un procedimiento adicional para tratar al menos partes del problema del vuelo de balasto ha sido sugerido en el documento WO 2006/021514 A1. Este documento divulga un tren de rodadura genérico de un vehículo sobre raíles en el que se presentan unos así denominados elementos deflectores. Se pretende que estos elementos deflectores formen una protección, protegiendo los componentes del vehículo frente a golpes por tales objetos levantados de la vía. Los elementos deflectores generalmente en forma de placa, al menos en las secciones propensas a ser golpeadas, están diseñados de manera explícita para tener una inclinación muy baja con respecto a la dirección longitudinal del tren de rodadura (es decir, la dirección de marcha del vehículo) para evitar en gran medida cualquier transferencia de energía cinética desde el vehículo al objeto que golpea, lo que, de otro modo, produciría probablemente el efecto de avalancha descrito en lo que antecede.

No obstante, esta baja inclinación de las partes de impacto relevantes de los elementos deflectores con respecto a la dirección longitudinal del tren de rodadura da como resultado un tamaño muy grande de estos elementos deflectores. Más exactamente, por ejemplo, en total, virtualmente la totalidad de la parte inferior del tren de rodadura delante de un árbol de conjunto de ruedas (que incluye la separación entre la carrocería del vagón y el boje en el área del enganche del boje) tiene que estar protegida con el fin de proteger el árbol de conjunto de ruedas. No obstante, tales dispositivos de protección grandes aumentan considerablemente la complejidad del tren de rodadura. Además, la integración de tales protecciones grandes en un tren de rodadura de alta velocidad moderno (que tiene

habitualmente muy poco espacio libre de construcción disponible) exige un esfuerzo constructivo considerable.

Por el contrario, los documentos DE 10 2006 004 814 A1 y EP 1 106 467 A1 divulgan unos dispositivos de protección con una disposición sustancialmente vertical que conduce a unas cargas de impacto de balasto indeseablemente altas sobre la protección.

Objeto de la invención Por lo tanto, un objeto de la invención es superar, al menos en cierta medida, las desventajas anteriores y proporcionar un tren de rodadura que, con un diseño sencillo y un coste reducido, proporcione una protección frente a impactos adecuada de los componentes del tren de rodadura mientras que, al mismo tiempo, reduzca el riesgo de vuelo de balasto.

Este y otros objetos se logran de acuerdo con la presente invención que se basa en la enseñanza técnica de que se puede lograr de un tren de rodadura que tiene un diseño simple, económico y compacto a la vez que proporciona una protección frente a impactos adecuada de los componentes del vehículo con un riesgo reducido de vuelo de balasto si el dispositivo de protección y, además o como alternativa, la estructura de soporte comprende un dispositivo de absorción de energía de impacto que absorbe una fracción notable de una energía de impacto de uno de los objetos que golpean el dispositivo de protección.

Esta absorción de energía de impacto por el propio dispositivo de protección y/o su soporte tiene la ventaja de que, por una parte, se puede seleccionar una inclinación más pronunciada con respecto a la dirección longitudinal del tren de rodadura (o el vehículo, respectivamente) para la superficie de impacto del dispositivo de protección, mientras que (gracias a la absorción de energía) la transferencia de energía a las partes que golpean el dispositivo de protección es aún aceptablemente baja (lo que reduce el riesgo de vuelo de balasto) . Esto permite una configuración que ahorra más espacio que protege adecuadamente los componentes relevantes del tren de rodadura a la vez que es más fácil de integrar en un tren de rodadura moderno.

Por lo tanto, de acuerdo con un aspecto, la presente invención se refiere a un tren de rodadura de un vehículo sobre raíles, en particular un vehículo sobre raíles de alta velocidad, que comprende un conjunto de ruedas, un bastidor del tren de rodadura y un dispositivo de protección, estando soportado el bastidor del tren de rodadura sobre el conjunto de ruedas. El dispositivo de protección está conectado al bastidor del tren de rodadura por medio de una estructura de soporte y está asociado espacialmente a al menos un componente protegido del tren de rodadura. El dispositivo de protección protege una parte protegida del componente protegido frente a impactos de objetos, en particular piezas de balasto, levantadas de una vía usada durante el funcionamiento del vehículo. El dispositivo de protección y/o la estructura de soporte comprenden un dispositivo de absorción de energía de impacto, estando adaptado el dispositivo de absorción de energía de impacto para absorber una fracción... [Seguir leyendo]

1. Un tren de rodadura de un vehículo sobre raíles, en particular un vehículo sobre raíles de alta velocidad,

que comprende 5

- un conjunto (105) de ruedas,

-un bastidor (104) del tren de rodadura y

- un dispositivo (109) de protección;

- soportándose dicho bastidor (104) del tren de rodadura sobre dicho conjunto (105) de ruedas;

-conectándose dicho dispositivo (109) de protección a dicho bastidor (104) del tren de rodadura por medio

de una estructura (108) de soporte y asociándose espacialmente a al menos un componente (107) protegido de dicho tren (103) de rodadura;

-protegiendo dicho dispositivo (109) de protección una parte (107.1) protegida de dicho componente (107) protegido frente a impactos de objetos (B) , en particular piezas de balasto, levantadas de una vía (T) usada durante el funcionamiento de dicho vehículo; caracterizado porque

-dicho dispositivo (109) de protección y/o dicha estructura (108) de soporte comprende un dispositivo (109.2, 109.3, 110) de absorción de energía de impacto;

- estando adaptado dicho dispositivo (109.2, 109.3, 110) de absorción de energía de impacto para absorber una fracción notable de una energía de impacto de uno de dichos objetos (B) que golpean dicho dispositivo (109) de protección;

- definiendo dicho dispositivo (109) de protección una superficie (109.4) de impacto para dichos objetos (B) ,

-estando inclinado al menos el 50 % de dicha superficie (109.4) de impacto, preferiblemente al menos el 80 % de dicha superficie (109.4) de impacto, más preferiblemente al menos el 90 % de dicha superficie

(109.4) de impacto, que con respecto a un eje longitudinal del tren de rodadura un ángulo de inclinación.

-dicho ángulo de inclinación se encuentra en un intervalo de entre 35º y 70º, en particular entre 40º y 60º, 35 preferiblemente entre 45º y 50º.

2. El tren de rodadura de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho componente (107) protegido es una parte de dicho conjunto (105) de ruedas, en particular, un árbol (107) de conjunto de ruedas de dicho conjunto (105) de ruedas.

3. El tren de rodadura de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque

-dicho dispositivo (109) de protección protege dicha parte (107.1) protegida frente a impactos de piezas de

balasto (B) levantadas de un lecho de balasto de una vía (T) usada durante el funcionamiento de dicho 45 vehículo;

- comprendiendo dicho lecho de balasto piezas de balasto (B) que tienen un diámetro nominal máximo;

- teniendo dicho vehículo una velocidad de funcionamiento nominal máxima;

-teniendo una pieza de balasto (B) de dicho lecho de balasto dicho diámetro nominal máximo que define una energía de impacto nominal cuando golpea dicho dispositivo (109) de protección a una velocidad de impacto relativa nominal, estando dirigida dicha velocidad de impacto relativa nominal exclusivamente en paralelo a una dirección longitudinal de dicho tren (103) de rodadura y teniendo una cantidad igual a dicha

velocidad de funcionamiento nominal máxima de dicho vehículo;

-estando adaptado dicho dispositivo (109.2, 109.3, 110) de absorción de energía de impacto para absorber al menos el 5 % de dicha energía de impacto nominal, en particular al menos el 15 % de dicha energía de impacto nominal, preferiblemente al menos el 25 % de dicha energía de impacto nominal.

4. El tren de rodadura de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque

-dicho dispositivo (109.2, 109.3, 110) de absorción de energía de impacto comprende un primer elemento

(109.2, 109.3) de absorción de energía de impacto dispuesto en dicho dispositivo (109) de protección y que forma al menos una parte de una superficie (109.4) de impacto para dichos objetos (B) ;

-siendo dicho primer elemento (109.2, 109.3) de absorción de energía de impacto, en particular, un elemento en forma de placa;

y/o 5

-estando montado dicho primer elemento (109.2, 109.3) de absorción de energía de impacto, en particular, de manera que se puede liberar en dicho dispositivo (109) de protección.

5. El tren de rodadura de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque

-dicho dispositivo (109.2, 109.3, 110) de absorción de energía de impacto comprende una pluralidad de primeros elementos (109.2, 109.3) de absorción de energía de impacto dispuestos en dicho dispositivo

(109) de protección;

- formando dicha pluralidad de primeros elementos (109.2, 109.3) de absorción de energía de impacto, en particular, de manera conjunta sustancialmente la totalidad de la superficie (109.4) de impacto para dichos objetos (B) de dicho dispositivo (109) de protección.

6. El tren de rodadura de acuerdo con la reivindicación 4 o 5, caracterizado porque

-dicho primer elemento (109.2, 109.3) de absorción de energía de impacto comprende un material de absorción de energía de impacto;

-siendo dicho material de absorción de energía de impacto, en particular, un material de madera, 25 preferiblemente un material de madera laminada.

7. El tren de rodadura de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque

- dicho dispositivo (109) de protección comprende un elemento (109.1) de protección;

-estando asociado espacialmente dicho elemento (109.1) de protección a dicho componente (107) protegido;

- estando conectado dicho elemento (109.1) de protección a dicho bastidor (104) del tren de rodadura por medio de un segundo elemento (110) de absorción de energía de impacto de dicho dispositivo (109.2, 109.3, 110) de absorción de energía de impacto.

8. El tren de rodadura de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque

-dicho elemento (109.1) de protección está conectado a un elemento (108.3) de soporte de dicha estructura (108) de soporte;

-estando dispuesto dicho segundo elemento (110) de absorción de energía de impacto entre dicho

elemento (109) de protección y dicho elemento (108.3) de soporte y/o entre dicho elemento (108.3) de soporte y dicho bastidor (104) del tren de rodadura.

9. El tren de rodadura de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque

-dicha estructura (108) de soporte comprende un brazo (108.3) de soporte de un motor (108.1) de impulsión que impulsa dicho conjunto (105) de ruedas;

-formando dicho brazo (108.3) de soporte un elemento de soporte de dicha estructura (108) de soporte que 55 soporta dicho dispositivo (109) de protección.

10. El tren de rodadura de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque

- dicho dispositivo (109) de protección comprende un elemento (109.1) de protección;

-estando asociado espacialmente dicho elemento (109.1) de protección a dicho componente (107) protegido;

- definiendo dicho elemento (109.1) de protección una primera sección de conexión que coopera con una segunda sección de conexión definida por dicha estructura (108) de soporte;

- definiendo dicha primera sección de conexión y dicha segunda sección de conexión una conexión positiva, siendo efectiva dicha conexión positiva en una dirección de altura de dicho tren (103) de rodadura y/o en una dirección longitudinal de dicho tren (103) de rodadura.

11. El tren de rodadura de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque

-dicha primera sección de conexión comprende un par de primeras abrazaderas (109.5) de dicho elemento

(109.1) de protección y

- dicha segunda sección de conexión comprende un par de segundas abrazaderas (108.4) de dicha estructura (108) de soporte;

-definiendo cada una de dichas primeras abrazaderas (109.5) un eje (109.6) de primera abrazadera

longitudinal; 15

-definiendo cada una de dichas segundas abrazaderas (108.4) un eje (108.5) de segunda abrazadera longitudinal;

- estando inclinados al menos un eje (109.6) de primera abrazadera y/o al menos un eje (108.5) de segunda 20 abrazadera con respecto a una dirección longitudinal de dicho tren (103) de rodadura; y,

-en particular, estando inclinado un eje (109.6) de primera abrazadera y/o al menos un eje (108.5) de segunda abrazadera con respecto a un plano definido por una dirección longitudinal y una dirección transversal de dicho tren (103) de rodadura.

12. Un vehículo sobre raíles, en particular un vehículo sobre raíles de alta velocidad, que comprende

- una carrocería (102) de vagón .

30. al menos un tren (103) de rodadura de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes;

- estando soportada dicha carrocería (102) de vagón sobre dicho tren (103) de rodadura.

13. El vehículo sobre raíles de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque 35

- está definida una velocidad de funcionamiento máxima nominal para dicho vehículo sobre raíles;

-siendo dicha velocidad de funcionamiento máxima nominal mayor que 180 km/h, siendo preferiblemente

mayor que 200 km/h, siendo más preferiblemente mayor que 240 km/h. 40