Dispositivo de accionamiento y encerrojamiento para un dispositivo de cambio de agujas ferroviario.

Dispositivo de accionamiento y encerrojamiento para un dispositivo de cambio de agujas ferroviario,

que comprende:

dos cajas de cerrojo (2) configuradas para estar unidas a sendas contraagujas (3) del dispositivo de cambio de agujas, teniendo cada caja de cerrojo (2) una abertura interior (2A);

una barra impulsora (1) que se extiende entre dichas cajas de cerrojo (2) y que está dispuesta para deslizarse en una dirección sustancialmente transversal a una vía de tren, en dichas aberturas interiores (2A);

dos bielas (5), estando dichas bielas (5) configuradas para estar unidas a sendas agujas (9) del dispositivo de cambio de agujas, estando cada biela (5) dispuesta para desplazarse en dicha dirección transversal en la abertura interior (2A) de una de dichas cajas de cerrojo (2), estando dichas bielas (5) dispuestas para ser desplazadas impulsadas por dicha barra impulsora (1), entre una posición de acoplamiento en la que la biela (5) mantiene la correspondiente aguja (9) acoplada a la correspondiente contraaguja (3), y una posición de desacoplamiento en la que la biela mantiene la correspondiente aguja (9) a una distancia predeterminada de la correspondiente contraaguja (3), estando dichas bielas (5) dispuestas de manera que pueden pivotar en un plano vertical;

caracterizado porque

cada una de dichas bielas (5) está configurada para estar unida a la aguja (9) correspondiente a través de una unión de deslizamiento (7, 8) configurada para permitir que la aguja (9) se deslice en una dirección longitudinal de la aguja, con respecto a la biela (5);

porque

la unión de deslizamiento entre cada biela (5) y la correspondiente aguja (9) comprende un primer zuncho (7) acoplado en una guía (8) longitudinal unida a dicha aguja (9) de manera que dicho primer zuncho (7) puede deslizarse a lo largo de dicha guía (8), estando dicho primer zuncho (7) acoplado a la biela (5);

porque

cada biela (5) está acoplada al primer zuncho (7) correspondiente mediante un eje de articulación (14) horizontal de manera que dicha biela (5) puede pivotar en el plano vertical alrededor de dicho eje de articulación (14);

porque

el dispositivo adicionalmente comprende dos barras de detección (12, 13), estando cada una de dichas barras de detección acoplada a uno de dichos primeros zunchos (7);

porque

cada una de dichas barras de detección (12, 13) está articulada, mediante un segundo zuncho (11A, 11B) correspondiente, en dicho eje de articulación (14) del primer zuncho (7) correspondiente, de manera que tanto la biela (5) como la barra de detección (12, 13) están articuladas en el primer zuncho (7) correspondiente mediante un mismo eje de articulación (14) común, permitiendo dicho eje de articulación (14) el pivotamiento, en el plano vertical, tanto de la barra de detección (12, 13) como de la biela (5);

porque

tanto las bielas (5) como la barras de detección (12, 13), a través de los segundos zunchos (11 A, 11 B), se articulan sobre el respectivo eje de articulación (14), mediante cojinetes (15A, 15B) entre los cuales existen medios de separación (6) para mantener la distancia relativa entre la articulación de la biela (5) y la articulación de la barra de detección (12, 13);

porque

los cojinetes (15A) correspondientes a las barras de detección están configurados para permitir un giro en el plano horizontal, con el fin de compensar el giro que experimentan las agujas (9) en dicho plano horizontal al ser abiertas o cerradas durante una maniobra del dispositivo de cambio de agujas;

porque

cada biela (5) tiene un primer extremo (5A) y un segundo extremo (5B), estando cada biela articulada para pivotamiento en el plano vertical en correspondencia con dicho primer extremo (5A), presentando cada biela (5), en correspondencia con dicho segundo extremo (5B), una protuberancia (16) configurada para encajar en una correspondiente escotadura (4) de la barra impulsora (1), de tal manera que cada biela (5) se mueva con la barra impulsora (1) cuando su protuberancia (16) está encajada en la respectiva escotadura (4) de la barra, arrastrando en su movimiento a la aguja (9);

porque

dicho segundo extremo (5B) está configurado para establecer presión contra una parte (17) de la caja de cerrojo (2) en una posición de encerrojamiento de la biela, con el fin de mantener la aguja (9) acoplada y fijada de manera segura contra la contraaguja (3) correspondiente;

porque

dicha escotadura (4) y/o dicha protuberancia (16) presenta una superficie inclinada configurada de manera que cuando la barra impulsora (1) se desplaza arrastrando una de las bielas (5) hacia la caja de cerrojo (2) correspondiente, al hacer tope la aguja (9) contra la contraaguja (3) correspondiente, una continuación del desplazamiento de la barra impulsora (1) provoca que el segundo extremo (5B) de la biela (5) pivote hacia arriba, hacia la posición de encerrojamiento;

porque

cada biela (5) presenta dos pestañas de guiado (18) a ambos lados de la biela (5) y en su zona inferior, configuradas para mantener la posición relativa de la biela (5) respecto a la barra impulsora (1), evitando que la biela se desalinee con respecto a la barra impulsora (1) debido a los desplazamientos longitudinales de origen térmico de la aguja (9);

y porque

cada una de las cajas de cerrojo (2) comprende una primera parte que está acoplada a la contraaguja (3) correspondiente, y una segunda parte (17) configurada para que la biela haga presión sobre la misma en la posición de encerrojamiento.

Dispositivo de accionamiento y encerrojamiento para un dispositivo de cambio de agujas ferroviario Campo técnico de la invención

La invención se engloba en el campo técnico de los sistemas y dispositivos de accionamiento y encerrojamiento cierre para cambios de agujas de cambios de vía ferroviarios. La invención puede resultar especialmente ventajosa en cambios de vía de altas prestaciones, tales como los de alta velocidad, cuya gran longitud de agujas hace necesario el poder absorber las dilataciones y contracciones de las mismas sin bloquear el sistema de posición del cambio de agujas.

Antecedentes de la invención

En los cambios de vía existen elementos móviles, tales como cambios de aguja, que permiten dar paso a las circulaciones ferroviarias alternativamente por una u otra vía que se bifurcan. A fin de garantizar la posición final de los elementos móviles y evitar posibles accidentes por descarrilamiento, existen sistemas mecánicos que permiten transmitir el movimiento desde el aparato de maniobra, manual o eléctrico, y que permiten además fijar de manera segura la posición final de dichos elementos móviles. En dichos elementos móviles es necesario fijar la posición de acoplamiento de uno de ellos (aguja acoplada) y la posición de desacoplamiento de otro de ellos, con suficiente espacio o entrecalle (aguja desacoplada), a fin de garantizar el paso seguro de las circulaciones ferroviarias.

Es necesario, por tanto, que al paso de las mencionadas circulaciones el elemento acoplado permanezca firmemente ajustado contra su contraaguja y el elemento desacoplado permanezca lo suficientemente abierto para que las pestañas de las ruedas ferroviarias no lo golpeen, produciendo daños o un movimiento intempestivo del

mismo.

El dispositivo encargado de realizar la misión de transmitir el movimiento del aparato de maniobra a las agujas y asegurar su posición final una vez realizada la maniobra de las mismas se denomina cerrojo. El cerrojo es típicamente movido por el motor o aparato de maniobra a través de un tirante de maniobra, el cual transmite un esfuerzo lineal desde el motor a una barra impulsora del cerrojo. Por otra parte, entre el motor de maniobra y las agujas existen habitual mente dos barras de detección, las cuales sirven para detectar si las agujas han alcanzado de manera correcta y segura su posición final, cuando se ha efectuado ya la maniobra.

Se conocen en el mundo ferroviario diversos tipos de cerrojos, que se comentan a continuación (no se describen en el presente documento aquellos sistemas que van integrados en el motor de maniobra y que, por tanto, no son exteriores al mismo).

Por una parte, se conocen los denominados "cerrojos de uña". En estos dispositivos, el movimiento del motor o aparato de maniobra se transmite a través del tirante de maniobra a una barra impulsora transversal al eje del aparato de vía en su vía directa (un aparato de vía tiene dos vías: una principal o directa, que suele ser recta y por la que se circula a más velocidad, y una secundaria o desviada que se bifurca de la anterior, con menor velocidad de tránsito), que mediante unos cajeados practicados en dicha barra impulsora mueve dos bielas articuladas directamente o mediante zunchos de unión a las agujas del aparato de vía. Dichas bielas deslizan en el interior de sendos elementos fijos que suelen denominarse cajas de cerrojo y que están unidos a las contraagujas. Al finalizar el movimiento de la biela hacia el exterior de su respectiva caja, el cajeado de la barra impulsora encerroja la biela en la caja de cerrojo, y la aguja queda firmemente ajustada sobre la contraaguja. En el lado contrario del cambio de agujas, la aguja abierta ha sido movida hacia el eje central del aparato de vía, arrastrada por la biela, a su vez movida hacia el eje central del aparato de vía por el cajeado de la barra impulsora. Mediante una adecuada combinación de distancia entre los cajeados de la barra impulsora, la amplitud de dichos cajeados y la carrera de la barra, se pueden conseguir diferentes grados de abertura de la aguja y seguridad de encerrojamiento.

En el cerrojo de uña tradicional, la biela gira en el plano horizontal. Los movimientos longitudinales de las agujas debido a las dilataciones y contracciones de origen térmico se absorben mediante zunchos rasgados de unión de la biela a la aguja, de tal modo que la articulación de la biela con el zuncho es deslizante, y permite el movimiento longitudinal de la aguja sin bloquear el funcionamiento del cerrojo.

El cerrojo de uña es un elemento ampliamente conocido en el mundo ferroviario y destaca por su funcionamiento simple y facilidad de fabricación, pero tiene algunos inconvenientes:

Al realizarse el giro o pivotamiento de la biela en el plano horizontal, tanto los vástagos de la bielas como la barra impulsora están en el mismo plano horizontal, y deben deslizar ambos por la ranuras de las cajas de cerrojo. Por ello, las cajas de cerrojo deben de disponer de una anchura considerable en la práctica, en muchos casos alrededor de 140 mm. Dicha anchura, unida a la necesidad de disponer de suficiente espacio para el tirante de maniobra, las barras de detección y espacio adicional para poder introducir herramientas de montaje y desmontaje de los elementos del cerrojo, tiene como consecuencia que el espacio horizontal necesario para poder montar el cerrojo de uña y los dispositivos asociados sea considerable. Los cerrojos se pueden montar

entre dos traviesas normales del cambio de agujas, aunque la última tendencia es montar los cerrojos y sus elementos asociados dentro de lo que se denomina "traviesas cajón", que permiten el bateo mecánico de la zona donde se monta el cerrojo sin tener que desmontar el mismo. La configuración ideal de la traviesa cajón es que tenga las mismas dimensiones exteriores que una traviesa del aparato de vía, a fin de facilitar las operaciones de bateo mecánico de dicha zona del aparato, y a fin de no provocar variaciones de la elasticidad vertical del desvío, que pudieran provocar efectos dinámicos indeseados al paso de las circulaciones ferroviarias. Con el estado de la técnica actual de los cerrojos de uña, este objetivo es difícil de conseguir, disponiendo las traviesas cajón destinadas a alojar el cerrojo de uña generalmente de una anchura mayor que las traviesas normales del desvío, ocasionando los inconvenientes antes mencionados.

En el cerrojo de uña convencional, en las operaciones de mantenimiento el control de la holgura entre la aguja y la contraaguja se efectúa normalmente mediante amolado manual o recargue mediante soldadura, del extremo de la biela o bien de la zona de la caja del cerrojo donde el extremo de la biela queda acoplado con la caja. La operación de ajuste, al ser una labor de tipo manual, no garantiza unos resultados óptimos del ajuste del cerrojo, especialmente si se realiza en la propia traza de la vía. Por otro lado, este sistema de ajuste tiende a producir al cabo de un tiempo en servicio holguras, siendo, por tanto, un sistema con gran necesidad de mantenimiento.

Por otra parte, se conocen los denominados "cerrojos de pestillo vertical". El principio de funcionamiento de estos cerrojos es similar al del cerrojo de uña. Las bielas son sustituidas por sendos pestillos que cumplen la misma misión, pero que se mueven en un plano vertical, accionados por una barra impulsora transversal a la vía directa del aparato de vía, situada en dicho plano vertical. Las denominadas "cajas de cerrojo" (o "elementos fijos de cerrojo") tienen sendas aberturas o ranuras verticales a fin de que deslicen, en dichas ranuras, tanto el correspondiente pestillo como la barra impulsora. Para absorber los desplazamientos longitudinales de las agujas debidos a las dilataciones y contracciones de origen térmico, la abertura interior de las cajas de cerrojo dispone de una anchura mayor, en dirección del eje de la contraaguja del aparato de vía, que el espesor de la barra impulsora y la biela, de tal manera que ambas se puedan mover longitudinalmente - es decir, en la dirección del eje de la vía- arrastradas por los movimientos de origen térmico de las agujas, evitando así que el mecanismo de encerrojamiento se bloquee en el momento de realizar la maniobra de las agujas. Este tipo de cerrojo presenta, al menos, dos inconvenientes:

Por un lado la caja de cerrojo presenta una mayor anchura en su interior que la anchura de la barra, con el fin de poder absorber en su interior el movimiento longitudinal del pestillo y la barra impulsora, siendo esta anchura un factor crítico para la integración de dicho cerrojo en espacios restringidos como son las traviesas cajón, las cuales, en su configuración ideal, deben tener la misma anchura que las traviesas normales.

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1- Dispositivo de accionamiento y encerrojamiento para un dispositivo de cambio de agujas ferroviario, que

comprende:

dos cajas de cerrojo (2) configuradas para estar unidas a sendas contraagujas (3) del dispositivo de cambio de agujas, teniendo cada caja de cerrojo (2) una abertura interior (2A);

una barra impulsora (1) que se extiende entre dichas cajas de cerrojo (2) y que está dispuesta para deslizarse en una dirección sustancialmente transversal a una vía de tren, en dichas aberturas interiores (2A);

dos bielas (5), estando dichas bielas (5) configuradas para estar unidas a sendas agujas (9) del dispositivo de cambio de agujas, estando cada biela (5) dispuesta para desplazarse en dicha dirección transversal en la abertura interior (2A) de una de dichas cajas de cerrojo (2), estando dichas bielas (5) dispuestas para ser desplazadas impulsadas por dicha barra impulsora (1), entre una posición de acoplamiento en la que la biela (5) mantiene la correspondiente aguja (9) acoplada a la correspondiente contraaguja (3), y una posición de desacoplamiento en la que la biela mantiene la correspondiente aguja (9) a una distancia predeterminada de la correspondiente contraaguja (3), estando dichas bielas (5) dispuestas de manera que pueden pivotar en un plano vertical;

caracterizado porque

cada una de dichas bielas (5) está configurada para estar unida a la aguja (9) correspondiente a través de una unión de deslizamiento (7, 8) configurada para permitir que la aguja (9) se deslice en una dirección longitudinal de la aguja, con respecto a la biela (5);

porque

la unión de deslizamiento entre cada biela (5) y la correspondiente aguja (9) comprende un primer zuncho (7) acoplado en una guía (8) longitudinal unida a dicha aguja (9) de manera que dicho primer zuncho (7) puede deslizarse a lo largo de dicha guía (8), estando dicho primer zuncho (7) acoplado a la biela (5);

porque

cada biela (5) está acoplada al primer zuncho (7) correspondiente mediante un eje de articulación (14) horizontal de manera que dicha biela (5) puede pivotar en el plano vertical alrededor de dicho eje de articulación (14);

porque

el dispositivo adicionalmente comprende dos barras de detección (12, 13), estando cada una de dichas barras de detección acoplada a uno de dichos primeros zunchos (7);

porque

cada una de dichas barras de detección (12, 13) está articulada, mediante un segundo zuncho (11A, 11B) correspondiente, en dicho eje de articulación (14) del primer zuncho (7) correspondiente, de manera que tanto la biela (5) como la barra de detección (12, 13) están articuladas en el primer zuncho (7) correspondiente mediante un mismo eje de articulación (14) común, permitiendo dicho eje de articulación (14) el pivotamiento, en el plano vertical, tanto de la barra de detección (12, 13) como de la biela (5);

porque

tanto las bielas (5) como la barras de detección (12, 13), a través de los segundos zunchos (11 A, 11 B), se articulan sobre el respectivo eje de articulación (14), mediante cojinetes (15A, 15B) entre los cuales existen medios de separación (6) para mantener la distancia relativa entre la articulación de la biela (5) y la articulación de la barra de detección (12, 13);

porque

los cojinetes (15A) correspondientes a las barras de detección están configurados para permitir un giro en el plano horizontal, con el fin de compensar el giro que experimentan las agujas (9) en dicho plano horizontal al ser abiertas o cerradas durante una maniobra del dispositivo de cambio de agujas;

porque

cada biela (5) tiene un primer extremo (5A) y un segundo extremo (5B), estando cada biela articulada para pivotamiento en el plano vertical en correspondencia con dicho primer extremo (5A), presentando cada biela (5), en correspondencia con dicho segundo extremo (5B), una protuberancia (16) configurada para encajar en

una correspondiente escotadura (4) de la barra impulsora (1), de tal manera que cada biela (5) se mueva con la barra Impulsora (1) cuando su protuberancia (16) está encajada en la respectiva escotadura (4) de la barra, arrastrando en su movimiento a la aguja (9);

porque

dicho segundo extremo (5B) está configurado para establecer presión contra una parte (17) de la caja de cerrojo (2) en una posición de encerrojamiento de la biela, con el fin de mantener la aguja (9) acoplada y fijada de manera segura contra la contraaguja (3) correspondiente;

porque

dicha escotadura (4) y/o dicha protuberancia (16) presenta una superficie inclinada configurada de manera que cuando la barra impulsora (1) se desplaza arrastrando una de las bielas (5) hacia la caja de cerrojo (2) correspondiente, al hacer tope la aguja (9) contra la contraaguja (3) correspondiente, una continuación del desplazamiento de la barra impulsora (1) provoca que el segundo extremo (5B) de la biela (5) pivote hacia arriba, hacia la posición de encerrojamiento;

porque

cada biela (5) presenta dos pestañas de guiado (18) a ambos lados de la biela (5) y en su zona inferior, configuradas para mantener la posición relativa de la biela (5) respecto a la barra impulsora (1), evitando que la biela se desalinee con respecto a la barra impulsora (1) debido a los desplazamientos longitudinales de origen térmico de la aguja (9);

y porque

cada una de las cajas de cerrojo (2) comprende una primera parte que está acoplada a la contraaguja (3) correspondiente, y una segunda parte (17) configurada para que la biela haga presión sobre la misma en la posición de encerrojamiento.

2.- Dispositivo según la reivindicación 1, en el que dicha segunda parte (17) es desplazable con respecto a dicha primera parte de la caja de cerrojo (2), de forma ajustable mediante un perno excéntrico (19).

3 - Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, en el que dicha segunda parte (17) está constituida por un material

resistente al desgaste, preferentemente acero duro.

4 - Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que en paredes laterales y/o inferiores de

dicha abertura interior (2A) de la caja de cerrojo (2) existe al menos una placa (20A, 20B, 20C) de material resistente al desgaste, preferentemente acero duro.

- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la barra impulsora (1) dispone de

insertos metálicos (21) de material resistente al desgaste, preferentemente acero duro, en bordes de las escotaduras (4).

6 - Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos algunas de las superficies de

contacto entre la barra impulsora (1), las bielas (5) y las cajas de cerrojo (2) están recubiertas de un recubrimiento de lubricante sólido.

7 - Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos algunas de las superficies de

contacto entre los zunchos (7) y las guías (8) están recubiertas de un recubrimiento de lubricante sólido.