Eje de ancho variable para vehículos ferroviarios y su sistema automático de identificación y localización.

La invención se refiere a un eje de ancho variable para vagones y máquinas de tren,

que facilita una diversidad de cambios de ancho de vía en este tipo de vehículos y que utiliza para dicho cambio de vía un sistema de vías convergentes de transición, comprendiendo unos medios de frenado desplazables con las ruedas, unos medios de enclavamiento y desenclavamiento que permite el bloqueo o desplazamiento axial de dichas ruedas sobre el eje, y unos medios para la localización del eje cuando pasa por un punto determinado. Dicho eje no precisa para la operación de cambio de ancho de vía, la liberación de carga sobre el eje, suspendiendo los vagones y/o máquina en el momento de dicho cambio.

Eje de ancho variable para vehículos ferroviarios y su sistema automático de identificación y localización.

Objeto de la Invención.

Más concretamente la invención se refiere a un eje de ancho variable para vagones y máquinas de tren, dotado de medios de localización y de frenado en el propio eje, bien sea conducido o eje motriz, y que no precisa para la operación de cambio de ancho de vía, la liberación de carga sobre el eje, suspendiendo los vagones y/o máquina en el momento de dicho cambio.

Otro de los objetos de la invención es permitir el paso automático y sin detenerse, por una frontera ferroviaria, y sin intervención humana alguna.

Estado de la Técnica.

Existen en este sector industrial varias soluciones para que vagones y maquinas de tren puedan adaptar la anchura entre ruedas, derecha e izquierda, a distintos valores, normalmente cuando se trata de atravesar países cuyo "ancho de vía" es diferente en un país del siguiente, y por tanto en los límites fronterizos o bien en sus inmediaciones se disponen de instalaciones para proceder a dicho cambio.

Cuando se debe proceder al cambio de ancho, habitualmente se viene descargando los vagones mediante la operación de suspender los vagones sin levantarlos, de manera que los ejes de los mismos queden libres de la presión correspondiente de la carga del vagón más el propio peso del mismo, y el desenclavado del mecanismo correspondiente sea más fácil, al estar sometido a un menor esfuerzo al haberse disminuido la carga total que soporta.

En la actualidad existen en servicio, y por tanto pueden considerarse como estado de la técnica, los siguientes sistemas de cambio de ancho ferroviario:

- El sistema TALGO, empleado desde hace muchos años para trenes de viajeros, en este sistema la característica principal es que los vagones se desplazan por un sistema de carriles que necesariamente tienen que descargar las ruedas del peso del propio tren del peso correspondiente a los pasajeros y equipajes, para que unos medios mecánicos puedan desplazar las ruedas del peso del tren a la nueva posición, bloqueándolos en esta última. Como que realmente no se trata propiamente de un eje, carece del necesario centrado en vía y roza contra ella, produciendo incendios en los arbustos próximos.

El sistema TALGO no tiene una versión para el servicio de mercancías, hasta el presente TALGO ha fabricado una versión motriz de su eje de ancho variable, para los dos anchos RENFE y UIC para la vía del AVE.

- Sistema BRAVA de la "Compañía Auxiliar de Ferrocarriles", consistente en sistema de dos ejes de ancho variable montados solidariamente en un bogie. El sistema está en servicio en trenes de viajeros que circulan por vías RENFE y vías UIC, las del AVE. Este sistema no está en servicio en trenes de mercancías, entre otras causas porque al igual que el sistema TALGO, se tiene que descargar las ruedas para proceder al cambio de ancho de vía.

- Sistema DR V, también llamado el eje alemán desarrollado en la Alemania Oriental, sirve para dos anchos UIC y CEI, y permite el cambio de ancho de vía bajo carga, y hasta la fecha no ha sido puesto en servicio ni como tren de viajeros ni de mercancías.

Finalidad de la Invención.

Es una finalidad de la invención un eje ferroviario de ancho variable de carácter universal que facilita una diversidad de cambios de ancho de vía en vehículos ferroviarios y también en las máquinas propulsoras en caso necesario, merced al empleo de un nuevo mecanismo para el cambio del ancho de dicho eje, que permite el paso automático de estos vehículos ferroviarios y/o maquinas propulsoras por una frontera ferroviaria de anchos distintos sin que se precise su detención y descargar, posibilitando de esta manera la circulación continua por líneas de dos o más anchos de vía distintos, pudiendo adaptarse dicho eje a los anchos de vía que precise cualquier Administración Ferroviaria, aunque sean distintos una de otra.

Otra de las finalidades de la invención es dotar al eje de ancho variable de medios de frenado integrados en el mismo eje, los cuales, a la vez que facilitan la modificación de la velocidad del tren, puedan desplazarse cuando exista una variación en el ancho del eje, de manera que los esfuerzos de frenado no pasen a través del mecanismo del cambio de ancho del eje, aplicando la fuerza de frenado sobre el eje en vez de en la rueda.

Adicionalmente, otra de las finalidades de la presente invención es la inclusión en el eje de medios de localización del mismo, y por tanto del vagón y/o máquina, al estar montados dichos medios al eje.

Otra de las finalidades de la invención es un procedimiento de identificación y localización, en un punto determinado, basado en las características de los transpondedores de frecuencia de vehículos ferroviarios; esto es pequeñas pastillas que se adhieren en determinados puntos del eje, y que contestan con un código determinado que identifican los mismos, cuando reciben una radiofrecuencia emitida por unas antenas especiales establecidas en las vías, con lo que se espera hacer posible que compañías de alquiler de vagones, puedan en primer lugar saber en que punto se encuentran dichos vagones y/o máquinas, y en que momento (día, mes, año) por ejemplo, y en segundo lugar el uso real del vagón (recorrido) realizado por el mismo.

Descripción de la Invención.

El eje de ancho variable de la invención, que facilita una diversidad de cambios de ancho de vía en vehículos ferroviarios y que utiliza para dicho cambio de vía un sistema de vías convergentes de transición, comprende unos medios de frenado desplazables con las ruedas formado por unos discos solidarios a una cubierta cilindrica exterior unida a las ruedas, unos medios de enclavamiento y desenclavamiento de las ruedas situados en la parte interior de dicha cubierta que permite el bloqueo o desplazamiento axial de dichas ruedas sobre su eje, y unos medios de localización del eje cuando pasa por un punto determinado.

El eje en esencia presenta un cuerpo sensiblemente cilindrico en cuyos extremos se montan las ruedas que se desplazan axialmente a lo largo de dicho eje, y con el que giran siempre solidariamente debido a unos medios de unión.

Las ruedas, merced a su especial configuración, permiten junto con el mecanismo de bloqueo o desplazamiento y el sistema de vías convergentes de transición, el desplazamiento axial de las mismas respecto del eje alrededor del cual giran.

Las ruedas presentan dos bandas de rodaduras en su zona perimetral. Una primera banda está dispuesta hacia fuera y tiene el perfil normal empleado en los ferrocarriles, que presenta una conicidad o inclinación en su superficie que al apoyarse sobre los carriles origina fuerzas que tienden a disminuir el ancho de las ruedas. Dicha primera banda presenta el punto más bajo de su plano inclinado mirando hacia el interior de la vía, punto del que nace una zona saliente respecto a la anterior de perfil cóncavo, a modo de llanta.

La segunda banda de rodadura es de menor diámetro y está situada en el lado interno de la zona perimetral, y tiene una conicidad o inclinación en su superficie de sentido contrario al de la primera banda de rodadura, de manera que cuando se apoye sobre un contracarril origina fuerzas sobre las ruedas que tienden a aumentar el ancho entre estas.

Adicionalmente, las ruedas presentan en su cara interior y por su zona central una extensión cilindrica que rodea al eje, en cuya superficie exterior se inserta un primer casquillo que se solidariza a dicha extensión por medios convencionales, presentando la superficie cilindrica exterior de dicho primer casquillo una serie de rebajes anulares espaciados entre sí a una distancia que se calcula en función de las longitudes de los distintos anchos de vía a los cuales se desea cambiar el eje.

El mecanismo que permite el bloqueo o desplazamiento axial de las ruedas en el eje está formado por unos medios de enclavamiento y desenclavamiento, que trabajan en colaboración con los rebajes anulares que están dispuestos en el primer casquillo. Dichos medios están formados por un collar circular y un segundo casquillo cilindrico. El collar circular está solidarizado al eje y del mismo emergen perpendicularmente una serie de brazos cuyos extremos son acodados en forma de garras, de manera que cuando el eje está enclavado en una anchura de vía determinada los brazos del collar quedan dispuestos alrededor del primer casquillo, y las garras quedan insertadas en toda la periferia de uno de los rebajes anulares que presenta dicho casquillo.

Rodeando al collar circular y sus brazos se dispone un segundo casquillo cilindrico pretensado, que presenta un extremo en forma de cuña el que...

1a -"EJE DE ANCHO VARIABLE PARA VEHÍCULOS FERROVIARIOS Y SU SISTEMA AUTOMATICO DE IDENTIFICACIÓN Y LOCALIZACIÓN" de los que comprenden ruedas montadas sobre sus ejes, que facilita una diversidad de cambios de ancho de vía en vehículos ferroviarios y que utiliza para dichos cambios de vías un sistema de vías convergentes de transición que de forma continua irán cambiando de ancho, enlazando las dos vías de distinta anchura, efectuándose el cambio de ancho de ruedas por quedar estas guiadas por el carril y contracarril dispuestos en la forma descrita caracterizado en que el eje (10) incorpora unos medios de frenado (50) desplazables con las ruedas, formado por unos discos (51) solidarios a una cubierta cilíndrica exterior (34) solidaria las ruedas (20), unos medios de enclavamiento y desenclavamiento de las ruedas (20) situados en la parte interior de dicha cubierta cilíndrica exterior (34) adaptados para permitir el bloqueo o desplazamiento axial de dichas ruedas (20) sobre su eje (10), y unos medios de localización del eje (10) cuando pasa por un punto determinado.

2a -"EJE DE ANCHO VARIABLE PARA VEHÍCULOS FERROVIARIOS Y SU SISTEMA AUTOMATICO DE IDENTIFICACIÓN Y LOCALIZACIÓN" según la 1a reivindicación caracterizado en que los medios de frenado (50) comprenden además de los discos (51) fijados a la cubierta cilíndrica exterior (34) por cordón de soldadura (52), unas pastillas (53) accionadas por unos brazos (54), pivotando los mismos respecto de unos semi-ejes (55).

3a -"EJE DE ANCHO VARIABLE PARA VEHÍCULOS FERROVIARIOS Y SU SISTEMA AUTOMATICO DE IDENTIFICACIÓN Y LOCALIZACIÓN" según las anteriores reivindicaciones caracterizado en que los brazos (54) podrán girar alrededor de los semi-ejes (55) impulsados mediante medios neumáticos eléctricos y/o hidráulicos.

4a -"EJE DE ANCHO VARIABLE PARA VEHÍCULOS FERROVIARIOS Y SU SISTEMA AUTOMATICO DE IDENTIFICACIÓN Y LOCALIZACIÓN" según la 1a reivindicación

caracterizado en que cuando el eje (10) se aplica a una locomotora incorpora además al

cuerpo cilíndrico (10.1) del eje (10), una corona dentada (12) unida a dicho eje (10) mediante un soporte (13), de forma que el motor eléctrico o de combustión de la máquina de tren transmite la fuerza de su eje motriz mediante un piñón de ataque (14), engranando dicho piñón de ataque (13 con la corona dentada (12).

5a -"EJE DE ANCHO VARIABLE PARA VEHÍCULOS FERROVIARIOS Y SU SISTEMA AUTOMATICO DE IDENTIFICACIÓN Y LOCALIZACIÓN" según la 1a reivindicación

caracterizado en que las ruedas (20) presentan en su cara interior y por su zona central una extensión cilíndrica (24) que rodea al eje (10), en cuya superficie exterior se inserta un primer casquillo (25) que se solidariza a dicha extensión (24), presentando la superficie cilíndrica exterior de dicho primer casquillo (25) una serie de rebajes anulares (26) espaciados entre sí a una distancia que se calcula en función de las longitudes de los distintos anchos de vía a los cuales se desea cambiar el eje.

6a -"EJE DE ANCHO VARIABLE PARA VEHÍCULOS FERROVIARIOS Y SU SISTEMA AUTOMATICO DE IDENTIFICACIÓN Y LOCALIZACIÓN" según la 1a y 5 reivindicaciones, caracterizado en que medios de enclavamiento y desenclavamiento (30), trabajan en

colaboración con los rebajes anulares que están dispuestos en el primer casquillo (25), estando formados dichos medios por un collar circular (31) y un segundo casquillo cilíndrico (32) pretensado, donde el collar circular(31) está solidarizado al eje y del mismo emergen perpendicularmente una serie de brazos(31.1) cuyos extremos son acodados en forma de garras (31.2), de manera que cuando el eje está enclavado en una anchura de vía determinada los brazos (31.1) del collar (31) quedan dispuestos alrededor del primer casquillo (25), y las

garras (31.2) quedan insertadas en toda la periferia de uno de los rebajes anulares (26) que presenta dicho primer casquillo (25).

7a -"EJE DE ANCHO VARIABLE PARA VEHÍCULOS FERROVIARIOS Y SU SISTEMA AUTOMATICO DE IDENTIFICACIÓN Y LOCALIZACIÓN" según la 6a reivindicación, caracterizado en que el segundo casquillo cilindrico (32) pretensado se dispone rodeando al collar circular (31) y sus brazos (31.1), y dicho segundo casquillo (32) presenta un extremo en forma de cuña (32.1) el que coincide en posición con las garras (31.2) del collar circular (31), ajustándose dicho segundo casquillo (32) exteriormente a dicho collar (31) impidiendo que las garras (31.2) puedan salirse del rebaje anular (26), estando su otro extremo más interior (32.3) rodeando al eje (10).

8a -"EJE DE ANCHO VARIABLE PARA VEHÍCULOS FERROVIARIOS Y SU SISTEMA AUTOMATICO DE IDENTIFICACIÓN Y LOCALIZACIÓN" según la reivindicaciones 6 y 7, caracterizado porque el segundo casquillo cilindrico (32) a su vez se mantiene en su posición de bloqueo o enclavamiento, presionando las garras (31.2) del collar (31), merced a unos medios elásticos (33) tales como unos muelles cuya fuerza de expansión y compresión permite la separación y/o aproximación del extremo en cuña (32.1) del segundo casquillo (32) a las garras (31.2) de collar (31), y consecuentemente, de estas últimas sobre los rebajes anulares(26) previstos en el primer casquillo (25), enclavando y desenclavando el eje de forma selectiva.

9a -"EJE DE ANCHO VARIABLE PARA VEHÍCULOS FERROVIARIOS Y SU SISTEMA AUTOMATICO DE IDENTIFICACIÓN Y LOCALIZACIÓN" según la 1a reivindicación caracterizado en que los medios de localización del eje (10) comprenden al menos un transpondedor de frecuencia (61) solidarizado al eje (10), un punto de detección de paso del eje formado por dos sensores (62-63) establecidos próximos a las vias y conectados estos con una central de control (64), adaptado dicho transpondedor (61) para contestar a un código determinado que los identifica cuando recibe una señal de radiofrecuencia de los sensores (62 y 63).