Unidad de vehículo ferroviario con mecanismo articulado de tracción.

Una unidad de vehículo ferroviario, que comprende

- un chasis (104,

204) del tren de rodadura de un mecanismo de tren de rodadura,

- un componente soportado del vehículo (111), y

- un elemento de mecanismo articulado de tracción (112.1);

- definiendo el citado chasis (104; 204) del tren de rodadura una dirección longitudinal, una dirección transversal y una dirección en altura;

- siendo el citado chasis (104, 204) del tren de rodadura sustancialmente en forma de H y comprendiendo dos vigas longitudinales (104.2) y una viga transversal (104.1; 204.1) que proporciona una conexión estructural entre las citadas vigas longitudinales (104.2) en la citada dirección transversal;

- estando soportado el citado componentes de vehículo soportado (111) sobre el citado chasis (104, 204) del tren de rodadura por medio de una unidad de resorte;

- estando conectados el citado componente de vehículo soportado (111) y el citado chasis (104; 204) del tren de rodadura en la citada dirección longitudinal por medio del citado elemento de mecanismo articulado de tracción (112.1), un primer extremo del citado elemento de mecanismo articulado de tracción (112.1) en una primera localización de articulación está articulado al citado chasis (104; 204) del tren de rodadura y un segundo extremo del citado elemento de mecanismo articulado de tracción (112.1) en una segunda localización de articulación está articulado al citado componente de vehículo soportado (111);

- siendo la citada viga transversal (104.1; 204.1) un elemento sustancialmente con forma de caja formado por una pluralidad de elementos de pared (104.3 a 104.6; 204.3 a 204.6);

que se caracteriza porque

- el citado elemento de mecanismo articulado de tracción (112.1) se recibe dentro de la citada viga transversal (104.1; 204.1) y está conectado a un elemento de consola (113);

- el citado elemento de consola (113) se extiende dentro de la citada viga transversal (104.1; 204.1) y está conectado al citado componente de vehículo soportado (111).

Unidad de vehículo ferroviario con mecanismo articulado de tracción Antecedentes de la invención La presente invención se refiere a una unidad de vehículo ferroviario, como se conoce por el documento GB -PS

1.057.237 (Travilla) , que comprende un chasis del tren de rodadura de un mecanismo de tren de rodadura, un componente de vehículo soportado, y un elemento de mecanismo articulado de tracción, definiendo el chasis del tren de rodadura una dirección longitudinal, una dirección transversal y una dirección de altura. El chasis del tren de rodadura es sustancialmente en forma de H y comprende dos vigas longitudinales y una viga transversal en forma de caja que proporciona una conexión estructural entre las vigas longitudinales en la dirección transversal. El componente de vehículo soportado está soportado sobre el chasis del tren de rodadura por medio de una unidad de resorte. El componente de vehículo soportado y el chasis del tren de rodadura están conectados en la dirección longitudinal por medio del elemento de mecanismo articulado de tracción, estando articulado un primer extremo del elemento de mecanismo articulado de tracción, en una primera localización de articulación, al chasis del tren de rodadura y estando articulado un segundo extremo del elemento de mecanismo articulado de tracción, en una segunda localización de articulación, al componente de vehículo soportado. La presente invención se refiere, además a un vehículo ferroviario que comprende una unidad de vehículo ferroviario de este tipo.

El documento EP 0 831 003 B1 (Bohms et al.) desvela un denominado bogie o boge de Jacobs, en el que el mecanismo articulado de tracción está conectado a un brazo vertical de un acoplamiento usado para acoplar los extremos de las dos cajas de los vagones soportados sobre el bogie. La articulación del mecanismo articulado de tracción al chasis del bogie se encuentra situada entre dos vigas transversales generalmente en forma de caja de tren de rodadura, proporcionando la viga transversal con forma de caja que realiza una interfaz con el mecanismo articulado de tracción suficiente solidez y resistencia a la flexión para aceptar las (considerables) cargas introducidas a través del mecanismo articulado de tracción.

Una colocación de este tipo del mecanismo articulado de tracción en un nivel bajo (en la dirección en altura) tiene ciertas ventajas con respecto a la introducción de las fuerzas de reacción de la caja del vagón en el bogie producidas por las fuerzas de tracción y de frenado. En particular, una configuración de este tipo es beneficiosa en términos de descarga reducida de las ruedas individuales en estas ocasiones.

Una configuración de este tipo con un mecanismo articulado de tracción situado en baja entre dos vigas transversales puede ser fácilmente factible en un bogie de Jacobs de este tipo, debido a su generalmente gran dimensión en la dirección longitudinal que proporciona un espacio suficiente entre las dos vigas transversales. Sin embargo, en un bogie generalmente más corto como los que soportan una única caja de vagón se produce el problema de que no hay espacio suficiente entre las dos vigas transversales para la colocación del mecanismo articulado que es comparativamente largo. Además, una configuración de este tipo con dos vigas transversales tiene la desventaja de que es comparativamente pesada lo que se añade al peso total del bogie. Un alto peso de este tipo, entre otras cosas, es desventajoso en término de las propiedades dinámicas del vehículo, en particular a altas velocidades.

Otro tipo de conexión adicional entre un mecanismo de tren de rodadura y una caja de vagón es conocido, por ejemplo, por el documento DE 37 01 424 A1 (Weigel) . Aquí, para un bogie de este tipo generalmente más corto que soporta una única caja de vagón, se elige una disposición de pivote de giro compacto longitudinalmente. Sin embargo, aquí también, dos vigas transversales están soportando los elementos de tope que cooperan con el pivote de giro lo cual, de nuevo, presenta las desventajas que se refieren al peso total del bogie. Además, existe una holgura considerable entre la caja de vagón y el bogie en la dirección longitudinal, lo cual es desventajoso en términos de las propiedades de marcha del vehículo, en particular a altas velocidades.

Sumario de la invención Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar una unidad de vehículo ferroviario como se ha descrito más arriba que, al menos hasta cierto punto, supere las desventajas que se han citado más arriba. Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar una unidad de vehículo ferroviario que proporcione mejores propiedades dinámicas en una configuración general de peso ligero y de ahorro de espacio.

Los objetos anteriores se consiguen comenzando en una unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 por las características de la parte caracterizadora de la reivindicación 1.

La presente invención está basada en la enseñanza técnica de que la mejora del comportamiento dinámico del mecanismo de tren de rodadura, en particular a altas velocidades, se puede conseguir con una configuración general de peso ligero y de ahorro de espacio, si el elemento de mecanismo articulado de tracción está integrado o recibido, respectivamente, en el interior de una única viga transversal formada como un elemento sustancialmente en forma de caja por una pluralidad de elementos de pared. Se ha encontrado que una única viga transversal en forma de caja puede ser diseñada adecuadamente para soportar las considerables cargas introducidas por medio de la articu

lación del elemento de mecanismo articulado de tracción en su interior. Por lo tanto, puesto que se pueden evitar las dos vigas transversales, se consigue un diseño muy compacto y de peso ligero, relajando, en cierta medida, los estrictos requisitos de espacio de construcción dentro de un mecanismo de tren de rodadura moderno, en particular para una aplicación de alta velocidad. Por otra parte, una configuración de este tipo, permite conseguir los efectos beneficiosos de un mecanismo articulado de tracción sustancialmente sin holgura en un nivel de altura muy bajo, como se ha esbozado inicialmente.

Por lo tanto, de acuerdo con un aspecto, la presente invención se refiere a una unidad de vehículo ferroviario que comprende un chasis del tren de rodadura de un mecanismo de tren de rodadura, un componente de vehículo soportado, y un elemento de mecanismo articulado de tracción, definiendo el chasis del tren de rodadura una dirección longitudinal, una dirección transversal y una dirección de altura. El chasis del tren de rodadura es sustancialmente en forma de H y comprende dos vigas longitudinales y una viga transversal que proporciona una conexión estructural entre las vigas longitudinales en la dirección transversal. El componente de vehículo soportado está soportado sobre el chasis del tren de rodadura por medio de una unidad de resorte. Además, el componente de vehículo soportado y el chasis del tren de rodadura están conectados en la dirección longitudinal por medio del elemento de mecanismo articulado de tracción, estando articulado un primer extremo del elemento de mecanismo articulado de tracción en una primera localización de articulación al chasis del tren de rodadura y estando articulado un segundo extremo del elemento de mecanismo articulado de tracción en una segunda localización de articulación al componente de vehículo soportado. La viga transversal es un elemento sustancialmente en forma de caja formado por una pluralidad de elementos de pared, siendo recibido el elemento de mecanismo articulado de tracción dentro de la viga transversal y estando conectado a un elemento de consola. El elemento de consola se extiende dentro de la viga transversal y está conectado al componente de vehículo soportado.

Se podrá apreciar que la conexión estructural entre las dos vigas longitudinales, además de la viga transversal, puede ser proporcionada por otros componentes estructurales adicionales. Preferiblemente, sin embargo, al menos en el área central (longitudinalmente) , la única viga transversal forma una única conexión estructural entre las dos vigas longitudinales de tal manera que se consigue una configuración muy compacta y de peso ligero. Por lo tanto, preferiblemente, la viga transversal está formada por un elemento de pared frontal, un elemento de pared trasera, un elemento de pared superior y un elemento de pared inferior, en el área de la viga transversal, la conexión estructural entre las vigas longitudinales está provista exclusivamente por medio del elemento de pared frontal, el elemento de pared trasera, el elemento de pared superior... [Seguir leyendo]

1. Una unidad de vehículo ferroviario, que comprende

-un chasis (104, 204) del tren de rodadura de un mecanismo de tren de rodadura,

-un componente soportado del vehículo (111) , y

- un elemento de mecanismo articulado de tracción (112.1) ;

-definiendo el citado chasis (104; 204) del tren de rodadura una dirección longitudinal, una dirección transversal y una dirección en altura;

-siendo el citado chasis (104, 204) del tren de rodadura sustancialmente en forma de H y comprendiendo dos vigas longitudinales (104.2) y una viga transversal (104.1; 204.1) que proporciona una conexión 10 estructural entre las citadas vigas longitudinales (104.2) en la citada dirección transversal;

-estando soportado el citado componentes de vehículo soportado (111) sobre el citado chasis (104, 204) del tren de rodadura por medio de una unidad de resorte;

-estando conectados el citado componente de vehículo soportado (111) y el citado chasis (104; 204) del tren de rodadura en la citada dirección longitudinal por medio del citado elemento de mecanismo articu15 lado de tracción (112.1) , un primer extremo del citado elemento de mecanismo articulado de tracción

(112.1) en una primera localización de articulación está articulado al citado chasis (104; 204) del tren de rodadura y un segundo extremo del citado elemento de mecanismo articulado de tracción (112.1) en una segunda localización de articulación está articulado al citado componente de vehículo soportado (111) ;

- siendo la citada viga transversal (104.1; 204.1) un elemento sustancialmente con forma de caja formado por una pluralidad de elementos de pared (104.3 a 104.6; 204.3 a 204.6) ;

que se caracteriza porque

-el citado elemento de mecanismo articulado de tracción (112.1) se recibe dentro de la citada viga transversal (104.1; 204.1) y está conectado a un elemento de consola (113) ;

- el citado elemento de consola (113) se extiende dentro de la citada viga transversal (104.1; 204.1) y está conectado al citado componente de vehículo soportado (111) .

2. La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con la reivindicación 1, en la que

-la citada viga transversal (104.1; 204.1) está formada por un elemento de pared frontal (104.3; 204.3) , un elemento de pared trasera (104.4; 204.4) , un elemento de pared superior (104.5; 204.5) y un ele30 mento de pared inferior (104.6; 204.6) ;

-en el área de la citada viga transversal (104.1; 204.1) , la citada conexión estructural entre las citadas vigas longitudinales (104.2) es proporcionada exclusivamente por medio del citado elemento de pared frontal (104.3; 204.3) , el citado elemento de pared trasera (104.4; 204.4) , el citado elemento de pared superior (104.5; 204.5) y el citado elemento de pared inferior (104.6; 204.6) .

3. La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con la reivindicación 2, en la que

-el citado elemento de pared frontal (104.3; 204.3) y / o el citado elemento de pared trasera (104.4; 204.4) están formados exclusivamente por un elemento de chapa de metal;

-el citado elemento de chapa de metal, en particular, es un elemento de capa única.

4. La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que - la citada viga transversal (104.1; 204.1) , en la región del citado elemento de mecanismo articulado de tracción (112.1) , tiene una sección saliente longitudinalmente (104.12, 104.13) dentro de al menos una de entre una sección de pared frontal y una sección de pared trasera;

-la citada sección saliente (104.12, 104.13) , en particular en la citada dirección longitudinal, proporciona una distancia longitudinal máxima entre la citada sección de pared frontal y la citada sección de pared

trasera que es del 105% al 130%, preferiblemente del 110% al 120%, más preferiblemente del 110% al 115%, de la distancia longitudinal mínima entre la citada sección de pared frontal y la citada sección de pared trasera. 12

5. La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que

- la citada viga transversal (104.1; 204.1) , en la región del citado elemento (112.1) de mecanismo articu

lado de tracción tiene por lo menos un elemento de pared lateral (104.8) que confina a un receptáculo

(104.7) para el citado elemento de mecanismo articulado de tracción (112.1) ;

5 -el citado elemento de pared lateral (104.8) está separado de una viga de las citadas, adyacente, vigas

longitudinales (104.2) ,

en el que, en particular,

- la citada viga transversal (104.1; 204.1) está formada por un conjunto de elementos de pared que con

sisten en un elemento de pared frontal (104.3; 204.3) , un elemento de pared trasera (104.4; 204.4) , un

10 elemento de pared superior (104.5; 204.5) y un elemento de pared inferior (104.6; 204.6) , formando el

citado elemento de pared lateral (104.8) un elemento de refuerzo interior de la citada viga transversal

(104.1; 204.1) conectado rígidamente al menos a dos, preferiblemente al menos a tres, más preferi

blemente a todas, las citadas paredes del citado conjunto de elementos de pared,

y / o

15 -el citado elemento de pared lateral (104.8) , en una vista a lo largo de la citada dirección en altura tiene

forma sustancialmente de V, estando orientada orientado una sección de raíz del citado elemento de

pared lateral en forma de V (104.8) , en particular, separándose del citado elemento de mecanismo arti

culado de tracción (112.1) .

6. La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que

20 -la citada viga transversal (104.1; 204.1) , en la región del citado elemento (112.1) de mecanismo articu

lado de tracción, tiene por lo menos un elemento de tope lateral (115.1) adaptado para limitar el movi

miento lateral del citado elemento de mecanismo articulado de tracción (112.1) en la citada dirección

transversal, en la que, en particular,

- el citado elemento de tope lateral (115.1) se localiza al menos parcialmente fuera de la citada viga

25 transversal (104.1; 204.1)

y / o

- el citado elemento de tope lateral (115.1) está situado en la región de una sección de pared superior de

la citada viga transversal (104.1; 204.1)

y / o

30 -el citado elemento (115.1) de tope lateral sobresale, en la citada dirección en altura, de la citada viga

transversal (104.1; 204.1) , estando asociado al menos un elemento de soporte lateral (115.2) al citado

elemento de tope lateral (115.1) , extendiéndose el citado elemento de soporte lateral (115.2) en la cita

da dirección transversal, en particular hasta la región de un elemento de refuerzo interior situado dentro

de la citada viga transversal (104.1; 204.1) .

35 7. La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que

- el citado chasis (104, 204) del tren de rodadura tiene una carga nominal y está soportado sobre una

unidad de ruedas (103) adaptada para marchar sobre una vía que tiene un nivel de vía;

- definiendo la citada unidad de ruedas (103) un eje de la unidad de ruedas (103) que tiene, en la citada

dirección en altura, un primer nivel de altura por encima del citado nivel de vía,

40 en la que

- la citada primera localización de articulación del citado elemento de mecanismo articulado de tracción

(112.1) en la citada dirección en altura, se encuentra en un segundo nivel de altura por encima del ci

tado nivel de la vía, desviándose del citado primer nivel de altura el citado segundo nivel de altura, por

lo menos bajo la citada carga nominal, menos del 30%, preferiblemente menos del 20%, más preferi

45 blemente del 0% al 10% del citado primer nivel de altura.

y / o

-la citada segunda localización de articulación del citado elemento de mecanismo articulado de tracción (112.1) , en la citada dirección en altura, se encuentra situada en un tercer nivel de altura por encima del citado nivel de la vía, desviándose del citado primer nivel de altura el citado tercer nivel de altura, al menos bajo la citada carga nominal, menos del 30%, preferiblemente menos del 20%, más preferiblemente del 0% al 10%, del citado primer nivel de altura.

8. La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con la reivindicación 7, en la que

-el segundo nivel de altura y el citado tercer nivel de altura son sustancialmente idénticos, por lo menos bajo la citada carga nominal;

-siendo sustancialmente idéntico el citado primer nivel de altura, en particular, a los citados niveles de altura segundo y tercero.

9. La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que

-el citado elemento de consola (113) es un elemento de brazo alargado que se extiende en la citada dirección en altura;

-el citado elemento de consola (113) en la segunda localización de articulación tiene un extremo de interfaz en forma de horquilla que recibe al citado segundo extremo del citado elemento de mecanismo articulado de tracción (112.1) .

10. La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que

-el citado elemento de consola (113) está conectado a un elemento de amortiguación (114) ;

-el citado elemento de amortiguación (114) está conectado, además, al citado chasis (104, 204) del tren de rodadura y amortigua el movimiento transversal entre el citado chasis (104, 204) del tren de rodadura y el citado componente de vehículo soportado (111) ;

-el citado elemento de amortiguación (114) , en particular, está recibido dentro de la citada viga transversal (104.1; 204.1) .

11. La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que

-el citado componente de vehículo soportado (111) es una traviesa del citado mecanismo de tren de rodadura;

-la citada traviesa está adaptada para ser conectada a una caja de vagón.

12. La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en la que

-al menos uno del citados elementos de pared de la citada viga transversal (104.1; 204.1) es un elemento de pared de peso reducido que muestra al menos un rebaje de reducción de peso (104.14, 115.3, 116.3; 216.3) , de otro modo no funcional, en una localización menos tensionada mecánicamente;

-la citada localización menos tensionada mecánicamente es una localización en la que, en un elemento de pared de referencia y bajo cualquier colectivo de cargas que se pueda esperar bajo un funcionamiento normal de la citada unidad de vehículo ferroviario, se produce una tensión de referencia que es menos del 5%, preferiblemente menos del 10%, más preferiblemente menos del 15% a 20%, de una tensión máxima de referencia;

-el citado elemento de pared de referencia, además de tener un diseño de pared continua, libre de rebajes, es sustancialmente idéntica y sustituye al citado elemento de pared de la citada viga transversal (104.1; 204.1) mostrando el citado rebaje de reducción de peso (104.14, 115.3, 116.3, 216.3) ;

-siendo la citada tensión máxima de referencia una tensión mecánica máxima que se produce en el citado elemento de pared de referencia bajo uno respectivo de los citados colectivos de carga.

13. La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con la reivindicación 12, en la que -el citado al menos un elemento de pared de peso reducido es un elemento de pared superior (104.5;

204.5) y / o un elemento de pared inferior (104.6; 204.6) de la citada viga transversal (104.1; 204.1) y / o

-el citado al menos un elemento de pared de peso reducido es un elemento de refuerzo interior de la pared (104.8) de la citada viga transversal (104.1; 204.1)

y / o

-el citado al menos un elemento de pared de peso reducido es un elemento de soporte de un elemento 5 de tope lateral (115.1) de la citada viga transversal (104.1; 204.1) .

14. La unidad de vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que está adaptada para una velocidad nominal de funcionamiento por encima de 250 km/h, preferiblemente por encima de 300 km/h, más preferiblemente por encima de 350 km/h.

15. Un vehículo ferroviario con una unidad de vehículo ferroviario (102) de acuerdo con una cualquiera de las rei10 vindicaciones 1 a 14.