Vehículo ferroviario con tren de rodadura autodirector.

- Un vehículo ferroviario, en particular para desplazamiento a gran velocidad,

que comprende:

- una carrocería (103) de vagón soportada por al menos un tren (102) de rodadura

- presentando dicha carrocería (103) de vagón una carga nominal y definiendo una dirección longitudinal, una dirección transversal y una dirección en altura,

- comprendiendo dicho tren (102) de rodadura una unidad (104) de ruedas y un bastidor (105) de tren de rodadura soportado sobre dicha unidad (104) de ruedas por medio de al menos un dispositivo (106, 107) de resorte,

- definiendo dicha unidad (104) de ruedas un eje geométrico de la unidad de ruedas y comprendiendo dos cojinetes (108) de la unidad de ruedas separados en dicha dirección transversal,

- estando cada cojinete de la unidad (104) de ruedas conectado a dicho bastidor (105) del tren de rodadura por medio de una palanca (109) conectada de manera pivotante a dicho bastidor (105) del tren de rodadura y dicho cojinete (108) de la unidad de ruedas,

- estando dispuestas dichas palancas, bajo dicha carga nominal de dicha carrocería (103) de vagón de forma que un movimiento de balance de dicho bastidor (105) del tren de rodadura que se produce alrededor de dicha dirección longitudinal en el momento de su desplazamiento a través de una sección de vía en curva, genera una alteración de inclinación de dicha palanca (109) con respecto a dicha dirección longitudinal provocando un movimiento direccional de dicha unidad (104) de ruedas alrededor de dicha dirección en altura proporcionando al menos parcialmente un ajuste radial en curva de dicha unidad (104) de ruedas,

caracterizado porque

- cada una de dichas palancas está formada como un elemento (109) de ala conectado de manera pivotante a dicho bastidor (105) del tren de rodadura y proporcionando un receptáculo que recibe uno de dichos cojinetes (108) de la unidad de ruedas.

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DESCRIPCIÓN

Vehículo ferroviario con tren de rodadura autodirector Antecedentes de la invención La presente invención se refiere a un vehículo ferroviario, en particular para desplazamiento a alta velocidad, que comprende una carrocería de vagón soportada sobre al menos un tren de rodadura, teniendo dicha carrocería de vagón una carga nominal y definiendo una dirección longitudinal, una dirección transversal y una dirección en altura. El tren de rodadura comprende una unidad de ruedas y un bastidor del tren de rodadura soportado sobre la unidad de ruedas por medio de al menos un dispositivo de resorte. La unidad de ruedas define un eje geométrico de la unidad de ruedas y comprende dos cojinetes de la unidad de ruedas separados en la dirección transversal. Cada cojinete de la unidad de ruedas está conectado al bastidor del tren de rodadura por medio de una palanca conectada de manera pivotante al bastidor del tren de rodadura y al cojinete de la unidad de ruedas. Finalmente, las palancas, bajo la carga nominal de la carrocería de vagón, están dispuestas de forma que un movimiento de balance del bastidor del tren de rodadura se produce alrededor de la dirección longitudinal al desplazarse a través de una sección de vía curvada genera una alteración de una inclinación de la palanca con respecto a la dirección longitudinal provocando un movimiento direccional de la unidad de ruedas alrededor de dicha dirección en altura proporcionando al menos parcialmente un ajuste radial en curva de la unidad de ruedas. La presente invención se refiere así mismo a un tren de rodadura para dicho vehículo ferroviario.

En los modernos vehículos ferroviarios, en particular, en los vehículos ferroviarios modernos de alta velocidad, es necesario disponer de unas características de funcionamiento satisfactorias y estables, en particular a grandes velocidades, manteniendo al tiempo las cargas relacionadas con el desgaste ejercidas sobre los componentes del vehículo ferroviario, en particular, los componentes del tren de rodadura, así como las cargas relacionadas con el desgaste ejercidas sobre los componentes de la infraestructura, como por ejemplo los raíles de la vía, en un nivel lo más bajo posible con el fin de conseguir la máxima vida útil del componente respectivo.

En este contexto, se conoce a partir de los documentos DE 100 47 737 A1 y WO-A-02/26542 la provisión de un tren de rodadura autodireccional de acuerdo con lo esbozado en las líneas anteriores que utiliza unas palancas direccionales articuladas tanto con el bastidor del tren de rodadura como con una unidad de cojinetes de eje montante de ruedas que recibe el respectivo cojinete del eje montante. Esta configuración conocida proporciona, al menos hasta cierto punto, un ajuste radial en curva del eje montante (esto es, un efecto autodireccional) y, por tanto, una reducción de la carga de rozamiento ejercida en la rueda sobre el área de contacto del raíl.

Sin embargo, esta configuración conocida presenta el inconveniente de que proporciona unas propiedades de estabilidad comparativamente defectuosas en términos de guía global del eje montante respectivo las cuales resultan esenciales para una operación a alta velocidad. En particular, tienen que adoptarse medidas especiales para evitar la vibración de cabeceo de la unidad de cojinete del eje montante (esto es, la vibración rotacional alrededor de la dirección transversal) . Dicha configuración no solo incrementa el esfuerzo por conseguir una estabilidad de funcionamiento satisfactoria sino que típicamente presenta también la desventaja de que se requiere una pluralidad de componentes como por ejemplo amortiguadores, etc. para conseguir este objetivo. Esto es particularmente desventajoso teniendo en cuenta el hecho de que en los trenes de rodadura de los vehículos ferroviarios modernos, típicamente, hay comparativamente poco espacio disponible para integrar dichos componentes.

Sumario de la invención Constituye, por tanto, un objeto de la presente invención proporcionar un vehículo ferroviario de acuerdo con lo esbozado en las líneas anteriores que, al menos hasta cierto punto, resuelva los inconvenientes expuestos. Constituye, así mismo, un objetivo de la presente invención proporcionar un vehículo ferroviario con unas propiedades de estabilidad de funcionamiento mejoradas con una reducción de esfuerzo.

Los objetos expuestos se consiguen a partir de un vehículo ferroviario de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 por las características distintivas de la parte caracterizadora de la reivindicación 1.

La presente invención se basa en la enseñanza técnica de que se puede conseguir una sencilla mejora de la estabilidad de funcionamiento comparativamente con un esfuerzo comparativamente si las palancas que proporcionan la funcionalidad autodireccional se conforman como alas (por ejemplo elementos en forma de brazos oscilantes o giratorios) que reciben o integran el cojinete de la unidad de ruedas. Esta integración funcional tanto de la funcionalidad audodireccional así como de la funcionalidad de guía de la unidad de ruedas reduce el número de piezas que deben ser utilizadas y, por tanto, el esfuerzo global para conseguir una estabilidad de funcionamiento adecuada. Así mismo, se reduce la ocupación de espacio permitiendo con ello una mayor holgura en los condicionamientos para la integración de todos los componentes necesarios del tren de rodadura.

Se debe apreciar que en la presente invención puede ser utilizada de forma particularmente ventajosa en el contexto de vehículos ferroviarios de alta velocidad. Sin embargo, los efectos ventajosos de la presente invención pueden también ser de utilidad en vehículos que tengan velocidades operativas nominales que sean (incluso

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considerablemente) inferiores. En particular, se debe apreciar que el efecto autodireccional, esto el ajuste radial en curva de la unidad de ruedas (provocado por el movimiento de balance de los componentes soportados sobre la unidad de ruedas al afrontar una curva) , pueden adaptarse al tipo de vehículo específico. Más exactamente, en un vehículo que se desplaza en términos generales a más altas velocidades, el diseño y la disposición geométrica de las alas autodireccionales se selecciona de forma que se obtenga el máximo efecto direccional (esto es, el ángulo óptimo direccional) en curvas que tengan un gran radio de curvatura. Frente a ello, en vehículos típicamente operados a bajas velocidades, como por ejemplo en vehículos ferroviarios ligeros típicamente operados en un entorno urbano con curvas comparativamente estrechas, el diseño y la disposición geométricos de las alas autodirecionales se selecciona de forma que se obtenga el efecto direccional óptimo (esto es el ángulo direccional óptimo) en curvas con un radio de curvatura bajo.

Por lo tanto, de acuerdo con un aspecto, la presente invención se refiere a un vehículo ferroviario, en particular para desplazamiento a alta velocidad que comprende una carrocería de vagón soportada sobre al menos un tren de rodadura presentando dicha carrocería de vagón una carga nominal y definiendo una dirección longitudinal, una dirección transversal y una dirección en altura. El tren de rodadura comprende una unidad de ruedas y un bastidor del tren de rodadura soportado sobre la unidad de ruedas por medio de al menos un dispositivo de resorte. La unidad de ruedas define un eje geométrico de la unidad de ruedas y comprende dos cojinetes de la unidad de ruedas separados en la dirección transversal. Cada uno de los cojinetes de la unidad de ruedas está conectado al bastidor del tren de rodadura por medio de una palanca conectada de manera pivotante al bastidor del tren de rodadura y al cojinete de la unidad de ruedas. Finalmente, las palancas, bajo la carga nominal de la carrocería de vagón, están dispuestas de forma que un movimiento de balance del bastidor del tren de rodadura que se produce alrededor de la dirección longitudinal al desplazarse a través de la sección de vía curvada genera una alteración de una inclinación de la palanca con respecto a la dirección longitudinal que provoca un movimiento direccional de la unidad de ruedas alrededor de dicha dirección en altura proporcionando al menos parcialmente un ajuste radial en curva de dicha unidad de ruedas. Cada una de las palancas está formada como un elemento de ala conectado de manera pivotante al bastidor del tren de rodadura y que proporciona un receptáculo que recibe uno de los cojinetes de la unidad de ruedas.

La funcionalidad autodireccional se puede conseguir mediante cualquier medio apropiado. De modo preferente,... [Seguir leyendo]

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1. Un vehículo ferroviario, en particular para desplazamiento a gran velocidad, que comprende:

- una carrocería (103) de vagón soportada por al menos un tren (102) de rodadura -presentando dicha carrocería (103) de vagón una carga nominal y definiendo una dirección longitudinal, una dirección transversal y una dirección en altura, -comprendiendo dicho tren (102) de rodadura una unidad (104) de ruedas y un bastidor (105) de tren de rodadura soportado sobre dicha unidad (104) de ruedas por medio de al menos un dispositivo (106, 107) de resorte, -definiendo dicha unidad (104) de ruedas un eje geométrico de la unidad de ruedas y comprendiendo dos cojinetes (108) de la unidad de ruedas separados en dicha dirección transversal, -estando cada cojinete de la unidad (104) de ruedas conectado a dicho bastidor (105) del tren de rodadura por medio de una palanca (109) conectada de manera pivotante a dicho bastidor (105) del tren de rodadura y dicho cojinete (108) de la unidad de ruedas, -estando dispuestas dichas palancas, bajo dicha carga nominal de dicha carrocería (103) de vagón de forma que un movimiento de balance de dicho bastidor (105) del tren de rodadura que se produce alrededor de dicha dirección longitudinal en el momento de su desplazamiento a través de una sección de vía en curva, genera una alteración de inclinación de dicha palanca (109) con respecto a dicha dirección longitudinal provocando un movimiento direccional de dicha unidad (104) de ruedas alrededor de dicha dirección en altura proporcionando al menos parcialmente un ajuste radial en curva de dicha unidad (104) de ruedas, caracterizado porque -cada una de dichas palancas está formada como un elemento (109) de ala conectado de manera pivotante a dicho bastidor (105) del tren de rodadura y proporcionando un receptáculo que recibe uno de dichos cojinetes (108) de la unidad de ruedas.

2. El vehículo ferroviario de acuerdo con la reivindicación 1, en el que:

- cada uno de dichos elementos de ala está conectado a dicho bastidor (105) del tren de rodadura para que pueda pivotar alrededor de un punto (109.1) de giro;

- estando dichos elementos de ala dispuestos de forma que, bajo dicha carga nominal de dicha carrocería (103) de vagón sobre una vía recta horizontal, un plano (111) definido por dicho punto (109.1) de giro y dicho eje geométrico de la unidad de ruedas, está inclinado con respecto a dicha dirección longitudinal.

3. El vehículo ferroviario de acuerdo con la reivindicación 2, en el que:

- dicho plano definido por dicho punto (109.1) de giro y dicho eje geométrico de la unidad de ruedas, bajo dicha carga nominal de dicha carrocería (103) de vagón sobre una vía recta horizontal está inclinado con respecto a dicha dirección longitudinal con un ángulo inicial de inclinación, -siendo dicho ángulo inicial de inclinación inferior a 25º , oscilando, de modo preferente, entre 4º y 20º , de modo más preferente oscilando entre 5º y 17º .

4. El vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que:

- dicha unidad (104) de ruedas es una primera unidad de ruedas y dicho tren (102) de rodadura comprende una segunda unidad de ruedas;

- estando cada uno de dichos elementos (109) de ala conectado a dicho bastidor (105) del tren de rodadura para que puedan pivotar alrededor de un punto de giro;

- estando dispuestos dichos elementos (109) de ala de forma que dicho movimiento de balance de dicho bastidor (105) de tren de rodadura, en un lado radialmente exterior de dicha sección de vía en curva, incrementa una distancia longitudinal entre dicha primera unidad (104) de ruedas y dicha segunda unidad (104) de ruedas, y / o, en un lado radialmente interior de dicha sección de vía en curva, reduce una distancia longitudinal entre dicha primera unidad (104) de ruedas y dicha segunda unidad (104) de ruedas.

5. El vehículo ferroviario de acuerdo con la reivindicación 4, en el que:

- sobre un lado de dicho tren de rodadura, dicha primera unidad (104) de ruedas, en un centro de dicho cojinete (108) de la unidad de ruedas, define un primer punto (104.1) de eje geométrico sobre un primer eje 7

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geométrico de la unidad de ruedas y dicha segunda unidad de ruedas, y un centro de un cojinete (108) de la unidad de ruedas, define un segundo punto (104.1) de eje geométrico sobre un segundo eje geométrico de la unidad de ruedas, -dicho primer punto de eje geométrico y dicho segundo punto de eje geométrico, en un estado estático bajo dicha carga nominal de dicha carrocería (103) de vagón sobre una vía recta horizontal, presenta una distancia longitudinal inicial a lo largo de dicha dirección longitudinal;

- estando dichos elementos (109) de ala dispuestos de forma que dicho movimiento de balance de dicho bastidor (105) del tren de rodadura, en un lado radialmente exterior de dicha sección de vía en curva, como mucho genera un incremento máximo en dicha distancia longitudinal entre dicho primer punto (104.1) de eje geométrico y dicho segundo punto (104.1) de eje geométrico;

- oscilando dicho incremento máximo entre un 0, 05% y un 2%, de modo preferente entre un 0, 1% y un 1%, oscilando de modo más preferente entre un 0, 2% y un 0, 5% de dicha distancia longitudinal inicial.

6. El vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicho elemento

(109) de ala es un componente monolítico.

7. El vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho elemento

(109) de ala es un componente fundido y / o un componente forjado.

8. El vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que:

- dicho elemento (109) de ala forma una sección (109.2) de interconexión de resorte para un dispositivo (106) de resorte, en particular, un dispositivo de resorte primario, que soporta dicho bastidor (105) del tren de rodadura;

- estando dicha sección (109.2) de interconexión de resorte, en particular, situada entre dicho cojinete (108) de la unidad de ruedas y dicho bastidor (105) del tren de rodadura en dicha dirección en altura;

- siendo dicha sección (109.2) de interconexión de resorte, en particular, una superficie sustancialmente plana de dicho elemento (109) de ala.

9. El vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que:

- dicho elemento (109) de ala forma una sección (109.3) de interconexión de amortiguador para un dispositivo (112) amortiguador que actúa entre dicho bastidor (105) de tren de rodadura y dicha unidad (104) de ruedas;

- estando dicha sección (109.3) de interconexión de amortiguador, en particular, situada en una sección terminal de dicho elemento (109) de ala opuesta a una articulación (109.1) de dicho elemento (109) de ala a dicho bastidor (105) de tren de rodadura.

10. El vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que:

- dicho elemento (109) de ala comprende un receptáculo que recibe sustancialmente completamente dicho cojinete (108) de la unidad de ruedas;

- estando dicho cojinete (108) de la unidad de ruedas, en particular, conectado de manera liberable a dicho elemento (109) de ala.

11. El vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que dicha unidad (104) de ruedas es un eje montante con sus dos ruedas.

12. El vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que dicho vehículo está adaptado para su uso en una operación a gran velocidad, a velocidades operativas nominales por encima de 250 km/h, de modo preferente por encima de 300 km/h, de modo más preferente por encima de 350 km/h.

13. El vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que dicho vehículo está adaptado para su uso en una operación a baja velocidad, a velocidades operativas nominales por debajo de 120 km/h, de modo preferente entre 60 km/h y 100 km/h.

14. El vehículo ferroviario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que dicho vehículo está adaptado para ser utilizado en una operación a media velocidad, a velocidades operativas nominales por encima de 120 km/h, de modo preferente entre 120 km/h y 200 km/h.

15. Un tren de rodadura para un vehículo ferroviario adaptado para soportar una carrocería (103) de vagón que tiene una carga nominal y que define una dirección longitudinal, una dirección transversal y una dirección en altura, 8

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- comprendiendo dicho tren (102) de rodadura una unidad (104) de ruedas y un bastidor (105) del tren de rodadura soportado sobre dicha unidad (104) de ruedas por medio de al menos un dispositivo (106, 107) de resorte;

- definiendo dicha unidad (104) de ruedas un eje geométrico de la unidad de ruedas y comprendiendo dos 5 cojinetes (108) de la unidad de ruedas separados en dicha dirección transversal, -estando cada una de dicha unidad (104) de ruedas conectada a dicho bastidor (105) del tren de rodadura por medio de una palanca (109) conectada de manera pivotante a dicho bastidor (105) del tren de rodadura y a dicho cojinete (108) de la unidad de ruedas, -estando dichas palancas, bajo dicha carga nominal de dicha carrocería (103) de vagón, dispuestas de forma que un movimiento de balance de dicho bastidor (105) del tren de rodadura que se produce alrededor de dicha dirección longitudinal cuando se desplaza a través de una sección de vía en curva, genera una alteración de una inclinación de dicha palanca (109) con respecto a dicha dirección longitudinal provocando un movimiento direccional de dicha unidad (104) de ruedas alrededor de dicha dirección en altura proporcionando al menos parcialmente un ajuste radial en curva de dicha unidad (104) de ruedas, caracterizado porque -cada una de dichas palancas está formada como un elemento (109) de ala conectado de manera pivotante a dicho bastidor (105) del tren de rodadura y proporcionando un receptáculo que recibe uno de dichos cojinetes (108) de la unidad de ruedas.