BOGIE PARA VEHICULOS FERROVIARIOS, DE RUEDAS QUE SE ORIENTAN DE ACUERDO CON LA CURVATURA DE LAS VIAS.

Bogie, para vehículos ferroviarios, de ruedas independientes orientables de acuerdo con la curvatura de las vías que comprende:

- un bastidor (5) articulado sobre la carrocería (2) alrededor de un eje vertical (4),

- de un lado a otro de este eje (4), dos estructuras transversales o travesaños (8a, 8b) portadas por este bastidor, con posibilidad de giro alrededor de un eje vertical (14),

- y brazos oscilantes (10) que portan en cada uno de sus extremos una rueda (12) independiente de las otras, estando cada brazo oscilante articulado por su otro extremo sobre un eje horizontal y transversal de una de las estructuras transversales caracterizado porque el eje geométrico de la articulación vertical (14) sobre bastidor (5) de cada estructura transversal (8a, 8b) que porta los brazos oscilantes articulados (10) se confunde con el eje geométrico (4) de articulación de este bastidor (5) sobre la carrocería (2) del vehículo, mientras que cada estructura transversal o travesaño (8a, 8b) está asociada a medios (40 a 45) de asistencia, neumáticos o hidráulicos, pilotados por medios (36) que comparan un eje geométrico de referencia del bogie con un eje geométrico de referencia de la carrocería (2) del vehículo

Bogie para vehículos ferroviarios, de ruedas que se orientan de acuerdo con la curvatura de las vías.

La invención se refiere al campo técnico de vehículos ferroviarios equipados con bogies portadores o motores y más particularmente bogies de cuatro ruedas independientes. Se refiere más especialmente a un bogie en el que las ruedas se orientan de acuerdo con la curvatura de las vías y, eventualmente, tienen una distancia adaptable a la de los raíles de la vía.

Tradicionalmente, un vehículo ferroviario, ya sea un vehículo, un vagón o cualquier otra máquina remolcada o arrastrada, está equipado con ruedas metálicas caladas en rotación en los extremos de eje transversal denominado "essieu-axe", montado en rotación libre en los palieres, llevándose estos en una estructura del vehículo o en el bastidor de un bogie.

Cada rueda tiene una forma general ligeramente troncocónica y está bordeada por una pestaña adecuada para desplazarse en el espacio intermedio entre los raíles de la vía y cuya parte vuelta hacia el exterior se denomina filete. Este filete está destinado a aplicarse de vez en cuando contra el cabezal del raíl para volver a poner en su sitio al vehículo de manera trasversal.

En una curvatura de la vía, el radio de la curva del raíl interior es más pequeño que el radio de la curva del raíl exterior, de manera que, cuando el vehículo circula sobre la curva, las dos ruedas de un mismo eje deben recorrer distancias diferentes. O, como tienen el mismo diámetro que proporciona un mismo desarrollo lineal y están unidas por el eje, sólo pueden girar a la misma velocidad. Dando como resultado deslizamientos de las ruedas con respecto a los raíles, ruidos, rozamientos y desgastes del raíl y de las ruedas.

Debe precisarse que en la curva las pestañas de la ruedas circulantes sobre el raíl exterior son las más solicitadas, ya que, en el interior de la vía, se ponen en contacto con el borde interno y de forma cóncava con el cabezal del raíl exterior, mientras que, gracias a la curvatura, las pestañas de las ruedas circulantes sobre el raíl interior, de forma convexa, tienden a no ponerse en contacto con este cabezal.

En cada bogie, la sustitución de los ejes por ruedas independientes, montadas en rotación libre en los dos extremos de los brazos articulados sobre el bastidor del bogie, permite a cada rueda adaptar su velocidad de rotación sin que la estorbe la rueda coaxial. Si en la curva esto suprime los desgastes por rozamiento y el deslizamiento de la llanta de la rueda sobre el raíl, esto no aporta ninguna solución al rozamiento de las pestañas de las ruedas exteriores contra cabezal del raíl.

Para remediar esto, el documento EP648659 describe un bogie en el cual el bastidor, articulado verticalmente bajo la carrocería, porta otras dos articulaciones verticales para dos estructuras opuestas que incluyen cada una dos articulaciones horizontales, laterales y opuestas, para dos brazos porta ruedas.

Debido a esta disposición, cada par de ruedas girando alrededor del mismo eje transversal forma un tren de ruedas que es angularmente independiente del otro. De este modo, cuando el vehículo entre en una curva, el rozamiento de las pestañas de las ruedas exteriores contra el cabezal del raíl exterior obliga a cada una de las estructuras transversales a girar alrededor de un eje vertical arrastrando los brazos que portan las ruedas y tendiendo a llevar el eje geométrico de las ruedas coaxiales a una posición donde se aproxima al centro de la curva de la vía exterior, con objeto de reducir los rozamientos de las ruedas sobre los raíles.

O, en la construcción presentada y descrita, cada uno de los dos ejes verticales de giro de las estructuras sobre el bastidor está en un plano vertical transversal que está mucho más cerca del plano vertical transversal que contiene el eje de las ruedas que del plano vertical transversal que contiene el eje de rotación del bastidor del bogie. Se deduce que, durante el desplazamiento del vehículo sobre una vía curva, cada una de las estructuras porta ruedas es más sensible a las variaciones de fuerzas, es inestable y se somete a numerosos movimientos de zig-zag que requiere un control por un sistema complejo de palancas que regulan el giro de cada estructura con respecto a la de al lado y con respecto a las del otro bogie. Estas palancas son sensibles a juegos funcionales en las articulaciones, a las dilataciones térmicas y necesitan numerosos y frecuentes ajustes, de lo contrario perturban la rotación de las estructuras.

La presente invención tiene por objeto reducir los rozamientos entre las ruedas y los raíles, pero también los ruidos y desgastes resultantes, aumentando la adherencia de las ruedas sobre los raíles, pudiendo remolcar la carga y remediando los inconvenientes expuestos anteriormente.

De acuerdo con esta invención, en un bogie de acuerdo con la definición del preámbulo de las reivindicaciones 1 ó 2, la articulación vertical sobre el bastidor de cada estructura transversal que porta los brazos articulados se confunde o al menos está próxima a la articulación de este bastidor sobre la carrocería del vehículo, mientras que cada estructura está asociada a medios de asistencia, neumáticos o hidráulicos, guiados por medios que comparan un eje geométrico de referencia del bogie con un eje geométrico de referencia al vehículo.

La proximidad de los ejes articulación del bogie sobre la carrocería y de estructuras transversales sobre el bastidor mejora la estabilidad del "Bissel" así formado, reduce la amplitud de movimientos en zig-zag y la influencia del giro del bogie sobre la posición de los ejes verticales de las estructuras transversales, cuando el vehículo entra en la curva. Se deduce que, con respecto a los dispositivos del estado de la técnica, el eje común en cada tren de ruedas de un mismo bogie está más próximo a su posición ideal pasando por el centro de la curvatura de la vía y que se reducen considerablemente los deslizamientos de las ruedas sobre los raíles, pero también los rozamientos de las pestañas contra los raíles y los ruidos. Además la mejora de la adherencia de las ruedas permite, a la misma potencia, remolcar cargas más pesadas.

De acuerdo con las formas de las realizaciones, las estructuras transversales del bastidor se articulan alrededor un mismo eje vertical o alrededor de dos ejes verticales, virtuales o reales.

En la aplicación en un bogie motorizado, cada rueda está unida por una transmisión de movimientos a un motor eléctrico dispuesto entre los dos brazos articulados y cuyo circuito de alimentación está controlado por medios electrónicos, reaccionando dichos medios a corrientes de pilotaje provistas de medios que comparan un eje geométrico de referencia del bogie con un eje geométrico de referencia del vehículo.

Esta disposición permite adaptar permanentemente la corriente de alimentación de cada motor eléctrico y, en consecuencia, la velocidad de cada rueda, en función de la curva de las vías y de la posición, interior o exterior de la rueda con respecto a la curva, y suprime así cualquier fuente de deslizamiento de las ruedas sobre los raíles, aumentando el rendimiento y el valor de la carga remolcable.

En una forma de ejecución, cada uno de los brazos está montado sobre la espiga cilíndrica terminal de una estructura transversal con posibilidad de desplazamiento, para adaptar la distancia de las ruedas a la distancia de la vía férrea y está asociada, por un lado, a medios que controlan el desplazamiento transversal del brazo sobre la espiga y, por otro lado, a medios de cierre del brazo en cada una de las posiciones que corresponden a una distancia de la vía.

Otras características y ventajas resurgirán de la siguiente descripción en referencia a los dibujos adjuntos esquematizados que representan algunas formas de ejecución del bogie de acuerdo con la invención.

La Figura 1 es un plano superior de sección parcial de una primera forma de ejecución del bogie;

la Figura 2 es una vista de sección lateral que sigue la línea II-II de la Figura 1;

las Figuras 3 y 4 son vistas parciales frontales de extremo a extremo de un bogie no motorizado que muestra dos formas de ejecución de su suspensión secundaria;

la Figura 5 es una vista a escala ampliada, de un plano superior de sección que sigue la línea V-V de la Figura 2;

la Figura 6 es una vista parcial de un plano superior de los componentes de un bogie adecuado para circular sobre vías que tienen separaciones...

1. Bogie, para vehículos ferroviarios, de ruedas independientes orientables de acuerdo con la curvatura de las vías que comprende:

- un bastidor (5) articulado sobre la carrocería (2) alrededor de un eje vertical (4),

- de un lado a otro de este eje (4), dos estructuras transversales o travesaños (8a, 8b) portadas por este bastidor, con posibilidad de giro alrededor de un eje vertical (14),

- y brazos oscilantes (10) que portan en cada uno de sus extremos una rueda (12) independiente de las otras, estando cada brazo oscilante articulado por su otro extremo sobre un eje horizontal y transversal de una de las estructuras transversales caracterizado porque el eje geométrico de la articulación vertical (14) sobre bastidor (5) de cada estructura transversal (8a, 8b) que porta los brazos oscilantes articulados (10) se confunde con el eje geométrico (4) de articulación de este bastidor (5) sobre la carrocería (2) del vehículo, mientras que cada estructura transversal o travesaño (8a, 8b) está asociada a medios (40 a 45) de asistencia, neumáticos o hidráulicos, pilotados por medios (36) que comparan un eje geométrico de referencia del bogie con un eje geométrico de referencia de la carrocería (2) del vehículo.

2. Bogie, para vehículos ferroviarios, de ruedas independientes orientables de acuerdo con la curvatura de las vías, que comprende:

- un bastidor (5) articulado sobre la carrocería (2) alrededor de un eje vertical (4),

- de un lado a otro de este eje (4), dos estructuras transversales o travesaños (8a, 8b) portados por este bastidor, con posibilidad de giro alrededor de un eje vertical (14),

- y brazos oscilantes (10) que portan en cada uno de sus extremos una rueda (12) independiente de las otras, estando cada brazo oscilante articulado por su otro extremo sobre un eje horizontal y transversal de cada una de las estructuras transversales caracterizado porque el eje geométrico de la articulación vertical (114a, 114b, 214a, 214b) sobre el bastidor (5) de cada estructura transversal (108a, 208a, 208b) porta los brazos oscilantes articulados (10, 210) y más próximo del eje geométrico de la articulación (4) de este bastidor (5) sobre la carrocería (2) del vehículo que del eje de las ruedas de cada tren de ruedas (12), mientras que cada estructura transversal o travesaño (108a, 108b, 208a, 208b) está asociado a medios (40 a 45) de asistencia, neumáticos o hidráulicos, pilotados por medios (36) que comparan un eje geométrico de referencia del bogie con un eje geométrico de referencia de la carrocería (2) del vehículo.

3. Bogie de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque cada estructura transversal (8a o 8b) tiene la forma general de una V y está articulada, cerca de su punto, alrededor de un eje transversal (14) común con el de la otra estructura.

4. Bogie de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque cada estructura transversal (108a, 108b) está constituida por un travesaño rectilíneo y está articulada a una longitud alrededor de un eje vertical (114a, 114b) distinto del eje de articulación del otro travesaño pero próximo a él.

5. Bogie de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque cada rueda (12) está unida, por una transmisión (28) de movimientos, o un motor eléctrico (27) dispuesto entre los brazos oscilantes articulados (10) y cuyo circuito de alimentación se controla por medios electrónicos (34) que reaccionan a corrientes de pilotaje provistas de medios (36) que comparan un eje geométrico de referencia del bogie con un eje geométrico de referencia del vehículo.

6. Bogie de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque las estructuras transversales articuladas (108a, 108b) están unidas por medios de retorno (48) llevándolas en posición central neutra.

7. Bogie de acuerdo con la reivindicación 2 caracterizado porque a cada lado del bastidor los extremos de las estructuras transversales (108a, 108b) están unidos entre sí por amortiguadores (51) de zig-zag que comprenden un cilindro (49) en el que dos pistones (50) opuestos y unidos cada uno a una de las estructuras transversales, obligando al aire, comprimido entre ellos, a pasar por una boquilla (52).

8. Bogie de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque los medios de asistencia comprenden, dispuestos entre cada una de los extremos yuxtapuestos de las estructuras transversales (108a y 108b), un cilindro (40) que contiene dos pistones (42), de efecto simple, montados en oposición y cuyas varillas (43) están unidas en el extremo de una de las estructuras (108a o 108b), delimitando estos dos pistones una cámara (41) que se alimenta mediante un distribuidor (45), pilotado por medios (36) que comparan un eje geométrico de referencia del bogie con un eje geométrico de referencia al vehículo.

9. Bogie de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la suspensión de cada brazo oscilante (10) comprende medios amortiguadores (17) dispuestos entre los brazos (10) y la platina del bastidor (5) y cerca de la articulación del brazo sobre la estructura transversal (8a, 8b).

10. Bogie de acuerdo con la reivindicación 2 caracterizado porque cada uno de los brazos oscilantes (210) está montado sobre la espiga cilíndrica final (209a o 209b) de una estructura transversal (208a y 208b) con posibilidad de deslizamiento para adaptar la separación de las ruedas (12) a la separación (EM o Em) de la vía férrea, y está asociada, por un lado, a medios (65 a 68) que controlan el desplazamiento transversal del brazo (210) sobre la espiga, y por otro lado, a medios (61 a 64) de cierre del brazo (210) en cada una de sus posiciones correspondientes a una separación de la vía.

11. Bogie de acuerdo con el conjunto de las reivindicaciones 2 y 10, caracterizado porque cada espiga final (209a o 209b) es solidaria a un pistón (65) que, dispuesto en un cilindro (66) unido al brazo (210), divide ese cilindro en dos cámaras (67 y 68) unidas cada una a un miembro de alimentación, tal como un distribuidor.

12. Bogie de acuerdo con el conjunto de las reivindicaciones 2 y 10, caracterizado porque los medios de cierre de cada brazo oscilante (210) sobre su eje (209a o 209b) comprenden, sobre la espiga, tanto gargantas (63) como brazos (210) para adoptar las posiciones, y en el brazo (210), un perno (62) en forma de C adecuado para penetrar en cada garganta (63), montándose este perno de manera deslizante en el brazo y estando unido al pistón (64) de un control neumático.