WO2015004303A1 - Eje ferroviario con cambio automatico a multiples anchos de vía - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
- B61F7/00—Rail vehicles equipped for use on tracks of different width
Definitions
- the present invention relates to a railway axis with automatic change to multiple track widths, allowing to solve the problem of the difference in track width adopted in the various railway networks of the world and which supposes a barrier to rail traffic, forcing the realization of transshipment of load or change of manual width.
- the railway axis of the invention is intended to modify the width between wheels in rail vehicles to pass continuously from one track width to another, making them circulate through a section of transition track with rail and counter rail, By varying its width continuously, it connects the two paths of different widths.
- the object of the invention is to eliminate the physical barrier that currently involves the change in width in both merchandise and passenger traffic, to make such a transition smoothly, without the need to make stops and without releasing the wheels during the process of change of width.
- the invention is located in the railway field and specifically in the wheel tandems corresponding to railway vehicles or convoys.
- the Talgo system entitled "Rail axle assembly equipped with automatic track width change and adaptable to conventional merchandise bogies” is known.
- it is not a continuous mounted axle for use and the process of changing the width is carried out by unloading the weight of the wheels.
- It requires internal bearings that present the problem of the detection of internal hot boxes, in addition to the possibility of presenting bad locks in the case of extreme low temperatures.
- Said locking bolts being placed in an upright position and presenting a hollow bridge connecting the vertical release rods upon receiving the head of a suitable profile of an unlocking guide of the width change installation, which requires precise action on the axis.
- the Polish SUW2000 system and the German Type V Rafil stand out.
- SUW2000 presents the complication of transmitting the torque between stands by threaded elements of male-female connection, which lead to serious deterioration in the contact areas, generating gaps that end up supporting the locking system of the wheels destroying it, which adds complexity in Maintenance work
- variable width are known that solve this problem by means of fixing measures, but they do not have a connection as a ball joint and its arrangement is on the external part of the shaft which produces increases in the fatigue of the piece and therefore its break. In addition, they require specifically designed grease boxes, which makes the solution more expensive.
- Other systems of variable width are also known in which the forces required for the realization of the change in width are effected by guiding extra treads with which the railway wheel has, which adds excess weight. In other axes, the process of width change is carried out by means of the participation of pendulons that interact with the platform of width change, said pendulons being elements that add excess weight to the system, as well as complexity in the maintenance work.
- both Rafil Type V and SUW2000 have the characteristic of being exclusively compatible with two different track widths, restricting their use to a single railway border, limiting their possible traffic through other networks, multiple widths, as it is demanding Europe-Asia freight traffic.
- the railway axis with automatic change to multiple track widths, without the need for wheel unloading, is based on the design of a new axle that is equipped on a train, allows it to circulate smoothly between railway networks of different widths.
- the change in width is effected by going through a system installed on the track that is responsible for performing the corresponding maneuvers that allow the unlocking and subsequent interlocking of an internal mechanism provided for that purpose.
- the railway axle of the invention is composed of an axle itself and two wheels that are coupled on said axle by means of fitted bushings, allowing axial displacement of the wheels on the axle under load conditions, without suffering excessive wear or breakage, even under conditions of extreme load due to merchandise traffic.
- the axle has a system of claws that are formed in a sliding sleeve for each wheel, so that the interlocking that allows to keep the track width constant, is achieved by entering the claws of said sleeve in annular grooves of trapecial configuration provided in rings mounted on the wheel hub.
- the shaft can be configured to achieve more than two widths, modifying the length of the sliding sleeve, as well as the length of the shaft, and mounting more rings with trapezoidal annular grooves, in combination with spacer rings provided to separate the rings with annular grooves, and whose separation will establish the appropriate distance until the desired track widths are achieved.
- Each claw sleeve will rotate in solidarity with the shaft, when fixed by means of a base ring zunchado to the axis, the fixation and zunchado being carried out by means of a single nut that is screwed on a threaded section of the zunchado base ring.
- a calibration washer will be used between the clamp sleeve and the base ring that is attached to the shaft.
- an interlocking sleeve associated with one or more prestressed springs will be used.
- the change in width and therefore unlocking or unlocking the wheels will occur when a force is applied that can overcome the resistance offered by pre-tensioned springs installed, and manage to displace the claw sleeve.
- This force will be applied throughout the process of width change thanks to the interaction of the axis with a device or platform of width change installed on the track.
- the force will be applied on a pusher disk integral with the clamp sleeve that will compress the springs installed on the shaft, in order to release the claws from the annular grooves, facilitating the movement of the wheels in the axial direction until the end claws enter of the sleeve in the annular groove corresponding to the new track width to which it is intended to circulate.
- the railway axle also has parts called compasses that are used for coupling between the wheel and the axle in the direction of rotation, each measure being formed by a pair of semi-bars or arms, articulated with each other, with the participation of a kneecap that allows pitching, so that the use of this ball joint allows the absorption of small non-axial movements of the wheel on the axle in its filming, avoiding the breakage of the bolt that connects them.
- the coupling between wheel and axle is produced by connecting a semi-compass on the inside of the wheel by means of a support sleeve and the other semi-compass to the base ring zunchado to the axle.
- the bar supports additionally protect rings fitted with the trapezoidal annular grooves, when the shaft is operating in the widest track configurations.
- the railway axis is complemented by an extendable membrane, bellows type, of one or several folds and that will serve as protection for positions of smaller track width, such that said membrane is attached to the axle and the wheel on its external part, the union being carried out by means of a plate housed in a concave projection of the shaft attached to an external protection piece, while the union to the wheel will be carried out by means of a ring to which the extensible membrane will be attached.
- the axis is designed to withstand extreme loads of freight transport by rail.
- the railway axis is compatible with any bogie and two-axle car available by railway operators.
- the railway axis is valid to change width to more than two widths simultaneously.
- the railway axis constitutes a set of high robustness.
- the railway axis is equipped with sufficient structural strength to accommodate brake discs in its intermediate zone.
- Figure 1. It shows a sectional view of the assembly of the railway axis of variable width with the different components that integrate it in two positions, one of maximum width and another of minimum width.
- Figure 2. Shows a sectional view of the measures participating in the railway axis of the invention, showing the articulated ball joint between both measures.
- Figure 3. Shows a sectional view corresponding to a detail showing the fixing of the ring and the clamp sleeve with respect to the shaft.
- Figure 4.- Shows, finally, a sectional view corresponding to a detail of the extensible membrane constituted by an external protective bellows of the variable width axis.
- variable width axis object of the invention is provided to be able to effect the change of width in a fully satisfactory manner, so that in accordance with what is shown in Figure 1, the railway axis as a whole, it comprises the wheels (1) mounted on the corresponding axle (2) with a sliding adjustment, that is, with the ability to axially displace the wheel (1) on the axle (2).
- This sliding adjustment is produced thanks to the use of tight bushings (3) lubricated by grease on the inside (4) of the wheel (1), allowing the transition from one width to another without the need to release the load of the wheels, even under conditions of high extreme load, such as merchandise traffic.
- the wheels (1) will be locked with respect to the axle (2) by means of a sleeve (5) of claws (5 ') that will prevent its axial displacement, when the claws (5') are placed in trapecial grooves (6 ') provided in rings (6) mounted on the hub (7) of the wheel itself (1), so that the arrangement of the trapecial grooves (6 ') will establish annular grooves that will allow the configuration of two or more track widths, through the modification of the length of the hub (7) of the wheel (1), the length of the axle (1) and the use of the spacer rings (8) that are arranged between the rings (6) of the groove (6 ').
- the claws (5 ') will be in solidarity with the shaft (2), and are fixed by means of a base base ring (9) attached to the shaft, entering the trapecial grooves of the rings (6) where they will be minted in a ring The whole perimeter.
- non-ferrous materials will be used both in the area of contact with the trapezoidal grooves (6') and on the outside in their contact with an interlocking sleeve (10), the latter being provided to prevent the claws (5 ') from leaving the trapezoidal grooves (6') by the action of one or more prestressed springs (1 1).
- the claws (5 ') In order to change the width, the claws (5 ') must be unlocked with respect to the grooves (6'), which is possible by means of a force to defeat one or more prestressed springs (1 1) and to move the interlocking sleeve (10), force applied when said axis circulates through the device or track mechanism provided to effect the change in width.
- the coupling between wheel (1) and axle (2), in the direction of rotation, is based on articulated compasses (13) that connect at one end to the inner part of the wheel (1), by means of a support sleeve ( 14) and at the other end to the base ring (9), fixed and integral with the axle (2) to which the clamp sleeve (5) is also connected (5 '), thus allowing the moment between both wheels to be transmitted (1) , without preventing axial displacement.
- the support (14) of compasses will in turn serve as protection for the rings (6) with trapezoidal grooves (6 '), when the shaft (2) is in the widest configurations.
- Figure 2 shows in greater detail the system of articulated compasses (13), formed by two semi-compasses (15) that allow the rotation by means of an articulation axis (16), as well as the pitching by means of a ball joint (17) coupled to the same axis (16) and housed in one of the semi-bars (15).
- this kneecap (17) By using this kneecap (17), the small non-axial movements of the wheel (1) on the axle (2) will be absorbed, in its normal taxiing, without causing fatigue to the bolt that connects them, thus preventing its rupture.
- Figure 4 shows the protection system when the axis (2) is in a position of smaller track width, said protection system being based on an extensible bellows type membrane (20), of one or more folds, which will remain attached to the axle (2) by means of a plate (21) located on a concave projection (23) of the axle (2) attached to an outer protection piece, and attached to the outer part of the wheel (1) by means of a ring (22 ) to which will be attached to the extensible membrane (20).
- brake discs may optionally be arranged in the intermediate area of the axle, integral with it, or placed jointly with the wheels, in the latter case requiring a simple rudder system to accompany the movement of the wheels during the width transition.
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Abstract
El eje ferroviario comprende ruedas ferroviarias (1) montadas sobre un eje (2) mediante ajuste deslizante, en virtud de la interposición de casquillos ajustados (3) que están lubricados mediante grasa por la parte interior (4) de la rueda (1), permitiendo la transición de un ancho a otro sin necesidad de liberar la carga de las ruedas. Las ruedas (1) quedan bloqueadas al eje (2) en su desplazamiento axial mediante el manguito (5) de garras (5') solidario en rotación al eje (2), alojando las garras (5') en ranuras anulares y trapeciales (6') previstas en anillos (6) montados sobre el buje (7) de la rueda (1), participando en el bloqueo y desbloqueo un manguito de enclavamiento (10) y unos resortes pretensados (11) cuya fuerza puede ser vencida mediante un empujador (12) en forma de disco, incluyendo además el eje ferroviario unos compases articulados (13) conectados por un extremo a un manguito soporte (14) de los propios compases articulados (13) y por otro extremo a un anillo base (9) zunchado y solidario al eje.
Description
EJE FERROVIARIO CON CAMBIO AUTOMÁTICO A MÚLTIPLES ANCHOS DE VÍA
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un eje ferroviario con cambio automático a múltiples anchos de vía, permitiendo resolver el problema de la diferencia de ancho de vía adoptada en las diversas redes ferroviarias del mundo y que supone una barrera para el trafico ferroviario, obligando a la realización de trasbordo de carga o cambio de ancho manual.
Concretamente, el eje ferroviario de la invención está previsto para modificar el ancho entre ruedas en los vehículos de ferrocarril para pasar de forma continua de un ancho de vía a otro, haciéndolos circular a través de un tramo de vía de transición con carril y contracarril, que variando su ancho de forma continua, conecta las dos vías de distinta anchura.
El objeto de la invención es eliminar la barrera física que supone actualmente el cambio de ancho tanto en mercancías como en el trafico de pasajeros, para efectuar dicha transición de forma fluida, sin necesidad de realizar paradas y sin liberar de carga las ruedas durante el proceso de cambio de ancho.
La invención se sitúa en el ámbito ferroviario y concretamente en los tándems de ruedas correspondientes a los vehículos o convoys ferroviarios.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El problema de diferencia de ancho entre redes ferroviarias es un problema que históricamente se ha tratado de resolver, existiendo soluciones principalmente orientadas al trafico de pasajeros, entre los que destaca los sistemas de rodadura desplazable de Talgo o Brava de CAF entre otros, con funcionamiento satisfactorio en la actualidad.
No obstante, en el ámbito del transporte de mercancías por ferrocarril se conocen diversas soluciones basadas en ejes de ancho variable de cambio automático, cada uno con sus
peculiaridades, pero sin que ninguno de ellos haya sido capaz de dar solución al reto que plantea el transporte de mercancías por los estrictos requisitos de carga elevada exigidos.
Así pues, se conoce el sistema de Talgo titulado "Conjunto de eje ferroviario dotado de cambio automático de ancho de vía y adaptable a bogies convencionales de mercancías". Sin embargo no se trata de un eje montado continuo al uso y el proceso de cambio de ancho se efectúa descargando el peso de las ruedas. Requiere de rodamientos internos que presentan el problema de la detección de cajas calientes interiores, además de la posibilidad de presentar mal comportamiento los cerrojos de bloqueo ante temperaturas bajas extremas. Ubicándose dichos cerrojos de bloqueo en posición vertical y presentando un puente hueco de unión de los vástagos verticales de desbloqueo al recibir la cabeza de un perfil adecuado de una guía de desenclavamiento de la instalación de cambio de ancho, lo que requiere una actuación precisa sobre el eje. Entre los sistemas de ejes montados al uso, válidos para mercancías, destacan el sistema SUW2000 polaco y el Rafil Type V alemán.
SUW2000 presenta la complicación de transmitir el par torsor entre rodales mediante elementos roscados de unión macho-hembra, que conllevan un grave deterioro en las zonas de contacto, generando holguras que acaban soportando el sistema de enclavamiento de las ruedas destruyéndolo, lo que añade complejidad en las labores de mantenimiento.
Se conocen otros sistemas de ancho variable que resuelven este problema mediante compases de fijación, pero no cuentan con una conexión a modo de rótula y su disposición es en la parte externa del eje lo que produce incrementos en la fatiga de la pieza y por tanto su rotura. Además, requieren cajas de grasa específicamente diseñadas, lo que encarece la solución notablemente. También se conocen otros sistemas de ancho variable en los que las fuerzas requeridas para la realización del cambio de ancho se efectúan mediante el guiado de unas bandas de rodadura extra con las que cuenta la rueda ferroviaria, lo que añade un exceso de peso. En otros ejes, el proceso de cambio de ancho se efectúa mediante la participación de unos pendolones que interactúan con la plataforma de cambio de ancho, siendo dichos pendolones elementos que añaden exceso de peso al sistema, además de complejidad en las labores de mantenimiento.
Por otra parte, tanto Rafil Type V como SUW2000 presentan la característica de ser exclusivamente compatibles con dos anchos de vía diferentes, restringiendo su uso a una única frontera ferroviaria, limitando su posible tráfico a través de otras redes, múltiples anchos, tal como se está demandando al tráfico de mercancías Europa - Asia.
Adicionalmente, existe una problemática asociada generalmente a los actuales ejes ferroviarios de ancho variable ya que precisan el empleo de material rodante específico del fabricante, lo que supone un hándicap para su uso en transporte de mercancías, ya que no se podrá reutilizar el parque de vagones y bogíes para ancho fijo existente, elevando los costes totales para su explotación.
En resumen, no existe en la actualidad un eje ferroviario de cambio automático de ancho de vía que resuelva el problema del tráfico internacional de mercancías por ferrocarril entre infraestructuras con diferente ancho de vía, con capacidad de realizar el cambio en más de dos anchos, sin descargar el peso de las ruedas, de forma fluida y con bajas exigencias de mantenimiento, sin necesidad de rodamientos en las caras internas de la rueda, y de ser compatible con los vagones de dos ejes y bogies de mercancías empleados por los operadores habitualmente.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El eje ferroviario con cambio automático a múltiples anchos de vía, sin necesidad de descarga de rueda, se basa en el diseño de un nuevo eje que equipado en un tren, le permite circular sin problemas entre redes ferroviarias de distinto ancho. El cambio de ancho se efectúa al pasar por un sistema instalado en la vía que se encarga de realizar las maniobras correspondientes que permiten el desenclavamiento y posterior enclavamiento de un mecanismo interior previsto al efecto. Concretamente, el eje ferroviario de la invención está compuesto por un eje propiamente dicho y dos ruedas que se acoplan sobre dicho eje mediante casquillos ajustados, permitiendo un desplazamiento axial de las ruedas sobre el eje en condiciones de carga, sin sufrir desgastes excesivos o rotura, incluso en condiciones de carga extrema debidas al trafico de mercancías. Esto es posible gracias a la lubricación mediante grasa conseguida
en la zona interior por medio de engrasadores dispuestos a tal efecto. El eje cuenta con un sistema de garras que se conforman en un manguito deslizante para cada rueda, de manera que el enclavamiento que permite mantener constante el ancho de vía, se consigue al entrar las garras de dicho manguito en ranuras anulares de configuración trapecial previstas en anillos montados sobre el buje de la rueda.
El eje puede configurarse para conseguir mas de dos anchos, modificando la longitud del manguito deslizantes, así como el largo del eje, y montando más anillos con ranuras anulares trapeciales, en combinación con anillos distanciadores previstos para separar los anillos con ranuras anulares, y cuya separación establecerá la distancia adecuada hasta lograr los anchos de vía deseados.
Cada manguito de garras girará solidariamente con el eje, al ir fijado mediante un anillo base zunchado al eje, efectuándose la fijación y zunchado mediante una única tuerca que se atornilla sobre un tramo roscado del anillo base zunchado. Para permitir un ajuste preciso de las dimensiones del ancho de vía se utilizará una arandela de calibración entre el manguito de garras y el propio anillo base zunchado al eje. Con el fin de evitar que el extremo del manguito de garras, que mantiene el enclavamiento, salga de las ranuras anulares de los anillos, se utilizará un manguito de enclavamiento asociado a uno o varios resortes pretensados.
El cambio de ancho y por tanto desenclavamiento o desblocaje de las ruedas, se producirá cuando se aplique una fuerza que pueda vencer la resistencia ofrecida por resortes pretensados instalados, y conseguir desplazar el manguito de garras. Esta fuerza se aplicará durante todo el proceso de cambio de ancho gracias a la interacción del eje con un dispositivo o plataforma de cambio de ancho instalado en la vía. La fuerza se aplicará sobre un disco empujador solidario con el manguito de garras que comprimirá los resortes instalados en el eje, con el fin de liberar las garras de las ranuras anulares, facilitando el movimiento de las ruedas en dirección axial hasta entrar las garras del extremo del manguito en la ranura anular correspondiente al nuevo ancho de vía a que se pretende circular.
El eje ferroviario cuenta también con unas piezas denominadas compases que sirven para el acoplamiento entre la rueda y el eje en el sentido de rotación, estando cada compás
formado por un par de semi-compases o brazos, articulados entre si, con la participación de una rótula que permite el cabeceo, de manera tal que el uso de esta rótula permite la absorción de pequeños movimientos no axiales de la rueda sobre el eje en su rodaje, evitando la rotura del bulón que los conecta. El acoplamiento entre rueda y eje se produce al conectar un semi-compás en la parte interior de la rueda mediante un manguito soporte y el otro semi-compás al anillo base zunchado al eje. El soportes de compases sirve adicionalmente de protección a los anillos dotados de las ranuras anulares trapeciales, cuando el eje se encuentra funcionando en las configuraciones de mayor ancho de vía. Adicionalmente el eje ferroviario se complementa con una membrana extensible, tipo fuelle, de uno o varios pliegues y que servirá de protección para posiciones de menor ancho de vía, de manera tal que dicha membrana va unida al eje y a la rueda en su parte externa, efectuándose la unión mediante un plato alojado en un resalte cóncavo del eje unido a una pieza de protección exterior, mientras que la unión a la rueda se efectuará mediante un anillo al que irá unida la membrana extensible.
Entre las características fundamentales de los elementos estructurales que constituyen el eje ferroviario objeto de la invención, caben destacar entre otras las siguientes: - El eje está diseñado para soportar cargas extremas del transporte de mercancías por ferrocarril.
La Inclusión del sistema de comparases equipado con rótula garantiza la absorción de movimientos no axiales de la rueda sobre el eje en su rodaje normal, sin provocar fatiga al bulón que une ambos semicompases.
- La utilización de material no férrico en la zona de contacto de las garras del manguito con las ranuras trapeciales de los anillos, así como en la zona de contacto o exterior del manguito de garras con el manguito de enclavamiento, aumenta la vida útil de los elementos en contacto.
- Todos los elementos están diseñados para su rápida sustitución sin medios auxiliares.
Las ventajas que presenta el eje ferroviario descrito son las siguientes:
Soluciona el problema del hielo aparecido en diversos sistemas de cambio de
ancho.
Consigue un mantenimiento reducido, limitado a los desgastes habituales.
El eje ferroviario es compatible con cualquier bogie y vagón de dos ejes disponibles por los operadores ferroviarios.
- El eje ferroviario resulta válido para efectuar cambio de ancho a más de dos anchos de forma simultánea.
El eje ferroviario constituye un conjunto de alta robustez.
El eje ferroviario está dotado con la suficiente resistencia estructural como para poder alojar discos de freno en su zona intermedia.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña la presente memoria descriptiva, formando parte integrante de la misma, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra una vista en sección del conjunto del eje ferroviario de ancho variable con los diferentes componentes que lo integran en dos posiciones, una de máximo ancho y otra de mínimo ancho.
La figura 2.- Muestra una vista en sección de los compases que participan en el eje ferroviario de la invención, mostrando la articulación de rótula incorporada entre ambos compases.
La figura 3.- Muestra una vista en sección correspondiente a un detalle que muestra la fijación del anillo zunchado y el manguito de garras respecto del eje.
La figura 4.- Muestra, finalmente, una vista en sección correspondiente a un detalle de la membrana extensible constituida por un fuelle de protección exterior del eje de ancho variable.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Como se puede ver en las figuras referidas, el eje de ancho variable objeto de la invención está previsto para poder efectuar el cambio de ancho de forma plenamente satisfactoria, de manera que de acuerdo con lo que se muestra en la figura 1 , el eje ferroviario en su conjunto comprende las ruedas (1) montadas sobre el correspondiente eje (2) con un ajuste deslizante, es decir con facultad de desplazamiento axial de la rueda (1) sobre el eje (2). Este ajuste deslizante se produce gracias al empleo de casquillos ajustados (3) lubricados mediante grasa por la parte interior (4) de la rueda (1), permitiendo la transición de un ancho a otro sin necesidad de liberar la carga de las ruedas, incluso en condiciones de carga extrema elevada, como el trafico de mercancías. Las ruedas (1) estarán bloqueadas con respecto al eje (2) mediante un manguito (5) de garras (5') que impedirá su desplazamiento axial, al situarse las garras (5') en ranuras trapeciales (6') previstas en anillos (6) montados sobre el buje (7) de la propia rueda (1), de manera que la disposición de las ranuras trapeciales (6') establecerán ranuras anulares que permitirán configurar dos o mas anchos de vía, a través de la modificación de la longitud del buje (7) de la rueda (1), el largo del eje (1) y el uso de los anillos distanciadores (8) que se disponen entre los anillos (6) de la ranura (6').
Las garras (5') serán solidarias en rotación con el eje (2), y se fijan mediante un anillo base base (9) zunchado al eje, entrando en las ranuras trapeciales de los anillos (6) donde se acuñarán en forma anular en todo el perímetro. Para impedir el deterioro de las garras (5') se emplearán materiales no férricos tanto en la zona de contacto de las mismas con las ranuras trapeciales (6') como por la parte exterior en su contacto con un manguito de enclavamiento (10), estando éste último previsto para impedir que las garras (5') abandonen las ranuras trapeciales (6') mediante la acción de uno o mas resortes pretensados (1 1).
Para efectuar el cambio de ancho se tendrá que producir el desbloqueo de dichas garras (5') respecto de las ranuras (6'), lo cual es posible mediante la actuación de una fuerza para vencer a uno o mas resortes pretensados (1 1) y desplazar el manguito de enclavamiento (10), fuerza aplicada al circular dicho eje por el dispositivo o mecanismo de vía previsto para efectuar el cambio de ancho.
Durante la transición se efectuará una acción sobre un disco empujador (12) solidario con dicho manguito de enclavamiento (10), que comprimirá uno o varios resortes pretensados
(1 1), liberando las garras (5') de las ranuras (6') con el fin de facilitar el movimiento en dirección axial hasta entrar la garra (5') deseada en la ranura correspondiente (6') y establecer el nuevo ancho de vía hacia el que se produce el cambio. El acoplamiento entre rueda (1) y eje (2), en sentido de rotación, se realiza en base a unos compases articulados (13) que conectan por un extremo a la parte interna de la rueda (1), mediante un manguito soporte (14) y por otro extremo al anillo base (9) zunchado y solidario al eje (2) al que también está conectado el manguito (5) de garras (5'), permitiendo de esta forma transmitir el momento entre ambas ruedas (1), sin impedir el desplazamiento axial. El soporte (14) de compases servirá a su vez de protección a los anillos (6) con ranuras trapeciales (6'), cuando el eje (2) se encuentre en las configuraciones de mayor ancho.
En la figura 2 se aprecia con mayor detalle el sistema de compases articulados (13), formado por dos semi-compases (15) que permiten el giro mediante un eje de articulación (16), así como el cabeceo mediante una rótula (17) acoplada al mismo eje (16) y alojada en uno de los semi-compases (15). Mediante el empleo de esta rótula (17) se absorberán los pequeños movimientos no axiales de la rueda (1) sobre el eje (2), en su rodaje normal, sin provocar fatiga al bulón que las conecta, evitando por tanto su ruptura. La ubicación de los compases articulados (13), que transmiten el movimiento de giro entre las ruedas (1), en la parte interna del eje (2), y el hecho de no precisar liberar las ruedas (1) de carga durante la transición, permite que se puedan emplear sistemas de rodadura estándar y que el eje de ancho variable ferroviario pueda emplearse en vehículos ya existentes, requiriendo solo pequeñas modificaciones para su aplicación.
En la figura 3 se aprecia con mayor exactitud la fijación del manguito (5) de garras (5') al eje (2), fijación que se realiza mediante una única tuerca (18) que se atornillará sobre un tramo roscado del anillo base (9). Para permitir un ajuste preciso de las dimensiones, se empleará una arandela de calibración (19) entre el anillo base (9) y el manguito (5) de garras (5'). En la figura 4 se aprecia el sistema de protección cuando el eje (2) se encuentra en posición de menor ancho de vía, estando dicho sistema de protección basado en una membrana extensible tipo fuelle (20), de uno o varios pliegues, que quedará unida al eje (2) mediante un plato (21) ubicado en un resalte cóncavo (23) del eje (2) unido a una pieza de protección exterior, y unido a la parte externa de la rueda (1) mediante un anillo (22) a la
que irá unida la membrana extensible (20).
Por último decir que en relación con el sistema de frenado ferroviario, opcionalmente podrán disponerse discos de freno en la zona intermedia del eje, solidarios a éste, o bien ubicarse solidariamente con las ruedas, precisándose en éste último caso un sencillo sistema de timonería para acompañar el movimiento de las ruedas durante la transición de anchos.
Claims
1. - Eje ferroviario con cambio de ancho automático a múltiples anchos de vía, que comprende ruedas (1) montadas sobre un eje (2) mediante ajuste deslizante, permitiendo la transición de un ancho a otro sin necesidad de liberar la carga de las ruedas, incluso en caso de carga extrema, estando las ruedas (1) bloqueadas al eje (2) en su desplazamiento axial mediante un manguito (5) de garras (5') solidario en rotación al eje (2), alojándose las garras (5') previstas en uno de los extremos del manguito (5) en ranuras anulares trapeciales (6') distanciadas entre si para permitir configurar el ancho de funcionamiento del eje, con la participación de un manguito de enclavamiento (10) asociado a uno o más resortes pretensados (1 1) con la colaboración de unos compases articulados (13) conectados de forma articulada entre el eje y la rueda, caracterizado porque las ranuras anulares trapeciales (5') en las que se alojan las garras (6') del manguito (6), están conformadas en anillos (5) montados sobre el buje (7) de la rueda (1), con la interposición de anillos separadores (8); habiéndose previsto que la superficie de la zona de contacto entre las garras (6') y las ranuras anulares trapeciales (5'), así como entre la zona externa de dichas garras (6') y el manguito de enclavamiento (10), sea de material no férrico, con la particularidad además de que en la articulación entre los semi-compases (15') que forman los compases articulados (13), participa una rótula (17) montada sobre el propio eje (16) de articulación entre dichos semi-compases (15), para absorber los pequeños movimientos no axiales de la rueda (1) sobre el eje (2).
2. - Eje ferroviario con cambio de ancho automático a múltiples anchos de vía, según reivindicación (1) caracterizado porque el ajuste deslizante entre las ruedas (1) y el eje (2) está realizado por casquillos ajustados (3), lubricados mediante grasa por la parte interior (4) de la rueda (1).
3. - Eje ferroviario con cambio de ancho automático a múltiples anchos de vía, según reivindicación 1 , caracterizado porque los resortes pretensados (1 1) que establecen el bloqueo de las garras (5') sobre las ranuras trapeciales (6'), están montados sobre un anillo base (9) zunchado y solidario al propio eje (2), y presionados dichos resortes pretensados (1 1) mediante un disco empujador (12) solidario con el propio manguito de enclavamiento (10).
4. - Eje ferroviario con cambio de ancho automático a múltiples anchos de vía, según reivindicaciones 1 y 3, caracterizado porque la fijación del manguito (5) de garras (5') al eje (2), mediante un anillo base (9) zunchado al eje, está realizada mediante una tuerca (18) roscada sobre un tramo de dicho anillo base (9), incorporando además una arandela de colaboración (19) entre el manguito (5) de garras (5') y el propio anillo base (9), para permitir el ajuste preciso del ancho de vía.
5. - Eje ferroviario con cambio de ancho automático a múltiples anchos de vía, según reivindicación 1 , caracterizado porque incorpora una membrana extensible tipo fuelle (20), de uno o varios pliegues, montada sobre el propio eje (2) mediante un plato (21) alojado en un resalte cóncavo (23) del propio eje (2), y unido a una pieza de protección exterior, así como a la parte externa de la rueda (1) mediante un anillo (22).
6. - Eje ferroviario con cambio de ancho automático a múltiples anchos de vía, según reivindicación 1 , caracterizado porque la unión entre los compases articulados (13) y las ruedas (1), se realiza a través de un manguito soporte (14) que actúa como elemento de protección de los propios anillos (6) de ranuras trapeciales (6'), cuando el eje (2) se encuentra en las configuraciones de mayor ancho.
7.- Eje ferroviario con cambio de ancho automático a múltiples anchos de vía, según reivindicación 1 , caracterizado porque el eje (2) en su zona intermedia es susceptible de montar discos de freno solidarios al mismo, o ubicarse dichos discos de freno solidariamente con las ruedas (1).
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