ES2212503T3 - Bogie de vehiculo ferroviario y procedimiento de fabricacion de un larguero de dicho bogie. - Google Patents
Bogie de vehiculo ferroviario y procedimiento de fabricacion de un larguero de dicho bogie.Info
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Abstract
BOGIE (1) DE VEHICULO FERROVIARIO (V), ESTANDO ESTE BOGIE APOYADO SOBRE RUEDAS (5, 5'') REPARTIDAS EN AL MENOS DOS EJES (AA'', B-B''), PREVIENDOSE AL MENOS UN LARGUERO (6) PARA CONECTAR LOS EJES A UNA PARTE CENTRAL (2) DEL BOGIE, CARACTERIZADO PORQUE EL LARGUERO (6) ESTA FORMADO POR UNA LAMINA ELASTICA CONFORMADA EN BUCLE APLASTADA. EL LARGUERO PUEDE SER DE MATERIAL COMPUESTO O DE METAL. EN EL CASO DE UN LARGUERO DE MATERIAL COMPUESTO, EL PROCEDIMIENTO CONSISTE EN ENROLLAR UNA CAPA CONTINUA DE FIBRAS DE REFUERZO EN AL MENOS UN TORNO ALREDEDOR DE DOS BLOQUES, PARA FORMAR UN BUCLE ALREDEDOR DE ESTOS DOS BLOQUES Y POLIMERIZA UNA MATRIZ CON BASE DE RESINA ALREDEDOR DE ESTAS FIBRAS.
Description
Bogie de vehículo ferroviario y procedimiento de
fabricación de un larguero de dicho bogie.
La invención se refiere a un bogie de vehículo
ferroviario y a un procedimiento de fabricación de un larguero para
dicho bogie.
Un bogie de vehículo ferroviario está destinado a
soportar un vehículo, tal como una caja o un vehículo motor, que se
apoya sobre varias ruedas repartidas sobre unos ejes. Teniendo en
cuenta las masas de las cajas y de las motrices y de su velocidad de
desplazamiento, los esfuerzos debidos a las aceleraciones de estos
materiales, en particular durante los cambios de dirección, son
grandes, de manera que es de uso corriente realizar unos bogies en
forma de piezas macizas en acero o de estructura mecanosoldada.
Estas piezas macizas y estas estructuras mecanosoldadas son rígidas
y deben estar equipadas de sistemas de suspensiones y de
amortiguación para asegurar el confort de los pasajeros o la
absorción de las vibraciones debidas a las irregularidades de la vía
sobre la que circula el material.
Por el documento de la solicitud de patente
europea 0 031 008, se conoce un bogie de vehículo ferroviario que
comprende unas almas en forma de H realizadas en material
compuesto. Estas almas no permiten absorber eficazmente los
esfuerzos debidos a las aceleraciones verticales y transversales de
las piezas en movimiento y no permiten el montaje de elementos
accesorios o de seguridad tales como un motor, un sistema de
frenado o un sistema de control. Para resistir eficazmente a las
fuerzas dinámicas a las que son sometidas, estas almas deberían
presentar una sección transversal grande, lo que traería consigo un
gran consumo de material compuesto. Esto incrementaría el precio de
coste del bogie y podría plantear unos problemas técnicos de
moldeo.
Más particularmente la invención pretende evitar
estos inconvenientes, proponiendo un bogie cuyos largueros
presentan una forma tal que participan eficazmente en la suspensión
del vehículo.
En esta esencialidad, la invención se refiere a
un bogie de vehículo ferroviario, estando este bogie apoyado sobre
unas ruedas repartidas en por lo menos dos ejes, estando previstos
unos largueros para unir los ejes a una parte central del bogie,
caracterizado porque dichos largueros están formados por una lámina
elástica conformada en bucle aplanado y situado en un plano
globalmente vertical, mientras que la lámina a su vez está
dispuesta perpendicularmente a este plano vertical.
Gracias a la invención, la geometría del larguero
le permite asegurar a la vez:
- una función de soporte del vehículo entre los
ejes,
- una función de suspensión del vehículo
ferroviario, y
- una función de amortiguación de las vibraciones
entre los ejes y el vehículo,
- y ello, asegurando al mismo tiempo el arrastre
de la caja o de la motriz con las funciones de tracción, de frenado
y de guiado sobre la vía.
Además, la geometría particularmente simple del
larguero permite llegar a un coste atractivo, lo que mejora las
prestaciones económicas globales del bogie.
Según un primer modo de realización ventajosa de
la invención, la lámina elástica está realizada en material
compuesto a base de resina en material plástico cargada con fibras
de refuerzo. En este caso, el bogie realizado es sensiblemente más
ligero que los dispositivos clásicos en acero, lo que permite
aumentar la carga embarcada en el vehículo. La flexibilidad de un
material compuesto le permite realizar una amortiguación eficaz de
las frecuencias vibratorias frecuentemente activas en un bogie.
Además, un bogie en material compuesto de acuerdo con la invención
se puede fabricar más fácilmente que un bogie clásico, debido a su
geometría simple. El material compuesto puede ser a base de resina
epoxídica, fenólica u otra y cargada de fibras de vidrio, de
carbono, de aramida y/o de otras fibras específicas que permiten
detectar un eventual fallo del material.
Según otro modo de realización de la invención,
la lámina elástica se puede realizar en metal, preferentemente en
acero de muelles. Este segundo modo de realización permite utilizar
un material clásico cuyas propiedades son muy conocidas en el campo
de la construcción ferroviaria.
Según otro aspecto ventajoso de la invención, el
bogie comprende por lo menos un amortiguador dispuesto en el volumen
interior del larguero. Este amortiguador está solicitado en función
de las deformaciones elásticas de la lámina que forma el
larguero.
Según otro aspecto ventajoso de la invención, la
lámina elástica está constituida por dos almas alargadas y por dos
zonas curvas fijadas con relación a las cajas de ejes de las
ruedas. Así, el larguero está fijado por sus dos extremos gracias a
las dos zonas curvas. En este caso, se puede prever que por lo
menos una caja de ejes comprende una parte en resalte alrededor de
la cual está dispuesta una zona curva de la lámina elástica.
Ventajosamente, esta zona curva está fijada sobre esta parte en
resalte por pegado o mecánicamente.
Según otro aspecto ventajoso de la invención, la
parte en resalte comprende dos superficies globalmente opuestas
contra las que se apoyarán unas superficies correspondientes de las
almas alargadas de la lámina elástica. Esta geometría de la parte
en resalte y de la lámina elástica evita un pivotamiento de la
lámina alrededor de la parte en resalte, lo que mejora la fijación
entre estos dos elementos.
Según otro aspecto de la invención, el bogie
comprende dos largueros formados cada uno por una lámina elástica,
estando estos largueros unidos a un chasis común. Este chasis puede
soportar el vehículo y puede estar equipado con un órgano de
suspensión. En este caso, se puede prever que cada larguero está
unido al chasis, a la altura de un alma superior y a la altura de
un alma inferior del bucle que forma.
La invención se refiere también a un
procedimiento de fabricación de un larguero, en el caso de un
larguero realizado en material compuesto tal como el descrito
anteriormente. Este procedimiento consiste en:
- enrollar una napa continua de fibras de
refuerzo, sobre por lo menos una vuelta, alrededor de dos pivotes,
de manera que forme un bucle alrededor de estos dos pivotes, y
- hacer polimerizar una matriz a base de resina
alrededor de estas fibras.
Gracias al procedimiento de la invención, se
puede realizar un larguero de forma particularmente simple y
económica.
Según un aspecto ventajoso del procedimiento de
la invención, éste consiste en adaptar la separación de los pivotes
en función de la distancia entre ruedas y/o de la carga prevista
sobre el larguero. Según otro aspecto ventajoso, el procedimiento
consiste en adaptar el número de vueltas de enrollado de la napa
alrededor de los pivotes en función de las dimensiones y/o de la
rigidez previstas del larguero. El procedimiento de la invención
presenta una gran adaptabilidad a las características de
funcionamiento del larguero, de forma que se pueden fabricar varios
tipos de largueros en una misma instalación, lo que es
particularmente ventajoso en el plano industrial.
La invención se comprenderá mejor y otras de sus
ventajas aparecerán más claramente a la luz de la descripción
siguiente de dos modos de realización de un bogie de vehículo
ferroviario y de su procedimiento de fabricación, de acuerdo con la
invención, dada únicamente a título de ejemplo y haciendo referencia
a los dibujos anexos en los que:
- La figura 1 es una vista lateral de un bogie de
vehículo ferroviario de acuerdo con la invención;
- la figura 2 es una representación esquemática
de principio en perspectiva del bogie de la figura 1, sin los
elementos anexos que soporta;
- la figura 3 es una vista lateral, a mayor
escala, de una parte de un bogie de acuerdo con un segundo modo de
realización de la invención;
- la figura 4 es una vista en perspectiva
explosionada parcial de algunos elementos que constituyen el bogie
representado en la figura 3;
- la figura 5 es una representación esquemática
de principio de una etapa de fabricación de un larguero de bogie tal
como se utiliza en el dispositivo de las figuras 1 a 3; y
- la figura 6 es una vista análoga a la figura 5
durante una etapa ulterior de fabricación.
El bogie 1 representado en la figura 1 está
destinado a soportar un vehículo ferroviario V, representado en
trazos mixtos, apoyado sobre unos raíles de los cuales sólo uno es
visible en la figura 1 con la referencia R. Este bogie 1 comprende
un chasis 2 sobre el que está dispuesto un conjunto 3 de suspensión
secundaria intercalado entre el chasis 2 y la caja del vehículo V.
El chasis 2 está soportado por dos cajas de ejes 4 y 4' de dos ejes
representados por los ejes A-A' y
B-B' de rotación de dos juegos de ruedas 5 y 5'.
Dos largueros 6 y 6' están tendidos entre el chasis 2 y las cajas de
ejes 4 y 4'.
De acuerdo con la invención, cada larguero 6 está
formado por una lámina elástica conformada en bucle aplanado.
Más precisamente, el larguero 6 comprende un alma
o traviesa superior 6a y un alma o traviesa inferior
6b que presenten una forma globalmente alargada y que se
extienden sobre sensiblemente toda la longitud comprendida entre dos
ejes 7 y 7' en resalte con relación a las cajas de ejes 4 y 4'. Los
largueros 6 también comprenden dos zonas curvas 6c y
6d dispuestas respectivamente alrededor de los ejes 7 y 7' y
que unen las almas 6a y 6b.
El larguero 6 está realizado en material
compuesto a base de resina epoxídica cargada con fibras de vidrio.
Se trata de una estructura ligera y que presenta excelentes
propiedades mecánicas, mientras que su precio de coste puede ser
relativamente bajo. Se pueden considerar otros materiales compuestos
en función de las elecciones tecnológicas del experto en la
materia.
Las zonas curvas 6c y 6d del
larguero 6 están pegadas sobre los ejes en resalte 7 y 7' de forma
que se realiza un ensamblaje rígido de las cajas de ejes 4 y 4' con
el larguero 6. El ensamblaje por pegado se adapta particularmente a
un larguero en material compuesto, puesto que la elección de la cola
se puede efectuar en función de este material.
El chasis 2 está, por su parte, fijado por
cualquier medio adecuado y por ejemplo por unos tornillos,
representados por sus trazos de eje 9, en las dos almas 6a y
6b. Así, el chasis 2 y el larguero 6 constituyen un
ensamblaje rígido en la parte central del bogie 1.
Las almas 6a y 6b se pueden modelar
como unas vigas empotradas a la altura de los tornillos 9 y
sometidas a unos esfuerzos verticales a la altura de las zonas
curvas 6c y 6d. Su flexibilidad se aprovecha para
permitir un desplazamiento tal como el representado en trazos
mixtos en la izquierda de la figura 1. Este desplazamiento permite
por lo tanto al larguero 6 asegurar una función de suspensión
deformándose.
Además, la naturaleza del material utilizado para
constituir el larguero 6 es tal que éste vuelve de forma natural
hacia su posición representada en trazos continuos, de manera que
amortigua eficazmente las vibraciones eventuales creadas entre las
cajas de ejes 4 y 4' y el chasis 2.
El larguero 6' es idéntico al larguero 6.
Como se desprende más particularmente de la
figura 2, la estructura global del bogie 1 es simple puesto que
está constituido esencialmente por el chasis 2 y por los dos
largueros 6 y 6', de manera que su precio de coste es
particularmente atractivo, en particular cuando está realizado en
resina epoxídica cargada con fibras de vidrio.
En el segundo modo de realización de la invención
representada en las figuras 3 y 4, los elementos análogos a los del
modo de realización de las figuras 1 y 2 llevan unas referencias
idénticas aumentadas en 50. En este modo de realización, un bogie 51
comprende un chasis 52 que soporta un conjunto de suspensión no
representado, mientras que unos largueros, de los cuales sólo uno
es visible en las figuras 3 y 4 con la referencia 56, están
tendidos entre el chasis 2 y las cajas de ejes, de las cuales sólo
una es visible con la referencia 54, definiendo esta caja de ejes
un eje A-A' de rotación de las ruedas 55.
El larguero 56 está realizado en acero de muelles
y comprende un alma o traviesa superior 56a y un alma o
traviesa inferior 56b unidas por dos zonas curvas, de las
cuales sólo una es visible con la referencia 56c. La zona
curva está dispuesta alrededor de una parte en resalte 57 de la
caja de ejes 54 sobre la que está empotrada mecánicamente. Más
precisamente, la parte en resalte 57 presenta una forma de talón y
comprende una superficie superior 57a y una superficie
inferior 57b globalmente planas contra las que pueden
apoyarse unas superficies correspondientes 56e y 56f
que pertenecen respectivamente a las almas alargadas 56a y
56b. Así, no es posible ninguna rotación del larguero 56
alrededor de la parte en resalte 57, lo que mejora el anclaje del
larguero con relación a la parte en resalte.
La parte en resalte 57 está formada en el
interior de una envolvente 62 provista de una tapa 63, estando
previstas esta envolvente y esta tapa para apretar los extremos de
las almas 56a y 56b y la zona curva 56c
alrededor de la parte en resalte 57. Esto permite proteger el
ensamblaje realizado entre los largueros 56 y la parte en resalte
57.
Un bloque amortiguador 64, realizado por ejemplo
en elastómero, está dispuesto entre las almas 56a y
56b, lo que le permite reaccionar a las deformaciones de
estas almas y por lo tanto contribuir a la amortiguación de las
vibraciones. La utilización de un bloque en elastómero es
particularmente simple; sin embargo se podrían instalar otros
dispositivos amortiguadores en el volumen interior del larguero, es
decir entre las almas 56a y 56b.
Evidentemente, un amortiguador tal como un bloque
en elastómero también podría ser utilizado con el dispositivo del
primer modo de realización de la invención representado en las
figuras 1 y 2. Asimismo, la geometría del talón 57 se puede
trasponer a un bogie en material compuesto.
La fabricación de un larguero en material
compuesto, en particular del tipo del representado en las figuras 1
y 2, se describe con referencia a las figuras 5 y 6.
Dos pivotes 101 y 102 están montados en una
platina 103 y su separación E está regulada en función de la
dimensión deseada del larguero a fabricar. Cuando esta separación
está regulada, una napa continua 104 de fibras de vidrio se enrolla
alrededor de estas dos pivotes 101 y 102 en por lo menos una vuelta,
preferentemente en un gran número de vueltas de manera que
constituya un bucle cerrado 105. Este bucle es resistente en el
plano mecánico puesto que las fibras de refuerzo se extienden sobre
toda la longitud del bucle. Cuando se han realizado varias vueltas,
como se representa en la figura 6, es posible disponer en conjunto
así formado en el interior de una estufa de secado, según una
técnica conocida en el campo de los materiales compuestos.
Según una variante ventajosa de la invención, la
napa 104 puede comprender una o varias fibras de detección de fallo
del material compuesto. Estas fibras se pueden realizar con hilos
de cobre o con fibras ópticas. Su ruptura significa un principio de
deterioro del larguero, pudiendo ser controlado automáticamente.
El número de vueltas de enrollado de la napa 104
depende del espesor e deseado.
La separación E se determina en función de la
distancia entre ruedas del bogie mientras que el espesor e
resulta del cálculo de la rigidez establecido en función de la
carga prevista en el larguero, en particular en función del tipo de
vehículo V.
Claims (13)
1. Bogie (1; 51) de vehículo ferroviario (V),
estando dicho bogie apoyado sobre unas ruedas (5, 5'; 55)
repartidas en por lo menos dos ejes (A-A',
B-B') de los largueros (6, 6'; 56) que están
previstos para unir dichos ejes a una parte central (2; 52) de
dicho bogie, caracterizado porque dichos largueros (6, 6';
56) están formados por una lámina elástica conformada en bucle
aplanado y situado en un plano globalmente vertical, mientras que
dicha lámina está dispuesta perpendicularmente a dicho plano.
2. Bogie según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha lámina elástica (6, 6') está
realizada en material compuesto a base de resina en material
plástico cargada con fibras de refuerzo.
3. Bogie según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha lámina elástica (56) está
realizada en metal, preferentemente en acero de muelles.
4. Bogie según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque comprende por lo menos un
amortiguador (64) dispuesto en el volumen interior de dicho
larguero (6, 6'; 56).
5. Bogie según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque dicha lámina elástica (6,
6'; 56) está constituida por dos láminas alargadas (6a,
6b; 56a, 56b) y por dos zonas curvas
(6c, 6d; 56c) fijadas con relación a las cajas
de ejes (4, 4'; 54) de dichas ruedas (5, 5'; 55).
6. Bogie según la reivindicación 5,
caracterizado porque por lo menos una caja de ejes (4, 4';
54) comprende una parte en resalte (7, 7'; 57 alrededor de la que
está dispuesta una zona curva (6c, 6d,; 56c) de
dicha lámina elástica (6, 6'; 56).
7. Bogie según la reivindicación 6,
caracterizado porque dicha zona curva (6c,
6d,; 56c) de dicha lámina elástica (6, 6'; 56) está
fijada en dicha parte en resalte (7, 7'; 57) de dicha caja de ejes
(4, 4'; 54) por pegado o mecánicamente.
8. Bogie según una de las reivindicaciones 6 ó 7,
caracterizado porque dicha parte en resalte (57) comprende
dos superficies (57a, 57b) globalmente opuestas
contra las que se apoyarán unas superficies correspondientes
(56e, 56f) de dichas almas alargadas (56a,
56b) de dicha lámina elástica (56).
9. Bogie según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque comprende dos largueros (6,
6'; 56) formados cada uno por una lámina elástica, estando dichos
largueros unidos a un chasis común (2; 52).
10. Bogie según las reivindicaciones 5 y 9,
caracterizado porque cada larguero (6, 6'; 56) está unido a
dicho chasis (2; 52) a la altura de un alma superior (6a;
56a), y a la altura de un alma inferior (6b;
56b) del bucle aplanado que forma.
11. Procedimiento de fabricación de un larguero
(6, 6') de bogie (1) de vehículo ferroviario (V),
caracterizado porque consiste en:
- enrollar una napa (104) continua de fibras de
refuerzo sobre por lo menos una vuelta alrededor de dos pivotes
(101, 102), de manera que forme un bucle (105) alrededor de dichos
pivotes y
- hacer polimerizar una matriz a base de reina
alrededor de dichas fibras.
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque consiste en adaptar la separación (E)
de dichos pivotes (101, 102) en función de la distancia entre
ruedas y/o de la carga prevista de dicho larguero.
13. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque consiste en adaptar el número de
vueltas de enrollado de dicha napa alrededor de dichos pivotes en
función de las dimensiones (e) y/o de la rigidez previstas
de dicho larguero.
Applications Claiming Priority (2)
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