ES2216896T3 - Corazon de agujas. - Google Patents

Abstract

Región de corazón de agujas (10, 12) para agujas de cambio de vía y cruces que comprende una punta del corazón de agujas (14, 24) así como patas de liebre (16, 18) y raíles de traslación (20, 22) que discurren a ambos lados de ella, cuyo recorrido básico (38, 40) respectivo está ajustado a una vía troncal o secundaria (26, 28), pudiendo pasar sobre la región del corazón de agujas un vehículo ferroviario que presenta un eje de rueda o carro giratorio con ruedas unidas rígidamente entre sí y estando situadas una región entre la punta del corazón de agujas y el inicio de la aguja de cambio de vía, delante de la punta del corazón de agujas, y una región entre la punta del corazón de agujas y el final de la aguja de cambio de vía, detrás de la punta del corazón de agujas, caracterizada porque al menos uno de las raíles de traslación (20, 22) en la región de la punta del corazón de agujas (14, 24) presenta una modificación de recorrido (34, 36) que se aparta de su recorrido básico (38, 40), de tal modo que una rueda que pasa por el raíl de traslación se apoya sobre una circunferencia de rodaje de radio r1, que es menor que una circunferencia de rodaje de radio r2, de la rueda que rueda sobre la punta del corazón de agujas en su apoyo, empezando la modificación de recorrido (34) del raíl de traslación (20) a una distancia X, con 20.000 mm > X > 5.000 mm, delante de la punta del corazón de agujas (14, 24) y finalizando la modificación de recorrido del raíl de traslación a una distancia Y, con 23.000 mm > Y > 8.000 mm, detrás de la punta del corazón de agujas.

Description

Corazón de agujas.

La invención se refiere a un vehículo ferroviario que pasa sobre una región de corazón de agujas con eje de rueda o carro giratorio, que presenta un plano perpendicular, así como una punta del corazón de agujas comprendida sobre una región de corazón de aguja para agujas de cambio de vía y cruces así como patas de liebre y raíles de traslación que discurren a ambos lados de ella, cuyo recorrido básico respectivo está ajustado a una vía troncal o secundaria, pudiendo pasar sobre la región del corazón de agujas un vehículo ferroviario que presenta un eje de rueda o carro giratorio con ruedas unidas rígidamente entre sí y estando situadas una región entre la punta del corazón de agujas y el inicio de la aguja de cambio de vía, delante de la punta del corazón de agujas, y una región entre la punta del corazón de agujas y el final de la aguja de cambio de vía, detrás de la punta del corazón de agujas.

En la región de corazones de agujas rígidos las bielas de rueda ejercen tareas de guiado, ya que una pestaña de rueda en la región de un hueco del corazón de aguja, obligado forzosamente por carriles guía que se cruzan, ya no puede guiar la rueda sobre una cabeza de carril. En dependencia de la anchura de los carriles guía se desvía lateralmente a modo de choque el eje, es decir, el juego de ruedas de un vehículo por medio de la biela de rueda. Este desvío se produce en trenes que pasan por una región de corazón de agujas con una velocidad de por ejemplo 160 km/h en centésimas de segundo. Estos choques reducen por un lado la comodidad de la marcha y, por otro lado, producen un desgaste indeseado.

Por obligación constructiva las puntas de los corazones de agujas están configuradas con su región delantera muy estrecha, de tal manera que cuando sobre éstas pasa una rueda, son sometidas a un mayor desgaste. Esto afecta en mayor medida cuando la pestaña de una rueda se desliza a lo largo de la punta del corazón de agujas en su región delantera.

Para evitar o reducir que se pase por encima de la punta del corazón de agujas se produce, según el documento EP 0 282 796 B1, una dilatación específica de la región de transición entre la pata de liebre y la punta del corazón de agujas, para evitar una transmisión de fuerza puntual o repentina, que se produzca en una región muy estrecha, desde la pata de liebre a la punta del corazón de agujas.

Según el documento EP 0 281 880 A1 se propone, para que se pase con cuidado sobre una punta del corazón de agujas, configurar lo más estrecho posible el carril guía existente entre la punta del corazón de agujas y el raíl de traslación subordinada. Para esto se guía una rueda entre la punta del corazón de agujas y una biela de rueda subordinada a ésta.

Según el documento DE 42 24 159 A1 se ha previsto que la biela de rueda y el corazón de agujas partan como unidad de una placa de asiento común, que está apuntalada transversal-elásticamente con respecto a una traviesa a través de una capa intermedia que presenta características elásticas. Por medio de esto se obtiene, por un lado una protección de la punta del corazón de agujas y, por otro lado, se evita una cooperación repentina entre rueda y biela de rueda.

También se conocen puntas de corazones de agujas móviles, con lo que también se quiere intentar evitar que se pase repentinamente por encima de la punta del corazón de agujas o que la pestaña de rueda se deslice a lo largo de la punta del corazón de agujas.

La presente invención se basa en el problema de perfeccionar de tal modo una región de corazón de agujas de la clase citada al comienzo, que se produzca una reducción del desgaste de la región de corazón de agujas, sin que sea necesario reestructurar la propia punta del corazón de agujas o de la biela de rueda subordinada a la misma, o bien su alineación mutua.

Conforme a la invención, el problema es resuelto por medio de una región de corazón de agujas de la clase citada al comienzo, por medio de que al menos una de las raíles de traslación en la región de la punta del corazón de agujas presenta una modificación de recorrido que se aparta de su recorrido básico, de tal modo que una rueda que pasa por la raíl de traslación se apoya sobre una circunferencia de rodaje de radio r_{1}, que es menor que una circunferencia de rodaje de radio r_{2}, de la rueda que rueda sobre la punta del corazón de agujas en su apoyo, empezando la modificación de recorrido de la raíl de traslación a una distancia X, con 20.000 mm > x > 5.000 mm, delante de la punta del corazón de agujas y finalizando la modificación de recorrido de la raíl de traslación a una distancia Y, con 23.000 mm > y > 8.000 mm, detrás de la punta del corazón de agujas.

Mediante la modificación de recorrido, la rueda que rueda por el lado del raíl de traslación adquiere en su punto de contacto de rueda una modificación tal, que el eje de rueda o de carro giratorio se alinea forzosamente sobre la vía troncal o secundaria, de tal modo que su plano normal discurre en paralelo o casi en paralelo al eje longitudinal respectivo de la vía a recorrer, con la consecuencia de que se impide el movimiento deslizante o rozante la pestaña de rueda a lo largo del flanco de la punta del corazón de agujas, que de otro modo conduce a un desgaste.

En especial se ha previsto que la modificación de recorrido del raíl de traslación esté configurada de tal modo que una rueda que pasa por la raíl de traslación se apoye sobre una circunferencia de rodaje de radio r_{1}, que es menor que una circunferencia de rodaje r_{2} de la rueda que rueda sobre la punta del corazón de agujas, en su apoyo. Con ello el radio r_{1} se comporta con relación al r_{2} aproximadamente como r_{1} : r_{2} \approx 0,91 : 1 hasta r_{1} : r_{2} \approx 0,98 : 1.

Desviándose del estado de la técnica ya conocido, en la región de una punta de corazón de agujas no se produce ninguna reestructuración de esta misma o de la disposición punta del corazón de agujas - biela de rueda, sino que lao raíles de traslación subordinadas a la punta del corazón de agujas se modifican de tal manera en su recorrido que se produce una influencia específica del punto de contacto de rueda que rueda sobre el raíl de traslación, con el resultado de que la pestaña de la rueda que rueda sobre la punta del corazón de agujas se mantiene alejada de su flanco.

Se ha previsto en especial que el raíl de traslación, en la región de la punta del corazón de agujas, discurra curvado con relación a su línea de contacto formada por los respectivos puntos de contacto de la rueda y dirigida hacia fuera de la punta del corazón de agujas, es decir, que muestre un recorrido cóncavo con relación a la punta del corazón de agujas.

La línea de contacto entre rueda y cabeza del raíl de traslación, que se desvía del recorrido básico, puede conseguirse por medio de que la cabeza del raíl de traslación o su superficie de rodadura en la región de la punta del corazón de agujas esté más inclinada en el recorrido básico, en comparación con el raíl de traslación, con respecto a la punta del corazón de agujas. Con ello el raíl de traslación o su superficie de rodadura en la región de la punta del corazón de agujas pueden estar más inclinados en un ángulo \alpha, con relación a la punta del corazón de agujas, que el raíl de traslación en el recorrido básico, en donde 1,5º < \alpha < 5º, siendo en especial \alpha \approx 3º.

Se obtiene una protección óptima de la punta del corazón de agujas cuando la modificación de recorrido del raíl de traslación comienza a una distancia x, con 15.000 mm - 20.000 mm > x > 5.000 mm delante de la punta del corazón de agujas. Asimismo la modificación de recorrido debería finalizar a una distancia y, con 18.000 - 23.000 mm > y > 8.000 detrás del principio de la punta del corazón de agujas. El principio y el final en la vía troncal y en la secundaria pueden variar entre sí según la distancia, pero también pueden ser iguales. Esto depende fundamentalmente del radio de una vía.

La invención destaca en especial porque la modificación máxima del recorrido básico del raíl de traslación es de 5 mm a 30 mm transversalmente a la vía troncal o a la secundaria. Mediante el aumento del ancho de vía correspondiente puede realizarse de forma constructivamente sencilla una influencia en el eje de rueda o carro giratorio, de tal modo que la rueda que rueda por el lado de la punta del corazón de agujas no pueda pasar lateralmente por la punta del corazón de agujas, sin que se limite el propio guiado necesario.

Otros detalles, ventajas y particularidades de la invención no solo se obtienen de las particularidades a extraer de las reivindicaciones de la misma - en sí mismas o en combinación - sino también de la siguiente descripción de los ejemplos de ejecución preferidos a deducir del dibujo.

Aquí muestran:

la figura 1 una representación de principio de una región de corazón de agujas con punta de corazón de agujas rígida,

la figura 2 una representación de principio de una región de corazón de agujas con punta de corazón de agujas móvil,

la figura 3 una representación de principio de una primera forma de ejecución para obtener una modificación de recorrido de un raíl de traslación,

la figura 4 una representación de principio de una segunda forma de ejecución para obtener una modificación de recorrido de un raíl de traslación,

la figura 5 una representación de principio de una tercera forma de ejecución para obtener una modificación de recorrido de un raíl de traslación y

la figura 6 una representación de principio de un raíl de traslación en la región de una punta de corazón de agujas, en una vista en planta.

En las figuras 1 y 2 se ha representado esquemáticamente una región de corazón de agujas 10 ó 12, que comprende conforme a la figura 1 una punta de corazón de aguja 14 rígida así como patas de liebre 16, 18, que discurren por ambos lados de la misma, y raíles de traslación 20, 22. De forma correspondiente, en la figura 2 se han subordinado a una punta de corazón de agujas 24 móvil igualmente patas de liebre 16, 18 y raíles de traslación 20, 22. De este modo se hace referencia a estructuras conocidas desde hace tiempo. Asimismo, en las figuras 1 y 2 se han marcado la vía troncal con el símbolo de referencia 26 y la vía secundaria con el símbolo de referencia 28.

Para garantizar cuando se recorre la región de corazón de agujas 10 ó 12, que no se pasa lateralmente por las regiones delanteras 30 ó 32 de las puntas de corazón de agujas 14, 16, con lo que en caso contrario se produciría un mayor desgaste y además se influiría negativamente en la comodidad de marcha de un vehículo ferroviario que recorriera la región de corazón de agujas 10, 12, se ha previsto que el raíl de traslación 20 de la vía troncal 26 o el raíl de traslación 22 de la vía secundaria 28 sufra una modificación de recorrido de tal clase, que la rueda respectiva que rueda sobre el raíl de traslación 20, 22 sufra una influencia tal en su punto de contacto de rueda, que el eje correspondiente de la rueda esté alineado con su normal de tal modo con la vía troncal o secundaria 26, 28, que ésta discurra casi en paralelo a su eje longitudinal, de tal manera que obligado por esto la rueda que rueda sobre la punta de corazón de agujas 14, 24 no roca con su pestaña de rueda a lo largo de su flanco.

En otras palabras, mediante una modificación de recorrido específica del raíl de traslación 20, 22 que se aparta del recorrido básico del raíl de traslación por fuera del corazón de agujas 14, 24 se influye de tal modo en el movimiento del eje de rueda o carro giratorio de un vehículo ferroviario, que recorre la región de corazón de agujas 10, 12, que se produce un movimiento dirigido hacia fuera de la punta de corazón de agujas 14, 24.

En las figuras 1 y 2 se ha dibujado a modo de principio la modificación de recorrido respectiva de los raíles de traslación 20, 22 con los símbolos de referencia 34, 36, mientras que el recorrido básico en representación a trazos presenta los símbolos de referencia 38, 40. La modificación de recorrido 34, 36 puede ejecutarse con ello de forma diferente, siendo decisivo que en la región de la modificación de recorrido el punto de contacto de rueda se desplace alejándose de la punta de corazón de agujas 14, 24. De este modo, la línea continua 34, 36 representa en sentido estricto el recorrido de las líneas de contacto entre la rueda y la cabeza del raíl de traslación, es decir, su superficie de traslación.

De forma correspondiente a la representación de principio de la figura 3 se provoca con preferencia la modificación de recorrido 34, 36, por medio de que el raíl de traslación 20, 22 discurre, en la región del corazón de agujas 14, 24, curvada y dirigido hacia fuera de la misma, es decir, muestra con relación a su superficie de traslación, sobre la que se apoya la rueda respectiva, un recorrido cóncavo con relación a la punta de corazón de agujas 14, 24. De este modo, en la figura 3 se ha representado a modo únicamente de principio una rueda 42 que rueda sobre el raíl de traslación. En la representación continua se ha representado una sección transversal del raíl de traslación 20 en la región de la modificación de recorrido, es decir, en la región 34. Frente a esto, en la representación a trazos y con el símbolo de referencia 44 se ha marcado el raíl de traslación 20 con su cabeza 44 por fuera de la modificación de recorrido, es decir, se ha dibujado en el recorrido básico 38. Mediante la modificación de recorrido, que se consigue mediante el ejemplo de ejecución de la figura 3 por medio de que el raíl de traslación 20 presenta con relación a la punta de corazón de agujas 14, 24 una mayor distancia en comparación con el recorrido básico habitual, se modifica el punto de contacto de la rueda 42 de tal modo específicamente, que el eje de rueda y con ello la rueda que rueda sobre el corazón de agujas 14, 24 casi es "estirado" en la dirección del raíl de traslación 20, con lo que se garantiza que la pestaña de la rueda que rueda sobre el corazón de agujas 14, 24 no roza a lo largo de la punta de corazón de agujas 14, 24.

Mediante la modificación de recorrido se produce un alineamiento del eje de rueda o carro giratorio sobre la vía troncal o secundaria 26, 28 o su eje longitudinal, de tal modo que estos forman entre sí casi un ángulo recto, con la consecuencia de que se suprime el movimiento rozante, indeseado y que lleva a un desgaste prematuro de la punta de corazón de agujas 14, 24, de la pestaña de la rueda que rueda sobre la punta de corazón de agujas a lo largo de su flanco.

También puede conseguirse una modificación de recorrido de forma correspondiente a la figura 4, por medio de que el raíl de traslación 20, 22 en la región de la modificación de recorrido 34, 36, en su superficie de traslación 46, mediante mecanización de la cabeza 44 con respecto a la punta de corazón de agujas 14, 24 discurra más inclinado que en el recorrido básico (símbolo de referencia 48), con lo que a su vez se produce una modificación del punto de contacto de la rueda 42, hasta tal punto que el punto de contacto de rueda se desplaza hacia fuera, es decir, alejándose de la punta de corazón de agujas 14, 24. La superficie de traslación de la cabeza 44 en la región de la modificación de recorrido 34, 36 describe con ello, respecto a la superficie de traslación en el recorrido básico 38, 40, un ángulo \alpha, en donde 1,5º < \alpha < 5º.

Alternativamente, el raíl de traslación 20, 22 puede estar inclinado como un todo en la región de la modificación de recorrido, como se aclara con base en la figura 5. En este caso no se modifica la cabeza 44 del raíl. Más bien se dispone su pie 50, por ejemplo, sobre una placa trapezoidal no representada, para ajustar la inclinación necesaria de la superficie de traslación de la cabeza de raíl 44 para influir en el punto de contacto de rueda.

La modificación de recorrido 34 del raíl de traslación 20 de la vía troncal 26 debería ser, delante de la punta de corazón de agujas 30, 32 una distancia X_{H}, siendo 5.000 mm < X_{H} < 15.000 mm y, detrás de la punta de corazón de agujas 30, 32 una distancia Y_{H}, siendo 8.000 mm < Y_{H} < 18.000 mm. Con relación a la modificación de recorrido 36 en la vía secundaria 28, la distancia delante de la punta de corazón de agujas 30, 32 debería ser X_{N}, con 5.000 mm < X_{N} < 20.000 mm y, detrás de la punta de corazón de agujas 30, 32, terminar con una distancia Y_{N}, siendo 8.000 mm < Y_{N} < 23.000 mm.

La desviación máxima Z_{H} o Z_{N} del punto de contacto de rueda en la región de la modificación de recorrido 34 ó 36 debería ser, en comparación con el recorrido básico 38, 40: 5 mm < Z_{H} < 30 mm o bien 5 mm < Z_{N} < 35 mm. Con ello, la modificación de recorrido máxima 34 ó 36 debería discurrir a una distancia A_{N} o A_{H} detrás de la punta de corazón de agujas 30, 32, siendo 300 mm < A_{N} < 2.000 mm o bien 300 mm < A_{H} < 2.000 mm.

En tanto que la modificación de recorrido se consiga mediante un recorrido curvado hacia fuera del raíl de traslación 20, 22, el raíl de traslación 20, 22 presenta un ensanchamiento de tamaño correspondiente Z_{N} o Z_{H}.

En la figura 6 se ha representado, de nuevo a modo únicamente de principio, un corte del raíl de traslación 20 en una vista en planta, estando dibujada en representación a trazos una línea de contacto 52 que se deduce de los puntos de contacto entre la superficie de traslación de la cabeza de corazón de agujas 44 y el punto de contacto de la rueda 42, que está curvada hacia fuera en la región de la punta de corazón de agujas 30, 32, es decir, que discurre cóncavamente con relación de la punta de corazón de agujas 14, 24.

Claims (11)

1. Región de corazón de agujas (10, 12) para agujas de cambio de vía y cruces que comprende una punta del corazón de agujas (14, 24) así como patas de liebre (16, 18) y raíles de traslación (20, 22) que discurren a ambos lados de ella, cuyo recorrido básico (38, 40) respectivo está ajustado a una vía troncal o secundaria (26, 28), pudiendo pasar sobre la región del corazón de agujas un vehículo ferroviario que presenta un eje de rueda o carro giratorio con ruedas unidas rígidamente entre sí y estando situadas una región entre la punta del corazón de agujas y el inicio de la aguja de cambio de vía, delante de la punta del corazón de agujas, y una región entre la punta del corazón de agujas y el final de la aguja de cambio de vía, detrás de la punta del corazón de agujas, caracterizada porque al menos uno de las raíles de traslación (20, 22) en la región de la punta del corazón de agujas (14, 24) presenta una modificación de recorrido (34, 36) que se aparta de su recorrido básico (38, 40), de tal modo que una rueda que pasa por el raíl de traslación se apoya sobre una circunferencia de rodaje de radio r_{1}, que es menor que una circunferencia de rodaje de radio r_{2}, de la rueda que rueda sobre la punta del corazón de agujas en su apoyo, empezando la modificación de recorrido (34) del raíl de traslación (20) a una distancia X, con 20.000 mm > X > 5.000 mm, delante de la punta del corazón de agujas (14, 24) y finalizando la modificación de recorrido del raíl de traslación a una distancia Y, con 23.000 mm > Y > 8.000 mm, detrás de la punta del corazón de agujas.

2. Región de corazón de agujas según la reivindicación 1, caracterizada porque la modificación de recorrido (34) del raíl de traslación (20) de la vía troncal (26) es, delante de la punta de corazón de agujas (14, 24), una distancia X_{H}, siendo 15.000 mm > X_{H} > 5.000 mm.

3. Región de corazón de agujas según la reivindicación 1, caracterizada porque la modificación de recorrido (36) del raíl de traslación (22) de la vía secundaria (28) comienza a una distancia X_{N}, delante de la punta de corazón de agujas (14, 24), siendo 20.000 mm > X_{N} > 5.000 mm

4. Región de corazón de agujas según la reivindicación 1, caracterizada porque la modificación de recorrido (34) del raíl de traslación (20) de la vía troncal (26) termina a una distancia Y_{H}, detrás de la punta de corazón de agujas (14, 24), siendo 18.000 mm > Y_{H} > 8.000 mm.

5. Región de corazón de agujas según la reivindicación 1, caracterizada porque la modificación de recorrido (36) del raíl de traslación (22) de la vía secundaria (28) termina a una distancia Y_{N}, detrás de la punta de corazón de agujas (14, 24), siendo 23.000 mm > Y_{N} > 8.000 mm.

6. Región de corazón de agujas según al menos la reivindicación 1, caracterizada porque la desviación máxima del recorrido básico del raíl de traslación (20) de la vía troncal (26) es Z_{N} transversalmente a la vía troncal, siendo 5 mm < Z_{N} < 30 mm.

7. Región de corazón de agujas según al menos la reivindicación 1, caracterizada porque la desviación máxima del recorrido básico del raíl de traslación (22) de la vía secundaria (28) es Z_{H} transversalmente a la vía secundaria, siendo 5 mm < Z_{H} < 30 mm.

8. Región de corazón de agujas según al menos la reivindicación 1, caracterizada porque el radio r_{1} se comporta con relación al r_{2} aproximadamente como r_{1} : r_{2} \approx 0,91 : 1 hasta r_{1} : r_{2} \approx 0,98 : 1.

9. Región de corazón de agujas según al menos la reivindicación 1, caracterizada porque el raíl de traslación (20, 22) en la región de la punta del corazón de agujas (14, 24), con relación a su línea de contacto (52) formada por los respectivos puntos de contacto de la rueda, presenta un recorrido curvado dirigido hacia fuera de la punta de corazón de agujas.

10. Región de corazón de agujas según al menos la reivindicación 1, caracterizada porque el raíl de traslación (20, 22) está más inclinada con relación a su superficie de traslación en la región de la punta de corazón de agujas (14, 24), en comparación con el raíl de traslación en el recorrido básico, con respecto a la punta del corazón de agujas (14, 24).

11. Región de corazón de agujas según al menos la reivindicación 1, caracterizada porque el raíl de traslación (20, 22) con su superficie de traslación discurre inclinado en la región de la modificación de recorrido (34, 36), con respecto al raíl de traslación en la región de su recorrido básico, en un ángulo \alpha con relación a la punta del corazón de agujas (14, 24), en donde en especial 1,5º < \alpha < 5º, con preferencia \alpha \approx 3º.