ES2618415T3 - Estructura frontal de un vehículo ferroviario - Google Patents

Abstract

Estructura frontal (1; 31) de un vehículo ferroviario, en particular, una locomotora, presentando - la estructura frontal (1; 31) una pluralidad de elementos alargados (3, 5, 7, 9, 11) como elementos portantes de la estructura frontal, - estando al menos un primero (7, 9, 11) de los elementos alargados (3, 5, 7, 9, 11) en una zona terminal del primer elemento, conectado a un segundo (3, 5) de los elementos alargados (3, 5, 7, 9, 11), caracterizado porque - en la zona terminal del primer elemento alargado (7, 9, 11) y/o en una zona de conexión del segundo elemento alargado (3, 5) está conformado al menos un saliente (14, 15), - en la zona de conexión del segundo elemento alargado (3, 5) y/o en la zona terminal del primer elemento alargado (7, 9, 11) está conformada al menos una escotadura (22, 23) que corresponde con al menos un saliente (14, 15) y en la que el saliente (14, 15) encaja, - la estructura frontal (1; 31) presenta una pluralidad de conexiones, que están conformadas cada una por una zona terminal de un primer elemento alargado (7, 9, 11) y una zona de conexión de un segundo elemento alargado (3, 5) o por otra pieza de la estructura frontal, encajando en cada conexión al menos un saliente (14, 15) en una escotadura correspondiente (22, 23) del otro elemento alargado o de la otra pieza, y siendo únicas las posiciones relativas, las formas y/o orientaciones de todos los salientes y/o escotaduras en la zona terminal o la zona de conexión, y opcionalmente las formas de la zona terminal y de la zona de conexión de cada uno de los elementos alargados (3, 5, 7, 9 , 11) y las piezas dentro de la misma estructura frontal (1; 31) y estando adaptadas a una única otra zona de conexión o zona terminal correspondiente de otro elemento alargado (3, 5, 7, 9, 11) o pieza de la estructura frontal (1; 31), de tal modo que dentro de la misma estructura frontal (1; 31), la zona terminal puede estar conectada exclusivamente a la zona de conexión correspondiente y en este caso al menos un saliente (14, 15) encaja en la escotadura correspondiente (22, 23).

Description

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DESCRIPCION

Estructura frontal de un vehnculo ferroviario

El invento trata de una estructura frontal de un vehnculo ferroviario, en especial una locomotora. Ademas, el invento trata de un vehnculo ferroviario con una estructura frontal de este tipo. Por otra parte, el invento trata de un procedimiento para la fabricacion de una estructura frontal de un vehnculo ferroviario, en particular una locomotora.

Las estructuras frontales de vehnculos ferroviarios forman la parte delantera o en muchos casos la parte posterior de una carrocena de vagon identicamente disenadas. Especialmente la estructura frontal (es decir, en la direccion de marcha) del vetnculo ferroviario se puede extender en la direccion longitudinal sobre una zona que corresponde aproximadamente a la cabina del conductor cuando se trata de una locomotora o de otro vetnculo ferroviario con el compartimento del conductor.

Por ejemplo, el documento EP 0756979 A1 describe una cabina de conductor para la carrocena de vagon de un vetnculo ferroviario, estando el panelado de chapa exterior soldado con perfiles por medio de costuras de soldaduras, y con una placa de nucleo conforma un compuesto tipo sandwich. La carrocena del vagon presenta ademas, en la zona frontal, columnas de pared laterales y perfiles, que se sueldan con el panelado de chapa exterior por medio de costuras de soldaduras para asegurar un buen flujo de fuerza entre estos componentes.

La estructura en la parte delantera tambien puede ser denominada como una estructura de segmento frontal, ya que la estructura frontal conforma un segmento o una seccion de la carrocena del vagon en la direccion longitudinal del vehnculo ferroviario. Por consiguiente, el invento trata en particular tambien de una carrocena de vagon de un vehnculo ferroviario con una estructura frontal.

El documento US 2007/0261591 A1 describe un vagon ferroviario de pasajeros cuya parte frontal puede ser biselada. Por ejemplo, en la figura 13 del documento esta representada una estructura con elementos alargados, que forman una zona de impacto.

El documento DE 10 2006 044 397 A1 describe un modulo de cabezal para un vehnculo ferroviario con un compartimento de seguridad para el conductor del vehnculo ferroviario que comprende una estructura frontal, una estructura posterior espaciada longitudinalmente del vehnculo ferroviario y en ambos lados del vehnculo ferroviario una estructura de armazon lateral.

El documento EP 0 872 397 A1 da a conocer una estructura de soporte de una carrocena de vagon de un vehnculo ferroviario. La estructura de soporte esta compuesta de elementos estructurales, que se extienden en paralelo al eje longitudinal de la carrocena del vagon, y de una estructura tipo armazon conformada de elementos alargados que se extienden a lo largo del suelo, la pared lateral y el techo.

El documento EP 0 369 134 A1 describe un compartimento de vehnculo ferroviario, que consiste en un bastidor de soporte y de piezas tipo sandwich fijadas al mismo, con una capa de cubierta exterior e interior y con una capa de soporte pegada, entre estas. El compartimento de vehnculo ferroviario esta conformado con las piezas del bastidor de soporte fijadas en las capas externas y en los bordes de las piezas del bastidor de soporte esta provisto conexiones de ajuste para ensamblar los modulos de compartimento.

Las estructuras frontales, en particular de las locomotoras, deben cumplir con los requisitos mecanicos especiales. Por un lado, la estabilidad de forma requerida durante el funcionamiento normal debe ser garantizada. Por otro lado, la parte frontal esta disenada para un comportamiento deseado durante el impacto. En particular, en el caso de fuerzas de impacto procedentes de diferentes direcciones, se debe recibir la energfa de impacto respectivamente y conducir a una deformacion definida de la estructura frontal, pero dejando en este caso suficiente espacio para las personas ubicadas en la parte frontal.

Por lo tanto, se requiere particularmente que el proyecto de construccion de la estructura frontal se lleve a cabo con bajas tolerancias de fabricacion. Dado que los vehnculos ferroviarios se producen en cantidades mucho mas pequenas que los vehnculos de carretera, se trata en el caso de los componentes de la estructura frontal, de producciones individuales de pocas unidades. Es comun cortar manualmente las piezas de soporte de la estructura frontal, particularmente las tubenas y los puntales segun la longitud requerida, soldarlas mutuamente, conectar las laminas de refuerzo con las piezas de soporte y reducir al mmimo atribuible a tolerancias de fabricacion las desviaciones de la forma deseada por medio de operaciones de enderezamiento posterior. Un gran numero de piezas individuales esta conectado a la estructura frontal. En este caso puede suceder que piezas similares opticamente se confundan y se intercambien mutuamente, de manera que se suelda, por ejemplo, un puntal demasiado corto o demasiado largo con otro elemento de soporte.

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Un objetivo del presente invento consiste en posibilitar la construccion de una estructura frontal del tipo anteriormente mencionado, con un menor coste de produccion, y en particular se deben reducir al mmimo las tolerancias de fabricacion, reduciendo o eliminando los costes para un enderezamiento posterior. En particular, el numero de piezas a conectar unas con otras se debe reducir y se debe evitar el intercambio erroneo entre sf de piezas individuales similares.

Las reivindicaciones adjuntas definen el alcance de la proteccion.

De acuerdo con una idea fundamental del presente invento se conformaran salientes y escotaduras en la zona de transicion de diferentes piezas de la estructura frontal, en particular en la zona de transicion desde al menos un elemento alargado hacia otra pieza de la estructura frontal. En este caso, en cada zona de transicion, siempre y cuando se configure de la manera segun el invento, al menos un saliente en una primera pieza se corresponde con una escotadura en una segunda pieza, y las piezas durante la produccion de su conexion se disponen primero de manera tal respecto a la otra que al menos un saliente encaje en la escotadura correspondiente. De este modo se establece de forma temporal la conexion. Ahora la conexion se puede configurar de forma permanente, en particular por medio de soldadura fuerte o blanda de las dos piezas entre sf. Una conexion temporal puede ser corregida, por lo que se puede incrementar facilmente la precision.

Preferentemente, al menos un saliente y una escotadura se adecuan mutuamente de tal modo que para introducir el saliente en la escotadura debe ser superada una resistencia bajo la aplicacion de una fuerza correspondiente. En particular, debido a la forma y las dimensiones del saliente de la escotadura, se produce en este caso un efecto de apriete que sujeta el saliente en la escotadura, o al menos ayuda a que el saliente permanezca en la escotadura. Alternativa o adicionalmente es posible asegurar la permanencia del saliente en la escotadura correspondiente con medidas adicionales antes de que se establezca la conexion permanente, es decir, en particular antes de que las piezas se suelden mediante soldadura fuerte o blanda. Por ejemplo, el saliente puede ser deformado despues de que se ha introducido en la escotadura. De este modo tambien se puede producir un efecto de apriete. Tambien es posible colocar un elemento de fijacion adicional en el saliente y/o en la zona de la escotadura, por ejemplo un pasador de bloqueo que se inserta en un orificio pasante del saliente.

En cualquier caso, incluso si la conexion provisional de las dos piezas no esta garantizada por un efecto de apriete y/o por otros medios contra una liberacion de la conexion, al menos un saliente y al menos una escotadura correspondiente facilitan la conexion correcta de los componentes de la estructura frontal. Espedficamente, por ejemplo, un elemento alargado en sus extremos opuestos puede estar conectado provisionalmente a otra pieza de la estructura frontal de la manera descrita respectivamente. El respectivo saliente y la correspondiente escotadura mantienen el elemento alargado en la posicion relativa deseada respecto a las otras piezas, o al menos facilitan llevar a la posicion relativa final deseada el elemento alargado y las otras piezas a conectar con este. La conexion permanente por lo tanto, puede ser llevada a cabo de una manera simple. Ademas, las piezas se pueden unir provisionalmente entre sf y la conexion provisional puede revertirse de nuevo cuando se determina que se utilizo una pieza incorrecta o una pieza ha sido colocada y/o alineada incorrectamente. De este modo se puede evitar disolver una conexion permanente en sf mediante soldadura fuerte o blanda.

De manera preferente, al menos una pieza de la estructura frontal en diferentes zonas, se configurara

respectivamente con al menos un saliente o una escotadura para una conexion con otra pieza. Por ejemplo, en el caso del componente puede tratarse de un elemento alargado, que se extiende longitudinalmente y/o desde arriba hacia abajo (en cada caso con respecto al vehuculo ferroviario fabricado totalmente) y la estructura frontal se puede construir de tal manera que en diferentes segmentos longitudinales del elemento alargado este dispuesta respectivamente una zona de conexion para la conexion con otra pieza, por ejemplo un travesano que se extienda en direccion transversal al primer elemento alargado.

Estas escotaduras y/o salientes pueden ser producidos inicialmente de una manera predeterminada. A traves de los salientes y/o escotaduras, el montaje de la estructura frontal se facilita debido a que las piezas se pueden insertar particularmente en una construccion provisional pero ya estable en sf misma. Por lo tanto, es posible e incluso

ventajoso para la produccion de una construccion estable provisionalmente ensamblada, si al menos piezas

individuales de la estructura frontal se configuran de la manera mas grande posible. Con respecto a los elementos alargados, un componente grande en lo posible significa un componente largo en lo posible. Por tanto, se prefiere que al menos una pieza de la estructura frontal sea un elemento alargado que se extienda en al menos una direccion y preferentemente en dos direcciones diferentes sobre toda la extension de la estructura frontal terminada en la direccion respectiva.

Con esta ultima idea mencionada esta unida otra idea basica del presente invento, que preferentemente se combina con la idea basica descrita inicialmente, pero que tambien se puede implementar de forma independiente. De acuerdo con la segunda idea basica, la estructura frontal presenta al menos una pieza que es un elemento alargado, en particular un tubo, estando el elemento alargado curvado, en relacion con su extension longitudinal. Por lo tanto,

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la pieza no se extiende de forma recta en una direccion longitudinal, sino que presenta al menos una seccion longitudinal curvada. Para producir una pieza de este tipo, por ejemplo, en primer lugar se curva un elemento alargado que se extiende en una lmea recta en la direccion longitudinal.

De acuerdo con una tercera idea basica del presente invento, que se combina preferentemente con la primera y/o la segunda idea, pero que tambien puede ser realizado de forma independiente de la primera y la segunda idea basica, los elementos alargados, en particular tubos que son parte de la estructura frontal, se cortan mediante corte por laser segun la longitud deseada, y preferentemente en este caso al menos un extremo del elemento alargado es conformado de una manera predeterminada. El corte por laser permite cualquier zona de transicion tridimensional y puede llevarse a cabo de manera muy precisa. Esta forma predeterminada presenta en el caso de la primera idea basica, preferentemente la conformacion de al menos un saliente y/o al menos una escotadura. De manera preferente, sin embargo, el extremo se conformara tambien de otra manera mediante el corte por laser y/o de otra forma, de modo que el extremo presente una superficie final tridimensional, es decir, la superficie al final del elemento alargado no solo se extiende en un plano. Tal extremo tridimensional esta adaptado particularmente a una zona de conexion conformada correspondientemente de otra pieza de la estructura frontal, de modo que la superficie final del elemento alargado o una sub-zona tridimensional de la superficie final esta en contacto con la otra pieza en toda su superficie y/o de forma continua, cuando las piezas intercontactan provisionalmente o son conectadas.

En particular, se propone lo siguiente:

- una estructura frontal de un vehnculo ferroviario, en particular una locomotora, comprendiendo

- la estructura frontal una pluralidad de elementos alargados como elementos de la estructura de soporte frontal,

- estando al menos un primero de los miembros alargados en una zona extrema del primer elemento conectado a un segundo de los miembros alargados, en particular soldado,

- estando conformado al menos un saliente en la zona extrema del primer elemento alargado y/o en una zona de conexion del segundo elemento alargado,

- estando en la zona de conexion del segundo elemento alargado y/o en la zona extrema del primer elemento alargado, conformada al menos una escotadura que se corresponde con al menos un saliente y en la que encaja el saliente.

Bajo un encaje del saliente en la escotadura se entiende que el saliente se extiende al menos parcialmente dentro de la escotadura o que al menos parcialmente atraviesa por un orificio de paso, hacia la escotadura. En este caso, el saliente esta en contacto preferentemente de tal manera con el material que conforma la escotadura, que el saliente es sujetado en la escotadura mediante el efecto de apriete.

De manera preferente, el saliente y/o la escotadura estan dispuestos en una zona terminal del primer elemento alargado, que (como se describe mas arriba) tiene una superficie terminal tridimensional. De este modo, se puede establecer entre ambas piezas una conexion particularmente estable y temporal (es decir, que aun no es permanente por medio de soldadura fuerte o blanda) con un unico saliente y una escotadura correspondiente. Esto tambien se aplica no solo a los dos elementos alargados conectados el uno al otro, sino tambien para un elemento alargado con la zona terminal y otra pieza de la estructura frontal.

Tal combinacion de una superficie terminal tridimensional con una escotadura o un saliente, asf como con una zona de conexion correspondientemente conformada de otra pieza de la estructura frontal con una escotadura y/o saliente correspondiente, permite tambien, como se explicara con mayor detalle posteriormente, evitar una conexion temporal de piezas erroneamente combinadas.

En particular, dos de los segundos elementos alargados pueden extenderse distanciados entre sf y, en particular aproximadamente paralelos entre sf y en ese caso

- extenderse en la zona del techo de la estructura frontal en la direccion longitudinal del vehnculo ferroviario y

- extenderse hacia abajo de forma flexionada empezando en el techo,

estando al menos uno de los primeros elementos alargados conectado como un travesano en los extremos opuestos en cada caso en la zona terminal con uno de los segundos elementos alargados o con otra pieza de la estructura frontal.

Esta configuracion es estable ya antes de la union permanente y debido a los dos elementos alargados que se extienden distanciados entre sf, requiere pocas piezas individuales de la estructura frontal.

En particular, al menos uno de los elementos alargados puede ser una pieza tubular, siendo la zona terminal o bien la zona de conexion con el saliente o escotadura producida mediante corte por laser. Sobre las ventajas de corte por laser y las posibilidades de producir superficies terminales tridimensionales ya se han tratado anteriormente.

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Todos los componentes estructurales de la estructura frontal, que conforman una estructura de la estructura frontal, estan fabricados preferentemente de metal, de manera que puedan ser soldados mediante soldadura fuerte o blanda. Sin embargo, elementos de endurecimiento de gran superficie (por ejemplo, en forma de placas o chapas) pueden ser de plastico, por ejemplo, plastico reforzado con fibra y por ejemplo estar pegados a la estructura. Estas piezas de refuerzo conforman especialmente el grueso de la superficie exterior de la carrocena terminada en la zona frontal. Preferentemente, los elementos alargados de las estructuras frontales presentan superficies de apoyo para el contacto con las piezas de refuerzo, de manera que estas se pueden adherir a las superficies de contacto.

De acuerdo con las reivindicaciones adjuntas, la estructura frontal presenta una pluralidad de conexiones que estan formadas cada una por una zona terminal de un primer elemento alargado y una zona de conexion de un segundo elemento alargado u otra pieza de la estructura frontal, encajando en cada union al menos un saliente en una escotadura correspondiente del otro elemento alargado o de la otra pieza, y siendo unicas las posiciones relativas, las formas y/u orientaciones de todos los salientes y/o escotaduras en la zona terminal o la zona de conexion, y opcionalmente las formas de la zona terminal y de la zona de conexion de cada uno de los elementos alargados y las piezas dentro de la misma estructura frontal y estando adaptadas a una unica otra zona de conexion o zona terminal correspondiente de otro elemento alargado o pieza de la estructura frontal, de tal modo que dentro de la misma estructura frontal, la zona terminal puede estar conectada exclusivamente a la zona de conexion correspondiente y en este caso al menos un saliente encaja en la escotadura correspondiente. Esta configuracion preferente incluye dos variantes. En una variante, la singularidad de la conexion se logra mediante al menos dos salientes con escotaduras correspondientes. En la otra variante, la singularidad de la conexion se logra mediante un saliente y una escotadura correspondiente y por las formas de la zona terminal y de la zona de conexion. Por supuesto, son posibles combinaciones de las dos variantes. Por ejemplo, la zona terminal puede presentar una superficie terminal tridimensional, mientras que la zona de conexion puede presentar correspondientemente una superficie de contacto de tres dimensiones para la superficie terminal y aun pueden estar previstos al menos dos salientes y escotaduras correspondientes en la zona terminal y en el la zona de conexion.

La singularidad de las conexiones y el hecho de que por lo tanto, dos piezas ya no pueden ser incorrectamente combinadas y provisionalmente interconectadas reducen el coste de produccion de las estructuras frontales de manera significativa, ya que los errores se pueden evitar de forma segura. Debe hacerse hincapie en que al menos una escotadura y un saliente correspondiente hacen mucho mas facil encontrar la combinacion correcta de las piezas y la conexion provisional de ambas piezas.

En un desarrollo adicional, se consigue que no solo las piezas correspondientes esten conectadas entre sf, sino que tambien se logra de forma segura una posicion predeterminada y la orientacion de las piezas correspondientes. De acuerdo con esta optimizacion, las posiciones relativas, las formas y/o orientaciones de los salientes y/o escotaduras en la zona terminal o en la zona de conexion de cada uno de los elementos alargados y piezas, y opcionalmente las formas de la zona terminal y la zona de conexion, estan configurados de tal manera que la zona terminal dentro de la misma estructura frontal puede estar conectada exclusivamente en una posicion y orientacion predeterminada por los salientes y escotaduras correspondientes y, opcionalmente por las formas de la zona terminal y de la zona de conexion, con la zona de conexion correspondiente.

Aparte de la colocacion y alineacion correcta se facilita tambien la preparacion de la conexion permanente, por ejemplo por soldadura fuerte o soldadura blanda.

Al alcance del invento pertenece tambien un vehfculo ferroviario con una estructura frontal en una de las configuraciones que se describira en esta especificacion.

El alcance del invento tambien incluye un procedimiento de fabricacion de una estructura frontal de un vehfculo ferroviario, en particular una locomotora, en el que

- se proporciona una pluralidad de elementos alargados como elementos de soporte de la estructura frontal,

- al menos un primero de los elementos alargados en una zona terminal del primer elemento esta conectado a un segundo de los elementos alargados,

- en la zona terminal del primer elemento alargado y/o en una zona de conexion del segundo elemento alargado esta conformado al menos un saliente,

- en la zona de conexion del segundo elemento alargado y/o en la zona terminal del primer elemento alargado se forma al menos una escotadura que se corresponde con al menos un saliente,

- el saliente se introduce en la escotadura y con ello la conexion de los elementos se efectua al menos temporalmente.

Configuraciones, ventajas y optimizaciones adicionales del proceso de fabricacion corresponden a las configuraciones, ventajas y optimizaciones descritas en esta memoria descriptiva de la estructura frontal. En

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particular, el alcance del invento incluye tambien un procedimiento para la fabricacion de un vetnculo ferroviario con una estructura frontal.

De acuerdo con otro aspecto del presente invento, al menos dos de los elementos alargados de una estructura de un vetnculo ferroviario, en particular de la estructura frontal, se interconectaran con la ayuda de salientes, separandose dichos salientes de las piezas despues de formar una conexion permanente de las dos piezas. Los salientes a separar sirven para el posicionamiento previo de las piezas, una con respecto a la otra, de modo que se facilita la produccion de la conexion permanente. En particular, por lo tanto, se propone lo siguiente: Una estructura frontal, en la que un primero de los elementos alargados y un segundo de los elementos alargados tienen cada uno al menos un saliente, presentando dicho saliente una zona que se acopla de manera positiva al otro saliente, separandose los salientes de los elementos despues de la formacion de una conexion permanente del primer y segundo elemento alargado para producir una estructura frontal predeterminada.

Se propone ademas: un procedimiento de produccion, en el que en un primero de los elementos alargados y en un segundo de los elementos alargados se proporciona al menos un saliente respectivamente, presentando uno de los salientes una zona que se coloca en arrastre de forma en el otro saliente, separandose los salientes de los elementos despues de la formacion de una conexion permanente del primer y segundo elemento alargado para producir una estructura frontal predeterminada.

En particular, es posible que los elementos a unir entre sf se conecten a un extremo frontal entre st En este caso, se prefiere que en los lados opuestos de la zona terminal del elemento este dispuesto, o se dispondra de un saliente respectivamente, que tras la preparacion de la conexion permanente se separara del elemento. En este caso, las escotaduras en las que la zona correspondiente del otro saliente asignado del otro elemento encaja en arrastre de forma, pueden estar previstas en los salientes del mismo elemento o en salientes que pertenecen a diferentes elementos.

El posicionamiento previo descrito anteriormente se puede utilizar, en particular, para interconectar piezas en una estructura frontal, en la que los pares tambien descritos anteriormente de una escotadura respectivamente y de un saliente, no pueden estar presentes de forma permanente, por ejemplo, porque la conformacion de forma de los elementos a unir entre sf no permite la conformacion de una escotadura existente de forma permanente. Esto se da, por ejemplo, en el caso de los elementos alargados, delgados y en forma de placa en los que la escotadura debilitaria significativamente la estabilidad dimensional del elemento. Por lo tanto, la estructura frontal puede presentar tanto conexiones en las que los salientes utilizados para el posicionamiento se separan o se separaron, como tambien escotaduras existentes permanentemente y salientes que encajas en las mismas.

Los ejemplos de fabricacion del invento se describiran con referencia a los dibujos adjuntos. Las figuras individuales del dibujo muestran en la:

figura 1, un primer ejemplo de fabricacion de una estructura frontal,

figura 2, una zona parcial ampliada de la estructura frontal ilustrada en la figural, estando la zona parcial en la figura 1 rodeada por un cfrculo marcado con II,

figura 3, la zona parcial mostrada en la figura 2 desde otro angulo de vista, estando sin embargo, las piezas dispuestas en esta zona parcial, representadas en una posicion relativa en la que aun no estan interconectadas provisionalmente,

figura 4, un segundo ejemplo de fabricacion de una estructura frontal,

figura 5, en una vista ampliada, estando la zona parcial de la estructura frontal que se muestra en la figura 4, rodeada por un cfrculo marcado con V,

figura 6, una ilustracion en perspectiva de un primer perfil de tubo de un elemento alargado de una estructura frontal, en el que la zona terminal del tubo presenta una superficie terminal tridimensional,

figura 7, un perfil de tubo adicional para un elemento alargado de una estructura frontal, en el que la zona terminal de nuevo tiene una superficie terminal tridimensional,

figura 8, un perfil de tubo adicional en seccion transversal de un elemento alargado, como parte de una estructura frontal,

figura 9, otro perfil mas de un tubo adicional en seccion transversal de un elemento alargado, como parte de una estructura frontal,

figura 10, zonas parciales de una primera y de una segunda pieza de una estructura frontal esquematicamente ilustradas, estando representados dos salientes y las escotaduras correspondientes para la preparacion de una conexion preliminar de las dos piezas,

figura 11, una ilustracion esquematica similar a la de la figura 10, estando sin embargo, los salientes y las escotaduras correspondientes configurados de manera diferente al caso de la figura 10,

figura 12, esquematicamente una combinacion adicional de dos piezas de una estructura frontal, estando previstos unicamente un saliente y una escotadura correspondiente, sin embargo, la singularidad de la combinacion de las dos piezas esta adicionalmente asegurada por el diseno de superficies tridimensionales en la zona de transicion,

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figura 13, una vista en perspectiva de dos piezas a ser interconectadas, en particular, de una estructura frontal, estando previstos los salientes que encajan entre sf en arrastre de forma, permitiendo de este modo un posicionamiento previo de las piezas antes de establecer una conexion permanente, y

figura 14, una variante de la disposicion segun la figura 13 con una modificacion en la zona de los extremos delanteros de las piezas a ser interconectadas.

La figura 1 muestra una estructura frontal 1 con dos elementos alargados 3, 5, que se extienden ligeramente paralelos entre sf, siendo estos en particular, tubos curvados. El elemento alargado 3 comprende dos secciones longitudinales curvadas 2, 4. El otro elemento alargado 5 esta curvado de la misma manera.

Los elementos alargados 3, 5 se extienden desde arriba a la izquierda en la figura, partiendo primeramente en lmea recta en direccion longitudinal del vehnculo ferroviario a fabricar, estando curvados en la primera seccion longitudinal curvada 2 de manera que se extienden oblicuamente hacia abajo, y en la subsiguiente segunda seccion longitudinal curvada 4 estan curvados de manera que se extienden aproximadamente en angulo recto desde arriba hacia abajo. En su extremo inferior los elementos 3, 5 estan conectados cada uno a una plataforma de base 15. En su extremo posterior se conectan estos elementos a las zonas de conexion 6, 8 de una pared trasera 13 del segmento frontal (en particular, la cabina del conductor) que se fabrica a partir de la estructura frontal.

En tres diferentes zonas de conexion 19a, 19b, 19c respectivamente estan interconectados los elementos alargados 3, 5 en cada caso a traves de un travesano 7, 9, 11. De esta manera, los elementos 3, 5, 7, 9, 11, la pared trasera 13 y la plataforma inferior 15 conforman un conjunto estable. Este conjunto estable se puede fabricar provisionalmente interconectando los elementos 3, 5, 7, 9, 11 y las conexiones entre los elementos 3, 5 y la pared trasera 13, asf como la plataforma inferior 15, sin que estas partes se tengan que unir previamente mediante soldadura fuerte o blanda. Posteriormente, las piezas pueden estar soldadas entre sf en las zonas de transicion, en particular mediante soldadura MAG (soldadura con gas activo de metal). En particular, las zonas terminales de los elementos 3, 5, 7, 9, 11 y las zonas de conexion 19 de los elementos 3, 5 se cortan preferentemente mediante corte por laser por medio de un cabezal de laser posicionable arbitrariamente, en particular con respecto a todos los seis grados de libertad del movimiento y/o conformados en sus zonas terminales y zonas de conexion, de tal manera que las piezas, como se representa en la figura 1, se pueden interconectar provisionalmente y las medidas corresponden a la construccion deseada. En este caso, como se ha mencionado, los elementos tubulares curvados 3, 5 se utilizaran como piezas de la estructura frontal. Ademas, las curvaturas antes mencionadas de los elementos 3, 5 se llevan a cabo preferentemente mediante un dispositivo de curvado de tubos que permite curvar con cualquier radio de curvatura. Este dispositivo de curvado de tubos permite preferentemente, curvar tubos en cualquier direccion respecto a la direccion longitudinal.

Como se describira en mas detalle a continuacion, algunos de dichos elementos de la estructura frontal 1 presentan superficies de contacto para colocar elementos de superficie tipo placas o tipo chapas, de la carrocena del vagon. Preferentemente, estos elementos de superficie estan pegados a las superficies de contacto.

Haciendo referencia a la figura 1, la combinacion de las fases de fabricacion, a saber, el curvado de tubos, el corte por laser, la conexion temporal y permanente de los elementos se ha descrito anteriormente. Esta descripcion no se limita a la estructura frontal que se ilustra espedficamente en la figura 1. Mas bien, esta descripcion tambien se puede aplicar a la estructura frontal mostrada en la figura 4, o a cualquier otra estructura frontal en las que varias piezas de la estructura frontal se interconectan. Tambien son posibles combinaciones arbitrarias de solo una parte de las fases de proceso mencionadas.

En particular, al llevar a cabo estas fases de proceso, se puede logra sin embargo, en particular debido al corte por laser y a la conexion provisional de la piezas, que las tolerancias de fabricacion sean muy pequenas. En particular, por lo tanto, se puede prescindir de un posterior enderezado completo o parcial. Ademas, se puede reducir debido a la conexion provisional, el tiempo requerido para la soldadura fuerte o blanda de las conexiones. Por ejemplo, se puede desplazar facilmente el soplete de soldadura a lo largo de las lmeas especificadas para la produccion de costuras de soldadura y no hay que encargarse en absoluto, o si acaso solo con poco esfuerzo, de que las piezas a interconectarse esten en la posicion relativa deseada gracias al conjunto preparado provisionalmente, pero que al menos es estable parcialmente.

En el diseno y fabricacion de las piezas individuales ya se pueden pre-incorporar de forma predeterminada las variaciones de medidas cuando se suelda, por lo que mediante la soldadura se producen las medias deseadas desde el principio.

A continuacion, se describira un ejemplo de fabricacion de una conexion entre dos piezas de la estructura frontal 1 con referencia a la figura 2 y la figura 3. La figura 2 muestra la zona de transicion entre el travesano 11 y el primer elemento alargado 3 en la seccion longitudinal de la segunda curvatura 4. Como se muestra en la figura 1 y la figura 3, el travesano 11 incluye una parte superior en forma de placa 17, en cuyo lado delantero esta dispuesta una parte

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en forma de perfil 12. Esta parte en forma de perfil 12 se extiende en la direccion longitudinal (aproximadamente en una direccion horizontal perpendicular a la direccion de desplazamiento) del travesano 11 mas alla de los extremos de la parte en forma de placa 17 y cubre (tal como se ve en la figura 2) una pequena parte de la superficie del elemento alargado 3 y, correspondientemente en el otro lado del elemento alargado 5. Junto con los salientes y escotaduras que se describen a continuacion, la parte en forma de perfil 12 limita las posibles posiciones relativas del travesano 11 y del elemento alargado 3, de modo que se pueden conectar el uno al otro solo de forma provisional de una manera predeterminada.

En el ejemplo de fabricacion, el elemento alargado 3 en la zona de la curvatura 4, presenta dos escotaduras 22, 23. A estas escotaduras 22, 23 corresponden salientes 14, 15 en la superficie terminal 16 de la parte en forma de placa 17. El termino "corresponden" significa en este caso, no solo que los salientes 14, 15 pueden encajar en las escotaduras 22, 23 respectivamente, sino tambien que sus distancias y orientaciones estan disenadas de modo que pueden encajar simultaneamente en ambas escotaduras 22, 23.

Preferentemente, estas caractensticas de forma son unicas dentro de la estructura frontal 1, por lo que no es posible conectar provisionalmente el travesano 11 a otra pieza a traves de su superficie terminal 16.

A partir de la figura 1 y la figura 3 tambien puede verse que el travesano 11 presenta detras de la parte en forma de placa 17, una parte tubular 10 con una seccion transversal del tubo rectangular. Esto sirve por un lado para el refuerzo adicional del elemento transversal 11 y por lo tanto de la estructura frontal y permite, por otra parte, sujetar y soportar en la misma los accesorios de la carrocena del vagon.

Una variante de la construccion parcial de la figura 1, que esta conformada por los elementos alargados 3, 5, 7, 9, 11, se muestra en la figura 4. Una vez mas, similar a la figura 1, estan previstos elementos alargados 3, 5 que se extienden paralelos entre sf y que se extienden en lmea recta en la zona superior de la estructura frontal en la direccion longitudinal y se curvan en dos secciones longitudinales 2, 4. Sin embargo, en la parte inferior se curvan en otra seccion longitudinal diferente a la del ejemplo de fabricacion de la figura 1.

Ademas, los travesanos 37, 39, 41, 43, que interconectan los elementos alargados 3, 5 son perfiles tubulares, que se extienden en parte en otras zonas entre los elementos 3; 5. Por otra parte ademas, estan previstos perfiles tubulares 45, 47 adicionales que se extienden desde arriba hacia abajo, los cuales estan conectados en la base de la curvatura 2 con los elementos aproximadamente en el final de la seccion longitudinal de los elementos 3, 5, la cual se extiende en la zona del techo.

La figura 5 muestra desde un angulo diferente al de la figura 4, la conexion entre el travesano 37 y el elemento alargado 5. En la parte izquierda superior en la figura 5, se puede ver la curvatura 2. Ademas, se puede apreciar el perfil tubular del elemento alargado 5 con al menos una zona de contorno angular orientada hacia dentro, de modo que se produce una superficie de contacto 53. Sobre esta superficie de contacto 53 se coloca un saliente 21 del travesano 37, extendiendose este saliente 21 mas alla de la zona terminal restante del travesano 37. Tambien, el travesano 37 conforma una superficie de contacto 51, que permite, junto con la superficie de tope 53 del elemento 5, una colocacion de un elemento de superficie en forma de placa en la zona del techo de la estructura frontal. En particular, se adhiere el elemento en forma de placa (no mostrado) a las superficies de contacto 51, 53, asf como a otras superficies de contacto correspondientes, en especial del otro elemento alargado 3.

La figura 6 muestra un perfil tubular de un elemento alargado 60 en su zona terminal, circundando al final en torno al espacio interior del tubo, en particular la superficie terminal 61 producida por corte laser, no extendiendose sin embargo dentro de un plano, sino mas bien sobresaliendo en la transicion entre una zona de superficie terminal 63 y una zona de superficie terminal 62.

Ademas, el tubo 60 presenta aun una extension alargada en forma de perfil 64 que se extiende paralela al eje longitudinal del tubo.

Otra forma de tubo presenta el tubo 70 representado en la figura 7, del cual de forma similar a la figura 6, se muestra tambien solo la zona terminal. La superficie terminal 71 del tubo 70 tambien es una superficie terminal tridimensional, conformandose la zona de superficie terminal 71 en relacion con la zona restante 72 por medio de un saliente de la pared tubular.

La figura 8 muestra el perfil tubular de un tubo adicional 80, conformando el perfil dos posibles superficies de contacto 81, 82 para el elemento en forma de placa, que estan separadas una de otra por medio de un saliente 83 del tubo que se extiende longitudinalmente.

El perfil tubular de otro tubo 90 mostrado en la figura 9 presenta tambien al menos una superficie de contacto 92 de este tipo.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Como muestra la figura 10 (en vista esquematica, en dos dimensiones), una primera pieza 101 presenta (por ejemplo, un elemento alargado) dos salientes 103, 104, que se corresponden con escotaduras correspondientes 113, 114 de una segunda pieza 102. Por medio de lmeas de trazos se muestra la posicion de la primera pieza 101, en la que las piezas 101, 102 estan interconectadas de forma temporal. En esta posicion, los salientes 103, 104 se extienden a traves de las escotaduras 113, 114 que se conforman como orificios de paso de una pared de la segunda pieza 102.

La variante mostrada en la figura 11 muestra que al menos uno de los salientes puede estar dispuesto en la segunda pieza. Por ello, la primera pieza 111 presenta en la ubicacion del primer saliente 103 de la figura 10 (o en otra ubicacion), una escotadura 123. Con ella se corresponde un primer saliente 125 que esta dispuesto en la segunda pieza 112.

Un segundo saliente 124, que sin embargo esta conformado en la primera pieza 111, corresponde a una segunda escotadura 126 de la segunda pieza 112. Por medio de lmeas discontinuas se muestra de nuevo la posicion montada de la primera pieza 111.

Las combinaciones de las figura 10 y 11 muestran que en zonas de transicion del mismo tipo en sf, entre dos piezas diferentes, pueden estar previstos de diferente forma, salientes y escotaduras, de modo que las piezas pueden interconectarse provisionalmente mediante una insercion realizada de una unica forma predeterminada.

La figura 12 muestra una variante adicional de una conexion de este tipo. En la primera pieza 141 esta previsto un saliente 133 que se proporciona con una escotadura 134 de la segunda pieza 142. Ademas, la superficie terminal 136 en su extremo mostrado arriba en la figura 12 esta biselada (zona oblicua 137). La segunda pieza 142 presenta una zona biselada correspondiente 139. Por medio de lmeas de trazos se muestra de nuevo la posicion montada de la pieza 141. La combinacion de saliente 133 y escotadura correspondiente 134 con las zonas de superficie inclinadas 137, 139 garantiza, en particular, la singularidad de la conexion dentro de una estructura frontal y tambien que las dos piezas 141, 142 pueden interconectarse una respecto a la otra solo de acuerdo con una orientacion predeterminada.

La figura 13 muestra dos piezas de una construccion de vehmulos ferroviarios a ser interconectadas, en particular piezas de una estructura frontal. Una primera pieza 152a y una segunda pieza 152b deben ser interconectadas de forma permanente. Cada una de ambas piezas 152 presenta un extremo frontal libre en el que se puede conectar con la otra pieza 152. Ademas, en la primera pieza 152a esta conformado respectivamente un saliente 155a, 155b en lados opuestos en la zona terminal de la pieza 152a, presentando los salientes 155 una escotadura respectivamente en la que una zona 154a, 154b de la otra pieza 152b se acopla en arrastre de forma. Esta zona 154 de la otra pieza 152b tambien esta conformada en un saliente 153a, 153b de la otra pieza 152b.

De este modo, las dos piezas 152 se posicionan y fijan con precision y de manera reproducible la una a la otra, de manera que ahora las piezas puedan soldarse entre sf mediante soldadura fuerte o blanda.

La figura 14 muestra una variante de la disposicion 151 en la figura 13. En esta variante 161, las dos piezas 162a, 162b que se deben interconectar presentan sustancialmente las mismas caractensticas de diseno, que (cuando sean compatibles con el modelo de fabricacion de la figura 13) se designan con los mismos numeros de referencia. Sin embargo, al menos una de las piezas 162 esta configurada de manera diferente a las piezas 152 de la figura 13. La configuracion modificada se refiere al extremo frontal y, en consecuencia, a la distancia hacia el extremo frontal de la otra pieza 152 o 162. En el caso de la disposicion 151 mostrado en la figura 13 se mantiene entre los extremos frontales de las piezas preposicionadas 152, un intersticio definido firmemente y predeterminado que sirve para recibir el material de aportacion utilizado en el proceso de soldadura fuerte o blanda y/o para recibir durante la soldadura fuerte o blanda el material de las piezas 152 fluidificado por la aportacion de calor.

Despues de llevar a cabo la soldadura fuerte o blanda, los salientes 153, 155 son separados de las piezas 152 y 162 interconectadas en ambos lados adyacentes opuestos a lo largo de las lmeas discontinuas (que estan marcadas con una flecha respectiva). Las lmeas discontinuas mostradas se extienden en particular en la direccion y en la extension de los bordes exteriores de las piezas 152, 162, o en general de una de las piezas.

Claims (11)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   REIVINDICACIONES

   1. Estructura frontal (1; 31) de un vetnculo ferroviario, en particular, una locomotora, presentando

   - la estructura frontal (1; 31) una pluralidad de elementos alargados (3, 5, 7, 9, 11) como elementos portantes de la estructura frontal,

   - estando al menos un primero (7, 9, 11) de los elementos alargados (3, 5, 7, 9, 11) en una zona terminal del primer elemento, conectado a un segundo (3, 5) de los elementos alargados (3, 5, 7, 9, 11), caracterizado porque

   - en la zona terminal del primer elemento alargado (7, 9, 11) y/o en una zona de conexion del segundo elemento alargado (3, 5) esta conformado al menos un saliente (14, 15),

   - en la zona de conexion del segundo elemento alargado (3, 5) y/o en la zona terminal del primer elemento alargado (7, 9, 11) esta conformada al menos una escotadura (22, 23) que corresponde con al menos un saliente (14, 15) y en la que el saliente (14, 15) encaja,

   - la estructura frontal (1; 31) presenta una pluralidad de conexiones, que estan conformadas cada una por una zona terminal de un primer elemento alargado (7, 9, 11) y una zona de conexion de un segundo elemento alargado (3, 5) o por otra pieza de la estructura frontal, encajando en cada conexion al menos un saliente (14, 15) en una escotadura correspondiente (22, 23) del otro elemento alargado o de la otra pieza, y siendo unicas las posiciones relativas, las formas y/o orientaciones de todos los salientes y/o escotaduras en la zona terminal o la zona de conexion, y opcionalmente las formas de la zona terminal y de la zona de conexion de cada uno de los elementos alargados (3, 5, 7, 9 , 11) y las piezas dentro de la misma estructura frontal (1; 31) y estando adaptadas a una unica otra zona de conexion o zona terminal correspondiente de otro elemento alargado (3, 5, 7, 9, 11) o pieza de la estructura frontal (1; 31), de tal modo que dentro de la misma estructura frontal (1; 31), la zona terminal puede estar conectada exclusivamente a la zona de conexion correspondiente y en este caso al menos un saliente (14, 15) encaja en la escotadura correspondiente (22, 23).
2. 2. Estructura frontal de acuerdo con la reivindicacion precedente, extendiendose distanciados entre sf dos de los segundos elementos alargados (3, 5), y en particular aproximadamente paralelos entre sf y en este caso

   - en la zona del techo de la estructura frontal (1; 31) se extienden en la direccion longitudinal del vetnculo ferroviario, e

   - inicialmente estan curvados en la zona del techo y se extienden hacia abajo, estando conectado al menos uno de los primeros elementos alargados (7, 9, 11) como un travesano en los extremos opuestos respectivamente en la zona terminal, a uno de los segundos elementos alargados (3, 5).
3. 3. Estructura frontal de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, siendo al menos uno de los elementos alargados (3, 5) una pieza de tubo, estando la zona terminal o la zona de conexion con el saliente y/o escotadura (22, 23) producida mediante corte por laser.
4. 4. Estructura frontal segun una de las reivindicaciones precedentes, estando las posiciones relativas, las formas y/u orientaciones de todos los salientes (14, 15) y/o escotaduras (22, 23) en la zona terminal o zona de conexion de cada uno de los elementos alargados (3, 5, 7, 9, 11) y las piezas y, opcionalmente las formas de la zona terminal y la zona de conexion configuradas de tal manera que, la zona terminal dentro de la misma estructura frontal (1; 31) puede estar conectada a la correspondiente zona de conexion, exclusivamente en una unica posicion y orientacion predeterminada por los salientes (14, 15) y por las escotaduras correspondientes (22, 23), y opcionalmente, por las formas de la zona terminal y de la zona de conexion.
5. 5. Estructura frontal de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, presentando un primero (152a; 162a) de los elementos alargados y un segundo (152b; 162b) de los elementos alargados al menos un saliente (153, 155) respectivamente, presentando un saliente (153) una zona (154) que encaja en arrastre de forma en una escotadura del otro saliente (155), debiendo separarse los salientes (153, 155) de los elementos (152; 162), despues de establecer una conexion permanente del primer (152a; 162a) y segundo (152b; 162b) elemento alargado para producir una estructura frontal predeterminada.
6. 6. Vetnculo ferroviario con una estructura frontal de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes.
7. 7. Procedimiento para producir una estructura frontal (1; 31) de un vetnculo ferroviario, en particular, una locomotora, en el que

   - se proporciona una pluralidad de elementos alargados (3, 5, 7, 9, 11) como elementos portantes de la estructura frontal (1; 31),

   - al menos un primero (7, 9, 11) de los elementos alargados (3, 5, 7, 9, 11) en una zona terminal del primer elemento (7, 9, 11) esta conectado a un segundo (3, 5) de los elementos alargados (3, 5, 7, 9, 11), caracterizado porque

   5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   - en la zona terminal del primer elemento alargado (7, 9, 11) y/o en una zona de conexion del segundo (3, 5) elemento alargado esta conformado al menos un saliente (14, 15),

   - en la zona de conexion del segundo elemento alargado (3, 5) y/o en la zona terminal del primer elemento alargado (7, 9, 11) se conforma al menos una escotadura (22, 23) que se corresponde con al menos un saliente (14, 15),

   - el saliente (14, 15) se introduce en la escotadura (22, 23) y de ese modo se establece la conexion de los elementos al menos temporalmente,

   - para la produccion de la estructura frontal (1; 31), se produce una pluralidad de conexiones, que se conforman respectivamente por medio de una zona terminal de un primer elemento alargado (7, 9, 11) y de una zona de conexion de un segundo elemento alargado (3, 5) o de otra pieza de la estructura frontal, introduciendose en cada conexion al menos un saliente (14, 15) en una escotadura correspondiente (22, 23) del otro elemento alargado (3, 5) o de la otra pieza y en el que las posiciones relativas, las formas y/u orientaciones de todos los salientes y/o escotaduras en la zona terminal o en la zona de conexion y, opcionalmente, las formas de la zona terminal y de la zona de conexion de cada uno de los elementos alargados (3, 5, 7, 9, 11) y las piezas dentro de la misma estructura frontal (1; 31) estan disenadas de forma unica y se adaptan a otra zona de conexion o zona terminal correspondiente de otro elemento alargado (3, 5, 7, 9, 11) o pieza de la estructura frontal (1; 31) de modo que dentro de la misma estructura frontal (1; 31), la zona terminal puede estar conectada exclusivamente a la zona de conexion correspondiente y en este caso al menos un saliente (14, 15) encaja en la escotadura correspondiente (22, 23).
8. 8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion precedente, estando dispuestos distanciados entre sf dos de los segundos elementos alargados (3, 5), y en particular estan dispuestos aproximadamente paralelos entre sf, de modo que los dos segundos elementos alargados (3, 5)

   - se extienden en la zona del techo de la estructura frontal en la direccion longitudinal del vetuculo ferroviario, e

   - inicialmente estan curvados en la zona del techo y se extienden hacia abajo, estando conectado al menos uno de los primeros elementos alargados (7, 9, 11) como un travesano en los extremos opuestos respectivamente en la zona terminal, a uno de los segundos elementos alargados (3, 5).
9. 9. Estructura frontal de acuerdo con la reivindicacion 7 u 8, siendo al menos uno de los elementos alargados (3, 5) una pieza de tubo, estando la zona terminal o la zona de conexion con el saliente (14, 15) y/o escotadura (22, 23) producidas mediante corte por laser.
10. 10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 9, estando las posiciones relativas, las formas y/u orientaciones de todos los salientes (14, 15) y/o escotaduras (22, 23) en la zona terminal o zona de conexion de cada uno de los elementos alargados (3, 5, 7, 9, 11) y las piezas y, opcionalmente las formas de la zona terminal y la zona de conexion configurados de tal manera que, la zona terminal dentro de la misma estructura frontal (1; 31) puede estar conectada a la correspondiente zona de conexion, exclusivamente en una unica posicion y orientacion predeterminada por los salientes (14, 15) y por las escotaduras correspondientes (22, 23), y opcionalmente, por las formas de la zona terminal y de la zona de conexion.
11. 11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 10, estando previsto en un primero (152a; 162a) de los elementos alargados y en un segundo (152b; 162b) de los elementos alargados, al menos un saliente (153, 155) respectivamente, presentando el saliente (153) una zona (154) que se coloca en arrastre de forma en una escotadura del otro saliente (155), separandose los salientes (153, 155) de los elementos (152; 162), despues de establecer una conexion permanente del primer (152a; 162a) y segundo (152b; 162b) elemento alargado para producir una estructura frontal predeterminada.