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El sistema Arnoux es un sistema de articulación de trenes para girar sobre las vías férreas, inventado por Jean-Claude-Républicain Arnoux y patentado en Francia en 1838. Arnoux fue el ingeniero jefe de la Línea de Sceaux , que originalmente se construyó con radios de giro muy cerrados en la zona de Sceaux, Hauts-de-Seine .
Con el apoyo de la Academia Francesa de Ciencias , Arnoux ideó un nuevo sistema de articulación que permitía el giro de las ruedas del tren, el système ferroviaire dit Arnoux («Sistema ferroviario Arnoux»), y se construyó la Línea de Sceaux para probar sus prototipos. La línea comenzó a operar comercialmente en 1846, pero el coste operativo y el uso de un ancho de vía de 1750 mm ( 5 pies 8 pulgadas y 7/8 de pulgada ) impidieron su uso generalizado. La invención del bogie la volvió obsoleta. Fue abandonada por completo en 1893.
Sistema
Problema
En los inicios del ferrocarril , los trenes estaban compuestos por una locomotora de vapor y uno o más vagones con dos ejes fijos. A medida que aumentaba la velocidad, este diseño provocaba un desgaste significativo de la vía y una inestabilidad en el balasto .
Solución propuesta
Para solucionar estos problemas, Arnoux propuso un sistema de ejes articulados en el que el ángulo de guiñada de las ruedas se reducía prácticamente a cero. Arnoux adaptó el sistema utilizado en los carros de caballos, que pivotaba cada eje sobre su centro, para aplicarlo por igual a ambos ejes.
Arnoux ideó un sistema de cadenas y poleas para que cada rueda se ajustara correctamente en guiñada al tomar la curva: en cuanto el eje delantero comenzaba a girar, todos los demás ejes giraban en la misma medida. Sin embargo, este sistema presentaba fallos, ya que no todos los vagones de un tren largo se encuentran en la misma parte de la curva. Una solución de compromiso fue utilizar poleas de diferentes diámetros, con ruedas guía en la locomotora para controlar su movimiento. Además, se esperaba que el uso de un ancho de vía de 1750 mm ( 5 pies 8 pulgadas y 7/8 de pulgada ) proporcionara mayor estabilidad.
Este sistema no era adecuado para las locomotoras de vapor , por lo que Arnoux inventó un sistema aparte para ellas. Las locomotoras tenían una configuración de ruedas 2-4-2 y las ruedas motrices no tenían pestañas . Las ruedas de apoyo estaban dispuestas para pivotar y se controlaban mediante ruedas guía casi horizontales. [ 1 ]
Arnoux solicitó su patente, número 8342, el 28 de marzo de 1838.
Aplicación práctica
Trials y Gran Premio del Instituto
Entre 1839 y 1840 se realizaron pruebas en Saint-Mandé, en un circuito de 1 km (0,62 millas) construido por Alexis Dulong. Estas pruebas demostraron con éxito la estabilidad y seguridad del sistema. Organismos públicos, el duque de Aumale y numerosos miembros de la Academia Francesa de Ciencias [ 2 ] , entre ellos François Arago , elogiaron unánimemente el sistema.
Tras esta experiencia, Arnoux recibió el Gran Premio de Mecánica del Instituto. [ 2 ]
Concesión y apertura de la Ligne de Sceaux
A sugerencia de François Arago , el sistema Arnoux se implementó en la Línea de Sceaux, que unía París con Sceaux, en Hauts-de-Seine . El 5 de septiembre de 1844, Arnoux y el Ministro de Obras Públicas firmaron un contrato para la construcción y operación de la línea.
La línea comenzó a operar en 1846, partiendo de la Barrière d'enfer ("Puerta del Infierno") (véase la estación de Denfert-Rochereau ) con un edificio de pasajeros curvo de 25 metros (82 pies) de radio en un bucle de globo para permitir que los trenes cambiaran de dirección. La ruta tenía su primera parada en Arcueil , luego Bourg-la-Reine en una curva de 30 metros (98 pies) de radio. La pendiente hacia Sceaux era recta hasta la estación de Fontenay-aux-Roses , luego tenía una sucesión de curvas con radios de 63, 70 y 50 metros (207, 230 y 164 pies) ; la pendiente era de hasta 11 mm/m (1,1%, 1:91), lo cual era significativo. En total, la línea tenía 10,5 km (6,5 millas) de longitud.
Alternativas
El problema de las curvas se solucionó utilizando bogies , inventados en Estados Unidos poco después de la adopción del transporte ferroviario, pero desconocidos en Europa en aquel entonces. El sistema Arnoux guarda cierta similitud con el sistema patentado por Cleminson , ya que ambos están diseñados para mantener los ejes radiales a la curvatura de la vía.
Talgo utiliza ruedas independientes montadas en un "rodal" entre los vagones. Unas bielas mantienen el "rodal" alineado tangencialmente con la vía. Al igual que Arnoux, este sistema originalmente utilizaba vías de ancho ancho (ibérico), pero las versiones recientes se emplean en vías de ancho estándar o de ancho variable.
Las investigaciones actuales podrían rediseñar el sistema Arnoux reemplazando sus mecanismos de dirección mecánicos con sistemas electrónicos modernos. El enfoque más prometedor consiste en colocar motores de tracción independientes en cada rueda, que no solo impulsan el vehículo, sino que también dirigen cada rueda individualmente mediante vectorización de par. Esto reduce el peso y la complejidad en comparación con los bogies actuales, a la vez que disminuye el desgaste tanto del tren como de la vía. [ 3 ] [ 4 ] Algunos ejemplos incluyen Actiwheel y su propuesta de tren de rodaje para el Tren de Próxima Generación .
Abandono
El uso del sistema Arnoux de París a Limours se abandonó en 1883 durante las negociaciones con el gobierno y la Compagnie du Chemin de Fer d'Orléans à Rouen para la construcción de nuevas líneas [ 5 ] y la Ligne de Sceaux fue la única ruta construida según su diseño, con su ancho de vía inusual y la construcción específica de vagones y locomotoras. [ 6 ] La vía fue reemplazada de la noche a la mañana con ancho de vía estándar en mayo de 1891.
Véase también
Fuentes
- Armengaud, Jacques-Eugène (1858). Publicación industrielle des Machines, Outils et Appareils Les Plus Perfectnés et Les Plus Récents Employees Dans Les Diférentes Branches de l'industrie française et étrangère : Notices sur les Machines Locomotives Envoyées à l'Exposition Universelle [ Revista industrial de las máquinas, servicios públicos y aparatos más perfectos y recientes en diversas partes de la industria francesa y extranjera: Notas sobre las locomotoras expuestas en el Exposición Universal ] (en francés). París: A. Morel . Consultado el 28 de noviembre de 2008 .
- Lequeux, James (2008). François Arago, un savant généreux: physique et astronomie au XIXe siècle [ François Arago, un genio general: física y astronomía en el siglo XIX ] (en francés). Ciencias EDP. ISBN 978-2868839992.
- Jacobs, Gastón (1987). La ligne de Sceaux, 140 d'histoire (en francés). La vida del ferrocarril . ISBN 2-902808-28-3.
- Revue Générale des Chemins de Fer, 1895
Referencias
- ↑ "El sistema de ruedas guía Arnoux" . Douglas-self.com. 12 de septiembre de 2013. Consultado el 21 de octubre de 2013 .
- 1 2 Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences [ Actas semanales de la Academia de Ciencias ] (en francés). vol. 11. París: Gauthier-Villars. 1840. pág. 115 . Consultado el 17 de noviembre de 2006 , a través de la Academia Francesa de Ciencias . Contiene una descripción del premio y un extenso estudio de las ventajas y desventajas del Sistema Arnoux.
- ↑ Actiwheel: Una tecnología de tracción revolucionaria , SET Limited
- ↑ Un sistema de propulsión de alta tecnología para el tren del futuro , Centro Aeroespacial Alemán
- ↑ Jacobs 1987 , págs. 31–32.
- ↑ Armengaud 1858 , pág. 45.
- Tecnologías ferroviarias
- Historia del transporte ferroviario en Francia