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Historia y Modelismo Ferroviario

LA CONSTRUCCION DE LOCOMOTORAS DE VAPOR (IV)

Publicado: 10/10/2010 por Vicent Ferrer; archivado en: Modelismo

LA CONSTRUCCION DE LOCOMOTORAS DE VAPOR (IV)

BIELAJE, SOPORTE DISTRIBUCIÓN Y CILINDROS (IV)

Dedicado a Josep Mª Galindo,  Oscar Prieto Martín y a todos los seguidores de este trabajo

He dejado prácticamente para el final este importante apartado que, tantos dolores de cabeza produce a los aficionados.
Cuando me inicié en este mundo de la construcción integral, mi última actuación fue precisamente en este campo. Es decir. En un principio opté por utilizar mecánicas de otros modelos de los cuales aprovechaba partes del bielaje; después comencé a construir bielas, pero únicamente las maestras, es decir las que acoplan los diferentes ejes motores de los que va provista la locomotora, y más adelante con la aparición de los kits de montaje de Forné, y las piezas sueltas de J’S y Lemabo me fui construyendo mis propios bielajes y distribuciones, pues muchas veces el modelo que se precisaba era una mezcla de varias de estas marcas. También la reutilización de otras locomotoras, así como la compra de estas piezas a diversos fabricantes (Weinert) me fueron de gran ayuda.

No obstante lo anterior, y antes de continuar con el tema voy a dar a conocer los diversos tipos de órganos de transmisión conocida vulgarmente como “movimiento” y que son el conjunto de piezas móviles, articuladas y conjugadas de manera que todo su funcionamiento sea relativo a unas piezas a las otras.

Normalmente los cilindros están colocados en un plano horizontal de forma que sus centros están muy poco por encima de los centros de las ruedas. Con independencia de lo expuesto existían locomotoras como las 3000, 4000 y 4200 de Norte, las 300 de Andaluces y otras de diferentes Cías., en las que los cilindros estaban algo inclinados en forma que su línea centro del cilindro coincida en el centro de la rueda motor.

Todos los constructores buscaron obtener el mayor rendimiento con el menor consumo posible, siendo Stephenson; Gooch; Allan-Trick y Heusinger den Waldeg (conocida con el nombre de Walschaerts) lo que consiguieron los mejores resultados. Evidentemente hubo otros muchos pero exceden el propósito de estas líneas.

Transmisión Stephenson.-
” Esta se compone para verificar la distribución, de dos excéntricos, ajustados delante y atrás de la manivela motora, acuñados a 90º de la misma, más los grados necesarios para el avance angular. Un sector de radio igual al de las barras, desde los excéntricos a la nuez o taco del sector, por lo que resulta la intangibilidad de ésta, tan necesaria en el funcionamiento. Esta nuez o taco va metido en las ranuras que lleva el sector, y como este va suspendido en por su centro, por unos tensores sujetos al árbol transversal de cambio de marchas, el sector correrá en un sentido o en otro según se mueva el referido brazo y árbol: el taco que va sujeto por sus guías con la caña del distribuidor, tendrá que moverse en el sentido que el sector demande produciéndose el movimiento necesario de la distribución con relación a la posición de la biela motora.” (Práctica de la Locomotora; M. Tomás Jordá, Funcionario del servicio de tracción de la RENFE )
Ejemplo de ello las 020/0211 ex MZA y las 220/2011 ex Norte

*Stp020:0211

0-2-0T 2011   foto www.30937.uk

*Stp030:2067-2

La 0-3-0  2067 (www.30937.uk)

*Stp 040cilindrica

Una Verraco con distribución cilíndrica (www.30937.uk)

*P Stepenson

Transmisión Gooch.-
” Este tipo de transmisión se diferencia de la anterior en que el sector es fijo, y el radio invertido, por llevar su barra movible en la parte delantera siendo el taco el que se sitúa al lugar conveniente” (sic) Ibidem
Ejemplo las 030/2108 ex norte

P  Goock

Detalle de una distribución Gooch. Foto Josep Mª Galindo

030-2110_MUSEO VILANOVA GOOCH

 

Transmisión Allan-Trick.-
” Esta se diferencia a su vez de las anteriores en que el sector y el taco unido por las barras del árbol de la palanca, se mueven a la vez” (sic) Ibidem
Ejemplo las 030/2223 y 130/2034 ex Norte

P Allan-Trick

La 1-3-0 2045  (www.30937.uk)

*Allan 130:2045

Detalle dsitribucion Allan-Trick  (www.30937.uk)

*Allan detalle130:2051

Estos  dos sistemas de distribución arriba citados ya estaban en desuso en el momento de la confección del citado reglamento, no obstante se citan con el fin de darlos a conocer pues fueron utilizados por nuestras locomotoras, y podrían ser objeto de reproducción por algún aficionado en su día.

Transmisión Heusinger den Waldeg (conocida con el nombre de Walschaerts).-
Esta fue la transmisión para el mecanismo de la distribución mayoritariamente adoptada por su sencillez y eficacia y la que mayoritariamente encontraremos tanto en los modelos comerciales como en los que nosotros realicemos personalmente.
“Este mecanismo recibe generalmente el movimiento por medio de la manivela motora. Esta contramanivela va acuñada formando un ángulo de 90º.
En algunas locomotoras la contramanivela va acuñada sin formar ningún ángulo, llevando un excéntrico al extremo que coincide con el punto centro de la rueda, como en las locomotoras 2731/2760 de Norte.
Unos y otros movimientos originados por la contramanivela o excéntrica, transmiten el movimiento al sector, que, sujeto con sus muñones centrales en el puente o soporte, recibe el movimiento pendular con igual recorrido que la desentricidad o longitud del ángulo de la referida contramanivela o excéntrica.” (sic) Ibidem

Distribucion Heusinger

Una 0-2-o San Juan del Puerto F. Josep Mª Galindo

Wal.020T ENACE x_SAN JUAN DEL PUERTO

0-2-0T de la JPH foto Josep Mª Galindo

Wal.JOPH 1_HUELVA

Partes que conforman una distribucion Walschaerts

*plano 3

Podemos decir que desde los comienzos del ferrocarril en nuestro país hasta la primera década del 1900 la distribución mayoritariamente utilizada fue la Stephenson, junto con algunos ejemplares de la Gooch y la Allan, así como la Walschaerts. A partir de esta primera década del 1900 la distribución utilizada fue exclusivamente la Walschaerts, si bien como consecuencia de la longevidad del parque español llegaron ha haber locomotoras con más de 100 años de servicio utilizando las tres citadas distribuciones, destacando sobremanera la Stephenson.

La finalidad de dar a conocer los principios fundamentales de estos cuatro tipos de distribución responde al hecho de que si no conocemos el funcionamiento real y las piezas que lo compone, difícilmente podremos llegar a comprenderlo y menos aún a tratar de reproducirlo en miniatura.

La confección del bielaje motor que unirá todas las ruedas es una de las facetas que más exactitud requiere. Aquí cualquier error tiene un alto precio, la construcción de nuevo de la pieza, pues únicamente se podrá efectuar algún que otro ajuste, si esta bien, y poco más.
La técnica más utilizada por muchos aficionados consiste en el dibujo sobre chapa de 0’5 mm de la/s biela/s por medio de compás de puntas. Una vez dibujadas las citadas bielas y marcados los centros de los ejes (muñequilla) sobre las que estas girarán, procederemos a doblar la chapa sobre la que hemos efectuado el dibujo, obteniendo de esta forma dos chapas perfectamente paralelas.

El siguiente paso será efectuar los taladros correspondientes, y después recortar la biela dibujada, obteniéndose como consecuencia de ello dos bielas simétricas, pues de no hacerlo de esta forma se corre el riesgo de que los agujeros no se encuentren a la misma distancia en cada biela, lo que será un problema insoluble cuando las montemos. Una vez recortadas se procederá por medio de limas finas y papel de lija a su afinado y remate final.
Obtenidas las bielas, cogeremos una de ellas, pues ambas son idénticas, la cual colocaremos sobre el lateral que hará las funciones de chasis. Una vez colocada, fijada por medio de mordaza o pegamento (lo que permitirá su separación) y comprobado su alineamiento con el borde del chasis, procederemos a marcar los agujeros sobre el chasis.
De esta forma nos aseguramos que todos los agujeros (Bielas y Chasis) son coincidentes, por lo que una vez practicados los mismos no nos quedará sino que repasar ligeramente con una lima fina a fin de conseguir un funcionamiento suave y efectivo que mejoraremos por medio de un ligero lubricado al final.

Descomposición de un cilindro y sus paralelas a efectos de su construcción

Desarrollo partes distribucion

Bielas fijas y articuladas

La mayoría de las locomotoras a partir de tres ejes, y si descartamos las más antiguas, tenían las bielas partidas, es decir, tenían una pequeña articulación que permitía un ligero juego o desplazamiento en sentido horizontal, pero ninguno en sentido vertical.
El primero tenía como finalidad ayudar a la locomotora en su inscripción en las curvas, en cuanto al segundo este era negativo porque de haber existido se habría producido un desfase en el movimiento de las ruedas.
En nuestros modelos en miniatura –que funcionan porque no tienen vergüenza- algunas casas comerciales con el paso del tiempo han ido adaptando esta filosofía de bielas articuladas. Algunas para ceñirse a la realidad y obtener y mejorar la inscripción en las ridículas curvas de radio 360 mm que aún hoy algunos defienden, otros por ver que sus modelos (juguetes) circulen por cualquier circuito.
No obstante la mayoría de estas soluciones no tiene nada que ver con la realidad, salvo honrosas excepciones. Así la mayoría de estas bielas articuladas no son sino pequeñas bielas que unen cada par de ruedas entre si, superponiéndose unas encima de otras en una de las muñequillas. Ejemplo, una locomotora 030 tendrá por cada lado un par de bielas que se superpondrán en el eje central; una 040 tendrá tres pares de bielas que se superpondrán sobre el 2º y 3er eje Mikado Keyser.
Bielas semi articuladas
Resulta evidente que tal disposición elimina la rigidez que confiere el uso de bielas sin articular en el caso de que fuera la encargada de unir los tres o cuatro ejes de la locomotora, facilitando su inscripción en curva como he dicho anteriormente. Es pues una gran ventaja que podemos obtener con un mínimo de esfuerzo siempre que se dibujen y realicen correctamente.
Una solución intermedia sería la utilización de una biela rígida para uno de los laterales, y una partida para el otro lateral, de esta forma la biela rígida nos garantizará que todas las ruedas suben al unísono, pues de no ser así (lo que puede ocurrir si un agujero de la biela es muy grande) se producirá el inevitable engarrotamiento del conjunto.
Esta solución la he utilizado en algún modelo en concreto y el resultado ha sido bueno. Bielas totalmente articuladas
Son aquellas que se montan todas en conjunto, es decir que la articulación no se produce por un conjunto de bielas que van uniendo dos a dos cada eje, pero que están libres entre si, sino que se articulan entre si por medio de la correspondiente articulación independiente del eje al igual que en la realidad, sería el caso de las bielas para Mikado de Lemabo.
Estas bielas requieren de un montaje y ajuste muy cuidadoso, pues debemos procurar que tengan juego horizontal pero no vertical, pues de no ser así el funcionamiento de las mismas sería defectuoso.
El efecto de realidad que se consigue es espectacular, estando reservadas a aficionados con gran experiencia en este campo.

Bielas articuladas para una Garrafeta Foto Antonio Murciano

IMGP0495

Así podemos concluir que podemos montar en una locomotora los siguientes conjuntos de bielas:
Totalmente fijas en ambos lados
Fija en un lado y semi o parcialmente articulada en el otro
Semi o parcialmente articuladas en ambos lados, y
Totalmente articuladas

Falsa biela, la solución que finalmente se indica la han utilizado algunas marcas comerciales en su día, y aún hoy se utiliza en los llamados juguetes de bajo coste o iniciación.
Consiste en dotar al modelo, siempre que sea superior a dos ejes, de una biela que únicamente actúa sobre el primer y último eje, es decir, convertimos a la locomotora con independencia del número de ejes que tenga en una 020.
Con ello desaparecen todos los problemas de acoplamiento, ajuste y demás que se puedan presentar durante su confección.
Es cierto que si las ruedas van dotadas de los correspondientes contrapesos, veamos, si somos muy observadores, que no van todos al unísono, pero lo normal será que prácticamente no lleguemos a darnos cuenta de esta pequeña anomalía que según lo puristas que seamos adoptaremos o no.
Es pues una solución de compromiso y de muy fácil aplicación que se da a conocer aquí como complemento de lo expuesto.

Todos los elementos que conforman un bielaja completo. En este caso para una 0-2-0T ex Central de Aragón

Despieze Distr

Soporte de Distribución
Esta es otra pieza que salvo que dispongamos de originales (Forné) tendremos que confeccionar de forma personal a partir de chapa de latón de unas 0’8 décimas.
El procedimiento siempre será el mismo. Dibujo sobre plancha del grueso escogido, recorte por medio de sierra de calar y afinado y pulido por medio de limas y lija.
Su confección puede hacerse toda en una pieza, o realizar una mitad, y después por copiado la otra, pues son simétricas. Su fijado al chasis se hará por medio de una escotadura en el mismo donde se fijara el citado soporte por medio de soldadura.

Vista superior de un chasis de construcción artesanal en latón. Podemos ver parte de la timonería de freno, los arcos de la distribución, las paralelas de los pistones, los cilindros y las futuras tomas de corriente. F. Antonio Murciano

Conj Cilindros:bielas

Arco de construcción artesanal. F autor
Arco 2

Vista de la superestructura de una futura 0-2-0T ex CA, así como parte del bielaje, dsitribución y cilindros. Modelo y fotos de Antonio Murciano

Idem vist supe

Cilindros
Finalmente veremos el tema de la confección de esta importante y específica pieza.
Varios son los procedimientos que se pueden utilizar, por lo que voy a describirlos, correspondiendo al aficionado elegir cual es el método a utilizar.
El sistema utilizado por Forné en sus locomotoras se basa en la confección de dos planchas con la forma del cilindro visto de frente las cuales son forradas a posteriori obteniendo de esta forma el cilindro con su volumen respectivo. La adición del cubre vástago del pistón, las paralelas y el soporte de la resbaladera nos dará como resultado un cilindro completo. Como son simétricos, montando las, mismas piezas en el otro tendremos ambos terminados. Estos soportes de los que hemos obtenido los cilindros tienen unos puntos de enganche para su fijación al chasis motor. Fijación que efectuaremos por medio de la correspondiente escotadura o rebaje en el mismo y soldadura final. Nota poner foto de un cilindro de Forne
El otro sistema utilizado es una variación del anterior. En lugar de confeccionar los dos cilindros por separado, se confeccionan sendas piezas –la frontal y la posterior- del bloque de cilindros, la s cuales se unen entre ellas por medio de uno o varios separadores del mismo material, lo que nos dará y mantendrá el ancho del cilindro.
Una vez llegados aquí no queda sino el forrado al igual que en el caso anterior, y la adición de los elementos de fundición específicos de la pieza.
La fijación al chasis puede ser soldado o atornillado al mismo.

Frontal con los cilindros construidos según lo explicado en el texto. Foto Antonio Murciano

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Otro sistema por mí utilizado es el de confeccionar a partir de un trozo de hierro o bronce el pistón de forma completa.
Para ello debemos proceder a marcar sobre el metal elegido la forma del cilindro que queramos reproducir. Una vez trazadas las líneas maestras procederemos a cortar el sobrante del material con lo cual una vez efectuadas estas operaciones tendremos una primera forma del cilindro en bruto.

Cilindro de construcción personal y de forma maciza, para la reconstrucción de un modelo de Paya

Cilindro Paya
A continuación procederemos a efectuar los taladros correspondientes al eje del pistón y del eje de la distribución.
El paso siguiente consiste en el afinado de esta pieza por medio de limas de grano medio para ir finalizando la pieza con limas de grado fino y finalmente pulido con papel de lija de grano 300/400.
Esta técnica la he utilizado para la reproducción de unos cilindros para la 231 de Paya que se habían perdido, y también para la confección de los cilindros de la Franco-Crosti pues tenían distribución por válvulas. Para su confección se partió de unos trozos de varilla calibrada para el cilindro propiamente dicho, y para la imitación de la distribución se partió de un trozo de bronce al que por medio de lima se le dio la forma correspondiente siendo todo el conjunto soldado a la plata.
Como se quería que el conjunto fuera desmontable, se le incorporó un eje roscado por la parte posterior al conjunto, el cual pasa a través de un agujero practicado en el chasis procediendo a su atornillado posterior con lo cual queda fijado.

Finalmente, dado que muchos cilindros tienen las formas muy parecidas, salvo honrosas y especiales excepciones, podemos utilizar los de algún modelo comercial. Para ello basta que le demos forma con una lima, y después los forremos con una fina chapa de latón de 0’2 / 0’3 décimas y habremos obtenido la forma del cilindro que perseguimos.

Como es de ver, no existe una única solución, yo aporto las que habitualmente utilizo, no queriendo decir con ello que no existan otras que también puedan ser utilizadas.

Una 040 T con una sencilla distribución y sobre mecánica comercial es una excelente base de trabajo para iniciarnos en el mundo de las bielas.

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 Un paso más elevado que daremos con el tiempo, sería la realización de una 241 con todo lo que ello implica

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CUANDO LAS BIELAS NO GIRAN CORRECTAMENTE (*)
(*) Texto y fotos de Antonio Murciano

Cuando nos enfrentamos a la construcción de modelos artesanales o en kit puede ocurrir que por la causa que sea, la distancia a la que hemos efectuado loa agujeros de los ejes no sea la correcta ocasionando con ello un verdadero problema al modelista.

Para intentar de un modo fácil y sencillo, solucionar un problema que prácticamente a todos los modelistas nos ha pasado alguna vez y que, a priori, cuando nos surge, da la impresión de ser un problema difícil de solucionar, se explica la presente solución que de una forma fácil y rápida nos los puede solucionar.

Lo primero es comprobar con un calibre si la distancia entre los centros de los orificios de las bielas es la misma que la distancia entre ejes. Da lo mismo que sea una locomotora de rodaje 020, 030 o 040, ya que tenemos que medir la distancia entre el primer eje con el segundo, posteriormente la distancia del segundo eje con el tercero y así sucesivamente. Después de hacer las mediciones daremos con el eje que no guarda la distancia correcta.

Lo primero que tenemos que hacer es fabricarnos un útil que consiste en una plancha de latón de 1 mm. donde practicamos dos agujeros con la distancia exacta del centro de los agujeros de las bielas donde se alojan los muñones de las ruedas. Este útil o galga puede ser de uso exterior bien podemos construir otro con el ancho interno entre los dos bastidores para colocarlo por el interior. Esta solución de hacerlo interior es técnica empleada por aquellos que quieren construir varias unidades de la misma locomotora, pues de esta forma, además de darles el ancho del chasis se aseguran que todos los agujeros de los ejes van a estar a la distancia exacta y no tendrán problemas con las bielas.

Otra manera de averiguar la correcta alineación y distancia de los ejes, es utilizando unos ejes que están acabados en los extremos por unas puntas cónicas, En estas puntas de los ejes se introducen las bielas, en el eje que este un poco desplazado la biela no entrara correctamente. Estos ejes los adquirí al artesano Francés GERARD HUET, aunque también están disponibles en el catalogo de MARKITS. Yo personalmente prefiero hacer uso de los útiles nombrados anteriormente.

Una vez tengamos esta herramienta, con una lima redonda de cola de ratón, limaremos los orificios del eje, por ejemplo si la distancia entre ejes es más corta que los agujeros de las bielas, abra que limar para alargar el eje. Después colocamos el eje en su sitio e introducimos un casquillo, de la marca ROMFORD o MARKITS, para ejes de 3,2 mm., a continuación introducidos la plantilla que habremos confeccionado anteriormente entre el eje causante de la avería y el de al lado. Con esta plantilla lo que conseguimos es tener sujeto el eje que hay que corregir con la distancia exacta entre ejes, tras lo cual soldamos el casquillo por la parte interior del bastidor. Repetimos la misma operación en el lado opuesto y volvemos a montar los ejes con las bielas, tras lo cual podremos comprobar que los mismos giran perfectamente si observar ningún rozamiento.

MISCELÁNEA FERROVIARIA

La documentación es una fuente inagotable para el aficionado constructor, y si muchas veces el modelo no es exacto al que vamos a reproducir, el conocer como eran modelos similares puede ayudar en su construcción.

Un mismo modelo, sobre dos bases diferentes. La de la izquierda (mía) utiliza el chasis comercial de la 020 Anna de Fleischman, la de la derecha es de construcción integral y esta realizada por mi amigo Antonio Murciano

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Una vista en 3/4 ligeramente contrapicado, permite observar las generosas dimensiones de esta pequeña Coulliet de 2  ejesIMGP0567

Los seguidores de estos artículos recordarán la realización en cartón de color rojo de una locomotora Pacific en el primer escrito. El tiempo ha pasado y en este momento os puedo enseñar como se encuentra lo que nació como un sencillo trozo de papel. espero que os animeís y comenceís a constrir sencillas locomotoras

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Cuando se tiene la posibilidad de contar con el modelo verdaderos que queremos reproducir (algo muy difícil en nuestro país) podemos hacer un seguimiento fotográfico del mismo como el que nos muestra Oscar Prieto Martin y en base a él llegar a realizar un modelo de altísima cualidad.

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Detalle interior de las denominadas “guitarras” en terminología ferroviaria. Foto Josep Mª Galindo

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