Calado de bielas a 90º

Como se ve en la imagen, las ruedas de un lado tienen las manivelas de las bielas con un desfase de 90º respecto al lado  contrario. Esta disposición es fundamental para un correcto funcionamiento de las locomotoras que tienen ruedas movidas exclusivamente por bielas. Nuestra primera comprobación será ver que en cada lado se mantiene en cada rueda esta disposición y no hay diferencias entre ellas.

La rueda acoplada al motor es la que empuja, mediante las bielas, al resto de ruedas no acopladas. Para evitar que el golpe de tracción se de con las 2 ruedas de cada lado a la acopladas a la vez, éstas se desfasan 90º entre sí. De este modo se consigue mayor aprovechamiento de la fuerza en todo el recorrido de  la biela así como regularidad y suavidad en la transmisión desde las ruedas acopladas al motor (o los cilindros de vapor, en la realidad)  al resto de las ruedas no  acopladas. 

Si las ruedas de ambos lados no estuvieran desfasadas, cuando las bielas estuvieran totalmente en línea en su desplazamiento máximo y a continuación tienen que retroceder, unas bielas podrían hacerlo por encima del eje y otras por debajo con lo que se produciría un cruce de bielas. Al desfasar un lado a 90º con respecto del otro, ese lado empuja la biela del lado contrario hacia la dirección correcta tal como se aprecia en la animación.

Cualquier otro desfase diferente a 90º generará ineficiencias en la transmisión.    
Cuando por algún motivo este desfase se desajusta se observa que la locomotora da tirones o pequeños saltos, pierde fuerza, patina o incluso llega a pararse del todo. En las locomotoras con decoder digital impide tener un buen ajuste de los parámetros del decoder para optimizar el rendimiento del motor. Cuando esto ocurre es imprescindible corregirlo.
En ocasiones basta con mover a mano una de las ruedas motrices para volver a colocarlas "a ojo" a 90º pero otras veces será necesario desmontar las ruedas y bielas y hacer un ajuste más exacto para lo que puede que necesitemos incluso algunas herramientas especiales.
No siempre es fácil ver si las ruedas de un lado están desfasadas exactamente 90º con respecto a las del otro lado. A simple vista podríamos colocar las ruedas de un lado con las manivelas de las bielas en línea horizontal, cruzando todos los ejes de ese lado y luego  comprobar si las del otro lado tienen exactamente las manivelas de las bielas en vertical con respecto al eje, tal como se muestra en el gráfico de arriba. Sin embargo, podríamos encontrar alguna desviación que a simple vista no se apreciaría.

Comprobación del calado de bielas
Antes de comprobar el calado a 90º, como hemos dicho  antes, primero debemos asegurarnos de que todas las ruedas de cada uno de los lados están totalmente en línea con la biela sin desviaciones entre ellas. A veces la holgura de la muñequilla de las bielas permite que cada rueda pueda desfasarse  un poco con respecto a las demás. Esto hay que corregirlo también junto con el calado a 90º de cada lado.

Un método sencillo y barato para comprobar el desfase a 90º es colocar unos espejos a los que previamente hemos marcado o pintado unas crucetas y comprobar que los centros de las ruedas y los cojinetes de las bielas están alineados con dichas marcas practicadas en los espejos. Obviamente las de un lado deben coincidir con las líneas horizontales  al mismo tiempo que las del otro lado deben coincidir con las verticales. Y a su vez podemos comprobar que todas las ruedas de un lado están en línea entre si.
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Comprobador artesanal calado de bielas a 90º
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Comprobador de calado a 90º Fohrmann
Existe alguna herramienta comercial para realizar esta comprobación.
Fohrmann dispone de un soporte de latón para sujetar las ruedas de un lado en una posición mientras con un prisma (en vez de un espejo) podemos ver cómodamente la posición de las bielas de cada lado. Es una herramienta con un coste muy alto si tenemos en cuenta que no vamos a usarla muy a menudo y mucho más comparada con la opción de los espejos.
Una vez comprobado el calado de la bielas, si descubrimos alguna desviación sobre los 90º tenemos 2 opciones para corregirlo: podríamos forzar un lado de las ruedas con la mano o podríamos  desmontar las ruedas para reajustarlas.

- La primera opción es la más tentadora pero tiene un inconveniente importante, al forzar las ruedas de uno de los lados para que resbalen sobre el eje hasta alcanzar la posición correcta, vamos a producir una holgura en el acoplamiento del eje y desde ese momento las ruedas van a tener tendencia a desfasarse fácilmente. Hay que tener en cuenta que algunos ejes tienen marcas que sirven para que no se deslice en su acoplamiento en la rueda y esta práctica va a eliminar esas marcas dejando la rueda muy suelta en el eje.

- La segunda opción es desmontar las ruedas y volverlas a montar con alguna herramienta que evite producir holguras al sacar las ruedas del eje. Esta opción es complicada porque hay que volver a "clavar" las ruedas en el eje con mayor  riesgo aún de producir holguras. Finalmente tendremos también que ajustar no sólo el calado a 90º sino también ajustar el ancho entre ruedas a la distancia correspondiente. Para todo ello necesitaremos tres herramientas: un extractor de  ruedas, un "clavador" de ruedas y una galga para la distancia entre ruedas. 

Extractor de ruedas
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extractor de ruedas Fohrmann
Hay muchos extractores en el mercado pero Fohrmann dispone de uno específicamente diseñado para el modelismo ferroviario. Es adaptable a varias escalas y además tiene varios empujadores del eje para distintos diámetros y tipos como por ejemplo para ejes en punta o planos. 

Esta herramienta nos permite extraer la  rueda totalmente perpendicular al eje evitando golpearlo con el riesgo de que se tuerza, o que se ensanche el acoplamiento del eje en  la rueda. Sin embargo, por muy bien que se realice esta operación, siempre se produce algún desgaste por  lo que  luego habrá que tomar medidas para que cuando volvamos a clavar la rueda, quede totalmente firme.
Por supuesto, se pueden extraer las ruedas de manera manual, si no disponemos de esta herramienta, pero la operación es muy delicada y fácilmente podríamos malograr una rueda o el eje al intentar golpearlo para extraerlo. 
La técnica correcta con esta herramienta, aunque poco conocida, es la siguiente:
Se coloca el extractor en la rueda y se aprieta el cabezal hasta notar un poco de presión sobre el eje, entonces se da un golpecito con un martillo pequeño sobre la parte libre del cabezal, la rueda se aflojará un poco y entonces apretamos de nuevo el husillo y volvemos a repetir el proceso hasta sacar la rueda totalmente del eje.
Desmontaje
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fotografía de Javier Nieto Sánchez
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Set de herramientas Märklin ref. 70900
Hay locomotoras en que cada uno de los ejes de las ruedas atraviesan el chasis de la locomotora mientras que hay otras en que el sistema de ruedas y bielas se apoya sobre el chasis pero se puede sacar completo y de una sola vez.

Una vez desmontadas las ruedas y todo el sistema de transmisión tenemos la oportunidad de revisar cada una de las bielas y enderezarlas en caso de que estén algo dobladas. También revisaremos posibles daños en las ruedas tanto en la rodadura como en el acoplamiento del eje y de la biela.

Ahora es el momento oportuno para realizar una buena limpieza general tanto de las ruedas y bielas como del  chasis de la locomotora. Una vez realizado todo esto, empezamos la tarea de volver a clavar las ruedas en los ejes y ajustar el calado a 90º
Para desmontar y volver a montar las bielas necesitaremos llaves de tubo de 2,5mm, 3mm o 3,5mm según el modelo.

Märklin dispone de un set de herramientas ref. 70900 para esta operación que se compone de los siguientes elementos:

- 3 destornilladores Philips  PH00, PH0 y PH1
- 2 destornilladores planos de  2mm y 3mm
- 3 llaves de tubo de 2,5mm, 3mm y 3,5mm
- 2 pinzas, una de punta fina y otra de compresión.

Clavado de ruedas
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Clavador de ruedas Fohrmann
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Clavador de ruedas Fohrmann
Estas herramientas nos permiten volver a clavar el eje en las ruedas de vagones o locomotoras con bastante precisión y sin riesgo de estropear el eje o la propia rueda. Necesitaremos además una galga o un calibre para ajustar con exactitud la separación entre ruedas a la medida correcta: 14,0mm en escala H0 Märklin y 14,3 para el sistema de 2 carriles. (según normas NEM)

Hay clavadores diseñados para realizar esta operación con las ruedas fuera del chasis aunque también se pueden usar para clavar los ejes insertados en el chasis y otros pensados específicamente para hacer esta operación directamente con los ejes ya montados en el chasis, como se aprecia en la fotografía.

Si no disponemos de estas herramientas siempre podemos usar un tornillo de banco pero debemos asegurarnos de que el clavado del eje en la rueda es totalmente perpendicular a la misma. Cualquier error puede dejar la rueda alabeada, torcer el eje, o agrandar el acoplamiento del eje en la rueda.

Si el eje entra con holgura en la rueda será necesario hacer alguna corrección como las que explicamos a continuación.
Correcciones y ajuste final
En cualquier caso, la dificultad en el momento de clavar el eje a las ruedas no es sólo que se haga totalmente perpendicular sin dañar las ruedas  sino que las ruedas de cada lado tengan el calado a 90º. De hecho aunque las enfrentemos entre si perfectamente siempre suele ser necesario un  ajuste final una vez montadas. Para ello volveremos a  utilizar nuestro comprobador de calado que mostramos al principio de este artículo.
Por otro lado, debemos asegurarnos de que las ruedas de cada eje mantienen la distancia entre si según corresponda a su escala y especificaciones, por ejemplo: 14,0mm en escala H0 Märklin y 14,3mm para el sistema de 2 carriles (según normas NEM, ver gráfico), como comentábamos antes. Si nuestro clavador no incorpora la medición del ancho entre ruedas, necesitaremos una "galga" para este ajuste. Podemos usar un cuadradillo de metal que nos  hayamos preparado con la medida exacta (ver trabajo de José Luis Batres sobre la construcción de una Galga H0 con clavador). Otra opción es usar un calibre mientras ajustamos la  rueda con el clavador.
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fotografía de Javier Nieto Sánchez
Finalmente, las ruedas deben quedar firmemente sujetas al eje para evitar que vuelvan a resbalar y se produzca de nuevo el desfase sobre el calado a 90º. Uno de los métodos para fijar la rueda al eje lo hemos mostrado en un trabajo de J.L. Batres usando un arco eléctrico (ver  "reparación holgura entre ejes y ruedas"

Otro método es usar un pegamento potente y duradero como el epoxi de 2 componentes de Araldite. Una vez mezclados los 2 componentes, aplicaremos una pequeña cantidad en el acoplamiento del eje en la rueda. Será el  propio eje en el momento de clavarlo, el que empujará el pegamento dentro del acoplamiento. Como el secado es lento, tenemos tiempo para realizar los ajustes necesarios; calado a 90º de la rueda y ajuste del ancho entre ruedas con la galga. Limpiaremos bien el sobrante. Luego dejaremos secar el tiempo recomendado por el fabricante (normalmente 24h).

Una vez seco el pegamento o fijadas las ruedas a sus ejes con el arco eléctrico, aprovecharemos para poner unos nuevos aros de adherencia, si fuera necesario y ya podremos montar la bielas y todo el conjunto de la locomotora.

Sin embargo es importante antes de engranar la transmisión al motor, comprobar que las ruedas y bielas giran en sus posiciones con la máxima libertad y si es necesario aplicaremos un ligero engrase tal como se recomienda en el manual de la locomotora.

Normalmente se usa aceite especial para locomotoras en los ejes de ruedas y ejes de engranajes, y grasa especial para locomotoras para los dientes de engranajes y sinfines.

No debemos usar cualquier producto, es preferible usar los recomendados para modelismo ferroviario como por ejemplo, la grasa de Trix ref. 66626 o el aceite de Märklin ref. 7149. Es muy importante la lubricación sea mínima y por supuesto que la banda de rodadura de las ruedas esté completamente limpia y seca.
Fohrmann es una marca registrada. Fabricante de herramientas en general pero también de herramientas específicas para modelismo ferroviario. https://www.fohrmann.com/en/model-railroader-special-tools

Javier Nieto Sánchez - 2016