BR112018005952B1 - Equipamento guia e veículo ferroviário - Google Patents

Abstract

CONJUNTO DE EQUIPAMENTOS GUIAS DOTADOS DE UM SISTEMA PASSIVO DE DIREÇÃO HIDRÁULICA DE CONJUNTO DE RODAS PARA UM VEÍCULO FERROVIÁRIO. Um conjunto de equipamentos guias (10) para um veículo ferroviário, compreende conjuntos de rodas dianteira e traseira (14, 16), cada um dotado de rodas esquerdas e direitas (18L, 18R; 20L, 20R). Um sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas (26) compreende uma válvula de controle (32) hidraulicamente conectada a conversores hidromecânicos (28L, 28R, 30L, 30R) para converter a movimentação de cada uma das rodas na direção do e para longe do plano vertical transversal médio (100). A válvula de controle (32) pode ser movida entre uma primeira posição na qual as montagens de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo e direito são desconectadas das montagens de conversor hidromecânico traseiro esquerdo e direito, e uma segunda posição na qual cada uma das montagens de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo e direito está conectada a pelo menos uma respectiva dentre as montagens de conversor hidromecânico traseiro esquerdo e direito.

Description

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se relaciona a um equipamento guia para um veículo ferroviário, dotado de um sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[002] Um trole de dois eixos para um veículo ferroviário descrito no documento DE 31 23 858 C2 é dotado de um sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas que compreende: um par de cilindros hidráulicos dianteiros à esquerda para mover a roda esquerda do conjunto de rodas dianteiras na direção de e para longe de um plano vertical transversal médio do trole, um par de cilindros hidráulicos dianteiros à direita para mover a roda direita do conjunto de rodas dianteiras na direção e para longe do plano vertical transversal médio, um par de cilindros hidráulicos traseiros à esquerda para mover a roda esquerda do conjunto de rodas traseiras na direção e para longe do plano vertical transversal médio e para longe do mesmo, um par de cilindros hidráulicos traseiros à direita para mover a roda esquerda do conjunto de rodas traseiras na direção do plano vertical transversal médio, e conexão hidráulica para assegurar que movimentos respectivos das rodas esquerda e direita do conjunto de rodas dianteiras na direção, respectivamente, do plano vertical transversal médio e para longe do mesmo, resultem em movimentos respectivos das rodas esquerda e direita do conjunto de rodas dianteiras na direção, respectivamente, do plano vertical transversal médio e para longe do mesmo. Em outras palavras, a direção dos conjuntos de rodas dianteiras e traseiras é coordenada para transpor curvas fechadas da via. Este sistema, no entanto, não tem benefícios substanciais em curvas abertas ou vias retas, onde é mais considerado como prejudicial devido à sua tendência a aumentar o desgaste e a aceleração lateral.

[003] O documento EP 2762377A1 descreve um equipamento guia para um veículo ferroviário, compreendendo: um par de conjuntos de rodas compreendendo um conjunto de rodas dianteiras e um conjunto de rodas traseiras, respectivamente em um lado dianteiro e um lado traseiro de um plano vertical transversal médio do equipamento guia, cada um dentre o conjunto de rodas dianteiras e o conjunto de rodas traseiras tendo uma roda esquerda e uma roda direita respectivamente em um lado esquerdo e um lado direito de um plano vertical longitudinal médio do equipamento guia, e um sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas compreendendo: uma montagem de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo para converter a movimentação da roda esquerda do conjunto de rodas dianteiras na direção e para longe do plano vertical transversal médio em energia hidráulica e vice-versa, uma montagem de conversor hidromecânico dianteiro direito para converter a movimentação da roda direita e para longe do conjunto de rodas dianteiras na direção do plano vertical transversal médio em energia hidráulica e vice-versa, uma montagem de conversor hidromecânico traseiro esquerdo para converter a movimentação da roda esquerda do conjunto de rodas traseiras na direção e para longe do plano vertical transversal médio em energia hidráulica e vice-versa, uma montagem de conversor hidromecânico traseiro direito para converter a movimentação da roda direita do conjunto de rodas traseiras na direção e para longe do plano vertical transversal médio em energia hidráulica e vice-versa, e uma montagem de válvula de controle hidraulicamente conectada às montagens de conversores hidromecânicos dianteiro esquerdo, dianteiro direito, traseiro esquerdo e traseiro direito. A montagem de válvula de controle pode ser movida entre uma primeira posição, uma segunda e uma terceira posição, cada uma correspondendo a um modo de operação. No primeiro modo de operação, cada conversor dianteiro de um lado do equipamento guia é conectado ao conversor traseiro no lado oposto do equipamento guia, de modo que os dois conjuntos de rodas girem em direções opostas em torno de seus respectivos eixos verticais. No segundo modo de operação, cada conversor dianteiro em um lado do equipamento guia é conectado ao conversor no mesmo lado do equipamento guia, de modo que os conjuntos de duas rodas se articulem na mesma direção em torno de seus respectivos eixos verticais. No terceiro modo de operação, cada conversor é completamente isolado, o que significa que nenhum movimento de articulação dos conjuntos de rodas é possível.

[004] Conhecem-se outros sistemas ativos de direção de conjuntos de rodas mais sofisticados, que podem fornecer diferentes comportamentos de direção, dependendo de uma série de parâmetros tais como a velocidade do veículo ou o ângulo de curvatura da via. No entanto, tais sistemas ativos, que envolvem bombas ou motores para entregar potência para dirigir os conjuntos de rodas, são mais caros em termos de custo inicial e manutenção, em particular quando se leva em conta os altos padrões de confiabilidade e disponibilidade exigidos do material rodante em transporte público.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[005] A invenção visa fornecer um equipamento guia com capacidades de direção de conjunto de rodas aperfeiçoadas, que permanece simples e a um baixo custo.

[006] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é fornecido um equipamento guia para um veículo ferroviário, compreendendo: - pelo menos um par de conjuntos de rodas compreendendo um conjunto de rodas dianteiras e um conjunto de rodas traseiras, respectivamente em um lado dianteiro e um lado traseiro de um plano vertical transversal médio do equipamento guia, cada um dentre o conjunto de rodas dianteiras e o conjunto de rodas traseiras tendo uma roda esquerda e uma roda direita, respectivamente em um lado esquerdo e um lado direito de um plano vertical longitudinal médio do equipamento guia, e - um sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas compreendendo: - uma montagem de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo para converter a movimentação da roda esquerda do conjunto de rodas dianteiras na direção do plano vertical transversal médio e para longe do mesmo em energia hidráulica e vice-versa, uma montagem de conversor hidromecânico dianteiro direito para converter a movimentação da roda direita do conjunto de rodas dianteiras na direção e para longe do plano vertical transversal médio em energia hidráulica e vice-versa, uma montagem de conversor hidromecânico traseiro esquerdo para converter a movimentação da roda esquerda do conjunto de rodas traseiras na direção e para longe do plano vertical transversal médio em energia hidráulica e vice-versa, uma montagem de conversor hidromecânico traseiro direito para converter a movimentação da roda direita do conjunto de rodas traseiras na direção e para longe do plano vertical transversal médio em energia hidráulica e vice-versa, e - uma montagem de válvula de controle conectada hidraulicamente às montagens de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo, dianteiro direito, traseiro esquerdo e traseiro direito, a montagem de válvula de controle podendo ser movida entre pelo menos uma primeira posição e uma segunda posição, o sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas sendo tal que na primeira posição da montagem de válvula de controle as montagens de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo e direito são desconectadas das montagens de conversor hidromecânico traseiro esquerdo e direito de modo a permitir movimentos das rodas esquerda e direita do conjunto de rodas dianteiras na direção e para longe do plano vertical transversal médio e movimentos das rodas esquerda e direita do conjunto de rodas traseiras na direção e para longe do plano vertical transversal médio que são independentes dos movimentos das rodas esquerda e direita do conjunto de rodas dianteiras, e em que na segunda posição da montagem de válvula de controle, cada uma das montagens de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo e direito está conectada a pelo menos uma respectiva das montagens de conversor hidromecânico esquerdo e direito traseiro.

[007] Na primeira posição da montagem de válvula de controle, não há conexão hidráulica, isto é, nenhuma transferência de fluido ou pressão hidráulica, entre a montagem de conversor hidromecânico dianteira e a montagem de conversor hidromecânico traseira. Consequentemente, os movimentos das rodas direita e esquerda do conjunto de rodas dianteiras na direção e para longe do plano vertical transversal médio são independentes dos movimentos das rodas esquerda e direita do conjunto de rodas traseiras na direção e para longe do plano vertical transversal médio. Este primeiro modo de operação é particularmente adaptado para vias retas e curvas abertas. Na segunda posição da montagem de válvula de controle, há uma transferência de pressão ou fluido hidráulico entre as montagens de conversor hidromecânico do conjunto de rodas dianteiras e as montagens de conversor hidromecânico do conjunto de rodas traseiras. Este segundo modo de operação é dedicado a curvas fechadas. A estrutura do sistema de direção hidráulica é mantida simples, porque é passiva, isto é, nenhuma bomba ou motor está envolvido no movimento das montagens de conversor hidromecânico, que são movidas como resultado das forças externas aplicadas pela via nas rodas.

[008] Preferencialmente, o sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas é tal que pelo menos na primeira posição da montagem de válvula de controle, uma movimentação de uma das rodas esquerda e direita do conjunto de rodas dianteiras em direção ao plano vertical transversal médio resulta em uma movimentação da outra das rodas esquerda e direita do conjunto de rodas dianteiras para longe do plano vertical transversal médio, e uma movimentação de uma das rodas esquerda e direita do conjunto de rodas traseiras na direção do plano vertical transversal médio resulta em uma movimentação da outra das rodas esquerda e direita do conjunto de rodas traseiras para longe do plano vertical transversal médio. De preferência, sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas é tal que, na primeira posição da montagem de válvula de controle, a movimentação de uma das rodas dianteiras na direção do plano vertical transversal médio tem a mesma magnitude da movimentação da outra roda dianteira para longe do plano vertical transversal médio e a movimentação de uma das rodas traseiras em direção ao plano vertical transversal médio tem a mesma magnitude que a movimentação da outra roda traseira para longe do plano vertical transversal médio.

[009] De acordo com uma modalidade preferida, sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas é tal que na segunda posição da montagem de válvula de controle, uma movimentação de uma das rodas esquerda e direita do conjunto de rodas dianteiras na direção do plano vertical transversal médio resulta em uma movimentação da outra das rodas esquerda e direita do conjunto de rodas dianteiras para longe do plano vertical transversal médio, e uma movimentação de uma das rodas esquerda e direita do conjunto de rodas traseiras na direção do plano vertical transversal médio resulta em uma movimentação da outra das rodas esquerda e direita do conjunto de rodas traseiras para longe do plano vertical transversal médio. O sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas é preferencialmente tal que na segunda posição da montagem de válvula de controle, a movimentação de uma das rodas dianteiras na direção do plano vertical transversal médio tem a mesma magnitude da movimentação da outra roda dianteira para longe do plano vertical médio e a movimentação de uma das rodas traseiras em direção ao plano vertical transversal médio tem a mesma magnitude que o movimento da outra roda traseira para longe do plano vertical transversal médio.

[010] Preferencialmente, o sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas é tal que na segunda posição da montagem de válvula de controle os movimentos da roda esquerda e direita do conjunto de rodas dianteiras, respectivamente, na direção do plano vertical transversal médio e para longe do mesmo resultam em movimentos respectivamente da roda esquerda e roda direita do conjunto de roda traseira, respectivamente na direção do e para longe do plano vertical transversal médio. Preferencialmente, o sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas é tal que na segunda posição da montagem de válvula de controle os movimentos respectivamente das rodas esquerda e direita do conjunto de rodas dianteiras, respectivamente na direção do plano vertical transversal médio e para longe do mesmo resultam em movimentos da mesma magnitude respectivamente das rodas esquerda e direita do conjunto de rodas dianteiras, respectivamente, na direção do plano vertical transversal médio e para longe do mesmo.

[011] De acordo com uma modalidade preferida, o sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas é tal que, na primeira posição da montagem de válvula de controle, as montagens de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo e direito estão conectadas uma à outra e as montagens de conversor hidromecânico traseiro esquerdo e direito são conectadas uma à outra.

[012] De acordo com uma modalidade, o sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas é tal que na segunda posição da montagem de válvula de controle, as montagens de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo e direito são desconectadas uma da outra e as montagens de conversor hidromecânico traseiro esquerdo e direito são desconectadas uma da outra, preferencialmente.

[013] De acordo com uma modalidade alternativa, o sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas é tal que na segunda posição da montagem de válvula de controle, as montagens de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo e direito são conectadas uma à outra e as montagens de conversor hidromecânico traseiro esquerdo e direito são conectadas uma à outra.

[014] Preferencialmente, o sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas é tal que na segunda posição da montagem de válvula de controle, as montagens de conversor hidromecânico esquerdo dianteiro e esquerdo traseiro estão conectadas uma à outra e as montagens de conversor hidromecânico dianteiro direito e traseiro direito estão conectadas uma à outra.

[015] De acordo com uma modalidade, o sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas é tal que na segunda posição da montagem de válvula de controle, as montagens de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo e traseiro direito estão conectadas uma à outra e as montagens de conversor hidromecânico dianteiro direito e traseiro esquerdo estão conectadas uma à outra.

[016] Cada montagem de conversor hidromecânico é capaz de converter uma energia mecânica resultante de uma movimentação da roda associada na direção do plano vertical transversal médio ou para longe do mesmo em energia hidráulica e converter a energia hidráulica de volta em energia mecânica para mover a roda associada na direção do plano vertical transversal médio ou para longe do mesmo. Cada montagem de conversor hidromecânico pode compreender um ou mais conversores hidromecânicos de dupla ação s, por exemplo, cilindros e/ou um ou mais conversores hidromecânicos de ação simples, por exemplo, cilindros. De acordo com uma modalidade preferida, cada montagem de conversor hidromecânico é constituída de um único cilindro hidráulico de dupla ação. De acordo com outra modalidade preferida, cada montagem de conversor hidromecânico é constituída de dois cilindros hidráulicos de ação simples, um para converter hidraulicamente os movimentos da roda associada na direção do plano vertical transversal médio e o outro para converter hidraulicamente movimentos da roda associada para longe do plano vertical transversal médio.

[017] De acordo com uma modalidade, a montagem de válvula de controle pode consistir em única válvula de controle de duas posições. No entanto, alternativas com mais de uma válvula também são possíveis. A montagem de válvula de controle pode ser acionada por qualquer meio de controle elétrico, mecânico, pneumático ou hidráulico conhecido, em função de um sinal que possa ser representativo, por exemplo, da velocidade do veículo, aceleração lateral, raio de curvatura da via, posição do equipamento guia em relação ao corpo do carro ou pode ser função de uma ou mais destas variáveis.

[018] De acordo com uma modalidade preferida, as rodas esquerda e direita do conjunto de rodas dianteiras são sustentadas em um eixo de roda dianteiro comum e as rodas esquerda e direita do conjunto de rodas traseiras são sustentadas em um eixo de roda traseiro comum. Os eixos das rodas podem ter um eixo de articulação vertical fixo materializado por uma articulação ou por um eixo de articulação vertical imaginário. Alternativamente, cada conjunto de rodas pode consistir em rodas individuais esquerda e direita sem um eixo comum, como revelado, por exemplo, em US 2010/0294163.

[019] De acordo com uma modalidade preferida, o equipamento guia é um trole com pelo menos dois conjuntos de rodas, e compreende uma estrutura de trole sustentada no par de conjuntos de rodas por meio de uma suspensão primária.

[020] De acordo com uma modalidade, pelo menos um dentre o eixo de roda dianteiro e o eixo de roda traseiro está articuladamente conectado à estrutura do equipamento guia por meio de uma articulação mecânica para articular o dito um dentre o eixo de roda dianteiro e o eixo de roda traseiro em torno de um eixo de rotação vertical fixo. Alternativamente, a estrutura do equipamento guia é articuladamente conectada à estrutura do equipamento guia sem uma articulação mecânica para articular o dito um dentre o eixo de roda dianteiro e eixo de roda traseiro em torno de um eixo de rotação vertical fixo.

[021] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um veículo ferroviário compreendendo uma pluralidade de trens de engrenagem em funcionamento como aqui descrito anteriormente.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[022] Outras vantagens e recursos da invenção se tornarão então mais claramente evidentes a partir da descrição a seguir de uma modalidade específica da invenção dada apenas como exemplos não restritivos e representada nos desenhos anexos, nos quais: - Figura 1 é uma ilustração diagramática de um equipamento guia de um veículo ferroviário de acordo com uma primeira modalidade da invenção, em um primeiro modo de operação; - Figura 2 é uma ilustração diagramática do equipamento guia de acordo com a primeira modalidade da invenção, em um segundo modo de operação; - Figura 3 é uma ilustração diagramática de um equipamento guia de um veículo ferroviário de acordo com uma segunda modalidade da invenção, em um primeiro modo de operação; - Figura 4 é uma ilustração diagramática do equipamento guia de acordo com a segunda modalidade da invenção, em um segundo modo de operação.

[023] Referências numéricas correspondentes referem-se às partes iguais ou correspondentes em cada uma das figuras.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES PREFERIDAS

[024] Com referência às Figuras 1 e 2, um equipamento guia 10, mais especificamente um trole, de um veículo ferroviário compreende uma estrutura de trole 12 sustentada em um par de conjuntos de rodas dianteiras e traseiras 14, 16 por meio de uma suspensão primária (não mostrada). O conjunto de rodas dianteiras 14 e o conjunto de rodas traseiras 16 estão localizados respectivamente em um lado dianteiro e em um lado traseiro de um plano vertical transversal médio 100 do equipamento guia 10. Cada um do conjunto de rodas dianteiras 14 e conjunto de rodas traseiras 16 compreende uma roda esquerda 18L, 20L e uma roda direita 18R, 20R, respectivamente em um lado esquerdo e um lado direito de um plano vertical longitudinal médio 200 do equipamento guia 10, e um eixo 22, 24 respectivamente em que as rodas esquerda e direita 18L, 18R, 20L, 20R respectivamente são montadas (ou que podem ser integrados nas rodas esquerda e direita). Cada eixo 22, 24 pode ser um eixo de acionamento ou um eixo morto.

[025] O trole 10 é dotado adicionalmente de um sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas 26 compreendendo: uma montagem de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo 28L consistindo em um único cilindro de dupla ação para converter a movimentação da roda esquerda 18L do conjunto de rodas dianteiras 14 na direção do plano vertical transversal médio 100 e para longe do mesmo em energia hidráulica e vice-versa, uma montagem de conversor hidromecânico dianteiro 28R consistindo em um único cilindro de dupla ação para converter o movimento da roda direita 18R do conjunto de rodas dianteiras 14 na direção do plano vertical transversal médio 100 e para longe do mesmo em energia hidráulica e vice versa, uma montagem de conversor hidromecânico traseiro esquerdo 30L consistindo em um único cilindro de dupla ação para converter a movimentação da roda esquerda 20L do conjunto de rodas traseiras 16 na direção do plano vertical transversal médio 100 e para longe do mesmo em energia hidráulica e vice-versa, e uma montagem de conversor hidromecânico traseiro direito 30R consistindo em um único cilindro de dupla ação para converter a movimentação da roda direita 20R do conjunto de rodas traseiras 16 na direção do plano vertical transversal médio 100 e na direção oposta ao mesmo em energia hidráulica e vice-versa.

[026] O sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas 26 compreende ainda a montagem de válvula de controle 32 que é representada como uma válvula de controle de duas posições de doze portas 32 conectada hidraulicamente aos cilindros hidráulicos dianteiro esquerdo, dianteiro direito, traseiro esquerdo e traseiro direito por meio de linhas hidráulicas. Mais especificamente, cada cilindro hidráulico compreende uma câmara dianteira e uma câmara traseira e cada câmara é conectada por uma linha direta a uma ou duas das portas da válvula de controle 32.

[027] A válvula de controle 32 pode ser movida entre uma primeira posição representada na Figura 1 e uma segunda posição representada na Figura 2.

[028] Na primeira posição da válvula de controle 32 na Figura 1, os cilindros hidráulicos dianteiros esquerdo e direito 28L, 28R são isolados dos cilindros hidráulicos traseiros esquerdo e direito 30L, 30R, e dois circuitos hidráulicos totalmente independentes são formados, a saber: um circuito dianteiro 34F entre os dois cilindros hidráulicos 28L, 28R do conjunto de rodas dianteiras 14 e um circuito traseiro 34R entre os dois cilindros hidráulicos do conjunto de rodas traseiras 16. Mais especificamente, as câmaras dianteiras (isto é, as câmaras mais próximas da parte dianteira do trole 10, na direção da esquerda na Figura 1) dos cilindros hidráulicos esquerdo e direito 28L, 28R do conjunto de rodas dianteiras 14 estão conectadas uma à outra, as câmaras traseiras (isto é, as câmaras mais próximas da traseira do trole 10, na direção da direita na Figura 1) dos cilindros hidráulicos esquerdo e direito 28L, 28R do conjunto de rodas dianteiras 14 estão conectadas uma à outra, as câmaras dianteiras dos cilindros hidráulicos esquerdo e direito 30L, 30R do conjunto de rodas traseiras 16 estão conectadas uma à outra e as câmaras traseiras dos cilindros hidráulicos esquerdo e direito 30L, 30R do conjunto de rodas traseiras 16 estão conectadas uma à outra. Por isso, um movimento de uma das rodas esquerda e direita 18L, 18R do conjunto de rodas dianteiras 14 para o plano vertical transversal médio 100 devido às forças de contato entre as rodas 18L, 18R e a via resulta em uma movimentação coordenada das outras rodas esquerda e direita 18L, 18R do conjunto de rodas dianteiras 14 para longe do plano vertical transversal médio 100 e movimento de uma das rodas esquerda e direita 20L, 20R do conjunto de rodas traseiras 16 em direção ao plano vertical transversal médio 100 resulta em uma movimentação da outra das rodas esquerda e direita 20L, 20R do conjunto de rodas traseiras 16 para longe do plano vertical transversal médio 100.

[029] Na segunda posição da válvula de controle 32 na Figura 2, os cilindros hidráulicos dianteiro esquerdo e traseiro esquerdo 28L, 30L são conectados um ao outro e desconectados dos cilindros hidráulicos dianteiros direito e traseiro direito 28R, 30R, que estão conectados um ao outro. Dois circuitos hidráulicos independentes são formados, a saber, um circuito esquerdo 36L para os cilindros hidráulicos 28L, 30L no lado esquerdo do plano vertical longitudinal médio 200 e um circuito direito 36R para os cilindros hidráulicos 28R, 30R no lado direito do plano vertical longitudinal médio 200. Mais especificamente, as câmaras dianteiras dos cilindros hidráulicos 28L, 30L do conjunto de rodas dianteiras 14 e do conjunto de rodas traseiras 16 no lado esquerdo do plano vertical longitudinal médio 200 são conectadas uma à outra, assim como as câmaras traseiras dos cilindros hidráulicos 28L, 30L do conjunto de rodas dianteiras 14 e do conjunto de rodas traseiras 16 no lado esquerdo do plano vertical longitudinal médio 200. O mesmo se aplica ao lado direito. Com estas conexões, o movimento de direção do conjunto de rodas dianteiras 14 é coordenado com o movimento de direção do conjunto de rodas traseiras 16. Assim, uma movimentação da roda 18L do conjunto de rodas dianteiras 14 na direção (e respectivamente para longe) do plano vertical transversal médio 100 devido às forças de contato entre as rodas 18L, 18R e a via resulta em um movimento coordenado da roda esquerda 20L do conjunto de rodas traseiras 16 na direção (e respectivamente para longe) do plano vertical transversal médio 100, e uma movimentação da roda direita 18R do conjunto de rodas dianteiras 14 na direção (e respectivamente para longe) do plano vertical transversal médio 100 resulta em uma movimentação da roda direita 20R do conjunto de rodas traseiras 16 na direção (e respectivamente para longe) do plano vertical transversal médio 100.

[030] A válvula de controle 32 é uma válvula operada eletricamente, conectada a uma unidade de controle 38, que pode receber sinais de vários sensores 40, por exemplo, uma unidade GPS, um acelerômetro lateral, um sensor de velocidade de veículo, para comutar a válvula de controle 32 entre um modo de operação "reto" correspondente à posição da válvula de controle 32 na Figura 1 e um modo de operação "curva fechada" correspondente à posição da válvula de controle 32 na Figura 2.

[031] O sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas 26 opera da maneira a seguir. No modo de operação "reto" da Figura 1, os conjuntos de rodas dianteiras e traseiras 14, 16 são independentes um do outro. O circuito hidráulico dianteiro 34F permite o movimento coordenado das rodas esquerda e direita 18L, 18R do conjunto de rodas dianteiras 14 em torno de um eixo geométrico de articulação vertical imaginário dianteiro localizado no plano vertical longitudinal médio 200. De modo similar, o circuito hidráulico traseiro 34R permite o movimento coordenado de rodas esquerda e direita 20L, 20R do conjunto de rodas traseiras 16 em torno de um eixo de articulação vertical imaginário traseiro localizado no plano vertical longitudinal médio 200 e separadas do eixo de articulação vertical imaginário dianteiro. Porque a movimentação de rotação do conjunto de rodas dianteiras 14 em torno do eixo de articulação vertical imaginário dianteiro é independente da rotação do conjunto de rodas traseiras 16 em torno do eixo de articulação vertical imaginário traseiro, cada conjunto de rodas pode encontrar a sua própria posição ótima (ligeiramente radial) em uma curva aberta.

[032] No modo de operação "curva fechada", o circuito esquerdo 36L habilita a movimentação coordenada das rodas esquerdas 18L, 20L dos conjuntos de rodas dianteiro e traseiro 14, 16 de tal modo que uma movimentação da roda dianteira 18L na direção (e respectiv. para longe) do plano vertical transversal médio 100 resulta em uma movimentação coordenada da mesma amplitude da roda traseira 20L na direção (e respectiv. para longe) do plano vertical transversal médio 100. De modo similar, o circuito direito 36R habilita o movimento coordenado das rodas direitas 18R 20R dos conjuntos de rodas dianteiras e traseiras 14, 16 de tal modo que uma movimentação da roda dianteira 18R na direção (e respectiv. para longe) do plano vertical transversal médio 100 resulta em uma movimentação coordenada da mesma amplitude da roda traseira 20R na direção (e respectiv. para longe) do plano vertical transversal médio 100. No entanto, os circuitos esquerdo e direito 36L, 36F permanecem independentes, o que significa que a movimentação instantânea de cada conjunto de rodas 14, 16 pode ser uma combinação de uma rotação em torno de um eixo geométrico de articulação vertical instantâneo imaginário (que não está necessariamente localizado no plano vertical longitudinal médio 200) e uma translação na direção longitudinal na direção do plano vertical transversal médio 100 ou para longe do mesmo. Enquanto o número de graus de liberdade é o mesmo nos dois modos, o modo de operação "curva fechada" fornece uma coordenação entre os conjuntos de rodas dianteiras e traseiras 14, 16 que asseguram que uma rotação do conjunto de rodas dianteiras 14 em uma direção em torno de um eixo geométrico vertical, causada pela reação das rodas rolando na via irá resultar em uma rotação do conjunto de rodas traseiras 16 em uma direção oposta, o que é benéfico em curvas fechadas.

[033] Comutar a válvula de um modo operacional para o outro não compromete o desempenho de direção. Em uma transição de uma via reta ou curva aberta para uma curva fechada, o sistema de direção está inicialmente no modo de operação "reto" e o conjunto de rodas está livre para rodar em uma posição ligeiramente acima da radial antes da válvula de controle 32 ser comutada para o modo de operação "curva fechada". Uma vez que a válvula de controle 32 tenha sido comutada para o modo de operação "curva fechada", as rotações subsequentes dos conjuntos de rodas dianteiras e traseiras são coordenadas. Em uma transição de uma curva fechada de volta para uma via reta, os conjuntos de duas rodas 14, 16 retornam para uma posição reta antes do sistema de direção ser comutado do modo de operação "curva fechada" de volta para o modo de operação "reto".

[034] O equipamento guia 10 ilustrado nas Figuras 3 e 4 é semelhante ao equipamento guia das Figuras 1 e 2 e é feita referência à descrição da estrutura do equipamento guia das Figuras 1 e 2 para evitar duplicação. A única diferença entre ambas as montagens reside na montagem de válvula de controle 32 e nas linhas hidráulicas ligando os cilindros hidráulicos dianteiro esquerdo, dianteiro direito, traseiro esquerdo e traseiro direito 28L, 28R, 30L, 30R. A montagem de válvula de controle 32 consiste em uma única válvula de controle de duas posições ou três posições de quatro portas, que é conectada às câmaras traseiras dos dois cilindros hidráulicos 28L, 28R do conjunto de rodas dianteiras 14 e às câmaras dianteiras dos dois cilindros hidráulicos 30L, 30R do conjunto de rodas traseiras 16. As câmaras dianteiras dos cilindros hidráulicos esquerdo e direito 28L, 28R do conjunto de rodas dianteiras 14 estão permanentemente conectadas uma à outra. De modo similar, as câmaras traseiras dos cilindros hidráulicos esquerdo e direito 30L, 30R do conjunto de rodas traseiras 16 estão permanentemente conectadas uma à outra.

[035] A válvula de controle 32 pode ser movida entre uma primeira posição representada na Figura 3 e uma segunda posição representada na Figura 4.

[036] Na primeira posição da válvula de controle 32 na Figura 3, os cilindros hidráulicos dianteiros esquerdo e direito 28L, 28R são isolados dos cilindros hidráulicos traseiros esquerdo e direito 30L, 30R, e dois circuitos hidráulicos totalmente independentes são formados, os quais são funcionalmente idênticos à Figura 1 de circuitos, a saber, um circuito dianteiro 34F entre os dois cilindros hidráulicos 28L, 28R do conjunto de rodas dianteiras 14 e um circuito traseiro 34R entre os dois cilindros hidráulicos do conjunto de rodas traseiras 16.

[037] Na segunda posição da válvula de controle na Figura 4, um circuito hidráulico cruzado 42 é formado. A câmara traseira do cilindro hidráulico esquerdo 28L do conjunto de rodas dianteiras 14 está conectada à câmara dianteira do cilindro hidráulico direito 30R do conjunto de rodas traseiras 16, enquanto a câmara traseira do cilindro hidráulico direito 28R do conjunto de rodas dianteiras 14 está conectado à câmara dianteira do cilindro hidráulico esquerdo 30L do conjunto de rodas traseiras 16. Como as câmaras dianteiras dos cilindros hidráulicos esquerdo e direito 28L, 28R do conjunto de rodas dianteiras 14 ainda estão conectadas uma à outra e as câmaras traseiras dos cilindros hidráulicos esquerdo e direito 30L, 30R do conjunto de rodas traseiras 16 estão conectadas uma à outra, o sistema hidráulico tem apenas um grau de liberdade, isto é, os conjuntos de rodas dianteiras e traseiras 14, 16 só podem rodar em torno do respectivo eixo de articulação vertical imaginário dos mesmos em direções opostas.

[038] A válvula de controle 32 pode ser operada entre um modo de operação "reto", que corresponde à posição da válvula de controle 32 na Figura 3 e é idêntico ao modo de operação "direto" discutido em conexão com a Figura 1, e modo de operação "curva fechada", que corresponde à posição da válvula de controle 32 na Figura 4.

[039] No modo de operação "curva fechada", a conexão direta entre as câmaras dianteiras dos cilindros hidráulicos esquerdo e direito 28L, 28R do conjunto de rodas dianteiras 14 assegura que uma movimentação da roda esquerda 18L do conjunto de rodas dianteiras 14 na direção (e respectivamente para longe) do plano vertical transversal médio 100 irá resultar em uma movimentação da mesma amplitude da roda direita 18R do conjunto de rodas dianteiras 14 para longe do (e respectivamente na direção do) plano vertical transversal médio 100. Consequentemente, a movimentação do conjunto de rodas dianteiras 14 é necessariamente uma movimentação de rotação em torno de um eixo geométrico de articulação vertical imaginário dianteiro localizado no plano vertical longitudinal médio 200. De modo similar, a movimentação do conjunto de rodas traseiras 16 é necessariamente uma movimentação de rotação em torno de um eixo de articulação vertical imaginário traseiro localizado no plano vertical longitudinal médio 200. As movimentações dos conjuntos das rodas dianteiras e traseiras 14, 16 são coordenadas e opostas, isto é, uma rotação do conjunto de rodas dianteiras 14 em uma direção irá resultar rotação do conjunto de rodas traseiras 16 na direção oposta.

[040] Embora os exemplos acima ilustrem formas de realização preferidas da presente invenção, é notado que várias outras disposições também podem ser consideradas.

[041] Como uma variante da primeira modalidade, um dos conjuntos de rodas pode ser mecanicamente conectado à estrutura de trole por meio de uma conexão de articulação mecânica, que define um eixo de articulação vertical fixo. Este eixo de articulação fixo não modifica o comportamento do sistema de direção no modo de operação "direto", mas impede as movimentações de translação dos conjuntos de rodas no modo de operação "curva fechada". Não é necessário fornecer uma conexão de articulação mecânica para cada conjunto de rodas, uma vez que a movimentação dos conjuntos de rodas dianteiras e traseiras 14, 16 no modo de operação "curva fechada" é coordenada hidraulicamente.

[042] A válvula de controle 32 pode ser operada mecanicamente ou hidraulicamente, por exemplo, através de uma massa de inércia permitida a se mover transversalmente em relação à estrutura de trole 12.

[043] Cada montagem de conversor hidromecânico 28L, 28R, 30L, 30R pode consistir em dois cilindros de ação simples com ou sem mola de retorno. Podem também consistir em conversores de pistão conforme descrito, por exemplo, no documento WO 2007/090825.

[044] A montagem de válvula de controle 32 pode consistir em diversas válvulas. O sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas 26 pode incluir meio de amortecimento hidráulico, por exemplo, restrições, para estabilizar o movimento de guinada dos conjuntos de rodas.

[045] O sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas 26 é um sistema passivo na medida em que não envolve uma bomba para direcionar os conjuntos de rodas 14, 16. Isso não significa, no entanto, que o sistema hidráulico tem de ser isolado hidraulicamente. Uma conexão a uma bomba e um tanque pode ser exigida para compensar vazamentos nos circuitos hidráulicos.

[046] O equipamento guia não é necessariamente um trole. A montagem de conversor hidromecânico 28L, 28R, 30L, 30R pode, por exemplo, ser diretamente fixo a um chassi de um vagão ferroviário, sem estrutura de trole intermediária.

[047] Embora o sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas 26 tenha sido aplicado a um trole de dois eixos, outros tipos de equipamento guia podem igualmente se beneficiar do mesmo, em particular do trole de três eixos com um eixo não dirigível médio adicional.

Claims (14)

1. Equipamento guia (10) para um veículo ferroviário, compreendendo: - pelo menos um par de conjuntos de rodas (14, 16) compreendendo um conjunto de rodas dianteiras (14) e um conjunto de rodas traseiras (16) respectivamente em um lado dianteiro e um lado traseiro de um plano vertical transversal médio (100) do equipamento guia (10), cada um dentre o conjunto de rodas dianteiras (14) e o conjunto de rodas traseiras (16) tendo uma roda esquerda (18L, 20L) e uma roda direita (18R, 20R), respectivamente em um lado esquerdo e um lado direito de um plano vertical longitudinal médio (200) do equipamento guia (10), e - um sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas (26) compreendendo: uma montagem de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo (28L) para converter a movimentação da roda esquerda (18L) do conjunto de rodas dianteiras (14) na direção e para longe do plano vertical transversal médio (100) em energia hidráulica e vice-versa, uma montagem de conversor hidromecânico dianteiro direito (28R) para converter a movimentação da roda direita (18R) do conjunto de rodas dianteiras (14) na direção e para longe do plano vertical transversal médio (100) em energia hidráulica e vice-versa, uma montagem de conversor hidromecânico traseiro esquerdo (30L) para converter a movimentação da roda esquerda (20L) do conjunto de rodas traseiras (16) na direção e para longe do plano vertical transversal médio (100) em energia hidráulica e vice-versa, uma montagem de conversor hidromecânico traseiro direito (30R) para converter a movimentação da roda direita (20R) do conjunto de rodas traseiras (16) na direção e para longe do plano vertical transversal médio (100) em energia hidráulica e vice-versa, em que o sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas (26) compreende ainda uma montagem de válvula de controle (32) conectada hidraulicamente às montagens de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo, dianteiro direito, traseiro esquerdo e traseiro direito, a montagem de válvula de controle (32) sendo movível entre pelo menos uma primeira posição e uma segunda posição, em o sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas (26) é tal que na segunda posição da montagem de válvula de controle (32), cada uma das montagens de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo e direito está conectada a pelo menos uma respectiva das montagens de conversor hidromecânico traseiro esquerdo e direito, caracterizado pelo fato de que o sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas (26) é tal que na primeira posição da montagem de válvula de controle (32) as montagens de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo e direito são desconectadas das montagens de conversor hidromecânico traseiro esquerdo e direito, movimentos das rodas esquerda e direita do conjunto de rodas dianteiras na direção ou para longe do plano vertical transversal médio são permitidos e movimentos das rodas esquerda e direita do conjunto de rodas traseiras na direção ou para longe do plano vertical transversal médio que são independentes dos movimentos das rodas esquerda e direita do conjunto de rodas dianteiras são permitidos.

2. Equipamento guia (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas (26) é tal que pelo menos na primeira posição da montagem de válvula de controle (32), uma movimentação de uma das rodas esquerda e direita (18L, 18R) do conjunto de rodas dianteiras (14) na direção do plano vertical transversal médio (100) resulta em uma movimentação da outra das rodas esquerda e direita (18L, 18R) do conjunto de rodas dianteiras (14) para longe do plano vertical transversal médio (100), e uma movimentação de uma das rodas esquerda e direita (20L, 20R) do conjunto de rodas traseiras (16) na direção do plano vertical transversal médio (100) resulta em uma movimentação da outra das rodas esquerda e direita (20L, 20R) do conjunto de rodas traseiras (16) para longe do plano vertical transversal médio (100).

3. Equipamento guia (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o sistema passivo de direção hidráulica do conjunto de rodas (26) é tal que na segunda posição da montagem de válvula de controle (32), uma movimentação de uma das rodas esquerda e direita (18L, 18R) do conjunto de rodas dianteiras (14) na direção do plano vertical transversal médio (100) resulta em uma movimentação da outra das rodas esquerda e direita (18L, 18R) do conjunto de rodas dianteiras (14) para longe do plano vertical transversal médio (100), e uma movimentação de uma das rodas esquerda e direita (20L, 20R) do conjunto de rodas traseiras (16) na direção do plano vertical transversal médio (100) resulta em uma movimentação da outra das rodas esquerda e direita (20L, 20R) do conjunto de rodas traseiras (16) para longe do plano vertical transversal médio (100).

4. Equipamento guia (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas (26) é tal que na segunda posição da montagem de válvula de controle (32) movimentos respectivamente da roda esquerda e direita do conjunto de rodas dianteiras (14) respectivamente na direção e para longe do plano vertical transversal médio (100) resultam respectivamente em movimentos da roda esquerda e direita do conjunto de rodas traseiras (16) respectivamente na direção e para longe do plano vertical transversal médio (100).

5. Equipamento guia (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas (26) é tal que, na primeira posição da montagem de válvula de controle (32), as montagens de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo e direito são conectadas uma à outra e as montagens de conversor hidromecânico traseiro esquerdo e direito são conectadas uma à outra.

6. Equipamento guia (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas (26) é tal que na segunda posição da montagem de válvula de controle (32), as montagens de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo e direito são desconectadas uma da outra e as montagens de conversor hidromecânico traseiro esquerdo e direito são desconectadas uma da outra.

7. Equipamento guia (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas (26) é tal que na segunda posição da montagem de válvula de controle (32), as montagens de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo e direito são conectadas uma à outra e as montagens de conversor hidromecânico traseiro esquerdo e direito são conectadas uma à outra.

8. Equipamento guia (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas (26) é tal que na segunda posição da montagem de válvula de controle (32), as montagens de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo e traseiro esquerdo estão conectadas uma à outra e as montagens de conversor hidromecânico frontal direito e traseiro direito estão conectadas uma à outra.

9. Equipamento guia (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o sistema passivo de direção hidráulica de conjunto de rodas (26) é tal que na segunda posição da montagem de válvula de controle (32), as montagens de conversor hidromecânico dianteiro esquerdo e traseiro direito estão conectadas uma à outra e as montagens de conversor hidromecânico dianteiro direito e traseiro esquerdo estão conectados uma à outra.

10. Equipamento guia (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que as rodas esquerda e direita (18L, 18R) do conjunto de rodas dianteiras (14) são suportadas em um eixo de roda dianteiro comum (22) e as rodas esquerda e direita (20L, 20R) do conjunto de rodas traseiras (16) são suportadas em um eixo de roda traseiro comum (24).

11. Equipamento guia (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma armação de trole (12) suportada no par de conjuntos de rodas (14, 16) por meio de uma suspensão primária.

12. Equipamento guia (10), de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o eixo de roda dianteiro (22) e o eixo de roda traseiro (24) está conectado articuladamente à armação (12) do equipamento guia (10) por meio de uma articulação mecânica para articular o dito um dentre o eixo de roda dianteiro (22) e o eixo de roda traseiro (24) em torno de um eixo de rotação vertical fixo.

13. Equipamento guia (10), de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que o eixo de roda dianteiro (22) e o eixo de roda traseiro (24) são articuladamente conectados à armação (12) do equipamento guia (10) sem uma articulação mecânica para articular o dito um dentre o eixo de roda dianteiro (22) e o eixo de roda traseiro (24) em torno de um eixo de rotação vertical fixo.

14. Veículo ferroviário, caracterizado pelo fato de que compreende uma pluralidade de equipamentos guia (10) definidos em qualquer uma das reivindicações 1 a 13.

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