ES2232525T3 - Bastidor giratorio de vehiculo ferroviario con dispositivo de direccion activo. - Google Patents
Bastidor giratorio de vehiculo ferroviario con dispositivo de direccion activo.Info
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Abstract
Bastidor giratorio de vehículo ferroviario con un chasis de bastidor giratorio (20) y dos o más parejas de ruedas, estando alineadas las ruedas (42, 44, 46, 48) de las parejas de ruedas en cada caso coaxiales entre sí, con un dispositivo de ajuste (AS) para el giro del chasis del bastidor giratorio (20) con relación a un chasis de vehículo (14), con detectores (W) y con un dispositivo de control (SG) para la activación del dispositivo de ajuste (AS) en función de las señales de los detectores (W), caracterizado porque las ruedas de al menos dos parejas de ruedas están configuradas como ruedas individuales (42, 44, 46, 48) guiadas elásticamente en dirección axial y presentan en cada caso un detector (W), que detecta una fuerza axial, que actúa sobre la rueda individual asociada y/o un desplazamiento axial de la rueda individual con respecto al chasis del bastidor giratorio (20).
Description
Bastidor giratorio de vehículo ferroviario con
dispositivo de dirección activo.
La invención se refiere a un bastidor giratorio
de vehículo ferroviario según el preámbulo de la reivindicación 1 de
la patente o según el preámbulo de la reivindicación 2 de la
patente. La invención se refiere también a un vehículo ferroviario
con un bastidor giratorio de este tipo. La invención se refiere,
además, a un procedimiento para el control del ángulo de deflexión
giratoria de un bastidor giratorio de vehículo ferroviario según la
reivindicación 8 de la patente o según la reivindicación 9 de la
patente.
En los bastidores giratorios de vehículos
ferroviarios se producen diferentes fuerzas de guía transversales
durante la circulación en arcos de la vía según el radio del arco
en las ruedas individuales o juegos de ruedas. En el caso de arcos
de la vía estrechos de 300 m de radio, las fuerzas de guía
transversal predominan la mayoría de las veces en la pareja de
ruedas adelantadas, en los otros arcos las fuerzas de guía
transversales elevadas aparecen habitualmente en las parejas de
ruedas que siguen detrás de un bastidor giratorio. La suma de las
fuerzas de guía transversales en un bastidor giratorio es
proporcional a la aceleración transversal no compensada, con la que
se recorre el arco de la vía. En virtud de los valores límite
existentes para las fuerzas de desplazamiento de la vía en dirección
transversal, que puede ejercer como máximo una pareja de rueda, se
limita la aceleración transversal no compensada máxima admisible
del vehículo ferroviario porque en una de las parejas de ruedas del
bastidor giratorio la fuerza de guía transversal alcanza el valor
límite admisible.
Para la mejora del comportamiento de la marcha de
los vehículos ferroviarios en la marcha en arcos, existen una
pluralidad de propuestas de construcción. Así, por ejemplo, el
documento DE 41 09 356 describe una guía de la vía de las ruedas
motrices de un vehículo ferroviario, en la que las ruedas motrices
están configuradas como ruedas que pueden ser dirigidas
individualmente y la desviación de la dirección de cada rueda
individual se regula de forma independiente de las otras ruedas,
siendo suministrada la información de control para la rueda motriz
por la propia rueda motriz.
El documento EP 0 600 172 A1 describe un bastidor
giratorio con juegos de ruedas dirigibles, en el que el ángulo de
deflexión giratoria de los juegos de ruedas es ajustado en función
de un giro del chasis del bastidor giratorio con respecto al chasis
del vehículo.
El documento EP 0 575 696 A1 describe un bastidor
giratorio con cuatro juegos de ruedas, en el que el juego de ruedas
central está apoyado en cada lado frente al chasis del bastidor
giratorio por medio de elementos de ajuste en dirección transversal.
Este elementos de ajuste posibilitan el ajuste del juego de ruedas
central durante la marcha en curvas en función del ángulo de
deflexión giratoria del chasis del bastidor giratorio. El ángulo de
deflexión giratoria se determina en este caso a través de elementos
de medición.
El documento EP 0 590 234 A1, que sirve de base
para el preámbulo de la reivindicación 1 de la patente, describe un
bastidor giratorio, en el que los números de revoluciones de las
ruedas individuales son determinados por separado y en función de
ellos se ajusta la posición de giro del chasis del bastidor
giratorio con relación al bastidor del vehículo.
Aunque estas técnicas convencionales permiten
posiblemente una mejora del comportamiento de la marcha en la
circulación en arcos, no se soluciona de esta manera el problema
planteado anteriormente de las fuerzas de guía transversales.
Por lo tanto, la invención tiene el cometido de
desarrollar un bastidor giratorio de vehículo ferroviario del tipo
mencionado al principio de tal forma que se puede conseguir una
aceleración transversal elevada no compensada para el bastidor
giratorio. Además, debe indicarse un procedimiento para el control
del ángulo de deflexión giratoria de un bastidor giratorio de
vehículo ferroviario.
El cometido de indicar un bastidor giratorio de
vehículo ferroviario se soluciona por medio de las combinaciones de
características de las reivindicaciones de patente 1 ó 2. Una
configuración ventajosa se puede deducir a partir de la
reivindicación 3 de la patente. Las reivindicaciones 4 a 7 de la
patente mencionan vehículos ferroviarios, que están equipados con
un bastidor giratorio de vehículo ferroviario de este tipo.
El cometido de indicar un procedimiento para el
control del ángulo de deflexión giratoria de un bastidor giratorio
de vehículo ferroviario de este tipo se soluciona por medio de las
combinaciones de características de las reivindicaciones 8 ó 9 de la
patente. Las configuraciones ventajosas de estos procedimientos se
pueden deducir a partir de las reivindicaciones de patente 10 a
12.
La invención parte del reconocimiento de que, en
efecto, la aceleración transversal no compensada máxima admisible
se limita porque se alcanza el valor límite en uno de los juegos de
ruedas (o ruedas), pero en los otros juegos de ruedas (o ruedas)
existe posiblemente todavía una distancia suficiente con respecto al
valor límite. Por medio de las medidas según la invención se pueden
homogeneizar las fuerzas de guía transversales, de manera que con
el mismo valor límite son posibles, en general, aceleraciones
transversales elevadas para el bastidor giratorio.
Según la invención, se calculan las fuerzas que
actúan sobre las ruedas o juegos de ruedas del bastidor giratorio,
y se gira el bastidor giratorio con relación al chasis del vehículo
de tal forma que se homogeneizan o se promedian las fuerzas; el
juego de ruedas cargado más fuertemente es descargado a costa de
los juegos de ruedas restantes y se alcanza más tarde el valor
límite.
En una forma de realización especialmente
preferida, las ruedas individuales o los juegos de ruedas que
sirven para la medición son provistos con un registrador del
recorrido y en lugar de la fuerza se calcula una desviación axial
de los juegos de ruedas con respecto al chasis del bastidor
giratorio y se utiliza para el control del ángulo de deflexión
giratoria del bastidor giratorio.
Según la invención, se puede emplear un elemento
de ajuste para la rotación del bastidor giratorio, empleando, sin
embargo, de una manera más ventajosa dos elementos de ajuste en la
zona de los extremos del bastidor giratorio. El bastidor giratorio
puede estar fijado por medio de un pivote giratorio sencillo en el
chasis del vehículo o a través de un pivote giratorio con juego
transversal (en la dirección axial de las ruedas), de manera que
adicionalmente a la rotación, se posibilita un desplazamiento del
bastidor giratorio con respecto al chasis del vehículo. También es
posible una articulación de lemniscatas entre el chasis del
vehículo y el chasis del bastidor giratorio. El bastidor giratorio
puede estar guiado también con una o dos varillas de
tracción/presión en la dirección longitudinal.
El bastidor giratorio según la invención puede
estar equipado con juegos de ruedas o con ruedas individuales.
En el caso de juegos de ruedas, cada juego de
ruedas que sirve para la medición está provisto con un sensor
propio y el o los elementos de ajuste son controlados de tal forma
que se homogeneizan las señales de los sensores. En el caso de
ruedas individuales, cada rueda individual que sirve para la
medición está provista con un sensor, y las señales de los sensores
de las ruedas individuales de una pareja de ruedas se suman, con lo
que se obtiene una señal de los sensores equivalente en la señal de
los sensores del juego de ruedas.
Las formas de realización de la invención se
explican con la ayuda de los dibujos adjuntos. En este caso:
La figura 1 muestra de forma esquemática una
vista en planta superior sobre un bastidor giratorio con juegos de
ruedas.
La figura 2 muestra una representación
correspondiente para un bastidor giratorio con ruedas individuales
y
La figura 3 muestra una representación que
corresponde a la figura 1, en la que los elementos de ajuste
activos están dispuestos en la dirección longitudinal.
El bastidor giratorio representado en la figura 1
comprende un chasis de bastidor giratorio 20, en el que están
montados dos juegos de ruedas 21, 23. Los juegos de ruedas están
constituidos por ruedas 26, 28 y 30, 32, respectivamente, que están
unidas entre sí por medio de árboles 22 y 24, respectivamente. Las
ruedas 26, 30 y 28, 32 circulan sobre carriles 10, 12.
Los juegos de ruedas 21, 23 están guiados de
forma elástica en la dirección longitudinal en el chasis del
bastidor giratorio 20, como se indica por medio de elementos de
resorte 34, 36, 38, 40. Por medio de esta guía axial elástica se
pueden desplazar los juegos de ruedas en dirección axial durante la
circulación por un arco de la vía, y este desplazamiento es
calculado en cada caso por medio de un registrador del recorrido W,
que está asociado al árbol de cada juego de ruedas. Las señales
correspondientes del registrador del recorrido son transmitidas a
un aparato de control SG y son evaluadas allí.
Por lo demás, en la figura 1 se representa de
forma esquemática un chasis de vehículo 14, y entre el chasis del
vehículo 14 y el chasis del bastidor giratorio 20 están dispuestos
dos elementos de ajuste activos AS. Estos elementos de ajuste son
activados por el aparato de control SG y hacen girar en caso
necesario el bastidor giratorio con respecto al chasis del vehículo
14. Se representan de forma esquemática dos elementos de
recuperación pasivos 16, 18, que no impiden en una medida esencial
el giro a través de los elementos de ajuste activos AS y pueden
reponer el bastidor giratorio en caso de fallo de los elementos de
ajuste AS a su posición de salida.
En el funcionamiento, se miden de forma
permanente los recorridos de los muelles transversales entre los
juegos de ruedas 21, 23 y el chasis del bastidor giratorio 20, que
son aproximadamente proporcionales a las fuerzas de guía
transversales (registrador del recorrido W) y son alimentadas al
aparato de control SG, que provoca, por su parte, un desplazamiento
o acortamiento de la misma magnitud en los dos elementos de ajuste
activos AS entre el chasis del bastidor giratorio y el chasis de la
caja del vehículo hasta que se ha conseguido la homogeneización de
los recorridos de los muelles transversales y, por lo tanto, de las
fuerzas de guía transversales.
La actuación de esta disposición es, en
principio, independiente del radio del arco, es decir, que se
ajusta de forma automática tanto en el caso de arcos estrechos como
también de arcos anchos de la vía. Con una evaluación y un
procesamiento posterior adecuados de las señales de medición del
recorrido es posible tener en cuenta tanto las porciones, por así
decirlo, estáticas como también las porciones dinámicas, de tal
forma que se consigue la homogeneización también con respecto a la
suma de las porciones, por así decirlo, estáticas y dinámicas de
las fuerzas de guía transversal, es decir, con respecto a sus
valores máximos medios durante un cierto periodo de tiempo.
Para la medición de los recorridos de los muelles
transversales se pueden utilizar registradores habituales del
movimiento. El aparato de control SG está constituido igualmente
por componentes análogos o también por componentes digitales de
venta en el comercio. Como elementos de ajuste activos se contemplan
con preferencia actuadores neumáticos, pero también actuadores de
acción hidráulica o eléctrica. La característica de los actuadores
con respecto a su rigidez longitudinal se puede dimensionar de tal
forma que se eleva sólo en una medida no esencial la rigidez
transversal habitual entre el chasis del bastidor giratorio y el
chasis de la caja del vehículo. Por medio del dimensionado adecuado
de las elasticidades se puede conseguir que en el caso de fallo de
las fuerzas de dirección de los actuadores se mantengan las
propiedades de elasticidad habituales de un bastidor giratorio no
dirigido.
La disposición esquemática del dispositivo de
dirección se representa en la figura 1 para un bastidor giratorio
de dos ejes con juegos de ruedas convencionales. La disposición se
puede emplear también en bastidores giratorios de tres o más ejes,
no siendo incluido al mismo tiempo en el control el recorrido
transversal del juego de ruedas central en virtud del juego
transversal que está presente habitualmente.
Una variación consiste en disponer y activar los
elementos de ajuste AS lateralmente en la dirección longitudinal
entre el chasis del bastidor giratorio y el chasis de la caja del
vehículo de tal forma que solamente se produzcan fuerzas de
dirección dirigidas en sentido opuesto. Una variante de este tipo se
representa en la figura 3.
El empleo del bastidor giratorio descrito es
ventajoso tanto en un vehículo con un bastidor giratorio (por
ejemplo cabeza motriz para TALGO-Pendular) como
también en dos o más bastidores giratorios dentro de una unidad de
vehículos (por ejemplo, locomotoras, automotores). En el caso de la
disposición con dos o más bastidores giratorios, es concebible
tener en cuenta al mismo tiempo los recorridos transversales en
todos los juegos de ruedas, de tal manera que las fuerzas de guía
transversal se mantienen, en efecto, diferentes de un bastidor
giratorio a otro, pero, en general, son reducidas al mínimo, vistas
sobre la unidad de vehículos. A tal fin, el aparato de control SG
registra al mismo tiempo los recorridos transversales de todos los
juegos de ruedas y controla los actuadores de los bastidores
giratorios individuales por parejas de la misma manera en el sentido
de los movimientos de la dirección deseados.
El dispositivo de dirección descrito se puede
aplicar también a bastidores giratorios, que están equipados con
ruedas sueltas, es decir, en aquéllos en los que no existe una
conexión a través de un árbol común del juego de ruedas y, por lo
tanto, no está presente una suspensión transversal común. Una
disposición de este tipo se muestra en la figura 2. Esta figura
corresponde a la representación de la figura 1, estando substituidos
los juegos de ruedas 21, 23 por ruedas individuales 42, 44, 46 y
48. En este caso, se miden individualmente los recorridos
transversales en la rueda izquierda y en la rueda derecha,
respectivamente, y se combinan en el aparato de control para formar
una suma. Esta suma es equivalente al recorrido transversal de un
juego de ruedas según la figura 1 y, por lo tanto, se puede
utilizar de la misma manera para la dirección del bastidor
giratorio.
Como una alternativa a los detectores del
recorrido y al aparato de control con modo de trabajo
eléctrico/electrónico, también se puede emplear una combinación,
que trabaja con fluido, que está constituida por ambos en conexión
con actuadores neumáticos, en la que los recorridos transversales
en las ruedas o juegos de ruedas son convertidos en señales de
control de fluido para la activación de los actuadores. Una forma de
realización de este tipo tiene la ventaja de no requerir ninguna
alimentación de energía eléc-
trica.
trica.
El chasis del bastidor giratorio 20 puede estar
articulado de la manera habitual en la caja del vehículo o en el
chasis del vehículo 14, por ejemplo a través de un pivote (no se
representa). Para conseguir un grado de libertad adicional para el
ajuste de la posición giratoria del bastidor giratorio 20 con
respecto al chasis del vehículo 14, la articulación puede estar
configurada también a través de un pivote con juego transversal (es
decir, transversalmente al eje longitudinal del vehículo); también
es concebible la instalación del bastidor giratorio en el chasis
del vehículo 14 a través de una articulación de lemniscatas. Por lo
demás, el bastidor giratorio puede estar guiado también en
dirección longitudinal con una o dos varillas de
tracción/presión.
En la forma más sencilla del control, las señales
de salida de los dos detectores del recorrido (figura 1) son
sometidos a una comparación, y los elementos de ajuste activos AS
son activados de tal forma que el resultado de la comparación es
cero o un mínimo.
Claims (11)
1. Bastidor giratorio de vehículo ferroviario con
un chasis de bastidor giratorio (20) y dos o más parejas de ruedas,
estando alineadas las ruedas (42, 44, 46, 48) de las parejas de
ruedas en cada caso coaxiales entre sí, con un dispositivo de ajuste
(AS) para el giro del chasis del bastidor giratorio (20) con
relación a un chasis de vehículo (14), con detectores (W) y con un
dispositivo de control (SG) para la activación del dispositivo de
ajuste (AS) en función de las señales de los detectores (W),
caracterizado porque las ruedas de al menos dos parejas de
ruedas están configuradas como ruedas individuales (42, 44, 46, 48)
guiadas elásticamente en dirección axial y presentan en cada caso un
detector (W), que detecta una fuerza axial, que actúa sobre la
rueda individual asociada y/o un desplazamiento axial de la rueda
individual con respecto al chasis del bastidor giratorio (20).
2. Bastidor giratorio de vehículo ferroviario con
un chasis de bastidor giratorio (20) y dos o más parejas de ruedas,
con un dispositivo de ajuste (AS) para el giro del chasis del
bastidor giratorio (20) con relación a un chasis de vehículo (14),
con detectores (W) y con un dispositivo de control (SG) para la
activación del dispositivo de ajuste (AS) en función de las señales
de los detectores (W), caracterizado porque al menos dos
juegos de ruedas (21, 23) están guiados elásticamente en dirección
axial y presentan en cada caso un detector (W), que detecta una
fuerza axial, que actúa sobre el juego de ruedas asociado y/o un
desplazamiento axial del juego de ruedas asociado con respecto al
chasis del bastidor giratorio (20).
3. Bastidor de vehículo ferroviario según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el dispositivo de
ajuste presenta dos elementos de ajuste activos (AS), que actúan de
forma complementaria entre sí.
4. Vehículo ferroviario con un bastidor giratorio
de vehículo ferroviario según una de las reivindicaciones 1 a
3.
5. Vehículo ferroviario según la reivindicación
4, caracterizado porque el chasis del bastidor giratorio
(20) está articulado en el chasis del vehículo (14) por medio de un
pivote, por medio de pivotes con juego transversal, por medio de una
articulación de lemniscatas o por medio de una o dos varillas
de
tracción/presión.
tracción/presión.
6. Vehículo ferroviario según la reivindicación 4
ó 5, caracterizado porque el dispositivo de ajuste presenta
dos elementos de ajuste activos (AS), que inciden, por una parte,
en el chasis del vehículo (14) y, por otra parte, en el chasis del
bastidor giratorio (20).
7. Vehículo ferroviario según la reivindicación
6, caracterizado porque los elementos de ajuste activos (AS)
actúan ambos en la dirección transversal o en la dirección
longitudinal del vehículo ferroviario.
8. Procedimiento para el control del ángulo de
deflexión giratoria de un bastidor giratorio de un vehículo
ferroviario, en el que el bastidor giratorio presenta varias
parejas de ruedas, al menos dos de las cuales están guiadas
elásticamente en dirección axial, siendo supervisadas sus
posiciones axiales con respecto al chasis del bastidor giratorio
(20) y siendo girado el bastidor giratorio, en el caso de una
modificación, con respecto a un chasis del vehículo (14), de tal
forma que se produce una desviación uniforme.
9. Procedimiento para el control del ángulo de
deflexión giratoria de un bastidor giratorio de vehículo
ferroviario, en el que el bastidor giratorio presenta varias
parejas de ruedas, al menos dos de las cuales están guiadas
elásticamente en dirección axial, siendo supervisada en al menos
dos parejas de ruedas la fuerza axial frente al chasis del bastidor
giratorio (20), que es ejercida sobre al menos una rueda (26, 28,
30, 32, 42, 44, 46, 48), y en el que el bastidor giratorio es
girado con respecto al chasis del vehículo (14), de tal forma que
se produce una distribución uniforme de la fuerza.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque las al menos
dos parejas de ruedas presentan ruedas individuales (42, 44, 46,
48), porque cada una de las ruedas individuales (42, 44, 46, 48)
presenta un detector (W) propio y porque las señales de los
detectores (W) de una pareja de ruedas respectiva son sumadas para
la evaluación.
11. Procedimiento según la reivindicación 8 ó 9,
caracterizado porque las parejas de ruedas están formadas en
cada caso por un juego de ruedas (21, 23) que está constituido por
dos ruedas (236, 28, 30, 32) unidas por un árbol (22, 24) y porque a
cada juego de ruedas (21, 23) está asociado un detector (W) propio,
que emite señales de control para el juego de ruedas.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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