ES2287391T3 - Elemento de muelle hidroneumatico con sensor de altura o valvula de regulacion de altura integrados, para un vehiculo sobre carriles. - Google Patents

Elemento de muelle hidroneumatico con sensor de altura o valvula de regulacion de altura integrados, para un vehiculo sobre carriles. Download PDF

Info

Publication number
ES2287391T3
ES2287391T3 ES03018941T ES03018941T ES2287391T3 ES 2287391 T3 ES2287391 T3 ES 2287391T3 ES 03018941 T ES03018941 T ES 03018941T ES 03018941 T ES03018941 T ES 03018941T ES 2287391 T3 ES2287391 T3 ES 2287391T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
cylinder
piston
spring
height
suspension support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES03018941T
Other languages
English (en)
Inventor
Anton Dipl.-Ing. Gaile
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH
Original Assignee
Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH filed Critical Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2287391T3 publication Critical patent/ES2287391T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/019Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the type of sensor or the arrangement thereof
    • B60G17/01933Velocity, e.g. relative velocity-displacement sensors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/027Mechanical springs regulated by fluid means
    • B60G17/0272Mechanical springs regulated by fluid means the mechanical spring being a coil spring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/04Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/04Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics
    • B60G17/056Regulating distributors or valves for hydropneumatic systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/10Type of spring
    • B60G2202/15Fluid spring
    • B60G2202/154Fluid spring with an accumulator
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/30Spring/Damper and/or actuator Units
    • B60G2202/32The spring being in series with the damper and/or actuator
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/10Mounting of suspension elements
    • B60G2204/11Mounting of sensors thereon
    • B60G2204/112Mounting of sensors thereon on dampers, e.g. fluid dampers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2300/00Indexing codes relating to the type of vehicle
    • B60G2300/10Railway vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/20Spring action or springs
    • B60G2500/206Variable pressure accumulators for hydropneumatic suspensions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/01Attitude or posture control
    • B60G2800/012Rolling condition
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/90System Controller type
    • B60G2800/91Suspension Control
    • B60G2800/912Attitude Control; levelling control
    • B60G2800/9122ARS - Anti-Roll System Control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

Elemento (10) de muelle con un soporte de suspensión hidroneumática para la disposición entre el bogie y la caja del vagón de un vehículo sobre carriles, comprendiendo el soporte de suspensión un émbolo (30) alojado de manera desplazable en un cilindro (40), pudiendo unirse el émbolo (30) o el cilindro (40) con el bogie y el otro componente con la caja del vagón, y estando unida la cámara (42) del émbolo del cilindro (40) con un acumulador (140) de presión, caracterizado porque el soporte de suspensión hidroneumática comprende una válvula (210) de regulación de altura hidráulica o un sensor (50) de altura que puede unirse o está unido con un circuito de regulación, mediante el que puede regularse o determinarse la posición del émbolo (30) en el cilindro (40), en el que está previsto un muelle (20) de emergencia que está dispuesto concéntricamente al soporte de suspensión y que rodea el cilindro (40) del soporte de suspensión, y en el que el muelle (20) de emergencia está pretensado medianteun cilindro (200) hidráulico que está unido con la cámara (42) del émbolo del cilindro (40) del soporte de suspensión.

Description

Elemento de muelle hidroneumático con sensor de altura o válvula de regulación de altura integrados, para un vehículo sobre carriles.
La presente invención se refiere a un elemento de muelle con un soporte de suspensión para la disposición entre el bogie y la caja del vagón de un vehículo sobre carriles, comprendiendo el soporte de suspensión un émbolo alojado de manera desplazable en un cilindro, pudiendo unirse el émbolo o el cilindro con el bogie y el otro componente con la caja del vagón y estando unidos la cámara del émbolo del cilindro con un acumulador de presión. Un elemento de muelle de este tipo se conoce por ejemplo por el documento WO 94/22702.
Este tipo de elemento de muelle que sirve generalmente como elemento de muelle secundario se conoce en numerosas formas de realización diferentes. Se conoce la regulación de la altura del soporte de suspensión y con ello de la altura del vehículo, empleándose sensores de altura dispuestos entre la caja del vagón y el bogie, mediante los cuales se ajusta la altura deseada del vehículo a través de un circuito regulador. Este tipo de sensores están sujetos por un lado a un ensuciamiento considerable y, por otro lado, están dispuestos de tal manera que su sustitución implica separar o al menos desmontar el soporte de suspensión. Los sensores de altura conocidos implican además el inconveniente de que en caso de una compensación del desgaste de la rueda debe realizarse un nuevo ajuste de la posición del sensor.
Por el documento US 5.769.400 se conoce un sistema con un soporte de suspensión HP que se alimenta entonces por un acumulador hidráulico cuando la potencia de bombeo no es suficiente. El acumulador hidráulico se carga durante el funcionamiento normal y está disponible entonces para alimentar el soporte de suspensión HP.
Por el documento EP 1 006 036 se conoce un sistema de muelle con un muelle neumático entre la caja del vagón y el chasis del mecanismo de traslación así como con una superficie de apoyo de emergencia cargada por resorte, cuya posición en altura se detecta mediante dos sensores.
El documento EP 0 947 409 da a conocer un sistema de muelle con un soporte de suspensión hidroneumática y un muelle de emergencia pasivo dispuesto de manera concéntrica al mismo, que está pretensado mecánicamente. A este respecto está previsto un denominado tope de limitación, que se fija en el chasis del mecanismo de traslación y mantiene bajo tensión previa al muelle de emergencia.
El objetivo de la presente invención es facilitar un elemento de muelle del tipo mencionado al inicio, que sea de fácil funcionamiento y mantenimiento y que no se someta a un ensuciamiento considerable.
Este objetivo se consigue mediante un elemento de muelle con las características de la reivindicación 1. El soporte de suspensión hidroneumática comprende una válvula de regulación de altura hidráulica o un sensor de altura que puede unirse o está unido a un circuito de regulación, mediante el cual puede regularse o determinarse la posición del émbolo en el cilindro. Según la invención, el sensor de altura o la válvula de regulación de altura está integrado en el soporte de suspensión, lo que es posible por ejemplo porque el sensor de altura o la válvula de regulación de altura está insertada en la cabeza del cilindro del soporte de suspensión y atornillada a la misma. Con un posicionamiento adecuado del sensor de altura o de la válvula de regulación de altura puede lograrse un reemplazo o mantenimiento sin problemas, sin que tenga que desmontarse o sacarse la propia soporte de suspensión. Debido a la detección de la posición del émbolo no es necesario reajustar el sensor de altura cuando se compensa el desgaste de la rueda.
La válvula de regulación de altura y el sensor de altura pueden presentar un elemento de retorno mecánico, que emite una señal en función de la posición del émbolo exclusivamente o también en la zona de ajuste del soporte de suspensión.
Resulta especialmente ventajoso que el elemento de retorno mecánico emita una señal en función de la posición del émbolo exclusivamente en la zona de ajuste del soporte de suspensión, mientras que la posición del elemento de retorno mecánico es constante por encima y por debajo de la zona de ajuste. Si el soporte de suspensión se encuentra fuera de la zona de ajuste, sólo se establece si el soporte de suspensión se encuentra por encima o por debajo de la zona de ajuste. Mediante esta información, la regulación puede ajustar el soporte de suspensión en la zona de ajuste y corregir la altura del vehículo. Mediante esta forma sencilla de amplificación mecánica de la señal es posible, por un lado, utilizar un sensor con una carrera muy corta, por otro lado, el elemento de retorno mecánico puede aplicarse de tal manera que pueda cambiarse fácilmente. Debido al recorrido de medición corto se reduce además el tamaño constructivo del sensor o de la válvula de regulación de altura considerablemente.
En una configuración preferida, la carrera del elemento de retorno mecánico es proporcional a la posición del émbolo en la zona de ajuste.
El émbolo puede presentar un saliente configurado al menos en secciones de manera cónica, estando el elemento de retorno mecánico de la válvula de regulación de altura o del sensor de altura en contacto al menos en la zona cónica con la superficie del saliente y tiene lugar una desviación en función de la posición del saliente.
En una configuración adicional de la presente invención está previsto que en la cabeza del cilindro esté dispuesta una perforación que se extiende en la dirección longitudinal del cilindro y que el elemento de retorno mecánico de la válvula de regulación de altura o del sensor de altura se encuentre en una perforación que se extiende en perpendicular a la misma de la cabeza del cilindro.
Puede estar previsto además un muelle de emergencia que está integrado en el soporte de suspensión de tal manera que la longitud constructiva del soporte de suspensión no aumente por el muelle de emergencia. Mediante esta forma de realización se proporciona un elemento de muelle que facilita con una necesidad de espacio mínima un máximo de funciones.
Según la invención está previsto que el muelle de emergencia y el soporte de suspensión estén dispuestos de manera concéntrica y que el muelle de emergencia rodee el cilindro del soporte de suspensión. De este modo está disponible para el muelle de emergencia un espacio de montaje relativamente largo con un diámetro grande, que hace posible acomodar un elemento de muelle (muelle de goma, helicoidal o de disco) con línea característica muy débil. Una ventaja adicional consiste en que el muelle de emergencia puede tensarse previamente, por ejemplo hasta el peso en vacío del vehículo. Con esta forma de realización, el muelle de emergencia está libre además de fuerzas transversales y movimientos transversales.
Tal como se ha introducido anteriormente, el muelle de emergencia puede estar pretensado, por ejemplo hasta el peso en vacío del vehículo o una parte del peso en vacío del vehículo o también hasta el peso máximo del vehículo.
Según la invención está previsto además que el muelle de emergencia esté pretensado mediante un cilindro hidráulico.
De ello resulta la posibilidad de tensar previamente el muelle de emergencia según la necesidad. Por ejemplo, el muelle de emergencia puede tensarse previamente en el caso de funcionamiento normal mediante presión hidráulica hasta la carga máxima del vehículo. De ello resulta la posibilidad de descender el vehículo en el funcionamiento normal bajo la altura del muelle de emergencia, lo que se desea en determinados casos de aplicación. Si la presión hidráulica disminuye en caso de avería, el muelle se hunde en el cilindro hidráulico debido a la disminución de la presión y está disponible para el funcionamiento de emergencia.
Si el cilindro hidráulico está unido al espacio del émbolo del cilindro del soporte de suspensión, en caso de disminución de la presión en la cámara del émbolo del cilindro del soporte de suspensión también se reduce automáticamente la presión en el cilindro hidráulico del muelle de emergencia, con lo cual el muelle de emergencia se libera. En este sentido debe garantizarse que, con una carga operativa (presión operativa) mínima, el muelle de emergencia todavía está totalmente pretensado, lo que puede ocurrir mediante una selección adecuada de la superficie del émbolo del cilindro hidráulico del muelle de emergencia.
Particularidades y ventajas adicionales de la presente invención se explicarán más detalladamente con ayuda de un ejemplo de realización representado en la figura. Muestran:
la figura 1, una representación en sección longitudinal a través de un soporte de suspensión HP con tope final mecánico en una primera forma de realización,
la figura 2, una representación en sección longitudinal a través de un soporte de suspensión HP con tope final hidráulico en una primera forma de realización,
la figura 3, un diagrama de sistema de la regulación electrónica de la posición del émbolo de un soporte de suspensión HP en una primera forma de realización,
la figura 4, un diagrama de sistema de la regulación mecánica-hidráulica de la posición del émbolo de un soporte de suspensión HP en una primera forma de realización,
la figura 5, una representación en sección longitudinal a través de un soporte de suspensión HP en una segunda forma de realización,
la figura 6, una representación ampliada de un soporte de suspensión HP en una segunda forma de realización,
la figura 7, un diagrama de sistema de la regulación electrónica de la posición del émbolo de un soporte de suspensión HP en una segunda forma de realización con compensación del desgaste de la rueda manual,
la figura 8, un diagrama de sistema de la regulación electrónica de la posición del émbolo de un soporte de suspensión HP en una segunda forma de realización con compensación del desgaste de la rueda automática, y
la figura 9, un diagrama de sistema de la regulación electrónica de la posición del émbolo de un soporte de suspensión HP en una segunda forma de realización con acumulador de muelle de emergencia hidráulico.
Las disposiciones representadas en la figuras 1 y en las figuras 5 a 9 no entran dentro del alcance de protección de la presente invención.
La figura 1 muestra en una representación en sección longitudinal un elemento 10 de muelle con un muelle 20 de emergencia y un soporte de suspensión hidroneumática (soporte de suspensión HP) para la disposición entre el bogie y la caja del vagón de un vehículo sobre carriles. El soporte de suspensión HP presenta el émbolo 30, que se conduce de manera desplazable longitudinalmente en el cilindro 40. En la cámara 42 de presión del cilindro 40 se encuentra un medio hidráulico, preferiblemente aceite, que está en conexión con un acumulador de presión a través de la conexión 60. El muelle 20 de emergencia rodea el cilindro 40 del soporte de suspensión HP.
En la cabeza 44 del cilindro está alojado un sensor 50 de altura, cuyo elemento 52 de retorno mecánico (transductor de posición) se conduce de forma móvil en dirección horizontal. En la cabeza 44 del cilindro se encuentra además la perforación 46 vertical, en al que está alojado de forma móvil un saliente 32 unido al émbolo 30. El saliente 32 presenta la zona 34 que discurre de forma cónica.
El cilindro 40 presenta en su zona de extremo inferior el anillo 70, que puede moverse contra una resistencia de fricción con respecto al cilindro 40 hasta un tope, que retiene el anillo 70 en una posición inferior. El anillo 70 es presionado por el muelle 20 de emergencia sobre el tope del cilindro 40. El muelle 30 de emergencia está pretensado hasta aproximadamente un 90% del peso en vacío del vehículo.
En la zona inferior de la figura 1 está representada la unidad 80 de posicionamiento, que presenta un cilindro 90 así como un émbolo 100 alojado de manera desplazable en el mismo. El émbolo 100 así como el cilindro 90 delimitan una cámara 110 de émbolo, en el que puede introducirse un medio bajo presión. Entre el émbolo 100 de la unidad 80 de posicionamiento y el émbolo 30 del soporte de suspensión HP se encuentra el apoyo 120 pendular, que soporta el soporte de suspensión HP de tal manera que también son posibles movimientos transversales.
En el lado del émbolo 100 orientado hacia el soporte de suspensión HP, éste presenta la placa 130 de tope.
Durante el funcionamiento, el elemento 52 de retorno mecánico del sensor 50 de altura palpa la superficie del saliente 32 del émbolo 30. En la zona 34 configurada de manera cónica, el elemento 52 de retorno mecánico se mueve de manera proporcional a la desviación vertical del saliente 32 y, por tanto, a la posición del émbolo 30. Por encima y por debajo de la zona 34, la posición del elemento 52 de retorno mecánico no varía cuando se mueve el saliente 32. En estas zonas, el sensor 50 de altura comunica únicamente que el saliente 32 se encuentra por encima o por debajo de la zona de ajuste definida por la zona 34 cónica. Mediante esta información, la regulación puede colocar el soporte de suspensión en la zona de ajuste y regular en ésta la posición deseada. Mediante esta sencilla forma de amplificación mecánica de la señal es posible, por un lado, utilizar un sensor 50 con una carrera muy corta (carrera de trabajo del soporte de suspensión +/- 50 mm; carrera del transductor de posición +/- 5 mm). Por otro lado, el elemento 52 de retorno mecánico puede colocarse de tal manera que pueda cambiarse fácilmente.
La regulación se realiza mediante el circuito hidráulico ilustrado en la figura 3. Si el sensor 50 de altura comunica que la posición actual del émbolo 30 no corresponde al valor teórico, el volumen de aceite en la cámara 42 del émbolo aumenta o disminuye. Mediante la conexión de la cámara 42 del émbolo o del acumulador 140 de presión unido al mismo con el acumulador de alta presión se aumenta el volumen de aceite, mediante una conexión con el acumulador de baja presión se produce una reducción del volumen de aceite. La cámara 42 del émbolo del soporte de suspensión HP está unida con el acumulador 140 de presión, en el que se encuentra fluido hidráulico bajo presión así como un volumen de nitrógeno pretensado. En el acumulador de alta presión se encuentra además un "muelle de nitrógeno" de este tipo, que se alimenta con aceite mediante una bomba desde el acumulador de baja presión.
Un sistema electrónico de control asume el control de la válvula magnética, el cual se alimenta con los valores reales de la posición de émbolo determinados por los sensores 5 de altura.
El ajuste de la altura se realiza mediante el circuito de regulación digital representado en la figura 3. Si el valor real de la posición del émbolo determinado por los sensores 50 de altura coincide con el valor teórico, se produce una variación del volumen de aceite y las válvulas magnéticas se encuentran en la posición de cierre. Si la altura del vehículo es demasiado baja, se une el acumulador de presión con la cámara 42 del émbolo mediante las válvulas magnéticas, con lo cual la cantidad de aceite en la cámara 42 del émbolo aumenta y se eleva el vehículo. Si la altura del vehículo medida es demasiado grande, la cámara 42 del émbolo se conecta con el acumulador de baja presión mediante las válvulas magnéticas y se reduce la cantidad de aceite necesaria de la cámara 42 del émbolo.
Existe la posibilidad de realizar prácticamente cualquier algoritmo de regulación mediante modificación de software. También es posible una compensación de muelle primaria. Además, el sistema ofrece la posibilidad de compensar automáticamente las variaciones de diámetro de rueda en el intervalo de hasta 20 mm (el diámetro de la rueda se introduce a través de la unidad de control central). Variaciones en el diámetro >20 mm se compensan manualmente mediante una bomba manual.
En el sistema representado en la figura 3 se determina el nivel del vehículo mediante dos transductores 52 de posición.
En caso de avería (por ejemplo, disminución de la presión en el sistema hidráulico del soporte de suspensión HP) el muelle 20 de emergencia según la figura 1 asume la suspensión. El anillo 70 se apoya en caso de reducción de la cantidad de aceite en la cámara 42 del émbolo sobre la placa 130 de tope. Los movimientos del cilindro 40 y por tanto de la caja del vagón o el bogie se amortiguan contra la placa 130 de tope entonces mediante el muelle 20 de emergencia. En el funcionamiento normal el muelle 20 de emergencia no se encuentra enganchado.
Para compensar el desgaste de la rueda se activa la unidad 80 de posicionamiento representada en la figura 1. Ésta presenta el émbolo 100, cuyo espacio 110 de émbolo se solicita con un medio hidráulico. De este modo el émbolo 100 así como, mediante el apoyo 120 pendular, el soporte de suspensión HP total se desplazan hacia arriba hasta que se alcanza la altura deseada. Después de esta operación de ajuste no es necesario ni un nuevo ajuste del sensor de altura ni de la altura del muelle de emergencia.
La figura 2 muestra la forma de realización según la invención del soporte de suspensión HP, en la que el tope final del muelle 20 de emergencia está configurado de manera hidráulica. En la figura 2, las mismas piezas se representan con los mismos números de referencia que en la figura 1. El tope final hidráulico comprende un cilindro 200 hidráulico, que dispone de una alimentación de presión propia o que está unido a un sistema de presión del soporte de suspensión HP. Mediante el cilindro 200 hidráulico puede pretensarse el muelle 20 de emergencia hasta cualquier valor. En el presente ejemplo de realización, el muelle 20 de emergencia está pretensado hasta el peso en vacío máximo del vehículo. De este modo resulta la posibilidad de descender el vehículo en el funcionamiento normal por debajo de la altura del muelle de emergencia, lo que se desea en determinados casos de aplicación. Si disminuye la presión hidráulica, el muelle de emergencia desciende automáticamente y se encuentra disponible entonces para el funcionamiento de emergencia. Al conectar el cilindro 200 hidráulico (espacio B) con la cámara 42 del émbolo (espacio A) del muelle HP, el muelle 20 de emergencia se libera al disminuir la presión en la cámara 42 del émbolo.
La figura 2 muestra además la unidad 80 de posicionamiento en una posición en la que el émbolo 100 se ha movido hacia arriba en el cilindro 90 mediante un medio de presión adecuado que se encuentra en la cámara 110 del émbolo. Mediante esta disposición puede compensarse el desgaste de la rueda sin problemas. En este sentido, se desplaza hacia arriba todo el soporte de suspensión. No es necesario un reajuste del sensor de altura o de una válvula de regulación de altura así como el reajuste de la altura del muelle de emergencia.
La figura 4 muestra un diagrama de sistema con regulación mecánica-hidráulica de la posición del émbolo de un soporte de suspensión HP según la figura 1. En lugar del sensor 50 de altura está integrada en el soporte de suspensión HP una válvula 210 de regulación de altura mecánica-hidráulica, con lo cual se logra la ventaja de que no es necesario un circuito de regulación separado. La válvula 210 está conectada con el acumulador de alta presión así como con el de baja presión y regula, mediante un elemento de retorno mecánico de la posición del émbolo 30, el volumen de aceite en la cámara 42 del émbolo hasta que se alcanza la altura del vehículo según su valor teórico. Este sistema es más económico que el representado en la figura 1, aunque no permite una compensación de muelle primaria. La disposición del elemento de retorno mecánico así como la realización del saliente del émbolo corresponden a las explicadas en la
figura 1.
Las figuras 5 y 6 muestran una representación en sección longitudinal a través de un elemento de muelle con soporte de suspensión HP.
El soporte de suspensión HP comprende el cilindro 310 así como el émbolo 320, que se conduce de manera desplazable longitudinalmente en el cilindro 310. El émbolo 320 presenta en su zona de extremo orientada hacia la cámara 330 del émbolo una entalladura en la que está alojado el elemento 400 de tope. El elemento 400 de tope se conduce de manera desplazable longitudinalmente con respecto al émbolo 320. Por encima del elemento 400 de tope se encuentra la cámara 410 de émbolo adicional que puede solicitarse a través de la conexión 420 con un fluido a presión. Este fluido a presión puede, pero no debe corresponder al medio hidráulico del soporte de suspensión HP, que es preferiblemente aceite. La cámara 330 de émbolo está unida con la alimentación de presión del soporte de suspensión HP. La conexión con la alimentación de presión está indicada con el número de referencia 340.
En línea con el soporte de suspensión HP está conectado el muelle 500 helicoidal, que se apoya por un lado contra una protuberancia del cilindro 310 y, por otro lado, contra una placa 510 final. En el funcionamiento normal del vehículo, ambos elementos de muelle, es decir, el soporte de suspensión HP y el muelle 500, están enganchados, es decir, participan en la suspensión del vehículo.
La regulación de la altura deseada del vehículo se realiza mediante la configuración de sistema ilustrada en la figura 7. De la manera ya explicada en la figura 3, el volumen de aceite en la cámara 330 del émbolo se regula hasta el valor deseado. Como indicador del valor real se emplea un sistema 600 de medición de desplazamiento dispuesto en la zona junto al soporte de suspensión, que determina la altura del soporte de suspensión.
Tal como se ha explicado en la figura 5 y como se ilustra en la representación aumentada según la figura 6, el elemento 400 de tope está dispuesto de manera desplazable longitudinalmente en la zona de extremo del émbolo 320. Con el fin de compensar el desgaste de la rueda, se conduce un medio hidráulico a la cámara 410 de émbolo que se encuentra por encima del elemento 400 de tope, con lo cual el émbolo 320 se mueve con respecto al elemento 400 de tope y se aumenta la altura del vehículo de manera correspondiente. Esta corresponde a la altura del muelle de emergencia, que se obtiene cuando en el sistema hidráulico se produce una avería que va acompañada de una pérdida de presión en el soporte de suspensión HP. La introducción del medio hidráulico a través de la conexión 420 puede realizarse mediante una bomba manual o automáticamente mediante un circuito de regulación.
Tras el ajuste de la altura deseada del muelle de emergencia se pone en marcha el sistema hidráulico y se regula la altura del vehículo al valor deseado. Con este fin, se introduce medio hidráulico a través del conducto 350 en la cámara 330 del émbolo, hasta que se alcanza el valor teórico de la altura del vehículo.
La figura 8 muestra el sistema hidráulico con compensación totalmente automática del desgaste de la rueda. El diámetro de la rueda se introduce a través de la unidad de control central. El sistema electrónico de regulación nivela entonces, con cada puesta en marcha del vehículo, automáticamente la altura del muelle de emergencia con los diámetros de rueda predeterminados.
En caso de avería, que conduce a una pérdida de presión en el soporte de suspensión HP, el elemento 400 de tope se coloca sobre la zona de extremo del cilindro 310. La suspensión se asume ahora exclusivamente por el muelle 500. No sólo sirve, por tanto, como elemento de muelle activo durante el funcionamiento normal, sino también como elemento de muelle de emergencia, de modo que no es necesario un muelle de emergencia adicional en sí mismo.
Si durante el funcionamiento normal el vehículo debe descender por debajo de la altura del muelle de emergencia, en esta configuración del elemento de muelle también es posible la disposición de un muelle de emergencia pretensado hidráulicamente. La figura 9 muestra el diagrama de conexiones hidráulicas correspondiente. La cámara 410 del émbolo puede unirse a un acumulador 700 del muelle de emergencia, que comprende medio hidráulico bajo presión así como un gas comprimible, preferiblemente nitrógeno, que pretensa el acumulador 700 del muelle de emergencia. En el funcionamiento normal, la unión entre el acumulador 700 y el soporte de suspensión está interrumpida mediante una posición de ajuste correspondiente de la válvula 800 de presión. Si en el sistema domina la presión hidráulica normal, éste provoca que las válvulas 800 de presión se muevan hacia abajo a la posición de cierre y se mantengan en la misma. Si cae la presión del sistema, las válvulas 800 de presión cargadas por resorte se abren cambiando a la posición ilustrada en la figura 9. En esta posición el acumulador 700 está unido a la cámara 410 del émbolo y fluye medio hidráulico desde el acumulador 700 a la cámara 410 del émbolo. De este modo el émbolo se empuja hasta el límite de tope, con lo cual el vehículo se eleva a la altura del muelle de emergencia. Si predomina el estado normal del sistema, el retroceso contacta con el émbolo; si no predomina ninguna presión del sistema, la presión del acumulador 700 se aplica al émbolo.

Claims (6)

1. Elemento (10) de muelle con un soporte de suspensión hidroneumática para la disposición entre el bogie y la caja del vagón de un vehículo sobre carriles, comprendiendo el soporte de suspensión un émbolo (30) alojado de manera desplazable en un cilindro (40), pudiendo unirse el émbolo (30) o el cilindro (40) con el bogie y el otro componente con la caja del vagón, y estando unida la cámara (42) del émbolo del cilindro (40) con un acumulador (140) de presión, caracterizado porque el soporte de suspensión hidroneumática comprende una válvula (210) de regulación de altura hidráulica o un sensor (50) de altura que puede unirse o está unido con un circuito de regulación, mediante el que puede regularse o determinarse la posición del émbolo (30) en el cilindro (40), en el que está previsto un muelle (20) de emergencia que está dispuesto concéntricamente al soporte de suspensión y que rodea el cilindro (40) del soporte de suspensión, y en el que el muelle (20) de emergencia está pretensado mediante un cilindro (200) hidráulico que está unido con la cámara (42) del émbolo del cilindro (40) del soporte de suspensión.
2. Elemento de muelle según la reivindicación 1, caracterizado porque la válvula (210) de regulación de altura y el sensor (50) de altura presentan un elemento (52) de retorno mecánico, que experimenta exclusivamente o también en la zona de ajuste del soporte de suspensión una variación del estado en función de la posición del émbolo (30).
3. Elemento de muelle según la reivindicación 2, caracterizado porque el elemento (52) de retorno mecánico emite una señal en función de la posición del émbolo (30) exclusivamente en la zona de ajuste del soporte de suspensión, mientras que la posición del elemento (52) de retorno mecánico es constante por encima y por debajo de la zona de ajuste.
4. Elemento de muelle según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el émbolo (30) presenta un saliente (32) configurado al menos en secciones de manera cónica, y porque la válvula (210) de regulación de altura y el sensor (50) de altura presentan un elemento (52) de retorno mecánico que está en contacto con la superficie del saliente (32) al menos en la zona (34) cónica y que experimenta una desviación en función de la posición del saliente (32).
5. Elemento de muelle según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque en la cabeza (44) del cilindro esté dispuesta una perforación (46) que se extiende en la dirección longitudinal del cilindro (40) y porque el elemento (52) de retorno mecánico de la válvula (210) de regulación de altura o del sensor (50) de altura se encuentra en una perforación que se extiende en perpendicular a la misma de la cabeza (44) del cilindro.
6. Elemento de muelle según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el muelle (20) de emergencia está integrado en el soporte de suspensión de tal manera que la longitud constructiva del soporte de suspensión no aumenta por el muelle (20) de emergencia,
ES03018941T 2002-08-20 2003-08-20 Elemento de muelle hidroneumatico con sensor de altura o valvula de regulacion de altura integrados, para un vehiculo sobre carriles. Expired - Lifetime ES2287391T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10238059 2002-08-20
DE10238059.7A DE10238059B4 (de) 2002-08-20 2002-08-20 Federelement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2287391T3 true ES2287391T3 (es) 2007-12-16

Family

ID=30775446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES03018941T Expired - Lifetime ES2287391T3 (es) 2002-08-20 2003-08-20 Elemento de muelle hidroneumatico con sensor de altura o valvula de regulacion de altura integrados, para un vehiculo sobre carriles.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7520494B2 (es)
EP (1) EP1391331B1 (es)
DE (2) DE10238059B4 (es)
ES (1) ES2287391T3 (es)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005099788A1 (de) * 2004-04-19 2005-10-27 Synthes Gmbh Elastisches element aus einem röntgenstrahlendurchlässigen material für eine medizinaltechnische vorrichtung
DE202005009909U1 (de) * 2005-06-23 2006-10-26 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh Federsystem
DE102009043488A1 (de) * 2009-09-30 2011-05-05 Bombardier Transportation Gmbh Federanordnung zur Niveauregulierung in einem Fahrzeug
CN103534161B (zh) * 2011-02-22 2016-10-26 韦柏科技控股公司 调平轨道车辆及相关系统和方法
US8991832B2 (en) * 2012-05-11 2015-03-31 Doefer Companies Double-acting suspension axle assembly for heavy load transporters
KR101896716B1 (ko) * 2012-11-08 2018-09-07 현대자동차주식회사 트러니언 베이스 하중 분배장치
AT514305A1 (de) 2013-04-23 2014-11-15 Siemens Ag Oesterreich Tragestruktur eines Schienenfahrzeugs
US9771147B2 (en) * 2013-10-11 2017-09-26 Goodrich Corporation Shrink strut landing gear system, method, and apparatus
CN104196948B (zh) * 2014-08-26 2016-02-24 合肥工业大学 馈能型自传感磁流变减振器
DE102014216965A1 (de) * 2014-08-26 2016-03-03 Siemens Aktiengesellschaft Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug
DE102015013605B4 (de) 2015-10-21 2018-08-23 Liebherr-Transportation Systems Gmbh & Co. Kg Niveauregulierung
FR3049503B1 (fr) * 2016-03-29 2019-06-14 Unac Dispositif de suspension pour vehicule ferroviaire ou rail-route.
FR3052423B1 (fr) * 2016-06-09 2018-07-06 Alstom Transport Technologies Vehicule ferroviaire pourvu d'un nivellement et procede de circulation associe
FR3053301B1 (fr) * 2016-06-29 2019-05-24 Alstom Transport Technologies Procede de commande de la hauteur d'un vehicule de transport et vehicule de transport associe
CN106704443B (zh) * 2016-12-27 2018-10-30 徐州百芈商贸有限公司 一种电动车减震器总成
US10442448B2 (en) 2017-03-08 2019-10-15 Bombardier Transportation Gmbh Height adjustable secondary suspension for a rail vehicle
DE102017107798A1 (de) * 2017-04-11 2018-10-11 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Niveauregelsystem für ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug
EP3707051A1 (de) * 2017-11-09 2020-09-16 KNORR-BREMSE Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Niveauregelsystem zur einstellung des niveaus eines fahrzeugs, insbesondere schienenfahrzeugs
ES2913093T3 (es) * 2017-11-09 2022-05-31 Knorr Bremse Systeme Sistema de nivelación para un vehículo, en particular un vehículo ferroviario.
EP3707050A1 (de) * 2017-11-09 2020-09-16 KNORR-BREMSE Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Niveauregelsystem zur einstellung des niveaus eines fahrzeugs, insbesondere schienenfahrzeugs
WO2019091637A1 (de) * 2017-11-09 2019-05-16 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Niveauregelsystem zur einstellung des niveaus eines fahrzeugs, insbesondere schienenfahrzeugs
DE102018212109A1 (de) * 2018-07-20 2020-01-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Höhenverstellbare Federanordnung für ein Fahrzeug
DE102020109599A1 (de) * 2020-04-07 2021-10-07 Liebherr-Transportation Systems Gmbh & Co Kg Hydropneumatische Federung für ein Fahrzeug

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1833520U (de) * 1958-05-21 1961-06-22 Daimler Benz Ag Hoehenregler fuer druckmittelfederungen in kraftfahrzeugen.
FR1281356A (fr) * 1960-11-28 1962-01-12 Dispositif de commande pour circuit hydraulique
GB2186050B (en) * 1986-01-30 1989-10-25 Nhk Spring Co Ltd Car suspension system
US4890822A (en) * 1986-02-13 1990-01-02 Nhk Spring Co., Ltd. Car suspension system
JP2575439B2 (ja) * 1988-01-19 1997-01-22 日本発条株式会社 アキュムレータ
JP2628947B2 (ja) * 1991-08-06 1997-07-09 本田技研工業株式会社 能動型懸架装置の油圧制御装置
DE4234523A1 (de) * 1992-10-13 1994-04-14 Knorr Bremse Ag Niveau- und Neigungssteuerung eines Wagenkastens
DE9304837U1 (es) * 1993-03-30 1993-05-27 Knorr-Bremse Ag, 8000 Muenchen, De
DE4406607C2 (de) * 1994-03-01 1997-05-28 Daimler Benz Ag Luftfederaggregat
DE19651138A1 (de) * 1995-12-12 1997-06-19 Phoenix Ag Federvorrichtung
US5988607A (en) * 1996-05-28 1999-11-23 Fichtel & Sachs Ag Self-pumping hydropneumatic strut with an internal level control
JPH10338017A (ja) * 1997-04-11 1998-12-22 Tokico Ltd シリンダ装置および車高調整装置
DE29813031U1 (de) * 1997-07-23 1998-11-12 Integral Verkehrstechnik Ag Federvorrichtung
DE19805896C1 (de) 1998-02-13 1999-07-15 Abb Daimler Benz Transp Schienenfahrzeug
DE19815197C1 (de) * 1998-04-04 1999-07-22 Abb Daimler Benz Transp Schienenfahrzeug mit einem verikalen Stützaktuator
AUPP521598A0 (en) * 1998-08-13 1998-09-03 Birrana Engineering Pty Ltd Improved hydraulic adaptive vehicle suspension system
AT407031B (de) * 1998-12-03 2000-11-27 Integral Verkehrstechnik Ag Federund für ein schienenfahrzeug
EP1178892A1 (de) 2000-03-20 2002-02-13 Intech Thüringen GmbH Luftfeder mit einem höhensensor
DE10056929A1 (de) 2000-11-17 2002-05-29 Knorr Bremse Systeme Hydropneumatische Federungeinheit sowie hydropneumatisches Federungssystem
US6698729B2 (en) * 2001-06-15 2004-03-02 Mark A. Popjoy Gas spring having a controllable output force
US6695294B2 (en) * 2001-07-20 2004-02-24 Lord Corporation Controlled equilibrium device with displacement dependent spring rates and integral damping
US6637348B1 (en) * 2002-07-02 2003-10-28 Siemens Sgp Verkehrstechnik Gmbh Level-adjustable main spring and actively biased emergency spring with fail-safe behavior

Also Published As

Publication number Publication date
EP1391331A2 (de) 2004-02-25
DE10238059A1 (de) 2004-03-11
EP1391331A3 (de) 2004-07-14
EP1391331B1 (de) 2007-06-27
DE10238059B4 (de) 2014-02-13
US7520494B2 (en) 2009-04-21
US20050029064A1 (en) 2005-02-10
DE50307549D1 (de) 2007-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2287391T3 (es) Elemento de muelle hidroneumatico con sensor de altura o valvula de regulacion de altura integrados, para un vehiculo sobre carriles.
ES2289436T3 (es) Suspension hidraulica.
US6474629B2 (en) Suspension system for motor vehicles
US20050199457A1 (en) Spring strut unit for suspension systems of motor vehicles
US9878727B2 (en) Spring system of a rail vehicle
CN101468587B (zh) 包括悬挂系统的设备及用于调节悬挂系统的方法
ES2535944T3 (es) Aparato y método de compensación de la contracción térmica de un sistema hidráulico
US8235366B2 (en) Spring system
ES2240952T3 (es) Metodo de funcionamiento de un sistema hidraulico para una pala cargadora sobre ruedas.
US20160200230A1 (en) Vehicle seat or vehicle cabin having a suspension apparatus and utility vehicle
US20160023711A1 (en) Vehicle height adjustment device
ES2901188T3 (es) Regulación de nivel
JP4896878B2 (ja) 負荷に依存した空気バネシステム内の空気量調整をするための方法
US7243606B2 (en) System for the secondary suspension of a superstructure of a rail vehicle having an active spring element
US20070085247A1 (en) Self-pumping hydropneumatic spring strut with internal level control
ES2919931T3 (es) Amortiguador de freno de vía
TW201134689A (en) Vertical position compensating device for a vehicle
JP5957207B2 (ja) 作業機械及びそれに使用されるエネルギー回生シリンダ
ES2923274T3 (es) Vagón de ferrocarril para el transporte de semirremolques y similares
EP3753763B1 (en) Vehicle suspension system
US7185592B2 (en) System for the secondary suspension of a superstructure of a rail vehicle having a passive spring element
ES2882521T3 (es) Sistema de control de nivel para un vehículo ferroviario
SE1400288A1 (sv) Hydraulcylinder
JP3677560B2 (ja) 高さ調整可能なハイドロニューマチック・サスペンション
ES2289212T3 (es) Pata telescopica ajustable para automoviles.