ES2316220A1 - Metodo para optimizar el guiado de vehiculos ferroviarios. - Google Patents
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Abstract
Método optimizado de guiado de vehículos ferroviarios del tipo de rueda libre o rueda acoplada que comprenden medios regulables de suspensión de las cajas sobre el bastidor o bogie (41, 43, 45) que alberga las ruedas, que comprende los siguientes pasos: - detección para cada eje de los vehículos de un descentramiento de sus ruedas (11, 13) respecto a los carriles (15, 17); - modificación de altura de los apoyos (25, 27) de los medios de suspensión (21, 23) de las cajas situados en cada bastidor (41, 43, 45) en la magnitud necesaria para centrar las ruedas (11, 13) sobre los carriles (15, 17).
Description
Método para optimizar el guiado de vehículos
ferroviarios.
La invención se refiere a un método para
optimizar el guiado de vehículos ferroviarios aplicable a vehículos
ferroviarios de rueda libre, tales como los vehículos con rodaduras
tipo TALGO de mono-ejes con ruedas independientes,
y a vehículos ferroviarios de ruedas acopladas en bogies.
Las patentes españolas 2133229 y 2084551 del
mismo solicitante de la presente invención que se incorporan a la
presente descripción como referencia describen sistemas de guiado
aplicables respectivamente a vehículos ferroviarios de rueda libre y
rueda acoplada.
Esos sistemas de guiado tienen el objetivo de
conseguir que sea nulo el ángulo formado por la pestaña de cada
rueda con la tangente a una curva de la vía en el punto de contacto
con ésta y responden al principio de que el carril no debe guiar al
tren, sino que el tren ha de moverse sobre el carril. Se basan para
ello en la interacción de los bastidores sobre las rodaduras a
través de barras de guiado de modo que el movimiento relativo de
dichos bastidores oriente apropiadamente las rodaduras para que las
ruedas permanezcan paralelas al carril incluso durante el paso por
curvas para aumentar la seguridad de la marcha disminuir el
desgaste tanto de las ruedas como de la vía.
No obstante, esos sistemas de guiado no tienen
toda la precisión que sería deseable, especialmente para trenes de
alta velocidad, por lo que existe la necesidad de optimizarlos.
En respuesta a esa necesidad, la patente
española 2195756 del mismo solicitante de la presente invención
describe un sistema y un método para optimizar el guiado de
vehículos ferroviarios de rueda libre.
La presente invención también está orientada a
la satisfacción de esa necesidad.
El primer objeto de la presente invención es un
método optimizado de guiado de vehículos ferroviarios del tipo de
rueda libre ó rueda acoplada que comprenden medios regulables de
suspensión de las cajas sobre el bastidor ó bogie que alberga las
ruedas, que comprende los siguientes pasos:
- detección para cada eje de los vehículos de un
descentramiento de sus ruedas respecto los carriles;
- modificación de la altura de los apoyos de los
medios de suspensión de las cajas situados en cada bastidor en la
magnitud necesaria para centrar las ruedas sobre los carriles.
El segundo objeto de la presente invención es un
método optimizado de guiado de vehículos ferroviarios del tipo de
rueda libre o rueda acoplada que comprenden medios regulables de
suspensión de las cajas sobre el bastidor ó bogie que alberga las
ruedas que incluyen amortiguadores asimétricos, que comprende los
siguientes pasos:
- detección para cada eje del vehículo de un
descentramiento de sus ruedas respecto a los carriles;
- modificación de la posición del centro del
bastidor o bogie en la magnitud necesaria para centrar las ruedas
sobre los carriles actuando sobre los amortiguadores
asimétricos.
Preferentemente los métodos objeto de la
presente invención se utilizarán complementariamente a los sistemas
de guiado mencionados anteriormente pero debe señalarse que pueden
utilizarse independientemente de ellos.
Otras características y ventajas de la presente
invención se desprenderán de la descripción detallada que sigue de
una realización ilustrativa de su objeto en relación con las
figuras que se acompañan.
La Figura 1 muestra una vista esquemática de un
eje de un vehículo ferroviario cuyas ruedas están descentradas
respecto a los carriles.
La Figura 2 muestra esquemáticamente la
influencia de la posición de las cajas en el guiado.
La Figura 3 muestra un bastidor de un vehículo
ferroviario con medios neumáticos de suspensión regulados por
válvulas de nivel.
Siguiendo la Figura 1 se observa que el eje que
integra las ruedas 11, 13 está descentrado respecto a los carriles
15, 17 y ello se traduce en el hecho de que el diámetro D2 de la
sección de la rueda 13 en contacto con el carril no es el diámetro
Dm que correspondería si la rueda estuviera centrada sino que es
menor.
Por su parte, el diámetro D1 de la sección de la
rueda 11 en contacto con el carril 15 no es el diámetro Dm que
correspondería si la rueda estuviera centrada sino que es
mayor.
Consiguientemente las velocidades angulares de
las ruedas 11 y 13 no son iguales -como sucedería si estuviesen
centradas- sino que son diferentes.
La magnitud y sentido de la diferente velocidad
angular de las ruedas de un eje son pues parámetros definitorios de
su descentramiento y sus valores pueden obtenerse mediante
utilizando medios conocidos tales como los captadores del sistema de
antibloqueo de freno (ABS) incorporado en muchos trenes actuales.
De hecho, en el sistema y método descrito en la patente 2195756 en
el que se optimiza el guiado actuando sobre las barras de guiado se
detecta el descentramiento de las ruedas a partir de la medición de
sus velocidades angulares.
La presente invención ha surgido de la
observación de las influencias en el guiado de los vehículos
ferroviarios del funcionamiento de los medios de suspensión
utilizados que pasamos a describir sucintamente.
De cara a la primera realización de la invención
y siguiendo la Figura 2, se observan en su parte izquierda tres
bastidores 41, 43, 45 del tipo de rueda libre, perfectamente
centrados. En el bastidor 45 se han referenciado los principales
elementos a los efectos de la presente invención: las ruedas 11, 13,
los medios de suspensión 21, 23, las torretas de apoyo de los
medios de suspensión 25, 27 y las barras de guiado 19 que se
corresponden con las descritas en las patentes 2133229 y
2195756.
En la parte central y derecha de la Figura 2 se
muestra el descentramiento que se produce en el bastidor 41 cuando
su suspensión izquierda 21 queda por debajo de la suspensión
derecha 23: el eje de rodadura 53 se separa del eje de la vía 55 y
consiguientemente el ángulo entre el eje 51 del bastidor 41 y el
eje de la vía 55 es diferente de 90º.
Ello evidencia que existe una relación directa
entre el ángulo con la horizontal de un supuesto eje 57 que uniera
las suspensiones 25, 27 y la magnitud del descentramiento y por
ello el método propuesto por la presente invención consiste en
corregir el descentramiento de las ruedas actuando sobre los medios
de suspensión. Así pues, si se detecta un descentramiento del
bastidor 41 como el representado en la Figura 2 al comparar las
velocidades angulares de sus ruedas, se debe actuar, de acuerdo con
el método, elevando la suspensión izquierda 21 en la magnitud
necesaria para corregir el descentramiento.
Para la implementación del método son
necesarios:
- Medios de detección de la velocidad de las
ruedas de cada eje.
- Medios regulables de suspensión sobre cada
eje.
- Medios de gobierno y control que permitan
computar la modificación de la altura de los medios de suspensión
requerida para corregir el descentramiento en función de su
magnitud.
Los trenes actuales llevan incorporados
generalmente esos medios por lo que no son objeto específico de la
presente invención.
En el caso de medios de suspensión neumáticos
como los representados en la Figura 3 regulados por válvulas de
nivel 61 se regularían sus alturas actuando sobre los medios de
control de dichas válvulas.
En una segunda realización de la invención,
aplicable a trenes dotados de amortiguadores asimétricos, el método
se aplicaría actuando sobre los amortiguadores asimétricos para que
desplacen los centros del bogie y caja hacia el lado conveniente
para optimizar la rodadura.
El amortiguador asimétrico es similar al
estándar, con la particularidad de que tiene dos electroválvulas de
control, de tal forma que, cuando las dos electroválvulas están
desactivadas, se comporta como un amortiguador normal.
Se necesita igual fuerza para tracción, que para
compresión. Si se actúa una electroválvula, la de compresión, por
ejemplo, la fuerza a compresión se reduce hasta "0" o
progresivamente, consiguiendo un desplazamiento de la caja cuando
el vehículo está en marcha por la tendencia al movimiento lateral de
dicho vehículo.
En las realizaciones que acabamos de describir
pueden introducirse aquellas modificaciones comprendidas dentro del
alcance definido por las siguientes reivindicaciones.
Claims (3)
1. Método optimizado de guiado de vehículos
ferroviarios del tipo de rueda libre ó rueda acoplada que
comprenden medios regulables de suspensión de las cajas sobre el
bastidor ó bogie (41, 43, 45) que alberga las ruedas,
caracterizado porque comprende los siguientes pasos:
- -
- detección para cada eje de los vehículos de un descentramiento de sus ruedas (11, 13) respecto a los carriles (15, 17);
- -
- modificación de la altura de los apoyos (25, 27) de los medios de suspensión (21, 23) de las cajas situados en cada bastidor (41, 43, 45) en la magnitud necesaria para centrar las ruedas (11, 13) sobre los carriles (15, 17).
2. Método optimizado de guiado de vehículos
ferroviarios según la reivindicación 1, caracterizado porque
los medios de suspensión son neumáticos y su altura se regula
mediante válvulas de nivel (61).
3. Método optimizado de guiado de vehículos
ferroviarios del tipo de rueda libre o rueda acoplada que
comprenden medios regulables de suspensión de las cajas sobre el
bastidor ó bogie que alberga las ruedas que incluyen amortiguadores
asimétricos, caracterizado porque comprende los siguientes
pasos:
- -
- detección para cada eje del vehículo de un descentramiento de sus ruedas (11, 13) respecto a los carriles (15, 17);
- -
- modificación de la posición del centro del bastidor o bogie en la magnitud necesaria para centrar las ruedas (11, 13) sobre los carriles (15, 17) actuando sobre los amortiguadores asimétricos.
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