ES2341642T3 - Procedimiento y dispositivo para el control radial activo de pares de ruedas o de juegos de ruedas de vehiculos. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para el control radial activo de pares de ruedas o de juegos de ruedas de vehiculos. Download PDFInfo
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Abstract
Procedimiento para el control radial activo de las ruedas (11, 53, 103, 108, 115) de al menos una unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52) de un dispositivo de traslación, en particular de un dispositivo de traslación de un vehículo sobre carriles, en el que - los movimientos de ajuste se ejercen sobre la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52) a través de al menos un dispositivo de ajuste (36 a 41, 63 a 65, 68 a 76, 101, 102, 124), realizándose una regulación integrada con movimientos de ajuste en al menos dos rangos de frecuencias no idénticos, en el que - los primeros movimientos de ajuste en un primer rango de frecuencias y los segundos movimientos de ajuste en un segundo rango de frecuencias, diferente al primer rango de frecuencias, se aplican de forma superpuesta sobre la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52), caracterizado porque - la regulación en el segundo rango de frecuencias se realiza en tiempo real, en el que - se determina un valor instantáneo de al menos una variable de estado representativa del estado actual del vehículo y/o de la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52), - a partir del valor instantáneo se determina directamente una representación del estado actual del vehículo y/o de la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52) y se analiza respecto a su estabilidad, - en el caso de la determinación de una inestabilidad del estado actual se determina un valor de los parámetros modificables de al menos un dispositivo de ajuste (36 a 41, 63 a 65, 68 a 76, 101, 102, 124) necesario para la producción de un estado estable y - el al menos un dispositivo de ajuste (36 a 41, 63 a 65, 68 a 76, 101, 102, 124) se controla empleando el valor determinado del parámetro modificable correspondiente para la producción de un estado estable del vehículo y/o de la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52).
Description
Procedimiento y dispositivo para el control
radial activo de pares de ruedas o de juegos de ruedas de
vehículos.
La invención se refiere a un procedimiento y un
dispositivo para el control radial activo de pares de ruedas o
juegos de ruedas de vehículos. La invención es especialmente
apropiada para el uso en vehículos sobre carriles, pero no se
limita a ellos.
Se conocen una serie de dispositivos mecánicos
para el ajuste cuasi estático de los pares de ruedas o juegos de
ruedas en vías en curva, designados a continuación con el concepto
conjunto de unidad de ruedas, que presentan medios activos o
pasivos. En un control activo, las unidades de ruedas se alinean y
sujetan según el radio de curvatura. Estos dispositivos conducen la
unidad de ruedas en relación fija respecto al radio de curvatura y
consiguen una igualación de las sumas de fuerzas transversales que
actúan en las unidades de ruedas de un dispositivo de traslación o
vehículo, como mucho para un rango limitado. En este caso es
desventajoso que la estabilidad de marcha no sea mejor que en un
dispositivo de traslación convencional con guiado longitudinal
rígido de las unidades de ruedas; en el mejor de los casos no se
consigue un empeoramiento. También se necesitan dispositivos
mecánicos para garantizar la estabilidad de marcha, por ejemplo,
estabilizadores o inmovilizaciones del giro por rozamiento. Estos
sólo pueden representar un compromiso entre aptitud para inscripción
en la curva y estabilidad de marcha y conducen en general al
comienzo de oscilaciones de la estructura en la caja del vagón.
Frecuentemente se necesitan elementos amortiguadores adicionales en
el acoplamiento de la unidad de ruedas.
El documento EP 0 785 123 B1 describe el
procedimiento para la obtención y procesamiento de los datos para
el alineamiento de los dispositivos de traslación a partir de
unidades de ruedas individuales. En un procedimiento dado allí a
conocer, los movimientos de viraje del dispositivo de traslación
como ángulo, velocidad angular o aceleración angular se registran
sin fuerzas mediante sensores de ángulo, el valor medido o los
valores medidos se descomponen en sus partes de frecuencias, los
movimientos que sobresalen de los espectros de frecuencia se
identifican como molestos según la amplitud, frecuencia y posición
de fase, el o los vectores así identificados según su giro de fases
de 180º y preparación de un control o regulación se envían como
información para la modificación del ángulo de ajuste del
dispositivo de traslación y mediante el control o la regulación se
suprimen las partes molestas del movimiento del dispositivo de
traslación. La invención no tiene en cuenta la fuerza transversal
entre el par de ruedas o juego de ruedas y la vía.
Por el documento EP 0 374 290 B1 se conoce un
vehículo sobre carriles que comprende, a ambos lados y a lo largo
del eje longitudinal del vehículo, un número preestablecido de
ruedas individuales que pueden pivotarse mediante la dirección. Se
consigue un guiado sin defectos de alineación de cada rueda
individual en las zonas de curvas, dado que está previsto un
dispositivo medidor del desarrollo de carriles que mide la
desviación de un eje del vehículo del desarrollo de los carriles y
que dependiendo de la desviación medida genera una señal de guiado
para cada rueda independientemente de cualquier otra. Como
dispositivo medidor del desarrollo de carriles se proponen sistemas
que trabajan sin contacto sobre la base optoelectrónica o magnética
o electromagnética. La invención no puede aplicarse en vehículos
con pares de ruedas o juegos de ruedas.
El grupo japonés de solicitudes JP A 06199236,
JP A 07081564 y JP A 07081565 describe una influencia del movimiento
ondulado o de lazo mediante actuadores hidráulicos entre chasis de
bogie y cojinetes de juegos de ruedas. Se refiere a la
identificación de la frecuencia del movimiento ondulado en un
espectro de las vibraciones de viraje traslatorias registradas, por
lo que al menos son necesarios ocho sensores por bogie, así como una
mayor recopilación de datos con análisis de frecuencia
subsiguiente.
Un procedimiento según el preámbulo se conoce
también por el documento EP-A2-0 870
664.
Es desventajoso en todos los procedimientos y
dispositivos actuales para la influencia del comportamiento de
marcha de unidades de ruedas que éstos sólo sirven para,
- 1.
- en desplazamientos en curvas, es decir, al desplazarse en vías en curva, realizar el alineamiento correspondiente mediante conducción, y/o
- 2.
- determinar la frecuencia del movimiento ondulatorio e influir con la misma frecuencia por lo que se necesita una transformación de Fourier que significa una pérdida de tiempo frente a parámetros de perfil que cambian rápidamente en el contacto carril - rueda,
no obstante, no actúan estabilizando los juegos
de ruedas o pares de ruedas en el sentido de una reacción en tiempo
real a la situación instantánea de carga y movimiento que puede
cambiar rápidamente. En recorridos rectos estas medidas contribuyen
por ello en todos los casos a la mejora del alineamiento.
El objetivo de la invención es eliminar las
desventajas descritas del estado de la técnica y proponer en
particular un procedimiento y un dispositivo para el control radial
activo de las unidades de ruedas de vehículos, que garanticen un
guiado seguro, confortable y sin desgaste del vehículo, en
particular al desplazarse en línea recta, pero también en
desplazamientos en curvas. Además, el objetivo de la invención es
eliminar inmediatamente los movimientos molestos indeseados de las
ruedas mediante las medidas apropiadas de estabilización, sin que
para ello sea necesaria una mayor recopilación de datos para un
análisis de frecuencias, que estropea el efecto de tiempo real. Las
ruedas que ruedan sin molestias sobre los carriles son silenciosas.
Además, se reduce el desgaste en ruedas y carriles.
Este objetivo se resuelve por un procedimiento
según las características de la reivindicación 1 y un dispositivo
según las características de la reivindicación 16.
Configuraciones y ampliaciones convenientes de
la invención se indican en las reivindicaciones dependientes.
El procedimiento según la invención para el
control radial activo de las ruedas de al menos una unidad de
ruedas de un dispositivo de traslación consiste en una regulación
integrada que - en el caso de bogies, preferiblemente puramente en
el interior del dispositivo de traslación, es decir, sin unión
efectiva mecánica a la caja del vagón - aplica los movimientos de
ajuste sobre la unidad de ruedas en al menos dos rangos de
frecuencias no idénticos. En este caso los primeros movimientos de
ajuste en un primer rango de frecuencias y los segundos movimientos
de ajuste en un segundo rango de frecuencias, diferente del primer
rango de frecuencias, se aplican de forma superpuesta sobre la
unidad de ruedas.
En este caso mediante los movimientos de ajuste
en el segundo rango de frecuencias se realiza preferiblemente una
regulación de la estabilidad de marcha del vehículo.
El dispositivo según la invención para el
control radial activo de al menos una unidad de ruedas de un
vehícu-
lo - dispuesta dado el caso en un bogie o similares - comprende al menos un dispositivo de ajuste unido con la unidad de ruedas para la aplicación de movimientos de ajuste sobre la unidad de ruedas y un dispositivo de regulación unido con el dispositivo de ajuste para el control del dispositivo de ajuste. El dispositivo de ajuste sirve en este caso en particular para la aplicación de una rotación alrededor del eje vertical y adicionalmente o alternativamente para una translación en dirección transversal sobre la unidad de ruedas. El dispositivo de regulación está configurado según la invención para el control del dispositivo de ajuste, de forma que el dispositivo de ajuste de la unidad de ruedas en un primer rango de frecuencias aplica los primeros movimientos de ajuste para la generación de desviaciones cuasi estáticas de la unidad de ruedas conforme al radio de curvatura de un segmento de vía actualmente a atravesar. Además, está configurado, según el tipo de una regulación de estabilidad, para el control del dispositivo de ajuste de forma que en un segundo rango de frecuencias diferente del primer rango de frecuencias se aplican sobre la unidad de ruedas los segundos movimientos de ajuste superpuestos a los primeros movimientos de ajuste, que sirven para la generación de desviaciones de la unidad de ruedas para la estabilización de la marcha del vehículo.
lo - dispuesta dado el caso en un bogie o similares - comprende al menos un dispositivo de ajuste unido con la unidad de ruedas para la aplicación de movimientos de ajuste sobre la unidad de ruedas y un dispositivo de regulación unido con el dispositivo de ajuste para el control del dispositivo de ajuste. El dispositivo de ajuste sirve en este caso en particular para la aplicación de una rotación alrededor del eje vertical y adicionalmente o alternativamente para una translación en dirección transversal sobre la unidad de ruedas. El dispositivo de regulación está configurado según la invención para el control del dispositivo de ajuste, de forma que el dispositivo de ajuste de la unidad de ruedas en un primer rango de frecuencias aplica los primeros movimientos de ajuste para la generación de desviaciones cuasi estáticas de la unidad de ruedas conforme al radio de curvatura de un segmento de vía actualmente a atravesar. Además, está configurado, según el tipo de una regulación de estabilidad, para el control del dispositivo de ajuste de forma que en un segundo rango de frecuencias diferente del primer rango de frecuencias se aplican sobre la unidad de ruedas los segundos movimientos de ajuste superpuestos a los primeros movimientos de ajuste, que sirven para la generación de desviaciones de la unidad de ruedas para la estabilización de la marcha del vehículo.
Con otras palabras, el dispositivo de ajuste,
que puede estar configurado como accionamiento sencillo de ajuste,
genera desviaciones y fuerzas conforme a las especificaciones del
dispositivo de regulación y provoca así un giro de la unidad de
ruedas, así de un par de ruedas o juego de ruedas, alrededor del eje
vertical y adicionalmente o alternativamente una traslación de la
unidad de ruedas en la dirección transversal. El dispositivo de
ajuste, así por ejemplo el accionamiento de ajuste, está realizado
según la invención de forma que genera desviaciones y fuerzas cuasi
estáticas conforme al radio de curvatura de un segmento de trayecto
a atravesar, por ejemplo, de una vía en curva y superpone
desviaciones y fuerzas con otra frecuencia, en general mayor, para
la estabilización de la marcha del vehículo tanto al desplazarse en
una curva como también en al desplazarse en línea recta. En este
caso puede obtenerse un ajuste especialmente buena de las fuerzas
transversales, así como un estabilización especialmente eficaz, si
se controlan varias, preferiblemente todas las unidades de ruedas
del vehículo a través del control radial según la invención.
Se entiende que en el caso de la frecuencia de
los primeros y segundos movimientos de ajuste no se trata de una
frecuencia preestablecida de forma fija, sino cada vez de una
frecuencia que cambia con el tiempo y que por último se
preestablece por el estado actual de movimiento del vehículo, en
particular así por la velocidad instantánea del vehículo y el tramo
del trayecto actualmente recorrido.
En variantes ventajosas del procedimiento según
la invención, el segundo rango de frecuencias comprende frecuencias
que al menos parcialmente son mayores que las frecuencias del primer
rango de frecuencias. El segundo rango de frecuencias se sitúa
preferiblemente por encima del primer rango de frecuencias. Además,
el segundo rango de frecuencias sigue al primer rango de
frecuencias. Los valores preferidos para el primer rango de
frecuencias se sitúan en este caso entre 0 Hz y 3 Hz, mientras que
el segundo rango de frecuencias se sitúa entre 0 Hz y 10 Hz,
preferiblemente entre 3 Hz y 10 Hz. Una ventaja de la invención
consiste en que se garantiza el ajuste exacto de las unidades de
ruedas en las vías en curva, de forma que la suma de las fuerzas
transversales transmitidas en el contacto carril - rueda de todas
las unidades de ruedas de un bogie son iguales en todas las
condiciones de funcionamiento. Con otras palabras, así puede
conseguirse que la resultante correspondiente de las fuerzas
transversales que actúan sobre el juego de ruedas correspondiente,
se ajuste de tal manera que las resultantes que actúan sobre las
unidades de ruedas individuales de un bogie sean esencialmente
iguales al menos en valor.
Además, se garantiza la estabilidad de la marcha
de todas las unidades de ruedas, tanto al desplazarse en vías
rectas como también en vías en curva. El ajuste es posible en la
curva también en el caso de elevadas fuerzas de tracción y
parámetros de carril - rueda desfavorables. En variantes ventajosas
de la invención está previsto por ello que al desplazarse en una
curva, mediante los movimientos de ajuste en el primer rango de
frecuencias se realice un ajuste cuasi estático de las ruedas de la
unidad de ruedas, de forma que se realice una igualación de las
sumas de las fuerzas transversales que actúan en las ruedas de las
unidades de ruedas del dispositivo de traslación. Con otras
palabras, sobre cada unidad de ruedas actúa una respectiva
resultante de fuerzas transversales, al menos su valor se
corresponde esencialmente a aquel de las resultantes de fuerzas
transversales que actúan sobre las otras unidades de ruedas.
Otra ventaja de la invención consiste en que
permite conseguir distribuciones especiales de fuerzas transversales
entre las unidades de ruedas mediante ajustes y algoritmos
correspondientes y/o provocar condiciones especiales de desgaste
entre rueda y carril en las unidades de ruedas del dispositivo de
traslación o vehículo, para adaptar de forma óptima el
comportamiento en marcha, por ejemplo, a condiciones especiales de
funcionamiento y/o mantenimiento. Así para la rueda individual
puede provocarse una distribución orientada del desgaste, así por
ejemplo un modelo preestablecido de desgaste, para controlar el
desarrollo del par perfil de carril - rueda. En otras
configuraciones ventajosas del procedimiento según la invención está
previsto por ello que, al desplazarse en una curva, mediante los
movimientos de ajuste en el primer rango de frecuencias se realice
un ajuste cuasi estático de las ruedas de la unidad de ruedas, de
forma que se produzca una distribución de las fuerzas transversales
que actúan en las ruedas de las unidades de ruedas del dispositivo
de traslación, en la que el comportamiento en marcha esté adaptado
a las condiciones preestablecibles de funcionamiento y
mantenimiento.
Adicionalmente es posible un diagnóstico del
funcionamiento correcto de todos los componentes de un dispositivo
que trabaja según el procedimiento según la invención mediante la
supervisión de la estabilidad de marcha y el ajuste de la unidad de
ruedas correspondiente.
Variantes preferidas del procedimiento según la
invención se destacan porque mediante los segundos movimientos de
ajuste en el segundo rango de frecuencias se produce una regulación
de la estabilidad de marcha del vehículo. Esto sucede
preferiblemente determinando, en el curso de la regulación y a
partir de los valores instantáneos medidos de una o varias
variables de estado del sistema, una representación del estado
actual del sistema mecánico, por ejemplo, en forma de una matriz de
estabilidad correspondiente. En este caso se tienen en cuenta
naturalmente también las variabilidades de los dispositivos de
ajuste que generan los movimientos de ajuste. Al grupo de las
variables de estado pertenecen entre otros la velocidad y la
aceleración de la unidad de ruedas en la dirección transversal, es
decir, transversalmente a la dirección longitudinal del vehículo,
así como la velocidad y la aceleración de la unidad de ruedas
alrededor del eje vertical.
Mediante algoritmos matemáticos apropiados se
comprueba esta representación del estado actual del sistema
mecánico en cuanto a su estabilidad. En el caso de inestabilidad,
los parámetros variables de la descripción del sistema, que
resultan de los dispositivos de ajuste, se varían de forma apropiada
de tal manera que o hasta que se obtiene un sistema estable. Los
valores instantáneos "estables" así obtenidos para los
parámetros variables, que resultan de los dispositivos de ajuste,
se utilizan entonces para la generación de las señales de control
para el dispositivo de ajuste correspondiente, para intentar
conseguir un estado del sistema estable a través de los
dispositivos de ajuste. Al contrario que en procedimientos conocidos
para la regulación de la estabilidad, en los que se necesita una
captación de valores medidos en un largo periodo de tiempo y un
análisis de estas series medidas (por ejemplo, mediante la
transformación de Fourier),con esto se garantiza una estabilización
rápida, inmediata y eficaz del sistema.
Por consiguiente la solución según la invención
permite la renuncia a dispositivos mecánicos de estabilización
entre dispositivo de traslación y caja del vagón para el
comportamiento de marcha, como por ejemplo, estabilizadores o
inmovilizaciones del giro por rozamiento. También puede renunciarse
a elementos amortiguadores en el acoplamiento de las unidades de
ruedas, en particular en la varilla de acoplamiento. Además, son
ventajosas la minimización del ángulo de ataque y por consiguiente
la carga de la vía y la minimización o optimización del desgaste en
la rueda y carril. Se consigue una marcha del vehículo estable en
todos los rangos de velocidades, también en el caso de velocidades
elevadas. Por la ausencia de una varilla de acoplamiento entre las
unidades de ruedas y hacia la caja del vagón, a través de estos
elementos de acoplamiento no puede producirse, junto a la estructura
mecánica más sencilla, una transmisión del sonido propagado por
cuerpos sólidos y vibraciones.
La regulación integrada está configurada
preferiblemente en un vehículo con un dispositivo de traslación que
comprende un bogie, de forma que actúa en el interior del
dispositivo de traslación sin unión efectiva mecánica a la caja del
vagón, para evitar según ya se ha indicado, junto a la estructura
mecánica más sencilla, una transmisión del sonido propagado por
cuerpos sólidos y vibraciones a través de los elementos de
acoplamiento hacia la caja del vagón. Se entiende que el
dispositivo para el tratamiento de señales o similares puede estar
dispuesto en este caso naturalmente también en o junto a la caja del
vagón, no obstante, éste puede estar unido sólo a través de líneas
de control correspondientes, como cables o similares, con los
elementos actuadores del dispositivo de ajuste.
En el caso de variantes ventajosas del
procedimiento según la invención está previsto que la regulación
controle al menos un dispositivo de ajuste de reacción rápida, por
ejemplo, un accionamiento de ajuste de reacción rápida que ajusta
la posición angular de la unidad de ruedas relativamente al chasis
del dispositivo de traslación o caja del vagón para obtener así,
por ejemplo, una orientación radial óptima de la unidad de ruedas
respecto a una vía en curva.
En otras variantes preferidas está previsto que
mediante los movimientos de ajuste se regule el ángulo relativo
entre las unidades de ruedas exteriores de un vehículo con al menos
dos unidades de ruedas, para poder obtener así una orientación
óptima de las unidades de ruedas del vehículo, por ejemplo, en la
vía en curva.
Para la regulación pueden emplearse básicamente
variables de entrada cualesquiera, que de forma individual o en
combinación permitan deducciones del estado actual, en particular
del estado actual de movimiento del vehículo y/o de la unidad de
ruedas. La regulación de la posición de la unidad de ruedas se
realiza preferiblemente en función del radio de curvatura y/o la
velocidad de marcha y/o aceleración transversal desequilibrada y/o
valor de rozamiento y/o los parámetros de perfil entre rueda y
carril.
Más preferiblemente para el procedimiento de
regulación se utilizan el recorrido transversal determinado de al
menos una unidad de ruedas respecto al chasis de bogie o caja del
vagón, el ángulo de viraje determinado de al menos una unidad de
ruedas respecto al chasis de bogie o caja del vagón. Igualmente
pueden utilizarse adicionalmente o alternativamente el recorrido de
ajuste o ángulo de ajuste determinados de al menos un dispositivo
de ajuste o las fuerzas de ajuste determinadas de al menos un
dispositivo de ajuste. Igualmente pueden emplearse la velocidad de
marcha determinada, la velocidad o aceleración determinadas de la
unidad de ruedas en dirección transversal o la velocidad de viraje
o aceleración de viraje determinadas de la unidad de ruedas,
Finalmente puede utilizarse adicionalmente o alternativamente
también el radio de curvatura del recorrido de marcha.
El dispositivo de ajuste puede estar configurado
básicamente a voluntad para obtener los movimientos de ajuste
correspondientes. Básicamente puede estar previsto que los primeros
y segundos movimientos de ajuste se generen por un único
dispositivo de ajuste. En este caso debe preverse sólo que el
dispositivo de ajuste esté configurado de forma que reaccione
suficientemente rápido para generar los segundos movimientos de
ajuste en el segundo rango de frecuencias. Se entiende naturalmente
también que para la generación de los primeros y segundos
movimientos de ajuste puedan estar previstos diferentes
dispositivos de ajuste. El dispositivo de ajuste está configurado
preferiblemente como accionamiento de ajuste eléctrico, hidráulico o
neumático.
El número y disposición de los dispositivos de
ajuste puede elegirse básicamente a voluntad. Solo debe asegurarse
que los movimientos de ajuste correspondientes puedan generarse de
forma segura. Está previsto en variantes preferidas del dispositivo
según la invención que esté previsto al menos un dispositivo de
ajuste por rueda de la unidad de ruedas y adicionalmente o
alternativamente por cojinete de rueda de la unidad de ruedas y
además adicionalmente o alternativamente por ruedas acopladas de la
unidad de ruedas.
El acoplamiento entre el dispositivo de ajuste y
la unidad de ruedas puede estar configurado básicamente a voluntad.
En variantes preferidas del dispositivo según la invención, entre el
dispositivo de ajuste y la rueda o cojinete de rueda de la unidad
de ruedas puede estar dispuesto un engranaje para generar así de
forma sencilla con dispositivos de ajuste sencillos los movimientos
de ajuste o las fuerzas de ajuste de la intensidad deseada.
La forma de actuar, en particular el movimiento
efectivo del dispositivo de ajuste, puede estar adaptado al
movimiento de ajuste necesario. Si, por ejemplo, se necesita o desea
un movimiento de ajuste lineal, así está previsto preferiblemente
que el dispositivo de ajuste presente un movimiento efectivo lineal.
Si, por el contrario, se necesita o desea un movimiento de ajuste
rotatorio, así está previsto preferiblemente que el dispositivo de
ajuste presente un movimiento efectivo rotatorio.
La disposición del dispositivo de ajuste puede
realizarse básicamente a voluntad en función del acoplamiento
deseado entre las unidades de ruedas individuales. Así el
dispositivo de ajuste puede estar dispuesto entre las ruedas de
diferentes lados del vehículo, mientras que también puede estar
dispuesto en un lado del vehículo, en particular entre ruedas de un
lado del vehículo.
Para asegurar, también en el caso de avería de
los dispositivos de ajuste individuales, un funcionamiento seguro
está previsto en variantes preferidas del dispositivo según la
invención que se combinen varios dispositivos de ajuste para la
creación de una redundancia, que sirven entonces de forma ventajosa
para la generación de uno y los mismos movimientos de ajuste y
éstos pueden generarse respectivamente por si solos también en el
caso de avería del otro dispositivo de ajuste o dispositivos de
ajuste.
\vskip1.000000\baselineskip
La invención se explica en detalle a
continuación mediante los ejemplos de realización representados en
los dibujos. Muestran de forma esquemática y no a escala:
Fig. 1 un dispositivo de traslación o vehículo
autoguiado de tres ejes,
Fig. 2 un dispositivo de traslación o vehículo
de dos ejes, y
Fig. 3 a 7 respectivamente un par de ruedas o un
juego de ruedas de un dispositivo de traslación o vehículo con
control radial activo en formas de realización diferentes.
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La fig. 1 muestra un dispositivo de traslación 1
de tres ejes para un vehículo sobre carriles, por ejemplo, un bogie
de tres ejes o tres unidades de ruedas acopladas montadas en la caja
del vagón en forma de juegos de ruedas o pares de ruedas. Éste
presenta un chasis de caja del vagón o de bogie no representado en
la figura y hecho de soportes longitudinales y transversales. En
los soportes longitudinales están fijadas las carcasas de cojinete
de rueda 2 a 7 de las tres unidades de ruedas 8, 9, 10 a través de
elementos de resorte no representados, y a saber carcasas de
cojinete de rueda 2, 3 para la primera unidad de ruedas 8 (unidad de
ruedas exterior), carcasas de cojinete de rueda 4, 5 para la
segunda unidad de ruedas 9 (unidad de ruedas central) y carcasas de
cojinete de rueda 6, 7 para la tercera unidad de ruedas 10 (unidad
de ruedas exterior). Las unidades de ruedas 8, 9, 10 comprenden
ruedas 11. Las unidades de ruedas 8, 9, 10 pueden accionarse a
través de motores de accionamiento no representados, por ejemplo,
motores suspendidos por la nariz o motores en bastidor.
Las carcasas de cojinete de rueda 2, 3, 6, 7 de
las dos unidades de ruedas exteriores 8, 10 pueden moverse entre
otros en la dirección de marcha o en contra a la dirección de marcha
del vehículo sobre carriles, lo que está indicado por las flechas
de dirección x1, x2. Las carcasas de cojinete de rueda 4, 5 de la
unidad de ruedas central 9 pueden moverse entre otros
perpendicularmente a la dirección de marcha del vehículo sobre
carriles, lo que está indicado por las flechas de dirección y1,
y2.
Las carcasas de cojinete de rueda 2, 3, 4, 5, 6,
7 están acopladas respectivamente ahora sobre el mismo lado del
dispositivo de traslación a través de configuraciones de varilla
conductora - palanca de giro.
Una varilla conductora 12 inclinada está
dispuesta entre una articulación 13 de una palanca angular 14 y una
articulación 15 de la carcasa de cojinete de rueda 3.
La palanca angular 14 tiene un eje de giro 16
fijo al chasis y está unida a través de la articulación 17 mediante
un segundo brazo con el lado frontal del cojinete de rueda 5 de la
unidad de ruedas central 9.
A la carcasa de cojinete de rueda 7 se le asigna
una palanca de giro 18 con eje de giro 19 centrado fijo al chasis,
engranando la varilla conductora 20 que conduce hacia la carcasa de
cojinete de rueda en la primera articulación 21 de esta palanca de
giro 18 y estando unida la segunda articulación 22 de esta palanca
de giro 18 con una varilla conductora 23 que conduce, por otro
lado, hacia la articulación 13 ya mencionada de la palanca angular
14.
En este ejemplo de realización, los
acoplamientos de las carcasas de cojinete de rueda 3, 5, 7 de un
lado del dispositivo de traslación se realizan de forma simétrica
al eje longitudinal del vehículo sobre carriles, también en las
carcasas de cojinete de rueda 2, 4, 6 del otro lado del dispositivo
de traslación.
Una varilla conductora 24 inclinada está
dispuesta entre una articulación 25 de una palanca angular 26 y
articulación 27 de la carcasa de cojinete de rueda 2.
La palanca angular 26 tiene un eje de giro 28
fijo al chasis y está unida a través de la articulación 29 a través
de un segundo brazo con la cara frontal del cojinete de rueda 4 de
la unidad de ruedas central 9.
A la carcasa de cojinete de rueda 6 se le asigna
una palanca de giro 30 con eje de giro 31 centrado fijo al chasis,
engranando la varilla conductora 32 que guía hacia la carcasa de
cojinete de rueda 6 en la primera articulación 33 de esta palanca
de giro 30 y estando unida la segunda articulación 34 de esta
palanca de giro 30 con una varilla conductora 35 que conduce, por
otro lado, hacia la articulación 25 ya mencionada de la palanca
angular 26.
Para la generación de los primeros y segundos
movimientos de ajuste en las unidades de ruedas 8, 9 y 10 están
previstas una serie de unidades de ajuste en forma de accionamientos
de ajuste sencillos, cuya disposición y efecto se describe a
continuación.
En la carcasa de cojinete de rueda 2 está
dispuesto un accionamiento de ajuste 36 lineal, que actúa en la
dirección de marcha u opuesto a la dirección de marcha (x1, x2).
En la carcasa de cojinete de rueda 4 está
dispuesto un accionamiento de ajuste 37 lineal, que actúa
perpendicularmente a la dirección de marcha (y1, y2).
Alternativamente o en combinación está dispuesto en la fig. 1 un
accionamiento de ajuste 38 que actúa de forma rotatoria y que
provoca una rotación alrededor del eje de rotación 28.
En la carcasa de cojinete de rueda 6 está
dispuesto un accionamiento de ajuste 39 lineal, que actúa en la
dirección de marcha u opuesto a la dirección de marcha (x1, x2).
Alternativamente o en combinación está dispuesto en la fig. 1 un
accionamiento de ajuste 40 que actúa en la dirección de marcha u
opuesto a la dirección de marcha (x1, x2) en la articulación 33 de
la palanca de giro 30, así como un accionamiento de ajuste 41 que
actúa de forma rotatoria. El accionamiento de ajuste 41 provoca un
giro alrededor del eje de giro 31.
Los accionamientos de ajuste 36 a 41 pueden
emplearse a elección de forma individual o en combinación. Con la
combinación de varios accionamientos de ajuste 36 a 41 se crea por
ello una redundancia, de forma que en caso de avería de uno o
varios accionamientos de ajuste 36 a 41, los otros que no están
averiados asumen su o sus funciones al menos parcialmente.
El procedimiento según la invención consiste en
una regulación integrada que se realiza en el interior del
dispositivo de traslación, es decir, sin unión efectiva mecánica a
la caja del vagón, de forma simultánea o integrada en al menos dos
rangos de frecuencias.
En un primer rango de frecuencias se realiza un
ajuste cuasi estático de las unidades de ruedas 8, 9, 10 en vías en
curva igualando las sumas de las fuerzas transversales que actúan en
las unidades de ruedas 8, 9, 10 del dispositivo de traslación o
vehículo. En cada unidad de ruedas actúa, con otras palabras, una
resultante de fuerzas transversales que se corresponde con las
resultantes de fuerzas transversales en las otras unidades de
ruedas al menos en cuanto al
valor.
valor.
En un segundo rango de frecuencias se realiza la
regulación de la estabilidad de marcha que ya ha sido descrita
arriba.
Así a partir de los valores instantáneos medidos
de una o varias variables de estado del sistema, especificadas
todavía más detalladamente a continuación, se determina una
representación del estado actual del sistema mecánico. Esto sucede,
por ejemplo, en forma de una matriz de estabilidad correspondiente.
Esta matriz se influye, por un lado, por los parámetros mecánicos
no modificables de los elementos no controlables de forma activa del
sistema, por ejemplo, resortes, etc. No obstante, en la
determinación de esta matriz llegan también los parámetros
variables de los accionamientos de ajuste.
Mediante los algoritmos matemáticos apropiados
se comprueba esta matriz de estabilidad actual en cuanto a su
estabilidad. En el caso de inestabilidad, los parámetros de la
descripción del sistema, variables, influenciables activamente, que
resultan de los dispositivos de ajuste, se varían de forma apropiada
de tal manera que o hasta que se obtiene una matriz de estabilidad,
es decir, se obtiene un sistema estable. Los valores instantáneos
"estables" así obtenidos para los parámetros variables, que
resultan de los dispositivos de ajuste, se utilizan entonces para
la generación de las señales de control para el dispositivo de
ajuste correspondiente. Así mediante los dispositivos de ajuste se
puede intentar conseguir de forma rápida, sencilla y efectiva un
estado del sistema estable. Al contrario que en procedimientos
conocidos para la regulación de la estabilidad, aquí no se necesita
una captación de valores medidos durante un tiempo mayor y un
análisis de estas series medidas (por ejemplo, mediante la
transformación de Fourier), con la que es posible sólo una reacción
retrasada temporalmente sobre el estado de movimiento actual del
sistema.
Al grupo de las variables de estado arriba
mencionadas pertenecen entre otras la velocidad y la aceleración de
la unidad de ruedas en la dirección transversal, es decir,
transversalmente a la dirección longitudinal del vehículo, así como
la velocidad y la aceleración de la unidad de ruedas alrededor del
eje vertical. Según el concepto de regulación seleccionado se
utiliza al menos una de estas variables de estado medidas o una
combinación de estas variables de estado medidas para la regulación
de estabilidad arriba descrita.
El segundo rango de frecuencias comprende
frecuencias que al menos parcialmente son mayores que frecuencias
del primer rango de frecuencias. Esta regulación controla
accionamientos de ajuste 36 a 41 de reacción rápida, que ajustan la
posición angular de las unidades de ruedas 8 y 10 o el
desplazamiento transversal de la unidad de ruedas 9 relativamente
al chasis.
En este ejemplo de realización se regula el
ángulo relativo entre las unidades de ruedas exteriores 8, 10, así
como el desplazamiento transversal de la unidad de ruedas central
9.
Alternativamente o en combinación con ello
pueden regularse el o los ángulos absolutos de una, varias y/o
todas las unidades de ruedas 8, 9, 10 respecto a un chasis del
dispositivo de traslación o caja del vagón.
La regulación del ajuste cuasi estático de la
unidad de ruedas 8, 9, 10 en cuestión se realiza en este ejemplo de
realización en función sólo del radio de curvatura del segmento de
vía que se atraviesa actualmente. El radio de curvatura se
determina con la ayuda de señales medidas por sensores
correspondientes, por ejemplo, sensores de aceleración transversal
y/o de aceleración angular, sensores de velocidad de giro y/o
sensores de velocidad transversal.
Alternativamente a ello, la regulación de la
posición de la unidad de ruedas 8, 9, 10 en cuestión puede
realizarse en función del radio de curvatura, velocidad de marcha,
aceleración transversal desequilibrada, valor de rozamiento y/o
parámetros de perfil entre rueda de marcha 11 y carril. También la
determinación de estas variables se efectúa con una unidad sensora
correspondiente.
Lo siguiente puede utilizarse para el
procedimiento de regulación, por ejemplo, el recorrido transversal
de cada unidad de ruedas 8, 9, 10 respecto al chasis, el ángulo de
viraje de cada unidad de ruedas 8, 9, 10 respecto al chasis, el
recorrido de ajuste o ángulo de ajuste de los dispositivos de ajuste
36 a 41, las fuerzas o momentos de ajuste de los dispositivos de
ajuste 36 a 41, la velocidad de marcha (absoluta), la velocidad o
aceleración (absolutas) de la unidad de ruedas en dirección
transversal, la velocidad de viraje (absoluta) o la aceleración de
viraje (absoluta) de la unidad de ruedas y/o el radio de curvatura,
mediante sensores correspondientes, por ejemplo, sensores de
aceleración transversal y/o de aceleración angular, sensores de
velocidad de giro y/o sensores de velocidad transversal.
No es necesario para ello y no sucede un
análisis de frecuencias de los movimientos de los pares de ruedas o
juegos de ruedas.
El dispositivo según la invención comprende un
dispositivo de regulación unido con las entradas de control
correspondientes de los accionamientos de ajuste 36 a 41 - no
representado en la fig. 1. Éste sirve tanto para el ajuste cuasi
estático, como también para la regulación de la estabilidad de las
unidades de ruedas 8, 9, 10 del vehículo sobre carriles con al
menos dos unidades de ruedas 8, 9, 10, tres en este ejemplo de
realización, o de un bogie de un vehículo sobre carriles con al
menos dos unidades de ruedas.
Los accionamientos de ajuste 36 a 41 generan,
por un lado, los primeros movimientos de ajuste en forma de desvíos
cuasi estáticos y fuerzas conforme al radio de curvatura de un
segmento de vía a atravesar, por ejemplo, una curva y superponen
los segundos movimientos de ajuste en forma de desvíos y fuerzas con
frecuencia mayor para la estabilización de la marcha del vehículo
tanto al desplazarse en una curva como también al desplazarse en
línea
recta.
recta.
Los accionamientos de ajuste 36 a 41 generan
desviaciones y fuerzas conforme a las especificaciones del
dispositivo de regulación.
Los accionamientos de ajuste 36 a 41 provocan un
giro de las unidades de ruedas 8, 10 alrededor del eje vertical y/o
una traslación de la unidad de ruedas 9 en dirección
transversal.
La generación de fuerzas en los accionamientos
de ajuste 36 a 41 se realiza de forma eléctrica, hidráulica,
neumática o por una combinación de estos procedimientos.
Al menos un accionamiento de ajuste 36 a 41 está
previsto en un lado del dispositivo de traslación por rueda 11 o
cojinete de rueda de la unidad de ruedas 8, 9, 10, como en este
ejemplo de realización.
Un accionamiento de ajuste 36 a 41 actúa sobre
al menos dos ruedas que están acopladas entre sí. El acoplamiento
estar situado, como en este ejemplo de realización, entre una rueda
11 y otra rueda 11 de la misma unidad de ruedas 8, 9, 10 o la rueda
de otra unidad de ruedas en el mismo o en el lado opuesto del
vehículo.
La transmisión de la fuerza o del momento de los
dispositivos de ajuste 36 a 41 se realiza directamente o
intercalando un engranaje.
El movimiento efectivo de los accionamientos de
ajuste 36, 37, 39, 40 es lineal en este ejemplo de realización. Los
accionamientos de ajuste 36, 37, 39, 40 pueden asumir al mismo
tiempo la función de una varilla conductora. Actúan adicionalmente
a un acoplamiento pasivo eventualmente presente y están unidos con
él a través de palancas o conductores.
Alternativamente a ello el accionamiento de
ajuste puede actuar de forma rotatoria, como es el caso en el
ejemplo de realización para los accionamientos de ajuste 38, 41.
Entonces puede asumir al mismo tiempo la función de un cojinete de
pivote. Actúa adicionalmente a un acoplamiento pasivo eventualmente
presente y está unido con él a través de palancas o conductores o a
través de un acoplamiento giratorio.
La fig. 2 muestra un dispositivo de traslación
de un vehículo accionado sobre carriles. Están representados un
chasis de bogie o de caja del vagón 50, dos unidades de ruedas 51,
52, con ruedas 53 y carcasas de cojinetes de rueda 54 a 57. Las
unidades de ruedas 51, 52 están alojadas de forma controlable
radialmente mediante un árbol giratorio 58, palancas giratorias 59,
60 y varillas conductoras 61 y están unidas mediante elementos de
resorte primarios 62 con el chasis 50.
Los accionamientos de ajuste 63 a 65 generan los
primeros movimientos de ajuste en forma de desviaciones cuasi
estáticas y fuerzas conforme al radio de curvatura de un segmento de
la vía a atravesar, por ejemplo una vía en curva, y superponen los
segundos movimientos de ajuste en forma de desviaciones y fuerzas
con mayor frecuencia para la estabilización de la marcha del
vehículo, tanto al desplazarse en una curva como también al
desplazarse en línea
recta.
recta.
Los accionamientos de ajuste 63 a 65 generan
desviaciones y fuerzas conforme a las especificaciones de un
dispositivo de regulación según la invención, unido con ello - no
representado en la fig. 2.
Los accionamientos de ajuste 63 a 65 provocan un
giro de las unidades de ruedas 51, 52 alrededor del eje
vertical.
La generación de fuerzas en los accionamientos
de ajuste 63 a 65 se realiza de forma eléctrica, hidráulica,
neumática o por una combinación de estos procedimientos.
Los accionamientos de ajuste 63 a 65 actúan en
este ejemplo de realización sobre las dos unidades de ruedas 51,
52, puesto que éstas están acopladas a través del árbol giratorio
58, las palancas giratorias 59, 60 y las varillas conductoras 61.
El accionamiento de ajuste 63 lineal está dispuesto un punto de
articulación 66 de la palanca giratoria 59. El accionamiento de
ajuste 64 lineal está dispuesto en la carcasa de cojinete de rueda
56 de la unidad de ruedas 52. El accionamiento de ajuste 65
rotatorio está dispuesto en la palanca giratoria 59 y provoca un
giro alrededor del eje de giro 67 que discurre horizontalmente.
Pueden estar previstos uno, varios o todos los
accionamientos de ajuste 63 a 65. Si se emplean varios de los
accionamientos de ajuste 63 a 65, así puede concebirse que se
empleen accionamientos de ajuste determinados para la generación de
los primeros movimientos de ajuste, así el ajuste cuasi estático de
las unidades de ruedas según la vía en curva (es decir, en el rango
de frecuencias mas bajo) y otros para la generación de los segundos
movimientos de ajuste, así la regulación de estabilidad (es decir,
en el rango de frecuencias más elevado).
Con la combinación de varios accionamientos de
ajuste 63 a 65 se crea por ello una redundancia de forma que, en
caso de avería de uno o varios de los accionamientos de ajuste 63 a
65, los otros que no están averiados asumen al menos parcialmente
su o sus funciones.
El árbol giratorio 58 puede suprimirse; para
ello se disponen en éste caso en cada lado al menos un accionamiento
de ajuste del tipo 63 a 65.
En un primer rango de frecuencias se realiza un
ajuste cuasi estático de las unidades de ruedas 51, 52 en vías en
curva igualando las sumas de las fuerzas transversales que actúan en
los pares de ruedas o juegos de rudas 51, 52 del dispositivo de
traslación o vehículo. Con otras palabras, se consigue que sobre la
unidad de ruedas correspondiente actúe una resultante de fuerzas
transversales que se corresponde al menos en cuanto al valor con
las resultantes de fuerzas transversales que actúan sobre las otras
unidades de ruedas.
En un segundo rango de frecuencias se realiza la
regulación arriba descrita de la estabilidad de marcha. El segundo
rango de frecuencias comprende en este caso frecuencias que al menos
parcialmente son mayores que frecuencias del primer rango de
frecuencias. El dispositivo de regulación con la que se realiza esta
regulación controla los accionamientos de ajuste 63 a 65 de
reacción rápida, que ajustan la posición angular de las unidades de
ruedas 51, 52 relativamente al chasis.
También en este ejemplo de realización se regula
el ángulo relativo entre las unidades de ruedas 51, 52. La
regulación del ajuste cuasi estático de la unidad de ruedas 51, 52
en cuestión se realiza también en este ejemplo de realización en
función sólo del radio de curvatura del segmento de vía a
atravesar.
En las fig. 3 y 4 están representadas
respectivamente unidades de ruedas individuales de dispositivos de
traslación o vehículos con controles radiales activos y diferentes
posibilidades de disposición de uno o varios accionamientos de
ajuste 68 a 76.
En la fig. 3 está dispuesto el accionamiento de
ajuste 68 lineal en una carcasa de cojinete de rueda 77. El
accionamiento de ajuste 69 lineal está dispuesto en una articulación
78 en el extremo de una barra conductora 79. La articulación 78
está unida al mismo tiempo con la carcasa de cojinete de rueda 77 a
través de la varilla conductora 80. La varilla conductora 80 está
alojada de forma giratoria alrededor de un eje vertical de giro 81
que corta la línea central del vehículo. En una articulación 82
dispuesta igualmente en la barra conductora 79, fuera del eje de
giro 81 está dispuesto el accionamiento de ajuste 70 lineal. El
accionamiento de ajuste 71 rotatorio está dispuesto en el punto de
giro 81 del la barra conductora 79. El accionamiento de ajuste 72
rotatorio está unido con una articulación 85 de la barra conductora
79 a través de una palanca de giro 83 y una varilla conductora 84
fuera del eje de giro 85. La barra conductora 79 está unida con una
carcasa de cojinete de rueda 88 a través de una articulación 86
dispuesta en su extremo y una varilla conductora 87 aquí
fijada.
El accionamiento de ajuste 73 lineal que actúa
en la dirección de marcha (fig. 4) actúa a través de una
articulación 89 con un brazo de una palanca angular 90 y una
varilla conductora 91 sobre una carcasa de cojinete de rueda 92. La
palanca angular 90 está alojada alrededor de un eje de giro 93
horizontal en el que engrana un accionamiento de ajuste 76
rotatorio. Los accionamientos de ajuste 74, 75 lineales actúan en
paralelo sobre una barra conductora 94. Esto se realiza a través de
una articulación 95 en la barra conductora 94 o una articulación 96
de un brazo de una palanca angular 97. La palanca angular 97 está
alojada alrededor de un eje de giro 98 vertical y está unida en
otro extremo a través de una articulación, una varilla conductora 99
con una carcasa de cojinete de rueda 100. También estos
accionamientos de ajuste 73 a 76 pueden aplicarse individualmente o
en combinación para el aumento de la redundancia.
En las fig. 5 a 7 están representadas unidades
de ruedas individuales de un dispositivo de traslación o vehículo
con respectivamente un accionamiento de ajuste 101, 102.
En la fig. 5 el accionamiento de ajuste 101
rotatorio asume al mismo tiempo la función del acoplamiento de las
dos rudas 103 a través de articulaciones 104 correspondientes,
árboles giratorios 105 curvados en ambos extremos 90º y alojados de
forma giratoria alrededor de su eje longitudinal, varillas
conductoras 106 y carcasas de cojinete de rueda 107. Por
consiguiente el accionamiento de ajuste 101 ajusta al mismo tiempo
las dos ruedas 103 conforme a la regulación de estabilidad y
provoca un giro de las ruedas 103 alrededor del eje vertical. Con
otras palabras, al mismo tiempo genera los primeros y segundos
movimientos de ajuste.
En la fig. 6 están acopladas dos ruedas 108 con
sus carcasas de cojinete de rueda 109 correspondientes a través de
varillas conductoras 110, articulaciones 111 y un árbol rotatorio
112 acodado 90º en los dos extremos en direcciones opuestas y
alojado de forma giratoria alrededor del eje longitudinal. Entre los
extremos acodados del árbol giratorio 112 está dispuesto a través
de una articulación 113 y una varilla conductora 114 el
accionamiento de ajuste 102 rotatorio que hace rotar el árbol
giratorio 112 alrededor de su eje longitudinal y por consiguiente
permite girar las ruedas 108 alrededor del eje vertical.
Tanto en la modificación según la fig. 5, como
también en la modificación según la fig. 6, los accionamientos de
ajuste 101, 102 pueden disponerse de forma aproximadamente centrada
entre las ruedas 103, 108. El lugar óptimo de montaje depende de la
necesidad de espacio y la distribución de peso de los componentes
individuales.
La fig. 7 muestra otra modificación de una
unidad de ruedas individual con ruedas 115 acopladas. El
acoplamiento se realiza a través de carcasas de cojinete de rueda
116, varillas conductoras 117, 118, 119 dispuestas aquí,
articulados 120 y un árbol giratorio 121. El árbol giratorio 121
está alojado mediante cojinetes 122 fijados en el chasis de forma
giratorio alrededor de su eje longitudinal. En los extremos del
árbol giratorio 121 están dispuestas palancas 123 para la unión con
las varillas conductoras 118, 119 a través de articulaciones 120.
Las dos varillas conductoras 117, 119 están unidas con un
accionamiento de ajuste 124 rotatorio que provoca un giro de las
ruedas 115 alrededor del eje vertical. El accionamiento de ajuste
124 rotatorio se puede disponer por consiguiente al lado del
chasis.
Claims (26)
1. Procedimiento para el control radial activo
de las ruedas (11, 53, 103, 108, 115) de al menos una unidad de
ruedas (8, 9, 10, 51, 52) de un dispositivo de traslación, en
particular de un dispositivo de traslación de un vehículo sobre
carriles, en el que
- -
- los movimientos de ajuste se ejercen sobre la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52) a través de al menos un dispositivo de ajuste (36 a 41, 63 a 65, 68 a 76, 101, 102, 124), realizándose una regulación integrada con movimientos de ajuste en al menos dos rangos de frecuencias no idénticos, en el que
- -
- los primeros movimientos de ajuste en un primer rango de frecuencias y los segundos movimientos de ajuste en un segundo rango de frecuencias, diferente al primer rango de frecuencias, se aplican de forma superpuesta sobre la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52),
caracterizado porque
- -
- la regulación en el segundo rango de frecuencias se realiza en tiempo real, en el que
- -
- se determina un valor instantáneo de al menos una variable de estado representativa del estado actual del vehículo y/o de la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52),
- -
- a partir del valor instantáneo se determina directamente una representación del estado actual del vehículo y/o de la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52) y se analiza respecto a su estabilidad,
- -
- en el caso de la determinación de una inestabilidad del estado actual se determina un valor de los parámetros modificables de al menos un dispositivo de ajuste (36 a 41, 63 a 65, 68 a 76, 101, 102, 124) necesario para la producción de un estado estable y
- -
- el al menos un dispositivo de ajuste (36 a 41, 63 a 65, 68 a 76, 101, 102, 124) se controla empleando el valor determinado del parámetro modificable correspondiente para la producción de un estado estable del vehículo y/o de la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52).
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2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la regulación integrada, en un vehículo
con un dispositivo de traslación que comprende un bogie, está
configurada de forma que actúa en el interior del dispositivo de
traslación sin unión efectiva mecánica a la caja del vagón.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque en una curva, mediante los movimientos
de ajuste en el primer rango de frecuencias se produce un ajuste
cuasi estático de las ruedas (11, 53, 103, 108, 115) de la unidad
de ruedas (8, 9, 10, 51, 52), de forma que se produce una igualación
de las sumas de las fuerzas transversales que actúan en las ruedas
(11, 53, 103, 108, 115) de las unidades de ruedas (8, 9, 10, 51,
52) del dispositivo de traslación.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en una curva,
mediante los movimientos de ajuste en el primer rango de
frecuencias se produce un ajuste cuasi estático de las ruedas (11,
53, 103, 108, 115) de la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52), de
forma que se produce una distribución de las fuerzas transversales
que actúan en las ruedas (11, 53, 103, 108, 115) de las unidades de
ruedas (8, 9, 10, 51, 52) del dispositivo de traslación, en la que
el comportamiento en marcha está adaptado a las condiciones
preestablecidas de funcionamiento y mantenimiento.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque mediante los
movimientos de ajuste en el segundo rango de frecuencias se produce
una regulación de la estabilidad de marcha del vehículo.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el segundo rango
de frecuencias comprende frecuencias que al menos parcialmente son
mayores que las frecuencias del primer rango de frecuencias.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el segundo rango
de frecuencias se sitúa por encima del primer rango de
frecuencias.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el segundo rango
de frecuencias sigue al primer rango de frecuencias.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el primer rango
de frecuencias se sitúa entre 0 Hz y 3 Hz.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el segundo rango
de frecuencias se sitúa entre 0 Hz y 10 Hz, preferiblemente entre 3
Hz y 10 Hz.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la regulación
controla al menos un dispositivo de ajuste (36 a 41, 63 a 65, 68 a
76, 101, 102, 124) de reacción rápida y que ajusta la posición
angular de la unidad de ruedas (8, 10, 51, 52) relativamente al
chasis del dispositivo de traslación o a la caja del vagón.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque mediante los
movimientos de ajuste se regula el ángulo relativo entre unidades
de ruedas exteriores (8, 10, 51, 52) de un vehículo con al menos
dos unidades de ruedas (8, 9, 10, 51, 52).
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque mediante los
movimientos de ajuste se regula un ángulo absoluto de al menos una
unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52) frente a un chasis del
dispositivo de traslación o la caja del vagón.
14. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la regulación
de la posición de la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52) se realiza
en función del radio de curvatura y/o la velocidad de marcha y/o
aceleración transversal desequilibrada y/o el coeficiente de
rozamiento y/o los parámetros de perfil entre rueda (11, 53, 103,
108, 115) y carril.
15. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque lo siguiente se
utiliza para el procedimiento de regulación, la trayectoria
transversal determinada de al menos una unidad de ruedas (8, 9, 10,
51, 52) respecto al chasis de bogie o caja del vagón, el ángulo de
viraje de al menos una unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52) respecto
al chasis de bogie o caja del vagón, la trayectoria de ajuste
determinada o ángulo de ajuste de al menos un dispositivo de ajuste
(36 a 41, 63 a 65, 68 a 76, 101, 102, 124), las fuerzas de ajuste
determinadas de al menos un dispositivo de ajuste (36 a 41, 63 a 65,
68 a 76, 101, 102, 124), la velocidad de marcha determinada, la
velocidad o aceleración determinadas de la unidad de ruedas (8, 9,
10, 51, 52) en dirección transversal, la velocidad de viraje o
aceleración de viraje determinadas de la unidad de ruedas (8, 9,
10, 51, 52) y/o el radio de curvatura de la trayectoria de
desplazamiento.
\vskip1.000000\baselineskip
16. Dispositivo para el control radial activo de
al menos una unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52) de un vehículo, en
particular para la aplicación del procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 15,
- -
- con al menos un dispositivo de ajuste (36 a 41, 63 a 65, 68 a 76, 101, 102, 124) unido con la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52) para la aplicación de los movimientos de ajuste sobre la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52), en particular para la aplicación de una rotación alrededor del eje vertical y/o una traslación en la dirección transversal, y
- -
- con un dispositivo de regulación unido con el dispositivo de ajuste (36 a 41, 63 a 65, 68 a 76, 101, 102, 124) para el control del dispositivo de ajuste (36 a 41, 63 a 65, 68 a 76, 101, 102, 124), en el que
- -
- el dispositivo de regulación para el control del dispositivo de ajuste (36 a 41, 63 a 65, 68 a 76, 101, 102, 124) está configurado de tal forma que el dispositivo de ajuste (36 a 41, 63 a 65, 68 a 76, 101, 102, 124) de la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52)
- -
- en un primer rango de frecuencias aplica los primeros movimientos de ajuste para la generación de desviaciones cuasi estáticas de la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52) conforme al radio de curvatura de un segmento de la vía actualmente a atravesar y
- -
- en un segundo rango de frecuencias diferente del primer rango de frecuencias aplica los segundos movimientos de ajuste, superpuestos a los primeros movimientos de ajuste, para la generación de desviaciones de la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52) para la estabilización de la marcha del vehículo,
caracterizado porque
- -
- el dispositivo de regulación para el control del dispositivo de ajuste (36 a 41, 63 a 65, 68 a 76, 101, 102, 124) está configurado de forma que la regulación en el segundo rango de frecuencias se realiza en tiempo real, en el que
- -
- se determina un valor instantáneo de al menos una variable de estado representativa del estado actual del vehículo y/o de la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52),
- -
- a partir del valor instantáneo se determina directamente una representación del estado actual del vehículo y/o de la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52) y se analiza respecto a su estabilidad,
- -
- en el caso de determinación de una inestabilidad del estado actual, se determina un valor de los parámetros modificables de al menos un dispositivo de ajuste (36 a 41, 63 a 65, 68 a 76, 101, 102, 124) necesario para la producción de un estado estable y
\newpage
- -
- el al menos un dispositivo de ajuste (36 a 41, 63 a 65, 68 a 76, 101, 102, 124) se controla empleando el valor determinado del parámetro modificable correspondiente para la producción de un estado estable del vehículo y/o de la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52).
\vskip1.000000\baselineskip
17. Dispositivo según la reivindicación 16,
caracterizado porque el dispositivo de ajuste (36 a 41, 63 a
65, 68 a 76, 101, 102, 124) está configurado como accionamiento de
ajuste eléctrico, hidráulico o neumático (36 a 41, 63 a 65, 68 a
76, 101, 102, 124).
18. Dispositivo según la reivindicación 16 ó 17,
caracterizado porque está previsto al menos un dispositivo
de ajuste (36 a 41, 63 a 65, 68 a 76, 101, 102, 124) por rueda (11,
53, 103, 108, 115) de la unidad de ruedas y/o por cojinete de rueda
de la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52) y/o por ruedas (11, 53,
103, 108, 115) acopladas de la unidad de ruedas.
19. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque al menos dos
ruedas (11, 103, 108, 115) están acopladas entre sí.
20. Dispositivo según la reivindicación 19,
caracterizado porque al menos dos ruedas (11, 53, 103, 108,
115) acopladas pertenecen a una unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52)
y/o dos ruedas acopladas pertenecen a diferentes unidades de
ruedas, estando dispuestas las ruedas acopladas en el mismo lado o
en lados opuestos del vehículo.
21. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 16 a 20, caracterizado porque un engranaje
está dispuesto entre el dispositivo de ajuste (36 a 41, 63 a 65, 68
a 76, 101, 102, 124) y la rueda (11, 53, 103, 108, 115) o cojinete
de rueda de la unidad de ruedas (8, 9, 10, 51, 52).
22. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 16 a 21, caracterizado porque el dispositivo
de ajuste (36, 37, 39, 40, 63, 64, 68 a 70) presenta un movimiento
efectivo lineal.
23. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 16 a 22, caracterizado porque el dispositivo
de ajuste (38, 41, 65, 71, 72, 101, 102, 124) presenta un
movimiento efectivo rotatorio.
24. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 16 a 23, caracterizado porque el dispositivo
de ajuste (71, 101, 102) está dispuesto entre las ruedas (11, 53,
103, 108, 115) de diferentes lados del vehículo.
25. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 16 a 24, caracterizado porque un dispositivo
de ajuste(36 a 41, 63 a 65, 68, 69, 72, 75, 76, 124) está
dispuesto sobre un lado del vehículo, en particular entre las
ruedas (11, 53, 103, 108, 115) de un lado del vehículo.
26. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 16 a 25, caracterizado porque varios
dispositivos de ajuste (36 a 41) se combinan para crear una
redundancia.
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