PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA EL CONTROL RADIAL ACTIVO DE PARES DE RUEDAS O DE JUEGOS DE RUEDAS DE VEHICULOS.

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)

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,

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.

Con...

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

caracterizado porque

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.

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,

caracterizado porque

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.