ES2311650T3 - Procedimiento para la reduccion de la transmision de sonido en vehiculos, chasis para vehiculos y actuador. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la reducción de la transmisión de sonido en vehículos con una caja de vagón (8), así como un chasis con un plano primario (13) y un plano secundario (14), en el que - al menos un sensor de vibraciones (1) detecta las vibraciones molestas generadas y/o transmitidas por las ruedas, - al menos un sensor de errores (2) mide las vibraciones residuales o fuerzas residuales que se transmiten al plano secundario (14) o a la caja del vagón (8), - una unidad de regulación genera señales de mando en función de las vibraciones detectadas por el al menos un sensor de vibraciones (1) para al menos un actuador, en particular un actuador piezoeléctrico (3), teniendo en cuenta las señales del al menos un sensor de errores (2) y - el al menos un actuador, en particular actuador piezoeléctrico (3), controlado por las señales de mando minimiza las vibraciones residuales o fuerzas residuales que se transmiten al plano secundario (14) o a la caja del vagón (8), caracterizado porque - un dispositivo para el análisis de frecuencias de las señales del al menos un sensor de vibraciones (1) determina las frecuencias de las excitaciones armónicas más fuertes y - la unidad de regulación genera señales de mando para el al menos un actuador (3) a las frecuencias perturbadoras determinadas por el dispositivo para el análisis de frecuencias de la señal del sensor de frecuencias y/o en el intervalo de estas frecuencias perturbadoras.
Description
Procedimiento para la reducción de la
transmisión de sonido en vehículos, chasis para vehículos y
actuador.
La invención se refiere a un procedimiento para
la reducción de la transmisión de sonido en vehículos y a un chasis
para vehículos. La invención es apropiada para el uso en vehículos
sobre carriles, en particular para el transporte de personas,
preferiblemente para el transporte rápido a distancia, aunque no
está limitada a ello.
En los vehículos se transmiten vibraciones u
oscilaciones por ejemplo de la calzada o del carril a la cabina del
vehículo. Las vibraciones de este tipo pueden perjudicar
considerablemente el confort de viaje, por ejemplo por vibraciones
perceptibles en el espacio interior del vehículo o por ruidos
causados por las vibraciones. En particular en los trenes de gran
velocidad, el zumbido en el interior del vagón representa un gran
problema. Una causa para las vibraciones o ruidos de este tipo, por
ejemplo, en el caso de vehículos sobre carriles, es un desgaste de
la rueda debido al servicio, que conlleva excentricidades en las
ruedas.
Hasta ahora se han realizado distintos intentos
para reducir las vibraciones de este tipo en vehículos y, en
particular, en vehículos sobre carriles. En el documento DE 43 40
351 A1 se ha unido, p.ej. una masa viscosa, no elástica, en forma
de una capa a la cabina del vehículo para permitir movimientos
relativos en el interior de la masa al producirse vibraciones en
estructuras amortiguando de este modo las vibraciones en
estructuras.
El documento DD 281 860 A5 muestra un
dispositivo para la amortiguación activa de vibraciones en vehículos
sobre carriles, en el que unos sensores de vibraciones detectan
vibraciones que se producen y generan señales de control que
controlan amortiguadores activos de vibraciones para generar
vibraciones en oposición de fase.
En el documento DE 198 241 25 C1 se indica un
vehículo sobre carriles en el que paralelamente a una suspensión
primaria del vehículo sobre carriles están previstos actuadores que
generan fuerzas compensatorias para suprimir excitaciones de
vibraciones Los sensores de vibraciones detectan las vibraciones por
encima de la suspensión primaria para generar señales de control
para los actuadores.
Otra posibilidad conocida para el aislamiento
activo de vibraciones se da a conocer en el documento DE 198 42 345
A1. Allí se muestra un absorbedor de vibraciones con una masa que
puede ser variada mediante elementos de suspensión o de
amortiguación para que tengan una frecuencia baja en comparación con
las frecuencias del sistema a amortiguar. Para amortiguar las
vibraciones de la superestructura del vagón en un vehículo sobre
carriles, el absorbedor de vibraciones se controla con ayuda de un
sensor de vibraciones mediante una señal de control. Una masa
pasiva absorbedora de vibraciones está acoplada a la superestructura
del vagón mediante elementos de suspensión/amortiguación. La
característica del absorbedor de vibraciones puede variarse en
función de la señal de control.
En los dispositivos y procedimientos conocidos
para el aislamiento activo de vibraciones, que de forma similar a
los absorbedores pasivos de vibraciones generan fuerzas adicionales
mediante el movimiento de una masa, se presenta, no obstante, el
inconveniente que se necesita una masa adicional considerable
requiriéndose, además, un espacio constructivo amplio. Para poder
influir activamente en la dinámica de marcha, los actuadores se
emplean en la ruta de carga, es decir, en la zona de la suspensión
del chasis. De ello resulta que los actuadores en la mayoría de los
casos hidráulicos deben absorber fuerzas elevadas, además de tener
que estar dimensionados para grandes desviaciones. En los sistemas
conocidos de este tipo, una reducción de las vibraciones y del
ruido durante la marcha sólo es posible de una forma limitada.
Además, se conocen para la reducción de
vibraciones u oscilaciones molestas medidas relacionadas con la
línea ferroviaria, que prevén un frecuente amolado de carriles o
una modificación de la superestructura de la vía. Esto requiere un
mayor mantenimiento, además de ser muy caras las modificaciones en
la superestructura de la vía.
También un torneado frecuente de las ruedas para
mejorar las propiedades de concentricidad y reducir, por lo tanto,
una de las causas de las vibraciones acorta la vida útil por la
remoción adicional de material.
Además, es conocido aumentar la amortiguación de
la estructura en la caja del vehículo preveyéndose piezas montadas
adicionales para reducir aún más la transmisión de sonido propagado
por el aire. No obstante, para conseguir mejoras eficaces, estas
piezas montadas adicionales deben distribuirse en una gran
superficie aumentando el peso del vehículo de forma
desproporcionada.
El objetivo de la invención es eliminar los
inconvenientes descritos del estado de la técnica y proponer, en
particular, un procedimiento para la reducción de la transmisión de
sonido en vehículos, en particular vehículos sobre carriles, y un
chasis para vehículos, en particular vehículos sobre carriles, en el
que se pretende reducir una transmisión de sonido propagado por
estructuras sólidas. Además, la invención tiene el objetivo de
proponer un actuador que se caracterice por un espacio constructivo
reducido y un funcionamiento efectivo.
Este objetivo se consigue mediante un
procedimiento para la reducción de la transmisión de sonido en
vehículos, en particular vehículos sobre carriles, según las
características de la reivindicación 1 y un chasis para vehículos,
en particular vehículos sobre carriles, según las características de
la reivindicación 10.
En las reivindicaciones subordinadas se indican
configuraciones y variantes recomendables de la invención.
En el procedimiento según la invención para la
reducción de la transmisión de sonido en vehículos sobre carriles,
al menos un sensor de vibraciones detecta las vibraciones molestas
generadas y/o transmitidas por las ruedas. Un dispositivo para el
análisis de frecuencia de las señales del al menos un sensor de
vibraciones determina las frecuencias de las excitaciones armónicas
más fuertes. Al menos un sensor de errores mide las vibraciones
residuales o fuerzas residuales que se transmiten al plano
secundario o a la caja del vagón. Una unidad de regulación genera a
las frecuencias perturbadoras determinadas por el dispositivo para
el análisis de frecuencias de la señal del sensor de vibraciones
y/o en el intervalo de estas frecuencias perturbadoras las señales
de mando para al menos un actuador, en particular actuador
piezoeléctrico, teniendo en cuenta las señales del al menos un
sensor de errores. El al menos un actuador, en particular actuador
piezoeléctrico, minimiza las vibraciones residuales o fuerzas
residuales que se transmiten al plano secundario o a la caja del
vagón.
El chasis según la invención, por ejemplo un
bogie para vehículos sobre carriles, comprende un plano primario y
un plano secundario.
Además, el chasis comprende al menos un sensor
de vibraciones que detecta las vibraciones molestas generadas y/o
transmitidas por las ruedas, un dispositivo para el análisis de
frecuencias de las señales del al menos un sensor de vibraciones
que determina las frecuencias de las excitaciones armónicas más
fuertes, al menos un sensor de errores que mide las vibraciones
residuales o fuerzas residuales que se transmiten al plano
secundario o a la caja del vagón, una unidad de regulación que a
las frecuencias perturbadoras determinadas por el dispositivo para
el análisis de frecuencias y/o en el intervalo de estas frecuencias
perturbadoras genera las señales de mando para al menos un
actuador, en particular un actuador piezoeléctrico, teniendo en
cuenta las señales del al menos un sensor de errores, y al menos un
actuador, en particular actuador piezoeléctrico que minimiza las
vibraciones residuales o fuerzas residuales que se transmiten al
plano secundario o a la caja del vagón.
El bogie transmite el sonido propagado por
estructuras sólidas debido a las irregularidades de la superficie
de la rueda y del carril en el punto de apoyo de la rueda a la caja
de vagón del vehículo sobre carriles, que se transforma allí en
sonido propagado por el aire. Si bien es posible luchar contra la
causa del sonido propagado por estructuras sólidas mediante un
mecanizado regular, mecánico de rueda y carril, se trata de
trabajos de mantenimiento caros, que deben evitarse en lo posible.
Por otro lado, las medidas para reducir el ruido en la zona de la
caja del vagón conducen a mayores pesos, puesto que deben
distribuirse en una zona más grande. De allí resulta el interés en
luchar contra el sonido propagado por estructuras sólidas en la
zona del bogie, que aún está comparativamente cercana a la fuente de
excitación.
Debido a la función principal de un bogie, que
es garantizar un guiado seguro del vehículo en la vía, los
componentes pasivos sólo pueden adaptarse de forma muy limitada a
los requisitos acústicos. Por lo contrario, se produce
frecuentemente un conflicto de los objetivos que son, por un lado,
las propiedades de la técnica de marcha de un bogie y, por otro
lado, la reducción del sonido propagado por estructuras sólidas, de
modo que se necesitan parámetros adicionales, con los que pueda
influirse en el comportamiento sin empeorar las propiedades
restantes. Para este fin es recomendable usar elementos activos para
influir en la transmisión del sonido propagado por estructuras
sólidas mediante un comportamiento de transmisión regulable, en
función de la frecuencia.
El plano de la suspensión primaria y de la guía
de eje es recomendable por dos razones. Por un lado, el número de
puntos de acoplamiento es menor que en el plano secundario debido a
los diversos amortiguadores y, por ejemplo, una estabilización de
balanceo, siendo todos ellos uniones que representan llamados
puentes para el sonido propagado por estructuras sólidas debido a
la rigidez del contacto comparativamente elevada. Por otro lado, al
tomar medidas para la reducción del sonido es un principio probado
disponer las mismas lo más cerca posible del punto de
excitación.
También es ventajoso que son posibles
disposiciones de los actuadores que no cambian las propiedades del
bogie relevantes para la seguridad, de modo que no son necesarias
medidas especiales para el fallo de componentes activos. Esta
problemática impide en muchos casos el uso de elementos activos.
En comparación con los actuadores que están
basados en otros principios, un actuador piezoeléctrico presenta un
tamaño constructivo mucho más pequeño, lo cual es un criterio
importante debido al espacio constructivo reducido disponible
generalmente en un bogie. El actuador también presenta ventajas en
cuanto al peso, lo cual es importante respecto a las propiedades de
la técnica de marcha de un bogie. Esto es especialmente válido para
actuadores en el bogie que, debido a su lugar de montaje en la ruta
primaria, se encuentran lejos del centro de gravedad del bogie.
También es ventajosa la posibilidad de detectar
partes tonales cuyas frecuencias no pueden deducirse de uno de los
números de revoluciones de la rueda.
A continuación, la invención ser explicará más
detalladamente con ayuda del ejemplo de realización representado en
los dibujos. Muestran de forma esquemática y no a escala:
la fig. 1, una vista en corte parcial de un
chasis de un vehículo sobre carriles y
la fig. 2, un diagrama de bloques de un circuito
de regulación.
En la fig. 1 está representada una parte de un
chasis que muestra un bogie con un plano primario 13 y un plano
secundario 14. En la fig. 1 se muestran un sensor de vibraciones 1,
dos sensores de errores 2 para la medición de vibraciones o
fuerzas, actuadores piezoeléctricos 3, un amortiguador primario 4,
elementos guía de eje 5, una caja de grasa 6, un bastidor de bogie
7, partes de la caja del vagón 8, un eje montado 9 y una suspensión
primaria 10.
El plano primario 13 comprende los elementos
guía del eje 5, en particular una guía de eje, los actuadores
piezoeléctricos 3, el amortiguador primario 4 y la suspensión
primaria 4.
Del plano secundario 14 en la fig. sólo está
representada una suspensión secundaria 11.
Como sensores de vibraciones 1 o sensores de
errores 2 son adecuados todo tipo de sensores que pueden medir
vibraciones o fuerzas de forma directa o indirecta, por ejemplo
sensores dinamométricos, sensores de medición de desplazamiento,
sensores de aceleración, sensores de velocidad o similares.
En este ejemplo de realización, el sensor de
vibraciones 1 está dispuesto en la caja de grasa 6. Por ejemplo,
también es posible una disposición en la zona de la caja de grasa 6
y/o en la zona de la suspensión primaria 10, en particular por
debajo de la suspensión primaria 10 y/o en la zona entre otro
elemento de suspensión y la caja de grasa 6.
El sensor de vibraciones está conectado con un
dispositivo no representado en la figura para el análisis de
frecuencias de los datos suministrados por el sensor de vibraciones
1.
El dispositivo para el análisis de frecuencias
está conectado con una unidad de regulación no representada en la
fig. y ésta está conectada a su vez con los actuadores
piezoeléctricos 3.
Los sensores de errores 2 están dispuestos de
tal como que miden las vibraciones residuales o fuerzas residuales
que se transmiten al plano segundario 14 o a la caja del vagón.
Los lugares de montaje para uno o varios
sensores de errores 2 están previstos, por ejemplo, por un lado en
la zona de la caja de grasa 6 y, por otro lado, en la zona de la
suspensión secundaria 11. En este ejemplo de realización, los
sensores de errores 2 están dispuestos en el bastidor del bogie 7,
por un lado, por encima de la caja de grasa 6 y, por otro lado, por
encima y/o por debajo de la suspensión secundaria 11.
Los actuadores piezoeléctricos 3 están
dispuestos en distintas, varias o todas las rutas de transmisión de
sonido propagado por estructuras sólidas del plano primario 13. Las
rutas del sonido propagado por estructuras sólidas son en primer
lugar el amortiguador primario 4, pero también los elementos guía de
eje 5, en particular la guía del eje. En el plano primario 13 son
adecuados todos los elementos que guían el eje montado 9 en la
dirección x y/o y, es decir, en la dirección de la vía y/o
transversalmente respecto a ésta, así como el amortiguador primario
4. El uso de los actuadores piezoeléctricos 3 puede realizarse en
una de las posiciones indicadas o en una combinación de éstas. La
dirección de acción de los actuadores piezoeléctricos 3 no está
limitada aquí a la dirección z, es decir, a la dirección
perpendicular respecto al plano de la vía. También es posible que
el o los actuadores, en particular actuadores piezoeléctricos 3,
actúen al menos parcial o completamente en la dirección
perpendicular respecto al plano de la vía y/o paralelamente al plano
de la vía, paralelamente a la dirección de marcha y/o paralelamente
al plano de la vía, en la dirección perpendicular respecto a la
dirección de marcha. En el ejemplo de realización, uno de los
actuadores piezoeléctricos 3 está dispuesto perpendicularmente
respecto al plano de la vía y otro de los actuadores piezoeléctricos
3 está dispuesto paralelamente al plano de la vía, paralelamente a
la dirección de marcha.
Es conocido que en el intervalo de frecuencias
elevadas, los amortiguadores transmiten las fuerzas sin impedimentos
representando, por lo tanto, puentes del sonido propagado por
estructuras sólidas. Otro argumento importante de influir en este
punto es el hecho de que aquí no se trata de un componente relevante
para la seguridad para la marcha del vehículo en la vía.
Gracias a sus propiedades de generar fuerzas
elevadas, un actuador basado en el efecto piezoeléctrico es adecuado
para poder ser posicionado directamente en el flujo de fuerza de
elementos dinámicamente rígidos para impedir directamente la
transmisión del sonido propagado por estructuras sólidas.
El principio básico es aquí montar el o los
actuadores, en particular actuadores piezoeléctricos 3, de tal modo
que están montados en serie con los elementos de acoplamiento, por
ejemplo el amortiguador primario 4, que en el intervalo de
frecuencias de trabajo del actuador representan una unión
mecánicamente rígida y que están dispuestos paralelamente a
elementos de acoplamiento, por ejemplo la suspensión primaria 10,
que en el intervalo de frecuencias de trabajo tienen un
comportamiento mecánico lo más suave posible. Si bien es el
objetivo de la regulación minimizar el sonido propagado por
estructuras sólidas en los puntos decisivos de la transmisión
mediante posicionamiento de uno o varios sensores y mediante el
concepto de regulación, la eficacia depende sustancialmente del
posicionamiento del o de los actuadores, en particular actuadores
piezoeléctricos 3, para conseguir una buena "controlabilidad"
del sistema regulado.
Además, es posible elegir o dimensionar los
elementos de acoplamiento, por ejemplo el amortiguador primario 4
montado en serie con el o los actuadores, en particular actuadores
piezoeléctricos 3, de modo que queda excluida una carga estática o
una carga a frecuencias fuera del intervalo de trabajo.
El dimensionado selectivo de estos elementos de
acoplamiento, p.ej. del amortiguador primario 4, respecto a este
hecho reduce la carga del actuador, en particular actuador
piezoeléctrico 3, y aumenta su eficacia. El amortiguador primario 4
compensa los movimientos estáticos y de baja frecuencia. En los
amortiguadores primarios 4 hidráulicos, el actuador, en particular
actuador piezoeléctrico 3, puede estar alojado en el aceite del
amortiguador, por lo que se consigue una buena evacuación de calor y
un aumento de la resistencia a descargas disruptivas. Una parte del
o de los actuadores piezoeléctricos 3 puede usarse, además, como
sensor de fuerzas. Aquí, el sensor de fuerzas mide un recorrido en
una rigidez definida del actuador. Este sensor de fuerzas puede
usarse, por ejemplo, como sensor de vibraciones 1 y/o como sensor de
errores 2. Por consiguiente, se reduce el número de componentes y
el espacio constructivo.
Además, es posible dimensionar la construcción
del chasis, en particular del bogie, de tal modo que los puntos de
acoplamiento del o de los actuadores, en particular actuadores
piezoeléctricos 3, están rígidos en el intervalo de frecuencias de
trabajo y suaves fuera de este intervalo de trabajo.
Además, también puede reducirse en parte el
sonido propagado por estructuras sólidas transmitido por los
elementos restantes de la suspensión primaria mediante un actuador,
en particular actuador piezoeléctrico 3, dispuesto en paralelo a la
suspensión primaria. Para este efecto también es ventajoso que están
integrados el o los actuadores, en particular actuadores
piezoeléctricos 3, con una gran rigidez dinámica en la estructura o
en el sistema de suspensión.
En el plano elegido, los elementos de
acoplamiento se eligen preferiblemente según sus propiedades
mecánicas, que contribuyen sustancialmente a la transmisión del
sonido propagado por estructuras sólidas. En el plano primario 13,
estos son los elementos que unen los componentes del vehículo con
una rigidez dinámica comparativamente elevada, en particular caja
de grasa 6, bastidor de bogie 7 y/o caja del vagón 8. Al usar
elementos activos, es de gran importancia usar éstos lo más cerca
posible del lugar de la generación del sonido propagado por
estructuras sólidas, para poder mantener el número de elementos
activos lo más reducido posible.
En otra variante del ejemplo de realización, el
o los actuadores, en particular actuadores piezoeléctricos 3, y los
amortiguadores, en particular amortiguadores primarios 4, pueden
integrarse en una unidad. El actuador puede montarse de tal forma
en el sistema hidráulico del amortiguador que el efecto arriba
descrito del desacoplamiento de fuerzas estáticas y el acoplamiento
dinámico se aprovecha conscientemente, es decir, que el actuador no
tiene ningún acoplamiento mecánico de estructura sino que actúa en
todo el componente sólo mediante los líquidos de amortiguación.
El sensor de vibraciones 1 en la caja de grasa 6
o en la zona por debajo de la suspensión primaria 10 detecta las
vibraciones moletas generadas y/o transmitidas por las ruedas. Un
dispositivo para el análisis de frecuencias de las señales del
sensor de vibraciones 1 determina las frecuencias de las
excitaciones armónicas más fuertes. Se trata, p.ej., de efectos de
resonancia debido a las frecuencias propias en el bogie, frecuencias
armónicas de las ruedas, así como frecuencias de las cajas entre
traviesas y los múltiplos de éstas.
Los sensores de errores 2 miden las vibraciones
residuales o las fuerzas residuales que se transmiten al plano
secundario 14 o a la caja del vagón.
Teniendo en cuenta las señales de los sensores
de errores 2, la unidad de regulación genera las señales de mando
para los actuadores piezoeléctricos 3 a las frecuencias
perturbadoras determinadas por el dispositivo para el análisis de
frecuencias de la señal del sensor de vibraciones y minimiza de esta
forma las vibraciones residuales o las fuerzas residuales que se
transmiten al plano secundario 14 o a la caja del vagón.
Por lo tanto, se forma un circuito de regulación
técnico formado por las señales de salida del sensor de vibraciones
1 como magnitud piloto, los sensores de errores 2 como palpadores de
medición, los actuadores piezoeléctricos 3 como elementos de ajuste
y la unidad de regulación como regulador 12, como está representado
en la fig. 2. El sistema regulado del circuito de regulación está
formado, por lo tanto, por los sensores de errores 2 y los
actuadores piezoeléctricos 3.
En este ejemplo de realización, la señal
suministrada por el dispositivo para el análisis de frecuencias se
alimenta a una disposición de filtros con una etapa previa y una
etapa principal contenida en la unidad de regulación y se vincula
allí según un procedimiento de minimización de errores LMS
(least-mean-square) en la etapa
previa con una señal de referencia, sirviendo la señal de salida de
la etapa previa como señal de entrada de la etapa principal. La
señal que es suministrada por el dispositivo para el análisis de
frecuencias se transforma en una forma de señal compleja y se
vincula en la etapa previa según un procedimiento complejo de
minimización de errores LMS con la señal de referencia. En el
documento DE 199 28 015 A1 se indican más detalles y otras
configuraciones del procesamiento de la señal suministrada por el
dispositivo para el análisis de frecuencias. También son posibles
otros procedimientos de regulación conocidos, en particular basados
en un procedimiento de la minimización de errores LMS.
Además, es posible realizar la unidad de
regulación o el regulador 12 de tal modo que el o los actuadores,
en particular actuadores piezoeléctricos 3, se mandan de tal modo
que a vibraciones en un primer intervalo de frecuencias están
realizados de forma rígida y que están activados en un segundo
intervalo de frecuencias más elevado.
Los dos intervalos de frecuencias se encuentran
preferiblemente uno a continuación del otro, estando situada la
frecuencia límite entre los dos intervalos de frecuencias entre 50
Hz y 200 Hz, en particular alrededor de 70 Hz.
El segundo intervalo de frecuencias se sitúa por
ejemplo en el intervalo entre 50 Hz y 500 Hz, preferiblemente en el
intervalo entre 70 Hz y 300 Hz.
En lugar de los actuadores piezoeléctricos 3
también es posible usar otro tipo de actuadores.
El amortiguador primario 4 puede ser tanto un
amortiguador hidráulico como también otro tipo de amortiguador.
El sensor de vibraciones 1 y el sensor de
errores 2 o sus lugares de montaje pueden ser idénticos.
Claims (29)
-
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1. Procedimiento para la reducción de la transmisión de sonido en vehículos con una caja de vagón (8), así como un chasis con un plano primario (13) y un plano secundario (14), en el que- -
- al menos un sensor de vibraciones (1) detecta las vibraciones molestas generadas y/o transmitidas por las ruedas,
- -
- al menos un sensor de errores (2) mide las vibraciones residuales o fuerzas residuales que se transmiten al plano secundario (14) o a la caja del vagón (8),
- -
- una unidad de regulación genera señales de mando en función de las vibraciones detectadas por el al menos un sensor de vibraciones (1) para al menos un actuador, en particular un actuador piezoeléctrico (3), teniendo en cuenta las señales del al menos un sensor de errores (2) y
- -
- el al menos un actuador, en particular actuador piezoeléctrico (3), controlado por las señales de mando minimiza las vibraciones residuales o fuerzas residuales que se transmiten al plano secundario (14) o a la caja del vagón (8),
caracterizado porque- -
- un dispositivo para el análisis de frecuencias de las señales del al menos un sensor de vibraciones (1) determina las frecuencias de las excitaciones armónicas más fuertes y
- -
- la unidad de regulación genera señales de mando para el al menos un actuador (3) a las frecuencias perturbadoras determinadas por el dispositivo para el análisis de frecuencias de la señal del sensor de frecuencias y/o en el intervalo de estas frecuencias perturbadoras.
- 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos un sensor de vibraciones (1) en la zona de la caja de grasa (6) o en la misma y/o al menos un sensor de vibraciones (1) en la zona por debajo de la suspensión primaria (10) y/o al menos un sensor de vibraciones (1) en la zona entre otro elemento de suspensión y la caja de grasa (6) detecta las vibraciones molestas generadas y/o transmitidas por las ruedas.
- 3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el al menos un actuador, en particular actuador piezoeléctrico (3), que está dispuesto en distintas, varias o todas las rutas de transmisión de sonido propagado por estructuras sólidas del plano primario (13) minimiza las vibraciones residuales o fuerzas residuales que se transmiten al plano secundario (14) o a la caja del vagón.
- 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el al menos un actuador, en particular un actuador piezoeléctrico (3), actúa parcial o totalmente
- -
- en la dirección perpendicular respecto al plano de la vía y/o
- -
- paralelamente al plano de la vía, paralelamente a la dirección de marcha y/o
- -
- paralelamente respecto al plano de la vía, en la dirección perpendicular respecto a la dirección de marcha.
- 5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque al menos un sensor de errores (2) mide las vibraciones residuales o fuerzas residuales que se transmiten al plano secundario (14) o a la caja de vagón en el bastidor del chasis, por ejemplo en el bastidor del bogie (7), en particular en la zona de la caja de grasa (6), preferiblemente por encima de la caja de grasa (6) y/o en la zona de la suspensión secundaria (11), preferiblemente por encima y/o por debajo de la suspensión secundaria (11).
- 6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la señal suministrada por el dispositivo para el análisis de frecuencias se alimenta a una disposición de filtros con una etapa previa y una etapa principal contenida en la unidad de regulación y se vincula allí según un procedimiento de minimización de errores LMS (least-mean-square) en la etapa previa con una señal de referencia, sirviendo la señal de salida de la etapa previa como señal de entrada de la etapa principal y transformándose la señal que es suministrada por el dispositivo para el análisis de frecuencias en una forma de señal compleja vinculándose en la etapa previa según un procedimiento complejo de minimización de errores LMS con la señal de referencia.
- 7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el al menos un actuador, en particular actuador piezoeléctrico (3), se manda de tal modo que con vibraciones en un primer intervalo de frecuencias está realizado de forma rígida y que está activado en un segundo intervalo de frecuencias más elevado.
- 8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque los dos intervalos de frecuencias se encuentran uno a continuación del otro, estando situada la frecuencia límite entre los dos intervalos de frecuencias entre 50 Hz y 200 Hz, situándose en particular alrededor de 70 Hz.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 9. Procedimiento según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el segundo intervalo de frecuencias se sitúa en el intervalo entre 50 Hz y 500 Hz, preferiblemente en el intervalo entre 70 Hz y 300 Hz.
- 10. Chasis para vehículos con una caja de vagón (8) apoyada en el chasis, en particular para la realización del procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende
- -
- un plano primario (13), un plano secundario (14), al menos un sensor de vibraciones (1), al menos un sensor de errores (2), una unidad de regulación y al menos un actuador, en particular un actuador piezoeléctrico (3)
- -
- detectando el al menos un sensor de vibraciones (1) las vibraciones molestas generadas y/o transmitidas por las ruedas,
- -
- midiendo el al menos un sensor de errores (2) las vibraciones residuales o fuerzas residuales que se transmiten al plano secundario (14) o a la caja del vagón (8),
- -
- generando la unidad de regulación señales de mando en función de las vibraciones detectadas por el al menos un sensor de vibraciones (1) para al menos un actuador, en particular un actuador piezoeléctrico (3), teniendo en cuenta las señales del al menos un sensor de errores (2) y
- -
- minimizando el al menos un actuador, en particular actuador piezoeléctrico (3), controlado por las señales de mando las vibraciones residuales o fuerzas residuales que se transmiten al plano secundario (14) o a la caja del vagón,
caracterizado porque- -
- está previsto un dispositivo para el análisis de frecuencias de las señales del al menos un sensor de vibraciones (1) que está conectado con el al menos un sensor de vibraciones (1) y la unidad de regulación y que determina las frecuencias de las excitaciones armónicas más fuertes y
- -
- la unidad de regulación genera las señales de mando para el al menos un actuador (3) a las frecuencias perturbadoras determinadas por el dispositivo para el análisis de frecuencias de la señal del sensor de vibraciones y/o en el intervalo de estas frecuencias perturbadoras.
- 11. Chasis según la reivindicación 10, caracterizado porque las señales de salida del al menos un sensor de vibraciones (1) como magnitud piloto, el al menos un sensor de errores (2) como palpador de medición, el al menos un actuador, en particular actuador piezoeléctrico (3), como elemento de ajuste, así como el dispositivo para el análisis de frecuencias y la unidad de regulación como regulador (12) forman uno o varios circuitos de regulación técnicos que dependen o no dependen unos de otros, estando formado(s) el sistema regulado o los sistemas regulados del o de los circuitos de regulación por el al menos un sensor de errores (2) y el al menos un actuador, en particular actuador piezoeléctrico (3).
- 12. Chasis según una de las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado porque el plano primario (13) comprende los elementos guía del eje (5), en particular una guía de eje, el al menos un actuador, en particular actuador piezoeléctrico (3), al menos un amortiguador, en particular el amortiguador primario (4) y al menos un elemento de suspensión, en particular la suspensión primaria (10).
- 13. Chasis según una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque el plano secundario (14) comprende una suspensión secundaria (11).
- 14. Chasis según una de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque el al menos un sensor de vibraciones (1) está dispuesto de tal forma, en particular en la zona de la caja de grasa (6) y/o en la misma y/o en la zona de al menos uno de los elementos de suspensión, preferiblemente en la zona por debajo de la suspensión primaria (10), que detecta las vibraciones molestas generadas y/o transmitidas por las ruedas.
- 15. Chasis según una de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizado porque el al menos un sensor de errores (2) está dispuesto de tal manera, en particular en el bastidor del chasis, por ejemplo en el bastidor del bogie (7), en particular en la zona de la caja de grasa (6), preferiblemente por encima de la caja de grasa (6) y/o en la zona de la suspensión secundaria (11), preferiblemente por encima y/o por debajo de la suspensión secundaria (11), que mide las vibraciones residuales o fuerzas residuales que se transmiten al plano secundario (14) o a la caja del vagón.
- 16. Chasis según una de las reivindicaciones 10 a 15, caracterizado porque al menos un sensor de vibraciones (1) y al menos un sensor de errores (2) o sus lugares de montaje son idénticos.
- 17. Chasis según una de las reivindicaciones 10 a 16, caracterizado porque el al menos un actuador, en particular actuador piezoeléctrico (3), está dispuesto en distintas, varias o todas las rutas de transmisión de sonido propagado por estructuras sólidas del plano primario (13), en particular porque el al menos un actuador, en particular actuador piezoeléctrico (3), está dispuesto en el plano primario (13) en uno, varios o todos los elementos que guían el eje montado (9) en la dirección x y/o y, es decir, en la dirección de la vía y/o transversalmente respecto a ésta, preferiblemente en elementos guía del eje (5) y/o en el amortiguador primario (4).
- 18. Chasis según una de las reivindicaciones 10 a 17, caracterizado porque el al menos un actuador, en particular actuador piezoeléctrico (3), está dispuesto de modo que su dirección de acción se extiende al menos parcial o completamente
- -
- en la dirección perpendicular respecto al plano de la vía y/o
- -
- paralelamente al plano de la vía, paralelamente a la dirección de marcha y/o
- -
- paralelamente respecto al plano de la vía, en la dirección perpendicular respecto a la dirección de marcha.
- 19. Chasis según una de las reivindicaciones 10 a 18, caracterizado porque el al menos un actuador, en particular actuador piezoeléctrico (3), está dispuesto de modo que
- -
- está montado en serie con los elementos de acoplamiento, en particular con uno, varios o todos los amortiguadores primarios (4), que en el intervalo de frecuencias de trabajo del actuador representan una unión mecánicamente rígida y
- -
- está dispuesto paralelamente a elementos de acoplamiento, en particular a uno, varios o todos los elementos de suspensión, preferiblemente la suspensión primaria (10), que en el intervalo de frecuencias de trabajo tienen un comportamiento mecánico lo más suave posible.
- 20. Chasis según una de las reivindicaciones 10 a 19, caracterizado porque los elementos de acoplamiento, en particular uno, varios o todos los amortiguadores, preferiblemente el amortiguador primario (4), que están montados en serie con el al menos un actuador, en particular actuador piezoeléctrico (3), se han elegido o dimensionado de modo que queda excluida una carga estática o una carga a frecuencias fuera del intervalo de trabajo.
- 21. Chasis según una de las reivindicaciones 10 a 20, caracterizado porque la construcción del chasis, en particular del bogie, está concebida de tal modo que los puntos de acoplamiento del al menos un actuador, en particular actuador piezoeléctrico (3), están rígidos en el intervalo de frecuencias de trabajo y flexibles fuera de este intervalo de trabajo.
- 22. Chasis según una de las reivindicaciones 10 a 21, caracterizado porque los elementos de acoplamiento que contribuyen sustancialmente a la transmisión del sonido propagado por estructuras sólidas se han elegido según sus propiedades mecánicas, en particular porque en el plano primario (13) los elementos de acoplamiento unen los componentes del vehículo con una rigidez dinámica comparativamente elevada, por ejemplo caja de grasa (6), bastidor de bogie (7) y/o caja de vagón (8) o al menos partes de éstos.
- 23. Chasis según una de las reivindicaciones 10 a 22, caracterizado porque el al menos un actuador, en particular actuador piezoeléctrico (3), está integrado con una gran rigidez dinámica en la estructura o en el sistema de suspensión.
- 24. Chasis según una de las reivindicaciones 10 a 23, caracterizado porque el al menos un actuador, en particular actuador piezoeléctrico (3), y un amortiguador, en particular amortiguador primario (10), están integrados en una unidad.
- 25. Chasis según una de las reivindicaciones 10 a 24, caracterizado porque el al menos un actuador, en particular actuador piezoeléctrico (3), está integrado en el aceite de amortiguador de un amortiguador hidráulico, en particular del amortiguador primario (10).
- 26. Chasis según una de las reivindicaciones 10 a 25, caracterizado porque el al menos un actuador, en particular actuador piezoeléctrico (3), está montado de tal modo en el sistema hidráulico de un amortiguador hidráulico, en particular del amortiguador primario (10), que se consigue un desacoplamiento de fuerzas estáticas gracias a la renuncia a un acoplamiento mecánico de estructura sólo a través del líquido de amortiguación.
- 27. Chasis según una de las reivindicaciones 10 a 26, caracterizado porque una parte del al menos un actuador, en particular actuador piezoeléctrico (3), se usa como sensor de fuerzas, en particular como sensor de vibraciones (1) y/o como sensor de errores (2).
- 28. Chasis según una de las reivindicaciones 10 a 27, caracterizado porque el vehículo es un vehículo sobre carriles, en particular para el transporte de personas, preferiblemente para el transporte rápido a distancia.
- 29. Chasis según una de las reivindicaciones 10 a 28, caracterizado porque el chasis es un bogie.
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