ES2929307T3 - Vehículo con un dispositivo de resorte con característica de resorte transversal predefinible - Google Patents

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Abstract

La presente invención se refiere a un vehículo, en particular a un vehículo sobre raíles, que tiene una carrocería (102) y un tren de rodaje (104), en el que la carrocería (102) se apoya en la dirección de la altura del vehículo sobre el tren de rodaje (104) mediante medio de al menos un dispositivo de resorte (108). El dispositivo de resorte (108) comprende un primer elemento de contacto (109), un segundo elemento de contacto (110) y al menos un elemento de resorte (111), el primer elemento de contacto (109), el segundo elemento de contacto (110) y el en estando dispuesta al menos una unidad de resorte (111) en términos cinemáticos en serie entre el cuerpo (102) y la unidad de chasis (104). El primer elemento de contacto (109) está dispuesto para ser montado de manera que pueda pivotar particularmente alrededor de un eje de pivote (113.1), y está asociado con el segundo elemento de contacto (110) de tal manera que cuando el cuerpo (102) se desvía en una dirección transversal del vehículo, particularmente bajo un movimiento de giro alrededor del eje de giro (113.1), el primer elemento de contacto (109) contacta con el segundo elemento de contacto (110) en diferentes puntos de contacto (114.1) de al menos una curva de punto de contacto (114). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Vehículo con un dispositivo de resorte con característica de resorte transversal predefinible
La presente invención se refiere a un vehículo, en particular a un vehículo sobre raíles, con una caja de vagón y una unidad de chasis, estando la caja de vagón soportada en la dirección de la altura del vehículo sobre la unidad de chasis a través de al menos un dispositivo de resorte. La presente invención se refiere además a un dispositivo de resorte correspondiente de un vehículo de este tipo según la invención.
En los vehículos sobre raíles (pero también en otros vehículos), la caja de vagón está montada por regla general de forma elástica con respecto a las unidades de ruedas (por ejemplo pares de ruedas o juegos de ruedas) en la dirección de la altura del vehículo a través de uno o varios dispositivos de resorte. Las aceleraciones transversales, que por ejemplo al tomar una curva actúan en una dirección transversal del vehículo (es decir, perpendicularmente a la dirección de marcha o perpendicularmente al eje longitudinal del vehículo), en general provocan en tales vehículos una desviación transversal de la caja de vagón con respecto a las unidades de ruedas, que debe ser absorbida por los dispositivos de resorte.
A menudo existe el problema de que, dependiendo del diseño de los dispositivos de resorte utilizados, una característica de resorte transversal deseada (es decir, un curso deseado de la resistencia del dispositivo de resorte frente a la desviación transversal de la caja de vagón) solo puede implementarse con medios relativamente complejos. La característica de resorte transversal es importante tanto con respecto a la comodidad para los pasajeros, como también con respecto a la seguridad de conducción del vehículo, por ejemplo su seguridad frente al descarrilamiento.
Sin embargo, en los sistemas de resorte convencionales, en particular en los sistemas de resorte convencionales con resortes neumáticos y/o resortes de acero, el criterio decisivo para el diseño de la característica de resorte es naturalmente en primer lugar la función de soporte en la dirección de la altura del vehículo. Sin embargo, este enfoque en el soporte de la caja de vagón en la dirección de la altura del vehículo generalmente deja poco espacio de holgura para una adaptación simple de la característica de resorte transversal (es decir, de la característica de resorte del soporte en la dirección transversal del vehículo).
Por tanto, en tales diseños convencionales normalmente están previstos uno o varios elementos de resorte y/o elementos amortiguadores separados que actúan en la dirección transversal del vehículo para adaptar la característica de resorte transversal del soporte de la caja de vagón a un curso deseado. No obstante, como resultado el espacio de construcción necesario ya relativamente alto para suspensiones de este tipo se incrementa aún más. Esto resulta especialmente desfavorable en los vehículos sobre raíles modernos con el número relativamente grande de componentes que hay que disponer en la zona del chasis.
En particular, en relación con los llamados vehículos de plataforma baja, por ejemplo por los documentos EP 1029 764 A2 y EP 1264 750 A1, son conocidos dispositivos de resorte hidroneumáticos o hidromecánicos, en los que la absorción de la fuerza de soporte entre la caja de vagón y la unidad de rueda es realizada mediante una unidad hidráulica, cuya cámara de trabajo está conectada a través de una línea hidráulica a otra cámara de trabajo de una unidad de resorte hidroneumático o hidromecánico, que proporciona el efecto de resorte.
Con estas configuraciones, los requisitos para el espacio de construcción disponible se relajan un poco, ya que la unidad de resorte gracias a la línea hidráulica puede ser dispuesta en una posición que esté (casi) discrecionalmente alejada de la unidad hidráulica (que proporciona la fuerza de soporte), en la cual existe suficiente espacio de construcción disponible. Sin embargo, aquí nuevamente la característica de resorte transversal solo puede ser modificada con un despliegue similar al de las configuraciones descritas anteriormente. En consecuencia, aquí también deben estar previstos por regla general uno o varios elementos de resorte y/o elementos de amortiguación que actúen en la dirección transversal del vehículo para adaptar la característica de resorte transversal del soporte de la caja de vagón a un curso deseado. Por tanto, también en el caso de estas configuraciones resultan los inconvenientes ya descritos anteriormente con respecto a la complejidad para su diseño.
La absorción de movimientos transversales o fuerzas transversales por parte de la unidad hidráulica también es generalmente problemática en tales configuraciones. Así, por ejemplo, la unidad hidráulica del documento EP 1264 750 A1 puede absorber movimientos transversales o fuerzas transversales de forma muy limitada, mientras que esto es posible en la unidad hidráulica del documento EP 1029 764 A2, pero exige un diseño relativamente complejo y propenso al desgaste con un fuelle arrollable.
El documento EP 1610995 B1 describe un dispositivo de inclinación de un vehículo sobre raíles, en el que rodillos en el chasis y vías de rodadura en la caja de vehículo permiten un movimiento de balanceo de la caja de vehículo.
El documento GB 2473502 A da a conocer un vehículo sobre raíles, en el que la desviación de la caja de vehículo influye en la inclinación de la caja a través de un dispositivo de control.
El documento WO 2010/113045 A2 da a conocer un vehículo sobre raíles con una suspensión transversal, en el que es controlada la inclinación de la caja de vehículo.
Por tanto, la presente invención se propone el objeto de proporcionar un vehículo o un dispositivo de resorte del tipo mencionado al principio, que o no tenga los inconvenientes mencionados anteriormente o por lo menos los tenga en menor medida y en particular que de una manera simple y que ahorre espacio, posibilite una adaptación de la característica de resorte transversal a un curso deseado.
La presente invención lleva a cabo este objeto partiendo de un vehículo según el preámbulo de la reivindicación 1 mediante las características especificadas en la parte caracterizante de la reivindicación 1.
La presente invención se basa en la enseñanza técnica de que es posible adaptar la característica de resorte transversal a un curso deseado de una manera simple y que ahorra espacio, si el dispositivo de resorte comprende un primer elemento de contacto, un segundo elemento de contacto y al menos una unidad de resorte, que están dispuestos cinemáticamente en serie entre la caja de vagón y la unidad de chasis, de tal manera que en caso de una desviación de la caja de vagón en una dirección transversal del vehículo, el primer elemento de contacto contacta con el segundo elemento de contacto en diferentes puntos de contacto de al menos una curva de punto de contacto.
A través del primer y segundo elemento de contacto puede ser implementado un dispositivo de acoplamiento en la cadena cinemática entre la caja de vagón, el dispositivo de resorte y la unidad de chasis, que convierta un movimiento transversal de la caja de vagón con respecto a la unidad de chasis en una desviación de la unidad de resorte en su dirección de acción principal, en la que actúa para el soporte de la caja de vagón en la dirección de la altura del vehículo. En el sentido de la presente invención, la dirección de acción principal debe entenderse como la dirección en la que la unidad de resorte debe conseguir principalmente su acción de resorte. En el caso de un resorte helicoidal cilíndrico convencional, esta es por ejemplo la dirección del eje del resorte (es decir, el eje central del cilindro). Dependiendo del diseño o disposición de la unidad de resorte, la dirección de acción principal de la unidad de resorte puede discurrir paralela a la dirección de la altura del vehículo, pero también puede discurrir inclinada con respecto a la dirección de la altura del vehículo.
La adaptación de la característica de resorte transversal a un curso deseado, en el caso de una característica de resorte predeterminada del dispositivo de resorte en la dirección de la altura del vehículo o de una característica de resorte predeterminada de la unidad de resorte en su dirección de acción principal, se puede realizar fácilmente mediante la conversión de movimiento entre el movimiento transversal de la caja de vagón y la desviación de la unidad de resorte en la dirección de acción principal definida por el curso de la curva de punto de contacto. En otras palabras, mediante la adaptación de la curva de punto de contacto es posible de forma fácil ajustar la característica de resorte transversal sin tener que hacer concesiones en la optimización de la característica de resorte del dispositivo de resorte en la dirección de la altura del vehículo o en la optimización de la característica de resorte de la unidad de resorte en su dirección de acción principal.
La conversión de movimiento realizada a través del primer y segundo elemento de contacto se puede realizar de cualquier manera adecuada, por lo que puede estar previsto un movimiento de deslizamiento entre el primer y el segundo elemento de contacto a lo largo de la curva de punto de contacto. Además, el primer y segundo elemento de contacto para la conversión de movimiento pueden ejecutar movimientos puramente de traslación, al menos por sectores.
Sin embargo, resultan configuraciones particularmente fáciles de implementar, robustas y duraderas si al menos uno de los dos elementos de contacto realiza un movimiento de rotación al menos por sectores en el marco de la conversión de movimiento. Entonces se puede realizar un movimiento de rodadura o al menos un movimiento de giro entre los dos elementos de contacto, lo que es ventajoso no en última instancia desde el punto de vista del desgaste.
Por tanto, según un primer aspecto, la presente invención se refiere a un vehículo, en particular un vehículo sobre raíles, con una caja de vagón y una unidad de chasis, estando la caja de vagón soportada sobre la unidad de chasis a través de al menos un dispositivo de resorte en la dirección de la altura del vehículo. El dispositivo de resorte comprende un primer elemento de contacto, un segundo elemento de contacto y al menos una unidad de resorte, estando el primer elemento de contacto, el segundo elemento de contacto y la por lo menos una unidad de resorte dispuestos cinemáticamente en serie entre la caja de vagón y la unidad de chasis. El primer elemento de contacto está dispuesto y asignado al segundo elemento de contacto, de tal manera que cuando la caja de vagón se desvía en una dirección transversal del vehículo, el primer elemento de contacto contacta con el segundo elemento de contacto en diferentes puntos de contacto de al menos una curva de punto de contacto, y se caracteriza por que en caso de una desviación transversal de la caja de vagón respecto a la unidad de chasis en una dirección transversal del vehículo, la al menos una curva de punto de contacto define una característica de resorte transversal del dispositivo de resorte en la dirección transversal del vehículo.
Para lograr el movimiento giratorio de uno de los elementos de contacto, al menos por secciones como se ha descrito anteriormente, está previsto en este caso preferentemente que el primer elemento de contacto esté montado de forma basculante alrededor de un eje de basculación y esté asociado al segundo elemento de contacto, de tal manera que durante un movimiento de basculación alrededor del eje de basculación, el primer elemento de contacto contacte con el segundo elemento de contacto en diferentes puntos de contacto de la al menos una curva de punto de contacto.
Se sobreentiende que mediante la por lo menos una curva de punto de contacto se puede implementar esencialmente un curso discrecional de la característica de resorte transversal del dispositivo de resorte, que se adapte al caso de aplicación específico, por ejemplo al tipo de vehículo y/o la velocidad de funcionamiento nominal del vehículo. En otras palabras, es posible adaptar el dispositivo de resorte a cualquier vehículo sin gran esfuerzo.
Por tanto se puede adaptar sin problemas a un vehículo en el transporte local de pasajeros con velocidades de funcionamiento nominales relativamente bajas (por ejemplo, un tranvía o un tren subterráneo), así como a vehículos de transporte regional, interurbano o de alta velocidad, que tienen velocidades de funcionamiento nominales cada vez más altas. El sistema según la invención es especialmente adecuado para vehículos con tecnología de inclinación, ya que de esta forma se puede reducir drásticamente la complejidad mecánica del sistema de inclinación y suspensión.
Así, dependiendo del grado de desviación transversal, cursos constantes y/o lineales y/o progresivos y/o decrecientes de la resistencia del dispositivo de resorte frente a la desviación transversal de la caja de vagón pueden ser ajustados, al menos por sectores, para adaptarse al caso de aplicación respectivo.
En variantes preferidas del vehículo según la invención, en caso de una desviación transversal de la caja de vagón con respecto a la unidad de chasis en la dirección transversal del vehículo, el primer elemento de contacto es basculado alrededor del eje de basculación comenzando desde una posición neutra, de modo que la por lo menos una curva de puntos de contacto define una característica de resorte transversal del dispositivo de resorte. En ciertas variantes de la invención, la por lo menos una curva de punto de contacto está realizada de tal manera que el dispositivo de resorte al menos en una zona central de desviación transversal adyacente a la posición neutra y/o al menos en una zona de desviación transversal exterior distanciada de la posición neutra, se opone a una desviación transversal progresiva con una resistencia frente a la desviación transversal con una característica progresiva al menos por sectores.
Así es posible de manera ventajosa contrarrestar desviaciones transversales en determinadas posiciones prefijables discrecionalmente con una resistencia creciente. Esto puede conseguir por ejemplo un efecto de autocentrado pasivo en la zona de la posición neutra (que es adoptada cuando el vehículo está parado en un tramo recto plano), como se explicará con más detalle a continuación. Esta resistencia creciente también se puede utilizar en zonas más alejadas de la posición neutra para implementar la función de limitación del movimiento, como suelen proporcionar los topes o amortiguadores laterales en los vehículos convencionales. Tales topes o amortiguadores adicionales pueden entonces omitirse por completo, lo que simplifica aún más el diseño del vehículo.
Adicional o alternativamente, la al menos una curva de punto de contacto puede estar realizada de tal manera que al menos en una zona central de desviación transversal adyacente a la posición neutra, la unidad de resorte ejerza una fuerza de retroceso que actúa en la dirección transversal del vehículo sobre la caja de vagón, que es causada por la fuerza del peso que actúa sobre la caja de vagón y que hasta un peralte de vía máximo esperado durante el funcionamiento del vehículo es suficiente para retroceder la caja de vagón al menos a las proximidades de la posición neutra, preferiblemente sustancialmente a la posición neutra. Este efecto de autocentrado puede ser implementado a través del curso de la curva de punto de contacto descrito anteriormente con una resistencia progresiva frente a la desviación transversal.
Adicional o alternativamente también puede estar previsto que la al menos una curva de punto de contacto esté realizada de tal manera que el dispositivo de resorte, al menos en una zona de desviación transversal exterior distanciada de la posición neutra, se oponga a una desviación transversal progresiva con una resistencia frente a la desviación transversal con característica decreciente al menos por sectores. Esto hace posible por ejemplo incluso favorecer la siguiente desviación transversal en determinadas zonas.
Esto es particularmente ventajoso en relación con los llamados sistemas de inclinación, que ajustan un ángulo de inclinación o un ángulo de balanceo de la caja de vagón alrededor de un eje de balanceo paralelo a la dirección longitudinal del vehículo, para reducir las aceleraciones transversales (que actúan por ejemplo al tomar las curvas) que percibidas como molestas por los pasajeros del vehículo. Esto es especialmente ventajoso en relación con sistemas de inclinación activos, en los que el ajuste del ángulo de balanceo es realizado al menos parcialmente a través de actuadores, ya que los actuadores tienen que aplicar entonces menos fuerza y, en consecuencia, pueden ser diseñados más pequeños y más ligeros.
Además, la al menos una curva de punto de contacto puede estar realizada adicional o alternativamente, de tal manera que el dispositivo de resorte se oponga a una desviación transversal progresiva, al menos por sectores, con una resistencia esencialmente constante. Esto también puede ser deseable o ventajoso dependiendo del caso de aplicación respectivo.
El curso de la resistencia frente a las desviaciones transversales puede ser ajustado esencialmente de forma discrecional. En particular, cursos de la curva de resistencia (ascendentes o descendentes) curvados según se desee, al menos por sectores, pueden ser ajustados a través del diseño de la curva de punto de contacto. En determinadas variantes de la invención puede ser ventajoso implementar un curso lineal de la curva de resistencia. Por tanto, en estas variantes, la por lo menos una curva de punto de contacto está realizada preferentemente, de tal manera que el dispositivo de resorte se oponga a una desviación transversal progresiva, al menos por sectores, con una resistencia esencialmente lineal (creciente o decreciente).
La secuencia de los dos elementos de contacto y la unidad de resorte en la cadena cinemática entre la caja de vagón y la unidad de chasis puede ser seleccionada esencialmente como se desee. En particular, las relaciones de espacio disponible pueden jugar aquí un papel decisivo. La asignación de la unidad de resorte, así como de los dos elementos de contacto a la caja de vagón o a la unidad de chasis puede ser elegida a discreción.
En determinadas variantes del vehículo según la invención, la por lo menos una unidad de resorte está conectada en serie en una cadena cinemática entre el primer elemento de contacto y la caja de vagón o entre el primer elemento de contacto y la unidad de chasis, estando montado el primer elemento de contacto preferiblemente de forma que se pueda desplazar a lo largo de una dirección de acción principal de la unidad de resorte. Dependiendo de la orientación de la unidad de resorte, el primer elemento de contacto puede estar dispuesto de manera que pueda desplazarse en el espacio en cualquier dirección. Configuraciones particularmente ventajosas, porque son fáciles de implementar, resultan cuando la dirección de acción principal discurre esencialmente paralela a la dirección de la altura del vehículo. En estos casos, el primer elemento de contacto está montado de forma desplazable en la dirección de la altura del vehículo.
En otras variantes de la invención, la por lo menos una unidad de resorte está conectada adicionalmente (es decir, si están previstas varias unidades de resorte) o alternativamente en serie en una cadena cinemática entre el segundo elemento de contacto y la caja de vagón o entre el segundo elemento de contacto y la unidad de chasis. También aquí, el segundo elemento de contacto puede estar dispuesto de forma desplazable en el espacio en cualquier dirección, dependiendo de la orientación de la unidad de resorte. Configuraciones particularmente ventajosas porque son fáciles de implementar, resultan a su vez si la dirección de acción principal discurre esencialmente paralela a la dirección de la altura del vehículo. En estos casos, el segundo elemento de contacto está montado entonces de forma desplazable en la dirección de la altura del vehículo.
Esencialmente puede ser suficiente prever un único dispositivo de resorte entre la caja de vagón y la unidad de chasis. Sin embargo, en variantes preferidas de la invención están previstos varios dispositivos de resorte, que eventualmente pueden asumir otras funciones. Así, dispositivos de resorte distanciados entre sí pueden absorber en particular momentos alrededor de determinados ejes de giro.
Por consiguiente, en determinadas variantes de la invención está previsto por ejemplo que la caja de vagón esté soportada en la dirección de la altura del vehículo sobre la unidad de chasis a través de al menos otro dispositivo de resorte, que en particular esté realizado esencialmente idéntico al dispositivo de resorte. Los dos dispositivos de resorte están dispuestos desplazados entre sí una distancia longitudinal en la dirección longitudinal del vehículo, de modo que eventualmente pueden absorber un momento de cabeceo alrededor de un eje de cabeceo que discurre en la dirección transversal del vehículo. Adicional o alternativamente, los dos dispositivos de resorte pueden estar dispuestos, en particular esencialmente equidistantes, a ambos lados de un punto de giro de la caja de vagón con respecto al chasis en torno a la dirección de la altura del vehículo, en particular a ambos lados de un pasador de giro, ya que esto naturalmente permite conseguir una distribución particularmente uniforme de las cargas.
En otras variantes de la invención, la caja de vagón está soportada sobre la unidad de chasis adicional o alternativamente a través de al menos otro dispositivo de resorte en la dirección de la altura del vehículo, que en particular está realizado esencialmente idéntico al dispositivo de resorte. Los dos dispositivos de resorte están desplazados entre sí una distancia transversal en la dirección transversal del vehículo, por lo que pueden absorber un momento de balanceo alrededor de un eje de balanceo que discurre en la dirección longitudinal del vehículo. También aquí los dos dispositivos de resorte pueden estar dispuestos adicional o alternativamente en esencia equidistantes, en particular a ambos lados de un punto de giro de la caja de vagón con respecto al chasis en torno a la dirección de la altura del vehículo, en particular a ambos lados de un pasador de giro, para conseguir una distribución favorable de la carga.
En determinadas variantes de la invención, los dos dispositivos de resorte también pueden estar configurados de tal manera que no puedan generar o absorber momentos de cabeceo alrededor de tal eje de cabeceo y/o ni momentos de balanceo alrededor de tal eje de balanceo. De esta forma se puede evitar que tales momentos de cabeceo o momentos de balanceo puedan eventualmente tener un efecto negativo sobre la seguridad del vehículo frente al descarrilamiento. Esto se puede implementar a través de un acoplamiento puramente pasivo de los dos dispositivos de resorte, en el que por ejemplo existe un acoplamiento correspondientemente opuesto (en particular con comunicación fluídrica) de los dos dispositivos de resorte. De igual modo también es posible naturalmente un control activo de los dos dispositivos de resorte, que está ajustado de tal manera que no sean generados ni absorbidos tales momentos de cabeceo o momentos de balanceo.
No obstante, se sobreentiende que en otras variantes de la invención también puede ser seleccionada una solución activa, en la que los dos dispositivos de resorte sean controlados activamente por un dispositivo de control para generar un momento de cabeceo y/o un momento de balanceo predefinible determinado. Esta configuración puede ser utilizada activamente para aumentar la seguridad frente al descarrilamiento de la unidad de chasis al contrarrestar activamente una inminente descarga crítica de la rueda en la unidad de chasis a través del momento de cabeceo y/o el momento de balanceo.
Para ello, se puede detectar por ejemplo al menos una variable en el vehículo que permita extraer conclusiones sobre la seguridad actual de la unidad de chasis frente al descarrilamiento. Dependiendo del valor detectado actualmente de esta por lo menos una variable, puede ser evaluada entonces la seguridad actual frente al descarrilamiento y, eventualmente se puede iniciar una reacción contraria correspondiente a través de los dos dispositivos de resorte. En este caso, al menos un modelo previamente determinado para el vehículo puede ser usado eventualmente tanto para la evaluación de la seguridad frente al descarrilamiento, como para la determinación de la reacción contraria.
Debe mencionarse en este punto que la aplicación activa y dirigida de fuerzas y/o momentos sobre la unidad de chasis por medio de al menos una unidad activa conectada entre la unidad de chasis y la caja de vagón para la compensación al menos parcial de descargas de la rueda en la unidad de chasis representa una idea de la invención que se puede proteger de forma independiente, que en particular es independiente del diseño del dispositivo de resorte descrito anteriormente o a continuación, pero que puede ser implementada de manera particularmente ventajosa en combinación con tal diseño.
Las unidades de resorte pueden estar realizadas como unidades pasivas simples. En variantes especialmente ventajosas de la invención con un alto grado de integración funcional, las unidades de resorte de los dos dispositivos de resorte están realizadas como unidades de resorte activas controladas por un dispositivo de control. Aquí, de manera ventajosa, en particular las propiedades de suspensión (en concreto la rigidez) y/o las propiedades de amortiguación de la unidad de resorte pueden ser ajustadas de forma activa.
Con tales unidades de resorte activas es posible en particular integrar la función de dispositivos antibalanceo o estabilizadores de balanceo en los dispositivos de resorte. El dispositivo de control puede estar realizado entonces para controlar las unidades de resorte activas para la estabilización activa del balanceo de la caja de vagón.
Las unidades de resorte pueden estar configuradas esencialmente de cualquier manera adecuada. Así, resortes de acero, resortes de goma o resortes neumáticos simples convencionales pueden ser usados individualmente o en cualquier combinación. Se obtienen configuraciones especialmente ventajosas cuando los dos dispositivos de resorte comprenden, respectivamente, una unidad de resorte hidráulica (esto es, por ejemplo una unidad de resorte hidroneumática, hidromecánica o electrohidráulica), ya que en este caso se pueden lograr configuraciones que especialmente ahorran espacio o configuraciones flexibles en cuanto a la disposición de los componentes. En particular, se pueden implementar los llamados sistemas sin aire, en los que se puede prescindir de los componentes neumáticos (típicamente de construcción compleja o grandes y pesados) en la zona de la unidad de chasis. Además, con tal configuración hidráulica, la función de soporte de momento puede ser integrada de manera particularmente sencilla en los dispositivos de resorte o ser implementada a través de componentes activos correspondientes.
Los movimientos de giro entre la caja de vagón y la unidad de chasis (alrededor de un eje de giro que discurre en la dirección de la altura del vehículo) pueden esencialmente ser absorbidos por el dispositivo de resorte de cualquier manera adecuada. Así, por ejemplo, la superficie de contacto de al menos uno de los dos elementos de contacto puede estar configurada de tal manera que el contacto entre las superficies de contacto de los dos elementos de contacto se mantenga incluso durante un movimiento de giro de este tipo.
En este caso, los dos elementos de contacto pueden estar configurados en particular de tal manera que incluso tal movimiento de giro entre la caja de vagón y la unidad de chasis sea contrarrestado a través del curso de la curva de punto de contacto (de forma análoga a la resistencia frente a una desviación transversal descrita anteriormente) por una resistencia al giro con un curso discrecional (a través del ángulo de giro). En particular, también aquí pueden ser implementados, al menos por sectores, cursos progresivos y/o decrecientes y/o lineales y/o constantes de la resistencia al giro. Esto hace posible de manera ventajosa, en particular a través de uno o varios dispositivos de resorte distanciados del eje de giro del movimiento de rotación, integrar también la función de amortiguadores de guiñada convencionales, topes de giro o similares en el dispositivo de resorte o los dispositivos de resorte.
En el caso de variantes especialmente ventajosas de la invención puede estar previsto por lo demás que, dependiendo de las especificaciones de la dinámica de conducción para el respectivo vehículo, la resistencia frente a la desviación transversal tenga un curso predeterminable de forma discrecional por medio de un diseño correspondiente de la curva de punto de contacto, dependiendo del ángulo de giro de la caja de vagón con respecto a la unidad de chasis. Así por ejemplo, puede estar previsto que el curso de la curva de resistencia a la desviación transversal (es decir, el curso de la resistencia a la desviación transversal sobre la desviación transversal) permanezca igual independientemente del ángulo de giro, es decir, que por ejemplo al tomar curvas resulte esencialmente la misma característica de resorte transversal que cuando se conduce en un tramo recto. Asimismo, con la presente invención naturalmente también puede ser implementado fácilmente un diseño en el que, al tomar una curva se consiga una característica de resorte transversal que se desvía de la conducción en un tramo recto de acuerdo con especificaciones discrecionales.
Esto, a su vez, puede realizarse de manera especialmente sencilla mediante uno o varios dispositivos de resorte distanciados del eje de giro del movimiento de rotación. Asimismo también es posible por lo demás prever una configuración diferente de las unidades de contacto o de las curvas de punto de contacto de los dispositivos de resorte. Así, por ejemplo, la característica de resorte transversal del sistema de resorte para una unidad de chasis determinada puede estar definida predominantemente o incluso exclusivamente por una parte de los dispositivos de resorte, en particular un único dispositivo de resorte, mientras que otra parte de los dispositivos de resorte para esta unidad de chasis proporciona una contribución más pequeña o eventualmente incluso ninguna contribución. En particular, esto hace posible, entre otras cosas, lograr un ajuste deseado de la caja de vagón con respecto a la unidad de chasis al tomar las curvas.
Así, en particular con un soporte convencional de la caja de vagón sobre dos unidades de chasis en la zona de sus extremos, es posible aplicar la resistencia a la desviación transversal principalmente por medio del dispositivo de resorte central situado más cerca del centro de la caja de vagón (en la dirección longitudinal del vehículo), mientras que un dispositivo de resorte en el lado final dispuesto más cerca del extremo respectivo de la caja de vagón (más allá del eje de giro del movimiento de rotación) proporciona una contribución significativamente menor (eventualmente incluso no significativa) a la resistencia a la desviación transversal. Al pasar por una curva, esto conduce a un desplazamiento de la caja de vagón hacia el exterior de la curva como resultado del movimiento de giro de la unidad de chasis.
Esto se debe a que el dispositivo de resorte en el lado central que se desplaza hacia fuera de la curva con respecto al eje de giro del movimiento de rotación, ejerce una fuerza considerable dirigida hacia fuera de la curva en la dirección transversal del vehículo sobre la caja de vagón, mientras que el dispositivo de resorte en el lado final que se desplaza hacia el interior de la curva con respecto al eje de del giro del movimiento de rotación ejerce una fuerza significativamente menor dirigida hacia el interior de la curva en la dirección transversal del vehículo sobre la caja de vagón.
También se da el caso de que una selección inversa de la resistencia a la desviación transversal eventualmente también puede resultar en un desplazamiento de la caja de vagón hacia el interior de la curva.
En otras palabras, mediante tal configuración es posible conseguir de forma ventajosa una adaptación del comportamiento del vehículo en las curvas a un perfil de limitación específico predeterminado o aumentar la capacidad de transporte del vehículo mediante cajas de vagón más anchas que, gracias al desplazamiento transversal ajustado cuando se toman curvas, todavía mantienen un perfil de limitación predeterminado. En particular, con el soporte por el lado final convencional descrito de cajas de vagón relativamente largas sobre dos chasis, esto se puede implementar típicamente por el desplazamiento descrito hacia el exterior de la curva.
En variantes preferidas de la invención con movimientos relativos sujetos a fricción reducidos entre los dos elementos de contacto está previsto que el primer elemento de contacto esté montado de forma basculante en torno a la dirección de la altura del vehículo para compensar al menos parcialmente los movimientos de giro entre la caja de vagón y el chasis. Adicionalmente o como alternativa, el segundo elemento de contacto puede estar montado de forma basculante en torno a la dirección de la altura del vehículo para compensar al menos parcialmente los movimientos de giro entre la caja de vagón y el chasis.
Esencialmente las superficies de contacto entre el primer y el segundo elemento de contacto pueden estar configuradas de cualquier manera adecuada para implementar la al menos una curva de punto de contacto. En este caso, el primer elemento de contacto tiene típicamente una primera superficie de contacto, mientras que el segundo elemento de contacto tiene una segunda superficie de contacto que contacta con la primera superficie de contacto en el al menos un punto de contacto. En el caso de variantes ventajosas de la invención, la primera superficie de contacto y la segunda superficie de contacto están realizadas y aplicadas entre sí, de tal manera que una variación del al menos un punto de contacto durante un movimiento de basculación del primer elemento de contacto se realiza esencialmente sin deslizamiento entre el primer elemento de contacto y el segundo elemento de contacto en una dirección transversal del vehículo. Por el hecho de ser evitado el deslizamiento en la dirección transversal del vehículo puede implementarse de forma ventajosa un curso especialmente preciso de la característica de resorte transversal sobre la desviación transversal.
Se puede conseguir evitar del deslizamiento entre las dos superficies de contacto en la dirección transversal del vehículo de cualquier manera adecuada. En variantes preferidas de la invención, la primera superficie de contacto y la segunda superficie de contacto están realizadas de tal manera que se aplican entre sí a través de dos superficies que engranan entre sí esencialmente con unión positiva de forma en la dirección transversal del vehículo, en particular realizadas a modo de dentado.
Se sobreentiende que eventualmente puede que solo una parte de las dos superficies de contacto esté equipada con tal dentado para evitar el deslizamiento en la dirección transversal del vehículo, mientras que otras partes de las dos superficies de contacto, que se encargan principalmente de la transmisión de la fuerza de soporte en la dirección de la altura del vehículo, contactan entre sí sin tal dentado. De esta manera, es posible de forma ventajosa una adaptación de estas zonas a la respectiva dirección principal de transmisión de fuerza.
La elección del material para los dos elementos de contacto en la zona de las superficies de contacto también puede ser adaptada al caso de aplicación respectivo. Preferiblemente está previsto que la primera superficie de contacto y/o la segunda superficie de contacto estén realizadas de un material que comprenda un plástico, preferiblemente un elastómero, más preferiblemente poliuretano. De este modo se pueden lograr configuraciones particularmente favorables con respecto a las propiedades de desgaste y en particular las propiedades de amortiguación (por ejemplo, la amortiguación del ruido propagado a través de cuerpos sólidos).
El uso de un material plástico también tiene la ventaja de que los movimientos relativos de los dos elementos de contacto paralelos a la superficie de la zona de contacto actual (entre las dos superficies de contacto) pueden ser absorbidos por una deformación elástica por cizallamiento del material plástico en la dirección del movimiento relativo, de modo que no haya deslizamiento entre los dos elementos de contacto.
No obstante,, se sobreentiende que en determinadas variantes de la invención es posible construir al menos uno de los elementos de contacto de un metal, en particular acero, o de un plástico duro correspondiente.
El arrastre longitudinal de la caja de vagón (es decir, la transmisión de fuerzas longitudinales que actúan en la dirección longitudinal del vehículo entre la caja de vagón y la unidad de chasis) puede tener lugar esencialmente de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, para ello puede estar previsto un arrastre convencional a través de una articulación de giro correspondiente entre la caja de vagón y la unidad de chasis, por ejemplo un pasador de giro. En variantes preferidas del vehículo según la invención, esta función de arrastre longitudinal también está integrada al menos parcialmente en el dispositivo de resorte. Para ello, pueden estar previstos por ejemplo dos elementos de tope dispuestos en la dirección longitudinal del vehículo a ambos lados del primer elemento de contacto y del segundo elemento de contacto, para la transmisión de fuerzas en la dirección longitudinal del vehículo entre el primer elemento de contacto y el segundo elemento de contacto. Adicionalmente o como alternativa, la unidad de resorte para la transmisión de fuerzas en la dirección longitudinal del vehículo puede comprender al menos un dispositivo de guía realizado para el arrastre en la dirección longitudinal del vehículo. En particular en caso de una realización hidráulica del dispositivo de resorte puede tratarse de una guía de pistón de este dispositivo de resorte.
Como se mencionó, la unidad de resorte puede estar realizada esencialmente de cualquier forma. La unidad de resorte comprende preferiblemente un elemento de resorte hidráulico, en particular un elemento de resorte hidroneumático o electrohidráulico. En el caso de variantes activas de la unidad de resorte, esta puede ser alimentada preferiblemente por una unidad hidráulica activa. Esencialmente la unidad hidráulica puede estar dispuesta en cualquier lugar del vehículo. Preferiblemente está dispuesta en el chasis. Sin embargo, se entiende que del mismo modo la unidad hidráulica también puede estar integrada en el dispositivo de resorte.
Además, en determinadas variantes de la invención, la unidad de resorte puede comprender un elemento de resorte de emergencia pasivo. Este también puede estar dispuesto esencialmente en cualquier lugar adecuado. Preferiblemente, el elemento de resorte de emergencia está dispuesto cinemáticamente en serie con otro elemento de resorte, en particular activo, de la unidad de resorte, de modo que se logra un diseño particularmente simple y compacto. Esencialmente el elemento de resorte de emergencia también puede estar configurado de cualquier forma adecuada. En el caso de configuraciones especialmente sencillas y robustas, el elemento de resorte de emergencia comprende al menos un resorte de goma.
Adicional o alternativamente, el primer elemento de contacto y/o el segundo elemento de contacto también pueden comprender un elemento de resorte de emergencia pasivo. Este elemento de resorte de emergencia puede comprender a su vez también al menos un resorte de goma.
En otras variantes preferidas de la invención, la unidad de resorte está realizada como una unidad de resorte activa controlada por un dispositivo de control, estando entonces realizado el dispositivo de control en particular para controlar la unidad de resorte para la modificación de una característica de resorte de la unidad de resorte. Adicionalmente o como alternativa, el dispositivo de control también puede estar realizado para controlar la unidad de resorte para la regulación del nivel de la unidad de resorte y, por tanto, también de la caja de vagón.
En otras variantes preferidas de la invención, la unidad de resorte puede comprender al menos un dispositivo amortiguador pasivo y/o al menos un dispositivo amortiguador activo, con lo cual el grado de integración funcional y, por tanto, el ahorro de espacio de construcción puede ser mejorado aún más. En particular en el caso de unidades de resorte hidráulicas, un dispositivo de amortiguación de este tipo puede ser implementado simplemente por medio de una o varias válvulas de estrangulación pasivas y/o activas o similares. En particular, el dispositivo de control puede estar realizado entonces para controlar el dispositivo de amortiguación activo para la modificación de una característica de amortiguación de la unidad de resorte.
En otras variantes preferidas del vehículo según la invención está previsto un dispositivo de detección para detectar al menos una variable de detección representativa del estado de la unidad de chasis. Para ello, la unidad de resorte puede tener por ejemplo un dispositivo de medición del dispositivo de detección, que puede servir en particular para la medición de altura (por tanto, para medir el nivel de altura de la caja de vagón) y/o la medición de presión en la unidad de resorte. En este caso puede estar previsto un dispositivo de control conectado al dispositivo de detección, que procesa las señales del dispositivo de detección y la unidad de resorte en función de las señales del dispositivo de detección. Puede ser implementada igualmente una regulación del nivel y/o una compensación de balanceo y/o una suspensión activa y/o una amortiguación activa, así como un aumento activo en la seguridad frente al descarrilamiento, en particular un aumento activo en la seguridad frente al descarrilamiento mediante la aplicación de un momento de cabeceo que contrarreste una descarga de la rueda.
En otras variantes de la invención está previsto un dispositivo antibalanceo, el dispositivo antibalanceo está dispuesto cinemáticamente paralelo a la unidad de resorte y contrarresta los movimientos de balanceo de la caja de vagón alrededor de un eje de balanceo paralelo a la dirección longitudinal del vehículo de una forma convencional y conocida desde hace tiempo. Adicionalmente o como alternativa, el dispositivo antibalanceo puede comprender dos elementos pendulares que definen un polo instantáneo de un movimiento de balanceo de la caja de vagón (por ejemplo por una disposición inclinada de sus ejes longitudinales en su punto de intersección). La característica de resorte transversal puede entonces estar adaptada a la posición del polo instantáneo a través de la configuración de la curva de punto de contacto para lograr un comportamiento de balanceo determinado (en particular, un curso determinado del ángulo de inclinación o balanceo) de la caja de vagón en caso de una desviación transversal de la misma.
En otras variantes preferidas del vehículo según la invención está previsto un dispositivo actuador que está realizado para, controlado por un dispositivo de control, generar una desviación transversal de la caja de vagón con respecto al chasis en una dirección transversal del vehículo. En particular en el caso de tales configuraciones, la característica de resorte transversal puede estar adaptada al tipo de construcción y eficacia del dispositivo actuador a través de la configuración de la curva de punto de contacto. En consecuencia, la resistencia frente a una desviación transversal de la caja de vagón se puede ajustar de tal manera que un dispositivo actuador relativamente pequeño sea suficiente para lograr la desviación transversal deseada.
La presente invención se puede utilizar en conexión con cualquier vehículo para cualquier fin de uso. El vehículo está realizado preferentemente para un tráfico de alta velocidad con una velocidad operativa nominal por encima de 250 km/h, en particular por encima de 350 km/h.
La presente invención se refiere además a un dispositivo de resorte para un vehículo, en particular un vehículo sobre raíles, que tiene las características y propiedades descritas anteriormente en relación con el vehículo según la invención.
Otras configuraciones preferidas de la invención resultan de las reivindicaciones dependientes o de la siguiente descripción de ejemplos de realización preferidos, que se refieren a los dibujos adjuntos. Muestran:
Figura 1: una vista esquemática en sección de una forma de realización preferida del vehículo según la invención en la posición neutra con una forma de realización preferida del dispositivo de resorte según la invención;
Figura 2: una vista en sección esquemática de una parte del vehículo de la figura 1 en la zona del dispositivo de resorte;
Figura 3: otra vista en sección esquemática de una parte del vehículo de la figura 1 en la zona del dispositivo de resorte (en el plano de corte de la figura 2 o a lo largo de la línea lll-lll de la figura 4);
Figura 4: una vista en sección esquemática a lo largo de la línea lV-lV de la figura 3;
Figura 5: una representación esquemática del curso de las superficies de contacto, de la curva de punto de contacto, así como de la resistencia a la desviación transversal del dispositivo de resorte de la figura 1;
Figura 6: una vista en sección esquemática de otra forma de realización preferida del vehículo según la invención en la posición neutra con otra forma de realización preferida del dispositivo de resorte según la invención;
Figura 7: una representación esquemática del curso de las superficies de contacto, de la curva de punto de contacto, así como de la resistencia a la desviación transversal del dispositivo de resorte de la figura 6;
Figura 8: una representación esquemática del curso de las superficies de contacto, de la de curva de punto de contacto, así como de la resistencia a la desviación transversal de otra forma de realización preferida del dispositivo de resorte según la invención.
Primer ejemplo de realización
A continuación se describe con referencia a las figuras 1 a 5 un primer ejemplo de realización preferido del vehículo según la invención en forma de un vehículo sobre raíles 101. El vehículo 101 está diseñado para el tráfico de alta velocidad con una velocidad operativa nominal por encima de 250 km/h, en particular por encima de 350 km/h.
La figura 1 muestra una vista esquemática en sección del vehículo 101 en un plano de corte perpendicular a su eje longitudinal. El vehículo 101 comprende una caja de vagón 102 que está soportada en la zona de su primer extremo sobre una unidad de chasis en forma de un bogie 104 y en la zona de su segundo extremo está soportada en otro chasis en forma de otro bogie . El bogie 104 y el otro bogie están diseñados de manera idéntica, por lo que a continuación se analizan únicamente las características del bogie 104. No obstante, se sobreentiende que la presente invención también se puede utilizar en conexión con otras configuraciones en las que se utilizan otros diseños de chasis o la caja de vagón está soportada en un número diferente de chasis, por ejemplo, incluso sobre solo un chasis. Además, pueden ser soportadas también dos cajas de vagón sobre una unidad de chasis, como es el caso por ejemplo con los llamados bogies de Jacobs.
Para facilitar la comprensión de las siguientes explicaciones, en las figuras se indica un sistema de coordenadas x,y,z (especificado por el plano de contacto de las ruedas del bogie 104), en el que la coordenada x representa la dirección longitudinal del vehículo sobre raíles 101, la coordenada y representa la dirección transversal del vehículo sobre raíles 101 y la coordenada z indica la dirección de la altura del vehículo sobre raíles 101.
El bogie 104 comprende de manera convencional dos unidades de ruedas en forma de juegos de ruedas 104.1, en cada uno de los cuales está soportado un bastidor de bogie 104.2 a través de una suspensión primaria 103.1. La caja de vagón 102 está soportada a su vez sobre el bastidor de bogie 104.2 a través de la suspensión secundaria 103.2. La suspensión primaria 103.1 está representada simplificada en la figura 1 mediante resortes helicoidales. Sin embargo, se sobreentiende que la suspensión primaria 103.1 puede ser cualquier dispositivo de resorte adecuado.
El vehículo 101 comprende además un dispositivo de compensación de balanceo 105 en la zona del bogie 104. El dispositivo de compensación de balanceo 105 actúa cinemáticamente paralelo a la suspensión secundaria 103.2 entre el bastidor de bogie 104.2 y la caja de vagón 102 de la manera descrita con más detalle a continuación.
Como se puede ver en particular en la figura 1, el dispositivo de compensación de balanceo 105 comprende un dispositivo antibalanceo 106 conocido desde hace tiempo, que está conectado por un lado al bastidor de bogie 104.2 y por otro lado a la caja de vagón 102. El dispositivo antibalanceo 106 comprende un brazo de torsión en forma de una primera palanca 106.1 y un segundo brazo de torsión en forma de segunda palanca 106.2. Las dos palancas 106.1 y 106.2 se asientan, respectivamente, a ambos lados del plano central longitudinal (plano xz) del vehículo 101 solidarios en rotación en los extremos de un eje de torsión 106.3 del dispositivo antibalanceo 106. El eje de torsión 106.3 se extiende en la dirección transversal (dirección y) del vehículo y está montado de forma giratoria en soportes de cojinete 106.4, que a su vez están conectados fijamente al bastidor de bogie 104.2. Una primera biela 106.5 está articulada al extremo libre de la primera palanca 106.1, mientras que una segunda biela 106.6 está articulada al extremo libre de la segunda palanca 106.2. El dispositivo antibalanceo 106 está conectado de forma articulada a la caja de vagón 102 a través de las dos bielas 106.5, 106.6.
En la figura 1 está representado el estado en la posición neutra del vehículo 101, que se produce cuando se circula por una vía 108 recta y sin alabeos. En esta posición neutra, las dos bielas 106.5, 106.6 discurren en el plano de dibujo de la figura 1 (plano yz), en el presente ejemplo inclinados con respecto al eje vertical (eje z) del vehículo 101, de modo que sus extremos superiores (articulados a la caja de vagón 102) están desplazados respecto al centro del vehículo y sus ejes longitudinales se cortan en un punto MP que está situado en el plano central longitudinal (plano xz) del vehículo. De manera conocida desde hace tiempo, por las bielas 106.5, 106.6 está definido un eje de balanceo que discurre paralelo al eje longitudinal 101.1 del vehículo (en posición neutra) y que pasa por el punto MP. En otras palabras, el punto de intersección MP de los ejes longitudinales de las bielas 106.5, 106.6 forma el polo instantáneo de un movimiento de balanceo de la caja de vagón 102 alrededor de este eje de balanceo.
El dispositivo antibalanceo 106 permite de forma conocida desde hace tiempo una compresión sincrónica de la suspensión secundaria 103.2 a ambos lados del vehículo, mientras que impide un movimiento de balanceo puro alrededor del eje de balanceo o el polo instantáneo MP. Además, debido a la posición inclinada de las bielas 106.5, 106.6 por el dispositivo antibalanceo 106 se tiene una cinemática con un movimiento combinado de un movimiento de balanceo alrededor del eje de balanceo o el centro instantáneo MP y un movimiento transversal en la dirección del eje transversal del vehículo (eje y). Se sobrentiende aquí que el punto de intersección MP y, por tanto el eje de balanceo, se mueve por regla general también lateralmente debido a la cinemática predeterminada por las bielas 106.5, 106.6 en caso de una desviación de la caja de vagón 102 de la posición neutra.
Al tomar una curva, la fuerza centrífuga F que actúa en el centro de gravedad SP de la caja de vagón 102 (debido a la aceleración reinante en la dirección transversal del vehículo) provoca en el bastidor de bogie 104.2 un movimiento de balanceo hacia el exterior de la curva, que resulta de una mayor compresión de la suspensión primaria 103.1 hacia el lado exterior de la curva. Cuando el vehículo 101 se desplaza por una curva, la configuración descrita del dispositivo antibalanceo 106 provoca en la zona de la suspensión secundaria 103.2 un movimiento de compensación, que contrarresta el movimiento de balanceo de la caja de vagón 102 hacia el exterior de la curva, como está indicado en la figura 1 por el contorno de trazos 102.1.
Dependiendo de la distancia entre el centro de gravedad SP y el polo instantáneo MP de la caja de vagón 102 (perpendicular al plano de acción de la fuerza centrífuga F), este movimiento de compensación es provocado o favorecido en parte por la fuerza centrífuga F. Dependiendo del diseño del vehículo, en particular del dispositivo antibalanceo 106, también puede estar previsto que el polo instantáneo MP se disponga cerca del centro de gravedad SP, eventualmente incluso coincidiendo con él. En este caso, la fuerza centrífuga F solo contribuye en pequeña medida o incluso no contribuye a la desviación de la caja de vagón 102. En este caso, la fuerza para el movimiento de compensación debe ser aplicada de forma parcial o eventualmente incluso completamente por un actuador 107 del dispositivo de compensación de balanceo 105, que actúa entre el bastidor de bogie 104.2 y la caja de vagón 102.
Gracias al movimiento de compensación predeterminado por la cinemática del dispositivo antibalanceo 106, aumenta entre otras cosas el confort de inclinación para los pasajeros del vehículo 101, ya que los pasajeros (en su sistema de referencia predeterminado por la caja de vagón 102) perciben una parte de la aceleración transversal ap o fuerza centrífuga Fp que actúa realmente en el sistema de referencia (x, y, z) fijo en tierra únicamente como componente de aceleración azp o acción de fuerza Fzp incrementada en la dirección del suelo de la caja de vagón 102, que generalmente es percibida como menos molesta o incómoda. La componente de aceleración transversal ayp o componente de fuerza centrífuga Fyp que actúa en la dirección perpendicular percibida por los pasajeros en su sistema de referencia (xp , yp, zp) como molesta se reduce así de forma ventajosa.
Los valores máximos permisibles para la aceleración transversal ayp,máx.que actúa en el sistema de referencia (xp, yp, zp) de los pasajeros generalmente son especificados por los proveedores del vehículo 101. Los estándares nacionales e internacionales (como el EN 12299, por ejemplo) también brindan puntos de referencia para esto.
La característica de resorte transversal de la suspensión secundaria, es decir, el curso de la resistencia de la suspensión secundaria 103.2 frente a la desviación en la dirección transversal del vehículo (dirección y) que se produce durante el movimiento de compensación, representa un factor importante para el comportamiento de balanceo de la caja de vagón. Por tanto, el actuador 107 para un ajuste deseado del ángulo de balanceo de la caja de vagón alrededor del polo instantáneo MP debe aplicar fuerzas más altas cuanto mayor sea la resistencia frente a esta desviación transversal.
En los vehículos convencionales, la suspensión secundaria generalmente predetermina una característica de resorte transversal que difícilmente puede adaptarse a un comportamiento de balanceo deseado o solo con un esfuerzo relativamente grande. Sin embargo, la presente invención por la configuración de la suspensión secundaria 103.2 descrita a continuación permite de manera sencilla y que ahorra espacio una adaptación de la característica de resorte transversal a un curso deseado y, por tanto en última instancia, también a un comportamiento de balanceo deseado de la caja de vagón 102 .
Para este propósito, la suspensión secundaria 103.2 comprende dos dispositivos de resorte 108 de diseño idéntico, que están dispuestos alineados en la dirección longitudinal del vehículo y centrados en la dirección transversal del vehículo a ambos lados de una articulación de giro (no representada en la Figura 1) (típicamente un pasador de giro), que define movimientos de giro entre la caja de vagón 102 y el bogie 104 alrededor del eje vertical del vehículo.
Sin embargo, se sobreentiende que en otras variantes de la invención (preferiblemente en el centro en la dirección transversal del vehículo y/o la dirección longitudinal del vehículo) está previsto también solo un único dispositivo de resorte 108, que eventualmente también integra la función de la articulación de giro, como se explicará con más detalle a continuación.
Como se puede ver en particular en la figura 2, cada dispositivo de resorte 108 comprende un primer elemento de contacto 109 con una primera superficie de contacto 109.1, un segundo elemento de contacto 110 con una segunda superficie de contacto 110.1 y una unidad de resorte 111, que están dispuestos cinemáticamente en serie entre la caja de vagón 102 y la unidad de chasis 104. La figura 2 muestra un corte a través de un plano de simetría del dispositivo de resorte 108.
La unidad de resorte 111 se asienta con un extremo en el bastidor de bogie 104.2, mientras que su otro extremo soporta una viga 112 sustancialmente en forma de U. La viga 112 se asienta boca abajo sobre la unidad de resorte 111, de modo que resulta una disposición entrelazada en la que una parte de la unidad de resorte 111 se extiende entre los dos brazos 112.1 de la viga 112 y está conectada a su base 112.2. En los extremos libres de los brazos 112.1, en cada caso el primer elemento de contacto 109 está articulado a través de una articulación de basculación 113. El eje de basculación 113.1 común de las dos articulaciones de basculación 113 discurre en la posición neutra de la caja de vagón 102 (en una vía recta plana) esencialmente paralelo a la dirección longitudinal del vehículo (dirección x).
El primer elemento de contacto 109 también tiene esencialmente forma de U, de modo que en cada uno de los extremos libres del brazo respectivo 109.2 del primer elemento de contacto 109 se aplica una articulación de basculación 113. El primer elemento de contacto 109 y la viga 112 también están dispuestos entrelazados, recibiendo el primer elemento de contacto 109 la viga 108.4 en su interior (a través del rango de basculación previsto en el funcionamiento normal), de modo que pueda girar libremente alrededor del eje de basculación 113.1, por lo que resulta en conjunto una configuración particularmente compacta.
En la zona de su base 109.3, el primer elemento de contacto 109 (en el lado opuesto al soporte 112) tiene la primera superficie de contacto 109.1, a través de la cual el primer elemento de contacto 109 contacta con una segunda superficie de contacto 110.1 del segundo elemento de contacto 110 en al menos un punto de contacto 114.1 de una curva de punto de contacto 114.
En el presente ejemplo, tanto la primera superficie de contacto 109.1 como la segunda superficie de contacto 110.1 están realizadas como superficies a lo más ligeramente curvadas con ejes de curvatura principales paralelos. En particular, la primera superficie de contacto está realizada como una superficie sustancialmente cilíndrica. Por consiguiente, existe teóricamente (en el caso de elementos de contacto infinitamente rígidos) un contacto de línea a lo largo de una línea de contacto (que discurre perpendicularmente al plano de corte en la figura 2), sobre la que se sitúa el punto de contacto 114.1. Sin embargo, se sobreentiende que en la realidad, dependiendo de la rigidez o deformación de los elementos de contacto, existe un cierto contacto superficial.
No obstante, se sobreentiende que en otras variantes de la invención al menos una de las dos superficies de contacto puede estar realizada como una superficie de múltiples curvas. De esta manera, puede ser introducida por ejemplo en la suspensión secundaria 103.2 una movilidad de cabeceo que permite movimientos de cabeceo (alrededor de un eje de cabeceo paralelo a la dirección transversal del vehículo). Sin embargo, se sobreentiende que tal movilidad de cabeceo eventualmente también puede ser implementada en otro lugar de la suspensión secundaria 103.2 (por ejemplo, en la zona de los cojinetes 113 y/o de la conexión del segundo elemento de contacto 110 en la caja de vagón 102 y/o la conexión de la unidad de resorte 111 al bastidor de bogie 104.2). Asimismo, la movilidad del cabeceo también se puede implementar a través de una elasticidad correspondiente de al menos uno de los elementos de contacto (por ejemplo, en la zona de la superficie de contacto).
El segundo elemento de contacto 110 está fijado al lado inferior de la caja de vagón 102, de modo que la cadena cinemática o el flujo de fuerza durante el soporte de la caja de vagón 102 se extienda desde la caja de vagón 102 a través del segundo elemento de contacto 110, luego al primer elemento de contacto, luego a la viga 112 y finalmente a la unidad de resorte 111 en el bastidor de bogie 104.2.
No obstante, se sobreentiende que en otras variantes de la invención puede estar prevista una secuencia diferente de los componentes. Así, por ejemplo puede estar previsto un orden inverso de los componentes entre la caja de vagón 102 y el bastidor de bogie 104. Asimismo, en otras variantes, la unidad de resorte 111 puede estar dispuesta entre la caja de vagón 102 y el segundo elemento de contacto 110, en cuyo caso la viga 112 se asienta entonces por ejemplo sobre el resorte de emergencia 111.1.
En el presente ejemplo, la primera superficie de contacto 109.1 y la segunda superficie de contacto 110.1 están dotadas de un dentado 116 (no representados en la figura 2 por motivos de claridad) para evitar un deslizamiento en la dirección transversal del vehículo entre el primer elemento de contacto 109 y el segundo elemento de contacto 110.
Aquí, como se muestra esquemáticamente en las figuras 3 y 4, solo una parte de las dos superficies de contacto 109.1 y 110.1 puede estar equipada con tal dentado 116 para evitar el deslizamiento en la dirección transversal del vehículo, mientras que otras partes de las dos superficies de contacto 109.1 y 110.1, que se encargan principalmente de la transmisión de la fuerza de soporte en la dirección de la altura del vehículo, contactan entre sí sin tal dentado. De esta manera, es posible ventajosamente adaptar estas zonas parciales de las dos superficies de contacto 109.1 y 110.1 a la respectiva función o dirección primaria de transmisión de fuerza (evitando el deslizamiento en la dirección transversal del vehículo o la transmisión de fuerza de soporte en la dirección de la altura del vehículo).
Como puede verse en las figuras 3 y 4, el dentado comprende una primera ranura 116.1 que discurre paralela al plano de basculación del primer elemento de contacto 109, en la que se aplica un primer saliente 116.2 del segundo elemento de contacto 109. El primer saliente 116.2 se aplica en la primera ranura 116.1 con holgura (axial) en la dirección del eje de basculación 113.1, de modo que la primera superficie de contacto 109.1 y la segunda superficie de contacto 110.1 pueden rodar una sobre otra sin obstáculos.
En la primera ranura 116.1 está realizado en el centro (en la dirección transversal del vehículo) un segundo saliente radial 116.3 del primer elemento de contacto 109. El segundo saliente 116.3 se aplica a su vez en una segunda ranura axial 116.4 (que discurre en la dirección transversal del vehículo) en el primer saliente 116.2, existiendo en el presente ejemplo una ligera holgura (en la dirección transversal del vehículo), de modo que el segundo saliente 116.3 por el momento de forma ideal no toca al primer saliente 116.2 en un estado en el que el vehículo 101 se encuentra sobre una vía recta plana. Por consiguiente, la primera superficie de contacto 109.1 y la segunda superficie de contacto 110.1 también pueden rodar una sobre otra sin obstáculos.
Si durante el funcionamiento del vehículo 101 resultan fuerzas perpendiculares (es decir, fuerzas en la dirección transversal del vehículo) que causan o podrían causar un deslizamiento en la dirección transversal del vehículo entre la primera superficie de contacto 109.1 y la segunda superficie de contacto 110.1, el segundo saliente 116.3 se llega a aplicar a la pared limite asociada de la segunda ranura 116.4 y evita tal deslizamiento por la unión positiva de forma que se produce así en la dirección transversal del vehículo.
La configuración del segundo saliente 116.3 y de las paredes límite asociadas de la segunda ranura 116.4 están adaptadas entre sí, de tal manera que la primera superficie de contacto 109.1 y la segunda superficie de contacto 110.1 pueden rodar una sobre otra sin obstáculos, como se muestra en la figura 3 por el contorno discontinuo 116.5.
En el presente ejemplo, el segundo saliente 116.3 está provisto de un contorno superficial curvado de forma correspondiente en el plano de basculación para este fin, mientras que las paredes límite de la segunda ranura 116.4 están configuradas como simples paredes planas. Los contornos de corte del segundo saliente 116.3 y las paredes límite de la segunda ranura 116.4 están preferentemente adaptados entre sí, de tal manera que en cada posición de basculación se consigue la unión positiva de forma que sirve para evitar el deslizamiento en la dirección transversal del vehículo, mientras que preferiblemente en la dirección de la altura del vehículo preferiblemente no se produce tal unión positiva de forma, de modo que el primer saliente 116.2 y el segundo saliente 116.3 esencialmente no están involucrados en la transmisión de la fuerza de soporte en la dirección de la altura del vehículo.
En el presente ejemplo, la configuración del segundo saliente 116.3 y de las paredes límite asociadas de la segunda ranura 116.4 también es tal que en todo el rango de basculación del primer elemento de contacto. 109 que es de esperar durante el funcionamiento del vehículo, el segundo saliente 116.3 nunca sobresale tanto por la segunda ranura 116.4 como para que la función de prevención de deslizamiento no pudiera ya cumplirse y, por tanto, la función de prevención de deslizamiento está garantizada en todo momento.
No obstante, se sobreentiende que en otras variantes de la invención también pueden estar previstos varios emparejamientos para impedir el deslizamiento, distanciados en la dirección transversal del vehículo, cado uno de las cuales consta de un segundo saliente 116.3 y una segunda ranura 116.4 asociada. Estos emparejamientos de dispositivos para impedir el deslizamiento están dispuestos al menos de tal manera que en cualquier momento o en cualquier estado de funcionamiento del vehículo, por lo menos uno de los emparejamientos para impedir el deslizamiento asuma esta función. Preferiblemente, existe un cierto solapamiento en la zona en la que están o pueden estar activos al menos dos emparejamientos para evitar el deslizamiento.
No obstante, se entiende por un lado que en otras variantes de la invención también puede estar prevista una configuración diferente de las dos superficies de contacto, en la que un deslizamiento de este tipo se puede evitar mediante una unión positiva de forma diferente en la dirección transversal del vehículo. En particular, las dos superficies de contacto pueden estar provistas esencialmente por completo de un dentado correspondiente. Por otro lado, es evidente que en otras variantes de la invención también puede faltar tal unión positiva de forma en la dirección transversal del vehículo entre las dos superficies de contacto, por lo que puede haber en la dirección transversal del vehículo una unión positiva de fricción pura entre las dos superficies de contacto.
La unidad de resorte 111 comprende una parte hidráulica y una parte mecánica. La parte hidráulica comprende un resorte hidroneumático 115, mientras que la parte mecánica comprende un resorte de emergencia 111.1. El resorte de emergencia 111.1 está dispuesto cinemáticamente en serie con el resorte 115 en el flujo de fuerza entre la caja de vagón 102 y el bogie 104 y asegura ciertas propiedades de suspensión en el funcionamiento de emergencia del vehículo 101, incluso si falla el resorte 115.
El resorte de emergencia 111.1 está diseñado en el presente ejemplo de manera convencional como resorte de capa de goma. Esto tiene ventajas particulares con respecto a la amortiguación del ruido propagado por estructuras. Sin embargo, se sobreentiende que cualquier otro tipo de resorte puede usarse en principio también para el resorte de emergencia.
El resorte hidroneumático 115 comprende una parte de transmisión de fuerza hidráulica 115.1 conectada en el flujo de fuerza entre el resorte de emergencia 111.1 y el bastidor de bogie 104.2 y una parte de resorte hidroneumático 115.2 acoplada hidráulicamente al mismo, que proporciona la acción de resorte propiamente dicha del resorte hidroneumático 115.
La parte de transmisión de fuerza 115.1 comprende una disposición de cilindro-pistón con un cilindro 115.3 que está conectado a la base 112.2 de la viga 112. Un pistón 115.4 soportado en el resorte de emergencia 111.1 se desplaza de forma estanca en el cilindro 115.3, de modo que el cilindro 115.3 y el pistón 115.4 definen una primera cámara de trabajo 115.5. Sin embargo, es evidente que en otras variantes de la invención también puede estar prevista una disposición inversa, en la que el pistón está conectado a la base del soporte 112 y el cilindro está soportado en el resorte de emergencia 111.1.
En el presente ejemplo, la disposición espacial del cilindro 115.3 y el pistón 115.4 se elige de tal manera que la transmisión de fuerza y, por tanto, la dirección de acción principal de la unidad de resorte 108 discurra paralela a la dirección de la altura del vehículo. Sin embargo, se sobreentiende que en otras variantes de la invención también puede estar prevista una orientación diferente de la dirección de acción principal de la unidad de resorte.
La cámara de trabajo 115.5 está llena de un medio hidráulico y está conectada a través de una línea hidráulica 115.6 a la pieza de resorte hidroneumático 115.2, que en el presente ejemplo está dispuesta en el bastidor de bogie 104. Sin embargo, se sobreentiende aquí que la parte de resorte hidroneumático 115.2 en principio también puede estar dispuesta en cualquier otro lugar del vehículo 101 gracias al acoplamiento simple a través de la línea hidráulica 115.6.
Además, se sobreentiende que en la línea hidráulica 115.6 puede estar conectado un elemento de estrangulación eventualmente controlable o similar para poder ajustar la amortiguación de la parte de resorte hidroneumático 115.2 y, por tanto, en última instancia, de la unidad de resorte 111 (eventualmente de forma activa).
La parte de resorte hidroneumático 115.2 comprende de manera convencional una segunda cámara de trabajo hidráulica, en la que desemboca la línea hidráulica 115.6. La segunda cámara de trabajo está conectada operativamente a través de al menos un elemento de transmisión de fuerza móvil sellado a una tercera cámara de trabajo neumática, que aloja un volumen cerrado de gas que actúa como resorte de gas. En el presente ejemplo, la compresibilidad del gas proporciona por tanto el efecto de resorte propiamente dicho. No obstante, es evidente que adicionalmente o como alternativa al resorte de gas se pueden usar también cualesquiera otros resortes (individualmente o en cualquier combinación), en particular pueden usarse resortes puramente mecánicos, resortes electromecánicos activos o pasivos, resortes magnéticos o similares.
La figura 5 muestra una representación esquemática del curso de las superficies de contacto 109.1 y 110.1 que resulta en el plano de corte de la figura 2. Cabe señalar en este punto que las superficies de contacto 109.1 y 110.1 en la figura 5 están representadas con una curvatura mayor que en la realidad por razones de claridad.
Como se puede ver en la figura 5, la primera superficie de contacto 109.1 tiene una forma cilíndrica, mientras que la segunda superficie de contacto 110.1 tiene una forma (prismática en la dirección longitudinal del vehículo) con una curvatura que cambia por sectores en el plano de corte mostrado. Así, la segunda superficie de contacto 110.1 tiene una configuración cóncava en una zona central transversal 117.1 que linda con el plano central de la caja de vagón (y = 0). En un punto de inflexión 117.2 se produce una transición a una forma convexa que prevalece luego en una zona exterior 117.3.
Si la caja de vagón 102 (por ejemplo, al tomar las curvas) realiza el movimiento de compensación en torno al polo instantáneo MP especificado por el dispositivo antibalanceo 105, entonces la caja de vagón 102 entre otras cosas es desviada con respecto al bogie 104 en la dirección transversal del vehículo (dirección y).
Se produce entonces un desplazamiento de la segunda superficie de contacto 110.1 con respecto a la primera superficie de contacto 109.1 en la dirección transversal del vehículo. Debido al dentado de las dos superficies de contacto 109.1, 110.1 se produce aquí un movimiento de basculación del primer elemento de contacto 109 en torno al eje de basculación 113.1.
El diseño de las dos superficies de contacto 109.1, 110.1 hace que el centro de gravedad SP de la caja de vagón 102 sea desplazado una magnitud dz sobre el segundo elemento de contacto 110, dicho con más exactitud levantado hacia arriba (por tanto, el punto de contacto 114.1 se mueve sobre la curva de punto de contacto 114).
Durante este movimiento, además el punto de contacto 114.1 se desplaza entre las dos superficies de contacto 109.1, 110.1 en la dirección transversal del vehículo, de modo que resulta la descomposición de la fuerza de contacto K representada en la figura 5 entre los dos elementos de contacto 109 y 110 en una fuerza de soporte vertical S y una resistencia a la desviación transversal Wy (es decir, una resistencia frente a la desviación transversal de la caja de vagón 102).
Por tanto, mediante los elementos de contacto 109, 110 es implementado un dispositivo de acoplamiento en la cadena cinemática entre la caja de vagón 102, el dispositivo de resorte 108 y el bogie 104, que convierte un movimiento transversal de la caja de vagón 102 con respecto al bogie 104 en una desviación de la caja de vagón 102 en la dirección de la altura del vehículo.
La figura 5 muestra además una representación esquemática del curso de la desviación del centro de gravedad SP de la caja de vagón 102 en la dirección de la altura del vehículo que resulta en el plano de corte de la figura 2, es decir, la función dz (y), que depende de la desviación transversal y (partiendo de la posición neutra con dz = 0, y = 0). Esta corresponde esencialmente al curso de la curva de punto de contacto 114 en la dirección de la altura del vehículo. Finalmente, la figura 5 muestra el curso de la resistencia a la desviación transversal Wy del dispositivo de resorte 108 en función de la desviación transversal y.
Como puede verse en la figura 5, hasta un punto con una desviación máxima dz1 de la caja de vagón 102 (como está indicado por el contorno 118 discontinuo) en la zona central de desviación transversal 117.1 resulta un aumento de la resistencia a la desviación transversal Wy inicialmente progresivo, luego lineal y finalmente decreciente.
En caso de otra desviación transversal de la caja de vagón 102 (como está indicada en la figura 5 por el contorno 120 de dos puntos y rayas), la desviación dz de la caja de vagón 102 continúa aumentando ligeramente, de modo que hay un aumento decreciente por sectores, luego casi lineal pero finalmente ligero de la resistencia a la desviación transversal Wy.
Por tal aumento constante en la resistencia a la desviación transversal Wy con la desviación transversal puede ser realizado un autocentrado de la caja de vagón 102 si falla el sistema actuador de desviación transversal.
Se sobreentiende que la resistencia a la desviación transversal Wy depende de la desviación dz de la caja de vagón 102 y de la inclinación de la fuerza de contacto K con respecto a la dirección de la altura del vehículo. Cuanto mayores resulten estas, mayor será la resistencia a la desviación transversal Wy. Por tanto, mediante el diseño de las dos superficies de contacto 109.1 y 110.1 es posible ajustar de forma sencilla la resistencia a la desviación transversal Wy y por tanto la característica de resorte transversal del dispositivo de resorte 108 casi como se desee.
En otras palabras, mediante el diseño de las dos superficies de contacto 109.1, 110.1 (y por tanto el diseño de la curva de punto de contacto 114) puede implementarse esencialmente un curso discrecional de la característica de resorte transversal del dispositivo de resorte 108, que esté adaptado al caso de aplicación específico, por ejemplo el tipo de vehículo y/o la velocidad operativa nominal del vehículo 101.
La adaptación de la característica de resorte a un curso deseado en caso de una característica de resorte predeterminada (discrecionalmente) del dispositivo de resorte 108 en la dirección de la altura del vehículo o una característica de resorte predeterminada (discrecionalmente) de la unidad de resorte 111 en su dirección de acción principal puede realizarse fácilmente mediante la conversión del movimiento definido por el curso de la curva de punto de contacto entre el movimiento transversal de la caja de vagón 102 y la desviación de la caja de vagón 102 en la dirección de la altura del vehículo. En otras palabras, mediante la adaptación de la curva de punto de contacto 114 es posible ajustar de manera sencilla la característica de resorte transversal sin que suponga ninguna merma en la optimización de la característica de resorte del dispositivo de resorte 108 en la dirección de la altura del vehículo o en la optimización de la característica de resorte de la unidad de resorte 111 en su dirección principal de acción.
En el presente ejemplo de realización de un vehículo 101 para tráfico de alta velocidad, la curva de punto de contacto 114 por un lado está realizada en la zona central de desviación transversal 117.1 adyacente a la posición neutra, de tal manera que resulta una característica progresiva de la resistencia a la desviación transversal Wy. Esta se elige de tal manera que la unidad de resorte 108 ejerza por sí sola una resistencia a la desviación transversal Wy por la fuerza del peso que actúa sobre la caja de vagón 102, y por tanto una fuerza de retroceso sobre la caja de vagón 102 que actúa en la dirección transversal al vehículo. La fuerza de retroceso sobre la caja de vagón 102 tiene un valor que incluso en caso del peralte máximo que puede esperarse durante el funcionamiento del vehículo, es suficiente para retroceder la caja de vagón al menos a la proximidad de la posición neutra, preferiblemente esencialmente a la posición neutra.
El efecto de autocentrado de la suspensión secundaria 103.2 así conseguido es ventajoso ya que de este modo está asegurado que aunque falle el actuador 107 y el vehículo se detenga en un punto del tramo recorrido con tal peralte máximo de vía, el perfil de limitación del tramo no se deteriora.
Por el aún ligero aumento de la resistencia a la desviación transversal Wy logrado durante la desviación transversal adicional fuera de la zona central de desviación transversal 117.1, es decir, la característica al menos inicialmente decreciente de la resistencia a la desviación transversal Wy, se consigue que el actuador 107 tenga que aplicar cada vez menos fuerza adicional para ajustar un ángulo de balanceo deseado de caja de vagón 102. El actuador 107 utilizado puede entonces estar diseñado más pequeño y más ligero. Esto es ventajoso precisamente para aquellos casos en los que el polo instantáneo MP se sitúa cerca del centro de gravedad SP, de modo que la fuerza centrífuga no puede contribuir significativamente al ajuste del ángulo de balanceo.
Tales configuraciones con un polo instantáneo MP bajo y, que por tanto, se sitúa cerca del centro de gravedad SP, pueden ser particularmente deseables cuando se deben ajustar ángulos de balanceo relativamente grandes (por ejemplo, de 8° a 10°) sin dañar el perfil límite del tramo por grandes desviaciones transversales.
La unidad de resorte 111 puede estar realizada esencialmente como una unidad pasiva simple. En variantes especialmente ventajosas de la invención con un alto grado de integración funcional, la unidad de resorte 111 está diseñada para ser activa en la medida en que está previsto un dispositivo de control 122 que eventualmente en función de las señales de un sistema sensor 123 correspondiente o de un control del vehículo superior, controla el dispositivo de estrangulación ya mencionado anteriormente (para el ajuste de la amortiguación) y/o un dispositivo de alimentación 124 que a su vez alimenta la parte de resorte hidroneumático 115.2.
Por un lado, el dispositivo de alimentación 124 puede estar configurado de tal manera que modifique la presión en el resorte de gas y por tanto su característica. Esto se puede hacer, por ejemplo, ajustando directamente la presión en el resorte de gas. Adicional o alternativamente, el dispositivo de suministro 124 puede variar el llenado de la parte hidráulica de la parte de resorte hidroneumático 115.2 con el medio hidráulico. Esto permite, entre otras cosas, subir o descender la caja de vagón 102 o mantenerla en un cierto nivel, independientemente de la carga.
Se entiende que en determinadas variantes de la invención, en el resorte hidroneumático 115 están integrados sensores correspondientes conectados al dispositivo de control 123 para la medición de la altura y/o la medición de la presión o similares. Esto permite, por un lado, un autodiagnóstico inmediato del sistema (en particular, en lo que respecta a la estanqueidad, la fricción interna, la potencia y la función, etc.). Naturalmente, esto también puede usarse para determinar la carga del vehículo 101 y, eventualmente para realizar la regulación de nivel descrita anteriormente.
Gracias a la conexión entre el cilindro 115.3 y el pistón 115.4, giratoria alrededor del eje vertical del vehículo, la parte transmisora de fuerza 115.1 y, por tanto, el dispositivo de resorte 108 pueden absorber o compensar los movimientos de giro entre la caja de vagón 102 y el bogie 104 (en torno a un eje de giro que discurre en la dirección de la altura del vehículo).
Dependiendo de la distancia entre el dispositivo de resorte 108 y el eje de giro del movimiento de rotación, debe realizarse además un movimiento de deslizamiento entre el primer elemento de contacto 109 y el segundo elemento de contacto 110 a lo largo de los dientes del dentado. Alternativamente, por ejemplo el segundo elemento de contacto 110 podría estar montado de manera que pudiera desplazarse correspondientemente en la dirección longitudinal de la caja de vagón. Esto también es posible sin problemas. Además o como alternativa, esta compensación puede realizarse en la dirección longitudinal de la caja de vagón, pero eventualmente también a través de una deformación por cizallamiento elástica de al menos uno de los elementos de contacto 109, 110.
Sin embargo, si, como se ha descrito anteriormente, solo está previsto un único dispositivo de resorte 108, cuyo cilindro 115.3 y pistón 115.4 definen el eje de giro del movimiento de rotación, tal movimiento de deslizamiento a lo largo del dentado es innecesario. En este caso, los topes longitudinales 125 fijados a la caja de vagón 102 pueden contactar directamente con el primer elemento de contacto 109 en la dirección longitudinal del vehículo a ambos lados a través de elementos deslizantes 126 y realizar así el arrastre longitudinal de la caja de vagón 102. El grado de integración funcional se puede aumentar aún más de esta manera. Sin embargo, lo mismo se aplica a las variantes con dos dispositivos de resorte separados 108, en los que la compensación en la dirección longitudinal de la caja de vagón se realiza a través de una deformación por cizallamiento elástica de al menos uno de los elementos de contacto 109, 110.
Debido a la configuración del dispositivo de resorte 108 descrita anteriormente, en caso de tal movimiento de giro y la desviación transversal de la caja de vagón 102 con respecto al bogie 104 asociada en la zona del dispositivo de resorte 108, a su vez da como resultado una resistencia Wy frente a la desviación transversal y por tanto frente al movimiento de giro.
Se sobreentiende que los dos elementos de contacto 109, 110 para variantes con dos dispositivos de resorte 108 distanciados pueden estar configurados eventualmente, de tal manera que tal movimiento de giro entre la caja de vagón 102 y el bogie 104 sea contrarrestado por una resistencia al giro con cualquier curso deseado (a través del ángulo de giro). Esto permite ventajosamente integrar también en el dispositivo de resorte 108 la función de amortiguadores de guiñada, topes finales de giro convencionales o similares.
También la elección del material para los dos elementos de contacto 109, 110 puede ser adaptada al caso de aplicación respectivo en la zona de las superficies de contacto 109.1, 110.1. En el presente ejemplo, la primera superficie de contacto 109.1 y la segunda superficie de contacto 110.1 están fabricadas de un plástico. Este es preferiblemente un elastómero, como por ejemplo poliuretano. De esta manera se consigue una configuración particularmente favorable en términos de desgaste y amortiguación del ruido propagado por las estructuras en el dispositivo de resorte 108.
En el presente ejemplo está previsto un resorte de emergencia 111.1 separado, en el que se asienta la parte transmisora de fuerza 115.1 de la unidad de resorte 111. No obstante, se sobreentiende que tal resorte de emergencia también puede estar dispuesto en otro lugar en el caso de otras variantes de la invención. Así, el resorte de emergencia puede estar dispuesto por ejemplo entre el segundo elemento de contacto 110 y la caja de vagón 102. Sin embargo, también es posible integrar el resorte de emergencia en la unidad de resorte 111. Por ejemplo, una parte elástica correspondiente de la viga 112 y/o del cojinete 113 y/o del primer elemento de contacto 109 puede formar al menos una parte de tal resorte de emergencia.
Segundo y tercer ejemplo de realización
A continuación se describe otra realización ventajosa del vehículo 201 según la invención con referencia a las figuras 6 y 7. El vehículo 201 corresponde en su configuración básica y modo de funcionamiento al vehículo 101 de las figuras 1 a 5, por lo que aquí únicamente se tratarán las diferencias. En particular, los componentes idénticos están provistos con símbolos de referencia idénticos, mientras que los componentes del mismo tipo están dotados de los símbolos de referencia aumentados en el valor 100. A menos que se indique lo contrario, con respecto a las características, funciones y ventajas de estos componentes se hace referencia a las realizaciones anteriores en el contexto del primer ejemplo de realización.
La diferencia esencial con la realización de las figuras 1 a 5 consiste en que el vehículo 201 es un vehículo regional o subterráneo que tiene una velocidad operativa nominal en el rango de velocidad inferior o media entre 60 km/h y 160 km/h. Esto se refleja en el diseño del dispositivo antibalanceo 206 y el diseño del segundo elemento de contacto 210.
En el presente ejemplo, las bielas 206.5 y 206.6 del dispositivo antibalanceo 206 están alineadas esencialmente paralelas a la dirección de la altura del vehículo o como mucho solo ligeramente inclinadas con respecto a ella, de modo que el polo instantáneo MP se sitúa en el infinito o muy por encima de la caja de vagón.
Como se puede ver en la figura 7, en este diseño es implementada una característica de resorte transversal, como se consigue típicamente por medio de los denominados amortiguadores transversales. Del mismo modo que en la figura 5, la figura 7 muestra una representación esquemática del curso de las superficies de contacto 209.1 y 210.1 que resultan en el plano de corte de la figura 6. Cabe señalar en este punto que las superficies de contacto 209.1 y 210.1 en la figura 7 están representadas de nuevo con una curvatura mayor que en la realidad por razones de claridad.
Como también se puede ver en la figura 7, la primera superficie de contacto 209.1 tiene una forma cilíndrica, mientras que la segunda superficie de contacto 210.1 tiene una forma (prismática en la dirección longitudinal del vehículo) con una curvatura que cambia por sectores en el plano de corte mostrado. Así, la segunda superficie de contacto 210.1 tiene una configuración rectilínea o solo ligeramente cóncava en una zona central transversal 217.1 contigua al plano central de la caja de vagón (y = 0). En un punto 217.2 tiene lugar una transición a una forma cóncava, que luego prevalece en una zona exterior 217.3.
Como puede verse en la figura 7, a lo largo de la curva de punto de contacto 214 en la zona central de desviación transversal 217.1 no hay resistencia a la desviación transversal Wy, o solo una resistencia a la desviación transversal ligeramente creciente. En caso de otra desviación transversal de la caja de vagón 202, la desviación dz de la caja de vagón 102 aumenta continuamente, dando como resultado un aumento progresivo por sectores, luego lineal u otra vez progresivo de la resistencia a la desviación transversal Wy, como también se lograría en caso de un amortiguador transversal convencional.
Como está indicado en la figura 6 por los contornos 227 de rayas y dos puntos, en otras variantes de la invención puede estar previsto que los dos dispositivos de resorte estén dispuestos en la dirección transversal del vehículo en particular esencialmente equidistantes, a ambos lados de un punto de giro de la caja de vagón 102 con respecto al chasis 104 en torno a la dirección de la altura del vehículo, en particular a ambos lados de un pasador de giro (no representado). De este modo, los dos dispositivos de resorte 227 pueden absorber un momento de balanceo alrededor de un eje de balanceo que discurre en la dirección longitudinal del vehículo.
En tal caso es posible en particular prescindir de un dispositivo antibalanceo 206. También es posible una regulación activa de los movimientos de balanceo a través de los dispositivos de resorte 227.
En caso de dos dispositivos de resorte dispuestos en lados diferentes de un punto de giro de la caja de vagón 102, los dispositivos de resorte preferentemente no están soportados directamente en el lado inferior de la caja de vagón 102, sino en un travesaño 228, sobre el que está soportada la caja de vagón 102 a través de elementos deslizantes 229. De esta manera se puede asegurar de manera sencilla que un movimiento de giro entre la caja de vagón 102 y el chasis 104 pueda ser absorbido simplemente por un movimiento de deslizamiento en la zona de los elementos deslizantes 229, de modo que los dispositivos de resorte no tienen que contribuir significativamente a esto y su diseño se simplifica en este sentido.
Además, se sobreentiende que en otras variantes de la invención puede estar prevista también una disposición de más de dos dispositivos de resorte, en particular tres dispositivos de resorte, que en particular pueden absorber tanto momentos de cabeceo como momentos de balanceo (por ejemplo, por una disposición de los dispositivos de resorte no situados en una línea).
Finalmente, la figura 8, de forma semejante a las figuras 5 y 7, muestra una representación esquemática del curso de las superficies de contacto 109.1 y 310.1 que resultan en un plano de corte similar al de la figura 2 para otro ejemplo de realización del vehículo 301 según la invención. El vehículo 301 corresponde en su diseño básico y modo de funcionamiento al vehículo 101 de las figuras 1 a 5, por lo que aquí únicamente se tratarán las diferencias. En particular, los componentes idénticos están provisto de símbolos de referencia idénticos, mientras que los componentes del mismo tipo están provistos de símbolos de referencia aumentados en 200. A menos que se indique lo contrario, a continuación en cuanto a las características, funciones y ventajas de estos componentes se hace referencia a las realizaciones anteriores en relación con el primer ejemplo de realización.
El vehículo 301 se diferencia del vehículo 101 únicamente en la configuración de la segunda superficie de contacto 310.1. Debe señalarse en este punto que las superficies de contacto 309.1 y 310.1 en la figura 8 están representadas de nuevo con una curvatura mayor que en la realidad por razones de claridad.
Como se puede ver en la figura 8, la segunda superficie de contacto 310.1 tiene una forma (prismática en la dirección longitudinal del vehículo) con una curvatura que cambia por sectores en el plano de corte mostrado. Así, la segunda superficie de contacto 310.1 tiene forma cóncava en una zona central transversal 317.1 contigua al plano central de la caja de vagón (y = 0). En un punto de inflexión 317.2 tiene lugar una transición a una forma convexa, que luego vuelve a una forma cóncava en una zona exterior 317.3.
Como también se puede ver en la figura 8, a lo largo de la curva de punto de contacto 314 en la zona central de desviación transversal 317.1 hay un aumento inicialmente progresivo, luego lineal y finalmente decreciente en la resistencia a la desviación transversal Wy.
En el caso de una flexión transversal adicional de la caja de vagón 102, la desviación dz de la caja de vagón 102 permanece constante, lo que da como resultado una resistencia a la desviación transversal Wy que es constante por sectores.
En caso de una desviación transversal adicional de la caja de vagón 102, la desviación dz de la caja de vagón 102 aumenta de nuevo, resultando un aumento inicialmente progresivo, luego lineal u otra vez progresivo de la resistencia a la desviación transversal Wy.
De este modo, la característica de resorte transversal descrita en relación con el primer ejemplo de realización puede ser completada con el autocentrado en la zona central transversal con una limitación de movimiento externa, como suelen proporcionar los topes o amortiguadores laterales en vehículos convencionales. Tales topes o amortiguadores adicionales pueden entonces omitirse por completo, lo que simplifica aún más el diseño del vehículo.
No obstante, en otros diseños también puede estar previsto un aumento inicialmente progresivo, luego lineal y finalmente decreciente de la resistencia a la desviación transversal Wy a lo largo de la curva de punto de contacto hasta un punto con una desviación máxima dz1 del primer elemento de contacto en la zona central de desviación transversal. Con una desviación transversal adicional de la caja de vagón, la desviación dz de la caja de vagón vuelve a disminuir hasta otro punto con un valor dz2, con lo que resulta una caída progresiva por sectores, luego lineal y finalmente decreciente de la resistencia a la desviación transversal Wy, como está indicado en la figura 8 por el contorno 319 de dos puntos y rayas. En otras palabras, incluso puede ser posible eventualmente lograr una caída de la resistencia a la desviación transversal Wy por sectores.
La presente invención se ha descrito anteriormente de forma exclusiva sobre la base de ejemplos en los que se utiliza un dispositivo de resorte hidroneumático. Sin embargo, se sobreentiende que en otras variantes de la invención también se puede utilizar cualquier otro dispositivo de resorte. En particular, pueden usarse sistemas puramente activos, en los que la acción del resorte es proporcionada a través de uno o varios dispositivos de resorte activos, por ejemplo elementos electromecánicos, electromagnéticos o electrohidráulicos con un ancho de banda de regulación correspondientemente alto.
Además, la presente invención se ha descrito anteriormente de forma exclusiva sobre la base de ejemplos en los que los dispositivos de resorte hidroneumáticos se utilizan de forma aislada unos de otros. Sin embargo, es evidente que en otras variantes de la invención también puede estar previsto eventualmente un acoplamiento controlable de forma activa entre los dispositivos de resorte para, por ejemplo, evitar rigideces de balanceo y/o cabeceo o para adaptarlas a especificaciones o situaciones de marcha determinadas.
La presente invención se ha descrito anteriormente de forma exclusiva sobre la base de ejemplos para vehículos sobre raíles. Se sobreentiende además que la invención también se puede utilizar en relación con cualesquiera otros vehículos.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Vehículo, en particular vehículo sobre raíles, con
- una caja de vagón (102) y
- una unidad de chasis (104), en el que
- la caja de vagón (102) está soportada sobre la unidad de chasis (104) en la dirección de la altura del vehículo a través de al menos un dispositivo de resorte (108),
- el dispositivo de resorte (108; 208) comprende un primer elemento de contacto (109), un segundo elemento de contacto (110; 210; 310) y al menos una unidad de resorte (111), de modo que
- el primer elemento de contacto (109), el segundo elemento de contacto (110; 210; 310) y la por lo menos una unidad de resorte (111) están dispuestos cinemáticamente en serie entre la caja de vagón (102) y la unidad de chasis (104) y
- el primer elemento de contacto (109) está dispuesto de tal manera, en particular está montado de forma basculante alrededor de un eje de basculación (113.1), y asociado al segundo elemento de contacto (110; 210; 310), de tal modo que en caso de una desviación de la caja de vagón (102) en la dirección transversal del vehículo, en particular bajo un movimiento de basculación alrededor del eje de basculación (113.1), el primer elemento de contacto (109) contacta con el segundo elemento de contacto (110; 210; 310) en diferentes puntos de contacto (114.1; 214.1; 314.1) de al menos una curva de punto de contacto (114; 214; 314),
caracterizado por que
- en caso de una desviación transversal de la caja de vagón (102) con respecto a la unidad de chasis (104) en una dirección transversal al vehículo, la por lo menos una curva de punto de contacto (114; 214; 314) define una característica de resorte transversal del dispositivo de resorte (108; 208) en la dirección transversal del vehículo.
2. Vehículo según la reivindicación 1, caracterizado por que
- en caso de una desviación transversal de la caja de vagón (102) con respecto a la unidad de chasis (104) en la dirección transversal del vehículo, comenzando desde una posición neutra, el primer elemento de contacto (109) es movido, en particular es basculado, alrededor del eje de basculación (113.1),
en el que
- la por lo menos una curva de punto de contacto (114; 214; 314) está realizada de tal manera que el dispositivo de resorte (108; 208), al menos en una zona central de desviación transversal (117.1; 317.1) adyacente a la posición neutra y/o al menos en una zona de desviación transversal exterior (217.3; 317.3) distanciada de la posición neutra, se opone a una desviación transversal progresiva con una resistencia frente a la desviación transversal con característica progresiva al menos por sectores,
y/o
- la al menos una curva de punto de contacto (114; 214; 314) está realizada de tal manera que la unidad de resorte (111), al menos en una zona central de desviación transversal (117.1; 317.1) adyacente a la posición neutra, ejerce una fuerza de retroceso que actúa en la dirección transversal al vehículo sobre la caja de vagón (102), que es provocada por la fuerza de peso que actúa sobre la caja de vagón (102) y que hasta un peralte máximo de la vía que cabe esperar durante el funcionamiento del vehículo es suficiente para retroceder la caja de vagón (102) al menos a la proximidad de la posición neutra, preferiblemente en esencia a la posición neutra,
y/o
- la por lo menos una curva de punto de contacto (114; 214; 314) está realizada de tal manera que el dispositivo de resorte (108; 208), al menos en una zona de desviación transversal exterior (117.3) distanciada de la posición neutra, se opone a una desviación transversal progresiva con una resistencia frente a la desviación transversal con una característica progresiva al menos por sectores,
y/o
la por lo menos una curva de punto de contacto (114; 214; 314) está realizada de tal manera que el dispositivo de resorte (108; 208) se opone a una desviación transversal progresiva al menos por sectores con una resistencia sustancialmente constante,
y/o
- la por lo menos una curva de punto de contacto (114; 214; 314) está realizada de tal manera que el dispositivo de resorte (108; 208) se opone a una desviación transversal progresiva al menos por sectores con una resistencia esencialmente lineal.
3. Vehículo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que
- la por lo menos una unidad de resorte (111) está conectada en serie en una cadena cinemática entre el primer elemento de contacto (109) y la caja de vagón (102) o entre el primer elemento de contacto (109) y la unidad de chasis (104), estando montado el primer elemento de contacto (109) de manera que sea desplazable a lo largo de una dirección principal de acción de la unidad de resorte (111), en particular en la dirección de la altura del vehículo,
y/o
- la por al menos una unidad de resorte (111) está conectada en serie en una cadena cinemática entre el segundo elemento de contacto (110; 210; 310) y la caja de vagón (102) o entre el segundo elemento de contacto (110; 210; 310) y la unidad de chasis (104), estando montado el segundo elemento de contacto (110; 210; 310) de modo que puede desplazarse a lo largo de una dirección de acción principal de la unidad de resorte (111), en particular en la dirección de la altura del vehículo.
4. Vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que
- la caja de vagón (102) está soportada en la unidad de chasis (104) en la dirección de la altura del vehículo a través de al menos otro dispositivo de resorte (108; 208), que está realizado en particular esencialmente idéntico al dispositivo de resorte (108; 208), en el que
- los dos dispositivos de resorte (108; 208) están dispuestos desplazados entre sí una distancia longitudinal en la dirección longitudinal del vehículo y/o en particular están dispuestos esencialmente equidistantes, a ambos lados de un punto de giro de la caja de vagón (102) con respecto a la unidad de chasis (104) alrededor de la dirección de la altura del vehículo, en particular de un pasador de giro, y/o están acoplados entre sí, en particular en direcciones opuestas, y/o tienen una característica de resorte transversal diferente uno de otro.
5. Vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que
- la caja de vagón (102) está soportada sobre la unidad de chasis (104) en la dirección de la altura del vehículo a través de al menos otro dispositivo de resorte (108; 208), que está realizado en particular esencialmente idéntico al dispositivo de resorte (108; 208), en el que
- los dos dispositivos de resorte (108; 208) están dispuestos desplazados entre sí una distancia transversal en la dirección transversal del vehículo y/o en particular están dispuestos esencialmente equidistantes, a ambos lados de un punto de giro de la caja de vagón (102) con respecto a la unidad de chasis (104) en torno a la dirección de la altura del vehículo, en particular de un pasador de giro, y/o están acoplados entre sí, en particular en direcciones opuestas.
6. Vehículo según la reivindicación 4 o 5, caracterizado por que
- las unidades de resorte (111) de los dos dispositivos de resorte (108; 208) están realizadas como unidades de resorte (111) activas, controladas por un dispositivo de control (122), estando realizado el dispositivo de control (122) en particular para controlar las unidades de resorte (111) para la estabilización activa de balanceo de la caja de vagón (102),
y/o
- los dos dispositivos de resorte (108; 208) comprenden, respectivamente, una unidad de resorte hidráulico (111).
7. Vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que
- el primer elemento de contacto (109) está montado de forma basculante en torno a la dirección de la altura del vehículo para la compensación al menos parcial de los movimientos de giro entre la caja de vagón (102) y la unidad de chasis (104),
y/o
el segundo elemento de contacto (110; 210; 310) está montado de forma basculante en torno a la dirección de la altura del vehículo para compensar al menos parcialmente los movimientos de giro entre la caja de vagón (102) y la unidad de chasis (104).
8. Vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que
- el primer elemento de contacto (109) tiene una primera superficie de contacto (109.1) y el segundo elemento de contacto (110; 210; 310) tiene una segunda superficie de contacto (110.1; 210.1; 310.1) que contacta con la primera superficie de contacto (109.1) en el por lo menos un punto de contacto,
de modo que
- la primera superficie de contacto (109.1) y la segunda superficie de contacto (110.1; 210.1; 310.1) están realizadas y aplicadas entre sí, de tal manera que una variación del al menos un punto de contacto durante un movimiento de basculación del primer elemento de contacto (109) tiene lugar sustancialmente sin deslizamiento entre el primer elemento de contacto (109) y el segundo elemento de contacto (110; 210; 310) en una dirección transversal del vehículo,
y/o
- la primera superficie de contacto (109.1) y la segunda superficie de contacto (110.1; 210.1; 310.1) están aplicadas entre sí a través de dos superficies que engranan entre sí de manera esencialmente con unión positiva de forma en la dirección transversal del vehículo, en particular están realizadas a modo de dentado, y/o
- la primera superficie de contacto (109.1) y/o la segunda superficie de contacto (110.1; 210.1; 310.1) están realizadas de un material que comprende un plástico, preferiblemente un elastómero, más preferiblemente poliuretano.
9. Vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que
- están previstos dos elementos de tope (125, 126) dispuestos a ambos lados del primer elemento de contacto (109) y del segundo elemento de contacto (110; 210; 310) en la dirección longitudinal del vehículo para la transmisión de fuerzas en una dirección longitudinal del vehículo entre el primer elemento de contacto (109) y el segundo elemento de contacto (110; 210; 310),
y/o
- la unidad de resorte (111) comprende al menos un dispositivo de guía para la transmisión de fuerzas en la dirección longitudinal del vehículo, en particular una guía de pistón, realizada para el arrastre en la dirección longitudinal del vehículo.
10. Vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que
- la unidad de resorte (111) comprende un elemento de resorte (115) hidráulico, en particular hidroneumático, electromagnético o electrohidráulico, que es alimentado en particular por una unidad hidráulica activa que está dispuesta en particular en la unidad de chasis (104),
y/o
- la unidad de resorte (111) comprende un elemento de resorte de emergencia pasivo (111.1) que está dispuesto en particular cinemáticamente en serie con otro elemento de resorte, en particular activo, de la unidad de resorte (111), comprendiendo el elemento de resorte de emergencia (111.1) en particular al menos un resorte de goma,
y/o
- el primer elemento de contacto (109) y/o el segundo elemento de contacto (110; 210; 310) comprenden un elemento de resorte de emergencia pasivo (111.1), que en particular comprende al menos un resorte de goma,
y/o
- la unidad de resorte (111) está realizada como unidad de resorte (111) activa, controlada por un dispositivo de control (122), estando realizado el dispositivo de control (122) en particular para controlar la unidad de resorte (111) para la modificación de una característica de resorte de la unidad de resorte (111) y/o para la regulación del nivel de la unidad de resorte (111),
y/o
la unidad de resorte (111) comprende al menos un dispositivo amortiguador pasivo y/o al menos un dispositivo amortiguador activo.
11. Vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que
- está previsto un dispositivo de detección para detectar al menos una variable de detección representativa del estado de la unidad de chasis (104), de modo que
- la unidad de resorte (111) presenta un dispositivo de medición del dispositivo de detección, en particular para la medición de la altura y/o la medición de la presión en la unidad de resorte (111),
y/o
- está previsto un dispositivo de control (122) conectado al dispositivo de detección, que procesa señales del dispositivo de detección y controla la unidad de resorte (111) en función de las señales del dispositivo de detección, en particular para la regulación del nivel y/o la suspensión activa y/o la amortiguación activa y/o la compensación de balanceo y/o el aumento de la seguridad frente al descarrilamiento, en particular el aumento de la seguridad frente al descarrilamiento mediante la aplicación de un momento de cabeceo.
12. Vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que
- está previsto un dispositivo antibalanceo (106; 206), de modo que
- el dispositivo antibalanceo (106; 206) está dispuesto cinemáticamente paralelo a la unidad de resorte (111) y/o
- el dispositivo antibalanceo (106; 206) comprende dos elementos pendulares (106.5, 106.6; 206.5, 206.6) que definen un polo instantáneo de un movimiento de balanceo de la caja de vagón (102).
13. Vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que
- está previsto un dispositivo actuador (107), en el que
- un dispositivo actuador (107) está realizado para generar, controlado por un dispositivo de control (122), una desviación transversal de la caja de vagón (102) con respecto al chasis en una dirección transversal al vehículo.
14. Vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que está realizado como vehículo para tráfico de alta velocidad con una velocidad operativa nominal por encima de 250 km/h, en particular por encima de 350 km/h.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014117047B4 (de) * 2014-11-21 2017-12-14 Lothar Thoni Traverse für Schienenfahrzeuge zur Anlenkung eines Wagenkastens eines Schienenfahrzeugs an dessenDrehgestell
DE102015205085B3 (de) * 2015-03-20 2016-06-23 Bombardier Transportation Gmbh Drehgestell für Schienenfahrzeug
DE102015205531B3 (de) * 2015-03-26 2016-07-21 Siemens Aktiengesellschaft Wiegendrehgestell für ein Schienenfahrzeug und Schienenfahrzeug
DE102020109599A1 (de) 2020-04-07 2021-10-07 Liebherr-Transportation Systems Gmbh & Co Kg Hydropneumatische Federung für ein Fahrzeug

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4444540B4 (de) * 1994-06-16 2015-08-06 Josef Nusser Schienenfahrzeug mit Drehvorrichtung
AT407032B (de) 1999-02-19 2000-11-27 Siemens Sgp Verkehrstech Gmbh Federung für ein schienenfahrzeug
JP2002104183A (ja) * 2000-09-26 2002-04-10 Hitachi Ltd 鉄道車両
DE10128003A1 (de) 2001-06-08 2002-12-12 Alstom Lhb Gmbh Sekundärfedersystem für Fahrwerke an Niederflurfahrzeugen
DE10316497A1 (de) * 2003-04-09 2005-01-05 Bombardier Transportation Gmbh Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug mit verbesserter Querfederung
JP2005132127A (ja) * 2003-10-28 2005-05-26 Hitachi Ltd 鉄道車両および鉄道車両用台車
WO2010113045A2 (de) * 2009-03-30 2010-10-07 Bombardier Transportation Gmbh Fahrzeug mit wankkompensation
GB2473502A (en) * 2009-09-15 2011-03-16 Bombardier Transp Gmbh Rail vehicle suspension system with malfunction sensor
DE102010000125A1 (de) * 2010-01-19 2011-07-21 Claas, Benedikt, 37154 Aufhängevorrichtung für einen Eisenbahnwaggon
DE102010011211A1 (de) * 2010-03-08 2011-09-08 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Begrenzen einer Nickbewegung bei Schienenfahrzeugen

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