本发明专利技术涉及一种轨道车辆的底盘，所述底盘具有轮轴和用于控制所述轮轴的装置，其中所述装置包括将所述轮轴与所述底盘耦合的流体致动器，并且通过所述流体致动器可以调节所述轮轴的转向角。所述底盘包括根据本发明专利技术的阻尼装置，所述阻尼装置具有取决于频率的动刚度，但没有静刚度，并且以平行于所述致动器的方式将所述轮轴与所述底盘耦合。本发明专利技术还涉及一种用于控制根据本发明专利技术的底盘的轮轴的装置和一种具有根据本发明专利技术的底盘的轨道车辆。具有根据本发明专利技术的底盘的轨道车辆。具有根据本发明专利技术的底盘的轨道车辆。
【技术实现步骤摘要】
具有轮轴控制装置的轨道车辆底盘
[0001]本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的轨道车辆的底盘和根据权利要求14的前序部分的用于控制这种底盘的轮轴的装置。
技术介绍
[0002]在轨道车辆中，车轮的轮廓形状通常会导致底盘的轮对在行驶过程中以正弦的方式运行。如果轮轴没有牢固地连接到底盘框架上，轮对在高速行驶时将运行不稳定。
[0003]DE 10 2017 002 926 A1公开了一种用于轨道车辆的底盘的主动车轮或轮对控制的液压致动器单元。这种致动器单元的独特之处在于其圆柱形的基本形状，由此可以直接替换具有上述致动器的常规的轴转向轴承。此外，该致动器的独特之处在于其没有基础静刚度。因此，不需要消耗能量或力来操作致动器。然而，不存在的基础刚度在由于泄漏而导致完全的机油损失的故障的情况下会产生负面影响。在这种情况下，轨道车辆的轮轴不再牢固地连接到底盘，因此可能发生轮对的不稳定运行。
[0004]此外，已知用于对轮轴与底盘的耦合进行阻尼的弹性轴承或液压衬套。然而，它们本身不是主动可调节的，并且还具有基础静刚度，因此即使在液压衬套发生机油损失的情况下，仍提供一定的残余刚度，从而保持安全功能。
[0005]总体而言，主动轮对控制系统在某些故障情况下，尤其是在较高的行驶速度下，不能提供足够的行驶安全性。
技术实现思路
[0006]因此，本专利技术旨在提供一种克服上述缺点的主动轮或轮对控制。
[0007]根据本专利技术，所述目的通过具有权利要求1的特征的底盘和具有权利要求14的特征的装置来实现。本专利技术的有利实施例源自从属权利要求和以下描述。
[0008]因此本专利技术一方面提出一种具有轮轴和用于控制所述轮轴的装置的轨道车辆的底盘，其中所述装置包括流体致动器，所述流体致动器将所述轮轴与所述底盘耦合，并且通过所述流体致动器可以调节所述轮轴的转向角。所述轮轴可以是底盘的轮对的一部分，也可以代表轮对本身。
[0009]根据本专利技术，所述底盘包括阻尼装置，所述阻尼装置以平行于所述致动器的方式将所述轮轴与所述底盘耦合。术语“平行(parallel)”不应理解为几何意义上的，而是应理解为效果技术方面的。根据本专利技术的阻尼装置的独特之处在于，其具有取决于频率的动刚度或等效刚度，但没有静刚度。换句话说，所述阻尼装置具有取决于激励或振动频率的刚度(刚度特别地随着激励频率增加)，而在静态情况下没有基础刚度，因此在这种情况下不需要施加力。这意味着用于调节所述轮轴的转向角的所述致动器不必对抗所述阻尼装置的基础静刚度，而是仅需要对抗其动刚度，这导致用于定位轮轴的能量消耗明显降低。
[0010]根据本专利技术的平行布置的致动器和阻尼装置的允许在高速时也使用主动轮对控制，因为这保证了即使在故障情况下的驾驶安全。这里可以使用从现有技术已知的致动器，
例如DE 10 2017 002 926 A1，而不必通过复杂的改造使得轮对控制系统安全。
[0011]致动器可以是气动或液压致动器，其中优选地为液压致动器。
[0012]特征“所述阻尼装置的等效刚度取决于频率”将被广义解释，而不限于特定形式的相关性。在最简单的情况下，这可以简单地表示在零激励频率下的刚度(静态情况)也是零(基础刚度消失)，而在零以上频率下的刚度取未消失的值。这例如可以是常数值。也可以考虑取决于激励频率的刚度的线性或非线性的曲线。然而，等效刚度优选地随着激励频率而增加，特别是线性地增加，以在伴随较高激励频率的高行驶速度下提供足够的刚度。
[0013]在可能的实施例中规定，所述致动器具有第一操作模式，在所述第一操作模式中所述致动器用作具有取决于频率的动刚度的被动阻尼元件，其中所述致动器特别地不具有静刚度。在所述第一操作模式中，所述致动器仅用于所述轮轴的被动阻尼，其中阻尼作用平行于所述阻尼装置提供。所述致动器和所述阻尼装置的刚度在此有利地相加。
[0014]在第二操作模式中，所述致动器用作执行机构，通过所述致动器，所述轮轴的转向角可主动调节。
[0015]可选地，所述致动器可以具有第三操作模式，在所述第三操作模式中所述致动器是固定的，特别是流体阻断的。例如，这可以在轨道车辆的有效牵引期间或在保持已移动的位置时使用。因此，在所述第三操作模式中，所述致动器特别地不可调节和/或不具有主要阻尼功能。
[0016]在另一个可能的实施例中规定，可以通过控制阀来选择或激活所述致动器的不同的操作模式。可通过所述控制阀在操作模式之间切换。所述控制阀可以是液压阀，例如方向阀或阀组件。
[0017]优选地，所述控制阀可通过控制单元切换。为此，所述控制单元可以优选地接收来自一个或多个传感器的信号，并基于这些信号将所述控制阀切换到对应于所述致动器的特定操作模式的特定的切换位置。
[0018]所述控制阀可将特别地连接到所述致动器的相应的流体室的所述致动器的流体输入口和输出口连接到流体源，即所述控制阀在所述流体源和所述致动器之间切换。所述流体源可以包括液压马达和一个或多个液压泵。在气动致动器的情况下，所述流体源可以包括一个或多个高压蓄能器。
[0019]在第二操作模式中，所述流体源优选地连接到所述致动器的流体输入口和输出口，从而通过相应的压力负载可以实现期望的所述致动器调节或定位。
[0020]在第一操作模式中，所述致动器的流体输入口和输出口可以与所述流体源分离和/或经由节流装置彼此连接。所述节流装置可以在第一操作模式中引起致动器的相应的阻尼作用，类似于液压减振器或减震器。
[0021]在可选的第三操作模式中，所述致动器的流体输入口和输出口可以与所述流体源分离并且彼此分离。
[0022]在另一个可能的实施例中规定，所述控制单元设置为在所述轨道车辆的直线行驶期间将所述控制阀切换到与所述第一操作模式相对应的切换位置。替代地或附加地，所述控制单元可以设置为在轨道车辆转弯行驶期间将所述控制阀切换到与所述第二操作模式相对应的切换位置。替代地或附加地，所述控制单元可以设置成当检测到限定状态时将所述控制阀切换到与所述第三操作模式对应的切换位置，所述限定状态可以例如是轨道车辆
的牵引行驶或特定位置，但也可以是例如轨道车辆驾驶员或操作员的手动输入。
[0023]优选地，控制单元还设置成根据至少一个传感器的信号自动检测直线行驶或转弯行驶(或用于所述第三操作模式的上述限定的状态)，并相应地切换和/或调节所述控制阀。
[0024]通常使用行程传感器、角度传感器、压力传感器、速度传感器、加速度传感器等的信号用于控制和/或调节所述控制阀或所述致动器(即一方面用于选择相应的操作模式，但也用于在第二操作模式中控制轮轴，即用于有针对性地控制致动器以定位轮轴)。例如，可以测量行驶速度或横向加速度。还可以设想通过测量底盘和可旋转地连接到所述底盘的车体或车身之间的纵向运动来确定牵引力。致动力可以通过所述致动器中的压力测量来检测。还可以设想，通过集成的压力传感器在提供给控制单元的阻尼装置中进行压力测量。如有必要，这可以与所述致动器中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆的底盘(10)，其具有轮轴(12)和用于控制所述轮轴的装置(20)，其中所述装置(20)包括流体致动器(22)，所述流体致动器将所述轮轴(12)与所述底盘(10)耦合，并且通过所述流体致动器能够调节所述轮轴(12)的转向角，其特征在于，阻尼装置(24)，其具有取决于频率的动刚度，但没有静刚度，并且以平行于所述致动器(22)的方式将所述轮轴(12)与所述底盘(10)耦合。2.根据权利要求1所述的底盘(10)，其中所述致动器(22)在第一操作模式中是被动阻尼元件，其具有取决于频率的动刚度，但特别地没有静刚度，并且所述致动器在第二操作模式中用作执行机构，通过所述执行机构能够调节所述轮轴(12)的转向角，其中所述致动器(22)优选地在第三操作模式中固定，特别是流体阻断。3.根据权利要求2所述的底盘(10)，其中所述致动器(22)的不同的操作模式能够通过控制阀来激活，所述控制阀特别地将所述致动器(22)的流体输入口和输出口与流体源连接，其中所述控制阀优选地能够通过控制单元来切换。4.根据权利要求3所述的底盘(10)，其中所述控制单元被设置成，当所述轨道车辆直线行驶时将所述控制阀切换到激活第一操作模式的切换位置，和/或当所述轨道车辆转弯行驶时将所述控制阀切换到激活第二操作模式的切换位置，其中所述控制单元优选地进一步设置成，基于至少一个传感器的信号自动检测直线行驶或转弯行驶，并相应地切换所述控制阀。5.根据前述权利要求中任一项所述的底盘(10)，其中所述阻尼装置(24)包括至少一个被动阻尼元件。6.根据权利要求5所述的底盘(10)，其中所述阻尼装置(24)的阻尼元件设计为流体减震器，特别是液压减震器。7.根据权利要求5或6所述的底盘(10)，其中所述阻尼装置(24)的阻尼元件永久地平行于与所述致动器(22)接通，和/或在需要时，特别是在能够优选地通过由设置在所述致动器(22)中的压力传感器检测的压降来记录的所述致动器(22)的故障的情况下，所述阻尼装置(24)的阻尼元件能够接通。8.根据权利要求7所述的底盘(10)，其中所述致动器(22)包括压力传感器，通过所述压力传感器能够检测所述致动器(22)中的压降，其中能够接通的阻尼元件优选地与所述致动器(22)以流体的方式耦合，使得所述阻尼...
【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：利勃海尔运输系统股份有限两合公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。