[发明专利]具有轮轴控制装置的轨道车辆底盘

说明书

本发明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。本发明还涉及一种用于控制根据本发明的底盘的轮轴的装置和一种具有根据本发明的底盘的轨道车辆。

技术领域

本发明涉及根据权利要求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。

背景技术

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。

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。

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。

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。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种克服上述缺点的主动轮或轮对控制。

根据本发明，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。本发明的有利实施例源自从属权利要求和以下描述。

因此本发明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。

根据本发明，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。根据本发明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。

根据本发明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。

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。

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。