本發(fā)明涉及一種用于穩(wěn)定軌道的穩(wěn)定組件，該穩(wěn)定組件具有振動(dòng)發(fā)生器，該振動(dòng)發(fā)生器包括彼此平行對(duì)齊的旋轉(zhuǎn)軸以及不平衡質(zhì)量塊，這些不平衡質(zhì)量塊用于產(chǎn)生方向可調(diào)的沖擊力，并且該穩(wěn)定組件具有凸緣輪和擠壓輥，這些凸緣輪和擠壓輥用于將該沖擊力傳遞到待被穩(wěn)定的軌道的軌排，該軌排由軌枕和固定在軌枕上的鋼軌組成，每個(gè)凸緣輪被支撐成繞輪軸線旋轉(zhuǎn)并且具有帶有輪直徑的走行表面。本發(fā)明還涉及一種具有一個(gè)此類穩(wěn)定組件的軌道車輛和一種用于操作該軌道車輛的方法。

背景技術(shù)：

1、有碴軌道持續(xù)受到鐵路交通和環(huán)境作用的應(yīng)力。例如，軌排在道碴床中的位置會(huì)發(fā)生變化。隨著時(shí)間的推移，道碴床本身會(huì)因磨損和異物引入而受到污染。諸如壓實(shí)過程或清潔過程之類的維護(hù)措施消除了這些問題。然而，這會(huì)導(dǎo)致道碴床出現(xiàn)暫時(shí)松動(dòng)。即使在通過壓實(shí)單元進(jìn)行最佳壓實(shí)之后，也可能發(fā)生后續(xù)沉降。為了控制此類沉降，使用一種機(jī)器來穩(wěn)定軌道。

2、該機(jī)器可以沿著軌道移動(dòng)并且包括穩(wěn)定組件，該穩(wěn)定組件通過單元輥夾緊到軌道的鋼軌上。布置在穩(wěn)定組件上的振動(dòng)發(fā)生器產(chǎn)生振動(dòng)，這些振動(dòng)被傳遞到軌排上。該振動(dòng)發(fā)生器的設(shè)計(jì)和尺寸決定了作用在軌道上的沖擊力以及振動(dòng)頻率。該穩(wěn)定組件抵靠機(jī)架支撐，以產(chǎn)生靜態(tài)施加負(fù)荷。所傳遞的振動(dòng)使道碴床的碎石結(jié)構(gòu)中的碎石變得可移動(dòng)，從而使碎石移位并以更高的壓實(shí)度自身重新布置。這種經(jīng)優(yōu)化的道碴壓實(shí)提高了軌道的負(fù)荷承載能力和側(cè)向軌道阻力。

3、at?16604?u1公開了一種具有可變沖擊力的示例性穩(wěn)定組件。在該文獻(xiàn)中，振動(dòng)發(fā)生器包括多個(gè)旋轉(zhuǎn)的不平衡質(zhì)量塊，這些不平衡質(zhì)量塊布置在平行對(duì)齊的軸上。這些不平衡質(zhì)量塊相對(duì)于彼此以能夠可變地調(diào)節(jié)的相移被驅(qū)動(dòng)?；诓黄胶赓|(zhì)量塊的布置，改變后相移改變了沖擊力的方向和強(qiáng)度兩者。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是以如下方式改進(jìn)上述種類的穩(wěn)定組件：沖擊力以優(yōu)化的方式作用在軌道上。此外，本發(fā)明的目的是提供一種軌道車輛，該軌道車輛利用經(jīng)改進(jìn)的穩(wěn)定組件的擴(kuò)展應(yīng)用可能性。此外，還提供了一種用于操作此類軌道車輛的有利方法。

2、根據(jù)本發(fā)明，這些目的是通過獨(dú)立權(quán)利要求1、12和14的特征實(shí)現(xiàn)的。從屬權(quán)利要求提供了本發(fā)明的有利設(shè)計(jì)方案。

3、利用該新型穩(wěn)定組件，旋轉(zhuǎn)軸被布置成以如下方式在水平作用平面中產(chǎn)生所述沖擊力：所述沖擊力的所述水平作用平面位于凸緣輪的滾動(dòng)平面上方至多300毫米、特別是至多260毫米處。該水平作用平面的下沉防止了穩(wěn)定過程期間破壞性的傾斜力矩。在使用中，凸緣輪的滾動(dòng)平面對(duì)應(yīng)于鋼軌頂部所跨越的待被穩(wěn)定的軌道的平面。如果水平?jīng)_擊力在該滾動(dòng)平面或鋼軌平面的頂部上方至多為260毫米，則可以安全地排除掉軌枕擱置在鞍形表面上的情況。這也適用于300毫米的最大值，其中在該穩(wěn)定組件下方具有更大的自由空間，用于布置弦線測(cè)量系統(tǒng)或光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)。

4、有利地，所述水平作用平面位于穿過相應(yīng)的輪軸線的水平平面上方小于輪直徑的一半處。振動(dòng)發(fā)生器以對(duì)應(yīng)較低的水平布置在那里，其中輪直徑足夠大，使得不會(huì)在鋼軌表面上出現(xiàn)破壞性壓力峰值。凸緣輪以彼此之間較遠(yuǎn)地間隔開，使得其間存在用于振動(dòng)發(fā)生器的構(gòu)造空間。這也適用于擴(kuò)展輪軸的元件，這些元件在運(yùn)行過程中將凸緣輪擠壓在鋼軌上。在常規(guī)的穩(wěn)定組件中，振動(dòng)發(fā)生器始終布置在凸緣輪上方的區(qū)域中，從中產(chǎn)生沖擊力的高水平作用平面。所產(chǎn)生的傾斜力矩在嚴(yán)重的情況下可能會(huì)導(dǎo)致軌枕在軌道中間道碴層產(chǎn)生鞍形支承。

5、有利地，至少兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸和/或不平衡質(zhì)量塊聯(lián)接到齒輪傳動(dòng)裝置元件并且由公共驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。以這種方式，可以使用經(jīng)過優(yōu)化控制的公共驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)所有旋轉(zhuǎn)軸或不平衡質(zhì)量塊。聯(lián)接的類型決定了不平衡質(zhì)量塊引起的離心力產(chǎn)生沖擊力的方式。優(yōu)選地，離心力在所需的作用平面上增加，而其他作用平面中的離心力相互抵消。

6、在進(jìn)一步的改進(jìn)中，在每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸上可旋轉(zhuǎn)地支撐至少一個(gè)不平衡質(zhì)量塊。與固定在旋轉(zhuǎn)軸上的不平衡質(zhì)量塊相比，該不平衡質(zhì)量塊可以利用角度位置、轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向的改變進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。這允許對(duì)產(chǎn)生的離心力的方向和大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。

7、優(yōu)選地，至少一個(gè)不平衡質(zhì)量塊通過與旋轉(zhuǎn)方向相關(guān)的聯(lián)接元件以如下方式聯(lián)接到指定的旋轉(zhuǎn)軸：當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向改變時(shí)，該不平衡質(zhì)量塊相對(duì)于該旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，特別是旋轉(zhuǎn)180°。該至少一個(gè)不平衡質(zhì)量塊與永久布置在旋轉(zhuǎn)軸上的不平衡質(zhì)量塊一起，根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向產(chǎn)生兩種不同的離心力。這意味著穩(wěn)定組件可以在相同的振動(dòng)頻率下以不同的沖擊力進(jìn)行操作。

8、在對(duì)該變型的進(jìn)一步改進(jìn)中，所述至少一個(gè)不平衡質(zhì)量塊通過離心力鎖定機(jī)構(gòu)聯(lián)接到指定的旋轉(zhuǎn)軸上。一旦超過規(guī)定的速度，該離心力鎖定機(jī)構(gòu)就會(huì)立即將不平衡質(zhì)量塊鎖定在指定旋轉(zhuǎn)軸上。這確保了在持續(xù)運(yùn)行期間，不平衡質(zhì)量塊不會(huì)發(fā)生不需要的反轉(zhuǎn)。

9、一個(gè)采用低重心的有利設(shè)計(jì)包括平行于組件縱向方向的中心旋轉(zhuǎn)軸和位于中心旋轉(zhuǎn)軸的左右兩側(cè)的側(cè)向旋轉(zhuǎn)軸。這得到了具有不同驅(qū)動(dòng)器變型的對(duì)稱設(shè)計(jì)，其中在很大程度上防止了運(yùn)行期間的破壞性的傾斜力矩。

10、如果改進(jìn)該設(shè)計(jì)，則指定給中心旋轉(zhuǎn)軸的不平衡質(zhì)量塊的不平衡度是指定給相應(yīng)的側(cè)向旋轉(zhuǎn)軸的不平衡質(zhì)量塊的兩倍大。以這種方式，無需從零開始的分離步驟，即可調(diào)節(jié)沖擊力。

11、進(jìn)一步的改進(jìn)提供了直接驅(qū)動(dòng)的不平衡質(zhì)量塊聯(lián)接到公共驅(qū)動(dòng)器，而間接驅(qū)動(dòng)的不平衡質(zhì)量塊經(jīng)由行星齒輪傳動(dòng)裝置聯(lián)接到直接驅(qū)動(dòng)的不平衡質(zhì)量塊。所有不平衡質(zhì)量塊所產(chǎn)生的聯(lián)合離心力效應(yīng)都可以經(jīng)由行星齒輪傳動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)。

12、在這里，行星齒輪傳動(dòng)裝置的保持架被有利地可旋轉(zhuǎn)地支撐，并且聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器。通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器可以將保持架設(shè)置為旋轉(zhuǎn)，從而改變直接驅(qū)動(dòng)的不平衡質(zhì)量塊與間接驅(qū)動(dòng)的不平衡質(zhì)量塊之間的相對(duì)角速度。

13、對(duì)該穩(wěn)定組件的附加優(yōu)選的進(jìn)一步改進(jìn)包括加速度傳感器，用于記錄通過振動(dòng)發(fā)生器引起的加速度。記錄穩(wěn)定組件的運(yùn)動(dòng)或被設(shè)置為處于振動(dòng)中的軌排的運(yùn)動(dòng)，以便得出有關(guān)軌排的反作用力的結(jié)論。

14、根據(jù)本發(fā)明的軌道車輛包括：機(jī)架，該機(jī)架能夠在位于軌上走行機(jī)構(gòu)上的情況下在軌道上移動(dòng)；以及至少兩個(gè)上述穩(wěn)定組件，其中具有第一高度致動(dòng)器的前穩(wěn)定組件緊固到機(jī)架上，并且具有第二高度致動(dòng)器的后穩(wěn)定組件緊固到機(jī)架上。以這種方式，所述穩(wěn)定組件可以在不同的施加負(fù)荷和不同的沖擊力下彼此獨(dú)立進(jìn)行操作。

15、有利地，振動(dòng)發(fā)生器和高度致動(dòng)器通過公共控制裝置被致動(dòng)，其中該控制裝置被設(shè)置成對(duì)相應(yīng)的振動(dòng)發(fā)生器和相應(yīng)的高度致動(dòng)器進(jìn)行單獨(dú)致動(dòng)。兩個(gè)穩(wěn)定組件可以通過公共控制單元協(xié)調(diào)操作。例如，將同步振動(dòng)應(yīng)用于軌排。

16、在根據(jù)本發(fā)明的用于操作軌道車輛作方法中，沿著待穩(wěn)定軌道進(jìn)行向前移動(dòng)，其中前穩(wěn)定組件以豎直沖擊力進(jìn)行操作，而后穩(wěn)定組件以水平?jīng)_擊力進(jìn)行操作。這種操作模式用于模擬正常運(yùn)行的軌道車輛的行駛狀況，因?yàn)檐壍儡囕v前方產(chǎn)生的起伏波(abhebewelle)通常會(huì)導(dǎo)致軌道車輛的軌上走行裝置的正弦走向。根據(jù)本發(fā)明的軌道車輛控制這些過程，并且以這種方式留下特別可持續(xù)穩(wěn)定的軌道。

17、對(duì)該方法的進(jìn)一步改進(jìn)是，使用前穩(wěn)定組件的加速度傳感器，通過該加速度傳感器記錄豎直加速度，以便得出軌排的反作用力走向。具體地，使用測(cè)得的與力成比例的加速度和來自動(dòng)態(tài)激勵(lì)的已知力來確定對(duì)應(yīng)的反作用力。