CN101578215B - 空气弹簧的调节设备及方法 - Google Patents

Abstract

一种设备(1)，该设备带有：空气弹簧(2)，该空气弹簧(2)用于支承轨道车辆的转向架上的载荷；压缩空气源(4)，该压缩空气源(4)与空气弹簧(2)通过空气弹簧阀(6)气动连接以用于排空空气弹簧(2)以及以压缩空气填充空气弹簧(2)；以及调节单元，该调节单元被布置为用于调节空气弹簧(2)内的空气体积和/或空气压力，其中压缩空气管线(3)提供压缩空气源(4)、空气弹簧(2)、空气弹簧阀(6)和调节单元之间的气动连接，在该设备中，避免了对于空气弹簧(2)的不必要的充气和排空，为提供所述设备(1)而建议一种用于根据轨道车辆的速度限制压缩空气管线(3)内的体积流量(7)的装置。

Description

空气弹簧的调节设备及方法

技术领域

本发明涉及一种设备，所述设备带有：空气弹簧，该空气弹簧用于支承轨道车辆的转向架上的载荷；压缩空气源，该压缩空气源与空气弹簧通过空气弹簧阀气动连接以用于排空空气弹簧或以压缩空气填充空气弹簧；以及调节单元，该调节单元用于调节空气弹簧内的空气体积和/或空气压力，其中空气弹簧的充气和排空通过至少一个压缩空气管线进行。

本发明还涉及一种用于调节轨道车辆的空气弹簧的空气压力和空气体积的方法，其中调节单元针对空气弹簧阀，所述空气弹簧阀与空气弹簧和压缩空气源连通，其中至少一个压缩空气管线被设置用于使空气弹簧充气和排空。

背景技术

这样的设备和这样的方法业已由常用的现有技术中公知。因此，客运轨道车辆的弹簧通常包括机械地构造的初级弹簧和次级空气弹簧。空气弹簧除辅助阻尼外还实现车厢的高度调节，以补偿不同的载荷，以此将空气弹簧不同程度地压缩。已知的设备具有缺点，即在轨道车辆高速运行时，离心力动态地影响车厢相对于转向架的高度。在通过谷部时，车厢的高度例如动态地降低，使得为空气弹簧阀补充空气，以应对车厢的下降。而在通过峰部时，车厢的底板或车厢的高度动态地升高，使得空气弹簧阀导致压缩空气从空气弹簧排出。由于动态载荷，因此压缩空气不必存储在空气弹簧内或排出到大气内。然而，在行驶期间的高度调节通常是不必要的。

发明内容

从所述现有技术出发，本发明要解决的技术问题是避免空气弹簧的不必要的充气和排空。

本发明通过用于根据轨道车辆的速度来限制至少一个压缩空气管线内的体积流量的装置来解决此技术问题。

根据本发明，用于限制空气流量的装置设在压缩空气管线的一个或多个内，通过调节所述压缩空气管线，使空气弹簧充气或排空。此限制取决于轨道车辆的速度。在轨道车辆高速运行时，在本发明的范围内，为限制装置配设的压缩空气管线且因此压缩空气的体积流量比慢速行驶时被更强地限制。在高速度时，在通过谷部或峰部时，动态载荷以及因此所述的不必要的空气弹簧的充气和排空因此比慢速时更高。通过明显地限制压缩空气管线内的体积流量，能够因此降低不必要的充气和排空。换言之，调节更迟缓。如果仅短时地将车厢相对于转向架升高-这在高速情况下是通常的，则由于压缩空气流的较高的惯性，空气弹簧阀不能排出大量的压缩空气，因为在电子调节单元的情况中，事先通知调节单元的测量传感器，车厢高度在峰部后例如再次达到其正常高度。因此，在本发明的范围内，排空和充气被限制或甚至被完全避免。

有利地，只要轨道车辆超过阈值速度，则用于限制体积流量的装置就被设置为用于缩窄为该装置配设的压缩空气管线。此形式的体积流量限制是本发明的最简单且最廉价的构造之一。压缩空气管线的缩窄能够通过本领域技术人员已知的任何阀实现，因此对其不需要更详细的论述。

根据本发明的构造，如果轨道车辆的速度超过阈值速度，则发生所述缩窄。与之不同，在本发明的范围内也可以选择更复杂的方法来确定轨道车辆处于具有使空气弹簧不希望或不必要地排空或充气的速度的状态。为此，估计单元具有植入其内的逻辑，该逻辑根据测量值和预定的额定值确定此状态。

在有利的方式中，测量传感器包括车门传感器，其中车门传感器被设置成在轨道车辆的车门打开时产生释放信号。测量传感器和/或释放信号不必专门地提供。相反，在本发明的范围内合适的是总是利用现有的测量传感器或释放信号。释放信号例如导致用于充气的压缩空气管线被合适的调节阀阻塞，使得通过压缩空气管线的体积流量被完全阻止。根据本发明的设备的这种有利构造，在行驶期间完全放弃高度调节。

有利的是，所述调节单元是机械调节单元。为进行机械调节，空气弹簧阀例如通过杠杆机构与空气弹簧并联地与轨道车辆的车厢机械地连接。车厢通过初级弹簧和空气弹簧支撑在转向架上。所述的弹簧在车辆附加载荷的情况下受到强烈压缩，由此导致车厢降低。这种下降运动通过所述的 杠杆机构引入到空气弹簧阀，使得空气弹簧阀被合适地控制，且随后将空气弹簧充气而使车厢上升。因此，能够补偿由载荷决定的车厢的下降。

在本发明的一种与此不同的变化实施形式中，所述调节单元是电子调节单元，所述电子调节单元具有用于测量空气弹簧的空气压力和/或空气体积的测量传感器。调节单元还具有合适的逻辑，例如软件形式的逻辑，所述逻辑移植到可编程计算单元上。测量传感器为软件提供实际值，将实际值与相应的额定值进行比较。根据额定值和实际值之间的偏差，合适的调节器控制例如可电子地响应的空气弹簧阀。

有利的是空气弹簧阀通过排放管线与外部大气连通，其中，用于限制体积流量的装置限制排放管线的体积流量。在排放管线内的体积流量的限制例如支持了对用于使空气弹簧充气的压缩空气管线的限制。与之不同，在本发明的范围内，仅限制排放管线的体积流量也足以防止空气弹簧的不必要的排空。

本发明从前述方法出发，通过根据轨道车辆的速度来限制至少一个压缩空气管线内的体积流量而解决了此技术问题。

根据本发明的构造，如果轨道车辆的速度超过阈值速度，则各压缩空气管线内的体积流量就被中断。如已详述，这是根据本发明的方法的一种特别廉价的变化实施形式。与速度比较不同，确定导致空气弹簧的不必要的排空的状态的其它估计方法也是可以的。

有利的是，将对应配设的压缩空气管线内的体积流量限制为较小的值。根据此有利的扩展，即使在较高的速度下也能够进行至少一定的高度调节，且能够补偿空气弹簧系统内的泄漏，而其中尽可能地避免了不必要的排空。

根据一种合适的扩展，在对应配设的压缩空气管线内的空气流动与轨道车辆速度动态地匹配。根据此构造，例如提供一种实现连续地或分级地缩窄压缩空气管线的阀，使得能够有目的地控制一定的缩窄级。根据本发明的方法的此构造实现了空气弹簧调节与高速情况的逐渐的匹配，其中，能够导致压缩空气的最没必要给出的体积。然而，在慢速行驶中仍保留行驶舒适性。

不同的是，只要发出车门释放信号，即车辆的所有车门关闭且因此由于列车的乘员乘降而导致的在空气弹簧上的静态载荷不再改变，则对体积流量进行限制。换言之，这意味着只要列车行驶，则在对应配设的压缩空 气管线内的体积流量就被限制或中断。根据此构造，在离开火车站后马上取消高度调节。

如已详述，在本发明的范围内也可能的是，只要轨道车辆超过事先规定的阈值速度，就限制体积流量。高度调节例如仅在100km/h以下才提供。

根据本发明的方法的一种优选变化实施形式，完全中断对应配设的压缩空气管线的体积流量。

附图说明

本发明的另外的合适的构造和优点是下文中本发明实施例的描述的对象，所述描述参考附图进行，其中：

图1示出根据本发明的设备的实施例的示意图。

具体实施方式

图1中示意性地示出根据本发明的设备1的实施例，设备1具有空气弹簧2，空气弹簧2包括两个部分且固定在图1中不可见的转向架上。也未示出的车厢支承在空气弹簧2上，其中，除例如由螺旋弹簧组成的初级弹簧系统外，在转向架上布置空气弹簧2，以便为车厢提供弹簧和阻尼作用。

空气弹簧通过压缩空气管线3与压缩空气源4连通，所述压缩空气源4在图中仅示意性地给出。车厢的载重或载荷通过测量传感器5测到，以此可确定空气弹簧内的压力。通过所述压力，可以回推出车厢的载重。为调节空气弹簧2内的压缩空气的压力和体积而提供空气弹簧阀6，其中空气弹簧2通过作为附加的压缩空气管线的进入管线8排空。空气弹簧阀6与图中未示出的调节单元连接，调节单元也与测量传感器5连接。以调节单元例如实现高度调节，使得例如在车厢载重升高时能够补偿由于初级弹簧的压缩导致的车厢高度下降。为此，调节单元将由测量传感器5提供的压力值提供给存储在调节单元内的逻辑，逻辑根据额定值和压力值通过空气弹簧阀6导致压力升高。

在一种不同的、在图中未解释的本发明的实施例中，调节单元构造为纯机械调节单元，其中空气弹簧阀通过杠杆和导杆与空气弹簧并联地与车厢机械地连接。因此，通过导杆和杠杆以每个高度变化控制使空气弹簧充气或排空的空气弹簧阀。

此外，调节单元与阻塞阀7连接，所述阻塞阀7不仅布置在压缩空气管线3内，而且布置在排放管线8内。如果调节单元以阻塞信号控制阻塞阀7，则阻塞阀7将压缩空气管线3和8封闭，使得空气弹簧2与压缩空气源4或外部大气的气动连接中断。此外，估计单元与图1中未示出的车门传感器连接，该车门传感器将轨道车辆的车门状态，即“车门开启”或“车门关闭”通过相应的信号传输给调节单元。调节单元也基于存储在其内的逻辑控制阻塞阀7，使之在车门传感器指示轨道车辆的车门开启时打开。在此情况下，实现空气弹簧2的压缩空气调节，且通过调节单元提供高度调节。然而，一旦轨道车辆的车门关闭，则调节单元控制阻塞阀7以阻塞压缩空气通路3和8，使得不必要的高度调节得以防止且因此使不必要的对空气弹簧2的充气和排空得以防止。

Claims (13)

1.一种空气弹簧调节设备(1)，该设备带有：

空气弹簧(2)，该空气弹簧(2)用于支承轨道车辆的转向架上的载荷，

压缩空气源(4)，该压缩空气源(4)与所述空气弹簧(2)通过空气弹簧阀(6)气动连接，以用于排空所述空气弹簧(2)或以压缩空气填充所述空气弹簧(2)，以及

调节单元，该调节单元用于调节所述空气弹簧(2)内的空气体积和/或空气压力，其中

所述空气弹簧(2)的充气和/或排空通过至少一个压缩空气管线(3)进行，

其特征在于：

该设备具有用于根据所述轨道车辆的速度限制至少一个压缩空气管线(3)内的体积流量(7)的装置，并且

在该轨道车辆高速运行时，为限制装置配设的压缩空气管线比慢速行驶时被更强地限制。

2.根据权利要求1所述的空气弹簧调节设备(1)，其特征在于：用于限制体积流量的装置被布置为用于在轨道车辆超过阈值速度的情况下缩窄为所述装置配设的所述压缩空气管线。

3.根据权利要求1所述的空气弹簧调节设备(1)，其特征在于：所述调节单元是机械调节单元。

4.根据权利要求1或2所述的空气弹簧调节设备(1)，其特征在于：所述调节单元是电子调节单元，该调节单元具有用于采集空气弹簧的空气压力和/或空气体积的测量传感器。

5.根据权利要求4所述的空气弹簧调节设备(1)，其特征在于：所述测量传感器包括车门传感器，其中，所述车门传感器布置为在轨道车辆的车门开启时产生释放信号。

6.根据权利要求1所述的空气弹簧调节设备(1)，其特征在于：所述空气弹簧阀通过排放管线与外部大气连接，其中用于限制体积流量(7)的装置限制所述排放管线的体积流量。

7.一种用于调节轨道车辆的空气弹簧(2)的空气压力和空气体积的方法，其中调节单元针对空气弹簧阀(6)，所述空气弹簧阀(6)与空气弹簧(2)和压缩空气源(4)连通，其中至少一个压缩空气管线(3)被设计用于使空气弹簧(2)充气和排空，

其特征在于：

根据所述轨道车辆的速度限制至少一个所述压缩空气管线(3)内的体积流量，并且

在该轨道车辆高速运行时，为限制装置配设的压缩空气管线比慢速行驶时被更强地限制。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：如果所述轨道车辆超过阈值速度，则中断对应配设的压缩空气管线(3)内的体积流量。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：将对应配设的压缩空气管线(3)内的体积流量限制为较小的值。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：将对应配设的压缩空气管线(3)内的体积流量动态地与所述轨道车辆的速度相匹配。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：一旦车门释放信号发出车门关闭的信号，就限制所述体积流量。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：一旦轨道车辆超过事先规定的阈值速度，就限制所述体积流量。

13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：完全中断所述体积流量。

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