CN108657214B - 用于控制轨道车辆轮对的致动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制轨道车辆的轮对的致动器，包括：机轴壳，用于紧固到所述轨道车辆的底架或轮对支承壳体；同步缸，其设置在所述机轴壳中并包括活塞表面，所述活塞表面具有活塞杆，所述活塞杆在所述机轴壳的两个平面侧中的每一侧处穿过所述机轴壳；以及壳体，其能够根据所述同步缸的运动而相对于所述机轴壳运动；其中，将相应的活塞杆连接到所述壳体的活塞弹簧元件布置在所述相应的活塞杆的远离所述活塞表面的端部处。

Description

用于控制轨道车辆轮对的致动器

技术领域

本发明涉及一种用于控制轨道车辆轮对的致动器、涉及一种具有这种致动器的轨道车辆底架、并涉及一种操作所述致动器的方法。

背景技术

轨道车辆有必要在转弯过程中使轮对的轮子(其通常通过轴杆而刚性地连接)相对于轨道车辆底架枢转。在现有技术中，为此目的而提供了所谓的轮对引导元件，其通常由橡胶金属元件构成。

图1和图2在此示出用于控制轨道车辆轮对的致动器在轨道车辆向前直行时和在转弯时的不同位置，以更好地理解本主题。

对于图1中所示的向前直行而言有利的是：致动器使轮对刚性地联接到底架框架。与此不同的是，在转弯过程中有必要的是，致动器使轮对相对于底架框架枢转以确保以尽可能低的磨损在车轨上行进。

现有技术中存在的致动器具有受限的冲程，其不足以实现令人满意的轮对枢转。这样的致动器另外还具有高的纵向硬度值，从而导致高的操纵力。现有技术中公知的致动器的纵向硬度和横向硬度的结合也减弱了特定底架性能的复制灵活性。渗漏风险在设置有液压线路的致动器中也会增大。此外，这种致动器的力通常由于致动器中橡胶部件上的应变而受到限制。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术中公知的用于控制轨道车辆轮对的致动器的上述缺点。

这使用具有如下所述特征的致动器进行。这样的致动器包括：机轴壳，用于紧固到所述轨道车辆的底架或轮对支承壳体；同步缸，其设置在所述机轴壳中并包括活塞表面，所述活塞表面上具有活塞杆，所述活塞杆在所述机轴壳的两个平面侧中的每一侧处穿过所述机轴壳；以及壳体，其能够根据所述同步缸的运动而相对于所述机轴壳运动；其中将相应的活塞杆连接到所述壳体的活塞弹簧元件，优选地布置在所述相应的活塞杆的远离所述活塞表面的端部处。

相应地，致动器可以引起壳体的运动，这进而用于通过同步缸调节和通过活塞杆运动而引起轮对的枢转运动。机轴壳在此通常紧固到底架处的固定位置，使得壳体相对于机轴壳的相对运动可用于偏转轮对的冲程。

根据本发明的可选修改方案，所述机轴壳具有大致细长的形状；所述同步缸优选地布置在所述机轴壳的纵向中心处。

在此可采取措施：所述两个活塞杆垂直于所述机轴壳的纵向方向而取向。

根据本发明的进一步的优化方案，布置在相应活塞杆处的活塞弹簧元件是橡胶叠层弹簧，优选地具有柱形形状和/或所述橡胶叠层弹簧的各层平行于所述相应活塞杆的纵向方向堆叠。这样的橡胶叠层弹簧适于复制或确定轮对引导部的纵向硬度。另外可采取的措施是：这样的橡胶叠层弹簧以预加载方式通过轴承套安装。另外，这样的橡胶叠层弹簧可具有很低的抗剪切性，使轮对支承壳体可在活塞杆及其引导部上没有任何实质载荷的情况下实行垂直于活塞纵向轴线的运动。当致动器以正确取向安装到轨道车辆底架中时，相应地可在活塞杆上没有任何实质载荷的情况下执行轮对的横向运动，而期望的弹簧力沿纵向方向作用。

另外可行的是，所述壳体被压入机轴引导部中或者直接连接到(例如旋拧到) 轮对支承壳体。不过，其另外也可直接集成到轮对支承壳体中。

根据本发明的进一步的优化方案，所述致动器包括：至少一个机轴壳弹簧元件，其布置在所述机轴壳与所述壳体之间，其中，所述机轴壳弹簧元件的主弹簧方向平行于所述机轴壳的纵向方向取向；所述机轴壳弹簧元件优选是橡胶叠层弹簧，所述橡胶叠层弹簧的各层平行于所述机轴壳的所述纵向方向堆叠。在此可采取措施：机轴壳相对于其纵向轴线而旋转对称。机轴壳也可相对垂直于机轴壳纵向方向的平面具有镜像对称性。

在致动器的正确取向的安装完毕状态下，机轴壳弹簧元件复制或确定轮对引导部的横向硬度。有利的是，这样的机轴壳弹簧元件沿垂直于主弹簧方向的方向很软，使得致动器能够以小的动力消耗执行大的移位。

另外可在此采取措施：一对机轴壳弹簧元件仅设置在由所述活塞杆和所述机轴壳的纵向方向限定的平面的一侧处，并被布置为使其缓冲所述壳体沿所述机轴壳的纵向方向相对于所述机轴壳的运动。在致动器的安装完毕状态下，这对应于缓冲底架相对于轮对的横向运动。

根据本发明的进一步的可选修改方案，所述致动器具有：滑动元件，该滑动元件用于在通过所述活塞杆的纵向方向和所述机轴壳的纵向方向限定的平面中滑动支承所述机轴壳处的所述壳体；其中，第一滑动元件优选地被设置在通过所述活塞杆的纵向方向和所述机轴壳的纵向方向限定的所述平面的第一侧处，第二滑动元件设置在所述平面的另一第二侧处。滑动元件可以使壳体沿活塞杆纵向方向相对于机轴壳运动。在致动器的安装完毕状态下，此运动方向对应于纵向方向。

根据优选实施例，所述滑动元件具有平坦滑动表面以允许沿所述活塞杆的纵向方向运动，其中圆弧段形状的元件优选地设置成允许围绕与由所述活塞杆的纵向方向和所述机轴壳的纵向方向限定的平面相垂直的方向旋转。

由此可通过低摩擦系数获得尽可能无磨损的运动。另外可采取措施：滑动元件沿径向预加载。根据本发明的方案，滑动元件也可同样被设计为橡胶叠层弹簧，其方式类似于例如也可用于活塞弹簧元件的这种橡胶叠层弹簧。

所述致动器另外优选地包括：位置编码器，其与活塞杆和所述机轴壳协作，以确定所述同步缸与零位置的偏移。根据本发明的进一步的可选方案，致动器另外包括：阀，其将所述同步缸的两个腔相互连接；阀控制器，其适于仅通过关闭和打开所述阀而实现所述同步缸的调节，其中，仅允许在对应于期望调节运动的方向上进行从所述一个腔到另一腔中的液压流体流动，其中，所述致动器优选地不利用或不具有用于有源致动所述同步缸的液压单元。

可例如切换所述阀而使其仅允许液压流体从一个腔流入另一腔，但不能从所述另一腔回流到所述一个腔中。如果产生对应液压流体流动的外力然后作用于活塞杆上，则使致动器至期望位置。因而仅能通过同步缸间接地或者被动地产生力。

根据本发明的进一步的可选修改方案，所述致动器的阀联接到首侧或尾侧致动器的另外的同步缸；其中，所述阀控制器适于根据所述首侧致动器的调节需求而利用所述尾侧致动器的液压流体流动；其中所述首侧致动器和所述尾侧致动器优选地均不利用或者不具有用于有源致动所述同步缸的液压单元。相对于彼此布置在首侧或尾侧的多个轮对通常存在于轨道车辆中。在此可以有利的是，相关联的轮对的致动器联接到首侧或尾侧致动器。

根据本发明的进一步的优化方案，所述致动器另外包括：液压单元，用于致动所述同步缸；其中所述液压单元优选地布置在所述底架处和/或在所述机轴壳的纵向端处的前侧处。

另外可采取措施：所述致动器另外具有：能量生成单元，用于为所述致动器供应能量，其中所述能量生成单元当利用轨道车辆行进过程中所产生的所述同步缸中的压力变化或者基于所述压力变化的液压流体流动时生成能量。另外还可采取措施：由此生成的能量储存在能量储存单元中，并仅根据需要供应到致动器。

由于当轨道车辆向前直行时轮对也执行沿行进方向的小的连续摇摆运动 (称为正弦运动)，因而连接到轮对的致动器在其可用作能量源的同步缸中经历压力变化。为致动器和其它可选致动器部件(例如，电子元件、传感器系统、阀或液压单元)提供电源的电池可通过发电机充电，发电机利用压力变化或者基于压力变化的液压流体流动以获取能量。能量生成单元相应地适于将同步缸中的压力变化转变为电能。

可替代地或另外地，能量生成单元可适于将由于同步缸中压力变化而发生的液压流体流动转变为电能。如果可将同步缸的各个腔连接的阀连接在这些腔之间，则产生压力变化的能量可通过对应的阀的致动引起。另外可采取措施：能量生成单元布置在致动器壳体本身中或者在轨道车辆底架中居中布置。同样也适用于能量储存单元。能量生成单元特别地由于同步缸的压力变化而在轨道车辆低速情况下表现出其优势并给出令人信服的结果。

本发明进一步涉及一种轨道车辆底架，其具有根据前述变例中的任一项所述的致动器，其中，所述致动器的所述机轴壳刚性地连接到所述底架；所述致动器的所述壳体被压入机轴引导部中、连接到轮对支承壳体、或者集成到轮对支承壳体中。

根据所述底架的进一步的优化方案，每个轮对仅设置一个致动器；和/或，所述致动器在非致动状态下具有高的固有阻尼而当在直行轨道段上行进时允许所述轮对的自主对准。

另外有利的是，致动器布置在轮对的远离轮对的轴杆的驱动器的那侧处。

本发明还涉及一种方法，用于操作适于控制轨道车辆的轮对的致动器，特别是根据前述变例中的任一项所述的致动器，其中，在所述方法中：基于底架相对于由所述底架支撑的车体的位移角度而执行所述致动器的调节以枢转所述轮对；所述致动器的基于所述位移角度的调节仅在超过所述位移角度的第一阈值之后进行，其中所述致动器的调节优选地与所述位移角度成比例的进行。

底架相对于车体的位移角度在此描述为当轨道车辆以曲线行进时底架相对于车体所取的角度偏移。在超过第一阈值之后，轮对仅根据此旋转角度而受控于致动器。

这对正弦运动(轮对的摇摆运动，通常发生在向前直行时)是特别有利的，这是因为，在此状态下，有利地不基于底架的位移角度来控制致动器。相当有利的是，在这种状态下提供对轮对的刚性支撑。轮对仅在超过阈值时被控制，使得致动器的控制仅在转弯过程中进行。

根据所述方法的进一步的优化方案，用于枢转所述轮对的所述致动器连接到所述轨道车辆的另外的首侧或尾侧致动器；其中所述尾侧致动器基于所述首侧致动器的调节运动被调节，以消除在所述尾侧致动器的调节中的任何系统所致的延迟。

附图说明

本发明的进一步的特征、细节和优点将参照以下的描述和附图进行阐释。其中显示出：

图1:当轨道车辆向前直行时轮对的最优致动器位置；

图2:在转弯过程中致动器的最优位置；

图3:根据本发明的致动器的剖视图，其剖面是安装完毕状态下的纵向方向和竖直方向；

图4:根据本发明的致动器的局部剖视图，其剖面在安装完毕状态下对应于纵向方向和宽度方向；

图5:根据本发明的致动器的剖视图，其剖面在致动器安装完毕状态下对应于宽度方向和竖直方向；

图6:显示出致动器在底架中的布置的结构图；

图7:显示出根据本发明的致动器布置在轨道车辆底架中的结构图；和

图8:用于表现根据本发明的致动器的操作模式的功能图。

具体实施方式

图1显示出当轨道车辆向前直行时底架100的两个轮对50的示意性示例，每个轮对通过多个致动器1保持。在此还示意性地绘制出正弦运动，所述正弦运动是由于轮对的轮子的锥度而导致发生的，且对于向前直行的轨道车辆而言是典型的。

图2类似地显示出轨道车辆在转弯过程中的示意性示例，其中，轮对50的致动器1使轮对50相对于轨道车辆底架100枢转。

图3显示出根据本发明的致动器在X-Z平面中的剖视图，其中所述致动器以正确取向安装在轨道车辆中。X方向于是在此对应于轨道车辆的纵向方向，其对应于向前直行时的向前方向。Z方向在此是轨道车辆竖直方向。Y方向是移出纸平面的方向，其垂直于X和Z方向，在此描述为轨道车辆的宽度方向。图3 的剖视图显示出：致动器1具有沿Y方向延伸的机轴壳2。该机轴壳2具有缸 3，缸3以同步缸(synchronized cylinder)的形式在中区部中形成。另外可看出：机轴壳2形成为相对于其纵向轴线而旋转对称。此外，机轴壳2相对垂直于其纵向方向取向的平面具有镜像对称性。

缸3的活塞表面4具有活塞杆5，活塞杆5在机轴壳的两个平面侧的每一侧处穿过机轴壳2。活塞杆5在此沿X方向取向。活塞杆弹簧元件7连接到致动器1的壳体6，布置在相应活塞杆5的、布置在机轴壳2外的两端。

缸腔31、32形成在机轴壳2中，并在此通过同步缸3的活塞表面4相互分离。缸3沿X方向(垂直于机轴壳纵向方向(Y方向))的移位是可行的，其中借助于进入缸腔31、32中的馈给线路(未示出)或者对应的来自缸腔31、 32的排放线路。因此,不仅活塞杆5和布置在活塞杆5前侧的活塞杆弹簧元件7 可移位，而且连接到活塞杆弹簧元件7的壳体6也是如此。所述壳体在滑动元件9上沿X方向沿机轴壳2滑动。

在这一方面，可设置多个滑动元件9，其优选地沿竖直方向(Z方向)相互错开布置。每个滑动元件9在此可具有圆弧段形状的元件92和平坦滑动表面 91，使得壳体6围绕Z轴线(竖直方向)的旋转也是可行的。

活塞杆弹簧元件7在示例中是橡胶叠层弹簧，适于复制或确定轮对引导部的纵向硬度。其可具有柱形形状并通过轴承套以预载荷安装。活塞弹簧元件7另外还具有很低的抗剪切性，使得轮对支承壳体可在穿过机轴壳2的活塞杆5及其引导部上没有任何实质载荷的情况下实行围绕X轴线的运动和横向运动。

相应地，不仅相关联的活塞杆5和活塞弹簧元件7通过同步缸3沿X方向的运动而运动，而且布置在活塞弹簧元件7处的壳体6也是如此。滑动元件9 可沿Z方向在机轴壳2的上侧处和下侧处设置，在此支持壳体沿X方向的运动自由和围绕Z轴线的旋转自由。

图4显示出X-Y平面中的局部剖视图。在致动器1根据其预期目的而取向时，X-Y平面对应于局部露出的致动器1的平面图。

可以看出：机轴壳2的为紧固到底架框架而设置的区部在两侧处突出到壳体6之外。所需的致动器1相对于底架的相对运动用于使轮对相对于底架枢转，这由于机轴壳2与底架的固定联接并且由于缸相对于机轴壳2的可能运动而实现。缸3和壳体6在此垂直于Y轴线(宽度方向)沿X轴线(纵向方向)运动。除图3中已标示的部件以外，在此示例中的致动器具有：适于探测缸位置的位置编码器10。为此目的，位置编码器10连接在机轴壳2处和连接到活塞杆5 的一部件。

另外可看到机轴壳弹簧元件8，其在壳体6与机轴壳2之间提供缓冲。此机轴壳弹簧元件8的主弹簧方向在此平行于机轴壳2的纵向方向(Y方向)，并因而实质用于轮对引导部横向硬度的复制或确定。机轴壳弹簧元件8可在此也被设计为橡胶叠层弹簧，其沿X方向很软而能够以小的致动器力实现大的调节路径。机轴壳弹簧元件8可在此设置为在机轴壳2与壳体6之间沿Y方向成对地错开。也可采取措施使机轴壳弹簧元件8仅在顶部或仅在底部(沿Z方向) 成对地附接。机轴壳弹簧元件8的数量和布置位置根据致动器要求而设置。

图5显示出致动器1在Y-Z平面中的剖视图。在致动器1在轨道车辆中或在轨道车辆底架中正确取向安装时，这对应于从后或从前所见的视图。

同步缸3(其活塞杆5可现在移出纸平面或移入纸平面)大致垂直于机轴壳 2的纵向方向取向。机轴壳2具有的中区部具有法兰状突起以形成针对多个机轴壳弹簧元件8的接触表面。另外还在中区部处设置用于壳体滑动支撑在机轴壳2处的滑动元件9。在此图中可看到，壳体6不具有与机轴壳2的任何直接联结点，使其相对于机轴壳2可移位地被支撑。壳体6的位置在此取决于同步缸3相对于机轴壳2的位置。为了确定位置，设置位置编码器10与同步缸3的活塞杆5协作，使得可以确定壳体6的当前位置或者缸3的活塞的当前位置。

图6显示出致动器的示意图，致动器具有液压单元13以及阀11和相关联的阀控制器12。在先前各图中描述的致动器1可看出，其中机轴壳2的纵向两端刚性连接到底架框架100或底架。另外，液压单元13经由液压线路连接到缸 3的腔31、32，液压单元13在此布置在机轴壳2的前侧处。缸的调节运动可通过将液压流体泵送到两个腔之一中或者通过将液压流体从另一腔排出而实现。这样的结果是：轮对支承壳体120根据缸的调节运动被调节。结果，这产生轮对相对于底架100的枢转，这对于轨道车辆转弯是有利的。

状态显示器以附图标记14标示，在一个实施例中可为彩色发光二极管(LED) 灯。LED灯以易于看到的方式附接到致动器1的壳体，并能够借助于可视的控制器而实现状态识别。在此可采取措施使状态识别思路如下设计：

当工作正常时，灯14亮起持续的绿光，在故障时颜色变红。如果能够显示不同的诊断情况，则可使用另外的颜色，例如橙色、黄色，等等，或者可使用熄灯作为其它的状态。动力失效、传感器失效、泵送线路可被认为是其它状态的示例。

无线工作诊断条15可另外也与致动器1协作。作为具有无线(WiFi)数据传输的通用串行总线(USB)软件保护器，其可将信息传输到移动端装置。有利的是，这也可以在轨道车辆行进过程中进行，使得相应底架的测量参数可在已知距离上记录并可与正确操作系统的对应数据进行比较。有利的是，数据传输针对轨道车辆的相应车厢或另一车厢、或者针对驾驶室进行。存在的所有系统数据 (例如传感器数据、阀数据、马达上和泵上、动力供应器和状态显示器的数据) 可记录于此。系统数据可于是随时间或随距离借助于诊断软件进行记录，并可与早先存储的相同距离或相同路段的测量数据进行比较。可以识别出所需的校正干预，并可在较早时间借助于这种接口对其安排。

可看出：能量供应器16连接到液压单元13并连接到阀控制器12以向这些单元供应能量。

图7显示出轨道车辆的处于安装完毕状态的致动器1的示意图。轨道车辆的底架100在此相对于轨道车辆的车体110被可移动地支撑。当曲线行进时，底架100将相应地移入曲线中，而长得多的车体相对于底架旋转。这种角度(其被称为位移角度)借助于测量设备20确定，并传送到一个致动器1或多个致动器1。底架100的轮对基于借助测量设备20确定的位移角度而相对于底架100 枢转。

曲线行程的弧半径相应地借助于测量设备20确定，测量设备20例如通过位置编码器沿长度设置在减摇装置之中或之处或者也与其分离。

轮对50的控制于是通过电液压致动器1进行，其中，每个轮对50仅设置相应的一个致动器1。它们通常相对于彼此点对称布置，其中致动器1优选地布置在远离轮对50的轴杆的驱动器的端部处。由于每个轮对50仅设置一个致动器1，因而致动器1显然不得不进行更大的距离调节，不过部件的数量和与其相关联的费用显著降低。这样的布置另外提供的优点是：轮对50明确沿纵向方向定位，在与被驱动的轮对联接时具有显著更小的运动。

有利的是：致动器1在无源的或非致动的状态下具有高的固有阻尼，此后，当向前直行时，轮对50可使自身理想地自主对准，且轮对引导部的有效有源纵向硬度保持较高并确保稳定操控。

图8显示出根据基本设计的控制设想。位移角度测量确定车体110相对于底架100的角偏移，在此该测量通过测量设备20进行。然后对致动器1的控制基于位移角度进行。这仅在超过阈值之后进行，因而不会由于正弦运动或车体运动导致由所述控制造成的对稳定操控的损害。在此方面可采取措施，使得致动器 1的控制在最简单情况下与位移角度成比例、也与曲线弧半径成比例的进行。不过，这仅在超过先前已提及的阈值之后进行。

致动器1的致动通过4/3通阀11进行，阀11通过在期望路径与实际路径之间的差异相应地被致动。

在此根据本发明可采取措施，使所述控制在其它情况下也利用另外的准则。可能的另外的准则列出如下：

·半径，取决于渐减的、渐增的、步进的，具有任意所期望的可想到的传输功能；

·行进速度或横向加速度；

·牵引力(通过测量车体110与底架100之间的纵向运动而确定)；

·致动器力本身(通过致动器1中的压力测量而确定，其中这考虑到在轮与轨道之间的接触几何形状质量)；

·轮对的独立控制(首侧或尾侧)；以及

·更高频率范围的控制，以稳定底架(几乎在正弦运动的水平阶段)，从而可省略减摇装置的使用。

另外可采取措施，使液压单元13包括泵，使马达仅在需要时启动。在超过期望/实际位置差异的第二阈值时，泵可以启动，致动器的能量消耗可因而显著减小。这意味着，泵实际上仅需在具有不佳接触几何形状的车轨条件下开启，而轮对50使自身在没有额外力的情况下以可接受的接触几何形状至正确位置，因为这也仅通过无源启动阀在不利用液压单元13的情况下是可行的。

另外可采取措施，使两个或更多个底架100的致动器系统连接以利用首侧底架100的信息。因而可以消除尾侧底架的液压单元的泵启动时的系统延迟并适时将其排除。由此也可以优化用于运行通过过渡曲线或用于车轨切换的控制方法。

致动器优选地通过每个底架自主地控制。仅需要能量供应器，而数据探测、数据处理及其致动则在底架内进行。

轮对引导部中的致动器1在此优选地集成到机轴引导部轴承或支撑轴承中。马达、泵(二者以附图标记13表示)、阀11、路径传感器和压力传感器、以及控制单元设置成控制图8中的致动器1。不排除存在更高级别控制方法所需的其它传感器。在此可考虑例如加速度计或陀螺仪。有利的是，不存在外部液压线路，由此渗漏或故障风险显著减小。

致动器1的控制在设计上是有故障保护的，这是因为，系统用作刚性轮对引导部，在电子元件、传感器系统、电源、泵和/或马达发生故障时具有高的固有阻尼。这意味着，所述底架类似于传统底架而起作用，而没有轮对控制或具有极慢作用的控制。

在渗漏或纵向硬度损失时，底架采取颠簸运行，可导致不稳定运行。不过，系统中的剩余阻尼和剩余硬度防止轮轨力超过安全相关极限值。

根据本发明的优选实施例，可另外采取措施，使能量自主供应。能量生成单元被设置用于此目的，使用同步缸中的压力变化生成其能量。例如，压出缸外的液压流体也可在此用于生成能量。在向前直行时，缸中的压力也连续改变，使得无源连接的致动器也可用作能量源。传感器系统、阀、以及泵的电子元件的电源可通过这种能量得以确保。能量生成在此可通过直接致动不同行进状态下的阀而最大化。

有利的是，通过这样的自主能量供应修改致动器1的控制设想。这种设想也可当需要特别低的能量控制状态且不必受限于自主能量供应时使用。

在此方面，每个致动器1独立致动，其中每个阀仅允许油沿期望方向朝向致动器拟采取的位置流动。如果在轮与车轨之间的接触几何形状是足够的，则轮对也可理想地由于这种控制被单独采用。不过，如果接触几何形状的质量不足以达到使致动器自主调节至期望位置，则有利的是，将首侧和尾侧轮对的两个缸经由液压线路和额外的阀相互联接，使得尾侧轮对的液压流体流可以根据需要而用于控制首侧轮对。

此实施例特别关注由于缺乏可用空间而不允许安装能量供应器的较旧车辆的翻新。可控的致动器因而不具有任何包括马达和泵的液压单元，而是仅有阀设置在同步缸的各独立腔之间。这样，仅可以使所述缸间接地或被动地产生力。这例如通过以下方式进行：打开阀，使得当力由轨道传递到轮对时，允许各腔之间的流动，以沿期望方向影响致动器的致动。有利的是，阀控制在此也可根据不同准则进行。它们可例如为轨道曲线的弧半径、牵引力、两个轮对的径向位置和/ 或缸力。因而例如有利的是，阻塞缸的液压流体沿双向的流通以防止偏心车辆运行。

还可采取措施，使首侧和尾侧致动器的缸腔经由液压线路联接到相互控制器。因而可以通过尾侧轮对的运动控制首侧轮对。

根据本发明的实施例的特别便宜的变例而提供的致动器不具有位置编码器，而是提供测量设备20以用于确定位移角度或弧半径。中央单元另外具有电子元件、阀、发电机、能量储存器、和状态显示器。液压线路还从缸延伸到中央单元，中央单元进而经由缆线连接部连接到测量设备，以用于确定位移角度或弧半径。

基于根据本发明的致动器而结果产生的另外的功能是：执行车轨诊断。本发明由于其设想而可通过相对很小的努力就进行对车轨或轨道状态的诊断。对于弧半径和对于轮对各个位置的信息可通过本发明的设想而获得。如果系统加入压力传感器和横向加速度传感器，则可以导出所有描述车轨状态的关注参数。各个参数在此确定，如使用下表1所示：

表1：限定车轨状态的参数的导出

诊断应优选地仅在轨道车辆的约两个至三个车厢中提供。对此有益的是：存在致动器与对应车厢或列车中的处理器的恒定连接，其中可访问车轨诊断的评估系统。

Claims (19)

1.一种致动器(1)，用于控制轨道车辆(60)的轮对(50)，包括：

机轴壳(2)，用于紧固到所述轨道车辆(60)的底架(100)或轮对支承壳体(120)；

同步缸(3)，所述同步缸(3)设置在所述机轴壳(2)中并包括活塞表面(4)，所述活塞表面(4)上具有活塞杆(5)，所述活塞杆(5)在所述机轴壳(2)的两个平面侧中的每一侧处穿过所述机轴壳(2)；

壳体(6)，其能够根据所述同步缸(3)的运动而相对于所述机轴壳(2)运动；其中

将相应的活塞杆(5)连接到所述致动器(1)的所述壳体(6)的活塞弹簧元件(7)，所述活塞弹簧元件(7)布置在所述相应的活塞杆(5)的远离所述活塞表面(4)的端部处，

进一步包括：

路径传感器(10)，所述路径传感器(10)与所述活塞杆(5)和所述机轴壳(2)协作，以确定所述同步缸(3)与零位置的偏移。

2.根据权利要求1所述的致动器(1)，其中，

所述机轴壳(2)具有大致细长的形状；且

所述同步缸(3)布置在所述机轴壳(2)的纵向中心。

3.根据权利要求2所述的致动器(1)，其中，

两个所述活塞杆(5)垂直于所述机轴壳(2)的纵向方向而取向。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的致动器(1)，其中，

布置在相应的活塞杆(5)处的所述活塞弹簧元件(7)是橡胶叠层弹簧，且具有矩形或柱形形状和/或所述橡胶叠层弹簧的各层平行于所述相应的活塞杆(5)的纵向方向堆叠。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的致动器(1)，进一步包括：

机轴壳弹簧元件(8)，所述机轴壳弹簧元件(8)直接地布置在所述机轴壳(2)与所述致动器(1)的所述壳体(6)之间，其中所述机轴壳弹簧元件(8)的主弹簧方向以平行于所述机轴壳(2)的纵向方向取向；

且其中所述机轴壳弹簧元件(8)是橡胶叠层弹簧，所述橡胶叠层弹簧的各层平行于所述机轴壳(2)的所述纵向方向堆叠。

6.根据权利要求1至3中的任一项所述的致动器(1)，其中，

一对机轴壳弹簧元件(8)在由所述活塞杆(5)的纵向方向和所述机轴壳(2)的纵向方向限定的平面的仅一侧设置，并被布置为使其缓冲所述致动器(1)的所述壳体(6)沿所述机轴壳(2)的纵向方向上的相对于所述机轴壳(2)的运动。

7.根据权利要求1至3中的任一项所述的致动器(1)，进一步包括：

滑动元件(9)，所述滑动元件(9)用于在由所述活塞杆(5)和所述机轴壳(2)的纵向方向限定的平面中使所述致动器(1)的所述壳体(6)滑动支撑在所述机轴壳(2)处；

其中，第一滑动元件设置在由所述活塞杆(5)和所述机轴壳(2)的纵向方向限定的平面的第一侧，且第二滑动元件设置在由所述活塞杆(5)和所述机轴壳(2)的纵向方向限定的位于平面的另一侧的第二侧。

8.根据权利要求7所述的致动器(1)，其中，

所述滑动元件(9)具有平坦滑动表面(91)以允许所述活塞杆(5)在其纵向方向上运动，并且具有圆弧段形状的元件(92)以允许围绕与由所述活塞杆(5)的纵向方向和所述机轴壳(2)的纵向方向限定的平面相垂直的方向旋转。

9.根据权利要求1至3中的任一项所述的致动器(1)，进一步包括：

阀(11)，所述阀(11)将所述同步缸(3)的两个腔(31,32)相互连接；和

阀控制器(12)，所述阀控制器(12)适于实现所述同步缸(3)的调节，使得仅在与期望调节运动对应的方向上允许从所述两个腔中的一个腔(31)到另一腔(32)中的液压流体流动，其中所述致动器(1)不利用或不具有用于有源致动所述同步缸(3)的液压单元(13)。

10.根据权利要求9所述的致动器(1)，其中，

所述致动器(1)的所述阀联接到首侧致动器或尾侧致动器的另外的同步缸(3)；

其中，所述阀控制器(12)适于根据所述首侧致动器的调节需求而利用所述尾侧致动器的液压流体流动；

且其中，所述首侧致动器和所述尾侧致动器均不利用或不具有用于有源致动所述同步缸(3)的液压单元(13)。

11.根据权利要求1至3中的任一项所述的致动器(1)，进一步包括：

液压单元(13)，所述液压单元(13)用于致动所述同步缸(3)；

其中，所述液压单元(13)布置在所述底架(100)处和/或在所述机轴壳(2)的纵向端的前侧处。

12.根据权利要求1至3中的任一项所述的致动器(1)，进一步包括：

能量生成单元，所述能量生成单元用于为所述致动器(1)供应能量，其中所述能量生成单元当利用所述轨道车辆(60)行进时所产生的所述同步缸(3)中的压力变化或者基于所述压力变化的所述同步缸(3)的液压流体流动时生成能量。

13.根据权利要求1至3中的任一项所述的致动器(1)，进一步包括：

传感器，所述传感器能够实现对所述底架和/或车轨状态的控制和/或诊断。

14.根据权利要求1至3中的任一项所述的致动器(1)，进一步包括：

能够显示不同状态的可视的状态显示器。

15.根据权利要求1至3中的任一项所述的致动器(1)，进一步包括：

接口为通用串行总线(USB)或无线(WiFi)接口，所述接口能够与移动装置通讯并能够实现在线诊断。

16.一种用于轨道车辆(60)的底架(100)，具有根据前述权利要求中的任一项所述的致动器(1)，其中，

所述致动器(1)的所述机轴壳(2)刚性地连接到所述底架(100)；及

所述致动器(1)的所述壳体(6)被压入机轴引导部中、连接到所述轮对支承壳体(120)、或集成到所述轮对支承壳体(120)中。

17.根据权利要求16所述的底架(100)，其中，

每个轮对(50)仅设置一个致动器(1)；

和/或其中，所述致动器(1)在非致动状态下具有高的固有阻尼而当在直行轨道段上行进时能够实现所述轮对(50)的自主对准。

18.一种用于操作致动器(1)的方法，所述致动器(1)适于控制轨道车辆(60)的轮对(50)，所述方法用于操作根据前述权利要求1－15中任一项所述的致动器(1)，其中，在所述方法中：

执行所述致动器(1)的调节，以用于基于所述底架(100)相对于由所述底架(100)支撑的车体(110)的位移角度而使所述轮对(50)相对于所述底架(100)枢转；以及

基于所述位移角度的所述致动器(1)的调节仅在超过所述位移角度的第一阈值之后进行；其中

所述致动器(1)的调节与所述位移角度成比例的进行。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，

用于枢转所述轮对(50)的所述致动器(1)连接到所述轨道车辆(60)的另外的首侧致动器或尾侧致动器；

且其中，所述尾侧致动器基于所述首侧致动器的调节运动而被调节，以消除在所述尾侧致动器的调节中的系统所致的延迟。

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