JP6300957B2 - 回転検査スタンドおよび回転検査スタンドの動作方法 - Google Patents

Description

本発明は、特に、幾何学的蛇行動（Sinuslauf）をシミュレートするための、鉄道車両の輪軸用の回転検査スタンド、および、この種の回転検査スタンドの動作方法に関する。この回転検査スタンドは、２つの、平行に配置された、特に回転可能な軌条ロール（Schienenrollen）を有している。これらは特に、軌条に典型的若しくは走行レールに典型的な輪郭を有している。これらの軌条ロールは特に、固定的に、または、ギヤを用いて、所定の相対速度で相互に接続されている。さらに、この回転検査スタンドは、第１の駆動方向アクチュエータと、第２の駆動方向アクチュエータとを有している。この動作方法に使用される輪軸は、２つの、特に、車輪軸と固定的に結合されている車輪を有している。これらは、特に、鉄道車両に典型的な若しくは走行レール車両に典型的な車輪輪郭を有している。車輪軸は、自身の終端部で、第１の軸箱および第２の軸箱内に回転可能に支承されている。ここでこれらの車輪は、軸箱の各基本位置において、それぞれ、軌条ロールの所定の点において、特に上方の頂点において、軌条ロールと接触している。第１の駆動方向アクチュエータおよび第２の駆動方向アクチュエータは、それぞれ、車輪軸に対して横向きに、並びに、特に、少なくとも実質的に、水平方向に延在する駆動方向で、第１の軸箱若しくは第２の軸箱に作用する。

鉄道車両の走行特性、特に、生じ得る加速および減速は、決定的に、車輪と軌条との間の接触によって影響される。これは主に、車輪と軌条、並びに、場合によって存在する中間層との摩擦特性および車輪と軌条との間の滑りによって影響される。車輪と軌条との間の接触をできるだけ正確に知ることによって、走行特性および制動特性の最適化、および車台、駆動ユニットおよび／または制動システムの最適な設計が可能になる。

軌条上での実際の走行試験および種々の数学的なモデルによるシミュレーションと並んで、回転検査スタンドは、走行運動性検査若しくは負荷検査を確実に、再現可能な結果を伴って実行することを可能にする。特に、軌条上の通常の動作では危険すぎる、または、他の理由から許されない、極限的な走行状況を再現することができる。

回転検査スタンド上での検査の結果が有益なものになるほど、および、価値の高いものになるほど、輪軸と軌条との間の運動経過の模倣は、より、現実に近いものになる。鉄道に典型的な車輪輪郭の場合には、従輪は通常、外側に向かって先細る輪郭を有している。内側の車輪縁部には付加的にフランジが設けられている。この輪郭によって、軸方向において外側へずれている車輪は、内側へ、軌道中心の方へずれている車輪と比べて、より大きい円周で軌条上を回転走行することとなる。２つの車輪は、特に固定的に、自身の軸と固定されているので、軌道中心から輪軸が逸脱している場合には、内側へずれている車輪は、外側へずれている車輪に対して、遅れをとる。従って、車輪軸は、走行方向に対して、少なくとも実質的に自身の中心点を通って鉛直に上方へ延在している回転軸を中心として、軌道内側へ回転する。車輪軸のこのような回転によって、この場合には、初めは内側へずれている車輪が外側へと走行し、これに相応して、初めは外側にずれている車輪が内側へと走行する。従って輪軸は、軌道中心にわたって反対方向に逸脱する。ここでは、上述したプロセスが、反対の符号で繰り返される。

この走行運動性は、結果として、車輪軸全体の側方の振り子（往復）運動を生じさせる。この振り子運動は、幾何学的蛇行動と称される。なぜならこれは、正弦波状曲線に近似した軌跡を有するからである。鉛直な回転軸を中心とした車輪軸の周期的な振り子回転運動に関連して、この走行運動性は、眩暈運動（Taumelbewegung）とも称される。２つの現象、すなわち、輪軸の周期的な側方への逸脱、並びに、車輪軸の周期的な回転は、同じ事象の異なる局面であると解される。この意図において、以降では、分かり易くするために、一貫して、１つの名称、すなわち、幾何学的蛇行動のみが、この事象に対して使用される。ここでは２つの現象が含められている。

冒頭に記載した様式の回転検査スタンドの場合、シミュレーション計算に基づく幾何学的蛇行動が、横方向アクチュエータおよび／または２つの駆動方向アクチュエータの相応する距離開ループ制御によって、不自然に加えられる、ということが公知である。しかし、軌条ロール上の輪軸の自然な運動は抑圧されてしまう、若しくは、加えられたこの運動によって重畳されてしまう。特に、車輪／軌条システムにおいて設定される力は、特に、車輪と軌条との間の接触点において、単に、加えられた幾何学的蛇行動によって生じる力が重畳された自然の力を表す。

従って、本発明の課題は、回転検査スタンドの動作方法を提供することである。ここでは、検査を、できるだけ現実に即して、若しくは、現実通りに、特にできるだけ自然な幾何学的蛇行動を用いて実行することが可能である。別の課題は、この方法を実行するのに適している回転検査スタンドを提供することである。

上述の課題は、独立請求項に記載された特徴部分の構成を有する回転検査スタンドの動作方法若しくは回転検査スタンドによって解決される。本発明の有利な構成および発展形態は、従属請求項に記載されている。

冒頭に記載した様式の本発明の動作方法は、第１の軸箱に作用する第１の駆動方向アクチュエータが力閉ループ制御（Kraftregelung）で動作し、駆動方向における、第１の軸箱の、第１の軸箱の基本位置からの逸脱が特定される、という特徴を有している。第２の軸箱に作用する第２の駆動方向アクチュエータは距離閉ループ制御（Wegregelung）で、第２の軸箱の、第２の軸箱の基本位置からの逸脱が設定されるように、動作する。この逸脱は、絶対値において、第１の軸箱の逸脱に相当し、駆動方向における第１の軸箱の逸脱と反対の方向である。

このようにして、輪軸の中心点、すなわち、２つの車輪若しくは軸箱の間の中心が、駆動方向において、特に正確には軌条ロール軸の上方で、自身の基本位置から離れることなく、輪軸が鉛直な回転軸を中心に回転することができる。所定の点からの、特に、軌条ロールの上方の頂点からの２つの車輪の偏差は、平均して常に零である。それにもかかわらず、ここでは、第１の駆動方向アクチュエータが自由に選択可能に、力目標値または力目標値経過に閉ループ制御されることが可能である。すなわち、従来技術から公知の方法とは異なり、２つの駆動方向アクチュエータが距離開ループ制御されるのではなく、２つの駆動方向アクチュエータのうちの一方が力閉ループ制御され、２つの駆動方向アクチュエータのうちの他方は距離閉ループ制御される。従来技術から公知の方法とは異なり、幾何学的蛇行動が、２つの駆動方向アクチュエータの相応する距離開ループ制御によって加えられるのではなく、むしろ、少なくとも近似的に、輪軸の自然な幾何学的蛇行動がおのずと生じる。

この動作方法の有利な構成では、ある動作様式において、所定の一定の力への第１の駆動方向アクチュエータの力閉ループ制御が行われる。零に等しい一定の力によって、直線走行時の減衰されていない幾何学的蛇行動がシミュレートされ、零に等しくない一定の力によって、曲線走行時の減衰されていない幾何学的蛇行動がシミュレートされ得る。

この動作方法の別の有利な構成は、回転検査スタンドが付加的に、横方向アクチュエータを有している場合に使用され得る。この横方向アクチュエータは車輪軸に沿って、かつ、特に、少なくとも実質的に、水平方向に延在する横方向において、第１の軸箱または第２の軸箱に作用する。有利には、各軸箱に作用する横方向アクチュエータは、第１の駆動方向アクチュエータと同様に、力閉ループ制御で動作する。特に、直線走行若しくは曲線走行時の減衰されていない幾何学的蛇行動をシミュレートするための動作様式では、特に零に等しいまたは零に等しくない、所定の一定の横方向の力への横方向アクチュエータの力閉ループ制御が行われるのは有利である。

この動作方法の別の有利な構成では、別の動作様式において、減衰成分を有している、所定の、経時変化する、第１の駆動方向アクチュエータによって与えられた力および／または横方向の力への、第１の駆動方向アクチュエータおよび／または横方向アクチュエータの力閉ループ制御が行われる。ここでこの減衰成分は、駆動方向における第１の軸箱の逸脱の経時変化に依存する、若しくは、横方向において、輪軸の中心点に対して行われる、横方向アクチュエータが作用する軸箱の逸脱の経時変化に依存する。これによって、直線走行時または曲線走行時の減衰された幾何学的蛇行動がシミュレートされ得る。

択一的または付加的に、所定の、第１の駆動方向アクチュエータによって与えられた力および／または横方向の力への、第１の駆動方向アクチュエータおよび／または横方向アクチュエータの力閉ループ制御が行われ得る。ここでこの所定の、第１の駆動方向アクチュエータによって与えられた力および／または横方向の力は、成分を有しており、この成分は、駆動方向における第１の軸箱の逸脱に依存する、若しくは、横方向において、輪軸の中心点に対して行われる、横方向アクチュエータが作用する軸箱の逸脱に依存する。これによって、例えば、機械的な、バネ−ダンパー系において特徴的な空動き距離若しくはデッドストローク（Totweg）が模倣され得る。

本発明のある構成では、特に、動作方法開始時に、特に、幾何学的蛇行動を励起するために、駆動方向アクチュエータおよび／または横方向アクチュエータの少なくとも１つが、インパルス衝撃若しくは励起インパルスによって、各軸箱に作用を与える。このようなインパルス衝撃は、輪軸を少なくとも僅かに、輪軸の基本位置から逸脱させ、これによって幾何学的蛇行動を開始させるために利用され得る。輪軸を始めから既に、基本位置外に、特に中心から外して軌条ロール上に載置することもできる。

この動作方法の別の有利な構成では、少なくとも、アクチュエータの１つに対して、各軸箱に作用する力および／または加速度が監視される。ここでは、各力および／または加速度の絶対値が、各所定の境界値を超えると、エラー信号が出力される。有利には、回転検査スタンドおよび／または動作方法は、エラー信号が存在する場合には、少なくとも部分的に停止される。特に、回転している軌条ロールおよび車輪がより安全な状態に移され、特に制動され得る。輪軸の、コントロール下にない運動を阻止するために、安全措置が取られる。

上述の課題は、さらに、別の方法によって解決される。ここでは、第１の軸箱に作用する第１の駆動方向アクチュエータも、第２の軸箱に作用する第２の駆動方向アクチュエータも、それぞれ、力閉ループ制御されて動作する。別の方法の有利な実施形態は、同様に、明細書、図面および／または特許請求の範囲で説明される発展形態における、第１の本発明の方法との関連から得られる。特に、２つの駆動方向アクチュエータは、第１の本発明の方法に関連して記載された、力閉ループ制御される駆動方向アクチュエータと同様に動作可能である。

冒頭に記載した様式の本発明の回転検査スタンドは、特に、第１の駆動方向アクチュエータと、第２の駆動方向アクチュエータと、場合によっては横方向アクチュエータとも接続された閉ループ制御装置を有している。この閉ループ制御装置は、上述した方法を実行するように構成されている。方法に関連して挙げた利点が得られる。

本発明を以降で、実施例に基づいて、２つの図面を用いて、より詳細に説明する。

回転検査スタンドの概略的な斜視図 回転検査スタンドの動作方法のフローチャート

図１には、回転検査スタンドの実施例が、概略的な斜視図で示されている。回転検査スタンドは、その本質的な、本発明の範囲において関連する要素に絞られている。

回転検査スタンドは、軌条ロール軸１を含んでいる。これは、固定的に結合された２つの軌条ロール２、３を有している。軌条ロール軸１は、軸受４、５によって回転可能に支承されている。軌条ロール軸１は、ここで図示されていない駆動装置と結合されており、この駆動装置によって、軌条ロール２、３が回転され得る。軌条ロール２、３の円周は、観察される軌条システムを模倣した輪郭を有している。軌条ロール２と軌条ロール３との間隔は、軌条システムの軌間に相当する。少なくとも１つの、特に切り換え可能なギヤによって、所定の相対速度の下で、軌条ロール２、３と接続されている軌条ロール軸１を有する回転検査スタンドの構成も可能である。しかし、２つの軌条ロールが、相互に隔離された２つの駆動装置によって駆動されてもよい。この場合には、２つの軌条ロール相互の回転数比は、１に等しい、または、１とは異なり、相応する駆動制御部によって設定可能である。

回転検査スタンドの動作時には、回転可能な軌条ロール２、３は、被検査要素、輪軸、特にテスト輪軸に対して相対的に動く軌条を表している。このような輪軸は、図１において、参照番号１０で示されている。

輪軸１０は、車輪軸１１、特にテスト車輪軸を含んでいる。これには、外側の領域において、一方の側で第１の車輪１２、特にテスト車輪が固定的に結合されており、反対側で第２の車輪１３、特にテスト車輪が固定的に結合されている。車輪軸１１は、自身の終端部で、第１の車輪１２の側で第１の軸箱１４内に回転可能に支承されており、第２の車輪１３の側で第２の軸箱１５内に回転可能に支承されている。

輪軸１０は、テストされるべき従軸であり得る。この場合には、従軸と軌条との間の運動は軌条ロール軸１、ひいては軌条ロール２、３の駆動によってシミュレートされる。輪軸１０は同様に、動軸であり得る。これは適切な（ここには図示されていない）独自の駆動装置を介して駆動可能である。この場合には、軌条に対する動軸の運動は、車輪１２、１３の駆動および／または軌条ロール２、３の駆動によって模倣可能である。車輪１２、１３と軌条ロール２、３とが駆動される場合、例えば、車輪と軌条との間に滑りが存在する走行状況が模倣され得る。上述した全ての状況では、付加的に、制動装置が輪軸１０に配置可能であり、これによって、制動過程時の走行運動性を検査することができる。

回転検査スタンドは、さらに、閉ループ制御装置２１を含んでいる。これは、第１の駆動方向アクチュエータ２２と、第２の駆動方向アクチュエータ２３と、横方向アクチュエータ２４と結合されており、これらを閉ループ制御して動作させることができる。

第１の駆動方向アクチュエータ２２は機械的に、直接的または間接的に、第１の軸箱１４と結合されており、力Ｆｘ１を駆動方向において（Ｆｘ１＞０）において若しくは駆動方向と反対の方向において（Ｆｘ１＜０）、第１の軸箱１４に与えるように構成されている。駆動方向は図１では、座標系において、ｘ方向として記入されている。駆動方向は、軌条ロール軸１若しくは車輪軸１１の配向に対して、水平に、横方向に、特に垂直に延在している。

これと同様に、第２の駆動方向アクチュエータ２３は直接的にまたは間接的に、第２の軸箱１５と機械的に結合されている。例えば、駆動方向アクチュエータ２２、２３が、軸箱１４、１５と接続されている横木と接している場合に、駆動方向アクチュエータ２２、２３の間接的な結合が生じる。軸箱１４、１５と横木との間に、バネおよび／またはダンパー系が配置可能である。

さらに、横方向アクチュエータ２４が設けられている。この横方向アクチュエータは、２つの軸箱のうちの１つ、ここでは例えば、第２の軸箱１５に接しており、車輪軸１１に沿った、横方向における横方向の力Ｆｙを輪軸１０に与えるように構成されている。横方向アクチュエータ２４が作用する横方向は、図１の座標系において、ｙ方向として記入されている。択一的に、横方向アクチュエータは、横木に接していてもよい。

上述したアクチュエータは有利には、液圧アクチュエータであり、特に、液圧シリンダーである。しかし、電気機械式に動作するアクチュエータの使用も可能である。第１の駆動方向アクチュエータ２２、第２の駆動方向アクチュエータ２３および横方向アクチュエータ２４内に組み込まれている、または、これと共に作用する力センサおよび距離センサは、図１には特には図示されていない。各力センサによって、特に、駆動方向アクチュエータ２２および横方向アクチュエータ２４によって、軸箱１４若しくは１５に加えられる力Ｆｘ１若しくはＦｙが検出され、閉ループ制御装置２１に伝達される。力センサとしては、例えば、歪みセンサまたはピエゾセンサが使用され得る。

距離センサによって、相応に、第１の軸箱１４若しくは第２の軸箱１５の運動が検出され、同様に、閉ループ制御装置２１に伝達される。駆動方向における第１の軸箱１４若しくは第２の軸箱１５の運動は、以降では、逸脱Ｓｘ１若しくはＳｘ２と称される。ここでこれらの逸脱は、中心位置または基本位置に対して相対的に測定される。中心位置または基本位置では車輪１２、１３は、軌条ロール２、３に、軌条ロールの上方の頂点において接触する。横方向における輪軸１０の運動は、以降では、逸脱Ｓｙと称される。距離センサは例えば光学式のセンサまたは抵抗変化を介して動作するセンサであってよい。画像検出システム、特にカメラも、使用可能である。液圧で動作するアクチュエータに関連して、アクチュエータ内に流れ込む、または、アクチュエータから流れ出る作動液の量の検出を介した距離特定も可能である。

鉛直方向において下方に、図ではｚ方向と反対に第１および第２の軸箱１４、１５に作用する、オプションの、さらなるアクチュエータは図示されていない。このようなアクチュエータを介して、テスト走行の間の輪軸１０の静的な負荷および／または動的な負荷の状態が得られる。

本発明では、閉ループ制御装置２１は、第１の駆動方向アクチェータ２２を力閉ループ制御して動作させるように構成されている。さらに、閉ループ制御装置２１は、第１の軸箱１４の逸脱Ｓｘ１を検出し、第２の軸箱１５に作用する駆動方向アクチュエータ２２を、次のように閉ループ制御するように構成されている。すなわち、第２の軸箱１５の逸脱Ｓｘ２が、絶対値において、第１の軸箱１４の逸脱Ｓｘ１と同じ大きさであり、ただし、反対の方向を有しており、Ｓｘ２＝−Ｓｘ１であるように構成されている。このようにして、車輪軸１１の中心点が駆動方向において、軌条ロール軸１のちょうど上方の自身の位置から離れることなく、輪軸１０が、鉛直な回転軸１６を中心に回転することが可能になる。輪軸１０の自然の幾何学的蛇行動が得られる。ここでは、軌条ロール２、３の頂点からの車輪１２、１３の時間平均された偏差は零に近い、または、零と等しい。

以降では、図２のフローチャートに基づいて、例えば、種々の走行状況を模倣するために、図１の回転検査スタンドによって実行される、回転検査スタンドの動作方法が、種々の動作様式に従って説明される。この動作方法は、図１を参照して、図１の参照符号を用いて説明される。

第１のステップＳ１では、輪軸１０である従軸に対するテスト走行が開始される。これは、まずは、駆動方向アクチュエータ２２、２３および横方向アクチュエータ２４若しくは軸箱１４、１５が基本位置に固定され、軌条ロール２、３が、軌条ロール２、３の駆動によって回転されることによって行われる。設定された回転周波数に達した後、この方法はステップＳ２に移る。

ステップＳ２では、閉ループ制御装置２１によって、第１の駆動方向アクチュエータ２２と、横方向アクチュエータ２４とが力閉ループ制御モードに切り換えられる。力閉ループ制御では、相応する力Ｆｘ１とＦｙが検出され、第１の駆動方向アクチュエータ２２と横方向アクチュエータ２４とが、力の所定の目標値Ｆ０ｘ１、Ｆ０ｙが保持されるように閉ループ制御される。例えば、直線状の軌道における走行状況を模倣するために、力の２つの目標値がＦ０ｘ１＝Ｆ０ｙ＝０にセットされる。

次のステップＳ３では、第１の軸箱１４の逸脱Ｓｘ１が検出され、第２の駆動方向アクチュエータ２３が、第２の軸箱１５の逸脱Ｓｘ２に対して、Ｓｘ２＝−Ｓｘ１が当てはまるように閉ループ制御される。すなわち、第２の駆動方向アクチュエータ２３は、距離閉ループ制御モードで駆動制御される。第１の駆動方向アクチュエータ２２と横方向アクチュエータ２４は、事前に設定された力閉ループ制御モードに留まる。

輪軸１０が、僅かに、自身の基本位置から逸脱するとすぐに、幾何学的蛇行動が生じる。これは特に、一度限り、次のステップＳ４において、有利には、横方向アクチュエータ２４による短い逸脱インパルスによって行われる。これは短時間、力閉ループ制御モードにおいて、力Ｆ０ｙ≠０に対する目標値が設定されることによって、または、横方向アクチュエータ２４が短時間、力閉ループ制御モードから外れることによって行われる。

次のステップＳ５では、力Ｆｘ１、Ｆｘ２およびＦｙ並びに逸脱Ｓｘ１、Ｓｘ２およびＳｙに対する目下の値が、所定の境界値と比較される。値が、この境界値の下方にある場合、この方法はステップＳ３に戻り、これは次に、ステップＳ５と交互に、または、ステップＳ５に対して並行に実行される。これらの値の１つが相応する境界値を上回ると、この方法はステップＳ６に移る。

ステップＳ６では、回転検査スタンドの緊急停止が行われる。コントロール下にない、輪軸１０の運動を回避するために、安全措置が取られる。例えば、全てのアクチュエータ２２、２３、２４は距離閉ループ制御モードに切り換えられ、これによって、輪軸１０が再び、自身の基本位置に動かされる。これに加えて、軌条ロール２、３の駆動部の回転数が低減される、若しくは、駆動部が停止される。輪軸１０を持ち上げることによって、安全な状態を実現することもできる。

択一的な動作様式では、ステップＳ２において、横方向アクチュエータ２４は、固定値Ｆｙ≠０で駆動される。このような、横方向で若しくは横方向と反対方向で作用する力は、鉄道車両の曲線走行によって生じる横方向加速度若しくは曲線走行時の軌道追従力（Spurfuehrungskraft）をシミュレート（再現）する。これに対して付加的または択一的に、第１の駆動方向アクチュエータ２２に対して、力Ｆｘ１に対する一定の目標値Ｆ０ｘ１を、零に等しくない値に設定することができる。力Ｆｘ１≠０は、例えば二軸台車のヨーイングモーメントに相当する。このようにして、曲線走行時の典型的な力の影響を受けている、輪軸に対する幾何学的蛇行動が形成される。輪軸１０はできる限り側方で接触走行し、特定のアタック角にあるが、それにも係わらず、所定の束縛力に対して典型的な走行運動性を示す。

この方法の別の動作様式では、第１の駆動方向アクチュエータ２２および／または横方向アクチュエータ２４によって輪軸１０に作用する力Ｆｘ１若しくはＦｙが一定に保たれるのではなく、第１の軸箱１４の逸脱Ｓｘ１若しくは第２の軸箱１５の逸脱Ｓｙの経時変化に依存する力の成分が与えられるように、設定されている。力Ｆｘ１は、ここで、有利には、以下の式に従って閉ループ制御され得る。
Ｆｘ１（ｔ）＝Ｆ０ｘ１−ｑｄ（Ｓｘ１（ｔ））／ｄｔ

時間ｔの関数として力Ｆｘ１（ｔ）が得られる。この力は、所定の一定の目標値Ｆ０ｘ１と、逸脱Ｓｘ１の経時変化、すなわち、軸箱１４の速度に依存する項とから生じる。このようにして減衰が挿入され、この減衰の大きさは、減衰定数ｑによって設定され得る。

同様に、力Ｆｙが、有利には、以下の式に従って閉ループ制御される。
Ｆｙ（ｔ）＝Ｆ０ｙ−ｐｄ（Ｓｙ（ｔ））／ｄｔ

ここでも同様に、減衰の大きさは、減衰定数ｐによって設定され得る。減衰は、例えば、有利には、電子的に設定可能な閉ループ制御部を用いて設定可能である。

さらに、力Ｆｘ１およびＦｙを直接的に、各逸脱のＳｘ１若しくはＳｙの大きさに依存して設定することが可能である。これは例えば、力が、特定の、設定された逸脱を上回ったときに初めて、一定の（または減衰された）目標値Ｆ０ｘ１若しくはＦ０ｙを取り、境界値の下方では零であることによって行われる。このようにして、機械的なバネ−ダンパー系に対して特徴的な空動き距離若しくはデッドストロークが挿入される。

このようにして、検査スタンドにおける、個々の輪軸の運動特性および減衰特性がシミュレート可能である。しかも、このために台車または完全な鉄道車両を用いる必要はない。減衰定数ｐおよびｑおよび場合によって空動き距離若しくはデッドストロークは、ヨーダンパの特性値であり、これによって、車両における、輪軸の水平方向および横断方向の運動が減衰される。このような検査装置の利点は、これによって、回転検査スタンドで純粋に電子的に重要な運動特性を再現することができ、このようにして、例えば制動過程および駆動過程に対する輪軸の反応、および、種々の接触条件、および、回転検査スタンドにおける軌条と車輪の輪郭の変化する輪郭組み合わせも表すことができる、ということである。このために、機械的な増設または改修は不必要である。

１ 軌条ロール軸、 ２，３ 軌条ロール、 ４，５ 軸受、 １０ 輪軸、 １１ 車輪軸、 １２ 第１の車輪、 １３ 第２の車輪、 １４ 第１の軸箱、 １５ 第２の軸箱、 １６ 鉛直な回転軸、 ２１ 閉ループ制御装置、 ２２ 第１の駆動方向アクチュエータ、 ２３ 第２の駆動方向アクチュエータ、 ２４ 横方向アクチュエータ

Claims (14)

1. 幾何学的蛇行動をシミュレートするための、鉄道車両の輪軸（１０）用の回転検査スタンドの動作方法であって、
   ・前記回転検査スタンドは、平行に配置された２つの軌条ロール（２，３）を有しており、
   ・前記輪軸（１０）は、車輪軸（１１）と接続されている２つの車輪（１２，１３）を有しており、ここで、前記車輪軸（１１）の終端部は、第１の軸箱（１４）および第２の軸箱（１５）内に回転可能に支承されており、
   ・前記車輪（１２，１３）は、前記軸箱（１４，１５）の各基本位置において、それぞれ、前記軌条ロール（２，３）の所定の点で、前記軌条ロール（２，３）と接触しており、
   ・第１の駆動方向アクチュエータ（２２）と、第２の駆動方向アクチュエータ（２３）とがそれぞれ、前記車輪軸（１１）に対して横方向に延在する駆動方向（ｘ）において、前記第１の軸箱（１４）若しくは前記第２の軸箱（１５）に作用している、動作方法において、
   ・前記第１の軸箱（１４）に作用する前記第１の駆動方向アクチュエータ（２２）が力閉ループ制御で動作し、
   ・駆動方向（ｘ）における、前記第１の軸箱（１４）の、前記第１の軸箱（１４）の基本位置からの逸脱（Ｓｘ１）が測定され、
   ・前記第２の軸箱（１５）に作用する前記第２の駆動方向アクチュエータ（２３）が距離閉ループ制御で、前記第２の軸箱（１５）の、前記第２の軸箱（１５）の基本位置からの逸脱（Ｓｘ２）が生じるように、動作し、当該逸脱（Ｓｘ２）は、絶対値において前記第１の軸箱（１４）の前記逸脱（Ｓｘ１）に相当し、かつ、駆動方向（ｘ）における前記第１の軸箱（１４）の前記逸脱（Ｓｘ１）とは反対方向である、
   ことを特徴とする、鉄道車両の輪軸（１０）用の回転検査スタンドの動作方法。
2. 前記所定の点は、前記軌条ロール（２，３）の上方の頂点である、請求項１記載の動作方法。
3. 直線走行または曲線走行での、減衰されていない幾何学的蛇行動をシミュレートするための動作様式において、零に等しい、または、零に等しくない所定の一定の力（Ｆｘ１）を形成する前記第１の駆動方向アクチュエータ（２２）の前記力閉ループ制御が行われる、請求項１または２記載の動作方法。
4. 直線走行または曲線走行での、減衰されている幾何学的蛇行動をシミュレートするための動作様式において、駆動方向（ｘ）における前記第１の軸箱（１４）の前記逸脱（Ｓｘ１）の経時変化に依存する減衰成分を有する、所定の、経時変化する力（Ｆｘ１）を形成する前記第１の駆動方向アクチュエータ（２２）の前記力閉ループ制御が行われる、請求項１から３までのいずれか１項記載の動作方法。
5. 前記経時変化する力（Ｆｘ１）は、式
   Ｆｘ１（ｔ）＝Ｆ０ｘ１−ｑｄ（Ｓｘ１（ｔ））／ｄｔ
   によって得られ、ここでＦｘ１（ｔ）は前記経時変化する力に相当し、Ｆ０ｘ１は定数に相当し、ｄ（Ｓｘ１（ｔ））／ｄｔは、駆動方向（ｘ）における前記第１の軸箱（１４）の前記逸脱（Ｓｘ１）の前記経時変化に相当し、ｑは減衰ファクターに相当する、請求項４記載の動作方法。
6. 前記回転検査スタンドに、付加的に、横方向アクチュエータ（２４）が設けられており、当該横方向アクチュエータ（２４）は、前記車輪軸（１１）に沿って延在している横方向（ｙ）において、前記第１の軸箱（１４）または第２の軸箱（１５）に作用する、請求項１から５までのいずれか１項記載の動作方法。
7. 前記各軸箱（１４，１５）に作用する前記横方向アクチュエータ（２４）は、力閉ループ制御で動作する、請求項６記載の動作方法。
8. 直線走行または曲線走行での、減衰されていない幾何学的蛇行動をシミュレートするための動作様式において、零に等しい、または、零に等しくない所定の一定の横方向の力（Ｆｙ）を形成する前記横方向アクチュエータ（２４）の前記力閉ループ制御が行われる、請求項７記載の動作方法。
9. 直線走行または曲線走行での、減衰されている幾何学的蛇行動をシミュレートするための動作様式において、減衰成分を有する所定の、経時変化する横方向の力（Ｆｙ）を形成する前記横方向アクチュエータ（２４）の前記力閉ループ制御が行われ、前記減衰成分は、横方向（ｙ）において、前記輪軸（１０）の中心点に対して行われる、前記横方向アクチュエータ（２４）が作用する前記軸箱（１４，１５）の逸脱（Ｓｙ）の経時変化に依存する、請求項７または８記載の動作方法。
10. 前記経時変化する横方向の力（Ｆｙ）が式
    Ｆｙ（ｔ）＝Ｆ０ｙ−ｐｄ（Ｓｙ（ｔ））／ｄｔ
    によって得られ、ここでＦｙ（ｔ）は経時変化する横方向の力に相当し、Ｆ０ｙは定数に相当し、ｄ（Ｓｙ（ｔ））／ｄｔは、横方向（ｙ）における、前記横方向アクチュエータ（２４）が作用する前記軸箱（１４，１５）の前記逸脱（Ｓｙ）の前記経時変化に相当し、ｐは減衰ファクターに相当する、請求項９記載の動作方法。
11. 少なくとも、前記アクチュエータ（２２，２３，２４）のうちの１つに対して、各軸箱（１４，１５）に作用する力（Ｆｘ１，Ｆｘ２，Ｆｙ）および／または加速度を観察し、
    前記各力（Ｆｘ１，Ｆｘ２，Ｆｙ）の絶対値および／または加速度が、所定の各境界値を上回ると、エラー信号が出力される、請求項１から１０までのいずれか１項記載の動作方法。
12. 前記エラー信号が存在する場合に、前記回転検査スタンドおよび／または前記動作方法が、少なくとも部分的に停止される、請求項１１記載の動作方法。
13. 前記第１の軸箱（１４）に作用する前記第１の駆動方向アクチュエータ（２２）も、前記第２の軸箱（１５）に作用する前記第２の駆動方向アクチュエータ（２３）も、それぞれ、力閉ループ制御で動作する、請求項１に記載の動作方法。
14. 幾何学的蛇行動をシミュレートする、鉄道車両の輪軸（１０）用の回転検査スタンドであって、
    平行に配置された２つの軌条ロール（２，３）と第１の駆動方向アクチュエータ（２２）と第２の駆動方向アクチュエータ（２３）とを有している、回転検査スタンドにおいて、
    前記回転検査スタンドは閉ループ制御装置（２１）を有しており、当該閉ループ制御装置（２１）は、請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法を実行するように構成されている、
    ことを特徴とする、鉄道車両の輪軸（１０）用の回転検査スタンド。

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