軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的檢測方法和用于軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的試驗臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的試驗臺和用于檢測軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的方法，其中，測量在模擬操作負荷期間出現(xiàn)的橫向力并使該橫向力最小化。
【專利說明】軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的檢測方法和用于軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的試驗臺
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的試驗臺和一種用于在試驗臺上檢測軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的檢測方法。特別地，本發(fā)明涉及如下一種試驗臺:試驗臺上的軌道車輛的轉(zhuǎn)向架被施加操作負荷，測量在該負荷作用下轉(zhuǎn)向架的各個輪上的輪接觸力的力分布。
【背景技術】
[0002]軌道車輛的轉(zhuǎn)向架、特別是轉(zhuǎn)向架的輪緣承受高負荷。隨著軌道車輛運行的速度越來越快，特別地，對于轉(zhuǎn)向架的幾何尺寸和輪接觸力分布的要求越來越高。
[0003]因此，使轉(zhuǎn)向架的軸彼此平行地定向是重要的，否則將不利地影響轉(zhuǎn)向架的行駛特性，這可能引起如下情形:轉(zhuǎn)向架不再將自身定心在軌道上且輪緣抵靠軌道行進。
[0004]定期檢查軌道車輛的轉(zhuǎn)向架。在這樣做時，通常拆卸整個轉(zhuǎn)向架，更換輪緣和其它磨損部件，然后，在檢查和測量之后重新安裝。
[0005]存在用于檢測轉(zhuǎn)向架的幾何尺寸(geometry)和輪接觸力分布的試驗臺。關于此，將轉(zhuǎn)向架的輪例如載置在V形塊上，并且可在試驗臺上測量轉(zhuǎn)向架的幾何尺寸和輪接觸力。通常，不僅核查軸是否彼此平行，而且多個其它幾何數(shù)據(jù)必須在預定的目標范圍內(nèi)。此夕卜，輪接觸力分布必須在預定的容許范圍內(nèi)。
[0006]例如，德國專利文獻DE102006051725A1示出這種類型的試驗臺。
[0007]在檢測過程中，為了復制有軌車體的重量，轉(zhuǎn)向架經(jīng)由力生成器而被加載操作負荷，還能夠檢測轉(zhuǎn)向架在負荷狀態(tài)下的幾何尺寸。在這種情況下，轉(zhuǎn)向架通常借助于兩個力生成器對稱地加載負荷。同時，經(jīng)由V形塊下方的力傳感器測量各個輪上分布的操作負荷。
[0008]例如，可用這種方式檢測轉(zhuǎn)向架因不均勻作用的彈簧引起的不等力分布。于是，可根據(jù)需要調(diào)整或維修轉(zhuǎn)向架。
[0009]例如，可借助于秤桿測量輪上的力，在秤桿中，在兩個間隔開的位置設有應變儀。輪接觸點位于兩個應變儀之間的中點?？山?jīng)由應變儀檢測到的秤桿的變形相對精確地測量豎直方向上的力。
[0010]在轉(zhuǎn)向架關于試驗臺中心的檢測開始之前，將轉(zhuǎn)向架載置在試驗臺上并且精確地對準。特別地，轉(zhuǎn)向架在行進方向(下文還稱為X方向)上和橫斷行進方向的方向(下文還稱為y方向)上被定心?？蓮脑摱x為零的位置開始進行測量。在這種情況下，假定借助于力發(fā)生器在精確豎直或垂直方向(下文也稱為z方向)上對轉(zhuǎn)向架施力，該豎直或垂直力以類似的垂直指向的力分量的形式分布在轉(zhuǎn)向架的各個輪上。
[0011]然而，這里存在如下問題:因為轉(zhuǎn)向架上的負荷作用，轉(zhuǎn)向架的幾何尺寸可能因變形而改變。結果，可能不利地影響轉(zhuǎn)向架在試驗臺上的定位。
[0012]將期望最佳可能的操作模擬測量:在操作負荷下，輪可至少在行進方向上自由移動。因橫向合力，輪觸點在兩軸X和I上的自由移動性導致可變位置條件，即使很小的幾何尺寸不精確也能弓I起橫向力。在橫向力的情況下，轉(zhuǎn)向架的可變支承導致轉(zhuǎn)向架在X軸或y軸方向上的偏移，這將進一步增大橫向力，因此導致橫向變形和位置誤差增大，對測量造成不利影響。
[0013]此外，在試驗臺操作誤差的情況下，存在如下危險:橫向力的總對準誤差(alignment error)變大,使得轉(zhuǎn)向架或試驗臺的部件受損。由于力大和突發(fā)效應的危險，部件可能會爆裂，這會非常危險。
[0014]發(fā)明目的
[0015]因此，本發(fā)明的目的是減小現(xiàn)有技術的上述缺點。
[0016]特別地，本發(fā)明的目的是增大轉(zhuǎn)向架用試驗臺的測量精度。本發(fā)明的另一目的是增大試驗臺的安全性和檢測結果的可靠性。
[0017]本發(fā)明的概述
[0018]本發(fā)明的目的通過根據(jù)任一個主方案的用于在試驗臺上檢測軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的方法和用于軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的試驗臺來實現(xiàn)。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)選實施方式和改進可從各從屬方案獲得。
[0020]本發(fā)明涉及用于檢測試驗臺上的軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的方法，其中轉(zhuǎn)向架承受操作負荷，由此測量試驗臺的輪保持件單元上的豎直力。
[0021]在試驗臺上通常測量諸如軸距、輪后距離、轉(zhuǎn)向架高度等幾何尺寸數(shù)據(jù)。
[0022]根據(jù)該方法，首先將轉(zhuǎn)向架在試驗臺上定心。在這樣做時，基于試驗臺的中間在行進方向上和中間橫向位置進行定心。
[0023]然后模擬操作負荷，使得轉(zhuǎn)向架借助于力發(fā)生器而承受豎直力。
[0024]通常使用具有主軸的力發(fā)生器，力發(fā)生器將豎直方向的力導入兩個安裝位置，轉(zhuǎn)向架稍后在這兩個安裝位置安裝到軌道車輛。以這種方式確保負荷盡可能得貼近實際操作過程中的負荷。
[0025]根據(jù)本發(fā)明，測量輪保持件單元和/或力發(fā)生器上的水平力分量，使轉(zhuǎn)向架在生成操作負荷期間在試驗臺上移動，以用最佳的方式減小所測量的水平力分量。
[0026]基于本發(fā)明，能實現(xiàn)更可靠和更精確的測量，通過轉(zhuǎn)向架的適當移動將常常出現(xiàn)的橫向合力保持得盡可能低。
[0027]如果現(xiàn)在僅在轉(zhuǎn)向架的輪上或在引入力用的力發(fā)生器處出現(xiàn)水平力分量，則可得出結論，轉(zhuǎn)向架的定心不精確，或者轉(zhuǎn)向架因操作負荷而發(fā)生變形，使得出現(xiàn)了不對稱。
[0028]已經(jīng)證明，與引起橫向力的原因無關，可實現(xiàn)更精確和更可靠的測量。盡管轉(zhuǎn)向架繼續(xù)被固定，但是大大避免了約束力。不會出現(xiàn)將引起定位誤差或破壞測量值(特別是幾何尺寸數(shù)據(jù)和輪接觸力)的可變條件。
[0029]通常通過移動輪保持件單元來使轉(zhuǎn)向架進行移動。應當理解，整個轉(zhuǎn)向架不必總是被移動，例如當橫向力僅存在于一個輪上時，首先僅移動該輪的保持件單元。
[0030]優(yōu)選地，在兩個方向上測量水平力分量，因此，特別地在行進方向(X方向)和橫切行進方向的方向(y方向)上。
[0031]優(yōu)選通過控制算法將水平力控制成零。
[0032]在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，由于在兩個間隔開的位置測量豎直力，從而測量水平力分量。
[0033]在已知的試驗臺的輪保持件單元中，任何情況下一般都存在秤桿，秤桿被配置成使得輪坐在兩個秤桿之間。到目前為止，利用這種類型的秤桿通過對兩個秤桿上的力求和來確定豎直方向(Z方向)上的力。
[0034]然而，利用這兩個秤桿而不利用附加測量裝置，還能確定X方向上的橫向力；當在兩個位置的測量力不同時，這總會發(fā)生。
[0035]除了減小橫向力、移動檢測對象之外，還可以記錄和檢查測量的橫向力作為附加測量值。因此，不僅進一步提高了試驗臺的測量精度還提高了測量臺的測量安全性。
[0036]本發(fā)明還涉及一種用于軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的試驗臺。
[0037]試驗臺包括輪保持件單元，例如V形塊。
[0038]此外，試驗臺包括用于將豎直操作負荷施加到轉(zhuǎn)向架的力發(fā)生器和用于測量輪保持件單元上的豎直力的力測量裝置。
[0039]根據(jù)本發(fā)明，試驗臺包括用于測量輪保持件單元上的水平力的部件。
[0040]在最簡單的情況下，在已知的試驗臺的X方向上的水平力的測量中，因為基于兩個分隔開的秤桿在z方向上的可能的力差異來確定橫向力，所以僅增設評價單元。
[0041]優(yōu)選地，為此，用于測量輪保持件單元的X方向上的力和用于測量y方向上的橫向力的試驗臺，在每種情況下，均包括分隔開的兩個力測量裝置，利用力測量裝置測量z方向上的豎直力。
[0042]在這種情況下，例如可以是具有應變儀的秤桿。
[0043]這種類型的秤桿可以由例如金屬的大塊制成，其中引入凹部形式的弱區(qū)。
[0044]這些凹部中粘接有應變儀，借助于應變儀可相當精確地確定秤桿的變形。由于應變儀坐設在弱區(qū)內(nèi)，在該區(qū)域中增大因秤桿的變形而引起的路徑的變化。可基于應變儀測量的長度變化非常精確地確定出現(xiàn)的力。
[0045]在本發(fā)明的改進中，試驗臺的輪保持件單元均包括彼此平行地布置的兩個秤桿，各秤桿均包括兩個分隔開的應變儀。利用這種類型的配置，可以以簡單的方式確定X方向上出現(xiàn)的橫向力和z方向上出現(xiàn)的力。在這種情況下，根據(jù)扭矩和測量的臂長(leverlength)確定橫向力。
[0046]由于已知的試驗臺在任何情況下一般具有兩個分隔開的秤桿，所以僅需要增設附加的應變儀，就能夠確定橫向力，包括橫斷行進方向的I方向上的橫向力。
[0047]還可想到將這些秤桿與附加的應變儀結合到現(xiàn)有的試驗臺中。
[0048]本發(fā)明還涉及特別是如上所述的用于軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的試驗臺，其具有輪保持件單元、用于施加豎直的操作負荷的力發(fā)生器和用于測量輪保持件單元上的豎直力的測量
>J-U ρ?α裝直。
[0049]根據(jù)本發(fā)明，試驗臺包括用于測量力發(fā)生器上的水平力的部件。
[0050]因此，設置以不僅確定模擬操作負荷的水平，而且還確定在力發(fā)生器上出現(xiàn)的橫向力。
[0051]這些橫向力的確定不僅可如上所述地被用于最佳地定位檢測對象，由此使橫向力最小化，而且其自身也增大了試驗臺的安全性。
[0052]特別地，避免了如下情況:在可能的粗略定位或操作誤差的情況下，檢測對象或試驗臺的部件損壞或報廢。
[0053]優(yōu)選地，在力發(fā)生器上測量在X方向和y方向上導入轉(zhuǎn)向架的力。[0054]優(yōu)選地，這也通過秤桿來實現(xiàn)，特別是通過兩個分隔開的秤桿實現(xiàn)，每個秤桿均具有兩個分隔開的應變儀。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0055]下面將參照圖1-圖5通過示例性示出的示例性實施方式更詳細地說明本發(fā)明。
[0056]圖1示出載置有轉(zhuǎn)向架(bogie) 2的試驗臺(test bench) I的示意圖。
[0057]轉(zhuǎn)向架2包括輪3。應當理解，僅示意性示出轉(zhuǎn)向架2，實際中，轉(zhuǎn)向架2包括其他部件，特別地包括彈簧系統(tǒng)。
[0058]轉(zhuǎn)向架2的輪3坐在可動輪保持件單元4上。在本示例性實施方式中，輪保持件單元4制成為V形塊。應當理解，還常使用其它輪保持件單元，特別地，替代兩個傾斜面，輪保持件單元可以具有兩個輥，檢測對象(test item)的輪坐在在兩個輥之間。
[0059]可經(jīng)由螺紋主軸(未示出)單獨地控制輪保持件單元4，并且可使輪保持件單元4至少在X方向上移動，但優(yōu)選還在I方向上移動。
[0060]通常經(jīng)由兩個力發(fā)生器5模擬操作負荷，力發(fā)生器具有主軸，豎直力被引入到轉(zhuǎn)向架2的安裝點處,在z方向上加載力發(fā)生器產(chǎn)生的豎直力。
[0061]在進行測量之前，轉(zhuǎn)向架2特別地在X方向上精確地定位在試驗臺上(用兩個箭頭象征性地表示)。
[0062]在輪保持件單元4上或下方，設置力測量裝置6，借助于力測量裝置6至少測量在z方向上作用到輪保持件單元4上的力。
[0063]作為規(guī)則，應當確定力發(fā)生器5施加的力是否均勻分配在輪3上。
[0064]根據(jù)本發(fā)明，在X方向和/或y方向上測量出現(xiàn)在輪保持件單元4和/或力發(fā)生器5上的橫向力。
[0065]經(jīng)由控制算法通過移動轉(zhuǎn)向架2或輪保持件單元4將這些橫向力控制成零。
[0066]為此，使轉(zhuǎn)向架2在輪保持件單元4上移動。
[0067]圖2示出輪保持件單元4的示意性細節(jié)圖，輪3坐在輪接觸點7上。
[0068]兩個分隔開的秤桿(weighbeam) 8、9 (輪3坐在秤桿8、9之間)布置在輪保持件單元4的下方。
[0069]現(xiàn)在，z方向上的力分布在兩個秤桿8、9上。已知以這樣的方式通過兩個力分量Fz/2相加確定豎直力。
[0070]在X方向上出現(xiàn)在該測量中由系統(tǒng)決定的合力，即力-Fx’和+ Fx’，該力基于輪3與輪保持件單元4的傾斜面的接觸。在理想的精確對準時，合力精確地抵消。
[0071]應當理解，不能達到這種類型的理想狀態(tài)，所以由秤桿8、9實際測量的力在z方向上也有所不同。
[0072]根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在設置評價裝置10，利用該評價裝置10，確定秤桿8、9所測量的z方向上的力之間產(chǎn)生的差，并且由此計算可能橫向合力Fx。
[0073]輪保持件單元4經(jīng)由X方向滑塊12移動進而移動轉(zhuǎn)向架，將合力Fx控制成零。
[0074]可以看到，用于在y方向上移動的另一滑塊11位于滑塊12的上方。在各情況下，所述滑塊經(jīng)由作為試驗臺的部件的支撐件13、14彼此連接。
[0075]圖3示出與圖2的圖示垂直的方向上的示意圖，因此為輪保持件單元4的行進方向或X方向的示意圖。
[0076]可以看出，輪3坐在輪保持件單元4上。
[0077]配置于輪保持件單元4的秤桿8具有兩個分隔開的凹部15、16，在凹部15、16中設有至少一個應變儀(未示出)。
[0078]由此，還在兩個位置測量力，輪3在該兩個位置之間坐在y方向上的大致中央。如根據(jù)圖2所示的，這里現(xiàn)在可以基于凹部15、16的力之間的差得出與y方向上的橫向力有關的結論。
[0079]現(xiàn)在可經(jīng)由控制算法移動輪保持件單元4，將y方向上的水平力控制成零。
[0080]在位置15、16處的應變儀優(yōu)選相反地連接(connected inversely)。因此,輸出信號m等于Fy乘以h的值?，F(xiàn)在，控制算法被構造成使得輸出信號m控制成零。
[0081]如前面圖2所示，至少一個應變儀15或16與另一秤桿的應變儀(未示出)組合同時用于確定z方向上的力。
[0082]將參照圖4和圖5說明力發(fā)生器處測量橫向力的原理。
[0083]如圖4示意性示出的，力發(fā)生器5包括主軸17，可借助于驅(qū)動器使主軸17伸出，由此將豎直方向上的力導入轉(zhuǎn)向架。
[0084]為了測量出現(xiàn)的橫向力，兩個秤桿8、9布置在力發(fā)生器上。
[0085]根據(jù)前面示出的原理，可基于秤桿18、19上的z方向上的力的差確定X方向上的可能的力。
[0086]如從圖5可以看到的，秤桿18、19中的任一者再次具有凹部20、22，在所述凹部中配置應變儀(未示出)。
[0087]因此，現(xiàn)在還可以測量在力發(fā)生器導入力的情況下出現(xiàn)的橫向力。
[0088]測量力可再次輸入控制算法，借助于控制算法移動轉(zhuǎn)向架，從而將在X方向和y方向上出現(xiàn)的橫向力控制成零。
[0089]此外，特別地通過測量力發(fā)生器的橫向力提高試驗臺的安全性，這是因為，例如，如果由于粗略操作和定位誤差而出現(xiàn)大的橫向力，則力發(fā)生器停止。
[0090]通過本發(fā)明，以很簡單的方式提高了用于軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的試驗臺的安全性和精度。
[0091]附圖標記說明
[0092]I試驗臺
[0093]2轉(zhuǎn)向架
[0094]3 輪
[0095]4輪保持件單元
[0096]5力發(fā)生器
[0097]6力測量裝置
[0098]7輪接觸點
[0099]8 秤桿
[0100]9 秤桿
[0101]10評價單元
[0102]11 y方向滑塊[0103]12X方向滑塊
[0104]13支撐件
[0105]14支撐件
[0106]15凹部
[0107]16凹 部
[0108]17主軸
[0109]18秤桿
[0110]19秤桿
[0111]20凹部
[0112]21凹部
【權利要求】
1.一種用于檢測轉(zhuǎn)向架的方法，其用于在試驗臺上檢測軌道車輛的轉(zhuǎn)向架，其中，所述轉(zhuǎn)向架承受操作負荷，由此測量所述試驗臺的輪保持件單元上的豎直力，所述方法包括如下步驟: -將所述轉(zhuǎn)向架在所述試驗臺上定心， -生成操作負荷，使所述轉(zhuǎn)向架承受由力發(fā)生器產(chǎn)生的豎直力， 其特征在于，測量所述輪保持件單元和/或所述力發(fā)生器上的水平力分量，使所述轉(zhuǎn)向架在生成所述操作負荷期間在所述試驗臺上移動，以減小所述水平力分量。
2.根據(jù)前述權利要求所述的用于檢測轉(zhuǎn)向架的方法，其特征在于，通過控制算法將所述水平力分量控制成零。
3.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的用于檢測轉(zhuǎn)向架的方法，其特征在于，通過在兩個間隔開的位置測量所述豎直力，來確定所述水平力分量。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的用于檢測轉(zhuǎn)向架的方法，其特征在于，在兩個方向上確定所述水平力分量。
5.一種用于軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的試驗臺，所述試驗臺包括輪保持件單元、用于施加豎直的操作負荷的力發(fā)生器和用于測量所述輪保持件單元上的豎直力的力測量裝置，其特征在于，所述試驗臺具有用于確定所述輪保持件單元上的水平力的部件。
6.根據(jù)權利要求5所述的用于軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的試驗臺，其特征在于，用于確定所述輪保持件單元上的X方向上的和與所述X方向垂直的y方向上的力的試驗臺，在各情況下，具有用于測量z方向上的豎直力的兩個分隔開的力測量裝置。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的用于軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的試驗臺，其特征在于，所述試驗臺具有秤桿，所述秤桿具有用于測量力的應變儀。
8.根據(jù)權利要求7所述的用于軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的試驗臺，其特征在于，所述試驗臺具有平行地配置于所述輪保持件單元的兩個秤桿，每個秤桿均具有兩個分隔開的應變儀。
9.一種用于軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的試驗臺，特別是根據(jù)權利要求5-8中任一項所述的試驗臺，所述試驗臺包括輪保持件單元、用于施加豎直的操作負荷的力發(fā)生器和用于測量所述輪保持件單元上的豎直力的力測量裝置，其特征在于，所述試驗臺具有用于測量所述力發(fā)生器上的水平力的部件。
10.根據(jù)權利要求9所述的用于軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的試驗臺，其特征在于，用于測量水平力的所述部件均包括用于測量豎直力的兩個分隔開的秤桿。
【文檔編號】G01M17/10GK103534570SQ201280021316
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年4月26日 優(yōu)先權日:2011年5月2日
【發(fā)明者】弗里茨·埃姆克 申請人:申克公司