本發(fā)明涉及一種用于穩(wěn)定軌道的穩(wěn)定組件，該穩(wěn)定組件具有振動發(fā)生器，該振動發(fā)生器包括彼此平行對齊的旋轉(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)境作用的應力。例如，軌排在道碴床中的位置會發(fā)生變化。隨著時間的推移，道碴床本身會因磨損和異物引入而受到污染。諸如壓實過程或清潔過程之類的維護措施消除了這些問題。然而，這會導致道碴床出現(xiàn)暫時松動。即使在通過壓實單元進行最佳壓實之后，也可能發(fā)生后續(xù)沉降。為了控制此類沉降，使用一種機器來穩(wěn)定軌道。

2、該機器可以沿著軌道移動并且包括穩(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)定組件上的振動發(fā)生器產(chǎn)生振動，這些振動被傳遞到軌排上。該振動發(fā)生器的設計和尺寸決定了作用在軌道上的沖擊力以及振動頻率。該穩(wěn)定組件抵靠機架支撐，以產(chǎn)生靜態(tài)施加負荷。所傳遞的振動使道碴床的碎石結(jié)構(gòu)中的碎石變得可移動，從而使碎石移位并以更高的壓實度自身重新布置。這種經(jīng)優(yōu)化的道碴壓實提高了軌道的負荷承載能力和側(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。在該文獻中，振動發(fā)生器包括多個旋轉(zhuǎn)的不平衡質(zhì)量塊，這些不平衡質(zhì)量塊布置在平行對齊的軸上。這些不平衡質(zhì)量塊相對于彼此以能夠可變地調(diào)節(jié)的相移被驅(qū)動。基于不平衡質(zhì)量塊的布置，改變后相移改變了沖擊力的方向和強度兩者。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是以如下方式改進上述種類的穩(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)改進的穩(wěn)定組件的擴展應用可能性。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，這些目的是通過獨立權(quán)利要求1、12和14的特征實現(xiàn)的。從屬權(quán)利要求提供了本發(fā)明的有利設計方案。

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，凸緣輪的滾動平面對應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，用于布置弦線測量系統(tǒng)或光學測量系統(tǒng)。

4、有利地，所述水平作用平面位于穿過相應的輪軸線的水平平面上方小于輪直徑的一半處。振動發(fā)生器以對應較低的水平布置在那里，其中輪直徑足夠大，使得不會在鋼軌表面上出現(xiàn)破壞性壓力峰值。凸緣輪以彼此之間較遠地間隔開，使得其間存在用于振動發(fā)生器的構(gòu)造空間。這也適用于擴展輪軸的元件，這些元件在運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)生的傾斜力矩在嚴重的情況下可能會導致軌枕在軌道中間道碴層產(chǎn)生鞍形支承。

5、有利地，至少兩個旋轉(zhuǎn)軸和/或不平衡質(zhì)量塊聯(lián)接到齒輪傳動裝置元件并且由公共驅(qū)動器驅(qū)動。以這種方式，可以使用經(jīng)過優(yōu)化控制的公共驅(qū)動器來驅(qū)動所有旋轉(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、在進一步的改進中，在每個旋轉(zhuǎn)軸上可旋轉(zhuǎn)地支撐至少一個不平衡質(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)方向的改變進行驅(qū)動。這允許對產(chǎn)生的離心力的方向和大小進行調(diào)節(jié)。

7、優(yōu)選地，至少一個不平衡質(zhì)量塊通過與旋轉(zhuǎn)方向相關的聯(lián)接元件以如下方式聯(lián)接到指定的旋轉(zhuǎn)軸：當旋轉(zhuǎn)方向改變時，該不平衡質(zhì)量塊相對于該旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，特別是旋轉(zhuǎn)180°。該至少一個不平衡質(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頻率下以不同的沖擊力進行操作。

8、在對該變型的進一步改進中，所述至少一個不平衡質(zhì)量塊通過離心力鎖定機構(gòu)聯(lián)接到指定的旋轉(zhuǎn)軸上。一旦超過規(guī)定的速度，該離心力鎖定機構(gòu)就會立即將不平衡質(zhì)量塊鎖定在指定旋轉(zhuǎn)軸上。這確保了在持續(xù)運行期間，不平衡質(zhì)量塊不會發(fā)生不需要的反轉(zhuǎn)。

9、一個采用低重心的有利設計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)動器變型的對稱設計，其中在很大程度上防止了運行期間的破壞性的傾斜力矩。

10、如果改進該設計，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、進一步的改進提供了直接驅(qū)動的不平衡質(zhì)量塊聯(lián)接到公共驅(qū)動器，而間接驅(qū)動的不平衡質(zhì)量塊經(jīng)由行星齒輪傳動裝置聯(lián)接到直接驅(qū)動的不平衡質(zhì)量塊。所有不平衡質(zhì)量塊所產(chǎn)生的聯(lián)合離心力效應都可以經(jīng)由行星齒輪傳動裝置進行調(diào)節(jié)。

12、在這里，行星齒輪傳動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)動器。通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器可以將保持架設置為旋轉(zhuǎn)，從而改變直接驅(qū)動的不平衡質(zhì)量塊與間接驅(qū)動的不平衡質(zhì)量塊之間的相對角速度。

13、對該穩(wěn)定組件的附加優(yōu)選的進一步改進包括加速度傳感器，用于記錄通過振動發(fā)生器引起的加速度。記錄穩(wěn)定組件的運動或被設置為處于振動中的軌排的運動，以便得出有關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：機架，該機架能夠在位于軌上走行機構(gòu)上的情況下在軌道上移動；以及至少兩個上述穩(wěn)定組件，其中具有第一高度致動器的前穩(wěn)定組件緊固到機架上，并且具有第二高度致動器的后穩(wěn)定組件緊固到機架上。以這種方式，所述穩(wěn)定組件可以在不同的施加負荷和不同的沖擊力下彼此獨立進行操作。

15、有利地，振動發(fā)生器和高度致動器通過公共控制裝置被致動，其中該控制裝置被設置成對相應的振動發(fā)生器和相應的高度致動器進行單獨致動。兩個穩(wěn)定組件可以通過公共控制單元協(xié)調(diào)操作。例如，將同步振動應用于軌排。

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)定軌道進行向前移動，其中前穩(wěn)定組件以豎直沖擊力進行操作，而后穩(wěn)定組件以水平?jīng)_擊力進行操作。這種操作模式用于模擬正常運行的軌道車輛的行駛狀況，因為軌道車輛前方產(chǎn)生的起伏波(abhebewelle)通常會導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、對該方法的進一步改進是，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，使用測得的與力成比例的加速度和來自動態(tài)激勵的已知力來確定對應的反作用力。