在車輛部分之間具有接合裝置的鉸接式車輛的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種在車輛部分之間具有接合裝置（1）的鉸接式車輛，其中接合裝置（1）包括能相對于彼此旋轉(zhuǎn)的兩個接合部段（2，3），其中接合裝置（1）包括緩沖裝置（13），其中緩沖裝置（13）以這樣的方式構(gòu)成：在接合部段（2，3）的任何角位置，作用在接合裝置（1）上的緩沖力矩在旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)時在正旋轉(zhuǎn)方向和負(fù)旋轉(zhuǎn)方向上基本相同。
【專利說明】在車輛部分之間具有接合裝置的鉸接式車輛【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種在車輛部分之間具有接合裝置的鉸接式車輛，其中所述接合裝置包括能相對于彼此旋轉(zhuǎn)的兩個接合部段，并且其中所述接合裝置包括(阻尼)緩沖裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]更具體地，由道路運輸已知這樣一種具有車輛接合裝置的鉸接式車輛作為所謂的鉸接式客車，所述車輛接合裝置具有用于在行駛期間緩沖由車輛接合裝置連接的兩個車輛部分的運動的緩沖裝置。車輛接合裝置由此包括通過軸承連接的兩個接合部段，這允許這種鉸接式車輛彎曲以便繞彎行駛。接合部段之一經(jīng)由金屬橡膠軸承連接到一個車輛部分，以便允許縱傾或程度小的側(cè)傾(橫搖，rolling)運動。
[0003]這種車輛包括緩沖裝置。緩沖裝置本身通常包括在車輛的或車輛接合裝置的中心縱向軸線的兩側(cè)配置在車輛接合裝置上的兩個活塞缸緩沖器。因此，以分別可旋轉(zhuǎn)的方式，活塞配置在一個接合部段上且缸配置在另一個接合部段上。更具體地，當(dāng)該鉸接式車輛為所謂的頂推/推進(jìn)式車輛時，設(shè)置有控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)尤其根據(jù)轉(zhuǎn)向角、兩個車輛部分相對于彼此的位置和行駛速度來調(diào)節(jié)車輛接合裝置的剛度。這是因為，在頂推式車輛中，被驅(qū)動的是鉸接式車輛的最后面的軸。在所謂的牽引式客車中，通過前車輛部分的最后面的軸進(jìn)行驅(qū)動，后部分僅像掛車一樣被牽引。在這種牽引式車輛中，不需要此類用于控制接合裝置的復(fù)雜系統(tǒng)。頂推式車輛使用非常廣泛；在這方面，包括用于接合裝置的緩沖裝置的控制系統(tǒng)的接合裝置已證明它們的價值。
[0004]然而，活塞缸緩沖器比較龐大。由于它們的尺寸，目前使用的此類活塞缸緩沖器也很重。在制造鉸接式客車時，總是希望減輕它們的重量以便節(jié)省燃料，以及在必要時增大有效負(fù)載量，或至少保持有效負(fù)載量不變，這尤其是因為現(xiàn)代客車的重量由于諸如斜梯或空調(diào)裝置之類的附加組件而不斷增加。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的根本目的因此在于提供一種具有兩個活塞缸緩沖器的緩沖裝置，所述緩沖裝置的緩沖特性與由現(xiàn)有技術(shù)已知的活塞缸緩沖器相同，但具有較小的結(jié)構(gòu)體積和減輕的重量。
[0006]該目的通過以下特征來解決:一種在車輛部分之間具有接合裝置的鉸接式車輛，其中所述接合裝置包括能相對于彼此旋轉(zhuǎn)的兩個接合部段，其中所述接合裝置包括緩沖裝置，所述鉸接式車輛的特征在于，所述緩沖裝置以這樣的方式構(gòu)成:在所述接合部段的任何角位置，作用在所述接合裝置上的緩沖力矩/轉(zhuǎn)矩在旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)時在正旋轉(zhuǎn)方向和負(fù)旋轉(zhuǎn)方向上基本相等，其中所述緩沖裝置包括兩個活塞缸緩沖器，其中所述兩個活塞缸緩沖器分別在所述接合裝置的中心縱向軸線的各側(cè)在所述兩個接合部段之間配置在所述接合部段上。[0007]根據(jù)本實用新型，所述緩沖裝置以這樣的方式構(gòu)成:在接合部段相對于彼此的任何角位置，作用在接合裝置上的緩沖力矩在旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)時在正旋轉(zhuǎn)方向和負(fù)旋轉(zhuǎn)方向上基本相同。應(yīng)指出的是，兩個接合部段之間的活塞缸緩沖器在接合裝置的中心縱向軸線的各側(cè)配置在接合部段上。當(dāng)兩個接合部段相對于彼此旋轉(zhuǎn)時，在兩個彎曲的接合部段之間，一個活塞缸緩沖器位于外側(cè)，一個活塞缸緩沖器位于內(nèi)側(cè)，其中該例如右活塞缸緩沖器縮短，而例如左活塞缸緩沖器伸長。已證明，右活塞缸緩沖器，即縮短的活塞缸緩沖器，與位于車輛接合裝置的外側(cè)的左活塞缸緩沖器產(chǎn)生完全不同的緩沖力矩曲線，因為所產(chǎn)生的緩沖力矩根據(jù)各部段相對于彼此的角位置并按照變化的杠桿臂和相應(yīng)活塞缸緩沖器的活塞上的相應(yīng)有效表面積而改變。杠桿臂是活塞缸緩沖器與接合部段的連接點和旋轉(zhuǎn)軸承的中心點即旋轉(zhuǎn)軸線之間的距離。該距離由于連接點在圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的圓形路徑上的運動而是可變的。
[0008]利用上述特征的教導(dǎo)，S卩，緩沖裝置以這樣的方式構(gòu)成:在接合部段相對于彼此的任何角位置，作用在接合裝置上的緩沖力矩在旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)時在正旋轉(zhuǎn)方向和負(fù)旋轉(zhuǎn)方向上相同或基本相同，這實現(xiàn)了在旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)時兩個活塞缸緩沖器總體上施加相同的力矩。順便說一下，該行為還對車輛動力學(xué)特性有非常積極的影響，因為在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的緩沖裝置中，緩沖力矩曲線中會產(chǎn)生跳躍，這導(dǎo)致車輛部分的突然運動，該突然運動只能通過復(fù)雜的控制系統(tǒng)來補(bǔ)償。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)的緩沖裝置相比具有較小的結(jié)構(gòu)體積和較輕的重量的緩沖裝置的兩個活塞缸緩沖器的特征具體在于，兩個活塞缸緩沖器本身具有用于以這樣的方式調(diào)節(jié)要施加的相應(yīng)有效緩沖力矩的裝置:在兩個接合部段相對于彼此的任何角位置，緩沖力矩在旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)時基本相同。這意味著，獨立于角位置地，考慮到缸力和杠桿作用而由兩個活塞缸緩沖器施加的總的緩沖力矩始終基本相同，但當(dāng)然在角位置不同。這意味著緩沖裝置的活塞缸緩沖器本身具有用以至少實現(xiàn)緩沖力矩曲線的調(diào)節(jié)及理想而言匹配的裝置。為了抵消杠桿臂和缸力之間的不利比率，提出在活塞中設(shè)置至少一個止回閥，其流動方向為從缸側(cè)向活塞側(cè)，以調(diào)節(jié)兩個活塞缸緩沖器的有效緩沖力矩。這意味著調(diào)節(jié)純機(jī)械地發(fā)生。該結(jié)構(gòu)背后的構(gòu)思在于，已發(fā)現(xiàn)位于活塞一側(cè)的有效表面積不同于位于活塞相對側(cè)的有效表面積。在此背景下，在車輛的中心縱向軸線的兩側(cè)配置有常規(guī)活塞缸緩沖器的傳統(tǒng)的車輛接合裝置中，當(dāng)右活塞缸緩沖器縮回時，左活塞缸緩沖器伸出。在右活塞缸緩沖器中，是活塞表面(即面向缸底部的表面)起作用，而在左活塞缸緩沖器中，是環(huán)形表面(即活塞表面減去活塞桿的截面)起作用。為了解決不同表面積的問題，在此背景下可設(shè)想盡量減小活塞桿的截面。然而，已證明無法在不損失機(jī)械穩(wěn)定性的情況下使活塞桿最小化以在彎曲運動期間實現(xiàn)對兩個相對的活塞缸緩沖器之間的緩沖力矩之差的明顯影響。然而，利用至少一個止回閥的配置，可在這方面進(jìn)行補(bǔ)償，即，原因在于活塞表面上的緩沖力減小但在環(huán)面上保持不變。止回閥的自由截面由此取決于在缸內(nèi)活塞桿的體積和在缸內(nèi)活塞的最大運動速度。這意味著，如果采用在缸內(nèi)活塞的高運動速度，則止回閥必須更大。
[0010]經(jīng)驗表明，通過配置這種止回閥，活塞缸緩沖器對兩個活塞缸緩沖器的緩沖力矩曲線的影響可變成互為鏡像(相對于0°平面成鏡像)而不必使活塞桿最小化。力及由此對兩個活塞缸緩沖器的緩沖力矩的影響僅在旋轉(zhuǎn)角度為0°時(即，在兩個接合部段相對于彼此處于直線位置時)相等。因而，在例如-40°和0°之間，一個緩沖器的緩沖力矩曲線與另一個緩沖器在例如-40°到0°的范圍內(nèi)的緩沖力矩曲線相同。這例如意味著，在+40°的角度，左外活塞缸緩沖器產(chǎn)生的緩沖力矩接近0，而右缸產(chǎn)生的緩沖力矩達(dá)到幾乎最大值，同時反過來，在-40°，由左活塞缸緩沖器產(chǎn)生的力矩也幾乎達(dá)到最大值且右活塞缸緩沖器幾乎沒有作用。
[0011]由于待移置的體積流量因活塞底部中的止回閥而減小，故用于液壓流體的儲存空間的體積也會由于僅必須使差量體積移過液壓集成件而最小化。差量體積是流過液壓控制器的體積減去流過活塞中的止回閥的體積。由此可見，根據(jù)本實用新型的活塞缸緩沖器與現(xiàn)有技術(shù)中相比具有更小的結(jié)構(gòu)體積和相應(yīng)地更輕的重量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]在下文中，基于附圖更詳細(xì)地示例性地說明本實用新型。
[0013]圖1至4示出車輛的具有兩個接合部段的樞轉(zhuǎn)接合裝置，其中接合部段相對于彼此處于不同的角位置；
[0014]圖5示意性地示出活塞缸緩沖器的活塞的活塞表面；
[0015]圖6示出活塞缸緩沖器的活塞的環(huán)形表面；
[0016]圖7示出在活塞中配置有止回閥的活塞缸緩沖器的活塞的有效表面積；
[0017]圖8示意性地示出具有常規(guī)設(shè)計的活塞缸緩沖器的緩沖力矩曲線；
[0018]圖9示意性地示出在活塞中配置有止回閥的活塞缸緩沖器的緩沖力矩曲線；
[0019]圖10示出其中一個活塞缸緩沖器帶有緊急緩沖的兩個活塞缸緩沖器的液壓控制器。
[0020]附圖標(biāo)記列表:
[0021]I 接合裝置
[0022]2 接合部段
[0023]3 接合部段
[0024]4 旋轉(zhuǎn)軸承
[0025]7 活塞的位于活塞桿側(cè)的表面積(環(huán)形表面)
[0026]8 活塞的位于缸底部側(cè)的表面積(活塞表面)
[0027]10活塞缸緩沖器
[0028]11活塞缸緩沖器
[0029]13緩沖裝置
[0030]14活塞桿
[0031]14a活塞桿
[0032]15用于液壓流體的儲存空間
[0033]15a用于液壓流體的儲存空間
[0034]16 活塞
[0035]16a 活塞
[0036]17止回閥
[0037]17a止回閥
[0038]18活塞空間[0039]18a活塞空間
[0040]19環(huán)形空間
[0041]19a環(huán)形空間
[0042]20液壓控制器
[0043]21 止回閥
[0044]21a止回閥
[0045]22 止回閥
[0046]22a止回閥
[0047]23 止回閥
[0048]23a止回閥
[0049]24 止回閥
[0050]24a止回閥
[0051]25 管道
[0052]25a 管道
[0053]26 比例卸壓閥
[0054]26a比例卸壓閥
[0055]27 壓力傳感器
[0056]28 管道
[0057]30 液壓控制器
[0058]32 二位三通(3/2-way)閥
[0059]33 管道
[0060]35 卸壓閥
【具體實施方式】
[0061]根據(jù)圖1至4，接合裝置被標(biāo)為I并具有兩個接合部段2和3。兩個接合部段2和3通過旋轉(zhuǎn)軸承4彼此連接，其中旋轉(zhuǎn)軸承4在中心形成接合裝置I的虛擬旋轉(zhuǎn)軸線?；钊拙彌_器10、11位于兩個接合部段2、3的兩側(cè)，其中活塞缸緩沖器10配置在接合裝置的右側(cè)且活塞缸緩沖器11配置在接合裝置的左側(cè)，并且其中各活塞缸緩沖器可旋轉(zhuǎn)地連接到兩個接合部段。兩個活塞缸緩沖器10、11構(gòu)成緩沖裝置13。假設(shè)在以下說明中，左和右活塞缸緩沖器是常規(guī)的活塞缸緩沖器，即，在活塞中不具有流動方向朝向活塞的環(huán)形表面的止回閥的這類活塞缸緩沖器，則與兩個活塞缸緩沖器有關(guān)的緩沖力矩曲線例如如圖8所示。顯然右缸產(chǎn)生了與左缸完全不同的緩沖力矩曲線。表示從+54°到-54°的緩沖力矩相加的曲線路徑在此與從-54°到+54°的曲線路徑完全不同。這主要是由于以下事實:如所述，兩個活塞缸緩沖器的由與相應(yīng)的杠桿臂ΗρΗκ相結(jié)合的緩沖力產(chǎn)生的緩沖力矩曲線不同。
[0062]相比之下，如果看圖9，其中活塞缸緩沖器配備的活塞具有流動方向朝向活塞的環(huán)形空間或環(huán)形表面的止回閥，則可以看到由右缸及左缸產(chǎn)生的緩沖力矩曲線互為鏡像。如果將各單獨的緩沖力矩的值相加，則可以看到由此形成的曲線從-54°到+54°與從+54°到-54°相同并因此可重疊。這意味著，在每個角位置，當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)時，不論是在接合裝置的正旋轉(zhuǎn)方向上還是在接合裝置的負(fù)旋轉(zhuǎn)方向上，所提供的緩沖力矩始終相同。如已經(jīng)在其它地方說明的，不存在最終對車輛動力學(xué)特性有不利影響的力矩跳躍。
[0063]這一點可解釋如下:活塞的位于活塞桿側(cè)的有效表面積7 (環(huán)形表面)比活塞的在缸底部的方向上的有效表面積8 (活塞表面)小活塞桿的截面積。不同的表面積7、8在相同壓力下的作用通過止回閥17、17a以這樣的方式進(jìn)行彼此調(diào)節(jié):由壓力(壓強(qiáng))和表面積引起的力相等或至少被調(diào)節(jié)。這意味著圖7中的有效活塞表面積大致減小為表面積8a。
[0064]然而，活塞在缸內(nèi)的運動速度，即每單位時間要移置的體積，對于設(shè)計止回閥17、17a而言也很重要。如果運動速度高，則止回閥將必須關(guān)于自由截面表面積設(shè)計得更大。
[0065]如圖1至4所示并且被標(biāo)為10和11的兩個活塞缸緩沖器各具有它們自己的液壓控制器20、30 (圖10)。這兩個液壓控制器20、30的不同之處在于液壓控制器30允許緊急緩沖。如果首先看活塞缸緩沖器10的液壓控制器20，則可以看到該缸具有用于儲存液壓流體的儲存空間15。該儲存空間圍繞缸的環(huán)形空間構(gòu)成；這意味著缸是雙壁的。儲存空間或環(huán)形儲存部的容積取決于要通過液壓控制器移置的流體的體積。活塞本身被標(biāo)為16，被標(biāo)為17的止回閥設(shè)置于該活塞中?；钊麠U被標(biāo)為14。活塞空間(即朝缸定向的空間)被標(biāo)為18且環(huán)形空間被標(biāo)為19。
[0066]圖中的左活塞缸緩沖器11具有相同的構(gòu)型，這就是附圖標(biāo)記僅補(bǔ)充了字母a的原因。
[0067]活塞空間18、18a及環(huán)形空間19、19a分別通過止回閥23、23a和24、24a連接到儲存空間15、15a。此外，設(shè)置有沿相反的方向配置并且還通過管道25、25a將活塞空間和環(huán)形空間連接到液壓控制器20、30的兩個止回閥21、21a和22、22a。
[0068]如果首先看液壓控制器20，則可以看到被標(biāo)為26的比例卸壓閥。該比例卸壓閥26由控制裝置(未示出)致動。被標(biāo)為27的壓力傳感器設(shè)置成用于監(jiān)測。在輸出側(cè)，比例卸壓閥26進(jìn)而通過管道28連接到儲存空間15。
[0069]液壓控制器30也具有被標(biāo)為26a的這種比例卸壓閥。閥35與該比例卸壓閥26a并聯(lián)連接并且構(gòu)造為卸壓閥且與比例卸壓閥26a—樣與二位三通閥32連接。在輸出側(cè)，該二位三通閥32進(jìn)而通過管道33連接到儲存空間15a。
[0070]關(guān)于操作模式，首先討論液壓控制器20。這里，如已經(jīng)說明的，設(shè)置有比例卸壓閥26且因此可通過該比例卸壓閥來調(diào)節(jié)緩沖力矩。緩沖力的生成發(fā)生在活塞的每個運動方向上。
[0071]如已經(jīng)在其它地方說明的，液壓控制器30除比例卸壓閥26a外還包括所謂的緊急緩沖。如果比例卸壓閥26a例如在電力故障的情況下失效，則通過機(jī)械的二位三通閥32中斷朝向比例卸壓閥26a的流動。這也可由控制裝置主動觸發(fā)。這意味著在彈簧的載荷下，二位三通閥機(jī)械地封閉通向比例卸壓閥26a的路徑并且開啟通向卸壓閥35的路徑。這意味著在電力故障的情況下，液壓控制器自動切換到“緊急緩沖”模式。
【權(quán)利要求】
1.一種在車輛部分之間具有接合裝置(I)的鉸接式車輛，其中所述接合裝置(I)包括能相對于彼此旋轉(zhuǎn)的兩個接合部段(2，3)，其中所述接合裝置(I)包括緩沖裝置(13)， 所述鉸接式車輛的特征在于， 所述緩沖裝置(13)以這樣的方式構(gòu)成:在所述接合部段(2，3)的任何角位置，作用在所述接合裝置(1)上的緩沖力矩在旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)時在正旋轉(zhuǎn)方向和負(fù)旋轉(zhuǎn)方向上基本相等，其中所述緩沖裝置(13)包括兩個活塞缸緩沖器(10，11)，其中所述兩個活塞缸緩沖器(10，11)分別在所述接合裝置(I)的中心縱向軸線的各側(cè)在所述兩個接合部段(2，3)之間配置在所述接合部段(2，3 )上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在車輛部分之間具有接合裝置(I)的鉸接式車輛，其特征在于， 所述兩個活塞缸緩沖器(10，11)分別具有用于以這樣的方式調(diào)節(jié)有效緩沖力的裝置:在所述兩個接合部段(2，3)相對于彼此的任何角位置，由所述兩個活塞缸緩沖器(10，11)產(chǎn)生的緩沖力矩在旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)時基本相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在車輛部分之間具有接合裝置(I)的鉸接式車輛，其特征在于， 為了調(diào)節(jié)有效緩沖力矩，各活塞缸緩沖器(10，11)的活塞包括至少一個流動方向為從缸底部側(cè)朝向活塞桿側(cè)的止回閥(17，17a)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在車輛部分之間具有接合裝置(I)的鉸接式車輛，其特征在于， 所述止回閥(17，17a)的自由截面取決于在缸內(nèi)活塞桿(14，14a)的體積和在所述活塞缸緩沖器(10，11)的缸內(nèi)所述活塞(16，16a)的最大運動速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在車輛部分之間具有接合裝置(I)的鉸接式車輛，其特征在于， 所述活塞缸緩沖器(10，11)在其外周上包括用于液壓流體的儲存空間(15，15a)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在車輛部分之間具有接合裝置(I)的鉸接式車輛，其特征在于， 所述活塞缸緩沖器(10，11)包括液壓控制器(20，30 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在車輛部分之間具有接合裝置(I)的鉸接式車輛，其特征在于， 所述液壓控制器(20，30 )包括比例卸壓閥(26，26a)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在車輛部分之間具有接合裝置(I)的鉸接式車輛，其特征在于， 所述液壓控制器(20，30)包括壓力傳感器(27，27a)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在車輛部分之間具有接合裝置(I)的鉸接式車輛，其特征在于， 所述液壓控制器(30 )包括與比例卸壓閥(26，26a)并聯(lián)連接的卸壓閥(35 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的在車輛部分之間具有接合裝置(I)的鉸接式車輛，其特征在于， 所述液壓控制器(30 )包括與所述卸壓閥(35 )和所述比例卸壓閥(26，26a)串聯(lián)連接的二位三通閥（32）。
【文檔編號】B60D1/50GK203611665SQ201320772847
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月30日
【發(fā)明者】R·阿倫茨, J·H·迪克, U·博托夫, J·卡爾塞克, M·馬拉提施 申請人:虎伯拉鉸接系統(tǒng)（上海）有限公司