專利名稱：由一系列車輛通過復合鉸接件相互連接構(gòu)成的車輛組的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及通過復合鉸接連接件將一系列多個車輛連在一起而組成的鉸接式車輛組，該連接件包括至少一個其位移受到控制的彈性鉸節(jié)。
公路運輸?shù)陌l(fā)展，特別是市區(qū)和市郊區(qū)的貨物及人員運輸導致了對大裝卸量車輛的需求。
但是，這些車輛也應該符合法規(guī)的要求，特別是對尺寸的要求，以及滿足適用其用途的操縱性能的限制。
由多個組件經(jīng)鉸接方式連在一起而形成一個列車的組合件具有很大的優(yōu)越性，這個優(yōu)點涉及到其由長度較短的相同或不同組件而得到的總長度，也在于其特別在彎道上駕駛的舒適性。
對于那些經(jīng)常要沿著狹窄而彎曲的運輸路線，上下起伏、左彎右拐的都市運輸而特別體現(xiàn)出這點。
但是，實施鉸接組件在設計和制造方面存在一些困難，隨著組件數(shù)目增多，這些困難也增大。
成直線排列的車輪組的相對位置當處于轉(zhuǎn)彎時應該受到控制，以避免某些車輛偏離軌跡、滑動、振動現(xiàn)象或扭轉(zhuǎn)位置，特別是位于中間的車輛或末尾那一輛。
另一個問題與道路的不規(guī)整性，比如路面突起、側(cè)向傾斜、局部凹陷等有關。在車輛之間發(fā)生這種類型的運動時，車輛的相對位置也應受到控制。
實際上，許多不同種類的控制組合式車輛組的車輛及其車輪組相對位置的裝置是已為人知的。但是，一些使用液壓和自動操作的裝置，比如電子裝置，昂貴且復雜。
在Timan的美國專利NO.5,052,707中有一個機構(gòu)簡單或者其幾何形狀可變的裝置，該專利涉及到一種帶有鉸合臂的裝置，用來控制鉸接車輛的其它兩部分之間的中間車輛的位置。
但是，這種裝置包括好幾個位于上部的可變形的平行四邊形部件，顯得特別龐大。此外，要求組合車輛的至少一端的結(jié)構(gòu)是不對稱的，因此，其組合靈活性下降，實施起來更為復雜。
另外，Gec.Alsthom的EP-NO.0,519,813敘述了一種用于鉸接車輛的通道連接裝置，它由通過連接件連在一起的傾斜小連桿組成，在上部形成了一個可變形的平行四邊形。
這種裝置的設計無法控制在由于水平的曲線運動所造成的運動中的通道的位置。其主要功能僅限于保證兩個車輛之間的中間結(jié)構(gòu)上部的對中。
本發(fā)明的目的是提出一種機構(gòu)簡單的鉸合式車輛組，通過確保更好地維持組成車輛組的各車輛的相對位置、確保幾乎完全沿著道路的彎度和不規(guī)則性前進，以及靈敏地限制由二個或更多的車輛組成的車輛組中各車輛之間發(fā)生的干擾性運動，以此克服上述缺點。
實際上，本發(fā)明由這樣的一種鉸合車輛組構(gòu)成，它包括多個由裝有車輪和斜連桿的鉸合活動支架上的復合鉸合連接件相連接的組件車輛，前端的車輛有一列導向輪、后面的車輛則具有固定的或從動的一列后輪；在該車輛組中，每個鉸接活動支架通過一個有三個自由度的連接件與一個組件車輛相連，而通過一個由有三個自由度的下連接件和其位移受限的彈性連接件構(gòu)成的上連接組成的雙連接件與另一組件車輛相連。
本發(fā)明具有很多優(yōu)點，其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、運行有效、性能良好。
本發(fā)明特別表現(xiàn)出能很好地適合在城市環(huán)境下的公共旅客運輸，因為它能使車輛的通道很長，又不降低其操縱性能。
特別是本發(fā)明保障了顯著地改善了顛簸和橫向搖擺的狀況。
此鉸接裝置使整個車輛組幾乎達到靜穩(wěn)定狀態(tài)，這特別減小了對于由結(jié)構(gòu)所支持的動力學的要求。
在下面以實施例和附圖的方式所做的敘述中，本發(fā)明的其它技術(shù)特征和優(yōu)點將不言而喻，其中

圖1是由三輛組件車輛鉸接而成的車輛組的一般透視示意圖，圖中只表現(xiàn)出涉及本發(fā)明的機構(gòu)；圖2與圖1相同，它表現(xiàn)了由兩輛組件車輛組成的另一實施方案；圖3是車輛組處在各組件車輛成一直線時的頂視圖；圖4是車輛組開始進行水平拐彎時的頂視圖；圖5是車輛組在拐彎彎道上時的頂視圖；圖6是車輛在S形彎道上時的頂視圖；圖7、8、9是在兩輛組件車輛之間的復合連接件分別處于直線況、小彎和大彎時的詳細頂視圖。
圖10是車輛組處于垂直向彎道上時的縱剖面圖。
本發(fā)明的總體設想包括用復合鉸接連接件把鉸接車輛組的各個組件車輛連起來，這些復合鉸接連接件是由各個包含了軸和斜桿構(gòu)成的補連接件組成的鉸接活動支架形成，每個鉸接活動支架通過一個有3個自由度的連接件與一輛組件車輛相連，再通過一個雙鉸接連接件與另一個組件車輛相連，此雙鉸接連接件的下鉸節(jié)是一個有3個自由度的鉸節(jié)，而上鉸節(jié)是一個比如說可控制位移的彈性鉸節(jié)。
因此，每個鉸接支架的鉸接方式是，一方面通過一個球關節(jié)式的鉸節(jié)與相鄰的一個組件車輛連接，另一方面，則通過一個雙鉸節(jié)與另一個相鄰的組件車輛相連，這個雙鉸節(jié)就構(gòu)成了與限幅擺動相反的樞軸。
按照一個優(yōu)選的實施方案，每個鉸接活動支架，或者至少一個鉸接活動支架，或者兩個鉸接活動支架之一包含著主動軸。當只按照這個實施方案時，車輛組的全部驅(qū)動力都來自組成鉸接活動支架的主動軸。
在圖1中表示的是按照本發(fā)明由三個組件車輛組成的車輛組的一個實施例。
這是本發(fā)明的一種基本形式，它可擴展到由兩個組件車輛組成的車輛組，也可擴展到3個以上的組件車輛組成的車輛組。
這個車輛組包括頭車輛1、中間車輛2和尾車輛3。這些車輛之間通過如4或5那樣的復合雙連接件進行鉸接，這些雙連接件一部分由鉸接活動支架6或7組成，另一部分由鉸接斜連接件8或9組成。
每個鉸接活動支架6或7都包含了一個軸或者設一組車輪10或11，其方向相對于鉸接活動支架而言是固定的。
在頭車1上裝有位于前方的導向輪12，在尾車上則具有一組位于后部的固定輪式從動輪13。借助于傳動裝置的特定鉸接連接件連接在相鄰的鉸接活動支架上的隨動機構(gòu)，像圖上那樣可以調(diào)整輪組的方向。
在一種比較簡單化的實施方案中，此后輪組也可以是固定的。
在組件車輛之間的鉸接連接件4和5是類似的，如果該車輛組包含更多的組件車輛，情況也是如此。因此，我們就滿足于描述介于頭車1及中間車2之間的復合鉸接連接件4。
我們以前鉸接活動支架為例，它通過一個前述連接件14的單一鉸節(jié)與按照前面介紹的頭車相連，這個鉸節(jié)具有3個自由度可以是比如球形鉸或萬向節(jié)；它通過后面的雙鉸合連接件15與后面的車輛，在這里是中間車2相連，此雙鉸合連接件具有反擺動豎直軸的一般功能，就是說可免受擺動偏移的作用。這個后雙鉸節(jié)15由在水平主軸上的球形鉸或萬向節(jié)型的下鉸節(jié)16和位移受控制的彈性上鉸節(jié)17組成，由它來平衡由于搖擺和顛簸的運動或它們的聯(lián)合作用的后果。
因此，這個軸所具有的擺動偏移能夠吸收由于路面形狀改變和車廂活動所造成的行駛運動的幅度。
從另一方說，該鉸接活動支架還裝有一個呈隨動斜桿狀的斜鉸接連接件18，其一端19與前一輛車的車廂相連，而其另一端20則與后一輛車的車廂相連，當前后兩車排成直線時，其兩端的兩個端點交叉著相對于兩車的公共中軸線呈對稱狀。隨動斜桿18通過比如球形鉸或萬向節(jié)之類的全向鉸節(jié)裝在車廂的末端。
上述的各種鉸合連接件構(gòu)成了如圖所示的呈三角形布置的鉸節(jié)組。在這些圖上，三角形的頂點位于中間車2的頭部。應該理解，本發(fā)明不僅屬于這類形狀，相反也不加限制地擴展到三角形的兩種可能取向的每一種，即鉸接頂點朝向前一車輛或者鉸接頂點朝著后一輛車。
具體說，雙鉸接連接件15可以在每輛位于后面的車的前部，這里也包括尾車。
正如在第一幅圖中可以看到的，前鉸接活動支架6和后鉸接活動支架7，當我們不考慮搖擺和起伏的偏差時，就如同是一個萬向節(jié)連接件或一個球形鉸連桿一樣。這樣兩輛相繼的車就由看起來好象是兩個交叉連桿的鉸接連接件連在一起了。
如同在圖1的實施例所介紹的，對于由三輛鉸接車組成的車組具有反擺軸作用的雙鉸接連接件15被用在中間車2的每一端，也可是相反的情況。實際上，前鉸接活動支架6在前方有單一鉸節(jié)14，而雙鉸接連接件15是對著后面，這時后鉸接活動支架7則有相反的方向。
當用作說明時，此裝置不具有任何義務的特性。
以此方式，本發(fā)明使得實現(xiàn)了由5種元件構(gòu)成的鉸接組合體，其中有三個組件車輛和兩個鉸接活動支架，在理論上這完成等同于由三個元件組成的靜定鉸接組合體。
作為一種并非必須實施的方式，可以在朝向單一的下鉸節(jié)14的上部末端上設計一個比如由兩個成V狀配置的緩沖器組成的緩沖連接件。
組件車輛間的復合鉸接連接件具有如下的特點。當處于在水平平面上的彎道時，它使得每個鉸接活動支架的中間橫軸永遠與它所連接的兩輛組件車輛所形成的角的角平分線重合。
這樣就為在彎道上行駛造就了最為有利的幾何形狀，因為車軸的軸線或其幾何等效體通過回轉(zhuǎn)的瞬時中心。
在一個垂直的彎道上，比如在斜坡開始處或起伏時于縱向形成的彎道上，相對的“繞軸旋轉(zhuǎn)”就在前車或后車與球形鉸單鉸節(jié)14，相鄰的鉸接活動支架之間發(fā)生。
車輛的搖擺運動被此鉸接活動支架的下鉸節(jié)與上鉸節(jié)所吸收。
每個中間組件車輛的擺動由位于上部的至少一個位移受控的彈性鉸節(jié)17抵消。
此位于上部的彈性鉸節(jié)17與面向下部的球形鉸型的鉸節(jié)16的結(jié)合，使得主負荷應力、垂直加速應力以及驅(qū)動和剎車應力都傳播到下連接件的中部。位于組件車輛與活動支架之間的軸型鉸節(jié)不受水平平面上的繞軸旋轉(zhuǎn)的影響，其它的次生運動受到了用來抵消與擺動和顛簸相聯(lián)系的應力的上部彈性連接件的控制。
在一個裝有可取向后軸輪組13的實施方案中，這被引到尾車3的“繞軸旋轉(zhuǎn)”上。一個鉸接連接件組成了其隨動機構(gòu)，比如斜桿21以鉸接方式被2個鉸節(jié)連到以下兩個部位，一方面連到后輪組13的軸上，另一方面連到后鉸接活動支架7上，當組件車輛排在一條直線上時，這兩個點相對于公共軸線是交叉對稱的。此桿的兩端都裝有球形鉸類三自由度鉸節(jié)。
應該理解，對后定向輪組的其它操縱機構(gòu)也是可以預料的。同樣，這也完全可以象前輪組一樣，是一種轉(zhuǎn)軸型或是一種齒輪傳動型。
圖3至圖8顯示了在通路上所呈現(xiàn)的各種可按受形狀下的鉸接活動支架和組件車輛的相對位置。
這些圖清楚地表明了車輛組的幾種可能性，這涉及到按照模塊化概念地按照本發(fā)明鉸接連接件而作到跟蹤軌跡。每個組件車輛的軌跡很精確地與前一輛相吻合。
應該理解，對于一個由三輛組件車輛組成的車輛組所敘述的本發(fā)明也適用于更多組件車輛的情況，還適用于如圖2所示的只有兩輛組件車的情況。
如前面一般方式所述，前車輛22含有導向輪組23，后車輛24含有后定向輪25。
這兩個車輛由單一的復合鉸接連接件26連在一起，此連接件使用了如前所述類型的單一鉸接活動支架27和呈斜桿狀斜鉸接連接件28。定向后輪組25的鉸接隨動桿29與單一的鉸接活動支架27相連。
單一的鉸接活動支架27通過單一球形鉸類連接件30與前者22相連，而通過雙鉸接連接件31與后車相連，該雙鉸接連接件是由球形鉸類下鉸節(jié)32和受控位移彈性上鉸節(jié)33組成的。
這樣我們就得到了在水平面上繞軸轉(zhuǎn)動時由兩輛車組成的靜定車輛組。
權(quán)利要求
1.由多個以鉸接方式連接的組件車輛構(gòu)成的車輛組，這包括至少一個具有前導向輪組(12)的頭車(1)、具有后輪組(13)的尾車(3)，它們之間通過至少一個中間車輛(2)相連接，該車輛組的特征在于，相繼的兩個組件車輛藉助于復合鉸接連接件(4)或(5)相連，它們又各由包含有軸(10)或(11)、其一頭通過簡單鉸節(jié)(19)與一個車輛相連，另一頭通過雙鉸接連接件(15)與另一車輛相連的鉸接活動支架(6)或(7)，而此雙鉸接連接件由一個具有三個自由度的下鉸節(jié)(16)和一個位移受控的上鉸節(jié)(17)構(gòu)成，每個復合雙鉸合連接件(4)或(5)都由一個鉸合斜連接件(8)或(9)實現(xiàn)完整；其特征在于，每個鉸接活動支架的方向確定是按如下方式隨動完成的，即其中心橫向軸線總是與相繼所述兩個組件車輛所形成的角的角平分線重合。
2.按照權(quán)利要求1的車輛組，其特征在于，該鉸接活動支架(6)或(7)的定向方式是，雙連接件(15)存在在中間車輛(2)的每個頂端部。
3.按照權(quán)利要求1的車輛組，其特征在于，該雙鉸接連接件(15)存在于每輛后面的車輛之前。
4.按照權(quán)利要求1或2或3的車輛組，其特征在于，至少一個鉸接活動支架(6)和(7)的軸是主動軸。
5.按照以上各項權(quán)利要求之一的車輛組，其特征在于，尾車(3)的后車輪組(13)的定向與隨動方式是，其橫向中心軸和與其相鄰的車輛軸(11)的中心軸都通過轉(zhuǎn)彎的瞬時中心。
6.按照權(quán)利要求5的車輛組，其特征在于，尾車(3)的可定向后車輪組(13)是隨著前面的鉸接活動支架(7)的位置而隨動的。
7.按照權(quán)利要求1的車輛組，其特征在于，該位于相繼兩個組件車輛之間的斜鉸接連接件是桿狀硬連接件，它們分別鉸接于每個車輛車廂的端部(19)與(20)，而且在相對于成直線排列的車輛的中心縱軸斜交對稱的兩個點上。
8.按照權(quán)利要求1、6和7的車輛組，其特征在于，該后車輪組(13)藉助于隨動斜桿(21)根據(jù)后鉸接活動支架(7)的位置而隨動，該桿(21)的一端鉸接于后車輪組(13)上，另一端鉸接于后鉸接活動支架(7)上，其兩個鉸接端點相對于排成直線的兩車輛的縱向中軸而交叉對稱。
9.按照權(quán)利要求7和8的車輛組，其特征在于，該桿藉助于在其兩端的有三個自由度的鉸節(jié)進行鉸接。
10.按照前述各項權(quán)利要求之一的車輛組，其特征在于，該有3個自由度的鉸節(jié)是一種球形鉸。
11.按照前述各項權(quán)利要求之任一項的車輛組，其特征在于，該有3個自由度的鉸節(jié)是萬向軸式鉸節(jié)。
12.按照前述各項權(quán)利要求中之任一項的車輛組，其特征在于，它包括由單一的鉸接活動支架連接的兩個組件車輛。
全文摘要
由多個組件車輛以鉸接方式彼此連接而構(gòu)成的鉸接車輛組，其頭車(1)具有一導向車輪組，尾車(3)具有可操縱定向的后車輪組(13)，根據(jù)不同情況還可有多輛中間車輛(2)，在該車輛組中，相繼的兩個組件車輛，藉助于一個鉸接活動支架(6)或(7)連接在一起，該支架包含一個軸，并還配有一個斜鉸接硬連接件(8)、(9)，每個鉸接活動支架(6，7)和可定向車輪組(13)的方向按如下方向隨動，即其橫向的中心軸線永遠和相繼兩個車輛形成的角的平分線重合。
文檔編號B62D53/00GK1121339SQ9419182
公開日1996年4月24日 申請日期1994年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月19日
發(fā)明者安托萬·皮卡爾 申請人:羅爾工業(yè)公司