專利名稱：車輛內(nèi)進(jìn)行水平調(diào)整的彈簧陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彈簧陣列，用于將一個車身水平調(diào)整地支承在一輛車輛的行走機構(gòu)上，特別是支承在一輛軌道車輛的行走機構(gòu)上，該彈簧陣列包含一個彈簧設(shè)備和一個執(zhí)行設(shè)備，其中所述彈簧設(shè)備需要一個第一安裝空間，所述執(zhí)行設(shè)備需要一個第二安裝空間，所述彈簧設(shè)備和所述執(zhí)行設(shè)備沿作用方向以動態(tài)串行的放置方式相互連接并且為此按如下方式設(shè)置所述執(zhí)行設(shè)備彈簧設(shè)備沿作用方向的長度變化至少部分通過執(zhí)行組件沿作用方向的移動來補償和其中所述第一安裝空間和所述第二安裝空間沿作用方向相互重疊在一個重疊區(qū)域。此外，本發(fā)明還涉及一種具有這種水平調(diào)整的彈簧陣列的車輛。
背景技術(shù)：
軌道車輛的車身一般是通過一個或多個彈簧級懸掛安裝在車輪單元(例如單個車 輪、輪對或輪副)上，其它類型的車輛也是如此。根據(jù)軌道車輛的負(fù)載，該彈簧級懸掛裝置的彈簧會隨著時間的推移發(fā)生不同程度的壓縮。例如，對于一種純被動式系統(tǒng)以及在沒有相應(yīng)的應(yīng)對措施的情況下，上述不同程度的壓縮現(xiàn)象會導(dǎo)致如下結(jié)果當(dāng)施工過程中已經(jīng)給定的一個特定的站臺水平位置高于(參考水平位置定義的)軌道頂端邊緣時，乘客在?？空九_上車以及下車的過程中必須克服一個或高或低的階梯。特別是對于身體上有缺陷的乘客，上述現(xiàn)象可能在他們上車以及下車的過程中帶來極大的不便。除了變化的負(fù)載，還有其它的原因會導(dǎo)致這種上車以及下車過程中非預(yù)期的階梯即隨著時間的推移而被磨損的車輪單元的輪子。為了解決所述問題，在一些公開的具有主動系統(tǒng)的車輛中運用到了各種附件。例如，對于一種具有包含空氣彈簧的二系彈簧裝置的傳統(tǒng)車輛，車身的水平位置可以簡單地通過空氣彈簧內(nèi)空氣壓力的相應(yīng)設(shè)定來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。然而，這種形式的空氣彈簧系統(tǒng)也有它的缺點由于工作壓力的限制(通常情況下最大壓力大約在7帕斯卡)，為了能得到所需的支撐力，一般情況下需要一個相對較大的安裝空間。此外，如DE 103 60 518 B4中公開的一種主動彈簧系統(tǒng)，一個液壓氣動式執(zhí)行設(shè)備的一個執(zhí)行器以動態(tài)地平行于二系彈簧裝置的一個被動彈簧裝置(例如一個傳統(tǒng)的螺旋彈簧)的方式接入在車身和一個轉(zhuǎn)向架框架之間。通過沿平行于所述被動彈簧裝置的支撐力的方向在車身和轉(zhuǎn)向架框架之間產(chǎn)生一個相應(yīng)的調(diào)整力，該執(zhí)行器可用于主動地設(shè)定車身的水平位置。雖然，通過這種主動式的系統(tǒng)可以在?？空九_的時候達(dá)到水平位置調(diào)整的效果。但是同樣也會帶來一些問題通常情況下，為了達(dá)到預(yù)期的彈簧作用，通過執(zhí)行器進(jìn)行的水平位置調(diào)整在行駛過程中必須是關(guān)閉的(或者換句話說，執(zhí)行器需要一個非常昂貴的高動態(tài)控制裝置)。此外，執(zhí)行器的錯誤動作，例如封鎖，會導(dǎo)致二系彈簧裝置的嚴(yán)重硬化，而該硬化現(xiàn)象不論是對于脫軌安全性還是對于駕駛舒適性來說，都是極其不利的。最后，如DE 102 36 245 Al中公開的一種通用的主動式的彈簧系統(tǒng)，一個執(zhí)行設(shè)備的一個執(zhí)行器以動態(tài)地串行于二系彈簧裝置的一個被動彈簧裝置(例如一個傳統(tǒng)的螺旋彈簧)的方式接入在車身和一個轉(zhuǎn)向架框架之間。通過自身相應(yīng)的長度變化(即其組件的移動)來補償彈簧的長度變化(例如由車輛負(fù)載的變化造成的)，該與彈簧裝置同軸放置的執(zhí)行器可用于主動地設(shè)定車身的水平位置。雖然，通過這種主動的系統(tǒng)可以在?？空九_的時候達(dá)到水平調(diào)整的效果。但是同樣也會帶來一些問題彈簧裝置和執(zhí)行器的這種動態(tài)串行的放置方式特別是在車輛的高度方向需要很大的建造空間，在二系彈簧裝置的安裝空間已經(jīng)給定的情況下，為了保證不損失駕駛安全性和舒適性(即具有足夠低的剛度)，就需要在車輛上投入巨大的費用，從而實現(xiàn)上述大的建造空間。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種如上文所述的彈簧陣列以及車輛，這種彈簧陣列以及車輛完全或者很大程度上消除了上述缺點，特別的是在沒有明顯損失駕駛安全性和乘客乘坐舒適性的情況下，以簡單而可靠的方式將一個水平調(diào)整裝置集成到車輛內(nèi)。 如權(quán)利要求I前序部分所述的彈簧陣列方面，本發(fā)明用來達(dá)成上述目的的解決方案是權(quán)利要求I特征部分所給出的特征。本發(fā)明的技術(shù)原理如下如果將相互動態(tài)串行放置的彈簧設(shè)備和執(zhí)行設(shè)備按如下放置放置，就可以在沒有明顯損失駕駛安全性和乘客乘坐舒適性的情況下，以簡單而可靠的方式將一個水平調(diào)整裝置集成到車輛內(nèi)彈簧設(shè)備和執(zhí)行設(shè)備所需要的安裝空間至少沿其作用方向重疊在一個重疊區(qū)域。通過該重疊區(qū)域可以沿作用方向(通常情況下為車輛的高度方向，最初通過彈簧陣列沿該方向支承車身)達(dá)成一種特別緊湊的構(gòu)設(shè)，否則(在給定安裝空間的情況下)在彈簧陣列的彈簧出現(xiàn)顯著縮短的時候，彈簧陣列的剛度會受到巨大的影響。因此，根據(jù)重疊區(qū)域的重疊程度，甚至可以在已知的彈簧陣列中裝配以及加裝一個本發(fā)明的彈簧陣列，其中可以使用幾乎不變的彈簧，從而得到幾乎不變的彈簧用特性。因此，本發(fā)明的第一方面涉及一種彈簧陣列，用于將一個車身水平調(diào)整地支承在一輛車輛的行走機構(gòu)上，特別是支承在一輛軌道車輛的行走機構(gòu)上，該彈簧陣列包含一個彈簧設(shè)備和一個執(zhí)行設(shè)備，其中所述彈簧設(shè)備需要一個第一安裝空間，所述執(zhí)行設(shè)備需要一個第二安裝空間，所述彈簧設(shè)備和所述執(zhí)行設(shè)備沿作用方向以動態(tài)串行的放置方式相互連接并且為此按如下方式設(shè)置所述執(zhí)行設(shè)備彈簧設(shè)備沿作用方向的長度變化至少部分通過執(zhí)行組件沿作用方向的移動來補償。所述第一安裝空間和所述第二安裝空間沿作用方向相互重疊在一個重疊區(qū)域。根據(jù)各個車輛內(nèi)用于安裝彈簧陣列的可用安裝空間，可以將安裝空間內(nèi)的重疊區(qū)域選擇成不同的大小。在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，所述重疊區(qū)域所述重疊區(qū)域沿作用方向具有一個第一尺寸，同時所述彈簧設(shè)備在額定運行狀態(tài)下沿作用方向具有一個第二尺寸，其中所述第一尺寸至少為所述第二尺寸的20%。由此已經(jīng)可以達(dá)成彈簧陣列沿作用方向節(jié)省空間的目的，從而簡化彈簧陣列集成到車輛內(nèi)的過程。當(dāng)所述第一尺寸至少為所述第二尺寸的40%的情況下，優(yōu)選的是至少為所述第二尺寸的60%，彈簧陣列集成到車輛內(nèi)的過程還可以得到進(jìn)一步的簡化。由此可以實現(xiàn)特別緊湊的構(gòu)設(shè)。在此需要指出的是，在本發(fā)明中，額定運行狀態(tài)表示的是車輛具有額定負(fù)載的狀態(tài)以及彈簧陣列具有額定負(fù)載的狀態(tài)，其中彈簧陣列是為上述狀態(tài)所設(shè)計的。所述安裝空間的重疊區(qū)域可以通過多種途徑實現(xiàn)。在本發(fā)明彈簧陣列的某種方案中，所述彈簧設(shè)備包含至少一個彈簧單元，所述執(zhí)行設(shè)備包含至少一個執(zhí)行單元，其中所述至少一個彈簧單元和所述至少一個執(zhí)行單元相互交叉放置，用于產(chǎn)生重疊區(qū)域。例如，這種交叉的放置方式可以通過以下方式實現(xiàn)一個執(zhí)行單元放入彈簧單元的一個相應(yīng)構(gòu)設(shè)的部分中，換而言之就是彈簧單元的該部分環(huán)繞所述執(zhí)行單元。同樣的，兩者自然也可以互換，即彈簧單元的一部分放入執(zhí)行單元的一個相應(yīng)構(gòu)設(shè)的部分中。同樣的，這種交叉的放置方式自然也可以通過以下方式實現(xiàn)多個彈簧單元逐個圍繞一個或者多個執(zhí)行單元(或者互換)。
優(yōu)選而言，所述彈簧設(shè)備包含至少兩個彈簧單元，同時所述執(zhí)行設(shè)備包含至少一個執(zhí)行單元。那么用于產(chǎn)生重疊區(qū)域的執(zhí)行單元就放置在所述至少兩個彈簧單元之間的空隙中。這樣的構(gòu)設(shè)是特別有利的，因為可以以特別簡單的方式與一連串的傳統(tǒng)車輛關(guān)聯(lián)到一起，其中該傳統(tǒng)的車輛已經(jīng)使用了多個相鄰的彈簧單元(例如為二系彈簧系統(tǒng)在行走機構(gòu)的每一側(cè)使用兩個被動式的彈簧)。這樣一來，與至今的構(gòu)設(shè)相比，本發(fā)明就能實現(xiàn)幾乎不變的彈簧和將所述執(zhí)行單元僅僅放置在兩個彈簧單元之間的空隙中。在此，所述執(zhí)行單元可以放置在兩個或者多個彈簧單元之間的空隙中。然而，本發(fā)明的優(yōu)選方案中，為了實現(xiàn)特別簡單而且建造空間相對較小的構(gòu)設(shè)，僅僅使用兩個彈簧單元。優(yōu)選而言，所述執(zhí)行單元通過至少一個聯(lián)合設(shè)備與所述彈簧設(shè)備相連，其中所述聯(lián)合設(shè)備包含一個橋式元件。所述橋式元件在一個第一末端與所述彈簧設(shè)備的一個第一彈簧單元相連，同時在一個第二末端與所述彈簧設(shè)備的一個第二彈簧單元相連。所述橋式元件具有一個中間區(qū)域，該中間區(qū)域橫跨所述第一彈簧單元和第二彈簧單元之間的空隙，其中所述執(zhí)行單元在所述中間區(qū)域與所述橋式元件相連。由此可以實現(xiàn)一種特別簡單的構(gòu)設(shè)。原則上，所述執(zhí)行單元和所述彈簧設(shè)備之間的連接可以以任意合適的方式實現(xiàn)。特別的是，所述執(zhí)行單元和所述彈簧設(shè)備之間的連接可以設(shè)置成為大體上為剛性的連接。優(yōu)選而言，為了避免執(zhí)行單元的過度負(fù)載，特別的是避免執(zhí)行單元的可活動部分沿橫行于作用方向的過度負(fù)載，在執(zhí)行單元的區(qū)域內(nèi)沿橫行于作用方向的負(fù)載方向?qū)ω?fù)載進(jìn)行去聯(lián)合處理。所述去聯(lián)合處理可以以任意合適的方式完成，例如，在本發(fā)明的彈簧陣列的優(yōu)選方案中，所述執(zhí)行單元通過至少一個聯(lián)合設(shè)備與所述彈簧設(shè)備相連，其中所述至少一個聯(lián)合設(shè)備包含至少一個聯(lián)動設(shè)備，所述執(zhí)行單元通過該聯(lián)動設(shè)備繞至少一個去聯(lián)合軸可旋轉(zhuǎn)地與彈簧設(shè)備相連。所述至少一個去聯(lián)動軸放置在一個橫向于作用方向的平面，特別的是放置在一個垂直于作用方向的平面，從而確保對圍繞去聯(lián)合軸的力矩進(jìn)行去聯(lián)合處理。特別的是，對于行走機構(gòu)之間的間距相對較大的軌道車輛而言，當(dāng)車輛行駛在圓形的山頂或者穿過山谷的時候會產(chǎn)生巨大的俯仰力矩(繞一個平行于車輛橫向軸的俯仰軸)，在這種情況下，優(yōu)選而言的是對繞一個沿車輛橫行方向的軸的力矩進(jìn)行去聯(lián)合處理。當(dāng)然，去可以設(shè)置成繞多個相互橫行或者更準(zhǔn)確的說是相互垂直的軸進(jìn)行去聯(lián)合處理。對于這種情況，所述聯(lián)動設(shè)備可以依據(jù)例如球形關(guān)節(jié)的方式或者萬向關(guān)節(jié)的方式來構(gòu)設(shè)。但是，也可以將聯(lián)動設(shè)備設(shè)置成至少一個彈性元件，該彈性元件用于提供繞所述去聯(lián)合軸的去聯(lián)合處理。例如，可設(shè)置成一個或者多個彈性的插槽，該插槽中或者這些插槽中彈性地存放這所述執(zhí)行單元。原則上，所述彈簧單元和所述執(zhí)行單元可以以任意合適的方式相互放置。優(yōu)選而言，彈簧單元的縱向軸和執(zhí)行單元的縱向軸大體上共面放置，因為對于彈簧陣列內(nèi)部的力和力矩的均衡分布，這種放置方式是特別有利的。在這種情況下，優(yōu)選而言的是繞一個橫行于該平面的軸進(jìn)行去聯(lián)合處理。在本發(fā)明的彈簧陣列的優(yōu)選方案中，所述第一彈簧單元定義一個第一彈簧軸，同時所述第二彈簧單元定義一個第二彈簧軸以及所述第一彈簧軸和所述第二彈簧軸定義一個彈簧軸平面。所述聯(lián)合設(shè)備的所述至少一個去聯(lián)合軸橫向于所述彈簧軸平面，特別的是垂直于所述彈簧軸平面。在本發(fā)明的彈簧陣列的優(yōu)選方案中，不依賴于所述彈簧設(shè)備的彈簧單元的數(shù)量和/或者放置方式，所述在執(zhí)行設(shè)備的區(qū)域內(nèi)設(shè)置至少一個具有去聯(lián)合設(shè)備的去聯(lián)合區(qū)域，其中所述去聯(lián)合設(shè)備提供至少一個繞至少一個橫向于作用方向的力矩軸的力矩去聯(lián)合。如上述專門的構(gòu)設(shè)方案例中描寫，該去聯(lián)合可以設(shè)置在所述執(zhí)行設(shè)備連接到所述彈簧設(shè)備的區(qū)域內(nèi)(即所述執(zhí)行設(shè)備和所述彈簧設(shè)備之間的聯(lián)合區(qū)域)。但是，作為補充或者替代方案，對非期望的力和力矩進(jìn)行去聯(lián)合處理也可以在其它的位置完成(即不在所述彈簧設(shè)備和所述執(zhí)行設(shè)備的聯(lián)合區(qū)域內(nèi))。在本發(fā)明的彈簧陣列的某種方案中，所述彈簧設(shè)備和所述執(zhí)行設(shè)備在一個聯(lián)合區(qū)域內(nèi)相互連接在一起，其中所述至少一個去聯(lián)合區(qū)域沿力線通量的方向與所述聯(lián)合區(qū)域間隔放置，從而也可以為聯(lián)合區(qū)域之外的其它位置提供去聯(lián)合處理。優(yōu)選的是遠(yuǎn)離所述聯(lián)合區(qū)域放置，該放置位置可以是執(zhí)行設(shè)備區(qū)域內(nèi)的任意位置。優(yōu)選的是放置在所述執(zhí)行設(shè)備沿力線通量的方向背離聯(lián)合區(qū)域的末端區(qū)域，因為在這種與相鄰組件相接的區(qū)域內(nèi)可以相對容易地實現(xiàn)去聯(lián)合處理。原則上，各個去聯(lián)合設(shè)備可以通過任意合適的單元實現(xiàn)。因此，可以使用一個或者多個簡單的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)或者轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)。當(dāng)所述去聯(lián)合設(shè)備包含至少一個彈簧元件，特別的是包含一個橡膠元件，可以在特別緊湊的空間內(nèi)實現(xiàn)力矩去聯(lián)合。原則上，所述彈性設(shè)備同樣可以通過任意合適的原件實現(xiàn)。例如，可以使用被動式的空氣彈簧。優(yōu)選而言，為了實現(xiàn)特別簡單而且結(jié)實的構(gòu)設(shè)，所述彈簧設(shè)備包含至少一個機械性的彈簧單元，特別的是，其中所述彈簧單元包含至少一個橡膠元件和/或者至少一個
金屬彈簧。原則上，所述執(zhí)行設(shè)備也可以以任意合適的方式運用任意合適的作用原理(單個作用原理或者多個作用原理的任意組合)實現(xiàn)。因此，可以運用機電式的執(zhí)行器。優(yōu)選而言，為了實現(xiàn)特別簡單而且結(jié)實的構(gòu)設(shè)，所述執(zhí)行設(shè)備包含至少一個依據(jù)流體學(xué)作用原理工作的執(zhí)行單元，優(yōu)選而言，其中所述執(zhí)行設(shè)備包含至少一個液壓式的執(zhí)行單元和/或者至少一個液壓氣動式的執(zhí)行單元。此外，本發(fā)明涉及一種車輛，特別是一種軌道車輛，包括一個車身，一個運行機構(gòu)和一個如上述權(quán)利要求中任一項所述的彈簧陣列，其中所述彈簧陣列用于將所述車身水平調(diào)整地支承在所述運行機構(gòu)上，該彈簧陣列放置在所述車身和所述運行機構(gòu)的一個組件之 間，特別的是放置在所述車身和所述運行機構(gòu)的運行機構(gòu)框架之間，作為補充或者替補方案，本發(fā)明的彈簧陣列放置在所述運行機構(gòu)的兩個組件之間。因此以下方案也是可行的本發(fā)明的彈簧陣列設(shè)置在車輛的二系彈簧裝置的區(qū)域內(nèi)以及車輛的一系彈簧裝置的區(qū)域內(nèi)。優(yōu)選而言，為了實現(xiàn)自動的水平位置調(diào)整，設(shè)置一個與執(zhí)行設(shè)備相連的控制設(shè)備以及一個與控制設(shè)備相連的傳感設(shè)備，其中所述傳感設(shè)備用于檢測檢測值的當(dāng)前大小，該檢測值的當(dāng)前大小代表車身的水平位置沿高度方向與當(dāng)前行駛的車行道的參考水平位置之間的關(guān)系。所述控制設(shè)備用于依據(jù)檢測值當(dāng)前的大小水平調(diào)整地控制所述執(zhí)行設(shè)備。所述傳感器設(shè)備可以設(shè)置成任意合適的設(shè)備，該設(shè)備根據(jù)一個任意的作用原理工作。特別的是，可以設(shè)置成一種非接觸式的傳感器。


本發(fā)明的其它優(yōu)選實施方案參見從屬權(quán)利要求和下文相關(guān)附圖所說明的優(yōu)選實施例。其中圖I為具有本發(fā)明彈簧陣列的一種優(yōu)選實施方式的本發(fā)明車輛的優(yōu)選實施方式的側(cè)面示意圖；圖2為圖I中的彈簧陣列的透視圖； 圖3為圖2中的彈簧陣列的側(cè)面示意圖；圖4為本發(fā)明彈簧陣列的另外一種優(yōu)選實施方式的剖面示意圖；圖5為本發(fā)明彈簧陣列的另外一種優(yōu)選實施方式的剖面示意圖。具體實施形式第一具體實施例下面參照圖I至圖3對本發(fā)明車輛的第一優(yōu)選實施例進(jìn)行說明，本發(fā)明的車輛形式為軌道車輛101。車輛101包含一個車身102，該車身102在其兩個末端區(qū)域分別支承在形式為轉(zhuǎn)向架框架103的行走機構(gòu)上。當(dāng)然，本發(fā)明也可以采用車身僅支承在一個行走機構(gòu)上的其它配置。為方便理解，各圖中都給出了一個(由轉(zhuǎn)向架框架103的車輪接觸平面規(guī)定的)車輛坐標(biāo)系x、y、z，其中，X坐標(biāo)表示軌道車輛101的縱向方向，y坐標(biāo)表示軌道車輛101的橫向方向，ζ坐標(biāo)表不軌道車輛101的高度方向。轉(zhuǎn)向架框架103包括兩個形式為輪副103. I、103. 2的車輪單元，其上通過一個一系彈簧裝置103. I各支承一個轉(zhuǎn)向架框架構(gòu)架103. 4。車身102再通過一個二系彈簧裝置103. 5支承在轉(zhuǎn)向架框架構(gòu)架103. 4上。一系彈簧裝置103. 3和二系彈簧裝置103. 5在圖I中簡單地示意為螺旋彈簧。當(dāng)然，一系彈簧裝置103. 3和二系彈簧裝置103. 5可以是任意一種合適的彈簧設(shè)備，隨后在關(guān)聯(lián)到二系彈簧裝置103. 5的地方還會進(jìn)行詳細(xì)的解釋。圖2和圖3為本發(fā)明彈簧陣列104的一種優(yōu)選實施方式的剖視圖以及側(cè)面圖，該彈簧陣列104構(gòu)成了二系彈簧裝置的一個組件。彈簧陣列104構(gòu)成了二系彈簧裝置的一半，通過該彈簧陣列104車身102沿彈簧陣列一個平行于車輛高度方向(ζ-方向)的方向支承在轉(zhuǎn)向架框架103. 4上。在此，彈簧陣列104以被人們所熟知的方式被放置在車身102的兩個縱向側(cè)面中的一個的區(qū)域內(nèi)。而構(gòu)成二系彈簧裝置103. 5另外一半的另外一個彈簧陣列104沿車輛橫向方向(y-方向)間隔地位于車身的另外一個縱向側(cè)面。如圖2和圖3所不，彈簧陣列104包含一個彈簧設(shè)備105,該彈簧設(shè)備105包含一個第一彈簧單元105. I和一個第二彈簧單元105. 2，第一彈簧單元105. I和第二彈簧單元105. 2沿車輛縱向方向(X-方向)相互間隔放置和將其底面固定在轉(zhuǎn)向架框架103. 4上。在車輛101處于所述空擋位置時(位于水平平坦的軌道)，兩個彈簧單元105. I以及105. 2的縱向軸105. 3和105. 4大體上分別平行于車輛高度方向。在本示例中，彈簧單元105. 1、105. 2以被人們所熟知的方式設(shè)計成所謂的橡膠-金屬-彈簧。當(dāng)然，在本發(fā)明的其它方案中也可以使用任意其它形式的彈簧單元。例如，彈簧單元可以有一個或者多個螺旋彈簧組成。同樣的，也可以使用被動式的空氣彈簧，此外，自然也可以使用這些形式的彈簧的任意組合。兩個彈簧單元105. I和105. 2在其靠近車身一側(cè)的邊緣通過一個橋式元件106相連，該橋式元件106沿車輛縱向方向延伸。橋式元件106在兩個彈簧單元之間的空隙的中央位置支撐一個液壓缸形式的執(zhí)行單元107. 1，該執(zhí)行單元107. I為彈簧陣列104的一個執(zhí)行設(shè)備107的組成部件。液壓缸107. I的活塞桿107. 2的自由端與一個支架107. 3相連，該支架107. 3上面放著車身102或者一個被人們所熟悉的底座，該底座進(jìn)而支承車身102。因此，在本發(fā)明的構(gòu)設(shè)中，彈簧設(shè)備105和執(zhí)行設(shè)備107在一個聯(lián)合區(qū)域內(nèi)通過一個橋式元件106形式的聯(lián)合設(shè)備相連，從而使彈簧設(shè)備105和執(zhí)行設(shè)備107以動態(tài)串行的 放置方式作用在轉(zhuǎn)向架框架103. 4 (作為轉(zhuǎn)向架103的一個組件)和車身102之間。兩個彈簧單元105. I以及105. 2的縱向軸105. 3和105. 4和液壓缸107. I的縱向軸107. 4大體上共面放置，從而使車輛101處于所述空擋位置時只引入很小的力矩在彈簧陣列104中。液壓缸107. I的活塞桿107. 3可以被視為沿著液壓缸107. I的縱向軸107. 4，由此可以沿車輛高度方向(即彈簧陣列104的一系作用方向)升起或者降低車身102，從而將其相對于參考水平位置的高度水平位置N (即其沿車輛高度方向的距離)設(shè)定成一個額定值，其中該參考水平位置通過軌道頂端邊緣SOK定義。這樣就可以在例如不取決于車輛負(fù)載的情況下，總是實現(xiàn)一種相對于一個站臺水平位置大體上無階梯的進(jìn)出，或者在車?yán)镓?fù)載恒定的情況下，總是實現(xiàn)一種相對于不同站臺水平位置大體上無階梯的進(jìn)出。車身102的這種水平調(diào)整的升起或者降低通過一個與執(zhí)行設(shè)備107相連的控制設(shè)備108實施控制。為了這個目的，控制設(shè)備108從多個傳感器設(shè)備108. I得到檢測值的當(dāng)前大小，該檢測值的當(dāng)前大小代表車身102的水平位置沿高度方向與當(dāng)前行駛的車行道的參考水平位置之間的關(guān)系。對此，可以設(shè)定任意的檢測值，該檢測值必須可以以足夠的精確度反應(yīng)當(dāng)前的高度有水平位置N。控制設(shè)備108控制根據(jù)傳感器108. I的測量信號控制液壓缸107. I中液壓油的供應(yīng)，從而在車輛102正常運行狀態(tài)或者某種運行狀態(tài)下設(shè)定成某個可給定的高度水平位置Ns。(例如在?？空九_或者類似的情況下)。當(dāng)然，在對高度水平位置N進(jìn)行調(diào)整的過程中，也可以考慮其它的因素。例如將輪副103. 1,103. 2的車輪的磨損(依據(jù)估計或者測量的運行時間)和一系彈簧裝置的當(dāng)前狀態(tài)一樣，視為考慮因素。在本發(fā)明的其它方案中，也可以直接測量高度水平位置。此外，液壓缸107. I到彈簧單元105. I、105. 2的動態(tài)串行放置方式具有上文已經(jīng)提到的優(yōu)點，彈簧單元105. I、105. 2的彈性特性和阻尼特性與液壓缸107. I的狀態(tài)無關(guān)。特別的是，液壓缸107. I的錯誤動作并不會導(dǎo)致特性的改變，從而使對于行駛安全性和乘客舒適性有較大影響的車輛特性保持不變。此外，彈簧陣列104的這些特性(特別的是彈簧陣列104沿三個空間方向，尤其是沿車輛高度方向和車輛橫向方向)可以通過對彈簧單元105. 1,105. 2的參數(shù)的合適選擇以簡單而且不取決于執(zhí)行設(shè)備106構(gòu)設(shè)形式的方式進(jìn)行設(shè)定。如圖2和圖3所示，彈簧設(shè)備105和執(zhí)行設(shè)備106按如下方式放置彈簧設(shè)備105和執(zhí)行設(shè)備106所需要的安裝空間沿彈簧陣列104的作用方向(ζ-方向)重疊在一個重疊區(qū)域，該重疊區(qū)域沿作用方向具有一個第一尺寸Hl。通過這種安裝空間的重疊區(qū)域(進(jìn)而通過彈簧設(shè)備105和執(zhí)行設(shè)備106的交叉放置)可以在液壓缸107. I動態(tài)串行地放置到彈簧單元105. 1,105. 2的情況下，沿作用方向達(dá)成一種特別緊湊的構(gòu)設(shè)。
本實例中，在圖3所描述的額定運行狀態(tài)下，彈簧設(shè)備105沿作用方向具有一個第二尺寸H2。在本例中，第一尺寸Hl為第二尺寸H2的78%，從而實現(xiàn)特別大的重疊，進(jìn)而實現(xiàn)一種極為緊湊的構(gòu)設(shè)。如圖2和圖3所示，液壓缸107. I在一個去聯(lián)合區(qū)域通過一個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)106. I形式的去聯(lián)合設(shè)備固定到橋式元件106上。轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)106. I定義一個轉(zhuǎn)動軸106. 2形式的去聯(lián)合軸，在所述例子中(在額定運行狀態(tài)下)該轉(zhuǎn)動軸106. 2垂直于通過兩個彈簧軸105. 3、105.4定義的彈簧軸平面，從而平行于車輛橫向方向(y_方向)。由此可實現(xiàn)對繞一個沿車輛橫向方向的軸的力矩的進(jìn)行去聯(lián)合處理，由于轉(zhuǎn)向架103之間的間距相對較大，當(dāng)車輛行駛在圓形的山頂或者穿過山谷的時候，上述去聯(lián)合處理是有利的，因為此時如果沒有這種區(qū)聯(lián)合處理，會在彈簧陣列104上產(chǎn)生巨大的俯仰力矩，該俯仰力矩可能會給活塞桿107. 2的過度負(fù)載以及操控方面帶來麻煩。在本例中，轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)106. I通過液壓缸107. 2外盒上的兩個側(cè)面短軸實現(xiàn)，該短軸可轉(zhuǎn)動的放到橋式元件的軸襯內(nèi)。當(dāng)然，在本發(fā)明的其它方案中，可以通過任意其它的構(gòu)設(shè)實現(xiàn)一個機械性的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)。一種繞一個平行于車輛縱向方向的軸的去聯(lián)合處理沒有設(shè)置在本例中，因為繞該軸出現(xiàn)的力矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于俯仰力矩，所以可以很容易地被液壓缸107. I吸收。當(dāng)然，在本發(fā)明的其它方案中，可以設(shè)置這種方式的其它的去聯(lián)合處理。例如設(shè)置一個液壓缸到橋式元件的萬向連接。第二具體實施例圖4為本發(fā)明彈簧陣列204的另外一種有利實施形式，在圖I中的車輛101中，該彈簧陣列204可以用于取代彈簧陣列104。對此，在基本設(shè)計和工作原理方面，彈簧陣列204與圖2和圖3中的彈簧陣列104—致，因此以下只說明不同之處。特別的是，相同組件用同樣的元件符號表示，同類組件用相應(yīng)的元件符號加上100表示。這些組件的特征、功能和優(yōu)點參見上文所述的第一具體實施例中的實施形式，實施形式不同者除外。與圖2和圖3所示實施形式的不同之處在于聯(lián)合設(shè)備206的設(shè)計。但是，該聯(lián)合設(shè)備206同樣實現(xiàn)為兩個彈簧裝置105. I和105. 2之間的橋式元件206。相較于彈簧陣列104，彈簧陣列204中，聯(lián)動設(shè)備206. I通過多個橡膠元件形式的彈性元件實現(xiàn)，即一個彈性插槽206. 3和一個彈性托架206. 4，借此液壓缸107. I彈性地固定在聯(lián)合區(qū)域內(nèi)的橋式元件206的一個杯狀容器內(nèi)。這種彈性的固定形式可以根據(jù)橡膠元件的剛度對不管是繞車輛橫向軸還是車輛縱向軸的力矩進(jìn)行或強或弱的去聯(lián)合處理。對于去聯(lián)合處理不足的情況，可以在液壓缸107. I連接到車身的區(qū)域(即沿力線通量的方向間隔于聯(lián)合區(qū)域的區(qū)域)設(shè)置另外一個去聯(lián)合設(shè)備，如圖4中虛線209所示。同樣的，該去聯(lián)合設(shè)備209可以沿一個或者多個去聯(lián)合軸提供去聯(lián)合處理。特別的是，該去聯(lián)合設(shè)備209可以依據(jù)球形關(guān)節(jié)的方式或者萬向關(guān)節(jié)的方式來設(shè)計。對于這種情況，在本發(fā)明的某種方案中，也可以將橋式元件和液壓缸之間之間的連接選擇成大體上為剛性的連接。第三具體實施例圖5為本發(fā)明彈簧陣列304的另外一種有利實施形式，在圖I中的車輛101中，該彈簧陣列304可以用于取代彈簧陣列104。對此，在基本設(shè)計和工作原理方面，彈簧陣列304與圖2和圖3中的彈簧陣列104以及圖4種的彈簧陣列204 —致，因此以下只說明不同之處。特別的是，相同組件用同樣的元件符號表示，同類 組件用相應(yīng)的元件符號加上100表示。這些組件的特征、功能和優(yōu)點參見上文所述的第一具體實施例中的實施形式,實施形式不同者除外。與圖4所示實施形式的不同之處在于彈簧設(shè)備305以及聯(lián)合設(shè)備306的設(shè)計。彈簧設(shè)備305僅僅包含一個單獨的彈簧單元，該彈簧單元為橡膠-金屬-彈簧305. I的形式，液壓缸107. I交叉地放置在其內(nèi)部。液壓缸107. I放在聯(lián)合元件306的一個杯狀容器306. 5內(nèi)，該聯(lián)合兀件306與彈簧裝置305. I靠近車身一側(cè)的末端相連。如彈簧陣列204 —樣，彈簧陣列304中的聯(lián)動設(shè)備306. I通過多個橡膠元件形式的彈性元件實現(xiàn)，即一個彈性插槽306. 3和一個彈性托架306. 4，借此液壓缸107. I彈性地固定在聯(lián)合區(qū)域內(nèi)的橋式元件306的一個杯狀容器306. 5內(nèi)。本發(fā)明的上述例子中，彈簧設(shè)備(位于彈簧陣列的一個末端)放在行走機構(gòu)的一個組件上，同時執(zhí)行設(shè)備(位于彈簧陣列的另外一個末端)與車身相連，當(dāng)然，在本發(fā)明的其它方案中，也可以設(shè)置一種相反的放置方式，其中執(zhí)行設(shè)備放在行走機構(gòu)的一個組件上，同時彈簧設(shè)備與車身相連。以上僅僅是本發(fā)明應(yīng)用于軌道車輛的實施例。當(dāng)然，本發(fā)明也可應(yīng)用于任意類型的其它車輛。如果說這不是“把愛情爭取回來”的箭在弦上的強烈情緒流，也是類似的東西。
權(quán)利要求
1.一種彈簧陣列，用于將一個車身水平調(diào)整地支承在一輛車輛的行走機構(gòu)上，特別是支承在一輛軌道車輛的行走機構(gòu)上，包含 -一個彈簧設(shè)備(105 ；205 ;305)和 -一個執(zhí)行設(shè)備(107)，其中 -所述彈簧設(shè)備(105 ；205 ；305)需要一個第一安裝空間， -所述執(zhí)行設(shè)備(107)需要一個第二安裝空間， -所述彈簧設(shè)備(105 ；205 ;305)和所述執(zhí)行設(shè)備(107)沿作用方向以動態(tài)串行的放置方式相互連接和 -為此按如下方式設(shè)置所述執(zhí)行設(shè)備(107):彈簧設(shè)備(105 ；205 ;305)沿作用方向的長度變化至少部分通過執(zhí)行組件(107. 2)沿作用方向的移動來補償， 其特征在于， -所述第一安裝空間和所述第二安裝空間沿作用方向相互重疊在一個重疊區(qū)域。
2.如權(quán)利要求I中所述的彈簧陣列，其特征在于， -所述重疊區(qū)域沿作用方向具有一個第一尺寸和 -所述彈簧設(shè)備(105 ;205;305)在額定運行狀態(tài)下沿作用方向具有一個第二尺寸，其中 -所述第一尺寸至少為所述第二尺寸的20%，優(yōu)選的是至少為所述第二尺寸的40%，進(jìn)一步優(yōu)選的是至少為所述第二尺寸的60%。
3.如權(quán)利要求I和2中所述的彈簧陣列，其特征在于， -所述彈簧陣列(105 ；205 ;305)包含至少一個彈簧單元(105. 1,105. 2 ；205. 1,205. 2 ；305.I)和 -所述執(zhí)行設(shè)備(107)包含至少一個執(zhí)行單元(107. I )，其中 -所述至少一個彈簧單元(105. 1,105. 2 ；205. 1,205. 2 ；305. I)和所述至少一個執(zhí)行單元(107. I)相互交叉放置，用于產(chǎn)生重疊區(qū)域。
4.如上述權(quán)利要求中任一項所述的彈簧陣列，其特征在于， -所述彈簧設(shè)備(105 ;205)包含至少兩個彈簧單元(105. 1,105. 2 ；205. 1，205. 2)和 -所述執(zhí)行設(shè)備(107)包含至少一個執(zhí)行單元(107. I )，其中 -用于產(chǎn)生重疊區(qū)域的執(zhí)行單元(107. I)放置在所述至少兩個彈簧單元(105. 1，105. 2 ；205. 1,205. 2)之間的空隙中。
5.如權(quán)利要求4中所述的彈簧陣列，其特征在于， -所述執(zhí)行單元(107. I)通過至少一個聯(lián)合設(shè)備(106 ；206)與所述彈簧設(shè)備(105)相連， -所述聯(lián)合設(shè)備包含一個橋式元件(106 ；206), -所述橋式兀件(106 ;206)在一個第一末端與所述彈簧設(shè)備(105 ；205)的一個第一彈簧單兀(105. I ；205. I)相連，同時在一個第二末端與所述彈簧設(shè)備(105 ；205)的一個第二彈簧單元(105. 2 ；205. 2)相連， -所述橋式元件(106 ;206)具有一個中間區(qū)域，該中間區(qū)域橫跨所述第一彈簧單元(105. I ；205. I)和第二彈簧單元(105. 2 ；205. 2)之間的空隙，其中 -所述執(zhí)行單元(107. I)在所述中間區(qū)域與所述橋式元件(106 ;206)相連。
6.如權(quán)利要求3至5中任一項所述的彈簧陣列，其特征在于， -所述執(zhí)行單元(107. I)通過至少一個聯(lián)合設(shè)備(106 ；206 ；306)與所述彈簧設(shè)備(105 ；205 ；305)相連和 -所述至少一個聯(lián)合設(shè)備(106 ；206 ；306)包含至少一個聯(lián)動設(shè)備(106. 1；206. 1 ；306.1)，所述執(zhí)行單元(107. 1)通過該聯(lián)動設(shè)備(106. 1 ；206. 1；306. 1)繞至少一個去聯(lián)合軸(106. 2)可旋轉(zhuǎn)地與彈簧設(shè)備(105 ；205 ;305)相連，其中 -所述至少一個去聯(lián)動軸(106. 2)放置在一個橫向于作用方向的平面，特別的是放置在一個垂直于作用方向的平面。
7.如權(quán)利要求5和6中所述的彈簧陣列，其特征在于， -所述第一彈簧單元定義一個第一彈簧軸(105. 3)， -所述第二彈簧單元定義一個第二彈簧軸(105. 4)， -所述第一彈簧軸(105. 3)和所述第二彈簧軸(105. 4)定義一個彈簧軸平面和-所述聯(lián)合設(shè)備(106 ;206)的所述至少一個去聯(lián)合軸(106. 2)橫向于所述彈簧軸平面，特別的是垂直于所述彈簧軸平面。
8.如上述權(quán)利要求中任一項所述的彈簧陣列，其特征在于， -在所述執(zhí)行設(shè)備(107. I)的區(qū)域內(nèi)設(shè)置至少一個具有去聯(lián)合設(shè)備(106. I ；206. 1，209 ；306. I)的去聯(lián)合區(qū)域，其中 -所述去聯(lián)合設(shè)備(106. I ；206. 1,209 ；306. I)提供至少一個繞至少一個橫向于作用方向的力矩軸的力矩去聯(lián)合。
9.如權(quán)利要求8中所述的彈簧陣列，其特征在于， -用于力矩去聯(lián)合的所述去聯(lián)合設(shè)備(206. I ；306. I)包含至少一個彈簧元件(206. 3，206. 4 ；306. 3,306. 4)，特別的是包含一個橡膠元件， 和/或者 -所述彈簧設(shè)備(205)和所述執(zhí)行設(shè)備(107)在一個聯(lián)合區(qū)域內(nèi)相互連接在一起以及所述至少一個去聯(lián)合區(qū)域沿力線通量的方向與所述聯(lián)合區(qū)域間隔放置，優(yōu)選的是遠(yuǎn)離所述聯(lián)合區(qū)域放置，進(jìn)一步優(yōu)選的是放置在所述執(zhí)行設(shè)備(107)沿力線通量的方向背離聯(lián)合區(qū)域的末端區(qū)域。
10.如上述權(quán)利要求中任一項所述的彈簧陣列，其特征在于， -所述彈簧設(shè)備(105 ；205 ；305)包含至少一個機械性的彈簧元件(105. 1,105. 2 ；205. 1,205. 2 ；305. 1)，其中 -特別的是，所述彈簧單元(105. 1,105. 2 ；205. 1,205. 2 ；305. I)包含至少一個橡膠元件和/或者至少一個金屬彈簧。
11.如上述權(quán)利要求中任一項所述的彈簧陣列，其特征在于， -所述執(zhí)行設(shè)備(107)包含至少一個依據(jù)流體學(xué)作用原理工作的執(zhí)行單元(107. 1)，其中 -特別的是，所述執(zhí)行設(shè)備(107)包含至少一個液壓式的執(zhí)行單元(107. I)和/或者至少一個液壓氣動式的執(zhí)行單元。
12.—種車輛，特別是一種軌道車輛，包括 -一個車身(102)，-一個運行機構(gòu)(103)和 -一個如上述權(quán)利要求中任一項所述的彈簧陣列(104 ；204 ;304)，其中 -所述彈簧陣列(104 ；204 ;304)用于將所述車身(102)水平調(diào)整地支承在所述運行機構(gòu)(103)上，該彈簧陣列(104 ；204 ;304)放置在所述車身(102)和所述運行機構(gòu)(103)的一個組件之間，特別的是放置在所述車身(102)和所述運行機構(gòu)(103)的運行機構(gòu)框架之間和/或者放置在所述運行機構(gòu)(103)的兩個組件之間。
13.如權(quán)利要求12中所述的車輛，其特征在于， -所述車身(102 )定義一個車輛縱向方向，一個車輛橫向方向和一個車輛高度方向和 -所述彈簧陣列(104 ；204 ;304)在至少一個去聯(lián)合區(qū)域具有一個去聯(lián)合設(shè)備(106. I ；206. I ；306. I)，該去聯(lián)合設(shè)備(106. I ；206. I ；306. I)提供一個繞至少一個沿車輛橫向方向的力矩軸的力矩去聯(lián)合。
14.如權(quán)利要求12或者13中所述的車輛，其特征在于， -設(shè)置一個與執(zhí)行設(shè)備(107)相連的控制設(shè)備(108)以及一個與控制設(shè)備(108)相連的傳感設(shè)備(108. I )，其中 -所述傳感設(shè)備(108. I)用于檢測檢測值的當(dāng)前大小，該檢測值的當(dāng)前大小代表車身(102)的水平位置沿高度方向與當(dāng)前行駛的車行道的參考水平位置之間的關(guān)系。
-所述控制設(shè)備(108)用于依據(jù)檢測值當(dāng)前的大小水平調(diào)整地控制所述執(zhí)行設(shè)備(107)。
15.如權(quán)利要求12至14中任一項所述的車輛，其特征在于，所述彈簧陣列(104；204 ；304)為所述車輛(101)的一個次級彈簧設(shè)備(103. 5)的組成部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種彈簧陣列，用于將一個車身水平調(diào)整地支承在一輛車輛的行走機構(gòu)上，特別是支承在一輛軌道車輛的行走機構(gòu)上，該彈簧陣列包含一個彈簧設(shè)備(105)和一個執(zhí)行設(shè)備(107)，其中所述彈簧設(shè)備(105)需要一個第一安裝空間，所述執(zhí)行設(shè)備(107)需要一個第二安裝空間，所述彈簧設(shè)備(105)和所述執(zhí)行設(shè)備(107)沿作用方向以動態(tài)串行的放置方式相互連接并且為此按如下方式設(shè)置所述執(zhí)行設(shè)備(107)彈簧設(shè)備(105)沿作用方向的長度變化至少部分通過執(zhí)行組件(107.2)沿作用方向的移動來補償和其中所述第一安裝空間和所述第二安裝空間沿作用方向相互重疊在一個重疊區(qū)域。此外，本發(fā)明還涉及一種具有這種水平調(diào)整的彈簧陣列的車輛。
文檔編號B61F5/14GK102639381SQ201080051003
公開日2012年8月15日 申請日期2010年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者塞德里克·扎努蒂, 安德列亞斯·沃爾夫, 邁克爾·伍迅 申請人:龐巴迪運輸有限公司