專利名稱：具有擴(kuò)展靈敏度的脫軌檢測(cè)器單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)軌道車輛上的垂直加速度峰值的脫軌檢測(cè)器單元，該脫軌檢測(cè)器單元包括垂直可移動(dòng)的填充塊，填充塊與壓縮彈簧串聯(lián)連接，用于把有效的垂直加速度峰值轉(zhuǎn)換成被機(jī)械地連接的緊急制動(dòng)閥組件的驅(qū)動(dòng)沖擊，該驅(qū)動(dòng)沖擊用于通過(guò)使主制動(dòng)管(HL)排氣而驅(qū)動(dòng)壓縮空氣制動(dòng)系統(tǒng)。此外，本發(fā)明涉及具有壓縮空氣制動(dòng)系統(tǒng)的軌道車輛，該軌道車輛設(shè)有這種脫軌檢測(cè)器單元。
背景技術(shù)：
脫軌檢測(cè)器單元可以被用在其中緊急制動(dòng)可以被通過(guò)使主制動(dòng)管排氣而啟動(dòng)的任何軌道車輛上，特別是運(yùn)載危險(xiǎn)貨物的貨車上。軌道車輛的脫軌是罕見(jiàn)的、獨(dú)特的和不期望的事件，因此立即的緊急制動(dòng)必須被啟動(dòng)。由不同的車輛、軌道和環(huán)境條件導(dǎo)致的差異。因此，特定的傳感器技術(shù)是必需的。為了可靠地識(shí)別脫軌事件，觀察垂直加速度可以被觀察。DE 19544122A1揭露了一種脫軌檢測(cè)器單元，該脫軌檢測(cè)器單元僅僅用機(jī)械式氣動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)。緊急制動(dòng)閥被連接到軌道車輛上的制動(dòng)管(HL)，該緊急制動(dòng)閥適于通過(guò)控制連接器被連接到用于手動(dòng)緊急制動(dòng)應(yīng)用的警報(bào)信號(hào)盒。所說(shuō)的緊急制動(dòng)閥在共用的殼體中與脫軌檢測(cè)器組合形成緊急制動(dòng)模塊。脫軌檢測(cè)器包括釋放機(jī)構(gòu)，該釋放機(jī)構(gòu)被以這種方式連接到所說(shuō)的緊急制動(dòng)閥在脫軌事件中軌道車輛的所說(shuō)的制動(dòng)管將被通過(guò)所說(shuō)的緊急制動(dòng)閥在大橫截面面積上排氣。為了實(shí)現(xiàn)那種功能集成的解決方案，較少的機(jī)械式氣動(dòng)部件是必需的。但是，只有劇烈的加速度峰值可以被已知的脫軌檢測(cè)器檢測(cè)，因?yàn)樗膲K-彈簧系統(tǒng)只適用于劇烈峰值類型的加速度沖擊，該劇烈峰值類型的加速度沖擊可以來(lái)自于高速脫軌或者鐵軌-車輪接觸的突然分離?，F(xiàn)有技術(shù)的解決方案僅僅在這種情況下保證立即的緊急制動(dòng)。但是，因?yàn)樗俣?、軌道條件和環(huán)境、枕木或者車輛本身是不同的，所以每個(gè)脫軌應(yīng)當(dāng)被作為一個(gè)獨(dú)特的事件處理。為了識(shí)別脫軌事件，某種共同的屬性應(yīng)該被觀察。這個(gè)共同的屬性是車輛上的更多或者更少的不規(guī)則加速度。雖然在不同的脫軌情形下不規(guī)則加速度是共同的，但是加速度峰值的規(guī)律性、最大值和形態(tài)也具有不同的形式。為了具有適當(dāng)?shù)暮途_的功能脫軌檢測(cè)器單元，內(nèi)嵌的智能行為是必需的。文獻(xiàn)DE 10148482A1揭露了與上文討論的現(xiàn)有技術(shù)相反主要使用電子裝置的用于脫軌檢測(cè)器單元的另一個(gè)技術(shù)解決方案。傳感器隨著相對(duì)于車輛在其上行進(jìn)的表面實(shí)質(zhì)上垂直地作用的力的檢測(cè)而產(chǎn)生電信號(hào)。檢測(cè)的信號(hào)被提供到信號(hào)處理單元并且產(chǎn)生用于觸發(fā)緊急制動(dòng)的輸出信號(hào)。對(duì)于這個(gè)技術(shù)解決方案電壓源是必需的，以便為電子元件供電。但是，由于貨車的結(jié)構(gòu)，作為對(duì)脫軌檢測(cè)器單元的工作介質(zhì)只有壓縮空氣是可用的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種脫軌檢測(cè)器單元，該脫軌檢測(cè)器單元用于只使用機(jī)械式氣動(dòng)裝置檢測(cè)在不同的脫軌情況下導(dǎo)致的具有不同的頻率和峰值水平的各種垂直加速度。這個(gè)目的由獨(dú)立權(quán)利要求的主題實(shí)現(xiàn)。從附屬權(quán)利要求中進(jìn)一步的示例性的實(shí)施例是明顯的。根據(jù)本發(fā)明脫軌檢測(cè)器單元的緊急制動(dòng)閥組件由于附加的填充塊的垂直運(yùn)動(dòng)而被通過(guò)被預(yù)加負(fù)載的觸發(fā)塊活塞驅(qū)動(dòng)，以便形成用于該緊急制動(dòng)閥組件的雙塊觸發(fā)單元?？紤]上文中提到的功能，本發(fā)明的檢測(cè)器單元可以被劇烈峰值類型的加速度沖擊觸發(fā)，也可以被由低速脫軌或 者在被污泥、砂礫、泥土覆蓋的枕木上脫軌導(dǎo)致的較低的但是重復(fù)發(fā)生的加速度峰值觸發(fā)。在這種情況下觸發(fā)極限通過(guò)多個(gè)步驟達(dá)到。因此，觸發(fā)塊活塞將被一步一步地加載。這個(gè)集成的功能保證脫軌檢測(cè)器單元對(duì)單個(gè)緩和的峰值不敏感，但是對(duì)那些緩和的峰值敏感，如果它們重復(fù)地發(fā)生的話。此外，本發(fā)明的脫軌檢測(cè)器單元可以被由高速脫軌或者鐵軌-車輪接觸的突然脫離導(dǎo)致的那些劇烈峰值類型的加速度沖擊觸發(fā)。在這種情況下觸發(fā)極限僅僅在一個(gè)步驟中被達(dá)到因此緊急制動(dòng)啟動(dòng)是立即的，如已經(jīng)從現(xiàn)有技術(shù)中所知的一樣。因此，脫軌檢測(cè)器單元適于在多種類型的脫軌情形的情況下檢測(cè)然后觸發(fā)。檢測(cè)沖擊類型的垂直加速度峰值觸發(fā)立即的緊急制動(dòng)以防止更大的損害。具有該集成的功能，該裝置也可以對(duì)重復(fù)發(fā)生的緩和的垂直加速度峰值觸發(fā)但是可以避免在單個(gè)緩和峰值的情況下的錯(cuò)誤觸發(fā)。因此，脫軌檢測(cè)器單元應(yīng)該優(yōu)選地包括節(jié)流孔，該節(jié)流孔用于使在觸發(fā)塊活塞下方的先導(dǎo)控制室緩慢地排氣。這樣的節(jié)流孔可以被集成在觸發(fā)塊活塞本身中。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例，觸發(fā)塊活塞被由填充塊操作的填充塊閥座先導(dǎo)控制，以便累加由軌道車輛上的緩和的但是有效的垂直加速度的不同的頻率和峰值水平導(dǎo)致的先導(dǎo)壓力沖擊。當(dāng)來(lái)自于緩和的但是重復(fù)地發(fā)生的峰值的加速度高于設(shè)定的觸發(fā)值的時(shí)候，填充塊的慣性力克服對(duì)應(yīng)的壓縮彈簧的彈性力并且填充塊閥座打開(kāi)一端時(shí)間。在打開(kāi)狀態(tài)的期間壓力進(jìn)入在觸發(fā)塊活塞下方的室中。該壓力被通過(guò)前文提到的節(jié)流孔緩慢地排出。當(dāng)比被通過(guò)所說(shuō)的節(jié)流孔排出的空氣更多的壓縮空氣被允許通過(guò)填充塊閥座時(shí)，在在觸發(fā)塊下方的室中的壓力開(kāi)始增加。當(dāng)在該室中的壓力可以克服觸發(fā)塊活塞的壓縮彈簧的彈性力和它的慣性力時(shí)，觸發(fā)塊活塞開(kāi)始向它的上死端部位置移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的方面，緊急制動(dòng)閥組件被設(shè)計(jì)為平衡閥，該平衡閥包括用于主閥座的密封元件和用于在閉合閥位置把密封元件保持在主閥座上的壓縮彈簧。這個(gè)平衡閥具有兩個(gè)同時(shí)操作的閥座。一個(gè)打開(kāi)主制動(dòng)管(HL)，另一個(gè)打開(kāi)所說(shuō)的反向室。因此，平衡閥包括另一個(gè)閥座，該另一個(gè)閥座與主閥座同時(shí)被驅(qū)動(dòng)，用于打開(kāi)反向室，以便一旦反向室被打開(kāi)保持平衡閥在打開(kāi)位置。優(yōu)選地主閥座被推桿操作以便實(shí)現(xiàn)緊湊的設(shè)計(jì)。當(dāng)主閥座被被設(shè)置為觸發(fā)塊的一部分的推桿打開(kāi)時(shí)，主閥驅(qū)動(dòng)活塞的閥座將也被打開(kāi)。直到在在主閥驅(qū)動(dòng)活塞下方的室中的壓力可以克服它的壓縮彈簧的彈性力，主閥將被保持在打開(kāi)狀態(tài)并且使主制動(dòng)管(HL)排氣和啟動(dòng)緊急制動(dòng)。當(dāng)劇烈峰值類型的加速度沖擊高于設(shè)定的觸發(fā)值時(shí)，那意味著高觸發(fā)加速度，觸發(fā)塊活塞的慣性力應(yīng)該優(yōu)選地克服觸發(fā)塊活塞的壓縮彈簧的彈性力以便開(kāi)始觸發(fā)塊的向它的上死端部位置的移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，可移動(dòng)部件，特別是上文提到的填充塊、填充塊壓縮彈簧、觸發(fā)塊活塞、觸發(fā)塊壓縮彈簧、主閥驅(qū)動(dòng)活塞和主閥壓縮彈簧被彼此同軸地設(shè)置在共用的殼體內(nèi)。那個(gè)特別的結(jié)構(gòu)保證了緊湊的設(shè)計(jì)。本發(fā)明的這些和其它的方面從根據(jù)在下文中描述的優(yōu)選的實(shí)施例中將變得明顯的。


圖I顯示了具有壓縮空氣制動(dòng)系統(tǒng)的軌道車輛的貨車的示意性的側(cè)視圖，以及圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的脫軌檢測(cè)器單元的縱向剖面圖。附圖中使用的參考標(biāo)號(hào)以及其意義被以概要形式列在參考標(biāo)號(hào)列表中。首要地，在圖中同樣的部件提供了相同的參考標(biāo)號(hào)。所有的圖都是示意圖。
具體實(shí)施例方式圖I顯示了軌道車輛的貨車I。沒(méi)有被進(jìn)一步地顯示出的壓縮空氣制動(dòng)系統(tǒng)的主制動(dòng)管HL從貨車的一端延伸到它的另一端。分支導(dǎo)管2把壓縮空氣制動(dòng)系統(tǒng)的主制動(dòng)管HL連接到脫軌檢測(cè)器單元4的進(jìn)氣口 3。脫軌檢測(cè)器單元4檢測(cè)軌道車輛上的定義的垂直加速度峰值以便把它們轉(zhuǎn)換成緊急制動(dòng)閥組件的驅(qū)動(dòng)沖擊，該驅(qū)動(dòng)沖擊用于通過(guò)經(jīng)由脫軌檢測(cè)器單元4的排氣口 5使主制動(dòng)管HL排氣而驅(qū)動(dòng)壓縮空氣制動(dòng)系統(tǒng)。參見(jiàn)圖2，脫軌檢測(cè)器單元4包括垂直可移動(dòng)的填充塊6，填充塊6與壓縮彈簧7串聯(lián)連接。這個(gè)塊-彈簧組件把有效的垂直加速度峰值轉(zhuǎn)換成被機(jī)械地連接的緊急制動(dòng)閥組件8的驅(qū)動(dòng)沖擊，該驅(qū)動(dòng)沖擊用以通過(guò)使主制動(dòng)管HL排氣而驅(qū)動(dòng)壓縮空氣制動(dòng)系統(tǒng)。緊急制動(dòng)閥組件8被通過(guò)觸發(fā)塊活塞9驅(qū)動(dòng)，觸發(fā)塊活塞9被由填充塊6操作的填充塊閥座10先導(dǎo)控制。填充塊6的有效的垂直運(yùn)動(dòng)累加由不同的頻率和峰值水平導(dǎo)致的先導(dǎo)壓力沖擊。因此，觸發(fā)塊活塞9和填充塊6形成用于緊急制動(dòng)閥組件8的雙塊觸發(fā)單元。如果劇烈峰值類型的加速度沖擊高于設(shè)定的觸發(fā)值，則觸發(fā)塊活塞9的慣性力克服觸發(fā)塊活塞9的壓縮彈簧的彈性力，以便開(kāi)始移動(dòng)觸發(fā)塊活塞9到它的上閉塞端位置。為了消除非有效的非常緩和的沖擊，觸發(fā)塊活塞9包括節(jié)流孔12，節(jié)流孔12用于使在觸發(fā)塊活塞9下方的先導(dǎo)控制室緩慢地排氣。上文中描述的可移動(dòng)部件被與緊急制動(dòng)閥組件8 一起集成在共用的殼體13中。緊急制動(dòng)閥組件8被設(shè)計(jì)為平衡閥，該平衡閥包括用于主閥座14的密封元件和用于在閉合閥位置把密封元件保持在主閥座14上的壓縮彈簧15。平衡閥包括另一個(gè)閥座16，該另一個(gè)閥座16與主閥座14同時(shí)被驅(qū)動(dòng)，用于打開(kāi)反向室17，以便一旦反向室17被打開(kāi)保持平衡閥在打開(kāi)位置。當(dāng)在在主閥驅(qū)動(dòng)活塞18下方的室17中的壓力克服由壓縮彈簧15產(chǎn)生的相反的力的時(shí)候，主閥座14被打開(kāi)。主閥座14被推桿19操作，推桿19被模制為在觸發(fā)塊活塞9上的延伸部分。推桿19同軸地延伸穿過(guò)主閥座14。脫軌檢測(cè)器4能夠處理可以來(lái)自于高速脫軌或者鐵軌-車輪接觸的突然脫離的劇烈峰值類型的加速度沖擊。在這種情況下，觸發(fā)壓力在一個(gè)步驟中被達(dá)到。脫軌檢測(cè)器4對(duì)于可以來(lái)自于低速脫軌的較低的但是重復(fù)發(fā)生的加速度峰值也是敏感的。在這種情況下，觸發(fā)壓力通過(guò)多個(gè)步驟被達(dá)到。這個(gè)集成的功能保證根據(jù)本發(fā)明的脫軌檢測(cè)器4對(duì)僅僅單個(gè)的緩和峰值是不敏感的，但是對(duì)于那些緩和峰值，如果它們重復(fù)發(fā)生，則是敏感的。當(dāng)緩和的但是重復(fù)發(fā)生的垂直加速度峰值高于設(shè)定的觸發(fā)值時(shí)，填充塊6的慣性力克服它的壓縮彈簧7的彈性力并且填充閥座10打開(kāi)一段時(shí)間以便先導(dǎo)控制在觸發(fā)塊活塞9下方的室。當(dāng)比被通過(guò)節(jié)流孔12排出的空氣更多的壓縮空氣被允許通過(guò)填充塊閥座10時(shí)，在在觸發(fā)塊活塞9下方的室中的壓力開(kāi)始增加。當(dāng)在所說(shuō)的室中的壓力可以克服觸發(fā)塊活塞9的壓縮彈簧11的彈性力和觸發(fā)塊活塞9的沖模慣性力的時(shí)候，以及開(kāi)始移動(dòng)觸發(fā)塊活塞9到它的上死端部位置以便驅(qū)動(dòng)用于啟動(dòng)緊急制動(dòng)的緊急制動(dòng)閥組件8。雖然本發(fā)明在附圖中和上文的描述中已經(jīng)被詳細(xì)地說(shuō)明和描述，但是這種說(shuō)明和描述將被認(rèn)為是說(shuō)明性的或者示例性的；本發(fā)明不被限制在揭露的實(shí)施例中。對(duì)實(shí)施例的其它的變更可以被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員并且通過(guò)根據(jù)對(duì)附圖、揭露的內(nèi)容和后附的權(quán)利要求的研究而實(shí)踐要求的發(fā)明而被理解和承認(rèn)。
參考標(biāo)號(hào)I 貨車2分支導(dǎo)管3 進(jìn)氣口4脫軌檢測(cè)器單元5 排氣口6填充塊7壓縮彈簧8緊急制動(dòng)閥組件9觸發(fā)塊活塞10填充塊閥座11壓縮彈簧12節(jié)流孔13 殼體14主閥座15壓縮彈簧16 閥座17反向室18主閥驅(qū)動(dòng)活塞19 推桿HL主制動(dòng)管R 排氣
權(quán)利要求
1.檢測(cè)軌道車輛上的垂直加速度峰值的脫軌檢測(cè)器単元(4)，所述脫軌檢測(cè)器単元(4 )包括垂直可移動(dòng)的填充塊(6 )，所述填充塊(6 )與壓縮彈簧(7 )串聯(lián)連接，用于把有效的垂直加速度峰值轉(zhuǎn)換成被機(jī)械地連接的緊急制動(dòng)閥組件(8)的驅(qū)動(dòng)沖擊，所述驅(qū)動(dòng)沖擊用于通過(guò)使主制動(dòng)管(HL)排氣而驅(qū)動(dòng)壓縮空氣制動(dòng)系統(tǒng)，特征在于 所述緊急制動(dòng)閥組件(8)由于所述填充塊(6)的垂直運(yùn)動(dòng)而被通過(guò)被預(yù)加載荷的觸發(fā)塊活塞(9)驅(qū)動(dòng)，以便形成用于所述緊急制動(dòng)閥組件(8)的雙塊觸發(fā)単元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脫軌檢測(cè)器単元， 其特征在干所述觸發(fā)塊活塞(9)被由所述填充塊(6)操作的填充塊閥座(10)先導(dǎo)控制，以便累加由所述軌道車輛上的有效垂直加速度的不同的頻率和峰值水平導(dǎo)致的所述先導(dǎo)壓カ沖擊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脫軌檢測(cè)器単元， 其特征在干所述緊急制動(dòng)閥組件(8)被設(shè)計(jì)為平衡閥，所述平衡閥包括用于主閥座(14)的密封元件和用于在所述閉合閥位置把所述密封元件保持在所述主閥座(14)上的壓縮彈簧(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脫軌檢測(cè)器単元， 其特征在于所述平衡閥包括另ー個(gè)閥座(16)，所述另ー個(gè)閥座(16)與所述主閥座(14)同時(shí)被驅(qū)動(dòng)以打開(kāi)反向室(17)，以便一旦所述反向室(17)被打開(kāi)保持所述平衡閥在所述打開(kāi)位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脫軌檢測(cè)器単元， 其特征在于所述主閥座(14)被所述觸發(fā)塊活塞(9)的推桿(19)操作，所述推桿(9)延伸穿過(guò)所述主閥座(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脫軌檢測(cè)器単元， 其特征在于當(dāng)在在所述主閥驅(qū)動(dòng)活塞(18)的下方的室中的所述壓カ克服由至少ー個(gè)壓縮彈簧(15)產(chǎn)生的相反的カ的時(shí)候，所述主閥座(14)被打開(kāi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脫軌檢測(cè)器単元， 其特征在于設(shè)置用于使在所述觸發(fā)塊活塞(9)下方的所述先導(dǎo)控制室緩慢地排氣的節(jié)流孔(12)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脫軌檢測(cè)器単元， 其特征在干如果所述劇烈峰值類型的加速度沖擊高于所述設(shè)定的觸發(fā)值，所述觸發(fā)塊活塞(9)的所述慣性力克服所述觸發(fā)塊活塞(9)的壓縮彈簧(11)的弾性力，以便開(kāi)始移動(dòng)所述觸發(fā)塊活塞(9)到它的上死端位置。
9.根據(jù)前面的權(quán)利要求中的至少ー項(xiàng)所述的脫軌檢測(cè)器単元， 其特征在于所有可移動(dòng)部件填充塊(6)、填充塊壓縮彈簧(7)、觸發(fā)塊活塞(9)、觸發(fā)塊壓縮彈簧(11)、主閥驅(qū)動(dòng)活塞(18)和主閥壓縮彈簧(15)被彼此同軸地設(shè)置在共用的殼體(13)內(nèi)。
10.具有通過(guò)使主制動(dòng)管(HL)排氣而被控制的壓縮空氣制動(dòng)系統(tǒng)的軌道車輛，包括緊急制動(dòng)閩組件， 特征是根據(jù)前面的權(quán)利要求中的至少ー項(xiàng)所述的脫軌檢測(cè)器単元(4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)軌道車輛上的垂直加速度峰值的脫軌檢測(cè)器單元(4)，脫軌檢測(cè)器單元(4)包括垂直可移動(dòng)的填充塊(6)，填充塊(6)與壓縮彈簧(7)串聯(lián)，用于把有效的垂直加速度峰值轉(zhuǎn)換成被機(jī)械地連接的緊急制動(dòng)閥組件(8)的驅(qū)動(dòng)沖擊，該驅(qū)動(dòng)沖擊用于通過(guò)使主制動(dòng)管(HL)排氣而驅(qū)動(dòng)壓縮空氣制動(dòng)系統(tǒng)，其中緊急制動(dòng)閥組件(8)由于填充塊(6)的垂直運(yùn)動(dòng)而被通過(guò)被預(yù)加載荷的觸發(fā)塊活塞(9)驅(qū)動(dòng)，以便形成用于緊急制動(dòng)閥組件(8)的雙塊觸發(fā)單元。
文檔編號(hào)B61F9/00GK102695641SQ201080055026
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者加博爾·奧奇科 申請(qǐng)人:克諾爾-布里姆斯軌道車輛系統(tǒng)有限公司