設(shè)置有側(cè)傾剛度控制裝置的鐵路交通工具懸架的制作方法
【專利說明】
[0001]發(fā)明
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及用于鐵路交通工具的氣動(dòng)懸架，特別地然而非排他地涉及副氣動(dòng)懸架(secondary pneumatic suspens1n)。本發(fā)明還涉及行駛系(running gear)，并且特別涉及設(shè)置有此類氣動(dòng)懸架的轉(zhuǎn)向架。本發(fā)明還涉及設(shè)置有此類氣動(dòng)懸架的鐵路交通工具和控制此類氣動(dòng)懸架的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]EP0568043中披露了具有主懸架和副懸架的鐵路交通工具。副懸架是包括定位在車廂本體(car body)和轉(zhuǎn)向架的兩側(cè)上的轉(zhuǎn)向架框架之間的環(huán)形空氣波紋管(toroidalair bellow)的氣動(dòng)懸架。每個(gè)空氣波紋管利用氣動(dòng)管線連接到密閉的輔助容積，以降低空氣懸架的垂直剛度，并增加所感受到的乘坐舒適度。遺憾的是，垂直剛度的該降低還導(dǎo)致了側(cè)傾剛度的下降，在鐵路交通工具通過彎道時(shí)具有不良影響，例如被乘客所感受到的增加的側(cè)向加速度、導(dǎo)電弓(pantograph)的側(cè)向位移和車廂本體寬度限制。為應(yīng)對(duì)側(cè)傾剛度的該下降，兩個(gè)三向閥門被布置在環(huán)形空氣波紋管和輔助容積之間，以在交通工具進(jìn)入彎道時(shí)，選擇性地將轉(zhuǎn)向架的一側(cè)上的一個(gè)空氣波紋管與關(guān)聯(lián)的輔助容積隔離，并且同時(shí)將該輔助容積連接到轉(zhuǎn)向架的另外一側(cè)上的另外的空氣波紋管并連接到關(guān)聯(lián)的輔助容積。當(dāng)交通工具進(jìn)入彎道時(shí)，彎道的內(nèi)側(cè)上的空氣波紋管被隔離，這減小了其有效氣動(dòng)容積并增加了其剛度，同時(shí)彎道外側(cè)上的空氣波紋管被連接到兩個(gè)空氣輔助容積，這進(jìn)一步降低了該側(cè)上的剛度。取決于空氣波紋管和輔助容積之間的容積比，副懸架的總體側(cè)傾剛度可以輕微地增加或甚至減少，這在轉(zhuǎn)彎時(shí)是不利的。
[0004]因此，存在對(duì)簡單并可靠的裝置的需求，以在鐵路交通工具通過彎道時(shí)充分地增加氣動(dòng)懸架的側(cè)傾剛度。
[0005]發(fā)明概述
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了氣動(dòng)懸架，該氣動(dòng)懸架包括待分別在行駛系的中間縱向垂直平面的左側(cè)和右側(cè)上定位在交通工具本體和行駛系之間以將交通工具本體支撐在行駛系上的至少一個(gè)左空氣波紋管和至少一個(gè)右空氣波紋管。附加空氣容積裝置利用抗側(cè)傾閥門裝置連接到左空氣波紋管和右空氣波紋管。彎道檢測(cè)器連接到抗側(cè)傾閥門裝置，以便在檢測(cè)到彎道時(shí)將左空氣波紋管和右空氣波紋管與附加空氣容積裝置隔離。
[0007]空氣波紋管的垂直剛度與空氣波紋管中的空氣體積成反比。側(cè)傾剛度的一階近似是行駛系的左側(cè)和右側(cè)上的懸架的垂直剛度的絕對(duì)值之和。當(dāng)交通工具在直線軌道上行駛時(shí)，每個(gè)空氣波紋管與一個(gè)附加容積相關(guān)聯(lián)，以提供相對(duì)柔軟的懸架，例如，懸架的低垂直和側(cè)傾剛度。當(dāng)檢測(cè)到彎道時(shí)，左空氣波紋管和右空氣波紋管這二者同時(shí)與附加空氣容積裝置隔離，并且行駛系的兩側(cè)上的垂直剛度增加，這引起側(cè)傾剛度的增加。
[0008]根據(jù)實(shí)施例，抗側(cè)傾閥門裝置包括用于將附加空氣容積裝置連接到左空氣波紋管的左抗側(cè)傾閥門和用于將附加空氣容積裝置連接到右空氣波紋管的右抗側(cè)傾閥門。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，左抗側(cè)傾閥門和右抗側(cè)傾閥門中的每一個(gè)都是雙位、雙向閥門，是特別簡單的配置。
[0009]附加空氣容積裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)腔。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，附加空氣容積裝置包括經(jīng)由抗側(cè)傾閥門裝置連接到左空氣波紋管的至少一個(gè)左附加空氣腔，和經(jīng)由抗側(cè)傾閥門裝置連接到右空氣波紋管的至少一個(gè)右附加空氣腔。左附加空氣腔和右附加空氣腔可以完全地相互隔離，或者可以利用含有或者不含噴嘴的壓差式閥門相互連接。如以上所述，抗側(cè)傾閥門裝置可包括一個(gè)共用閥門或兩個(gè)獨(dú)立閥門，即，在左附加空氣腔和左空氣波紋管之間的左抗側(cè)傾閥門，以及在右附加空氣腔和右空氣波紋管之間的右抗側(cè)傾閥門。
[0010]附加空氣容積裝置可以包括經(jīng)由抗側(cè)傾閥門裝置連接到左空氣波紋管和右空氣波紋管二者的一個(gè)或多個(gè)共用空氣腔。共用空氣腔或多個(gè)共用空氣腔可以是附加空氣容積裝置的僅有的腔，或者可以與左附加空氣腔和右附加空氣腔組合。
[0011]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，附加空氣容積裝置可以包括經(jīng)由抗側(cè)傾閥門裝置連接到左空氣波紋管的至少一個(gè)左附加空氣容積，和經(jīng)由抗側(cè)傾閥門裝置連接到右空氣波紋管的至少一個(gè)右附加空氣容積?？箓?cè)傾閥門裝置可以包括單獨(dú)的雙位、四向閥門。
[0012]優(yōu)選地，附加空氣容積裝置具有至少大于左空氣波紋管和右空氣波紋管的總?cè)莘e的一半的總?cè)莘e。
[0013]附加空氣容積裝置可被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)密閉的室，該一個(gè)或多個(gè)密閉的室在行駛系的框架內(nèi)或在車廂本體的框架內(nèi)實(shí)現(xiàn)。替代性地，附加空氣容積可包括一個(gè)或多個(gè)氣動(dòng)罐。
[0014]彎道檢測(cè)器可以包括一個(gè)或多個(gè)側(cè)向加速度檢測(cè)器，特別是一個(gè)傳輸電信號(hào)的加速度計(jì)，或者位于行駛系的前端和后端處的一對(duì)側(cè)向加速度計(jì)，或者利用聯(lián)動(dòng)件(linkage)聯(lián)接到閥門或多個(gè)閥門的擺動(dòng)質(zhì)量塊。彎道檢測(cè)器還可以包括聯(lián)接到軌道地圖的GPS系統(tǒng)以預(yù)測(cè)進(jìn)入彎道。其還可以包括檢測(cè)車廂本體圍繞垂直軸線相對(duì)于行駛系的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)傳感器。其還可以包括側(cè)傾傳感器，例如檢測(cè)車廂本體圍繞水平、縱向軸線相對(duì)于行駛系的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)傳感器。其還可以包括位移傳感器，用于檢測(cè)車廂本體相對(duì)于行駛系的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)傳感器和/或位移傳感器可以包括聯(lián)動(dòng)件，例如連接在車廂本體和行駛系之間并機(jī)械地聯(lián)接到閥門的一個(gè)或多個(gè)連接桿或連接杠。
[0015]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，在沒有來自彎道檢測(cè)器的信號(hào)的情況下，抗側(cè)傾閥門裝置被向著關(guān)閉位置偏置以將左空氣波紋管和右空氣波紋管與附加空氣容積裝置隔離。這提供了檢測(cè)器故障情況下的故障保護(hù)運(yùn)行模式。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了用于鐵路交通工具的行駛系，該行駛系包括輪組、框架和與行駛系相關(guān)聯(lián)的以上所描述的氣動(dòng)懸架。行駛系可以是單軸行駛系、具有超過兩個(gè)輪組的雙軸轉(zhuǎn)向架或行駛系。其可以是常規(guī)的枕梁(bolster)轉(zhuǎn)向架或無枕梁轉(zhuǎn)向架。
[0017]懸架優(yōu)選地是副懸架，S卩，用于將鐵路交通工具的交通工具本體(例如車廂本體或車艙本體)支撐在行駛系的框架之上的懸架平臺(tái)(suspens1n stage)。該副懸架可以與在輪子和行駛系的框架之間的主懸架平臺(tái)互補(bǔ)或可以不與輪子和行駛系的框架之間的主懸架平臺(tái)互補(bǔ)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，氣動(dòng)懸架優(yōu)選地與行駛系的框架連接。氣動(dòng)懸架還可以連接到行駛系的枕梁，在該情況下其可以在枕梁和框架之間延伸，或者在枕梁和車廂本體之間延伸。
[0018]行駛系還可以包括用于將框架支撐在輪組上的主懸架。
[0019]行駛系可以包括設(shè)置有用于引導(dǎo)行駛系相對(duì)于交通工具本體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的樞軸的枕梁，在該情況下，副空氣懸架在枕梁和交通工具本體之間、枕梁和行駛系框架之間或者交通工具本體和行駛系框架之間可以是有效的。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了鐵路交通工具，其包括支撐在至少一個(gè)、優(yōu)選地至少兩個(gè)如以上所描述的行駛系上的交通工具本體。行駛系可定位在車廂本體的兩個(gè)端部之間。替代性地，行駛系還可以是位于兩節(jié)鄰接的車廂之間的所謂的Jacob類型或鉸接的行駛系，支撐前車廂的后端部和鄰接的后車廂的前端部。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了控制在軌道上行駛的鐵路交通工具的側(cè)傾運(yùn)動(dòng)的方法，該鐵路交通工具設(shè)置有氣動(dòng)懸架，該氣動(dòng)懸架包括左垂直空氣波紋管和右垂直空氣波紋管以及附加空氣容積裝置，該方法包括:
[0022]-檢測(cè)軌道的彎道；
[0023]-當(dāng)檢測(cè)到彎道時(shí)，將左空氣波紋管和右空氣波紋管與附加空氣容積裝置隔離，以使氣動(dòng)懸架變硬；
[0024]-當(dāng)未檢測(cè)到彎道時(shí)，將左空氣波紋管和右空氣波紋管連接到附加空氣容積裝置，以使氣動(dòng)懸架變軟。
[0025]左垂直空氣波紋管和右垂直空氣波紋管的變硬引起了側(cè)傾剛度的增加。
【附圖說明】
[0026]現(xiàn)在將僅通過示例且以不限制權(quán)利要求范圍的方式，并參照附圖來描述本發(fā)明的闡釋性實(shí)施例，在附圖中:
[0027]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的鐵路交通工具的示意圖；
[0028]圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的鐵路交通工具的示意圖；
[0029]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的鐵路交通工具的示意圖；
[0030]圖4是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的鐵路交通工具的示意圖；
[0031]圖5是根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的鐵路交通工具的示意圖；
[0032]圖6是根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的鐵路交通工具的示意圖。
[0033]在每幅圖中，對(duì)應(yīng)的參考編號(hào)指代相同或?qū)?yīng)的部件。
[0034]優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述
[0035]參照?qǐng)D1，鐵路交通工具10包括支撐在一個(gè)或多個(gè)行駛系(在本實(shí)例中為轉(zhuǎn)向架14)上的車廂本體12。每個(gè)轉(zhuǎn)向架14包括在鐵路軌道18上行駛并且軸頸容納在一對(duì)軸箱20L、20R中的至少一個(gè)輪組16，利用主懸架24聯(lián)接到軸箱20的轉(zhuǎn)向架框架22，主懸架24可以是氣動(dòng)式或機(jī)械式的例如具有螺旋狀和/或橡膠彈簧或者不同彈簧的任何組合的懸架。
[0036]轉(zhuǎn)向架框架22支撐可利用中心樞軸28相對(duì)于轉(zhuǎn)向架框架22圍繞垂直軸線100自由地旋轉(zhuǎn)的枕梁26。側(cè)托架(bearer) 30限制兩個(gè)部件之間的其它自由度。枕梁26由包括分別定位在車廂本體的垂直縱向平面102的左側(cè)和右側(cè)的至少一個(gè)左波紋管34L和一個(gè)右波紋管34R的副懸架32聯(lián)接到車廂本體12。左波紋管和右波紋管34L、34R沿著垂直方向支撐車廂本體