专利名称：用于使前舱盖枢转的装置和前舱盖组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于使轨道车辆(特别是铁路车辆)的前舱盖(front hatch)枢转的装置，以及前舱盖组件。
背景技术：
公知地，在铁路车辆技术中，在火车的前端设置前舱盖是公知的，其中，前舱盖在关闭状态下覆盖车钩匣(coupler pocket)，从而保护连接结构的结构元件和部件不受环境的影响，例如灰尘、冰或冰霜(icing)。另外，这种前舱盖可以被赋予消除空气动力学上不利的前部区域(frontal section)的功能，这在例如高速铁路等的流线型火车的情况下特别重要。设置为单件式单元的前舱盖和设置为两件式单元(two-piece unit)的前舱盖是公知的，上述两种前舱盖在通常情况下关闭，只有在需要使用车钩(coupler)时打开，例如在两个火车以双牵引(double traction)模式运行时打开前舱盖。手动或自动的可驱动的前舱盖运动机构用于使前舱盖相对于车辆底盘(chassis)移动，并使用于中心缓冲车钩 (central buffer coupling)的工作区域暴露。
发明内容
本发明基于说明一种设计简单且具有可靠性特征的前舱盖运动机构 (kinematics)的目的。具体地，本发明意在说明用于使轨道车辆的前舱盖枢转的装置和前舱盖组件，由于结构简单，总重量可以减轻且同时单元的故障敏感性(susceptibility to failure)降低。说明一种使前舱盖枢转的装置以实现这个目的，其中该装置包括可连接到该前舱盖的第一枢转杆和第二枢转杆，其中所述两个枢转杆能够围绕共同旋转轴线旋转，从而使前舱盖相对于车辆底盘枢转。根据本发明的装置还包括可以与车辆底盘连接的第一驱动元件和第二驱动元件，其中所述第一驱动元件与所述第一枢转杆相互作用，从而当所述第一驱动元件被驱动时在所述第一枢转杆上施加扭矩。所述第二驱动元件与所述第二枢转杆相互作用，从而当所述第二驱动元件被驱动时在所述第二枢转杆上施加扭矩。根据本发明，还提供了以形成为杆形元件的同步元件，该同步元件沿所述第一枢转杆和所述第二枢转杆的共同旋转轴线延伸，从而所述同步元件的一侧连接到所述第一枢转杆而另一侧连接到所述第二枢转杆，以使所述枢转杆的旋转运动同步。本发明的技术方案能实现的效果是明显的。提供的杆形同步元件确保了通过各自的枢转杆连接到前舱盖的两个驱动元件始终同步操作。因此，使前舱盖枢转所需要的力在两个驱动元件之间划分。具体地，这因此可以减少施加在与各驱动元件关联的驱动机构上的载荷，从而明显地降低了前舱盖运动机构对故障的敏感性。但是，在两个驱动元件中的一个发生故障的情况下，前舱盖仍然可以枢转，因为用于使前舱盖枢转的两个枢转杆的运动通过杆形同步元件同步。
本发明技术方案的有利的改进在附加的权利要求中阐明。在本发明的装置的一个优选的实施方式中，两个驱动元件分别优选以包括可伸缩的活塞的气动、液动或者电动的驱动缸(actuating cylinder)的形式设置。所述活塞优选地通过驱动机构与相连的枢转杆相互作用。可以想象地，例如，驱动机构一方面包括双臂曲柄(bell crank)，另一方面包括偏心盘。在这个实施方式中，相连的驱动元件的活塞用于与双臂曲柄铰接。另一方面，驱动机构的偏心盘用于与杆形同步元件的端部区域连接。在本发明技术方案所提出的前舱盖运动机构的这种实现方式中，双臂曲柄优选与偏心盘相互作用，从而当各驱动元件被驱动时，作用在双臂曲柄上的扭矩的至少一部分被传递到偏心盘，并从偏心盘传递到杆形同步元件。驱动机构的双臂曲柄一方面优选与车辆底盘(车架)连接，从而可以垂直于车辆行进的方向枢转，另一方面，双臂曲柄通过偏心盘连接到同步元件。这里使用的术语“双臂曲柄”通常理解为设计为将偏心盘的直线运动转化为旋转运动的机构。为了使驱动元件和关联的枢转杆可操作地连接，设置双臂曲柄和包括与双臂曲柄相互作用的偏心盘的驱动机构可以容易地产生旋转运动，该旋转运动继而用于使前舱盖枢转。在下文说明的本发明的技术方案的实施方式中，每个驱动机构的双臂曲柄优选可以相对于车辆底盘绕平行于杆形同步元件延伸的旋转轴线旋转。因此，每个驱动机构的偏心盘优选相对于车辆底盘绕两个枢转杆的共同旋转轴线旋转。这构成了驱动机构的容易实现并且不易故障的方案，从而使各驱动元件和关联的枢转杆能够相互作用。另外还能想到地，驱动元件分别绕平行于杆形同步元件延伸的旋转轴线相对于车辆底盘旋转，其中每个驱动机构的双臂曲柄可以绕平行于杆形同步元件延伸的旋转轴线相对于车辆底盘旋转，并且每个驱动机构的双臂曲柄包括滑动引导件，以强行引导驱动机构的偏心盘。通过设置这种滑动引导件，由驱动元件施加的线性运动可以很容易地被转化成为使前舱盖相对于车辆底盘枢转所需的旋转运动。驱动机构的一个优选实现方式也同样提供了连接杆，该连接杆的一侧与驱动机构的双臂曲柄铰接，另一侧与驱动机构的偏心盘铰接。每个驱动元件优选与关联的驱动机构共同设置在可固定连接到车辆底盘的两个支撑板之间，以保护前舱盖运动机构的精巧组件。这里可以想象地，每个支撑板都设置在垂直于杆形同步元件所排列的直线的平面中，并通过至少一个间隔元件固定地连接在一起。另外，能够想到并且优选地，使用至少两个间隔元件来连接支撑板，并且每个驱动机构的双臂曲柄与所述至少两个间隔元件中的第一个连接，从而绕平行于杆形同步元件延伸的旋转轴线旋转。此外，每个驱动机构还可以包括压力弹簧(具体地为气动弹簧)，该压力弹簧的一侧与驱动机构的偏心盘铰接，另一侧与所述至少两个间隔元件中的第二个铰接。为了能够限制可以由设置在支撑板之间的驱动元件之一驱动的枢转杆的相对运动，优选地在两个支撑板中的至少一个上设置限制止挡件(limit stop)。关于前舱盖的连接，本发明装置的一个优选实现方式提供了分别可绕平行于杆形同步元件延伸的旋转轴线旋转地连接于前舱盖的第一枢转杆和第二枢转杆。至少还提供了与第一枢转杆和第二枢转杆相互作用的第一附加枢转杆和第二附加枢转杆，使得第一枢转杆和第一附加枢转杆与第二枢转杆和第二附加枢转杆分别形成四元接头(quadruple joint)，前舱盖可以通过该四元接头连接到车辆底盘。因此，这也能够导致相对于车辆底盘的运动，该运动是为了使前舱盖枢转的线性运动和枢转运动的叠加，从而使前舱盖枢转所需的空隙减少。最后，根据本发明的装置的一个优选实施方式提供框架，该框架优选可拆卸地固定于车辆底盘，第一驱动元件和第二驱动元件通过该框架(非直接地)与车辆底盘连接。本发明还涉及用于轨道车辆(特别是铁路车辆)的前舱盖组件，其中所述前舱盖组件包括优选地由玻璃纤维增强塑料(glass-fiber reinforced plastic)制成的前舱盖， 和具有上述类型的用于使所述前舱盖枢转的装置的前舱盖运动机构。
下面结合附图对本发明实施方式进行更详细地描述。图示为图1是根据本发明的前舱盖组件的典型实施方式的透视图；图2是用于根据图1的前舱盖组件的部件的部分的分解视图；图3是根据图1的前舱盖组件的驱动机构和关联的驱动元件的透视图；图4是根据图3的驱动机构的部分的分解视图；图fe是在前舱盖关闭状态下的根据图1的前舱盖组件的侧视图；图恥是在前舱盖打开状态下的根据图1的前舱盖组件的侧视图；图6是在前舱盖关闭/打开状态下的根据图1的前舱盖组件的部分截面侧视图。参考标记列表1前舱盖
3，3，第一枢转杆/第二二枢转杆
4，4，第一附加枢转杆/ζ第二附加枢转杆
5，5，支撑板
6，6，限位止挡件
7，7，双臂曲柄
8，8，偏心盘
9，9，压力弹簧/气动弹簧
10杆形同步元件11，11，连接杆12，12’第一间隔元件13，13，第二间隔元件14，14’第一驱动元件/第二驱动元件15，15’第一驱动元件的驱动缸/第二驱动元件的驱动缸16，16’第一驱动元件的活塞/第二驱动元件的活塞100 前舱盖组件R第一枢转杆和第二枢转杆的共同旋转轴线
具体实施例方式下面结合附图来描述前舱盖组件100的典型实施方式，根据本发明，该前舱盖组件使用装置(前舱盖运动机构)来使前舱盖1枢转。具体地，从图1所示的内容中可以看到，本发明的技术方案的实施方式包括单独的前舱盖1，该前舱盖1可以通过两个侧驱动单元(lateral drive unit)而相对于车辆底盘(未图示)枢转，从而使被前舱盖1覆盖的车钩的工作区域暴露出来。用于本发明的前舱盖组件100的典型实施方式中并且作为整体构成前舱盖运动机构的侧驱动单元为对称的结构，从而确保动传动系统(power train)中无扭矩的力流(torque-free flow of force)0具体地，两个侧驱动单元中的每个包括驱动元件14、14’，以及与相应的所述驱动元件14、14’关联的驱动机构。与此相关地，参考根据图2的分解视图，该视图描绘了两个驱动单元中的一个的单独部件连同前舱盖1.因此，每个驱动单元包括驱动元件14、14’，在所述的典型实施方式中，驱动元件 14、14，包括气动、液动或电动驱动缸15、15，和活塞16、16’，当驱动元件14、14，被驱动时， 活塞16、16’能够从驱动缸15、15’伸展/收缩。每个驱动元件14、14’都设置有驱动机构， 通过该驱动机构，施加在驱动元件14、14’的活塞16、16’上的线性力转化为旋转运动，从而在相应的杠杆机构(lever mechanism)上施加扭矩，从而使前舱盖1相对于车辆底盘枢转。具体地，从图1所示的内容中尤其可以看到，枢转机构(pivoting mechanism)包括可拆卸地连接到前舱盖1上的第一枢转杆(Pivot lever) 3和可拆卸地连接到前舱盖1 上第二枢转杆3’，其中该第一枢转杆3与第一驱动单元的第一驱动元件14相互作用，第二枢转杆3’与第二驱动单元的第二驱动元件14’相互作用。从图4中尤其可以看到，每个驱动单元包括驱动机构，该驱动机构使驱动元件14、 14’和关联的枢转杆3、3’相连。在典型的实施方式中，驱动机构包括双臂曲柄7、7’，驱动元件14、14，的活塞16、16，铰接(articulate)于该曲柄7、7，。另外还设置有与双臂曲柄 7、7’相互作用的偏心盘8、8’，所以当各驱动元件14、14’被驱动时，作用在双臂曲柄7、7’ 上的扭矩的至少一部分被传递到所述偏心盘8、8’。本发明技术方案的特征不仅在于使用两个单独的驱动单元，每个所述驱动单元包括驱动元件14、14’和关联的驱动机构，从而使前舱盖1枢转，而且尤其还在于具有同步元件10，该同步元件10可以使通过单独的驱动元件14、14’施加在相连的枢转杆3、3’上的旋转运动同步。具体地，尤其在图1的所示的内容中可以看到，在典型实施方式中使用杆形元件作为同步元件10，该同步元件10设置在两个枢转杆3、3’的共同旋转轴线R上。因此，杆形同步元件10的一侧连接到第一枢转杆3，另一侧连接到第二枢转杆3’。杆形同步元件10的各个端部分别连接到与第一驱动元件14连接的驱动机构的偏心盘8和与第二驱动元件14’连接的驱动机构的偏心盘8’，从而当驱动所述驱动元件14、 14’中的至少一个时，作用在相关联的枢转杆7、7’上的扭矩会传递到相关联的偏心盘8、8’ 上，并从该偏心盘8、8’传递到杆形同步元件10。结合图4和图6可以看到，所描述的本发明前舱盖组件100的典型实施方式使每个驱动机构的双臂曲柄7、7’能够绕平行于杆形同步元件10延伸的旋转轴线相对于车辆底盘旋转，其中每个驱动机构的偏心盘8、8’能够绕两个枢转杆3、3’的共同旋转轴R线相对于车辆底盘旋转。每个驱动机构中的双臂曲柄7、7’和偏心盘8、8’之间的具体相互作用可以在例如图4所示的内容中看出。如上所述，每个驱动机构的双臂曲柄7、7’能够绕平行于杆形同步元件10延伸的旋转轴线相对于车辆底盘旋转，并且该双臂曲柄7、7’包括滑动导向件，从而强行引导与驱动机构连接的偏心盘8、8’。每个驱动机构还包括连接杆11、11’，该连接杆11、11’的一侧铰接于驱动机构的双臂曲柄7、7’，另一侧铰接于驱动机构的偏心盘8、8’。在本发明的前舱盖运动机构的典型实施方式中，驱动元件14、14’和关联的驱动机构一起设置在固定地连接于车辆底盘上的两个支撑板5、5’之间。具体地，所述实施方式中的每个支撑板5、5’设置在垂直于杆形同步元件10的所排列的直线的平面上，并且支撑板 5、5’通过两个间隔元件(spacer element) 12、13和12’、13’固定连接在一起。设置这种支撑板5、5’能够简单并有效地防止损坏驱动元件14、14’和关联的驱动机构。从图6中尤其可以看到，所描述的本发明技术方案的典型实施方式将每个驱动机构的双臂曲柄7、7’设置为与第一间隔元件12、12’连接，从而能够绕平行于杆形同步元件 10延伸的旋转轴线旋转。另一方面，每个驱动机构还包括压力弹簧9、9’(特别是气压弹簧)，该压力弹簧的一侧铰接于驱动机构的偏心盘8、8’，另一侧铰接于第二间隔元件13、 13’。每个驱动元件14、14’与两个相应的支撑板5、5’连接，从而能够绕平行于杆形同步元件10延伸的旋转轴线旋转。从图3的描绘中可以看到，在两个支撑板5、5’中的一个上设置有限制止挡件6、 6’，从而能够限制枢转杆3、3’的相对运动，该枢转杆3、3’能够由设置在支撑板5、5’之间的驱动元件14、14’驱动。在附图所描绘的典型实施方式中，第一枢转杆3和第二枢转杆3’可以分别与前舱盖1连接，从而能够绕平行于杆形同步元件10延伸的旋转轴线枢轴旋转。此外还提供了第一附加枢转杆4和第二附加枢转杆4’，该第一附加枢转杆4和第二附加枢转杆4与第一枢转杆3和第二枢转杆3’相互作用，从而使第一枢转杆3和第一附加枢转杆4以及第二枢转杆3’和第二附加枢转杆4’分别形成四元接头(quadruple joint)，前舱盖1可以通过该四元接头连接到车辆底盘。本发明技术方案并不限于附图中所描绘的典型实施方式，而应当将此处所公开的特征作为整体来考虑。尤其可以想象的是，还设置有优选可拆卸地连接到车辆底盘的框架，其中，第一驱动元件14和第二驱动元件14’连接到所述框架。本发明的特征在于使用两个对称设置的驱动单元来使前舱盖1枢转，其中两个驱动单元中的每个都包括驱动元件14、14’和驱动机构，从而在驱动元件14、14’被驱动时在相关联的枢转杆3、3’上施加扭矩。两个驱动单元的枢转杆3、3’通过杆形同步元件10连接在一起，从而两个驱动单元是备用(redundant)的。即使两个驱动单元中的一个失效，一个驱动单元也足以实现功能并使前舱盖1相对于车辆底盘枢转。最关键的就是用相同的部件来构建两个驱动单元，从而使这些驱动单元能够对称并经济地获得这些驱动单元。驱动单元的对称结构可以确保传动系统中的无扭矩的力流。
权利要求
1.用于使轨道车辆特别是铁路车辆的前舱盖(1)枢转的装置，其中该装置包括 第一枢转杆C3)和第二枢转杆(3’)，所述第一枢转杆C3)和所述第二枢转杆(3’ )能够与所述前舱盖(1)连接，其中，所述两个枢转杆(3，3’)能够绕共同的旋转轴线(I )旋转， 以使所述前舱盖(1)相对于车辆底盘枢转；第一驱动元件(14)，该第一驱动元件(14)能够连接到所述车辆底盘上，所述第一驱动元件(14)与所述第一枢转杆C3)相互作用，从而当所述第一驱动元件(14)被驱动时在所述第一枢转杆( 上施加扭矩；第二驱动元件(14’)，该第二驱动元件(14’)能够连接到所述车辆底盘上，所述第二驱动元件(14’ )与所述第二枢转杆(3’ )相互作用，从而当所述第二驱动元件(14’ )被驱动时在所述第二枢转杆(3’ )上施加扭矩；和同步元件(10)，该同步元件(10)形成为沿所述共同的旋转轴线延伸的杆形元件，所述同步元件(10)的一侧连接到所述第一枢转杆(3)，所述同步元件(10)的另一侧连接到所述第二枢转杆(3’)，从而使所述枢转杆(3，3’ )的旋转运动同步；其中，所述第一枢转杆C3)和第二枢转杆(3’ )能够分别连接到所述前舱盖(1)，从而能够绕平行于所述杆形的同步元件(10)延伸的旋转轴线枢转，其中，还设置有第一附加枢转杆(4)和第二附加枢转杆(4’)，该第一附加枢转杆(4)和第二附加枢转杆G’)与所述第一枢转杆C3)和第二枢转杆(3’)相互作用，从而使所述第一枢转杆( 和所述第一附加枢转杆以及所述第二枢转杆(3’ )和所述第二附加枢转杆(4’ )分别形成四元接头，所述前舱盖(1)能够通过该四元接头连接到所述车辆底盘上， 以及其中，每个所述驱动元件(14，14’ )包括优选为具有可伸缩的活塞(16，16’ )的气动、 液动或电动的驱动缸(15，15’ )。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述驱动元件(14，14’)通过驱动机构与关联的枢转杆(3，3’ )相互作用，其中，所述驱动机构包括双臂曲柄(7，7’)，所述驱动元件(14，14’ )的所述活塞(16，16’ )分别与所述双臂曲柄(7，7’)铰接；和偏心盘(8，8’)，该偏心盘(8，8’ )与所述杆形的同步元件(10)的端部区域连接， 其中，所述双臂曲柄(7，7’ )与所述偏心盘(8，8’ )相互作用，使得当各个所述驱动元件(14，14’)被驱动时，作用在所述双臂曲柄(7，7’)上的扭矩的至少一部分被传递到所述偏心盘(8，8’)，并从所述偏心盘(8，8’ )传递到所述杆形的同步元件(10)。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，每个所述驱动机构的所述双臂曲柄(7，7’)能够绕平行于所述杆形的同步元件(10)延伸的旋转轴线相对于所述车辆底盘旋转，其中每个所述驱动机构的所述偏心盘(8，8’ )能够绕所述两个枢转杆(3，3’ )共同的所述旋转轴线 (R)相对于所述车辆底盘旋转。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其中，所述驱动元件(14，14’)能够分别绕平行于所述杆形的同步元件(10)延伸的旋转轴线而相对于所述车辆底盘旋转，以及其中每个所述驱动机构的所述双臂曲柄(7，7’)能够绕平行于所述杆形的同步元件(10)延伸的旋转轴线而相对于所述车辆底盘旋转，并且每个所述驱动机构的所述双臂曲柄(7，7’ )包括滑动导向件，从而强行引导所述驱动机构的所述偏心盘(8，8’)。
5.根据权利要求2至4中任意一项所述的装置，其中，每个所述驱动机构还包括连接杆 (11，11’)，该连接杆(11，11’ )的一侧与所述驱动机构的所述双臂曲柄(7，7’ )铰接，该连接杆(11，11’ )的另一侧与所述驱动机构的所述偏心盘(8，8’ )铰接。
6.根据权利要求2至5中任意一项权利要求所述的装置，其中，每个所述驱动元件 (14，14’ )优选地与关联的驱动机构一起设置在能够固定地连接到所述车辆底盘上的两个支撑板(5，5’ )之间。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，每个所述驱动元件(14，14’)分别与所述两个支撑板(5，5’ )中的一个连接，从而能够绕平行于所述杆形的同步元件(10)延伸的旋转轴线旋转。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其中，所述支撑板(5，5，)分别设置在垂直于所述杆形的同步元件(10)所排列的直线的平面中，并且所述支撑板(5，5’ )通过至少一个间隔元件(12，13 ；12，，13，)固定连接在一起。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，每个所述驱动机构的所述双臂曲柄(7，7’)与第一间隔元件(12，12’ )连接，从而能够绕平行于所述杆形的同步元件(10)延伸的旋转轴线旋转。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其中，每个所述驱动机构还包括压力弹簧(9， 9’)，特别是气动弹簧，该压力弹簧的一侧铰接于所述驱动机构的所述偏心盘(8，8’)，所述压力弹簧的另一侧铰接于第二间隔元件(13，13’)。
11.根据权利要求6至10中任意一项权利要求所述的装置，其中，在所述两个支撑板 (5，5，)中的至少一个上设置有限制止挡件(6，6’)，从而限制所述枢转杆(3，3’)的相对运动，所述枢转杆(3，3’ )能够由设置在所述支撑板(5，5’ )之间的所述驱动元件(14，14’ ) 驱动。
12.根据上述任意一项权利要求所述的装置，该装置还包括框架，该框架优选可拆卸地固定在于所述车辆底盘，其中，所述第一驱动元件(14)和第二驱动元件(14’ )与相同的框架连接。
13.用于轨道车辆特别是铁路车辆的前舱盖组件，该前舱盖组件包括前舱盖(1)和根据上述任意一项权利要求所述的用于使所述前舱盖(1)枢转的装置，所述前舱盖(1)优选地由玻璃纤维增强塑料制成。
全文摘要
本发明涉及用于使轨道车辆的前舱盖枢转的装置。目的在于减轻重量的同时能够降低故障敏感性，本发明提供的装置包括能够与前舱盖连接的第一枢转杆和第二枢转杆，其中两个枢转杆可以绕共同的旋转轴线旋转以使前舱盖相对于所述车辆底盘枢转。所述装置还包括能够与车辆底盘连接的第一驱动元件和第二驱动元件，第一驱动元件与第一枢转杆能够相互作用，当驱动第一驱动元件时在第一枢转杆上施加扭矩，第二驱动元件与第二枢转杆能够相互作用，当驱动第二驱动元件时在第二枢转杆上施加扭矩。所述装置还包括形成为沿共同的旋转轴线延伸的同步元件，该同步元件的一侧与第一枢转杆连接，另一侧与第二枢转杆连接，从而使枢转杆的旋转运动同步。
文档编号B61D17/00GK102310865SQ201110136540
公开日2012年1月11日 申请日期2011年5月24日 优先权日2010年6月8日
发明者M·阿伦斯 申请人:沃依特专利有限责任公司