用于轨道车辆的障碍物和脱轨检测装置
【技术领域】
1.本发明涉及一种用于轨道车辆的障碍物和脱轨检测装置。


背景技术：

2.这种检测装置旨在布置在轨道车辆的前部，使得当轨道车辆与障碍物碰撞时，或者当车轮爬上轨道并从轨道上掉落时，该检测装置被致动。
3.从现有技术中已知一种检测装置，该检测装置包括旨在布置在轨道车辆的前部上的横梁。
4.当障碍物以高于第一预定阈值(通常高于100dan)的冲击力与横梁发生碰撞时，检测到所述障碍物。
5.当轨道以高于第二预定阈值(通常高于500dan)的冲击力与横梁发生碰撞时，检测到脱轨。这在车轮爬上轨道并从轨道上掉落时发生。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提出一种检测装置，该检测装置能够检测障碍物和脱轨两者，同时比现有技术的装置更经济。
7.为此，本发明涉及一种用于沿纵向延伸的轨道车辆的障碍物和脱轨检测装置，包括横梁，该横梁旨在布置在轨道车辆的前部上，其特征在于：
8.‑
检测装置包括：至少一个支撑件，该至少一个支撑件旨在固定在轨道车辆上；至少一个杆，该至少一个杆保持横梁；以及围绕轴线的枢转连接件，该枢转连接件用于将杆连接到支撑件，使得横梁能够围绕轴线摆动，
9.‑
检测装置包括接触致动器，该接触致动器布置在支撑件上，被配置为当杆与该接触致动器接触时生成紧急信号。
10.由于枢转连接件，当横梁在纵向上与障碍物发生碰撞时，杆朝向接触致动器摆动。
11.此外，横梁在脱轨的情况下也能够摆动。实际上，在脱轨的情况下，横梁与轨道接触，使得横梁由于轨道车辆的速度而向后摆动。
12.在两种情况下，杆都朝向接触致动器摆动。由此，在障碍物或脱轨的两种情况下，接触致动器都可以被致动。
13.本发明的检测装置通过在两种情况下以相同的方式涉及相同的动作(例如，紧急制动)而不需要区分障碍物或脱轨两种情况。因此，根据本发明的检测装置非常简单，由此是经济的。
14.根据本发明的检测装置还可以包括以下特征中的任何一个，这些特征以本身或以任何可能的组合采用：
15.‑
检测装置包括保持装置，该保持装置用于在不受力时或者在经受小于预定阈值的角耦合时将横梁保持在静止位置。
16.‑
保持装置包括互补的至少第一磁性元件和第二磁性元件，其中第一磁性元件布
置在杆上，并且第二磁性元件布置在支撑件上。
17.‑
接触致动器包括布置在杆后面的开关，当杆与该开关接触时，该开关被致动。
18.‑
检测装置包括布置在支撑件上的机械止动件，该机械止动件旨在限制横梁围绕轴线的摆动。
19.‑
各个杆被成形为使得横梁关于纵向布置在轴线的后面，使得横梁能够在受到沿竖直向上方向的力时围绕轴线逆时针摆动，
20.‑
杆包括借助于枢转连接件连接到支撑件的直的上部和连接到横梁的下部，上部与下部形成角度，例如5
°
至20
°
之间的角度，比如基本上等于10
°
。
21.本发明还涉及一种轨道车辆，其特征在于，该轨道车辆包括如上限定的检测装置，该检测装置布置在车辆的前部上。
22.优选地，轨道车辆包括具有转向架构架的前转向架，检测装置布置在前转向架的前面，支撑件紧固到转向架构架。
23.可选地，轨道车辆包括紧急制动系统，该紧急制动系统连接到接触致动器以能够接收紧急信号，该紧急制动系统被配置为当接收到紧急信号时执行紧急制动操作。
【附图说明】
24.本发明的各个方面和优点将在以下描述中突出，该以下描述仅作为非穷举性示例给出，并且关于附图来进行，附图中：
25.图1是轨道车辆的转向架的立体图，包括根据实施方式的示例的障碍物和脱轨检测装置；
26.图2是图1的细节，更详细地示出了障碍物和脱轨检测装置；以及
27.图3是图2的障碍物和脱轨检测装置的侧视图。
【具体实施方式】
28.图1示出了根据实施方式的示例的障碍物和脱轨检测装置10。检测装置10附接到轨道车辆的转向架12，轨道车辆在纵向x上延伸。
29.在本说明书中，词语“前”、“后”或“向后”关于轨道车辆的移动方向在纵向x上定义。
30.转向架12是前转向架(leading bogie)，即，从轨道车辆前部开始的第一转向架。由此，检测装置10布置在轨道车辆的前部。
31.转向架12包括形成转向架的结构部分的转向架构架13。
32.转向架构架13包括保持前轴15的两个前纵梁14。前轴15在横向y上延伸，并且承载两个前轮16。
33.应当注意，转向架12还可以包括任何常用的设备，诸如机动化装置等。
34.转向架构架13还包括保持后轴的两个(未示出)后纵梁。后轴承载两个后轮。
35.检测装置10包括横梁18，该横梁在垂直于纵向x的横向y上延伸。在本说明书中，我们还考虑垂直于纵向x和横向x的竖向z。
36.横梁18优选由铝制成。
37.横梁18平行于前轴15布置在前轴15的前面。
38.检测装置10包括至少一个旨在固定在轨道车辆上的支撑件20。更具体地，检测装置10包括两个支撑件20，各个支撑件20在所述前纵梁14的前部处固定在相应的前纵梁14上。
39.对于各个支撑件20，检测装置10包括保持横梁的一个杆22。各个杆22优选由铝制成。
40.在图2中更详细地示出了支撑件20中的一个以及对应的杆22。
41.支撑件20通过紧固装置24紧固到对应的前纵梁14，该紧固装置比如包括螺钉或任何其它合适的紧固装置。
42.检测装置10包括围绕平行于横向的轴线限定的枢转连接件26，该枢转连接件用于将杆22连接到支撑件20。支撑件20包括保持该枢转连接件26的支撑托架28。
43.比如，支撑件20由弯曲板制成，该弯曲板包括用于紧固到前纵梁14的第一部分和形成支撑托架28的第二部分，其中弯曲部分将这些部分分开。第一部分基本上竖直地延伸，第二部分基本上水平地延伸。
44.杆22包括借助于枢转连接件26连接到支撑件20的上部22a和特别是借助于螺钉紧固到横梁18的下部22b。
45.由于枢转连接件26，杆22能够绕轴线摆动。由此，横梁18也能够绕轴线摆动。
46.检测装置10还包括保持装置30，该保持装置用于在不受力时或者在经受小于预定阈值的角耦合(angular couple)时将横梁18保持在静止位置(rest position)。
47.在所示的示例中，保持装置30包括互补的至少第一磁性元件32和第二磁性元件34。第一磁性元件32布置在杆22上，优选地在枢转连接件26的上方。第二磁性元件34布置在支撑件20上，使得其在静止位置时与第一磁性元件32接触。
48.例如，第一磁性元件32是金属盘，第二磁性元件34是永磁体。
49.所述预定阈值取决于互补的第一磁性元件32和第二磁性元件34的磁力。本领域技术人员将知道如何根据期望阈值来确定使用哪些磁性元件。
50.如图3所示，各个杆22优选地成形为使得横梁18关于纵向x布置在枢转连接件26的轴线的后面，使得横梁18在受到竖直向上方向的力时能够绕轴线逆时针摆动。
51.杆22的形状便于横梁18在脱轨情况下摆动。实际上，在脱轨的情况下，横梁18在竖向上与轨道碰撞，使得横梁受到竖直向上方向上的力。杆22的形状然后使得横梁18和杆22朝向接触致动器摆动。
52.应当注意，当横梁18与轨道接触时，轨道车辆的速度也参与使杆22摆动。
53.比如，上部22a基本上是直的并且基本上是竖直的，并且下部22b基本上是直的并且与上部22a形成一个角度，比如在5
°
至20
°
之间的角度，比如基本上等于10
°
。该角度根据所述预定阈值而被确定为最佳角度，该最佳角度允许磁性装置30在横梁18受到与脱轨相对应的竖直向上方向上的力时分离，如下文所述。
54.可见，当横梁18被纵向x上的纵向力向后推动时，或者被竖向z上的竖向力向上推动时，如果纵向力或竖向力生成的角耦合大于磁性装置30的磁力所生成的角耦合，则横梁绕枢转连接件26的轴线摆动。由此，预定阈值对应于磁性装置30的磁力所生成的角耦合。
55.在轨道上的障碍物的情况下，横梁18与该障碍物发生碰撞，这引起纵向力。如果该纵向力不足以使磁性装置分离，则横梁18停留在其静止位置：障碍物没有大到足以被认为
对于轨道车辆是种危险。
56.通常，磁性装置30被配置为在纵向力大于100dan时分离。
57.在脱轨的情况下，轮16爬上轨道并从轨道上掉落，使得轨道以向上的竖向力与横梁18碰撞，并且由于车辆的速度而被向后推动。如果横梁18受到不足以分离磁性装置30的竖向力，则横梁18停留在其静止位置：该竖向力不是由于脱轨。
58.通常，杆22和磁性装置30的形状被配置为在竖向力大于500dan时分离。
59.在磁性装置30分离的情况下，横梁18和杆22逆时针摆动。
60.检测装置10包括接触致动器36(可在图3中看到)，该接触致动器由支撑件20保持，且被配置为当杆22遇到该接触致动器36时生成紧急信号。
61.优选地，支撑件20包括辅助支撑件37，接触致动器由该辅助支撑件37保持。辅助支撑件37例如在该支撑托架28下方紧固到支撑托架28。
62.例如，接触致动器36包括开关38，该开关布置在杆22后面，以在杆22逆时针摆动时遇到该开关38时被致动。
63.应当注意，检测装置10可以仅包括一个接触致动器36，或者在变型中，对于每个杆22均包括一个接触致动器。在该后一种情况下，可以仅在两个开关被致动时生成紧急信号，或者在变型中，在任何一个开关被致动时生成紧急信号。
64.轨道车辆包括传统的紧急制动系统，该紧急制动系统连接到接触致动器36以能够接收紧急信号。紧急制动系统被配置为当接收到紧急信号时实施紧急制动操作。
65.在变型中，或者另外地，紧急信号可以被发送到报警系统，该报警系统在接收到紧急信号时发出警报。
66.优选地，检测装置10包括布置在支撑件20上的机械止动件40，该机械止动件旨在限制杆22围绕轴线的摆动。比如，机械止动件40布置在辅助支撑件37上。
67.该机械止动件40布置为在杆22遇到开关38之后停止摆动。该机械止动件40允许防止横梁18与车轮16发生碰撞，而且防止损坏开关38。
68.可见，本发明允许检测障碍物或脱轨，以便允许紧急制动操作。