CN110576871A - 用于车辆的直线导轨系统的密封单元和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车辆的直线导轨系统的密封单元和车辆。该密封单元包括互相连接的密封单元第一部件和密封单元第二部件，其中，密封单元第一部件能沿密封单元的长度方向伸缩；密封单元第二部件的内底面包括倾斜区，在密封单元安装到车辆的状态下，倾斜区的内底面高度沿从密封单元第一部件指向密封单元第二部件的方向逐渐减小；密封单元第二部件的内底面最低处具有泄水孔，进入密封单元第二部件的内部的喷溅水能沿密封单元第二部件的内底面流动至泄水孔而排出密封单元。该密封单元能顺畅地将进入密封单元第二部件的喷溅水排出，使得密封单元内部保持干燥，使直线导轨免受喷溅水的侵蚀。

Description

用于车辆的直线导轨系统的密封单元和车辆

技术领域

本发明涉及车辆的直线导轨系统，尤其涉及用于车辆的直线导轨系统的密封单元和包括该直线导轨系统的车辆。

背景技术

直线导轨系统是磁悬浮列车的重要组成部分，通常情况下，直线导轨系统安装于转向系统中的空气弹簧系统和列车车厢之间。定义列车行进的方向为纵向，直线导轨系统传递纵向力和垂向力。当列车转弯时，直线导轨系统中的直线导轨发生横向(垂直于列车行进的纵向)的移动，这种横向的移动使得车厢能够适应转弯的弯轨而顺畅地行进。

图1是直线导轨系统的仰视图(a)和侧视图(b)。参照图1，直线导轨系统1包括直线导轨101、滑块102和润滑单元103。滑块102与直线导轨101配合，二者发生沿直线导轨101的长度方向的相对移动；每一个滑块102的沿直线导轨101的长度方向的两端各具有一个润滑单元103。直线导轨101被固定到列车车厢作为能够横向移动的部件，滑块102和润滑单元103被固定到空气弹簧系统作为静止部件。

在列车行进过程中，容易在车厢外侧激起喷溅水，若车厢外侧的直线导轨系统直接暴露于外部环境中，沾附了喷溅水的直线导轨将很快锈蚀。为了避免上述锈蚀的发生，参照图2，现有技术中提供了一种能够包覆直线导轨101的风琴罩2，风琴罩2从直线导轨101的下方和沿直线导轨101的长度方向的两侧包覆直线导轨101。风琴罩第一端201与空气弹簧系统固定作为固定端，风琴罩第二端202与列车车厢固定作为位于车厢外侧的可动端，在车厢与空气弹簧系统发生相对移动时，风琴罩2自身发生伸缩，即风琴罩第一端201与风琴罩第二端202互相远离或靠近。

风琴罩2在一定程度上保护了直线导轨101免受喷溅水的沾附，然而，在风琴罩第二端202与列车车厢的固定处，不可避免地存在一定的间隙，即图2中箭头所指的进水间隙G。部分喷溅水通过进水间隙G进入风琴罩2的内部，并在风琴罩2的内部逐渐积蓄，这显然不利于保护直线轨道。一种解决方案是在风琴罩2的底部开设若干泄水孔204，部分积蓄在风琴罩2内部的喷溅水能够从泄水孔204排出。然而，由于风琴罩2的伸缩结构包括了多个褶皱，积蓄在褶皱处的喷溅水很难自由流动到泄水孔204处并排出，这部分喷溅水仍然会使直线导轨锈蚀。

发明内容

鉴于上述现有技术的状态，为了进一步避免直线导轨因喷溅水而受到侵蚀而提出本发明。

根据本发明的第一方面，提出一种用于车辆的直线导轨系统的密封单元，其包括互相连接的密封单元第一部件和密封单元第二部件，其中，所述密封单元第一部件能沿所述密封单元的长度方向伸缩；所述密封单元第二部件的内底面包括倾斜区，在所述密封单元安装到所述车辆的状态下，所述倾斜区的内底面高度沿从所述密封单元第一部件指向所述密封单元第二部件的方向逐渐减小；所述密封单元第二部件的内底面最低处具有泄水孔，进入所述密封单元第二部件的内部的喷溅水能沿所述密封单元第二部件的内底面流动至所述泄水孔而排出所述密封单元。

在至少一个实施方式中，所述泄水孔设置于所述密封单元第二部件的远离所述密封单元第一部件的端部附近。

在至少一个实施方式中，所述密封单元第二部件的内底面还包括水平区，在所述倾斜区的最低处，所述水平区与所述倾斜区相连接。

在至少一个实施方式中，所述密封单元第二部件包括斜底壳体，所述斜底壳体的底面包括互相连接的倾斜部分和水平部分，所述斜底壳体的倾斜部分的内底面构成所述倾斜区，所述斜底壳体的水平部分的内底面构成所述水平区。

在至少一个实施方式中，所述密封单元第二部件包括平底壳体和斜坡垫，所述平底壳体构成所述密封单元第二部件的外壳，所述斜坡垫设置于所述平底壳体的内部，所述斜坡垫的上表面构成所述倾斜区，所述平底壳体的未被所述斜坡垫覆盖的内底面构成所述水平区，所述泄水孔设置于所述水平区。

在至少一个实施方式中，所述密封单元第一部件包括能沿所述密封单元的长度方向伸缩的柔性活塞，以及在所述柔性活塞伸缩方向两端的第一架体和第二架体，所述第二架体连接到所述密封单元第二部件的密封单元第二部件第一端。

在至少一个实施方式中，所述柔性活塞沿自身长度方向的截面呈波浪型。

在至少一个实施方式中，所述柔性活塞由橡胶制成，通过硫化工艺将所述柔性活塞连接到所述第一架体和所述第二架体。

根据本发明的第二方面，提出一种包括直线导轨系统的车辆，所述直线导轨系统包括直线导轨、滑块和密封单元；所述直线导轨沿与所述车辆的行进方向相垂直的横向安装于所述车辆的车厢；所述滑块与所述直线导轨配合，以使所述直线导轨和所述滑块能沿所述直线导轨的长度方向相对运动，所述滑块安装到所述车辆的转向系统；其中，所述密封单元为根据本发明的密封单元，所述密封单元从所述直线导轨的下方和侧方包覆所述直线导轨，所述密封单元的密封单元第一部件安装到到所述转向系统，所述密封单元的密封单元第二部件安装到所述车厢，在所述车厢的横向上，所述密封单元第二部件位于所述密封单元第一部件的外侧。

在至少一个实施方式中，所述直线导轨系统还包括润滑单元，所述润滑单元设置于所述滑块的一侧或两侧，用于在所述直线导轨和所述滑块的相对运动过程中为所述直线导轨和所述滑块提供润滑；所述密封单元第二部件的至少一个侧壁上设有第一孔，所述直线导轨上设有与所述第一孔相对应的第二孔，通过穿过所述第一孔和/或所述第二孔的紧固件将所述密封单元第二部件与所述直线导轨固定。

本发明的密封单元能顺畅地将进入密封单元第二部件的喷溅水排出，使得密封单元内部保持干燥，使直线导轨免受喷溅水的侵蚀。

附图说明

图1是直线导轨系统的仰视图(a)和侧视图(b)。

图2是现有技术的包括风琴罩的直线导轨系统的仰视示意图。

图3是根据本发明的一个实施方式的密封单元3包覆直线导轨101的示意图。

图4是图3中的密封单元第一部件301的结构示意图。

图5是包括本发明的第一实施方式的密封单元第二部件302的密封单元3的结构示意图。

图6是根据本发明的第一实施方式的密封单元第二部件302沿其长度方向的剖视图。

图7是包括本发明的第二实施方式的密封单元第二部件302的密封单元3的结构示意图。

图8是包括本发明的第二实施方式的密封单元第二部件302的密封单元3沿其长度方向的剖视图。

图9是根据本发明的一个实施方式的密封单元3的密封单元第二部件302与直线导轨101的连接关系示意图。

附图标记说明

1 直线导轨系统

101 直线导轨

102 滑块

103 润滑单元

2 风琴罩

201 风琴罩第一端

202 风琴罩第二端

204 泄水孔

G 进水间隙

3 密封单元

301 密封单元第一部件

3011 第一架体

3012 第二架体

3013 柔性活塞

302 密封单元第二部件

312 斜底壳体

322 平底壳体

3121、3221 底面

3021 密封单元第二部件第一端

3022 密封单元第二部件第二端

3023 泄水孔

3024 斜坡垫

1011、3014、3025、3026 通孔

α 倾斜区

β 水平区

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

本发明的一方面提供了一种能有效保护直线导轨免受喷溅水侵蚀的密封单元。

下面参照图3-9，介绍本发明的密封单元的具体结构和工作原理。

参照图3，密封单元3从直线导轨101的下方和沿直线导轨101的长度方向的两侧包覆直线导轨101，以下将直线导轨101的长度方向定义为密封单元3的各部件的长度方向。密封单元3包括密封单元第一部件301和密封单元第二部件302，密封单元第一部件301具有柔性而使其能够沿自身长度方向伸缩，密封单元第二部件302具有固定的外形、其长度不发生变化。密封单元第一部件301连接到转向系统的空气弹簧系统作为固定部件，密封单元第二部件302连接到车辆的车厢作为可动部件。为了方便制造，可选地，密封单元第一部件301和密封单元第二部件302为两个独立的可装配部件。

第二部件302的长度大于第一部件301的长度，例如，第二部件302的长度大于第一部件301的长度的3倍。

参照图4-5，以下介绍密封单元第一部件301的具体结构。

密封单元第一部件301的垂直于其长度方向的截面呈U型。密封单元第一部件301包括柔性活塞3013以及位于柔性活塞3013两端的第一架体3011和第二架体3012。柔性活塞3013优选使用具有柔性的材料制成，其能够沿直线导轨101的长度方向收缩延展和/或折叠拉开(这些改变长度的方式以下简称伸长缩短或伸缩)。优选地，柔性活塞3013具有与风琴罩2相仿的外形，即柔性活塞3013的底部和两个侧部在沿自身长度方向上的截面均呈波浪型，波浪型的构造使得柔性活塞3013能够以预期的形态沿直线导轨101的长度方向被折叠或拉开。柔性活塞3013伸长至最长时的长度与其缩短至最短时的长度差，大于直线导轨101横向移动的最大位移，从而使被密封单元3包覆的直线导轨101能有足够的运动空间。

优选地，柔性活塞3013为橡胶材质，通过硫化工艺将柔性活塞3013与两端的第一架体3011和第二架体3012固定。优选地，第一架体3011和第二架体3012使用不易锈蚀的金属材料制成，例如不锈钢材料、或者带防锈涂层的金属材料。当然，本发明不限于此，柔性活塞3013以及第一架体3011和第二架体3012也可以使用其他材质，柔性活塞3013与第一架体3011/第二架体3012的连接也可以采用其他工艺。

优选地，第一架体3011具有通孔3014，以方便使用螺栓将密封单元第一部件301与空气弹簧系统连接；第二架体3012具有通孔3014以方便使用螺栓将密封单元第一部件301与密封单元第二部件302连接。

以下结合附图5-8，介绍密封单元第二部件302的结构。

密封单元第二部件302的密封单元第二部件第一端3021具有与密封单元第一部件301的第二架体3012上的通孔3014对应的通孔3026，通过通孔3014和通孔3026，可以将密封单元第一部件301和密封单元第二部件302螺栓连接。当然，本发明不限于此，密封单元第一部件301和密封单元第二部件302也可以使用其他的连接件或连接工艺连接。密封单元第二部件第二端3022连接到车厢。

参照图5-6，以下介绍密封单元第二部件302的第一实施方式的具体结构。

密封单元第二部件302的第一实施方式

在第一实施方式中，密封单元第二部件302为一体成型的壳体结构，即斜底壳体312。斜底壳体312的垂直于自身长度方向的截面呈U型；斜底壳体312在密封单元第二部件第一端3021处为开放的结构，使得密封单元第二部件302的内腔能与密封单元第一部件301的内腔连通；斜底壳体312在密封单元第二部件第二端3022处具有端部的壳壁，能将直线导轨101的端部包覆。

斜底壳体312具有倾斜的底面3121，在斜底壳体312安装到车厢时，底面3121在密封单元第二部件第一端3021处的高度高于其在密封单元第二部件第二端3022处的高度。换言之，在斜底壳体312的上端开口所在的平面处于水平面的情况下，底面3121在密封单元第二部件第一端3021处的高度高于其在密封单元第二部件第二端3022处的高度。如图6所示，在一个具体的示例中，斜底壳体312的第一端3021的高度小于第二端3022的高度。在底面3121靠近密封单元第二部件第二端3022的区域，即，底面3121的最低处，开设泄水孔3023。于是进入密封单元第二部件302内部的喷溅水，由于重力作用将沿倾斜的底面3121流动汇聚到低处的泄水孔3023处，进而被排出密封单元第二部件302。

优选地，密封单元第二部件302的内底面分为两个区域：倾斜区α和水平区β。以泄水孔3023为界，在泄水孔3023的靠近密封单元第二部件第二端3022的一侧，底面3121是水平的，该侧区域构成水平区β；在泄水孔3023的靠近密封单元第二部件第一端3021的一侧，底面3121是倾斜的，该侧区域构成倾斜区α。设置水平区β的主要目的是避免喷溅水在靠近密封单元第二部件第二端3022的一侧积蓄，因为制造工艺的限制，泄水孔3023与密封单元第二部件第二端3022之间通常会留有一端空隙、而不是泄水孔3023紧贴斜底壳体312的端部的壳壁。为了避免喷溅水在泄水孔3023与密封单元第二部件第二端3022的端部的壳壁之间的区域积蓄，将该区域设置成水平的。由于泄水孔3023占据一定的底面积，在具体设置泄水孔3023的位置时，可以将泄水孔3023设置在倾斜区α、使其边缘与倾斜区α和水平区β的分界线相切。然而本发明不限于此，例如，也可以使泄水孔3023的一部分位于倾斜区α、另一部分位于水平区β，或者将泄水孔3023设置在水平区β。应当理解，由于泄水孔3023接近密封单元第二部件第二端3022的端部的壳壁，因此水平区β是一个非常小的区域。水平区β的水平表面不能给喷溅水积蓄创造条件，且水平区β的面积小、又紧挨泄水孔3023，即使有少量喷溅水出现在水平区β，在车辆运动中，该少量喷溅水也会由于惯性而流至泄水孔3023处，因此在水平区β不会有喷溅水的积蓄；而倾斜区α处的喷溅水又会沿倾斜的底面3121流至泄水孔3023处并排出。综上，密封单元第二部件302内部能够保持干燥从而避免直线导轨锈蚀。

可选地，密封单元第二部件302的材质和形成工艺可以是金属板材经冲压形成，也可以是塑料经注塑形成。当然，本发明不限于此。

参照图7-8，以下介绍密封单元第二部件302的第二实施方式的具体结构。对于与第一实施方式相同或相似的部件标注相同或相似的附图标记，并省略对这些部件的详细说明。

密封单元第二部件302的第二实施方式

密封单元第二部件302的第二实施方式与第一实施方式的区别在于，密封单元第二部件302不是一体成型的结构，其比第一种实施方式增加了一个部件——斜坡垫3024；并且密封单元第二部件302的壳体是底部水平的平底壳体322。平底壳体322与第一实施方式中斜底壳体312的区别在于，其底面3221整体是水平的。在平底壳体322内部设置斜坡垫3024，斜坡垫3024为具有一定厚度的长条形，在长条形的长度方向上，斜坡垫3024的厚度逐渐减小。斜坡垫3024的宽度与平底壳体322的底面3221的宽度大致相等，使得位于平底壳体322内部的斜坡垫3024几乎填充了平底壳体322的整个底部、只在靠近密封单元第二部件第二端3022一侧留出小面积的空缺。该小面积的空缺即底面3221的内表面，其自然构成了密封单元第二部件302的内底面的水平区β。斜坡垫3024在密封单元第二部件第一端3021侧的厚度大于其在密封单元第二部件第二端3022侧的厚度，斜坡垫3024的上表面形成了密封单元第二部件302的内底面的倾斜区α。泄水孔3023设置在水平区β。

可选地，斜坡垫3024可以由硅胶或塑料制成，当然，本发明不限于此。

下面参照图7-9，介绍根据本发明的一个实施方式的密封单元3的密封单元第二部件302与直线导轨101的连接方式。在密封单元第二部件302的靠近密封单元第二部件第一端3021的两个侧壁开设相对的两个通孔3025，在直线导轨101上与通孔3025相对应的位置开设等孔径的通孔1011。当安装密封单元3时，使用螺栓依次穿过密封单元第二部件302一侧的通孔3025、直线导轨101上的通孔1011和密封单元第二部件302另一侧的通孔3025，从而将密封单元第二部件302螺栓连接到直线导轨101，避免了车辆运行过程中密封单元第二部件302与直线导轨101之间的碰撞。当然，本发明不限于此，密封单元第二部件302与直线导轨101的连接位置也可以设在密封单元第二部件302的其他区域，两者的连接也可以采用其他的连接件。例如，密封单元第二部件302的两侧可以分别固定到直线导轨101，此时，至少直线导轨101上的孔不必须是通孔。

本发明的另一方面还提供一种包括上述直线导轨系统的车辆，该车辆尤其可以是磁悬浮列车，上面已经描述了直线导轨系统在作为车辆的示例的磁悬浮列车中的安装方式，因而，在此不对该车辆(磁悬浮列车)作进一步的详细说明。

本发明的上述实施方式可以实现下述优点中的一个或多个优点：

(1)密封单元第二部件302倾斜的内表面使得可能进入密封单元第二部件302内部的喷溅水能在重力作用下流至密封单元第二部件302的底面最低处的泄水孔3023处并排出密封单元3。

(2)密封单元第二部件302的长度明显大于第一部件301的长度，这样，可以在长度较大的密封单元第二部件302实现顺畅的排水。

(3)可伸缩的密封单元第一部件301使得在车辆行进、直线导轨101横向移动过程中，密封单元3既能良好包覆车厢外侧的直线导轨101，又为直线导轨101的横向移动留出了足够的空间。

(4)密封单元第一部件301相对于密封单元第二部件302而言位于车厢内侧，不易受到喷溅水侵入，且即使有少量喷溅水从密封单元第一部件301处进入密封单元3而沾染该区段的直线导轨101，在润滑单元103和直线导轨101的相对运动中，润滑单元103能不断对位于其附近的直线导轨101进行润滑，从而避免该区段的直线导轨101受喷溅水侵蚀。

(5)优选为橡胶材质的柔性活塞3013通过硫化工艺与两端的第一架体3011和第二架体3012固定，制造工艺简单。

(6)密封单元3的密封单元第一部件301作为固定部件连接到空气弹簧系统，密封单元第二部件302作为可动部件连接到车辆的车厢，这和现有技术中风琴罩2与磁悬浮列车的连接方式一致，因此用户可在不改变原有设计或原有产品的基础上，使用本发明的密封单元3替换现有技术的风琴罩2。

应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本发明。本领域技术人员可以在本发明的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本发明的范围。

(1)在上述实施方式中，密封单元第一部件301安装到空气弹簧系统，这并不是必须的。针对不同系统结构的车辆，密封单元第一部件301还可以和与空气弹簧系统保持同步运动的结构件连接。

(2)密封单元第一部件301和密封单元第二部件302也可以不是分体连接、而是一体成型的。

(3)在上述实施方式中，区域β为水平区，然而本发明不限于此。例如，在泄水孔3023形成于区域α和区域β之间的交界区域时，区域β也可以为倾斜区。此时，区域β的高度在从密封单元第二部件第二端3022向密封单元第二部件第一端3021的方向上逐渐降低。

Claims (10)

1.一种用于车辆的直线导轨系统的密封单元，其包括互相连接的密封单元第一部件和密封单元第二部件，其中，

所述密封单元第一部件能沿所述密封单元的长度方向伸缩；

所述密封单元第二部件的内底面包括倾斜区，在所述密封单元安装到所述车辆的状态下，所述倾斜区的内底面高度沿从所述密封单元第一部件指向所述密封单元第二部件的方向逐渐减小；

所述密封单元第二部件的内底面最低处具有泄水孔，进入所述密封单元第二部件的内部的喷溅水能沿所述密封单元第二部件的内底面流动至所述泄水孔而排出所述密封单元。

2.根据权利要求1所述的密封单元，其特征在于，所述泄水孔设置于所述密封单元第二部件的远离所述密封单元第一部件的端部附近。

3.根据权利要求1所述的密封单元，其特征在于，所述密封单元第二部件的内底面还包括水平区，在所述倾斜区的最低处，所述水平区与所述倾斜区相连接。

4.根据权利要求3所述的密封单元，其特征在于，所述密封单元第二部件包括斜底壳体，所述斜底壳体的底面包括互相连接的倾斜部分和水平部分，所述斜底壳体的倾斜部分的内底面构成所述倾斜区，所述斜底壳体的水平部分的内底面构成所述水平区。

5.根据权利要求3所述的密封单元，其特征在于，所述密封单元第二部件包括平底壳体和斜坡垫，所述平底壳体构成所述密封单元第二部件的外壳，所述斜坡垫设置于所述平底壳体的内部，所述斜坡垫的上表面构成所述倾斜区，所述平底壳体的未被所述斜坡垫覆盖的内底面构成所述水平区，所述泄水孔设置于所述水平区。

6.根据权利要求1所述的密封单元，其特征在于，所述密封单元第一部件包括能沿所述密封单元的长度方向伸缩的柔性活塞，以及在所述柔性活塞伸缩方向两端的第一架体和第二架体，所述第二架体连接到所述密封单元第二部件的密封单元第二部件第一端。

7.根据权利要求6所述的密封单元，其特征在于，所述柔性活塞沿自身长度方向的截面呈波浪型。

8.根据权利要求6所述的密封单元，其特征在于，所述柔性活塞由橡胶制成，通过硫化工艺将所述柔性活塞连接到所述第一架体和所述第二架体。

9.一种包括直线导轨系统的车辆，所述直线导轨系统包括直线导轨、滑块和密封单元；

所述直线导轨沿与所述车辆的行进方向相垂直的横向安装于所述车辆的车厢；所述滑块与所述直线导轨配合，以使所述直线导轨和所述滑块能沿所述直线导轨的长度方向相对运动，所述滑块安装到所述车辆的转向系统；

其中，

所述密封单元为根据权利要求1至8中任一项所述的密封单元，所述密封单元从所述直线导轨的下方和侧方包覆所述直线导轨，所述密封单元的密封单元第一部件安装到到所述转向系统，所述密封单元的密封单元第二部件安装到所述车厢，在所述车厢的横向上，所述密封单元第二部件位于所述密封单元第一部件的外侧。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述直线导轨系统还包括润滑单元，所述润滑单元设置于所述滑块的一侧或两侧，用于在所述直线导轨和所述滑块的相对运动过程中为所述直线导轨和所述滑块提供润滑；

所述密封单元第二部件的至少一个侧壁上设有第一孔，所述直线导轨上设有与所述第一孔相对应的第二孔，通过穿过所述第一孔和/或所述第二孔的紧固件将所述密封单元第二部件与所述直线导轨固定。