CN110789551B - 列车及其内置式装载门 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种列车及其内置式装载门，该内置式装载门的车门吊挂导向装置与车体门框内侧的车体铰接于第一中心线，其门体与所述车门吊挂导向装置滑动连接，以沿车体长度方向相对于所述车体门框滑动切换于开门工作位和闭门工作位之间；所述无杆气缸固定设置在所述车门吊挂导向装置上，所述无杆气缸的动力输出部与所述门体连接；至少两个所述压紧装置分别位于所述车体门框两侧的车体内壁；并配置为：所述压紧装置的压抵部可与位于闭门工作位的所述门体适配，以推动所述门体绕所述第一中心线转动至所述门体的外表面与车体外表面对齐；其中，所述第一中心线与所述车体的长度方向平行。应用本方案，在满足空铁联动的要求，具有可操作性较好的特点。

Description

列车及其内置式装载门

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，具体涉及一种快速列车及其内置式装载门。

背景技术

随着轨道交通车辆高速快速化发展，除客运动力组外，货运动车组日趋成为各整车厂家重点关注研发的车型。众所周知，利用高铁列车进行快速货运时，车门宽度是满足空铁联运时既有航空集装箱的装载需求的关键性指标。采用内置式装载侧拉门，可在一定程度上满足上述要求。

有鉴于此，亟待另辟蹊径提出一种内置式装载门，在满足大开度要求的基础上，具有较优的可操作性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种列车及其内置式装载门，通过结构优化满足空铁联动的要求，同时提升开闭门的可操作性。

本发明提供的一种内置式装载门，包括车门吊挂导向装置、门体、无杆气缸和至少两个压紧装置；其中，所述车门吊挂导向装置与车体门框内侧的车体铰接于第一中心线；所述门体与所述车门吊挂导向装置滑动连接，以沿车体长度方向相对于所述车体门框滑动切换于开门工作位和闭门工作位之间；所述无杆气缸固定设置在所述车门吊挂导向装置上，所述无杆气缸的动力输出部与所述门体连接；至少两个所述压紧装置分别位于所述车体门框两侧的车体内壁；并配置为：所述压紧装置的压抵部可与位于闭门工作位的所述门体适配，以推动所述门体绕所述第一中心线转动至所述门体的外表面与车体外表面对齐；其中，所述第一中心线与所述车体的长度方向平行。

优选地，所述车门吊挂导向装置包括：铰接轴，通过连接件与所述车体内壁固定连接；支架体，具有与所述铰接轴铰接于第一中心线的枢接部；光杆，沿车体长度固定设置在所述支架体上；至少两个直线轴承，套装设置在所述光杆上，且所述门体的顶部通过携门架分别与至少两个所述直线轴承固定，以便与所述车门吊装导向装置滑动连接。

优选地，所述无杆气缸的动力输出部通过万向连接轴与所述门体连接。

优选地，还包括设置在所述车体和所述支架体之间的复位装置，并配置为：所述门体的外表面与所述车体的外表面对齐状态下，所述复位装置受压形变产生弹性变形能，以提供所述门体的复位作用力。

优选地，所述复位装置包括：导向件，其一端固定在所述车体上，且所述导向件具有中部导向孔；弹性件，套装在所述导向件的外部；压抵件，具有与所述导向孔适配的小径段和与所述支架体压抵适配的大径段，且所述大径段与所述小径段之间形成的台阶面与所述弹性件的外伸端适配，以便受压形变产生弹性变形能；所述大径段具有与所述支架体压抵适配的外凸弧状适配面。

优选地，所述压抵件配置为：所述门体的外表面与所述车体的外表面对齐状态下，所述小径段的位于所述导向孔内的端部与其相对的构件表面之间及所述台阶面与所述导向件的外端面之间均具有间隙。

优选地，所述压紧装置包括：与车体内壁固定连接的固定支架；旋转杆，与所述固定支架铰接于第二中心线，所述旋转杆的一端形成所述压抵部；压紧气缸，其缸体端和缸杆端分别与所述固定支架和所述旋转杆的另一端铰接于第三中心线和第四中心线；其中，所述第二中心线、第三中心线和第四中心线与所述车体的长度方向平行。

优选地，所述门体的外周表面具有与所述门框适配的密封件，所述密封件具有全密闭的充气内腔。

优选地，还包括压力开关，所述压力开关用于检测所述无杆气缸的关门排气腔的压力信号，并输出至控制器；所述控制器以车门关闭过程中所述压力信号低于安装阈值为判断条件输出障碍检测信号。

本发明还提供一种列车，包括车体及与所述车体适配的内置式装载门，所述内置式装载门如前所述。

与现有技术相比，本发明的内置式门体通过车门吊挂导向装置与车体铰接，该门体在无杆气缸的作用下相对于车体门框滑动，切换于开门工作位和闭门工作位之间；位于闭门工作位的门体在压紧装置的作用下，通过压紧装置的压抵部推动门体转动至门体外表面与车体外表面对齐。如此设置，门体宽度不受其开闭门操作的限制，可根据需要设定大开度货运装载门，从而能够满足空铁联动的装载需求；此外，本方案采用无杆气缸提供门体滑动切换工作位的驱动力，同时利用位于车体门框两侧的压紧装置，推动门体绕第一中心线转动至门体的外表面与车体外表面对齐，具有较好的外观界面，且操作性较佳。

在本发明的优选方案中，车体和支架体之间增设有复位装置，门体的外表面与车体的外表面对齐状态下，该复位装置受压形变产生弹性变形能，以提供门体的复位作用力；如此设置，在开门操作解除压紧装置的作用后，除门体自身重力形成绕第一中心线转动的复位力矩外，复位装置可同时提供门体复位作用力，确保门体快速准确复位。

在本发明的另一优选方案中，其门体的外周表面与门框适配的密封件具有全密闭的充气内腔，由此可有效提高密封件受压密封状态下的自体刚性，以充分与门体及门框压抵，获得良好的密封性能。

在本发明的又一优选方案中，采集无杆气缸的关门排气腔的压力信号，控制器以该压力信号低于安装阈值为判断标准输出障碍检测信号，以输出障碍检测信号，从而为及时有效排除关门障碍提供了可靠的技术保障，进而全面确保关门操作的安全可靠性。

附图说明

图1为具体实施方式中所述车内所视内置式装载门的装配关系示意图；

图2为图1的C-C剖视图；

图3为图2中所示门体在松弛状态下与车体和车门吊挂导向装置的位置关系局部示意图；

图4为门体在压紧状态下与车体和车门吊挂导向装置的位置关系局部示意图；

图5为图4的A部放大图；

图6为图2的B部放大图；

图7为车门压紧密封状态示意图；

图8为图1的D-D剖视图；

图9示出了无杆气缸与压力开关的工作原理图；

图10为无障碍的情况下排气侧压力的变化示意图；

图11为有障碍的情况下排气侧压力的变化示意图。

图中：

门体10、携门架11、下滑轮12、车门吊挂导向装置20、铰接轴21、连接件22、支架体23、光杆24、直线轴承25、无杆气缸30、压紧装置40、旋转杆41、压抵部411、压紧气缸42、车体50、连接附座51、固定支架52、下滑轨53、万向连接轴60、复位装置70、导向件71、中部导向孔711、弹性件72、压抵件73、小径段731、大径段732、台阶面733、限位挡片74、密封件80、压力开关90。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

不失一般性，本实施方式以图中所示装配关系的装载门作为描述主体，详细说明货运动车组的内置式装载门方案，以形成可满足空铁联运装载需求的车门宽度。应当理解，构件的具体形状及尺寸比例关系对本申请请求保护的技术方案并未构成实质限制。

请一并参见图1和图2，其中，图1为从车体内侧所视的内置式装载门装配关系示意图，图2为图1的C-C剖视图。

如图1所示，该内置式装载门包括侧拉门体10、车门吊挂导向装置20、驱动装置-无杆气缸30和压紧装置40。侧拉门体10可相对于车体50门框滑动切换于开门工作位和闭门工作位之间，闭门工作位的门体10滑动切换至与门框适配，开门工作位的门体10滑动切换至门框旁侧的车体内侧。

本方案中，门体10通过车门吊挂导向装置20与车体50连接。结合图2所示，该车门吊挂导向装置20与车体门框内侧的车体50铰接于第一中心线L1，这里，“第一中心线L1”与车体50的长度方向平行。门体10与车门吊挂导向装置20滑动连接，以沿车体长度方向相对于车体门框滑动切换于开门工作位和闭门工作位之间。提供滑动位移驱动力的无杆气缸30固定设置在车门吊挂导向装置20上，该无杆气缸30的动力输出部与门体10连接，具体通过控制其两腔进、排气提供双向驱动作用力。本方案采用无杆气缸30提供门体滑动切换工作位的驱动力，具有较好的可操作性；特别是，采用无杆气缸作为整个车门运动的驱动装置，实现较小占用空间的较大范围的运动行程。

同时，多个压紧装置40分别位于车体50门框两侧的车体内壁；并配置为：压紧装置40的压抵部411可与位于闭门工作位的门体10适配，以推动位于闭门工作位的门体10随车门吊挂导向装置20绕第一中心线L1转动，直至门体10的外表面与车体50外表面对齐。也就是说，位于闭门工作位的门体10在压紧装置40的作用下，转动至门体外表面与车体外表面对齐，具有较好的外观界面，且操作性较佳。请参见图3，该图示出了门体10在压紧状态下与车体50和车门吊挂导向装置20等构件间的相对位置关系。应用本方案，侧拉门体宽度完全不受其开闭门操作的限制，可根据需要设定大开度货运装载门，从而能够满足空铁联动的装载需求。

需要说明的是，车门吊挂导向装置20可以采用不同结构形式实现，例如但不限于图中所示优选示意。结合图2-图4所示，该车门吊挂导向装置20包括沿车体长度方向设置铰接轴21，通过连接件22与车体50内壁固定连接；其支架体23具有与该铰接轴21铰接于第一中心线L1的枢接部，在该支架体23上沿车体长度方向固定设置的光杆24，两个直线轴承25套装设置在光杆24上，且门体10的顶部通过携门架11分别与两个直线轴承25固定，以便与车门吊装导向装置20滑动连接。由此，门体10与支架体23间通过相适配的直线轴承25与光杆24形成滑动配合副。

基于该滑动配合副的构建，无杆气缸30的动力输出部可带动门体10相对于车体50顺畅侧拉切换工作位。可以理解的是，两个直线轴承25优选配置在门体10的两侧，以提高工作位滑动切换的可靠稳定性，当然，直线轴承25也可以根据实际门体宽度选用其他复数个，只要获得良好的滑动配合关系均在本申请请求保护的范围内。

进一步如图1所示，无杆气缸30的动力输出部通过万向连接轴60与门体10连接，具体地，该万向连接轴60的一端与无杆气缸30的动力输出部固定，另一端与携门架11固定，以适应开闭过程中门体10的姿态微小变化，进一步确保开闭门操作顺畅动作。

当进行开门操作时，压紧装置40的压抵部411收回并脱离门体10，此时门体10可在自重的作用下绕第一中心线L1转动复位至闭门工作位，接下来，再由无杆气缸30带动下滑动切换至开门工作位。为了在开门操作解除压紧装置的作用后门体10得以快速复位，可在车体50和支架体23之间设置复位装置70，具体配置为：门体10的外表面与车体50的外表面对齐状态下，该复位装置70受压形变产生弹性变形能，以提供门体10的复位作用力，也即，除门体10自身重力形成绕第一中心线L1转动的复位力矩外，复位装置70可同时提供门体10的复位作用力，确保门体10快速准确复位。

同样地，该复位装置70可以采用不同结构形式实现，例如但不限于图中所示的优选示例。请一并参见图5，该图为图4的A部放大图。如图所示，该复位装置70主要由导向件71、弹性件72和压抵件73构成。

其中，导向件71的一端固定在车体50上，具体可通过连接附座51实现上述固定连接关系。该导向件71具有用于插装压抵件73的中部导向孔711；弹性件72套装在导向件71的外部；压抵件73具有与导向孔711适配的小径段731和与支架体23压抵适配的大径段732，且大径段732与小径段731之间形成的台阶面733与弹性件72的外伸端适配，以便受压形变产生弹性变形能。工作过程中，在压紧装置40的作用下，门体10与车门吊挂导向装置20绕第一中心线L1L转动时，支架体23同向推动压抵件73位移，随着压抵件73的小径段731内伸于导向件71的中部导向孔711，该过程中弹性件72受压形变；解除压紧装置40的作用后，在该复位作用力的作用下，门体10得以快速复位。

为了节省内部装配空间，满足上述功能的压抵件73配置为：门体10的外表面与车体50的外表面对齐状态下(关闭)，其小径段731的位于导向孔711内的端部与其相对的构件(连接附座51)表面之间具有间隙S1，台阶面733与导向件71的外端面之间具有间隙S2。应当理解，压紧状态下所具有的“间隙”是指，在不发生过定位的基础上，能够最大限度降低构件所占用的冗余空间。

进一步地，导向件71中部导向孔711的近连接附座51一端具有扩孔段，该扩孔段的直径大于另一侧导向段的直径，两者形成限位台阶；相应地，压抵件73小径段的内伸端设置有径向延伸的限位挡片74，该限位挡片74与前述中部导向孔711扩孔段与导向段之间的限位台阶相适配，以限制压抵件72自导向件71中脱出，确保弹性件72、导向件71及压抵件73组装形成的动态配合关系，开门状态下也能够不会出现非常态脱离。

另外，压紧装置40优选采用气动缸提供气密压紧作用的驱动力，可实现压紧密封的过程中实现压力地持续和稳定，在车体内、外压差增大的情况下仍可保持较高的密封能力。请一并参见图2和图6，其中，图6为图2的B部放大图。该压紧装置40包括与车体50内壁固定连接的固定支架52，旋转杆41与固定支架52铰接于第二中心线L2，旋转杆41的一端形成与门体10适配压抵部411；压紧气缸42的缸体端和缸杆端分别与固定支架52和旋转杆51的另一端铰接于第三中心线L3和第四中心线L4；其中，第二中心线L2、第三中心线L3和第四中心线L4与车体50的长度方向平行。

具体地，各压紧装置40相应的多个压紧气缸42的进排气通过电磁阀(图中未示出)集中控制，确保气密压紧过程完全同步。图6中双点划线所示为在压紧气缸42作用下处于压紧状态的旋转杆轮廓，该状态下压抵部411`与门体10压抵适配。

此外，本方案中门体10的外周表面具有与门框适配的密封件80，该密封件80具有全密闭的充气内腔。请一并参见图7，该图为车门压紧密封状态示意图。如此设置，内腔全密闭的密封件80在受压状态下，具有良好的自体刚性，从而能够在气密压紧时与门体及门框充分压抵，为获得良好的密封性能提供了技术保障。

为了进一步提高开闭门操作的稳定性，可以在门体10的底部与车体50内壁之间设置滑轮导向适配结构。结合图1和图8所示，其中，图8为图1的D-D剖视图。图中所示，门体10的底部向内延伸布置下滑轮12，相应地，车体50内壁上固定设置有与下滑轮12适配的下滑轨53，具体地，随着门体10的开闭动作，门体10顶部携门架11通过直线轴承25沿光杆24位移，与此同时，底部通过下滑轮12沿下滑轨53滑动位移，整体上，确保门体10开闭操作的可靠性和稳定性。

众所周知，闭门过程中遇到障碍物时，需要可靠的障碍检测控制，作为优选，本方案采用压力开关90检测无杆气缸30的关门排气腔的压力信号，并输出至控制器；根据预设控制策略，控制器以车门关闭过程中无杆气缸30排气腔的压力信号低于安装阈值为判断条件，输出障碍检测信号，全面确保关门操作的安全可靠性。请参见图9，该图示出了无杆气缸与压力开关的工作原理图。

在通常的无障碍的关闭动作中，无杆气缸30排气腔在排气的同时，基于关门装置的关闭动作被压缩，排气侧的空气压力会保持在一定值以上，如图10所示。若在关闭动作的途中遇到障碍物，则车门的关闭动作将停止或者延迟，此时空气压缩将停止，排气侧的压力将急剧降低，如图11所示；根据控制策略，压降使得排气侧的压力低于预先设定的阈值时，则压力开关的接点切换，输出障碍检测信号，并发相应控制指令，例如但不限于重新打开车门的指令。

需要说明的是，对于达到全关位置的正常情形，车门将停止动作。此时，无论有无障碍物，排气侧的压力都将急剧下降，关门开关的接点将正常切换，并不再检测压力开关的信号，因此，不会出现误检测。

除前述内置式装载门，本实施方式还提供一种应用该内置式装载门的列车，该内置式装载门车门的门口设置外操作装置，以实现控制车门本地开启；也就是说，既可以通过门控制器实现车辆有电时的开关及锁闭压紧，也可以通过外操作装置实现无电时的车门打开。其中，车体50及与其适配的其他功能构成非本申请的核心发明点所在，故本文不再赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种内置式装载门，其特征在于，包括：

车门吊挂导向装置，与车体门框内侧的车体铰接于第一中心线；

门体，与所述车门吊挂导向装置滑动连接，以沿车体长度方向相对于所述车体门框滑动切换于开门工作位和闭门工作位之间；

无杆气缸，固定设置在所述车门吊挂导向装置上，所述无杆气缸的动力输出部与所述门体连接；

至少两个压紧装置，分别位于所述车体门框两侧的车体内壁；并配置为：所述压紧装置的压抵部可与位于闭门工作位的所述门体适配，以推动所述门体绕所述第一中心线转动至所述门体的外表面与车体外表面对齐；

其中，所述第一中心线与所述车体的长度方向平行；所述车门吊挂导向装置包括：

铰接轴，通过连接件与所述车体内壁固定连接；

支架体，具有与所述铰接轴铰接于第一中心线的枢接部；

光杆，沿车体长度方向固定设置在所述支架体上；

至少两个直线轴承，套装设置在所述光杆上，且所述门体的顶部通过携门架分别与至少两个所述直线轴承固定，以便与所述车门吊装导向装置滑动连接；

在所述车体和所述支架体之间还设置有复位装置，并配置为：所述门体的外表面与所述车体的外表面对齐状态下，所述复位装置受压形变产生弹性变形能，以提供所述门体的复位作用力；所述复位装置包括：

导向件，其一端通过连接附座固定在所述车体上，且所述导向件具有中部导向孔；

弹性件，套装在所述导向件的外部；

压抵件，具有与所述导向孔适配的小径段和与所述支架体压抵适配的大径段，且所述大径段与所述小径段之间形成的台阶面与所述弹性件的外伸端适配，以便受压形变产生弹性变形能；所述大径段具有与所述支架体压抵适配的外凸弧状适配面；

所述无杆气缸的动力输出部通过万向连接轴与所述门体连接。

2.根据权利要求1所述的内置式装载门，其特征在于，所述压抵件配置为：所述门体的外表面与所述车体的外表面对齐状态下，所述小径段的位于所述导向孔内的端部与其相对的构件表面之间及所述台阶面与所述导向件的外端面之间均具有间隙；且所述导向件中部导向孔的近所述连接附座一端具有扩孔段，所述扩孔段的直径大于另一侧导向段的直径，两者形成限位台阶；所述压抵件的小径段的内伸端设置有径向延伸的限位挡片，所述限位挡片与所述中部导向孔的扩孔段与导向段之间的所述限位台阶相适配，以限制所述压抵件自所述导向件中脱出。

3.根据权利要求1或2所述的内置式装载门，其特征在于，所述压紧装置包括：

与车体内壁固定连接的固定支架；

旋转杆，与所述固定支架铰接于第二中心线，所述旋转杆的一端形成所述压抵部；

压紧气缸，其缸体端和缸杆端分别与所述固定支架和所述旋转杆的另一端铰接于第三中心线和第四中心线；

其中，所述第二中心线、第三中心线和第四中心线与所述车体的长度方向平行。

4.根据权利要求3所述的内置式装载门，其特征在于，所述门体的外周表面具有与所述门框适配的密封件，所述密封件具有全密闭的充气内腔。

5.根据权利要求1所述的内置式装载门，其特征在于，还包括压力开关，所述压力开关用于检测所述无杆气缸的关门排气腔的压力信号，并输出至控制器；所述控制器以车门关闭过程中所述压力信号低于安装阈值为判断条件输出障碍检测信号。

6.一种列车，包括车体及与所述车体适配的内置式装载门，其特征在于，所述内置式装载门采用权利要求1至5中任一项所述的内置式装载门。

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