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Technisches Gebiet:
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsmethode eines Festscharniers eines Niederflur-Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Festscharnierverbindungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3.
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Technischer Hintergrund:
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Niederflur-Fahrzeuge und Stadtbahnfahrzeuge, im Folgenden als Niederflur-Fahrzeuge genannt, sind neue Verkehrsmitteln in den modernen Städten. Ein Niederflur-Fahrzeug besteht normalerweise aus drei, fünf oder sieben Wagenkästen, die durch Scharnierverbindungsvorrichtungen gekoppelt sind. Der Abstand zwischen dem Wagen und dem Boden ist weniger als 40 cm. Die Scharnierverbindungsvorrichtung ist ein wichtiges Teil für die Verbindung zwischen Wagenkästen eines Niederflur-Fahrzeugs. Die Niederflur-Fahrzeuge werden weit in Europa verwendet und auch in China gefördert. Deshalb entsteht ein immer größerer Bedarf auf dem Markt an Scharnierverbindungsvorrichtungen.
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Die Scharnierverbindungsvorrichtungen befinden sich auf den beiden Seiten eins Wagenkastens, wobei die Vorrichtung normalerweise aus einem oberen Scharnier und einem unteren Scharnier besteht. Eine Scharnierverbindungsvorrichtung dient dazu, die mehrere Wagenkästen zu verbinden, wodurch die Zugkraft und die Bremskraft übertragen werden und das Fahrzeug durch die horizontalen sowie die vertikale Kurven mit kleinem Radius durchfahren kann. Die Scharnierverbindungsvorrichtungen weisen die folgenden Typen auf: festes Scharnier, freies Scharnier und drehbares Scharnier. Die Festscharnierverbindungsvorrichtung verbindet zwei benachbarten Wagenkästen. Die Festscharnierverbindungsvorrichtung dient dazu, die Translation in X-, Y- und Z- Richtungen zu beschränken, das Drehen um die X-, Y- und Z- Richtungen zu erlauben, die vertikale Kraft zu tragen, und die axiale Kraft sowie die horizontale Kraft zu übertragen. Ihre Bewegungsfunktion wird durch ein Metallgelenklager durchgeführt.
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Bei der Verbindungsmethode eines Festscharniers bei einem Niederflur-Fahrzeug werden das obere Festlager und das untere Festlager durch einen Mittelbolzen direkt mit dem Metallgelenklager verbinden. Der Mittelbolzen geht folgerichtig durch das obere Festlager, den Metallgelenklager und das untere Festlager hindurch, wodurch die zwei benachbarten Wagenkästen miteinander verbunden sind. Allerdings ist diese Verbindungsmethode mittels eines Mittelbolzens verkompliziert die Struktur des Festscharniers, die Modularität der Struktur ist niedrig und ein großer Installationsraum wird benötigt. Ferner muss die Scharnierverbindungsvorrichtung regelmäßig gereinigt werden und die Schmierung- und Bewegungsstand müssen geprüft werden. Die Verbindungsmethode mittels eines Mittelbolzens verkompliziert den Abbau und die Reinigung der Festscharniervorrichtung, und es ist somit schwer die Vorrichtung instand zu stellen.
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Das chinesische Gebrauchsmuster
CN 201 442 585 U mit dem Veröffentlichungsdatum 28.04.2010, offenbart eine Festscharnierverbindungsvorrichtung für ein Stadtniederflur-Fahrzeug. Ein oberes Halbkugelscharnier, ein oberer Haken und ein Mittelbolzen werden zu einer Einheit zusammengebaut. Ein unteres Halbkugelscharnier und ein Kugel sind jeweils auf der inneren und der äußeren Seite eines unteren Hakens befestigt. Die innere Oberfläche des unteren Halbkugelscharniers ist mit einer Verschleißbuchse versehen, wobei die innere Hohloberfläche der Verschleißbuchse der Halbkonvexoberfläche dem oberen Halbkugelscharnier passt.
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Das chinesische Gebrauchsmuster
CN 201 009 892 Y mit dem Veröffentlichungsdatum vom 23.01.2008, offenbart eine untere Scharniervorrichtung eines Niederflur-Fahrzeugs, umfassend einen oberen Verbindungsarm, eine Haltermatte, eine Schraube, einen Stift, eine Unterlegscheibe, Stahldrähte, Scharnierstift, ein oberes Gelenklager, ein unteres Gelenklager und einen unteren Verbindungsarm, wobei das obere Gelenklager und das untere Gelenklager mit dem oberen Verbindungsarm und dem unteren Verbindungsarm durch den Scharnierstift ein Verbundscharnier bilden. Das obere Gelenklager und das untere Gelenklager weisen ein sphärisches Zentrum auf.
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Die chinesische Patentanmeldung,
CN 103 909 949 A mit dem Veröffentlichungsdatum vom 09.07.2014, offenbart eine Scharniervorrichtung für ein Niederflur-Fahrzeug, umfassend eine innere Kugel, ein Kugelscharnier, einen inneren Scharnierverbindungssitz, einen Kugelschalenscharniersitz, und einen Einspannungshülse. Der Kugelschalenscharniersitz nimmt eine Ringform an. Die Kugelschale befindet sich zwischen innerhalb dem Kugelschalenscharniersitz und die zwei sind Übermaßpassung. Die obere und untere Seite der innere rollenden Kugel sind flach. Der innere Scharnierverbindungssitz ist U-förmig, wobei die zwei inneren Seiten der U-Form die zwei flachen Seiten der innere rollenden Kugel pressen. Die innere rollende Kugel und die zwei Seiten der U-Form sind mit einem Loch versehen. Die Einspannungshülse ist auf den beiden Seiten des Lochs vorgesehen.
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Das chinesische Gebrauchsmuster,
CN 204 801 815 U , mit dem Veröffentlichungsdatum vom 25.11.2015, offenbart eine untere Scharnierverbindungsvorrichtung, umfassend einen Befestigungssitz und einen Lagersitz, wobei der Befestigungssitz den ersten Wagenkasten der zwei benachbarten Wagenkästen befestigt und der Lagersitz den ersten Wagenkasten der zwei benachbarten Wagenkästen verbinden. Der Lagersitz ist mit einem selbstschmierenden Lager versehen. Der Lagersitz läuft durch den selbstschmierenden Lagern hindurch und ist mit Befestigungssitz verbunden.
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Bei den oberen Dokumenten werden die benachbarten Wagenkästen immer durch einen Mittelbolzen miteinander verbunden, wodurch die Struktur des festen Scharniers verkompliziert wird. Der Aufbau benötigt einen großen Raum und der Abbau wird verkompliziert. Es ist somit schwer die Vorrichtung instand zu stellen.
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Die
EP 1 983 202 A2 offenbart ein Kupplungsdrucklager mit einem äußeren Gehäuse, einer äußeren Kugel und einer inneren Kuge. Die Lagerfläche des äußeren Gehäuses wird durch einen kugelförmigen Einsatz des äußeren Gehäuses gebildet. Zwischen innerer Kugel und äußerer Kugel ist keine Verschelißbuchse angeordnet, die eine Abnutzhung der inneren Kugel und der äußeren Kugelhülse an dieser Stelle verhinden könnte.
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Die
EP 1 647 725 A2 offenbart eine Axiallageranordnung mit einer Basis, einem Lagerelement mit konzentrischen, kugelförmigen inneren und äußeren Lagerflächen und einem Axiallagerinnengehäuse, das auf einer mittigen Stange angebracht ist. Das Axiallagerinnengehäuse weist eine Auskleidung auf, mit einer kugelförmigen inneren Gegenfläche. Die Auskleidung weist an der der kugelförmigen inneren Gegenfläche gegenüberliegenden Seite einen rechten Winkel auf und ist mit einer Kante an dem inneren Gehäuse verschraubt. Die Auskleidung ist daher Teil des Innengehäuses und bildet dessen kugelförmige Außenfläche.
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Die
DE 20 2007 015 919 U1 offenbart eine Gelenkverbindung für Schienenfahrzeuge mit einem ersten Lagerteil mit einer konkaven Oberfläche sowie ein zweites Lagerteil mit einer konvexen Oberfläche, wobei die konkave Oberfläche des ersten Lagerteils und die konvexe Oberfläche des zweiten Lagerteils ein Gleitlager bilden. Eine Dichtung ist oberhalb des ersten Lagerteils angeordnet. Das zweite Lagerteil ist dabei sandwichartige zwischen dem ersten Lagerteil und einem festen mit diesem verbundenen Befestigungsteil angeordnet, das eine kugelige Oberfläche an der lagerzugewandten Seite aufweist. Eine Lagerscheibe ist zwischen dem Befestigungsteil und dem zweiten Lagerteil angeordnet. Dieses weist an seiner dem zweiten Lagerteil zugewandten Seite einen rechten Winkel auf.
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EP 2 192 312 A2 offenbart ein Axiallager, umfassend ein Gehäuse mit einer Basis, wobei eine Seitenwand und ein zentraler Pfosten von der Basis nach oben stehen, wobei der zentrale Pfosten einstückig mit dem äußeren Gehäuse ausgebildet ist; einen Befestigungsarm, der einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet ist. Das Gehäuse umfasst ferner eine konkave sphärische Lagerfläche, eine äu-ßere Kugel, die auf und zumindest teilweise innerhalb des äußeren Gehäuses sitzt, mit einem sphärischen ersten Einsatz, der an der äußeren Kugel angebracht ist und eine Gegenfläche in Kontakt mit der Lagerfläche aufweist; und eine innere Kugel, die an dem zentralen Pfosten angebracht ist, wobei die äu-ßere Kugel zwischen der inneren Kugel und dem äußeren Gehäuse eingeschlossen ist.
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Zusammengefasst besteht ein Bedarf, eine neuartige Verbindungsmethode eines Festscharniers sowie eine neuartige Festscharnierverbindungsvorrichtung eines Niederflur-Fahrzeugs zu erfinden, die die herkömmliche Verbindungsmethode für die zwei benachbarten Wagenkästen durch einen Mittelbolzen zu ändern, wodurch die Struktur des Festscharniers vereinfacht wird, der Raum zum Aufbau verkleinert wird, der Abbau vereinfacht wird und die Vorrichtung somit einfacher instand zu stellen ist.
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Inhalt der Erfindung:
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und eine Verbindungsmethode eines Festscharniers sowie eine neuartige
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Festscharnierverbindungsvorrichtung eines Niederflur-Fahrzeugs bereitzustellen, wodurch die Struktur des Festscharniers vereinfacht wird, der Raum zum Aufbau verkleinert wird, der Abbau vereinfacht wird und die Vorrichtung somit einfacher instand zu stellen ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Verbindungsmethode eines Festscharniers eines Niederflur-Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Festscharnierverbindungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 3.
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Dabei wird zunächst das Metallgelenklager des Festscharniers des Niederflur-Fahrzeugs zu einer Einheit zusammengebaut, und danach das monolithische Metallgelenklager mit einem oberen Festlager in einem Wagenkasten durch ein erstes Verbindungsmittel verbunden ist, und das monolithische Metallgelenklager mit einem unteren Festlager in einem anderen Wagenkasten durch ein zweites Verbindungsmittel verbunden ist, wodurch die zwei benachbarten Wagenkästen gekoppelt sind.
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Das monolithische Metallgelenklager weist einen äußeren Metallgelenksitzärmel, eine äußere rollende Kugelhülse und eine innere rollende Kugel auf, wobei die äu-ßere rollende Kugelhülse innerhalb dem äußeren Metallgelenksitzärmel vorgesehen ist, die innere rollende Kugel innerhalb der äußeren rollenden Kugelhülse vorgesehen ist, und zwischen dem äußeren Metallgelenksitzärmel und der äußeren rollenden Kugelhülse eine erste Verschleißbuchse vorgesehen ist, wobei die innere rollende Kugel und die äußere rollende Kugelhülse sowie die äußere rollende Kugelhülse und die erste Verschleißbuchse jeweils durch eine Kugelfläche berühren, und wobei durch ein drittes Verbindungsmittel der äußere Metallgelenksitzärmel, die äußere Kugelhülse, die innere rollende Kugel und die erste Verschleißbuchse ein monolithische Metallgelenklager bilden.
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Zwischen der inneren rollenden Kugel und der äußeren rollenden Kugelhülse ist eine zweite Verschleißbuchse vorgesehen, wobei die äu-ßere rollende Kugelhülse und die zweite Verschleißbuchse sowie die innere rollende Kugel und die zweite Verschleißbuchse jeweils durch eine Kugelfläche berühren.
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Vorzugsweise durch die Einstellung der Dicke der zweiten Verschleißbuchse sowie des Abstands zwischen der innere rollenden Kugel und der äußeren Kugelhülse, kann das Festscharnier des Niederflur-Fahrzeugs an verschiedenen Betriebszustände anpassen.
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Die vorliegende Erfindung offenbart ebenfalls eine Festscharnierverbindungsvorrichtung, umfassend ein oberes Festlager in einem Wagenkasten eines Niederflur-Fahrzeugs und ein unteres Festlager in einem anderen Wagenkasten des Niederflur-Fahrzeugs, wobei die Festscharnierverbindungsvorrichtung ferner einen monolithischen Metallgelenklager zwischen dem oberen Festlager und dem unteren Festlager aufweist, wobei das monolithische Metallgelenklager mit dem oberen Festlager durch ein erstes Verbindungsmittel verbunden ist, und das monolithische Metallgelenklager mit dem unteren Festlager durch ein zweites Verbindungsmittel verbunden ist, wodurch die zwei benachbarten Wagenkästen gekoppelt sind.
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Das monolithische Metallgelenklager weist einen äußeren Metallgelenksitzärmel, eine äußere rollende Kugelhülse und eine innere rollende Kugel auf, wobei die äu-ßere rollende Kugelhülse innerhalb dem äußeren Metallgelenksitzärmel vorgesehen ist, die innere rollende Kugel innerhalb der äußeren rollenden Kugelhülse vorgesehen ist, und zwischen dem äußeren Metallgelenksitzärmel und der äußeren rollenden Kugelhülse eine erste Verschleißbuchse vorgesehen ist, wobei die innere rollende Kugel und die äußere rollende Kugelhülse sowie die äußere rollende Kugelhülse und die erste Verschleißbuchse jeweils durch eine Kugelfläche berühren, und wobei durch ein drittes Verbindungsmittel der äußere Metallgelenksitzärmel, die äußere Kugelhülse, die innere rollende Kugel und die Verschließbuchse ein monolithische Metallgelenklager bilden.
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Der Metallgelenksitzärmel weist einen Ärmelkörper und einen Vorsprung auf, wobei der Ärmelkörper auf einer Seite offen und auf der anderen Seite geschlossen ist und sich der Vorsprung innerhalb des Ärmelkörpers und bei der geschlossenen Seite des Ärmelkörpers befindet. Die äußere rollende Kugelhülse weist einen ringförmigen Untergestell und einen hohlen hervorstehendes Teil in der axialen Richtung auf den Untergestell auf, wobei die innere Seite und die äußere Seite des hervorstehenden Teils sphärisch gestaltet sind und die innere rollende Kugel kegelstumpfförmig ist, wobei die innere Seite des hervorstehenden Teils in der axialen Richtung der äußeren rollenden Kugelhülse die äußere sphärische Oberfläche der innere rollenden Kugel berührt, und die äußere Oberfläche des hervorstehenden Teils der äußeren rollenden Kugelhülse die innere sphärische Oberfläche der ersten Verschleißbuchse berührt. Das dritte Verbindungsmittel verwendet eine Schraube und der Vorsprung des Metallgelenksitzärmels ist mit einer Gewindebohrung versehen, wobei die Schraube durch die innere rollende Kugel hindurchgeht und sich in der Gewindebohrung dreht, wodurch die innere rollende Kugel und der Metallgelenksitzärmel miteinander verbunden sind und anhand der innere rollenden Kugel die äußere rollende Kugelhülse und der ersten Verschleißbuchse den Metallgelenksitzärmel pressen und berühren.
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Zwischen der innere rollenden Kugel und der äußeren rollenden Kugelhülse ist eine zweite Verschleißbuchse vorgesehen, wobei die äußere rollende Kugelhülse und die zweite Verschleißbuchse sowie die innere rollende Kugel und die zweite Verschleißbuchse jeweils durch eine Kugelfläche berühren.
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Vorzugsweise ist zwischen der innere rollenden Kugel und dem Vorsprung des Metallgelenksitzärmels ein Abstandstück zur Einstellung des Abstands vorgesehen.
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Vorzugsweise ist die äußere Umfangsfläche des Ärmelkörpers des Metallgelenksitzärmels mit einem Flansch versehen, wobei der Flansch eine Gewindebohrung aufweist. Das Untergestell der äußeren rollenden Kugelhülse weist eine Gewindebohrung auf. Das erste Verbindungsmittel ist die erste Verbindungsschraube ist und das zweite Verbindungsmittel ist die zweite Verbindungsschraube, wobei die erste Verbindungsschraube durch das obere Festlager hindurchgeht und sich in der Gewindebohrung auf dem Untergestell der äußeren rollenden Kugelhülse dreht und die zweite Verbindungsschraube durch das untere Festlager hindurchgeht und sich in der Gewindebohrung auf dem Flansch des Ärmelkörpers des Metallgelenksitzärmels dreht, wodurch die zwei benachbarten Wagenkästen gekoppelt sind.
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Vorteile der vorliegenden Erfindung: die vorliegende Erfindung verwendet keine Verbindungsmethode mit einem Mittelbolzen. Bei der vorliegenden Erfindung wird zunächst das Metallgelenklager des Festscharniers des Niederflur-Fahrzeugs zu einer Einheit zusammengebaut wird, und danach das monolithische Metallgelenklager mit einem oberen Festlager in einem Wagenkasten durch ein erstes Verbindungsmittel verbunden ist, und das monolithische Metallgelenklager mit einem unteren Festlager in einem anderen Wagenkasten durch ein zweites Verbindungsmittel verbunden ist, wodurch die zwei benachbarten Wagenkästen gekoppelt sind. Diese neuartige Festscharnierverbindungsmethode nicht nur erfüllt die Operationsanforderung des Fahrzeugs, sondern auch vereinfacht die Struktur des Festscharniers vereinfacht, verkleinert den Raum zum Aufbau, vereinfacht den Abbau, wodurch die Vorrichtung einfacher instand zu stellen ist. Darüber hinaus, als eine einheitliche Struktur weist das Metallgelenklager komplette Parameteranforderungen auf. Das erfindungsgemäße Metallgelenklager ändert das herkömmliche Strukturmodell, weist eine höhere Modularität auf, ist zugunsten einer Kraft- und Bewegungsübertragung, und weist eine gute Biegungsfähigkeit auf und kann durch die horizontalen sowie die vertikale Kurven sicher und stabil fahren. Das erfindungsgemäße Metallgelenklager weist eine größere sphärische Berührungsfläche auf, und weist eine gute Selbstzentrierungsfähigkeit, eine gute Operationsfähigkeit für niedrige Geschwindigkeit, und eine gute Schmiereffekt für niedrige Geschwindigkeit auf. Mit der Verschleißbuchsen in dem erfindungsgemäßen Metallgelenklager ist das gesamte Metallgelenklager bei der Bewegung stabiler und sicherer und der Lärm reduziert wird. Das nachteilige Kriechverhalten ist nicht mehr vorhanden. Die Sicherheitsleistung sowie die Lebensdauer des Produktes erhöht wird. Durch die Auswahl der Materialien der Verschleißbuchsen weist das erfindungsgemäße Metallgelenklager einen sehr niedrigen Reibkoeffizient und Verdampfungsverlust auf. Die Instandhaltung ist einfach und sicher. Das erfindungsgemäße Metallgelenklager ist wiederstandfähig gegen Wasser, Dampf, Säure und Basen und weist eine lange Lebensdauer auf. Genau diese Eigenschaften ermöglichen eine Selbstschmierung des Metallgelenklagers. Eine regelmäße Abbau ist nicht mehr nötig und die Instandhaltung und Reinigung sind einfacher, wodurch die Instandhaltungskosten reduziert werden. Das erfindungsgemäße Metallgelenklager kann sich an verschiedenen Umgebungen, insbesondere an niedrigen Temperaturen, anpassen. Das erfindungsgemäße Metallgelenklager kann durch die Einstellung der Dicke der Verschleißbuchse an verschiedenen Betriebszustände anpassen, wodurch die Verwendbarkeit der vorliegenden Erfindung deutlich erhöht wird.
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Abbildungen:
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- 1 zeigt die 3D Struktur der Festscharniervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung.
- 2 zeigt die Hauptansicht der Festscharniervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung.
- 3 zeigt ein Schnittstrukturdiagramm entlang A-A Linie in 2.
- 4 zeigt das Schnittstrukturdiagramm entlang der axialen Vorrichtung des äußeren Metallgelenksitzärmels des Metallgelenklagers gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung.
- 5 zeigt die 3D Struktur des Metallgelenksitzärmels gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung.
- 6 zeigt die 3D Struktur der äußeren rollenden Kugelhülse gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung.
- 7 zeigt die 3D Struktur der inneren rollenden Kugel gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung.
- 8 zeigt das Schnittstrukturdiagramm entlang der axialen Vorrichtung des äußeren Metallgelenksitzärmels des Metallgelenklagers gemäß Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung.
- 9 zeigt das Schnittstrukturdiagramm entlang der axialen Vorrichtung des äußeren Metallgelenksitzärmels des Metallgelenklagers gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung.
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Bezugslistzeichen:
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1. Metallgelenklager; 2. Oberer Festlager; 3. Erstes Verbindungsmittel; 4. Unterer Festlager; 5. Zweites Verbindungsmittel; 6. Metallgelenksitzärmel; 611. Ärmelkörper; 612. Vorsprung; 7. Äußere rollende Kugelhülse; 711. Untergestell; 712. hohler hervorstehender Teil in der axialen Richtung; 8. Innere rollende Kugel; 9. Erste Verschleißbuchse; 10. Drittes Verbindungsmittel; 11. Sphärische Oberfläche; 12. Gewindebohrung; 13. Dichtring; 14. Schutzblech; 15. Flansch; 16. Zweite Verschleißbuchse; 17. Sprengring; 18. Abstandstück; B1. Erstes Installationsloch; B2. Zweites Installationsloch.
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Ausführungsbeispiele:
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Die vorliegende wird ferner durch die folgenden Ausführungsbeispiele erleuchtet.
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Ausführungsbeispiel 1: Wie in 1 bis 3 darstellt, zunächst das Metallgelenklager 1 des Festscharniers des Niederflur-Fahrzeugs zu einer Einheit zusammengebaut wird, und danach das monolithische Metallgelenklager mit einem oberen Festlager 2 in einem Wagenkasten durch ein erstes Verbindungsmittel 3 verbunden ist, und das monolithische Metallgelenklager 1 mit einem unteren Festlager 4 in einem anderen Wagenkasten durch ein zweites Verbindungsmittel 5 verbunden ist, wodurch die zwei benachbarten Wagenkästen gekoppelt sind. Die herkömmlichen Metallgelenklager des Festscharniers eines Niederflur-Fahrzeugs können gemäße unterschiedliche Traglast und Radien der Kurven unterschiediichen Strukturen aufweisen. Weil das Niederflur-Fahrzeug im Stadtverkehr verwendet wird, soll das Kurvenradium so klein wie möglich sein und seine Gestaltung soll an dem Passagierverkehr anpassen. Als der Kernbestandteil des Festscharniersystems, muss das Metallgelenklager bei der Bewegungsübertragung und der Tragfähigkeit höheren Anforderungen erfüllen. Das Festscharnier trägt Last in drei Richtungen, wobei das Metallgelenklager nicht nur die reguläre Last sondern auch die Impulslast tragen muss. Darüber hinaus hat das Metallgelenklager in den drei Dimensionen relativen Bewegungsfähigkeiten, um an der Biegung, dem Rütteln, der Neigung und der Verformung des Fahrzeugs anzupassen. Das Metallgelenklager ist Lärm- und Kriechen frei. Weil das Metallgelenklager bei einem Scharnierverbindungssystem eines Niederflur-Fahrzeugs verwendet wird, muss es somit eine höhere Sicherheitsanforderung erfüllen. Zusammengefasst ist ein solches Metallgelenklager schwer zu entwickeln aber es ist ein unverzichtbares Teil der Scharnierverbindungsvorrichtung eines Niederflur-Fahrzeugs. Bei der Verbindungsmethode eines Festscharniers bei einem Niederflur-Fahrzeug im Stand der Technik werden das obere Festlager und das untere Festlager durch einen Mittelbolzen direkt mit dem Metallgelenklager verbinden. Der Mittelbolzen geht folgerichtig durch das obere Festlager, den Metallgelenklager und das untere Festlager hindurch, wodurch die zwei benachbarten Wagenkästen miteinander verbunden sind. Allerdings eine solche Verbindungsmethode bringt Probleme, die vorliegende Erfindung verwendet keine Verbindungsmethode mit einem Mittelbolzen. Bei der vorliegenden Erfindung wird zunächst das Metallgelenklager des Festscharniers des Niederflur-Fahrzeugs zu einer Einheit zusammengebaut wird, und danach das monolithische Metallgelenklager mit einem oberen Festlager in einem Wagenkasten durch ein erstes Verbindungsmittel verbunden ist, und das monolithische Metallgelenklager mit einem unteren Festlager in einem anderen Wagenkasten durch ein zweites Verbindungsmittel verbunden ist, wodurch die zwei benachbarten Wagenkästen gekoppelt sind. Diese neuartige Festscharnierverbindungsmethode nicht nur erfüllt die Operationsanforderung des Fahrzeugs, sondern auch vereinfacht die Struktur des Festscharniers vereinfacht, verkleinert den Raum zum Aufbau, vereinfacht den Abbau, wodurch die Vorrichtung einfacher instand zu stellen ist. Darüber hinaus, als eine einheitliche Struktur weist das Metallgelenklager komplette Parameteranforderungen auf. Das erfindungsgemäße Metallgelenklager ändert das herkömmliche Strukturmodell, weist eine höhere Modularität auf, ist zugunsten einer Kraft- und Bewegungsübertragung, und weist eine gute Biegungsfähigkeit auf und kann durch die horizontalen sowie die vertikale Kurven sicher und stabil fahren.
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Wie in 4 und 5 darstellt, weist das monolithische Metallgelenklager einen äußeren Metallgelenksitzärmel 6, eine äußere rollende Kugelhülse 7 und eine innere rollende Kugel 8 auf, wobei die äußere rollende Kugelhülse 7 innerhalb dem äußeren Metallgelenksitzärmel 6 vorgesehen ist, die innere rollende Kugel 8 innerhalb der äußeren rollenden Kugelhülse 7 vorgesehen ist, und zwischen dem äußeren Metallgelenksitzärmel 6 und der äußeren rollenden Kugelhülse 7 eine erste Verschleißbuchse 9 vorgesehen ist, wobei die innere rollende Kugel 8 und die äußere rollende Kugelhülse 7 sowie die äußere rollende Kugelhülse 6 und die erste Verschleißbuchse 9 jeweils durch eine Kugelfläche berühren, und wobei durch ein drittes Verbindungsmittel 10 der äußere Metallgelenksitzärmel 6, die äußere Kugelhülse 7, die innere rollende Kugel 8 und die erste Verschließbuchse 9 ein monolithische Metallgelenklager bilden. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die äußere rollende Kugelhülse 6 und die innere rollende Kugel 8 durch das dritte Verbindungsmittel 10 miteinander verbunden, wodurch die äußere rollende Kugelhülse 7 und die erste Verschleißbuchse 9 durch die innere rollende Kugel 8 den äußeren Metallgelenksitzärmel fest berühren, wodurch der äußere Metallgelenksitzärmel 6, die äußere Kugelhülse 7, die innere rollende Kugel 8 und die erste Verschleißbuchse 9 ein monolithische Metallgelenklager bilden. Das vorliegende Ausführungsbeispiel weist eine große Berührungsoberfläche auf. Das Metallgelenklager ist ein wichtiger Funktionsteil, wenn das Festscharniervorrichtung durch die horizontalen und vertikalen Kurven fährt. Durch die Berührung der sphärischen Oberfläche mit dem Drehen des Lagers wird die Bewegung kontrolliert werden. Wenn die sphärische Berührungsoberfläche größer ist, sind die Selbstzentrierungsfähigkeit und die gute Operationsfähigkeit für niedrige Geschwindigkeit besser. Die Schaftstruktur hat Beschränkungen diesbezüglich. Das erfindungsgemäße Metallgelenklager weist eine größere sphärische Berührungsfläche auf, und weist eine gute Selbstzentrierungsfähigkeit, eine gute Operationsfähigkeit für niedrige Geschwindigkeit, und eine gute Schmiereffekt für niedrige Geschwindigkeit auf. Mit der Verschleißbuchsen in dem erfindungsgemäßen Metallgelenklager ist das gesamte Metallgelenklager bei der Bewegung stabiler und sicherer und der Lärm reduziert wird. Das nachteilige Kriechverhalten ist nicht mehr vorhanden. Die Sicherheitsleistung sowie die Lebensdauer des Produktes erhöht wird.
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Die Seite der ersten Verschleißbuchse, die sich in der Nähe von dem unteren Festlager befindet, nimmt eine hohle Kegel Form an. Die Seite der ersten Verschleißbuchse, die sich in der Nähe von dem oberen Festlager befindet, nimmt eine hohle zylindrische Form an. Die erste Verschleißbuchse ist aus PTFE Einlage auf Kupferbasis, Kupfer-Graphit Einlage, technische Kunststoffe oder Nylon hergestellt. Bei den herkömmlichen Metallgelenklagern wird meistens Fettschmierung oder Feststoffschmierung verwendet. Die Verschleißfestigkeit und die Tragfähigkeit sind nicht ausreichend. Es besteht die Gefahr, dass die Metallkomponenten zerfressen werden. Außerdem bei der Reinigung des Fahrzeugs wird die Schmierung beeinträchtigt. Das vorliegende Ausführungsbeispiel verlasst solchen Methoden und benutzt die erste Verschleißbuchse, die nicht nur eine Verschleißbuchse ist sondern auch ein Schmiermittel ist. Durch die Auswahl der Materialien der Verschleißbuchsen weist das erfindungsgemäße Metallgelenklager einen sehr niedrigen Reibkoeffizient und Verdampfungsverlust auf. Die Instandhaltung ist einfach und sicher. Das erfindungsgemäße Metallgelenklager ist wiederstandfähig gegen Wasser, Dampf, Säure und Basen und weist eine lange Lebensdauer auf. Genau diese Eigenschaften ermöglichen eine Selbstschmierung des Metallgelenklagers. Eine regelmäße Abbau ist nicht mehr nötig und die Instandhaltung und Reinigung sind einfacher, wodurch die Instandhaltungskosten reduziert werden. Das erfindungsgemäße Metallgelenklager kann sich an verschiedenen Umgebungen, insbesondere an niedrigen Temperaturen, anpassen.
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Es wurde festgestellt bei der Auswahl der Materialien der Verschleißbuchsen, dass wenn die Festscharniervorrichtung bei einer wässrigen Betriebszustand arbeitet, ist es geeignet, die erste Verschleißbuchse aus Kupfer-Graphit Einlage herzustellen, weil wenn die erste Verschleißbuchse aus PTFE Einlage auf Kupferbasis, technische Kunststoffe oder Nylon hergestellt wäre, würde die Wasseraufnahme der Materialien zu einer Größenabweichung führen. Die Struktur, die Abriebfestigkeit und der Schmiereffekt werden dadurch beeinträchtigt. Außerdem gemäß den verschiedenen Tragfähigkeiten des Festscharnierlagers werden verschiedenen Materialien der Verschleißbuchse ausgewählt. Die Tragfähigkeiten: Einlage auf Kupferbasis>technische Kunststoffe>Nylon. Wenn die Tragfähigkeit innerhalb 100MPa sein soll, soll Nylon verwendet werden. Wenn die Tragfähigkeit innerhalb 100 bis 160 MPa sein soll, sollen technische Kunststoffe verwendet werden. Wenn die Tragfähigkeit mehr als 160 MPa sein soll, soll Einlage auf Kupferbasis verwenden werden.
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Wie in 1 bis 3 darstellt, offenbart die vorliegende Erfindung ebenfalls eine Festscharnierverbindungsvorrichtung, umfassend ein oberes Festlager 2 in einem Wagenkasten eines Niederflur-Fahrzeugs und ein unteres Festlager 4 in einem anderen Wagenkasten des Niederflur-Fahrzeugs, wobei die Festscharnierverbindungsvorrichtung ferner einen monolithischen Metallgelenklager 1 zwischen dem oberen Festlager 2 und dem unteren Festlager 4 aufweist, wobei das monolithische Metallgelenklager 1 mit dem oberen Festlager 2 durch ein erstes Verbindungsmittel 3 verbunden ist, und das monolithische Metallgelenklager 1 mit dem unteren Festlager 4 durch ein zweites Verbindungsmittel 5 verbunden ist, wodurch die zwei benachbarten Wagenkästen gekoppelt sind. Ferner ist auf der Seite des oberen Festlagers ein erstes Installationsloch B1 vorgesehen, das mit einem Wagenkasten verbunden ist, während auf der Seite des unteren Festlagers ein zweites Installationsloch B2 vorgesehen ist, das mit dem anderen Wagenkasten verbunden ist. Die Mittelachse des ersten Installationslochs. B1 überlappt mit der Mittelachse des zweiten Installationslochs B2 bei der gleichen horizontalen Linie, wodurch die Stabilität während der Kraft- und Bewegungsübertragung gewährleistet wird und das Fahrzeug fährt stabiler.
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Wie in 4 bis 7 darstellt, weist das monolithische Metallgelenklager einen äußeren Metallgelenksitzärmel 6, eine äußere rollende Kugelhülse 7 und eine innere rollende Kugel 8 auf, wobei die äußere rollende Kugelhülse 7 innerhalb dem äußeren Metallgelenksitzärmel 6 vorgesehen ist, die innere rollende Kugel 8 innerhalb der äußeren rollenden Kugelhülse 7 vorgesehen ist, und zwischen dem äußeren Metallgelenksitzärmel 6 und der äußeren rollenden Kugelhülse 7 eine erste Verschleißbuchse 9 vorgesehen ist, wobei die innere rollende Kugel 8 und die äußere rollende Kugelhülse 7 sowie die äußere rollende Kugelhülse 6 und die erste Verschleißbuchse 9 jeweils durch eine Kugelfläche berühren, und wobei durch ein drittes Verbindungsmittel 10 der äußere Metallgelenksitzärmel 6, die äußere Kugelhülse 7, die innere rollende Kugel 8 und die erste Verschließbuchse 9 ein monolithische Metallgelenklager bilden.
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Der Metallgelenksitzärmel weist einen Ärmelkörper 611 und einen Vorsprung 612 auf, wobei der Ärmelkörper 611 auf einer Seite offen und auf der anderen Seite geschlossen ist und sich der Vorsprung 612 innerhalb des Ärmelkörpers 611 und bei der geschlossenen Seite des Ärmelkörpers 611 befindet. Die äußere rollende Kugelhülse 7 weist einen ringförmigen Untergestell 711 und einen hohlen hervorstehendes Teil 712 in der axialen Richtung auf den Untergestell 711 auf, wobei die innere Seite und die äußere Seite des hervorstehenden Teils 712 sphärisch gestaltet sind und die innere rollende Kugel 8 kegelstumpfförmig ist und äußere Oberfläche der inneren rollenden Kugel 8 ist sphärische Oberfläche 11. Die innere Seite 712 des hervorstehenden Teils in der axialen Richtung der äußeren rollenden Kugelhülse berührt die äußere sphärische Oberfläche der innere rollenden Kugel 8, und die äußere Oberfläche des hervorstehenden Teils 712 der äußeren rollenden Kugelhülse berührt die innere sphärische Oberfläche der ersten Verschleißbuchse 9. Das dritte Verbindungsmittel 10 verwendet eine Schraube und der Vorsprung 612 des Metallgelenksitzärmels ist mit einer Gewindebohrung 12 versehen, wobei die Schraube durch die innere rollende Kugel 8 hindurchgeht und sich in der Gewindebohrung des Vorsprungs 612 dreht, wodurch die innere rollende Kugel 8 und der Metallgelenksitzärmel 6 miteinander verbunden sind und anhand der innere rollenden Kugel 8 die äußere rollende Kugelhülse 7 und der ersten Verschleißbuchse 9 den Metallgelenksitzärmel 6 pressen und berühren. Wenn die zwei benachbarten Wagenkästen durch einen Mittelbolzen verbunden sind, werden Sonderwerkzeuge für den Abbau des Metallgelenklagers genötigt, wodurch der Abbau erschwert wird. Bei dem Abbau des Metallgelenklagers der vorliegenden Erfindung muss nur ein normaler Schraubenschlüssel verwendet werden. Der Abbau ist somit sehr vereinfacht. Um die Lokalisierung zwischen dem Vorsprung 612 des Metallgelenksitzärmels und der inneren rollenden Kugel 8 zu gewährleisten, kann die obere Seite der kegelstumpfförmigen inneren rollenden Kugel 8 mit einer Nut versehen sein, die dem Vorsprung 612 entspricht. Bei der Verbindung steckt der Vorsprung 612 in der Nut ein, um die Lokalisierung und die Verbindung herzustellen.
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Wie in 3 und 4 darstellt, ist die innere Seite des Metallgelenksitzärmels 611 mit einer ringförmigen Dichtrinne versehen, wobei die ringförmige Dichtrinne mit einem Dichtring 13 versehen ist. Eine Seite des Dichtrings 13 befindet sich in der ringförmigen Dichtrinne, während die andere Seite des Dichtrings 13 die äußere Seite des hohlen hervorstehenden Teils 712 in der axialen Richtung der äußeren rollenden Kugelhülse beführt. Der Dichtring 13 befindet sich somit oberhalb der ersten Verschleißbuchse 9, und dient zu einer Staubdicht Funktion. Der Dichtring 13 kann aus Polyurethan hergestellt werden. Um zu vermeiden, dass Staub in Metallgelenklager fällt, ist die obere Seite des oberen Festlagers 2 mit einem Schutzblech 14 versehen. Das Schutzblech 14 ist durch eine Schraube auf der oberen Seite des Festlagers 2 befestigt.
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Die äußere Umfangsfläche des Ärmelkörpers 611 des Metallgelenksitzärmels ist mit einem Flansch 15 versehen, wobei der Flansch 15 eine Gewindebohrung 12 aufweist. Das Untergestell 711 der äußeren rollenden Kugelhülse weist ebenfalls eine Gewindebohrung 12. Das erste Verbindungsmittel 3 ist eine Verbindungsschraube. Das zweite Verbindungsmittel 5 ist eine zweite Verbindungsschraube ist, wobei die erste Verbindungsschraube durch das obere Festlager hindurchgeht und sich in der Gewindebohrung auf dem Untergestell 711 der äußeren rollenden Kugelhülse dreht und die zweite Verbindungsschraube durch das untere Festlager 4 hindurchgeht und sich in der Gewindebohrung auf dem Flansch des Ärmelkörpers 611 des Metallgelenksitzärmels dreht, wodurch die zwei benachbarten Wagenkästen gekoppelt sind. Wenn die zwei benachbarten Wagenkästen durch einen Mittelbolzen verbunden sind, werden Sonderwerkzeuge für den Abbau des Metallgelenklagers genötigt, wodurch der Abbau erschwert wird. Bei dem Abbau des Metallgelenklagers der vorliegenden Erfindung muss nur ein normaler Schraubenschlüssel verwendet werden. Der Abbau ist somit sehr vereinfach. Beim Betrieb, durch die Interaktion zwischen der äußeren rollenden Kugelhülse 7 und dem oberen Festlager 2 sowie dem Metallgelenksitzärmel 6 und dem unteren Festlager 4 überträgt das Metallgelenklager 1 die Kraft und beschränkt das Metallgelenklager 1 die Bewegung der Festscharniervorrichtung. Das Metallgelenklager kann um die X, Y und Z Achsen bewegen, aber die Bewegung entlang den X, Y und Z Achsenrichtungen beschränken, und kann relativ große Querlasten tragen, wodurch das Fahrzeug sicher und stabil durch die horizontalen und vertikalen Kurven fahren kann.
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Ausführungsbeispiel 2: Wie in 8 darstellt, Ausführungsbeispiel 2 unterscheidet sich mich dem Ausführungsbeispiel 1 darin, dass zwischen der innere rollenden Kugel 8 und der äußeren rollenden Kugelhülse 7 eine zweite Verschleißbuchse 16 vorgesehen ist, wobei die äußere rollende Kugelhülse 7 und die zweite Verschleißbuchse 16 sowie die innere rollende Kugel 8 und die zweite Verschleißbuchse 16 jeweils durch eine Kugelfläche berühren. Die zweite Verschleißbuchse ist aus PTFE Einlage auf Kupferbasis, Kupfer-Graphit Einlage, technische Kunststoffe oder Nylon hergestellt. Die Auswahl der Materialien für die zweite Verschleißbuchse 16 ist gleich wie bei der ersten Verschleißbuchse 9. Durch die Einrichtung der ersten Verschleißbuchse und der zweiten Verschleißbuchse weist das erfindungsgemäße Metallgelenklager einen sehr niedrigen Reibkoeffizient, einen sehr guten abriebfesten Schmierungseffekt und Selbstschmierungseffekt, eine sehr gute Tragfähigkeit und auf. Das erfindungsgemäße Metallgelenklager kann sich an verschiedenen Umgebungen, insbesondere an niedrigen Temperaturen, anpassen, und kann einen Selbstschmierungseffekt ohne Instandhaltung erreichen.
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Die zweite Verschleißbuchse 16 befindet sich zwischen der inneren Seite des hohlen hervorstehenden Teils 712 in der axialen Richtung der äußeren rollenden Kugelhülse und der äußeren Seite der inneren rollenden Kugel 8. Die Seite der zweiten Verschleißbuchse 16, die sich in der Nähe vom oberen Festlager, befindet sich außerhalb der unteren Seite der kegelstumpfförmigen inneren rollenden Kugel 8, wodurch der verschleißfeste Effekt und der Schmierungseffekt gewährleistet werden können. Die innere Seite des Untergestells 711 der äußeren rollenden Kugelhülse ist mit einer ringförmigen Nute versehen, wobei die ringförmige Nute mit einem Sprengring 17 versehen ist. Die Seite der zweiten Verschleißbuchse 16, die sich außerhalb der unteren Seite der kegelstumpfförmigen inneren rollenden Kugel befindet, berührt den Sprengring 17. Durch den Sprengring kann der zufällige Sprung der Verschleißbuchse vermieden werden. Der normale Betrieb wird somit gewährleiste.
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Ausführungsbeispiel 3: Wie in 9 darstellt unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel 3 mit dem Ausführungsbeispiel 2 darin, dass durch die Einstellung der Dicke der zweiten Verschleißbuchse 16, kann der Abstand zwischen der inneren rollenden Kugel 8 und der äußeren rollenden Kugelhülse 7 eingestellt werden, wodurch die Eigenschaft des Metallgelenklagers geändert werden kann und das Festscharnier des Nieder-Flur Fahrzeugs an verschiedenen Betriebszustände anpassen kann. Durch die Einstellung der Dicke der zweiten Verschleißbuchse, kann die Größe und Struktur der Berührungsfläche der inneren rollenden Kugel oder der äußeren rollenden Kugelhülse geändert werden, wodurch die Gestaltfestigkeit des Produktes eingestellt werden kann und das Produkt an verschiedenen Betriebszustände anpassen kann. Darüber hinaus, durch die Einstellung der Dicke der zweiten Verschleißbuchse kann verschiedenen Anforderungen an Abrieb bei unterschiedlichen Betriebszustände erfüllt werden.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zwischen der innere rollenden Kugel 8 und dem Vorsprung 612 des Metallgelenksitzärmels ein Abstandstück 18 zur Einstellung des Abstands vorgesehen. Durch Abstandstücke 18 mit unterschiedliche Dicke kann der Abstand zwischen der inneren rollenden Kugel 8 und der äußeren rollenden Kugelhülse 7 eingestellt werden.
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Das erfindungsgemäße Metallgelenklager weist eine größere sphärische Berührungsfläche auf, und weist eine gute Selbstzentrierungsfähigkeit, eine gute Operationsfähigkeit für niedrige Geschwindigkeit, und eine gute Schmiereffekt für niedrige Geschwindigkeit. Mit der Verschleißbuchsen in dem erfindungsgemäßen Metallgelenklager ist das gesamte Metallgelenklager bei der Bewegung stabiler und sicherer und der Lärm reduziert wird. Das nachteilige Kriechverhalten ist nicht mehr vorhanden. Die Sicherheitsleistung sowie die Lebensdauer des Produktes erhöht wird. Durch die Auswahl der Materialien der Verschleißbuchsen weist das erfindungsgemäße Metallgelenklager einen sehr niedrigen Reibkoeffizient und Verdampfungsverlust auf. Die Instandhaltung ist einfach und sicher. Das erfindungsgemäße Metallgelenklager ist wiederstandfähig gegen Wasser, Dampf, Säure und Basen und weist eine lange Lebensdauer auf. Genau diese Eigenschaften ermöglichen eine Selbstschmierung des Metallgelenklagers. Eine regelmäße Abbau ist nicht mehr nötig und die Instandhaltung und Reinigung sind einfacher, wodurch die Instandhaltungskosten reduziert werden. Das erfindungsgemä-ße Metallgelenklager kann sich an verschiedenen Umgebungen, insbesondere an niedrigen Temperaturen, anpassen. Das erfindungsgemäße Metallgelenklager kann durch die Einstellung der Dicke der Verschleißbuchse an verschiedenen Betriebszustände anpassen, wodurch die Verwendbarkeit der vorliegenden Erfindung deutlich erhöht wird.
