CN105143013B - 用于带有在内支承的转向架的轨道车辆的轮组的轮组支座 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于带有在内支承的转向架的轨道车辆的轮组（2、3）的轮组支座，该轮组支座包括在轮组（2、3）的每一侧上的各一个轴承壳体（7），轴承壳体包围用于轮组的轮组轴承（11），其中，轮组轴承（11）和轴承壳体（7）在已安装的状态下处在车轮（3）内部，轮组支座还包括用作摆动稳定器的扭转弹簧（1），其与轴承壳体连接。为了实现一种在技术上尽可能简单的用于轮组的摆动稳定化而规定，扭转弹簧（1）在其两个端部上刚性地、没有拉压杆的中间连接地与各一个轴承壳体（7）连接。

Description

用于带有在内支承的转向架的轨道车辆的轮组的轮组支座

技术领域

本发明涉及一种用于带有在内支承的转向架的轨道车辆的轮组的轮组支座，其包括：

- 在轮组的每一侧上的各一个轴承壳体，该轴承壳体包围用于车轮的轮组轴承，其中，轮组轴承和轴承壳体在已安装状态下处在车轮内，

- 用作摆动稳定器的扭转弹簧，其与轴承壳体连接。

在轨道车辆中的轮组由轮组轴和两个轮盘或车轮构成。在轮组轴上也可以安装着制动盘或驱动部件。轮组通过轮组支座支承在转向架中。在铁路车辆中，轮组的两个车轮基于正弦形运转而通常固定地与轴连接且随之一起转动。因此人们在此谈到了轮组以及与此相应地谈到了轮组支座。轮组轴承于侧向在转向架中导引轮组以及在轮组被驱动或制动时也传递纵向力。轮组轴承通常被设计成滚动轴承，滚动轴承安放在轮组轴承壳体中且容纳轮组。

背景技术

在轨道车辆中，但也在其它车辆中，车厢通常相对轮组经由一个或多个弹簧级被弹性地支承。在弯道行驶中出现的、横向于行驶运动以及因此横向于车辆纵轴线作用的离心加速度基于车厢的处在较高的重心而引起了车厢相对轮组向弯道外部倾斜的趋势，因此也引起了实施围绕一种平行于车辆纵轴线的摆动轴线的摆动运动的趋势。这种摆动运动在特定的阈值上时一方面不利于行驶舒适性，另一方面则带来了违反允许的障碍限界的风险以及在考虑到脱轨安全性时带来了不允许的单侧的车轮减负的风险。

为了避免这一点，通常使用形式是所谓的摆动稳定器的摆动支撑装置。它的任务是，用一个阻力对抗车厢的摆动运动，以便减小摆动运动，而车厢相对轮组或行走机构的提升和***运动则不应被阻止。轨道车辆的这一部分被称为行走机构或行驶机构，车辆用这个部分在轨道上行驶和被导引。带有两个或两个以上的布置在框架中的轮组的行走机构被称为转向架。

这种摆动稳定器在各种液压地或纯机械地作用的实施方案中公知。通常使用一根横向于车辆纵向延伸的扭转轴，其也被称为扭棒或扭转弹簧，它例如由DE 198 19412 C1公知。

在这根扭转轴上，在车辆纵轴线两侧安放着抗扭地安装着的杆，杆沿着车辆纵向延伸。这些杆又与导杆或推杆连接，导杆或推杆在运动学上平行于车辆的弹簧装置布置。在车辆的弹簧装置压缩时，安放在扭转轴上的杆通过与其相连的导杆发生转动运动。若在弯道行驶时在车辆的两侧上出现了有弹簧装置的不同的弹簧行程的摆动运动，那么由此得出了安放在扭转轴上的杆的不同的转向角。扭转轴据此被用扭矩加载，扭转轴视其扭转刚度的不同在特定的扭转角下通过由它的弹性变形引起的反作用力矩来平衡该扭矩以及因此防止了进一步的摆动运动。在此，可以在装备有转向架的轨道车辆中既为次级弹簧级设置摆动支撑装置，也就是说，在行走机构框架和车厢之间作用。摆动支撑装置同样也可以被使用在初级中，也就是说在车轮单元和行走机构框架之间，如在DE 198 19412 C1中那样。

在内支承的、在那里轴承和框架部分处在车轮或轮盘之间的转向架，具有横向于行驶方向的比在外支承的转向架更小的尺寸，因此在内支承的转向架为初级弹簧级的支撑提供了相应较小的基础。若初级弹簧的刚度和在在外支承的转向架中类似，那么摆动角提高且车辆可能与运动学的限界线发生冲突。运动学的限界线限定了车辆的最大可用空间，以便确保，它保持在基础设施障碍限界内部。为此考虑到了车辆的最大可能的运动，既考虑到了侧面的也考虑到了垂直的车辆运动，它们基于车辆几何外形和在不同负荷条件下的弹性特性被计算得出。

摆动稳定化的一种可行方案就是装入初级的摆动稳定器，用扭转弹簧、杆、拉压杆和在转向架框架上的用于扭转弹簧的支座，在在内支承的转向架中也在车轮之间，如同样在DE 19819412 C1中示出的那样。但这种摆动稳定器带有不同的构件以及带有在转向架框架上的支座，是一种技术上耗费的解决方案。

用于减小摆动角以及因此提高摆动坚固度的另一种可行方案在于，取代使用摆动稳定器的是提高初级弹簧坚固度。但这样做的缺陷在于，在车厢上出现了更高的加速度，这减小了例如车辆乘客的舒适度。

发明内容

因此本发明所要解决的技术问题是，提供一种轮组支座或在内支承的转向架，其没有提高初级悬架的***坚固度，而是更确切地说在使用扭转弹簧的情况下具有针对轮组的技术上尽可能简单的摆动稳定化。该技术问题通过一种带有权利要求1特征的轮组支座解决。本发明的有利的设计方案在各从属权利要求中被限定。

按本发明的用于带有在内支承的转向架的轨道车辆的轮组的轮组支座包括：

- 在轮组每一侧上的各一个轴承壳体，轴承壳体包围用于轮组的轮组轴承，其中，轮组轴承和轴承壳体在已安装的状态下处在车轮内部，

- 用作摆动稳定器的扭转弹簧，其与轴承壳体连接。

按照本发明在此规定，扭转弹簧在其两个端部上刚性地，没有拉压杆中间连接地，与各一个轴承壳体连接。

扭转弹簧因此刚性地以及因而也抗扭地与两个轴承壳体连接，而传统的扭转弹簧则通过铰链与轴承壳体以及因此在其端部上至少能转动地与轴承壳体连接。扭转弹簧的按本发明的支承仅通过到也被简称为轴承壳体的轮组轴承壳体上的连接而发生。

轮组导引，亦即按本发明的轮组支座在转向架框架上的连接和力传递，在此可以以多种方式发生。因此力传递可以通过单独的联接元件（例如衬套或导杆）也或直接通过初级弹簧元件本身完成。一种常见的以及有利的实施方案就是所谓的摇臂，在摇臂中，轮组轴承壳体通过轮组导向衬套与转向架框架铰接地连接。

轮组轴承壳体也可以具有若干突起，突起离开车轮轴线指向以及扭转弹簧可以被固定在这些突起上。车轮轴线是一条延伸穿过两个轴承衬套的中点的直线。

扭转弹簧的中部区段通常与车轮轴线间隔以及平行于车轮轴线布置。倘若轮组导引装置被设计成摇臂，那么在两个轮组导向衬套之间的连接线附近的布置被证实是特别有利的实施方案，因为在此在扭转时弯曲分量很小。在此，在连接线附近指的是，扭转弹簧的中部区段被布置得更为靠近这条连接线而不是更为靠近车轮轴线和/或扭转弹簧的中部区段到车轮轴线大致具有和连接线一样的径向间距。

扭转弹簧的端部抗扭转地以及无间隙地与轴承壳体连接。

一种特别简单的实施形式规定，扭转弹簧被单件式制造以及直接与各一个轴承壳体连接，亦即由一块特定的材料制成。它的两个端部然后被构造成偏离扭转弹簧的纵向，因而这些端部能与轴承壳体连接以及因此在两侧的不同的压缩下可以建立起扭转力矩。扭转弹簧的中部区段，亦即没有端部的扭转弹簧，然后接收扭转力矩。

在扭转弹簧单件式制造的情况下，扭转弹簧的端部可以通过相对扭转弹簧的中部区段的弯曲形成。所以例如一根笔直的金属棒通过在分别靠近其端部的一个部位上的弯曲获得了期望的形状。扭转弹簧的中部区段在此通常要长于被弯曲的端部。

但摆动稳定器由此可以由多个部分制成，即，在扭转弹簧的端部上，杆被固定地接合到扭转弹簧上以及和扭转弹簧的纵向夹成了一个角。因此杆与扭转弹簧，亦即与摆动稳定器的中部的区域可以摩擦配合或形状配合地连接。扭转弹簧在这个实施形式中通常在整个长度上都被笔直地构造。

原则上扭转弹簧以及必要时还有杆为了将扭转弹簧固定在轴承壳体上而能够借助不同的制作方法制造，例如作为铣削件、熔焊件、铸件或锻造件。在例如由扭转弹簧和杆构成的多件式摆动稳定器中，也可以使用多种不同的制作方法。

本发明的一种简单的设计方案规定，扭转弹簧的至少（当然在单件式扭转弹簧中）中部区段是棒状的。这就是说，中部区段是笔直的，在其长度上具有相同的横截面，例如正圆形，且它的长度是其直径的多倍。扭转弹簧在这种简单的铸造中通常由弹簧钢制成。在由扭转弹簧和杆构成的多件式摆动稳定器的情况下，整个扭转弹簧都被构造成棒状的。

扭转弹簧除了摆动稳定化之外也承担起若干附加的功能，例如用作用于一个或多个制动执行器的托架。因此可以在扭转弹簧上例如固定鞍式制动器，它然后在安装好的状态下可以（与轮组）与在轮组轴上的制动盘啮合。

当按本发明的轮组支座配设有轮组时，那么可以相应地在轮组轴上固定一个或多个制动盘。

若按本发明的带有轮组的轮组支座被装入在内支承的转向架中时，那么可以规定，轴承壳体通过一个轮组导向衬套铰接地与转向架框架连接，而在转向架框架和扭转弹簧之间则不存在直接连接。这一点是与现有技术的摆动稳定器的区别，因为在那里扭转弹簧通常通过转动连接与转向架框架连接。

在此，扭转弹簧的中部的部分可以平行于车轮轴线被布置在两个轮组导向衬套之间的连接线附近。

本发明的一种变型方案是，在每一个轮组导向衬套中设置一个用于和转向架的框架连接的轴承，其中，轴承的转动轴线和扭转弹簧的中部区段夹成了一个角。这个角对轮组的两个轴承来说都一样大且与转向架的纵向中部平面对称。

轴承轴线的这种斜置具有和拉压杆在预公知的扭转弹簧中的斜置一样的效果：扭转弹簧的拉压杆通常彼此平行地布置在一个垂直的平面中（亦即与扭转弹簧的轴线正交的平面）。当现在拉压杆的背对扭转弹簧的端部向外移动时，拉压杆从横向看与垂直线夹成一个角。在轨道车辆的车厢横向运动时，这会造成对车厢的更为牢固的支撑以及因此减小了摆动运动。

纵轴线的斜置也造成了在支撑在转向架上的车厢横向运动时，引起在轴承内的转动运动，但转动运动不会导致可感知到的转动，而是仅使扭转弹簧预紧。因此出现了扭转弹簧的坚固度的提高。

除将摆动稳定器作为用于制动执行器的托架的应用外，或作为这种应用的备选，可以规定，当按本发明的轮组支座用驱动轮组安装在在内支承的转向角中时，扭转弹簧的至少中部区段，是用于轮组驱动器的扭矩支撑装置的一部分。驱动力矩然后被直接支撑在摆动稳定器上以及不像通常那样被导入到转向架框架中。

本发明利用了初级摆动稳定器的原理，但取消了拉压杆以及取消了扭转弹簧在另一个构件（转向架框架）上的单独的支承。扭转弹簧直接与转向架的轮组轴承壳体连接。扭转弹簧在转向角上的支承的功能通过连接到轮组轴承壳体上被取代。

与传统的摆杆***相比，产生了在成本、技术耗费和重量方面的优势，因为省去了拉压杆、它的支座以及扭转弹簧的支座。按本发明的***因此更轻以及更紧凑。当扭转弹簧的结构提供了相应的连接点时，这个结构也可以承担起附加功能，如连接制动执行器（鞍式制动器）和/或驱动器的扭矩支撑。

按本发明的轮组支座并不局限于每个行走机构或转向架一个轮组支座。每个行走机构可以有多个这样的轮组支座，通常为两个。

附图说明

为了阐释本发明，在说明书接下来的部分中参考了附图，由附图可知本发明的其它有利的设计方案、细节和扩展设计。附图中：

图1在立体图中示出了带有两个按本发明的轮组支座的转向架；

图2在从下方观察的立体图中示出了图1的轮组支座；

图3在从上方观察的立体图中示出了一种备选的轮组支座的俯视图，带有制动执行器；

图4在从下方观察的立体图中示出了图1的轮组支座，带有斜置的用于与转向架框架连接的轴承；

图5是图4的轮组支座的侧视图。

具体实施方式

在图1中示出了转向架框架8，带有两个按本发明的轮组支座，其中，右前方的车轮3被拆下示出，以便能看到轴承壳体7和初级悬架，初级悬架由弹簧5以及选择性地额外由减震器6（当然取代减震器6的是也可以使用带自减震的弹簧5）构成。针对图示例如选择了摇臂的轮组导引原理。轴承壳体7具有一个臂，其承载弹簧5和减震器6，轴承壳体在对置的侧上还有另一个臂，它在其端部上具有一个轮组导向衬套4，轮组用该轮组导向衬套被能转动地支承在转向架框架8中。轮组轴2在此具有四个成两对布置的制动盘9。相关的制动执行器10被安装在转向架框架8上。在此看不到在轮轴的端部上包围轮轴且被支承在轴承壳体7中的轮组轴承。两个轴承壳体7与扭转弹簧1连接。

在图2中仅示出了由两个车轮3和将这两个车轮连接起来的轮组轴2构成的轮组以及两个图1的轴承壳体7。轮组轴2被支承在轮组轴承11中。臂的底侧上固定着扭转弹簧1，臂的底侧上设置有被压入轴承壳体11中的轮组导向衬套4。扭转弹簧1在此构造成棒状，有圆形的横截面，两个端部被弯曲了约90°，因而端部与轴承壳体7的两个臂重合。端部在此固定地与轴承壳体7连接。扭转弹簧1的中部区域平行于行驶方向且在两个轮组导向衬套4之间的连接结构附近以及处在一个与行驶方向正交的平面内。

在图3中示出了扭转弹簧12的一个备选的设计方案，其被构造成笔直的且直接与轴承壳体7连接。这个扭转弹簧12沿行驶方向看宽度超过高度，在其上侧上固定着鞍式制动器10，鞍式制动器和相关的若干对制动盘9配合作用。不设其它的例如形式为图1和2的扭转弹簧1的扭转弹簧。

扭转弹簧12在此大致处在一个带有轮组轴2的水平的平面内，沿行驶方向看扭转弹簧大部分都处在轮组导向衬套4内部。

按照图4和5，在两个轮组导向衬套4的每一个中都设置有一个用于和转向架的框架8（参看图1）连接的轴承13。轴承13的转动轴线14和扭转弹簧1的中部区段的纵轴线夹成了一个角，其相对转动轴线（或水平线）在轴承壳体7的内部向下倾斜。这些角对相同的轮组的两个轴承13来说一样大且与转向架的框架8的纵向中部平面对称。角通常只有几度以及可以例如处在直至20°的范围内。

轴承13可以被构造成支撑或平衡轴承。轴承13使得轮组导向衬套4（以及因此轴承壳体7）围绕轴承13的转动轴线14转动。在轴承13上例如作用一个摇臂，其是转向架的框架8的一部分以及因此在其另一个端部上刚性地与转向架的框架8连接。

附图标记列表

1 棒状的扭转弹簧

2 轮组轴

3 车轮

4 轮组导向衬套

5 初级悬架的弹簧

6 初级悬架的减震器

7 轮组轴承的轴承壳体（轮组轴承壳体）

8 转向架的框架（转向架框架）

9 制动盘

10 鞍式制动器

11 轮组轴承

12 用于容纳制动执行器的扭转弹簧

13 用于和转向架的框架8连接的轴承

14 轴承13的转动轴线

Claims (11)

1.一种用于带有在内支承的转向架的轨道车辆的轮组（2、3）的轮组支座，该轮组支座包括：

- 在轮组（2、3）的每一侧上的各一个轴承壳体（7），所述轴承壳体包围用于轮组的轮组轴承（11），其中轮组轴承（11）和轴承壳体（7）在已安装的状态下处在车轮（3）内部，

- 用作摆动稳定器的扭转弹簧（1、12），所述扭转弹簧与轴承壳体（7）连接，

其中，扭转弹簧（1、12）仅在其两个端部上刚性地，没有拉压杆的中间连接地与各一个轴承壳体（7）连接，

其中，轴承壳体（7）通过轮组导向衬套（4）铰接地与转向架框架（8）连接，而在转向架框架（8）和扭转弹簧（1、12）之间则不存在直接的连接，

其中，在每一个轮组导向衬套（4）中设有用于和转向架的框架（8）连接的轴承（13），其中所述轴承（13）的转动轴线（14）和扭转弹簧（1）的中部区段夹成了一个角。

2.按权利要求1所述的轮组支座，其特征在于，扭转弹簧（1、12）的中部区段与车轮轴线间隔且平行地布置。

3.按权利要求1或2所述的轮组支座，其特征在于，扭转弹簧（1、12）单件式制成并且直接与各一个轴承壳体（7）连接。

4.按权利要求3所述的轮组支座，其特征在于，扭转弹簧（1、12）的端部通过相对扭转弹簧的中部区段的弯曲而形成。

5.按权利要求1或2所述的轮组支座，其特征在于，在扭转弹簧的端部上，杆固定地接合在扭转弹簧上并且和扭转弹簧的纵向夹成了一个角。

6.按权利要求1所述的轮组支座，其特征在于，扭转弹簧（1）的至少中部区段是棒状的。

7.按权利要求1所述的轮组支座，其特征在于，扭转弹簧（1、12）由弹簧钢制成。

8.按权利要求1所述的轮组支座，其特征在于，扭转弹簧（12）的至少中部区段被用作用于一个或多个制动执行器如鞍式制动器（10）的托架。

9.按权利要求8所述的轮组支座，带有轮组，其特征在于，在轮组轴（2）上固定着一个或多个制动盘（9）。

10.按权利要求1所述的轮组支座，带有轮组（2、3）并且带有在内支承的转向架，其特征在于，扭转弹簧（1、12）的至少中部部分被平行于车轮轴线地布置在两个轮组导向衬套（4）之间的连接线附近。

11.按权利要求1或10所述的轮组支座，带有轮组（2、3）并且带有在内支承的转向架，其特征在于，扭转弹簧（1、12）的至少中部区段是用于轮组驱动器的扭矩支撑装置的一部分。