CN1091704A - 具有车轮间可变间隙的铁路车辆转向架 - Google Patents

Abstract

具有车轮间可变间隙的铁路车辆转向架，包括一 中心框架(1)、四个摆动臂借助于相对的关节(2)与中 心框架(1)组合，用于每个滚动装置的支承箱的端部 均设置在各个关节(2)上，滚动装置可以横位移，该车 轮位于相应于两种轨路的各两个位置上，根据这种情 况，各个臂的相对部分安设在螺旋弹簧(4)上，该弹簧 的下部设置在中心框架的底面上，在这个区域的端部 安装了一垂直的减震器(5)。

Description

本说明书是关于一份发明专利，它涉及具有车轮间可变间隙的铁路车辆转向架，它明显的目的是提供在转向架车轮之间的一个可变的间隙，该转向架装配有独立的车轮和制动器，每个滚动装置由一个固定在一独立轴上的车轮构成，该独立轴设有位于两端的支承，该转向架取决于全部滚动装置中每一个可能的位移，支承箱设置的改变仅仅与转向架有关。

本发明应用在铁路车辆结构工业，并且它的一般的运用也在铁路工业中。

众所周知，存在的问题是由现在在一些铁路网中阻碍旅客和货物运输而提出的，改善这个状况以实现若干原则和解决方案，以便消除在现有的来自旅客和货物运输时的许多缺点。

尽管在此之前没有对此问题得到完全满意的解决办法，特别是涉及配合于客车或货车所设置的通用型的转向架。

目前的解决办法之一是替换全部的转向架，对此，十分需要改善客车车体-予先拆卸构成制动器的元件，以及电控用的大量的线路网等，这些操作明显地损失大量的时间，并且极度的辛苦。

此外，已知的是，一系列装置的工作使得由在轴体上的移动而可能实现车轮的可变间隙，但是，这个可行的办法并没有显示出是一个真正实际的办法，因为与之有关的检测和维修是非常复杂和昂贵的。

使之获得此种型式的合适的机构的主要困难是，车轮固紧在轴体上以便它可以提供安全性、坚韧性等等的保证，如车轮按照特有的程序在压力下装配在轴上。

此外，如果需要该变化在一个短时间中自动地形成，并且有足够大的间距可以使在理想的运行状态行驶而不需要对该设备在检修车间里大修，在一个实际现场中能获得一个对所有要求都奏效的传动机构是十分困难的。

已知现有的发明专利是向西班牙申请的，专利号为332，453，该专利当时是以TALGO.S.A公司的名义申请的，这个公司也是本专利的申请人。在所述的专利中，设想了使用在车轮间具有可变间隙的单轴转向架的结构。

然而，在本发明的一般范围内，精确地、本质上地考虑一系列的装置以使铁路组件得到一种好的运行并不是所期望的。

按照本发明结构所建议的具有可变间隙的铁路车辆的转向架，本身是对现存问题的明显的解决办法，基于的理由是在本发明中规定，每个滚动装置由固定在一根两端装有支承的独立轴上的车轮所构成，该支承取决于整个滚动装置位移的可能性，支承箱位置的改变仅仅随着转向架的状态而变化。

以这种方法，在一个滚动装置中表示出同样的特征-实际上获得了一个改变轨距的设想-这些特征存在于一种用于底部轨距的通用的滚动装置中。

在一个更加确切的方法中，具有车轮间可变间隙的铁路车辆转向架当经过一个固定装置时能让在车辆之间的间隙有一个快速变化，该固定装置对运行经过具有不同轨距的网路实现所需的操作。

本发明的这种新型转向架具有下述优点：

-该滚动装置与经专利TALGO公司长年在工业服务中使用和考验的滚动支承同一类型，该公司也是本专利的申请人，所构成的两种车轮每天运行在欧洲的铁路网上，和西班牙的两种轨距上。

-从一个轨距到另一个轨距的过程是在一个轨距改变装置上实现的，该改变装置类似于目前使用的、前述TALGO滚动装置的轨距改变装置。

-起动和制动的调节是配合于两个轨距，不需要任何用来适应一个或另一个轨距的附加操作。

通常，作为本发明主题的转向架主要由中心框架构成，借助相应的接头将四个摆动臂联接在中心框架上，在每一摆动臂的端部设置有用于各滚动装置的支承箱。

所述的滚动装置可以横向移动，这些车轮被设置在相应于两种轨距的两个位置上。

每个臂的对置部分安放在螺旋弹簧上，弹簧的下端安放在中心框架的底部。

在这个部分的端部安装有相对的垂直的减振器。

这些装置中的每一个，也就是说，摆动臂与接头，螺旋弹簧和减振器，构成相对的滚动装置的悬架。

除了这个第一悬架之外，该转向架设置了另外的第二悬架。

为了改善在与各独立车轮的配合中在曲线轨道上的一致性，和消除动力影响的特性，此种类型的转向架装备一种导向***或者可配合于关节式转向架的***。

每个转向架装配四个滚动装置，每个滚动装置由一个半轴、车轮、制动盘构成，所有这些装配在一起，在半轴的端部装有支承箱。

在支承箱的顶部设有圆筒形表面，在一般的运行位置上，转向架摆动臂的相对端靠在圆筒表面上。

为了将载荷以更加平均的方式分配在支承面上，可以在支承箱与外壳之间***一块弹性的薄板，而这块薄板必须牢固地粘合在该支承面上。

在支承箱与摆动臂之间的垂直位置是用这个方法确定的。

为了更好地理解本说明书，必须考虑到，纵轴线、作用力和位移设计成平行于轨道，而横向的则垂直于轨道，如平行的平面。

所述的圆筒形表面在纵向上，即在支承箱的轴线上自动地对中在理论位置上。

该垂直的平滑面以一个在前一个在后地方式装配在嵌入件的相对垂直的平滑面上。

在支承箱的外壳与套筒之间***一个弹性衬套，以使支承可有一个小的自由度以阻滞任何小的排列误差。这个自由是需要的，以便在运行中引起的横向力传递给转向架的摆动臂并穿过每个半轴的两个支承。

凸耳位于各支承箱的前后垂直面上，并安装在其上，组成支承箱的横向固定元件。

在摆动臂箱的止挡器与若干插销之间进行调节时，阻止了支承箱的任何横向位移。

每个所述的凸耳的两个垂直的纵向接触面被分开相互具有一段距离，该距离近似于减去插销厚度的半个轨距差。

与一个桥连接的插销用它的外横向面在摆动臂箱的两个垂直面之间沿纵向调节，摆动臂箱被保持在修正的位置上，因为该插销被调节在与摆动臂箱连接的嵌入件的垂直纵向面之间。

用此方法，该插销仅可能在垂直方向上移动，它在任何其它方向上的位移被刚性止挡器挡住。

在垂直方向上，该插销借助弹簧固定在它的运行位置上，弹簧的预张力高于插销装置重量附加的动力，该力可以阻止它们下降。

根据上述情况，该弹簧装置由一个附加的安全保持装置作补充。

该插销装置的桥是这样设计的，即属于固定装置的“T”型件可以***所述桥的下部，该“T”型件向其加力使之垂直位移，使插销下降，克服弹簧、保持器和摩擦的反向力。

所述的桥是用这种方法设计的，即它的内侧配合在斜面上，该斜面靠在固定装置的松锁导轨上，因此，这些斜面作用在桥的中心区。

借助于装配在摆动臂的垂直面上的嵌入件，除了用于插销的一个横向止挡器的作用之外，该桥设有垂直的横向面，支承箱的表面在该垂直的横向面上作纵向调节。

除此之外，设有一个横向导轨，它具有倾斜的上表面，该上表面当滚动装置横向位移时，构成支承箱的滑动面。

凸耳的下表面具有同样的倾斜度，并且在通常的运行中，凸耳从导轨的上表面离开并平行于它。

当转向架被悬挂后，该支承箱下降到安放于轨道上的凸耳的下表面处，由于接触而产生了横向位移。

导轨的滑动面的倾斜角当极小量运行时阻止附着其上。所述的极小量当轨距改变时能阻碍车轮的水平位移。

借助于一种低滑动摩插系数和高压缩阻力的复合金属材料的滑动件设置在凸耳的倾斜板上，该滚动装置的滑动当它们在每两个轨距上的位置转换时是很方便的。

通过凸耳的垂直横向面，伴随在位移中的车轮制动器的操纵是很迅速的。

在此，按顺序地补充说明，以帮助更好地理解本发明的特征，作为发明一部分的附图，以一个实施例和无限制的方式展示如下：

图1表示了一个用于铁路车辆的转向架的侧视图，它具有车轮之间的可变间隙，即本发明的对象。

图2表示了图1中所示实施例的平面图。

图3表示了本发明的转向架中组成的四个滚动装置的透视图。

图4表示圆筒表面的侧视图，在该圆筒表面上，该转向架的摆动臂的相对端限制在一个常规的运行位置中。

图5表示图4中实施例的平面图。

图6表示图4和图5中实施例的沿A-B线的局部剖视图。

图7表示垂直平滑面的透视图，一个在前一个在后，它们在嵌入件的相对垂直的平滑面上调节。

图8表示图7中实施例的局部视图，相应于在摆动臂的悬挂框架中支承箱的定位和锁定元件。

图9表示图7和8中沿C-D线的详图。

图10表示由滚动装置和支承的箱壳的局部前视图。

图11表示锁定插销装置的透视图。

图12表示图11中结构的剖视图。

图13表示一个用于改变轨距的固定设备的平面图。

图14表示在滑轨上运行限定的对中和滑动装置。

由这些图可以看到在车轮间具有可变间隙的铁路车辆转向架的结构，即本发明的主题，首先它具有一个中心框架1的外形，其上的四个摆动臂在各端部由相对的关节2的装置联接于罩在各滚动装置3上的支承箱9上。

这些滚动装置3可以横向运动，该车轮位于对应于两个轨距的两个位置上。

相对两侧的臂被设置在相对的螺旋弹簧4上，该弹簧的下端设置在中心框架1的底部。

在前述区域的端部安装了相对的垂直的减震器5。

每个所述装置，即具有关节的摆动臂、螺旋弹簧和减震器，构成了相应的滚动装置的悬架。

尽管本发明没有描绘出常规的转向架的图形，为了改善在与各独立车轮的配合中，在曲线上的一致性和消除动力影响的特性，这种转向架将配备一种导向***或者一种可配合于关节式转向架的***。

每个转向架装配四个滚动装置如图3所示，每个滚动装置由一个半轴6、一个车轮7、制动盘8构成并装配在一起，在半轴的端部装有支承箱9。

在图3中所示的支承箱9的顶部具有一个圆筒形表面10，在通常的运行位置上，转向架摆动臂的相对端部靠在该圆筒形表面上，如图4的剖视图所示。

为了将载荷更加平均地分配在支承表面上，可以在支承箱与外壳支架之间***一块弹性薄板，这块薄板必须牢固地粘合在该支承表面上。

在支承箱与摆动臂之间的垂直位置完全用上述方法确定。

为了更好地理解本说明书，必须考虑到，纵轴线、作用力和位移均平行于轨道，而横向的则是垂直于轨道的那些元件，如各平行的平面。

所述的圆筒形表面在纵向上，即在支承箱的轴线上自动地对中在理论位置上。

垂直的平滑面11，一个在前一个在后地固定在嵌入件12和13的相对的垂直的平滑面上。

在支承箱的外壳和套筒之间***一个弹性衬套，以使支承可以有一个小的自由度，以便抵消任何小的排列误差，这个自由度是需要的，在运行中引起的横向力传递给转向架的摆动臂并穿过每个半轴的两个支承。

凸耳14位于各支承箱的前后垂直面上，并安装在其上，组成支承箱的横向固定元件。

在摆动臂箱的止挡器15或15′与插销16之间进行调节时，这些插销阻止支承箱的任何横向位移。

每个所述的凸耳14的两个垂直的纵向接触面被分开相互具有一段距离，该距离近似于减去插销16厚度的半个轨距差。

与一个桥17连接的插销16用它的外横向面在摆动臂的两个垂直面之间沿纵向调节，摆动臂箱被保持在修正的位置上，因为该插销被调节在与摆动臂箱连接的嵌入件12和13的垂直纵向面之间。

用此方法，该插销仅可能在垂直方向上移动，它在任何其它方向上的位移被刚性止挡器阻挡住。

在垂直方向，该插销借助弹簧18固定在它的运行位置上，弹簧的预紧力高于插销装置重量所附加的动态力，并阻止它们下降。

最后，该弹簧装置18由一个附加的安全保持装置19作补充。

该插销装置的桥17是这样设计的，即属于固定装置的“T”型件可以***所述的桥的下部，该“T”型件向其施力使之位移和使插销下降，克服弹簧的保持和摩擦的反向力。

所述的桥是这样设计的，即它的内侧配合在斜面上，该斜面置于固定装置的无锁导轨上，因此，这个斜面作用在桥的中心区。

这种形式的设计已表示在图11和12的透视图和剖视图中。

借助于装配在摆动臂箱的垂直面上的嵌入件12和13，除了用于插销的一个横向止挡器的作用之外，该桥设有垂直的横向面，支承箱的面11在该垂直的横向面上作纵向调节。

此外，嵌入件13具有一个横向导轨20、它具有倾斜的上表面，该上表面当滚动装置横向位移时，构成相对的支承箱的滑动面。

凸耳14的下表面21具有同样的倾斜度，并且在通常的运行中，凸耳从导轨20的上表面离开并平行于它。

当转向架被悬挂后，该支承箱下降到安放于轨道上的凸耳14的下表面21处，由于接触而产生了横向位移。

导轨20的滑动面的倾斜角当极小量的运行中，阻止在其上附着，所述的极小量当轨距改变时，能阻碍车轮的水平位移。

借助于具有一种低滑动摩擦系数和高压缩阻力的复合金属材料制成的滑动件设置在凸耳的倾斜板21上，该滚动装置的滑动当它们在每两个轨距上的位置转换时是很方便的。

尽管未画出，伴随车轮位移的制动器的操纵在凸耳14的垂直横向面22上是很迅速的。

为了补充这个说明，实现用来配合于每两个轨距的轮子之间的间隙变化，用以实现本发明主题的若干个运转机构简明给出如下：

车轮间的间隙的改变一般是借助于一个位于改变台中的固定结构。

这种转变当转向架经过一个减小了的速度时在每个转向架上是连续的该速度可达到最大为20km/n通过所述的固定装置。

图13示意地描绘了构成固定装置的几个元件，说明如下：

该较大轨距的轨端是基准23，而较小轨距的轨端是基准24。

基准25是滑动导轨和对中导轨;基准26是开启和锁定插销;基准27是用于移动滚动装置的导向件和弹性件;以及刚性部件28。

如果一个转向架就位于固定装置穿过较大的轨距，如图13左边所示，当车辆运动时，用来改变轨距的过程如下：

为了实现滚动装置的运动操作，该车轮必须不支承任何负载，这就得到了在导轨上的转向架的支承，也就是说，得到了卸载车轮。

这个车轮的卸载过程是以平稳的方式实现的，在中断的钢轨前面钢轨23下降，并且在右向力矩时，根据车轮的直径，该滑动和对中的运行部件装配在转向架框架的摆动臂中，图2中的基准29和30将与它的相应的滑动和对中轨道接触。

为了获得在滑动运行件30和滑动轨25之间的较大的支承面，特别是在开始接触时，该运行件30.B通过一个球形铰式接头倾斜在它的支承30.A上。

该支承着的运行件，以及对中的运行件均由塑性材料制成，并用水润滑，因此，当它们在滑轨上滑动时，得到了一个很低的摩擦系数。

用水润滑具有超过其它种润滑的很大优点，因为在任何情况下不会造成污染。

只要滚动装置已卸载，它就必须从插销杆的双重锁定中松开滚动装置，为了松锁该固定装置具有四个松锁-锁定导向基准26，这些基准被适当地设置在该装置的纵轴向上。

这些导轨的上部的剖面采用一个“T”型的轮廓允许插销桥进入其中，并且由于它的垂直剖面31的轮廓，该插销降下，并在导轨的中心部分保持松锁状态，在该处它的剖面完全是水平的。

由于该插销桥32的摩擦件也是用塑性材料制成，为了取得上述优点也用水来实现润滑。

在该插销松锁的过程中，用于移动滚动装置的导轨的弹性部分对应于轨距27接触在车轮的内表面上。

施加在其上的压力有利于松开插销。

在所述的插销松开之前，一旦车轮卸载，该滚动装置轻快地下降，并且不支承在摆动箱底座上的支承箱的上部10，此外，所述凸耳14的倾斜面21斜靠在导轨20的倾斜面上。

此后，当作为本发明主题的转向架的滚动装置前移通过固定装置时，该车轮失去与侧边上的移动轨道的弹性部件的接触，通过车轮进入其中，随后，它们在对侧边上的移动轨道的刚性部分接触，也就是说，在此处设置了较小的轨距。

当车轮与刚性部分接触时，该插销松开，该车轮转变至较小的轨距。

此后，车轮仍然与移动轨道的弹性部分接触，并且闭止导轨将插销向上挤压，也就是说锁住该插销。

由移动导轨的弹性部分所施加的压力很容易地锁住插销。

一旦滚动装置的移动过程完成，该滚动装置均锁闭在相应于具有较小轨距的轨道的一个位置上。

最后，由于滚动装置仍在前移，借助存在的确定的力矩，该车轮接触在较小轨距轨道的轨道上，并且前述的滑动和对中运行件失去与滑动轨的接触，转向架进入一个运行在这个轨距的轨道的位置上。

从较小轨距的轨道到较大轨距的轨道上通过的反向过程是以同样的方法实现的。

不需要考虑用更多的说明使本行业的专家理解本发明的范围和由其中取得的利益。

它的组件的材料、形状、尺寸和布局均公开于变型中，提这些并不意味着对本发明作任何本质上的改变。

在此说明书记载的条款内可以包括一种充分的和无限制的理解。

Claims (10)

1、具有车轮间可变间隙的铁路车辆转向架，其特征在于，它主要由一个中心框架(1)构成，四个摆动臂借助于相应的关节(2)与中心框架(1)组合，用于每个滚动装置的支承箱的端部均设置在一个关节(2)上，滚动装置可以横向移动，这些车轮设置在相应于两种轨距的两个位置上，并且相对的两侧的各臂安放在螺旋弹簧(4)上，弹簧的下端设置在中心框架的底部，在这个区域的端部安放了一垂直的减震器(5)，每个装置由带有关节的摆动臂、螺旋弹簧和减震器构成，构成了滚动装置的悬架，除第一悬架外，该转向架设置有一个第二悬架，全部装置装配一导轨***，或者一种可配合于关节或转向架。

2、根据权利要求1所述的具有车轮间可变间隙的铁路车辆转向架，其特征在于，每个转向架装备有四个滚动装置，这些滚动装置由一个半轴（6）、一个车轮（7）、制动装置（8），它们彼此装配在一起，并且，相对的支承箱（9）安装在该半轴的端部，该支承箱（9）的顶部具有-圆筒形表面，在通常的运行位置上，该转向架的摆动臂的端部斜靠在该圆筒形表面上，分配在支承表面上载荷，可以在支承箱与外壳支架之间***-弹性薄板，该薄板牢固地粘合在这些表面之一上。

3、根据权利要求1所述的具有车轮间可变间隙的铁路车辆转向架，其特征在于，在支承箱与摆动臂之间的垂直位置被确定在所述圆筒形表面的纵向上，并且支承箱轴自动地对中在它的理论位置上，该垂直的平滑面（11）具有一前一后的平滑面，它们在嵌入件（12）和（13）的垂直平滑面上调节，在支承箱和套管的箱壳之间具有一弹性衬套，该衬套构成用于支承的一定的自由角度，以便阻滞该轴的排列误差在运行中所引起的横向力，该横向力经过各半轴上的两个支承箱传递给转向架的摆动臂。

4、根据权利要求1所述的具有车轮间可变间隙的铁路车辆转向架，其特征在于，凸耳（14）位于各支承箱的前后垂直面上，并安装在其上，构成支承箱的横向固定元件，该支承箱装配在摆动臂箱和插销（16）的止挡器（15）或（15′）上，这些插销阻止支承箱的横向位移，并且每个所述的凸耳（14）的两个垂直的纵向面被彼此分开一段距离，该距离近似于减去插销（16）的厚度的半个轨距。

5、根据权利要求1所述的具有车轮间可变间隙的铁路车轮转向架，其特征在于，与一个桥（17）相连接的插销（16）用它的外横向面在摆动臂箱的两个垂直面之间沿纵向调节、摆动臂箱当调节嵌入件（12）和（13）的垂直纵向面时保持在横向的位置上，该嵌入件与摆动臂箱相连，该插销仅在垂直方向上移动，而在其它的位移被刚性止挡器挡住。

6、根据权利要求1所述的具有车轮间可变间隙的铁路车辆转向架，其特征在于，弹簧（18）由于它们的予紧力而固定地保持在它们的运行位置上，该予紧力高于插销装置重量附加的动态力，该动态力导致阻碍它们下降，该弹簧装置（18）由一个附加的安全保持装置（19）作补充。

7、根据权利要求1所述的具有车轮间可变间隙的铁路车辆转向架，其特征在于，插销装置的桥（17）是如下构成的，即该桥的下部可***一个“T”型件，这个“T”型件属于固定装置，该固定装置阻止桥垂直位移和插销下降并克服弹簧的保持器和摩擦的反向力，该桥是按如下方法设计的，即它的内侧面配合在斜面上，该斜面置于固定装置的无锁导轨上，因此，这个斜面作用在桥的中心区，当嵌入件（12）和（13）配合在摆动臂箱的垂直面上时，除了用于插销的一个横向止挡器之外，该支承箱的面（11）在垂直的横向面上作纵向调节。

8、根据权利要求1所述的具有车轮间可变间隙的铁路车辆转向架，其特征在于，零件（13）是一个嵌入件，它除了具有一横向导轨（20）之外，还具有倾斜的上表面，当滚动装置横向滑动时，该倾斜的上表面构成一个滑动面，并且凸耳（14）的下表面具有同样的斜度，在通常的运行中，凸耳从导轨（20）的上表面离开并平行于它。

9、根据权利要求1所述的具有车轮间可变间隙的铁路车辆转向架，其特征在于，当转向架被悬挂之后，该支承箱下降到静止位置和轨道（20）上的凸耳（14）的下表面（21）处，获得了由于接触而产生的位移，导轨（20）滑动面的倾斜角当极小量运行时阻止在其上附着，所述的极小量当轨距改变时能阻碍车轮的水平位移。

10、根据前面任何权利要求所述的具有车轮间可变间隙的铁路车辆转向架，其特征在于，转向架装有滑动件，该滑动件是由具有低滑动摩擦系数和高压缩阻力的复合金属材料制成，它位于凸耳的倾斜板（21）上，当滚动装置运动在两种轨距的位置时，使滚动装置产生位移是容易的，伴随车轮位移的制动器的操纵在凸耳（14）的垂直横向面上是很迅速的。

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