JP4686665B2 - アルミニウムの大きな輪郭で構築された軌道車両用主横桁 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、軌道車両の長さ方向に実質的に平行に延びている床板輪郭が固定されている、少なくとも２本の実質的に軌道車両の幅全体にわたって延びる主横桁を有する軌道車両で、該主横桁は各々１本の下部支持体と少なくとも１本の上部支持体並びにその間に延びるウエブを有するものである軌道車両に関する。
【０００２】
軌道車両の運転に際して発生する積荷によって引き起こされる床板領域での曲げ負荷は先ず第一に主横桁に受けとられ、または更に転送される。軌道車両のよく使用される実施形態は車両の縦に沿った末端領域に各々１個づつ２個の回転台車を持っており、各々の回転台車に車の負荷を伝えるために各回転台車上に主横桁が設置されている。この理由により、主横桁は対応する高い曲げ剛性を持つことが絶対に必要である。曲げ剛性を高めるため、最大の剛性を達成するために回転台車の上端と車両の床板水平面との間の全体建造高さを実質的に包括する主横桁の輪郭高さを大きくすることができる。主横桁のほかに床板を支持するために更に横桁を設けることが可能である。
【０００３】
床板輪郭に関して、主横桁の２つの配置が知られている。これらの配置の１つは回転台車の上端と軌道車両の床板水平面との間に大きな距離がある場合に使用され、各回転台車上に床板輪郭の下側に設置された主横桁を持ち、床板輪郭は１つまたは複数の主横桁の上部支持体上に載っており、実質的に軌道車両の全長にわたって走っており長さ方向に途切れることがない。以下、実質的に軌道車両の全長にわたって途切れることなく一面に張られている床板輪郭を連続する床板輪郭として示す。
【０００４】
もう１つ別の実施形態は必要な輪郭高さをもつ主横桁のスペースを与えるためには回転台車の上端と軌道車両の床板水平面との間の距離が小さすぎる時に使用される。その場合、床板輪郭は主横桁の所で切断されており、上部支持体の縦側面とウエブの上の領域での横断面と溶接されている。主横桁の上部支持体は切断された床板輪郭の間にそのように生じた領域内で、通常は床板を形成する床板輪郭の上側を補充する。この対策はその上に回転台車の上端と軌道車両の床板水平面との間の距離が小さい場合にも主横桁が十分高い輪郭をもつことにも役立つ。
【０００５】
連続する床板輪郭部の有利な点は床板の製造をそれと一緒に完全に自動的に実施できる所にある。連続する床板輪郭により、連続しないものとは反対に、長い縦桁と床板輪郭との溶接のための実質的な改良が起る。そして、床板輪郭も車両の長さ全体にわたって延びる両方の長い縦桁も連続しているのでこれを機械で溶接することができる。これに対して主横桁が床板内に置かれ、それから床板の下側に縦の溶接つぎ目を断片ごとに機械で製造されるならば主横桁の領域では手で溶接しなければならないし、それによって製造コストは実質的に高くなる。連続する床板輪郭使用の更に有利な点は完全自動製造によって非常に均質な床板を得られるという点にもある。
【０００６】
更に連続する床板輪郭においては、発生する負荷の一部が床板輪郭から受けとられるので主横桁上に作用する曲げ力を減少させるであろう。連続しない床板輪郭では、連続する床板輪郭をもつ上記の装置における場合よりも、従って主横桁にはより高い負荷が発生する。それにより、軌道車両に連続する床板輪郭を使用することは技術的にも、又経済的理由からも有利である。例えば特に地下鉄の場合におけるように、回転台車の上端と床板水平面との間の距離が非常に小さい軌道車両においては、連続する床板輪郭の設置は、同時に主横桁の必要な曲げ強度を実現する点で未解決の技術的問題を説明している。
【０００７】
ドイツ特許ＤＥ４００５２８７号は床板平面内に存在する上部支持体を持つ貨車の魚腹のような形の中央縦桁を記載している。
【０００８】
米国特許Ｎｏ．７５３９３８Ａ号は、横桁とポルスターエレメントを用いて結合されている２本の中央縦桁及び２本の側方縦桁として形成されている互いに平行な連続する縦桁を設計された鉄道車両のための台枠を記載している。１本の側方縦桁とこれに組みこまれた中央縦桁との間にはそれぞれ１つのポルスターエレメントが設置されている。更に１つのポルスターエレメントが両方の中央縦桁の間に設置され、それによってポルスターエレメント、横桁及び縦桁が１つの平面上に存在する。側方縦桁とそれに組み込まれた中央縦桁の間、並びに中央縦桁の間には底板が設計されている。この底板が互いに境界を接しているポルスターエレメントの上の領域にはカバープレートが設置されている。
【０００９】
本発明の課題は、回転台車の上端と、軌道車両の床板平面との間の距離が非常に少ない場合にも連続する床板輪郭の配置を可能にし、それによって主横桁に必要な曲げ強度を持たせることである。
【００１０】
この課題は、本発明に従って、各々の主横桁の下部支持体からウエブが少なくとも部分的に床板輪郭の下側まで延びてこれと結合されており、それによって各々の主横桁の上部支持体は少なくとも床板輪郭とその上側で結合されていることにより解決される。
【００１１】
床板輪郭上の主横桁の１つまたは複数の上部支持体及びウエブ及び床板輪郭下の下部支持体の配置によって、対応する主横桁の領域内に床板輪郭の１部が存在しそれによってその輪郭高さが増大しそして床板輪郭を主横桁の所で切りとることなく必要な曲げ強度を達成することができる。
【００１２】
ウエブを床板輪郭の下側に結合するためには、ウエブと床板輪郭の下側を溶接することで有利に実施できる。ウエブと床板輪郭の下側との溶接は、ウエブが床板輪郭の下側と接触する面で拡がりを持つことによって達成される。１つまたは複数の上部支持体を床板輪郭と結合するための好ましい実施態様は、少なくとも１つの上部支持体と床板輪郭の上側とを溶接することである。
【００１３】
床板輪郭の上側とのより良好な結合を作り出すためには、主横桁が床板輪郭の上側と予め与えられた距離で互いに溶接された２本の上部支持体を持つという好ましい実施態様で達せられる。この処理によって溶接結合面に対する支持体表面の割合は同じ面を持つ１本の連続する上部支持体に比べて低くなりそれによって床板輪郭との最終的な力は著しく改善される。
【００１４】
好ましい１つの実施態様において、その直径が実質的に主横桁の幅に対応する空気ばねを主横桁の下部支持体の下に設置するので、ばねの空気圧力によって下部支持体の曲げ負荷に関し、適当な実施形態で下部支持体の平面強度をその場所で高めるために上部支持体の間に存在する領域下にウエブを設置する。
【００１５】
主横桁の領域での曲げ強度を更に高めるための床板輪郭の好ましい実施の形態は床板輪郭が三角形の断面を持っていることにある。
主横桁の重量を小さくすることは主横桁の材料をアルミニウムにすることで達成される。
床板の重量を小さくすることは床板輪郭の材料をアルミニウムにすることで達成される。
容易に製造できるから低価格での実施形態はウエブ及び下部支持体を一体として完成することである。
更に別の低価格での小さい重量をもつ主横桁の実施形態は主横桁をアルミニウム鋳造品として製造することである。更に小さい重量をもつ実施形態は主横桁をアルミニウムの大きな成形品から製造することである。
【００１６】
更に有利な点と共に本発明を図面を参照して実施例により下記に詳細に説明する。
【００１７】
実施例
図１に従って、軌道車両１の主横桁２に床板輪郭３が固定され、図２及び図３からも見られるように、その上側３ｂが床板を形成することができる。床板輪郭３の上半分は図２及び図３からも見られるように、主横桁２の２本の上部支持体５ａ，５ｂに正確に設置されており、床板輪郭３の上側３ｂと溶接されている。上部支持体５ａ，５ｂを連続する床板輪郭３の上に単にのせてその後上部支持体５ａ，５ｂ側表面を上部側面３ｂと溶接するのであるから、上部支持体５ａ，５ｂの溶接は比較的労力なしに実施される。溶接結合面１３は実質的に直線の延びを持つことができるのでこの経過も機械によって実施される。これにより−従来の通常の実施法とちがって−床板輪郭３と縦桁８との時間と価格のかかる断片ごとの手による溶接が省略される。
【００１８】
必要な曲げ強度を達成するために、床板輪郭３は、対角線状の支切り９を持っている。床板輪郭３の下側にはウエブ６ａ，６ｂ，６ｃが主横桁２の下部支持体４から床板輪郭３の下側３ａまで延びそして床板輪郭３の下側３ａと溶接されている。下側３ａとウエブ６との溶接は、ウエブ末端の拡張部７のために同様に機械的に達成することができる。
主横桁２の下に、ここでは図示されていないが回転台車が設置され、そこで主横桁２により回転台車中に車両の負荷の導入が行われる。
【００１９】
主横桁２はその縦方向側面末端部で、実質的に軌道車両の全長にわたってのびる縦桁８と支える構造で結合されておりそれによって、実質的に通常縦桁８の上部支持体までのびている軌道車両の側壁１０の下部末端と結合部をもっている。側壁１０の上部末端は互いに屋根１１の形で結合されている。
【００２０】
ここに図示した実施形態は各々の主横桁２について２本の上部支持体５ａ，５ｂを持っている。この実施形態によって、すでに上に記載したように、上部支持体５ａ，５ｂと床板輪郭３との間に特に良好な結合が作り出される。というのは、図３に示したように、それによって非常に幅の広い支持体５のみをもつ変形に対して溶接線１３の平面に対する上部支持体５ａ，５ｂの平面の割合が実質的に改善されるからである。
【００２１】
好ましい実施態様において、下部支持体４の下に図面には記載していないが空気ばねを設置し、それに圧力がかけられ、それによって下部支持体４の曲げ負荷を負担しているので、２本の上部支持体５ａ，５ｂの間に存在する主横桁２の領域での平面強度をその位置で高めるために更にウエブ６ｂが設置されている。これは下部支持体４に結合されているが、最終的に支持機能を発揮し圧力のみを受けとるので床板輪郭３の下側３ａとは溶接されていない。
【００２２】
床板輪郭３の領域には三角形の仕切り９を付与しこれが上部支持体５と下部支持体４との間に発生する負荷、特に発生する横の力によるせん断荷重を受けとめる。それによって床板輪郭３の領域内で三角形の仕切り９が主横桁２のウエブ６の機能を担当している。
【００２３】
図３から明らかなように、主横桁２の下部支持体４と上部支持体５ａ，５ｂの間の領域内で床板輪郭３の位置によってその輪郭を高さｈに増大し、それによって床板輪郭３の下部に付加的な空間を要求することなく必要な曲げ強度を達成しているので、本発明は軌道車両の床板水平面と回転台車の上端との間に非常に僅かの自由空間しかない場合でも連続する床板輪郭３を設置することができる。
【００２４】
ウエブ６ａ，６ｃは外側にある溶接継ぎ目１４によって各々床板輪郭３の下側３ａと結合しており、そこでウエブ６ａ，６ｂ，６ｃと下部支持体４は簡単にそして安い費用で一片から作ることができる。
【００２５】
通常は、主横桁２のほかに別の、実施例では記載していないが床板を更に支持するための横桁でそれほど大きな負荷を受けとらなくても良いので主横桁２よりも少ない輪郭高さを持つことのできる別の横桁を更に設置しそれによって床板輪郭３の下に全体として空隙を見出すことができる。主横桁２は本発明の目的物では価格が安いことからアルミニウム鋳造品として実施される。
【図面の簡単な説明】
【図１】軌道車両の上部分の断面図を示す。
【図２】図１に示した軌道車両の床の主横桁の領域で一部切りとった床の断片の遠近法による概略図を示す。
【図３】図２において直線III−IIIに沿って切りとった断面図を示す。
【符号の説明】
（２）・・・横桁
（３）・・・床板輪郭
（４）・・・下部支持体
（５）・・・上部支持体
（６）・・・ウエブ

Claims (12)

1. 軌道車両（１）の長さ方向に実質的に平行に延びている床板輪郭（３）が固定されている、少なくとも２本の実質的に軌道車両の幅全体にわたって延びる主横桁（２）を有する軌道車両（１）であって、該主横桁（２）は各々１本の下部支持体（４）及び少なくとも１本の上部支持体（５）並びにその間に延びるウエブ（６ａ，６ｂ，６ｃ）を有し、該ウエブ（６ａ，６ｂ，６ｃ）は、各主横桁（２）の下部支持体（４）から少なくとも部分的に床板輪郭（３）の下側（３ａ）まで延びて、これと結合し、各主横桁（２）の上部支持体（５）は少なくとも床板輪郭（３）とその上側で結合していることを特徴とする軌道車両（１）。
2. ウエブ（６）が床板輪郭（３）の下側に溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の軌道車両（１）。
3. ウエブ（６）が床板輪郭（３）の下側（３ａ）と接触する平面で拡幅部（７）を有することを特徴とする請求項１ないし２の１項に記載の軌道車両（１）。
4. 少なくとも１つの上部支持体（５）が床板輪郭（３）の上側（３ｂ）と溶接されていることを特徴とする請求項１ないし３の１項に記載の軌道車両（１）。
5. 主横桁（２）が、予め与えられた距離で互いに床板輪郭（３）の上側（３ｂ）に溶接されている２本の上部支持体（５ａ，５ｂ）を持っていることを特徴とする請求項１ないし４の１項に記載の軌道車両（１）。
6. ウエブ（６ｂ）が上部支持体（５ａ，５ｂ）の間に存在する領域の下側に設置されていることを特徴とする請求項５に記載の軌道車両（１）。
7. 床板輪郭（３）が三角形の横断面を有することを特徴とする請求項１ないし６の１項に記載の軌道車両（１）。
8. 主横桁（２）の材料がアルミニウムであることを特徴とする請求項１ないし７の１項に記載の軌道車両（１）。
9. 床板輪郭（３）の材料がアルミニウムであることを特徴とする請求項１ないし８の１項に記載の軌道車両（１）。
10. ウエブ（６ａ，６ｂ，６ｃ）と下部支持体（４）とは一体として製造されていることを特徴とする請求項１ないし９の１項に記載の軌道車両（１）。
11. 主横桁（２）がアルミニウム鋳造品として製造されていることを特徴とする請求項１ないし１０の１項に記載の軌道車両（１）。
12. 主横桁（２）がアルミニウムの大きな成形品から製造されることを特徴とする請求項１ないし１０の１項に記載の軌道車両（１）。

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