CN101011973A - 用于低高度底盘轨道车辆的车轴、悬架装置及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于轨道车辆的车轴(11)，其包括中心轴(21)；两个轮子(9)，它们通过轴(21)和两个轴承(22)相连以便转动，每个轮子(9)安装成绕所述轮子(9)的轴线现对于轴承(22)转动。所述车轴还包括至少一个横向部件(23)，以便在弯曲时加强所述车轴(11)，该横向部件(23)刚性连接所述两个轴承(22)。本发明适用于悬架装置以及轨道车辆。

Description

用于低高度底盘轨道车辆的车轴、悬架装置及轨道车辆

技术领域

本发明涉及用于轨道车辆的车轴，其包括中心轴，两个轮子，其中所述两个轮子通过所述轴以及两个轴承连接以便转动，每个轮子安装成绕其轴线相对于对应的轴承转动。

背景技术

这种类型的车轴通常用于轨道车辆，特别地用于有轨电车类型的城市轨道运输。这些传统的车轴设置在悬架装置上，其中所述悬架装置利用新的规定中具有590mm直径的标准轮子支承车辆的车体，所述车体的底盘大体在所述车轴之上处于高于轨道的上侧边缘之上的520mm的高度。在城市的环境中，并且因为没有站台，这种底盘高度例如在有轨电车中具有乘客上下的问题。

专利公开文献EP1171336说明了一种轨道车辆，其一方面具有较低的位于车轴之上的底盘，其具有处于轨道的上侧边缘之上的450mm的高度，这是由于具有比标准轮子更小的直径的轮子；并且在另一方面具有较小高度的底盘区域，其位于轨道之上大约355mm，其中所述底盘区域借助于斜坡连接至车轴之上的底盘，这种较小高度的区域是有助于乘客上下的区域。

还具有曲柄车轴。例如，在专利公开文献EP911239中说明了这种类型的车轴，其位于轮子的转动轴线之下，允许底盘在轮子的车轴所在的区域降低，这是由于发动机将扭矩传递至轮子的变速器的复杂的结构。这些车轴包括锥齿轮和/或减速齿轮，它们允许使用旋转连接轴，其偏置平行于轮子的转动轴线。

首先，这两种类型的车轴的缺点是需要使用非标准的轮子，其次是高级别的复杂性，并且因而对于车轴的高生产成本。

发明内容

因而，本发明的目的是提供一种车辆，其具有较低的底盘，而没有上述缺点。

为此，本发明涉及用于上述这种类型的轨道车辆的车轴，其特征在于，其还包括至少一个横向部件，以便在弯曲时加强所述车轴，该横向部件刚性连接两个轴承。

根据本发明的其它结构：

所述每个横向部件相对于轨道的上侧边缘处于低于轴的高度；

轴的直径在60与140mm之间；

所述横向部件具有这样横截面，其至少等于所述轴的横截面；

所述横向部件是中空的，并且所述轴在所述横向部件之内延伸；

所述横向部件与所述轴承一起限定了围绕所述轴的密封空间。

本发明还涉及悬架装置，其包括工作本体以及至少一个如上所限定的车轴，以支承所述悬架装置。

本发明还涉及轨道车辆，其包括车体以及至少一个如上所限定的悬架装置，以支承所述车体。

根据本发明的其它结构，例如在有轨电车的情况中：

轮子具有530与660mm之间的直径，并且所述车辆包括第一底盘，其在所述悬架装置所在的区域内具有处于所述轨道的上侧边缘之上385与510mm之间的高度；并且

所述轨道车辆包括第二底盘，其具有335与375之间的高度，所述两个底盘借助于具有5与10％之间的斜度的斜坡相连。

附图说明

通过阅读以下说明，纯粹以实例的方式，并且参照附图将更好理解本发明，其中：

图1是根据本发明的设有两个车轴的悬架装置的示意性俯视图；

图2是大致根据图1的箭头II的示意性前视图，其示出了车轴；

图3是具有两个不同的底盘高度的轨道车辆的轮廓视图；并且

图4是与图2相似的视图，其示出了根据本发明的改型的车轴。

具体实施方式

图1的悬架装置1大致包括工作本体5；两对轮子9，每对轮子与车轴11是一体的；以及悬架系统15，其夹置在车轴11与工作本体5之间。

工作本体5大体为H形，具有两个纵向构件17，它们与悬架装置1的纵向轴线X平行。每个纵向构件17具有两个斜坡区域18，位于两个车轴11之间的纵向构件的中央部分低于纵向构件的各端部。两个纵向构件17借助于横向中梁19相连，其中所述横向中梁19垂直于纵向构件17。工作本体5将支承诸如有轨电车的车体20。例如，车体20铰接至梁19的中央。

每个车轴11包括中心轴21，其沿车轴的整个宽度横向延伸。该中心轴以转动的方式连接两个轮子9，并且沿对于两个轮子共用的转动轴线Y延伸。

两个轴承22，分别靠着轮子9安置，支承工作本体5。每个轮子9安装成相对于轴承22转动。

横向部件23借助于其下侧端部使这两个轴承22与轴21竖直对正彼此相互刚性相连，其中所述横向部件23可从图2中看出，并且例如是具有矩形横截面的柱形。横向部件23因而与轮子9的转动轴线Y平行，并且位于轴21之下。所述横向部件23稍微与轴间隔开距离1，例如在100mm的级别内，针对有轨电车有利地为80与120mm之间。

这两个轴承22分别具有用于悬架系统15的支承表面。

轮子9具有直径D，其例如在590mm的级别内，有利地为530mm与620mm之间。在新的规定中，有轨电车轮子的标准直径是590mm。标准轮子9的直径可由于磨损而小至530mm。轮子9安置在轨道24上。

每个轴21的直径例如在100mm的级别内，有利地在60mm与140mm之间。横向部件23具有至少等于轴21的横截面。

例如，在一个或多个轴承22内安置用于控制悬架装置的元件，例如减速齿轮26或电机。

仅位于车轴11之上的车体20的底盘31以间距i远离车轴11。例如，与悬架系统15的偏转对应的间距i是在60mm的级别内，有利地在40与80mm之间。底盘31具有厚度e，其例如在50mm的级别内，有利地在30与70mm之间。

因而，底盘31的内侧距离轨道的顶峰的高度h与D、d、e和i的关系为：

$h=\frac{D}{2}+\frac{d}{2}+e+i$

h因而在 $h_{\min }=\frac{D_{\min }}{2}+\frac{d_{\min }}{2}{e}_{\min }+i_{\min }=365\mathrm{mm}$ 与 $h_{\max }=\frac{D_{\max }}{2}+\frac{d_{\max }}{2}+e_{\max }+i_{\max }=530\mathrm{mm}$ 之间，例如在455mm的级别。

梁19连接纵向构件17，并且在底盘31之下延伸。

本发明的操作原理是通过最大程度地减少车轴11的高度而优化车轴11的竖直空间需求，从而节省空间，以便最大程度降低车体20的底盘31。

在这种情况中，车轴11的传统功能被分开。大体上，车轴11必须在一方面连接轮子9，并且通过传递牵引力和制动转矩至轮子而驱动它们转动，轮子9因而一起并且平行地转动，并且另一方面，承受弯曲力，其由车辆和工作本体5的质量造成，并且由悬架系统15传递。

悬架装置1分开车轴11的功能，其中在一方面，中心轴21实现车轴的第一功能，而在另一方面，横向部件23实现第二功能。

横向部件23具有足够的惯性，以承受由源自车辆和工作本体的力所带来的弯曲。横向部件23并不转动，并且仅仅轴21驱动轮子9转动。

中心轴21的尺寸方面的唯一限制因而是通过轴21驱动轮子9的功能，其中所述轴21因而可具有比如果实现车轴11的两个功能更小的直径。

因为车体20的底盘31在轨道24的上侧边缘之上的高度h由轮子9的半径R/2、加上轴21的半径d/2以及最小间距i限定，本发明允许底盘31降低至455mm的高度h，进一步考虑底盘31的厚度。

此外，车轴11允许简单的变速系统，车轴的第一功能由于中心轴21而被保持。

如图3所示，在车辆33中，有利设置具有小于10％的斜度的斜坡35，从而悬架装置之上底盘31的区域连接至较小高度h′的底盘区域39。例如，较小高度h′的该区域39是乘客可上下的区域。相对低水平面的底盘39因而可以实现乘客上下区域，在355mm的级别内。

在改型中，每个车轴包括两个横向部件，例如，在轴承位于轮子的外侧上时(未示出)。每个横向部件连接两个轴承，第一横向部件位于轮子之前，并且第二横向部件位于轮子之后，相对于轴对称。

在图1和2的实施例中，每个车轴11的横向部件23位于相应的轴21之下，并与其间隔。轴21位于横向部件23的外侧。

在图4中所示的实施例中，保持了与图2中相同的元件的附图标记，图4中所示的实施例与图2中的不同之处在于，横向部件23围绕轴21。也就是说，轴21在横向部件23之内延伸。

但是，针对相同的应用，相对于轨道24的顶峰，横向部件23处于低于传统的车轴的高度。更具体地讲，横向部件23设有位于轴的轴线之下的横向部件的中面。

在横向部件的竖直载荷作用下弯曲居中的表面将参照在由工作本体5以及支承在工作本体上的轨道车辆所带来的竖直载荷作用下弯曲中零纵向负载点的位置。

为此，例如，在轴21与轨道的顶峰之间的横向部件23的下侧部分中具有比轴21之上的上侧部分中更多的材料。在所示的实例中，横向部件23相对于轴21竖直偏置，轴21与横向部件23的上内侧壁之间的上余隙间距小于轴21与横向部件23的下内侧壁之间的下余隙间距。

横向部件23与轴承22一起限定轴承22之间的围绕轴21的密封空间。

在这种方式中，轴承22在内侧(与相邻的轮子9相反的对应的轴承22的侧部)的输出端由横向部件23密封，并且不必设置附加的密封装置。仅仅轴承22在外侧的输出端设有密封装置。这具有简化轴承22并且减少车轴11的生产成本的优点。

在该实施例中，轴21与底盘31之间的距离i必须足以适应横向部件23的上壁(其例如在10mm的级别内)，并且提供足够的上余隙间距(例如，在10mm的级别内)。底盘31的高度因而大于图2的实施例所能实现的高度(例如，大于大约20mm)。

Claims (10)

1.一种用于轨道车辆(33)的车轴(11)，其包括中心轴(21)；两个轮子(9)，其通过所述中心轴(21)以及两个轴承(22)相连以便转动，每个轮子(9)安装成绕所述轮子(9)的轴线(Y)相对于轴承(22)转动，所述中心轴(21)沿所述轮子的轴线(Y)延伸，其特征在于，还包括至少一个横向部件(23)，以便加强所述车轴(11)的抗弯能力，该横向部件(23)刚性连接所述两个轴承(22)。

2.根据权利要求1所述的车轴(11)，其特征在于，所述每个横向部件(23)相对于轨道(24)的上侧边缘处于低于所述轴(21)的高度。

3.根据权利要求1所述的车轴(11)，其特征在于，所述轴(21)在所述横向部件(23)之内延伸。

4.根据前述权利要求任一所述的车轴(11)，其特征在于，所述轴(21)的直径(d)在60与140mm之间。

5.根据前述权利要求任一所述的车轴(11)，其特征在于，所述横向部件(23)具有这样的横截面，其至少等于所述轴(21)的横截面。

6.根据权利要求3所述的车轴(11)，其特征在于，所述横向部件(23)与所述轴承(22)一起限定围绕所述轴(21)的密封空间。

7.一种用于轨道车辆(33)的悬架装置(1)，其特征在于，其包括工作本体(5)以及至少一个根据前述权利要求任一所述的车轴(11)，以支承所述悬架装置。

8.一种轨道车辆(33)，其特征在于，其包括车体(20)以及至少一个根据权利要求7所述的悬架装置(1)，以支承所述车体。

9.根据权利要求8所述的轨道车辆(33)，其特征在于，所述轮子(9)具有530与660mm之间的直径(D)，并且所述车辆(33)包括第一底盘(31)，其在所述悬架装置所在的区域内具有处于所述轨道(24)的上侧边缘之上385与510mm之间的高度(h)。

10.根据权利要求9所述的轨道车辆(33)，其特征在于，其包括第二底盘(39)，其具有335与375mm之间的高度(h′)，所述两个底盘(31、39)借助于具有5与10％之间的斜度的斜坡(35)相连。

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