CN101247979B - 用于轨道车辆的行驶机构 - Google Patents

Abstract

用于轨道车辆(1)的行驶机构(20)，具有至少三个支承在一个转向架中的轮组(3、3’)和至少一个实现端部轮组横向移动的转向装置(4)，其中所述转向架(2、2’)在纵向方向上看具有多个段(A、B)，其中至少沿行驶方向上看位于最前面的、在其中设置有先行轮组(3’)的段(A)可水平转动地与第二刚性段(B)相连接。

Description

用于轨道车辆的行驶机构

技术领域

本发明涉及一种用于轨道车辆的行驶机构，该行驶机构具有至少三个支承在一个转向架内的轮组和至少一个能实现端部轮组横向移动的转向装置。

背景技术

在轮组沿纵向方向在行驶机构框架中被刚性地或以很小的纵向间隙平行地引导的轨道车辆中，由于平行的布置通过外轨道以一锐角的起动角启动，特别在端部轮组上产生增大的横向力并增大磨损。

在两轴的或多轴的行驶机构中已知，通过借助于倾斜于车辆纵向方向布置的纵向导向件的横向于行驶方向的移动来在近似的径向位置上控制端部轮组，其中，倾斜布置的纵向导向件的转动产生轮组轴承的分别左右相对的纵向移动。

为了减轻轨道上的由于在内轨道和外轨道之间挤压而产生的附加力作用，一已知的行驶机构设计成具有可横向移动的中间轮组。

通过连杆将中间轮组的横向运动与端部轮组的车轮调整相耦合，也已由不同的结构已知，但这些结构通常这样受到由轨道车辆的牵引力或制动力引起的纵向力的影响，使得不利地影响了控制效果。

发明内容

本发明的目的在于，创造一种用于轨道车辆的三轴的行驶机构，该行驶机构使得可以限制作用在移动的端部轮组上的横向力，并且该行驶机构还是结构简单且牢固的解决方案。

按照本发明，该目的这样实现，即：转向架在纵向方向上看具有多段，其中，至少在纵向方向上看位于最前面的、在其中设置有先行轮组的段可水平转动地与刚性的第二段相连接。端部轮组不再像现有技术那样通过单独的导向件而是按照本发明直接借助于转向架的可转动的段横向移动，这样就实现了极其牢固的结构，该结构甚至在轴负载高达250kN以及行驶速度高达230km/h时也可限制横向力。

按照本发明的一优选实施例，所述转向架具有三段，在各段中分别支承有一个轮组，其中，具有先行轮组的前段和/或具有后行轮组的尾段可水平转动地与中间的刚性段相连接。

为了能将基本上横向于行驶机构纵向方向的力和垂直作用在轮组上力的比值保持在允许的数值上，优选小于1∶3，本发明的另一实施例设定，转向装置设计并设置成用于使至少一个端部轮组横向移动超过30mm，优选超过50mm，其中，甚至横向移动超过90mm和更多也是可能并符合要求的。

按照本发明的另一优选实施例，所述转向装置具有两个由转向架的可转动部分形成的轮组导向件，其中，基本上平行的轮组导向件相对于转向架的纵向中轴线相对置地布置，在其一端上与转向架的刚性部分铰接连接并通过优选设置在相对置的端部的导向杆相互联接。换句话说，转向架的布置在行驶机构纵向方向上的部分在转向架的前段和/或尾段中可转动地支承在转向架的中间的刚性段上，并以这种方式形成了两个平行设置在行驶机构纵向中轴线两侧的轮组导向件，其中，这两个轮组导向件的平行度通过将这两个轮组导向件联接起来的导向杆来确保。这就是说，转向架的可转动的段被移动成横向于转向架纵向轴的平行四边形。

尽管转向架的一段可转动，但为了赋予按照本发明的转向架必要的稳定性，按照本发明的另一实施形式设定，所述轮组导向件从侧面看基本上设计成L形并以其垂直边通过至少一个、优选两个关节-优选关节轴承-空间上可运动地与转向架的刚性部分相连接，由此转向架的可转动的段不仅可水平地运动，而且也可以补偿转向架的可转动段与刚性段之间的垂向的相对运动。

为了能使由于轮组的横向移动而在轮组上出现的磨损保持得小，如果限制轮组导向件的侧向弯转，也即转向架的可转动段的横向移动，则被证明是有利的，这按照另一实施例这样来实现，即如果转向装置具有用于使转向架的可水平转动的段在刚性转向架段的纵向方向上定向的调整装置。

结构上简单的解决方案这样得到，如果所述调整装置具有两个相反(gegengleich)作用的优选液压调节缸，这两个调节缸分别配设于各轮组导向件，并且以一端可转动地支承在轮组导向件上而在相对的一端上与转向架的刚性段相连接，优选与转向架的刚性段的突出到转向架的可转动的前段中的保持元件相连接。

在这种情况下，如果通过供给管路作用联接的调节缸分别具有一个可运动地设置在调节缸壳体内的内缸以及一个可运动地支承在该内缸中的活塞，那么所述调节缸不仅用作为用于转向架的可转动段的侧向弯转的限制装置，而且特别是当这两个调节缸的所述两个活塞可加载或加载优选可变的系统压力加载时，还可以实现轮组导向件对在转向架精确的纵向方向上的定向。

为此，按照本发明的另一实施例，所述供给管路与用于压力介质的蓄能器优选皮囊式蓄能器相连接，其中，系统压力通过皮囊式蓄能器和供给管路在很大程度上保持恒定。

因为通过存在于调节缸上的系统压力可调节可移动的框架部分的侧向弯转，也可以通过系统压力限制作用在轮组上的横向力并将其保持在一定的范围之内，在该范围内一方面出现的磨损尽可能小，另一方面可减小或完全避免在可自由运动的框架部分上可能出现的振动。

为了使机械止挡上的磨损最小，本发明的另一实施例设置成，至少一个调节缸的内缸和/或活塞在一个或两个端部位置上借助于减震装置减震，其中如果优选液压的减震装置可根据轨道车辆的行驶速度和/或转向架的可转动段的偏转和/或内缸的运动方向调节，这被证明对于轮组或轮组支座的垂直的、横向的和纵向运动的有效减震是有利的。

为了将轮组的牵引力和制动力传递到转向架上，本发明的另一实施例设置成，行驶机构的至少一个轮组通过优选两根拉杆/压杆与转向架的刚性段联接，其中所述拉杆/压杆在其一端上与优选设计成用于主弹簧支架的枢轴轴承箱而在其另一端与转向架的刚性段可移动地连接。

在这种情况下，如果所述拉杆/压杆至少在一个布置在转向架的可转动段中的轮组上的转向点间的距离大于拉杆/压杆在转向架的刚性段上的转向点间的距离，那么由于拉杆/压杆的倾斜布置形成一个转向角，在直线行驶时垂直于转向架刚性段的纵向轴线的轮组轴可绕着该转向角转动。这里，该转向角取决于所述两根倾斜布置的拉杆/压杆相互间形成的张角。

为了补偿在本身松动的轮组与转向架的借助于调节缸引导的可转动的框架部分之间在侧向弯转时的不等性，并由此避免设置在轮组和转向架的可转动部分之间的主弹簧过度卷绕或扭转，本发明的另一实施例设置成，在轮组的主弹簧和转向架的可转动部分之间设置优选片状的滑动元件，主弹簧以其与支架相对置的一端支撑在这些滑动元件上，其中如果这些滑动元件可移动地，优选通过栓钉(Zapfen)对中心地设置在转向架的可转动部分上，便实现了结构上特别简单的解决方案。

为了减轻行驶机构的借助于拉杆/压杆从轮组传递到行驶机构上的牵引力和制动力，按照本发明的另一实施例设置成，行驶机构通过用于传递制动力和牵引力的装置与轨道车辆的车厢相连接，其中，该装置具有与车厢转动铰接地相连接的第一铰接元件和与该行驶机构特别是与转向架的刚性段转动铰接地相连接的第二铰接元件以及连接这两个铰接元件的连接元件，其中当所述用于传递制动力和牵引力的装置相对于轮组轴布置得较低时，便实现了尽可能小的轮组卸载。

附图说明

下面根据附图说明参照在附图中所示的实施例对本发明的其它细节和优点进行详细说明。图中示出：

图1a和1b示意性示出具有按照本发明的行驶机构的轨道车辆的正视图和俯视图，

图2a至2c示出按照本发明的行驶机构的不同实施例，

图3a和3b示出按照本发明的行驶机构的另一实施例的侧视图以及俯视图，

图4a示出转向架的可转动段，其中轮组与转向装置相连接，

图4b示出在转向架的已侧向偏转的段中转向装置调节缸的位置，

图5示出转向架的可转动段，其中轮组通过拉杆/压杆与转向架的刚性段相连接，

图6a示意性示出具有用于传递制动力和牵引力的装置的按照本发明的行驶机构的侧视图，以及

图6b示出从图6a中沿着剖面C-C’的剖面图。

具体实施方式

图1a和1b示意性示出轨道车辆1的正视图和俯视图，其中车厢24支承在两个按照本发明的行驶机构20上。在这里，每个行驶机构具有三个布置在一个转向架中的轮组3、3’。特别是从图1b中可以看出，轨道车辆1的行驶机构20的这两个端部轮组3’向外转动或横向移动。

图2a至2c示出轮组3、3’在一个按照本发明的行驶机构20中的多种布置可能性。其中在图2a中仅仅前面的端部轮组3’可横向移动或可转动地布置在行驶机构20中，而在图2b中两个端部轮组3’可横向移动或转动地布置在转向架中。在根据图2c的实施例中，前面的端部轮组3’也可横向移动地设置在行驶机构20中。与根据图2a和2b的实施例不同，轮组3’不可转动。在所有示出的实施例中，行驶机构的旋转中心垂直位于中间的刚性轮组3的上方。

图3a和3b是原理示意图并示出按照本发明的行驶机构20的第一实施例的正视图和俯视图。行驶机构20具有转向架2、2’，在该转向架中沿行驶方向F看位于最前面的段A可水平转动地与转向架2、2’的第二刚性段B相连接。在所述最前面的段A中，在转向架2、2’的纵向中轴线M的两侧设置平行的轮组导向件5、5’，这些轮组导向件在其一端上与转向架2、2’的刚性段B可转动地相连接，而在其相对的一端上通过导向杆6彼此联接。由转向架2、2’的可转动部分形成的轮组导向件5、5’从侧面看基本上设计成L形并通过两关节8、8’，9、9’-优选球关节-可运动地与转向架2、2’的刚性段B相连接。在这里，已证明有利的是，上面的关节8、8’在垂直方向上设计成刚性的支座而下面的关节9、9’在垂直方向上设计成浮动轴承。

至少布置在转向架2、2’的可转动段A中的轮组3’的枢轴轴承箱19同时构造成用于主弹簧21的支架，其中主弹簧21以与支架相对的一端支撑在片状滑动元件22上。为了使由于轮组导向件5、5’和轮组3’的车轮的不同的径向偏转而作用在主弹簧21上的卷绕力/扭转力最小，所述片状滑动元件22通过栓钉23对中心地可转动地支承在轮组导向件5、5’上。

为了使转向架2、2’的可转动段A在转向架2、2’的刚性段B的精确的纵向方向L上定向，布置有调整装置10，该调整装置具有两个相对作用的调节缸11、11’。这两个调节缸11、11’在其外端转动铰接地支承在轮组导向件5、5’上，而在其相向的端部优选可转动地连接在刚性的保持元件12上，该保持元件与转向架2、2’的刚性段B相连接并伸入到转向架2、2’的可转动段A中。因此，转向架2、2’的可转动段A的横向移动通过调节缸11、11’来限制，如随后参照图4a和4b将要说明的那样。

通过拉杆/压杆18、18’，转向架2、2’的可转动的段A的轮组3’被保持在轨道中。为了使在这种情况下弯道行驶时的磨损最小，拉杆/压杆18这样进行布置，使得拉杆/压杆18、18’形成一个张角α，其中拉杆/压杆18、18’从轮组3’沿转向架2、2’的刚性段B的方向锥状地延伸。在这里，拉杆/压杆18、18’可转动地布置在轮组3’的枢轴轴承箱19以及转向架2、2’的刚性段B上，其中拉杆/压杆18、18’在转向架2、2’的刚性段B上的支承通过弹性元件进行。

下面参照图4a和4b对用于使转向架2、2’的可转动的段A定向的调整装置的工作方式进行详细说明。从图4a中可以看出，这两个调节缸11、11’各具有一个缸壳体13、13’以及一个布置在缸壳体13、13’中的具有一个可在其中运动的活塞15、15’的内缸14、14’。这两个调节缸11、11’通过供给管路13相互作用联接，其中这两个内缸14、14’的活塞15、15’通过供给管路13加载压力。为了能使该压力保持恒定，该供给管路13与皮囊式蓄能器相连接。这就是说，限制了出现在轮组3’的车轮上的横向力与垂向力之间的比值，其中当系统压力可改变时，可以可变地调节力的比值。

内缸14、14’和缸活塞15、15’的两个端部支座通过液压减震装置17、17’减震，以便一方面使调节缸11、11’上的磨损小，另一方面避免轮组导向件5、5’偏转时的突然的运动。在这里，这两个调节缸11、11’装备有阻尼回路形式的液压减震装置17、17’，该减震装置衰减内缸14、14’的运动。这里，减震程度可根据车辆的速度和/或根据转动框架的偏转和/或根据内缸的运动方向来调节。

从图4a中可以看出，直线行驶时，也就是说当转向架2、2’的可转动段A的轮组导向件5、5’在转向架2、2’的刚性段B的纵向方向上定向时，这两个内缸14、14’完全缩进，也就是说它们位于缸壳体13、13’的面向转向架2、2’的纵向中轴线M的端部区域内。相反，活塞15、15’却伸出并位于内缸14、14’的外侧的端部区域内。

在图4b中，转向架2、2’的可转动段A向右弯转。出于清晰的原因，未示出供给管路13以及减震装置17、17’。从图中可以看出，在可转动段A偏转最大的情况下，在调节缸11中，内缸14位于缸壳体13的配设给轮组导向件5的端部区域中并且活塞15完全伸出，也就是说该活塞贴靠在内缸14的配设给轮组导向件5的端部上。而相反在调节缸11’中，内缸14位于缸壳体13’的背向轮组导向件5’的端部区域中并且活塞15’完全缩进，也就是说该活塞贴靠在内缸14的背向轮组导向件5’的端部上。

在图5中示意性示出轮组3’通过拉杆/压杆18、18’的铰接连接。在这里实线表示直线行驶时转向架的可转动的段A，而虚线表示处于偏转位置的转向架2、2’的前段。出于清晰的原因，未示出在其上设置有拉杆/压杆的枢轴轴承箱。

以张角α设置的拉杆/压杆18、18’借助于弹性体元件30可转动地支承在转向架2、2’的刚性段上。当轮组导向件5偏转到最大的弯转位置5＊时，轮组3’同样向右移动，使得由于拉杆/压杆18可转动地支承在转向架2、2’的刚性部分上，该拉杆/压杆的转向点u沿着圆形轨迹运动到其端部位置u＊。同样，这当然也适用于拉杆/压杆18’的转向点。由于转向点的移动，引起轮组3’的轮组轴的偏转，其中，轮组轴的转角对应于转向角β。在这种情况下，该转向角β直接成比例地取决于这两根拉杆/压杆18、18’彼此形成的张角α。

因此在按照本发明的行驶机构中，先行的轮组3’的横向移动可借助于转向架2、2’的可转动的段A来实现，其中不是主动控制该先行的轮组3’，而是通过调整装置10将其保持在轨道中，以便接收规定的轨道导向力并避免过度振动。为了减少在先行轮组3’边缘上的磨损，按照本发明的行驶机构20还通过设置成锥状的拉杆/压杆18、18’与转向架2、2’的刚性段B相连接，这可以确定转向角β。因此在按照本发明的行驶机构20中既确定了转向架2、2’的可转动段A横向移动的允许范围，也确定了先行轮组3’偏转的允许范围。

在图6a中以视图示意性地示出并且在图6b中以沿着剖面C-C’的剖视图示出具有用于将制动力和牵引力从行驶机构20传递到车厢24上的装置的按照本发明的行驶机构20。该装置25具有第一铰接元件26、第二铰接元件27和连接这两个铰接元件26、27的连接元件28，并且相对于轮组轴29、29’设置得较低。其中，所述第一铰接元件26可围绕垂直轴线x水平转动地与车厢24支承。所述第二铰接元件27设计成轭状并且可围绕水平轴线y转动地与转向架2、2’的刚性段B支承。所述连接元件28具有两个导向件，这两个导向件彼此倾斜地设置在一个平面内并且一方面可围绕垂直轴线x转动地与第二铰接元件27相连接而另一方面通过球关节v、v’可转动地与第一铰接元件26相连接。所述连接元件28的两个导向件彼此形成的不等于零度的角γ确保，转向架2、2’的刚性段B的径向方向可受转向架的刚性段B与车厢24之间的侧向相对运动影响。

同样的效果也可这样实现，即如果第一和第二铰接元件以及连接元件在水平面内可彼此偏转并且第一和/或第二铰接元件通过球关节转动与行驶机构或车厢铰接地相连接。

当然，所示的具有多个支承在一个转向架内的轮组和一个可实现端部轮组横向移动的转向装置的按照本发明的轨道车辆的实施例不理解为限定的意义，而同样仅仅是实现用于具有三轴行驶机构的轨道车辆的转向装置的发明构想的很多可能性中的单个实例，其中转向装置包括可转动的转向架部分。

Claims (26)

1.用于轨道车辆的行驶机构(20)，具有至少三个支承在一个转向架(2、2’)中的轮组(3、3’)和至少一个实现端部轮组(3’)横向移动的转向装置(4)，其中，所述转向架(2、2’)在纵向方向上看具有多个段(A、A’、B)，其中至少沿行驶方向看位于最前面的、在其中设置有先行轮组(3’)的段(A)可水平转动地与刚性段(B)相连接，其特征在于，转向架(2、2’)的、所述至少沿行驶方向看位于最前面的、在其中设有先行轮组的段(A)构成为可横向于转向架(2)的纵轴线移动的平行四边形，并且所述转向装置(4)具有用于使转向架(2、2’)的可水平转动的段(A、A’)在转向架的刚性段(B)的纵向方向(L)上定向的调整装置(10)，所述至少一个转向装置(4)具有两个由转向架(2、2’)的可转动部分形成的轮组导向件(5、5’)，其中，所述调整装置(10)具有至少两个相反作用的调节缸(11、11’)，这些调节缸分别配设于轮组导向件(5、5’)，所述至少两个相反作用的调节缸(11、11’)分别以一端可转动地支承在一个轮组导向件(5、5’)上并且以其相对的一端与转向架的刚性段(B)相连接。

2.按照权利要求1所述的行驶机构，其特征在于，所述转向架(2、2’)具有三个段(A、B、A’)，在这三个段中各支承有一个轮组(3’、3、3’)，其中具有先行轮组(3’)的前段(A)和/或具有后行轮组(3’)的尾段(A’)构成为可横向于转向架(2)的纵轴线移动的平行四边形并且可水平转动地与中间的刚性段(B)相连接。

3.按照权利要求1或2所述的行驶机构，其特征在于，所述转向装置(4)设计和设置成用于使至少一个端部轮组(3’)横向移动超过30mm。

4.按照权利要求1或2所述的行驶机构，其特征在于，基本上平行的轮组导向件(5、5’)相对于转向架(2、2’)的纵向中轴线(M)相对置地设置，并且在其一端上与转向架(2、2’)的刚性段(B)铰接地连接并通过在相对的端部上设置的导向杆(6)相互联接。

5.按照权利要求1或2所述的行驶机构，其特征在于，轮组导向件(5、5’)从侧面看基本上设计成L形并以其垂直的边(7、7’)通过至少一个关节(8、8’，9、9’)在空间上可移动地与转向架(2、2’)的刚性段(B)相连接。

6.按照权利要求1或2所述的行驶机构，其特征在于，所述调节缸(11、11’)是液压的调节缸。

7.按照权利要求1或2所述的行驶机构，其特征在于，所述至少两个相反作用的调节缸(11、11’)分别以一端可转动地支承在一个轮组导向件(5、5’)上并且以其相对的一端与转向架的刚性段(B)的伸入到转向架(2、2’)的可转动段(A、A’)中的保持元件(12)相连接。

8.按照权利要求1或2所述的行驶机构，其特征在于，两个通过供给管路(31)作用联接的调节缸(11、11’)各具有一个可移动地设置在调节缸壳体(13、13’)中的内缸(14、14’)以及一个可移动地支承在该内缸(14、14’)中的活塞(15、15’)，其中，所述两个调节缸(11、11’)的活塞(15、15’)被加载或可被加载可变的系统压力。

9.按照权利要求8所述的行驶机构，其特征在于，所述供给管路(31)与用于压力介质的蓄能器(16)相连接。

10.按照权利要求8所述的行驶机构，其特征在于，至少一个调节缸(11、11’)的内缸(14、14’)和/或活塞(15、15’)在一个端部位置或两个端部位置上借助于减震装置(17、17’)减震。

11.按照权利要求10所述的行驶机构，其特征在于，减震装置(17、17’)可根据轨道车辆(1)的行驶速度和/或转向架(2、2’)的可转动段(A、A’)的偏转和/或内缸(14、14’)的运动方向来调整。

12.按照权利要求1所述的行驶机构，其特征在于，所述行驶机构(20)的至少一个轮组(3’、3)通过两个拉杆/压杆(18、18’)与转向架(2、2’)的刚性段(B)相联接。

13.按照权利要求12所述的行驶机构，其特征在于，所述拉杆/压杆(18、18’)在其一端与构造成用于主弹簧(21)的支架的枢轴轴承箱(19)可移动地相连接，而在其另一端与转向架(2)的刚性段(B)可移动地相连接。

14.按照权利要求12或13所述的行驶机构，其特征在于，经由拉杆/压杆(18、18’)与转向架(2)的刚性段(B)联接的端部轮组(3’)的轮组轴线相对于转向架(2)的刚性段(B)的纵轴线偏转一转向角(β)。

15.按照权利要求12所述的行驶机构，其特征在于，所述拉杆/压杆(18、18’)至少在一个设置在转向架(2、2’)的可转动段(A、A’)中的轮组(3’)上的转向点间的距离(a)大于拉杆/压杆(18、18’)在转向架(2)的刚性段(B)上的转向点间的距离(b)。

16.按照权利要求15所述的行驶机构，其特征在于，该转向角(β)直接成比例地取决于两根拉杆/压杆(18、18’)彼此形成的张角(α)。

17.按照权利要求1或2所述的行驶机构，其特征在于，在所述轮组(3’)的主弹簧(21)和轮组导向件(5、5’)之间设置的滑动元件(22)，所述主弹簧(21)以其与支架相对置的一端支撑在所述滑动元件上。

18.按照权利要求17所述的行驶机构，其特征在于，所述滑动元件(22)可移动地、通过栓钉(23)对中心地设置在轮组导向件(5、5’)上。

19.按照权利要求1或2所述的行驶机构，其特征在于，所述行驶机构(20)通过用于传递制动力和牵引力的装置(25)与轨道车辆(1)的车厢(24)相连接，其中，所述用于传递制动力和牵引力的装置(25)具有与车厢(24)转动铰接连接的第一铰接元件(26)和与行驶机构(20)转动铰接连接的第二铰接元件(27)以及连接这两个铰接元件(26、27)的连接元件(28)。

20.按照权利要求19所述的行驶机构，其特征在于，所述用于传递制动力和牵引力的装置(25)相对于轮组轴(29、29’)设置得较低。

21.按照权利要求3所述的行驶机构，其特征在于，所述转向装置(4)设计和设置成用于使至少一个端部轮组(3’)横向移动超过50mm。

22.按照权利要求5所述的行驶机构，其特征在于，轮组导向件(5、5’)以其垂直的边(7、7’)通过两个关节(8、8’，9、9’)与转向架(2、2’)的刚性段(B)相连接。

23.按照权利要求9所述的行驶机构，其特征在于，所述蓄能器(16)是皮囊式蓄能器。

24.按照权利要求11所述的行驶机构，其特征在于，所述减震装置是液压的减震装置。

25.按照权利要求17所述的行驶机构，其特征在于，所述滑动元件是片状的滑动元件。

26.按照权利要求19所述的行驶机构，其特征在于，第二铰接元件(27)与转向架(2、2’)的刚性段(B)转动铰接连接。

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