CN102673590B

CN102673590B - 一种轨道车辆单元

Info

Publication number: CN102673590B
Application number: CN201210069356.1A
Authority: CN
Inventors: 德特勒夫·穆勒; 马蒂亚斯·科威特诺维斯基; 伊哥·盖格尔; 保罗·吉尔; 海科·曼斯巴特
Original assignee: Bombardier Transportation GmbH
Current assignee: Alstom Transportation Germany GmbH
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2017-09-12
Anticipated expiration: 2032-03-15
Also published as: ES2457591T3; EP2500233A1; EP2500233B1; CN102673590A

Abstract

一种轨道车辆单元，它包括一个运行机构的运行机构框架（104）、一个被支撑的车辆构件（111）和一个联动牵引元件（112.1），所述运行机构框架（104）定义一个纵向方向、一个横向方向和一个高度方向。所述被支撑的车辆构件（111）通过一个弹簧单元支承于所述运行机构框架（104）上。所述横梁（104.1）大体上为由多个墙面元件（104.3至104.6）组成的箱形元件，所述联动牵引元件（112.1）被放置于所述横梁（104.1）内并且连接到一个支架元件（113）。所述支架元件（113）伸入所述横梁（104.1）内并且连接到所述被支撑的车辆构件（111）。本发明有利于减轻转向架的整体重量，提高运行速度。

Description

一种轨道车辆单元

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆单元，这种轨道车辆单元包括一个运行机构的运行机构框架、一个被支撑的车辆构件和一个联动牵引元件，所述运行机构框架定义一个纵向方向、一个横向方向和一个高度方向。所述运行机构框架大体上为H形并且包括两个纵梁和一个横梁，该横梁沿横向方向在两个纵梁之间提供一种结构性的连接。所述被支撑的车辆构件通过一个弹簧单元支承于所述运行机构框上。所述被支撑的车辆构件和所述运行机构框架通过所述联动牵引元件沿所述纵向方向连接在一起，所述联动牵引元件的一个第一末端，在第一衔接处，铰接到所述运行机构框架，并且所述联动牵引元件的一个第二末端，在第二衔接处，铰接到所述被支撑的车辆构件。本发明还进一步涉及一种包括此种轨道车辆单元的轨道车辆。

背景技术

由欧洲专利，例如EP 0 831 003 B1(Bohms等人)中公开了这种轨道车辆单元。在此，根据一种所谓的关节式转向架(Jacobs bogie)中所公开的，其中，联动牵引装置连接到一个联接器的垂直臂，该垂直臂用于联接支承于转向架的两个车厢主体的两端。联动牵引装置到转向架框架的衔接处位于运行机构的两个大体上为箱形的横梁之间，该箱形的横梁与联动牵引装置的接面提供了足够的强度以及抗弯强度以承受通过联动牵引装置引入的(相当大的)负载。

由于牵引力和制动力的原因，这种把联动牵引装置放置到一个较低的水平面(沿高度方向)的方法在把作用在车厢主体上的反作用力引入到转向架的时候具有一定的优势。特别是，这种构设在上述情况下有利于减小单个车轮的轮重减载。

在这种关节式转向架(Jacobs bogie)中，可以很容易地实行这种带有低联动牵引装置的构设，由于该联动牵引装置在纵向方向通常情况下较大的尺寸，在两个横梁之间必须提供足够大的空间。然而，用通常情况下较短的转向架来支撑单个的车厢主体会带如下问题：即在两个横梁之间没有足够的空间用于放置相对较长的牵引装置。此外，这种具有两个横梁的构设有如下缺点：相对较大地增加转向架的整体重量。这样一种大的重量，除其它因素以为，不利于车辆的动力性能，特别是在高速运行的情况下。

例如，由DE 37 01 424 A1(Weigel)中公开了另外一种运行机构和车厢主体之间的连接方式。在此，对于支撑单个的车厢主体的通常情况下较短的转向架可选择一种纵向紧凑的旋转支脚排列方式。然而，在此也是一样的，两个横梁支撑与旋转支脚相互配合的中断元件，同样具有转向架整体重量过大的缺点。此外，出现在纵向方向的车厢主体和转向架之间的相互作用不利于车辆的运行性能，特别是在高速运行的情况下。

发明内容

因此本发明的目标之一是提供一种如前文概述的轨道车辆单元，它至少能一定程度上解决上述缺点。本发明的另外一个目标是提供一种在整个构设可减轻重量和节省空间的同时其动力学属性表现更佳的轨道车辆单元。

本发明的技术方案是：

一种轨道车辆单元，包括：

-一个运行机构的运行机构框架(104；204)，

-一个被支撑的车辆构件(111)，和

-一个联动牵引元件(112.1)；

-所述运行机构框架(104；204)定义一个纵向方向、一个横向方向和一个高度方向；

-所述运行机构框架(104；204)大体上为H形并且包括两个纵梁(104.2)和一个横梁(104.1；204.1)，该横梁(104.1；204.1)沿横向方向在两个纵梁(104.2)之间提供一种结构性的连接；

-所述被支撑的车辆构件(111)通过一个弹簧单元支承于所述运行机构框架(104；204)上；

-所述被支撑的车辆构件(111)和所述运行机构框架(104；204)通过所述联动牵引元件(112.1)沿所述纵向方向连接在一起，所述联动牵引元件(112.1)的一个第一末端，在第一衔接处，铰接到所述运行机构框架(104；204)，并且所述联动牵引元件(112.1)的一个第二末端，在第二衔接处，铰接到所述被支撑的车辆构件(111)；

所述轨道车辆单元的特征在于：

所述横梁(104.1；204.1)大体上为由多个墙元件(104.3至104.6；204.3至204.6)组成的箱形元件；

所述联动牵引元件(112.1)被放置于所述横梁(104.1；204.1)内并且连接到一个支架元件(113)；

所述支架元件(113)伸入所述横梁(104.1；204.1)内并且连接到所述被支撑的车辆构件(111)。

本发明是基于以下技术示范：如果联动牵引元件分别集成到或者被分别放置于单个横梁的内部，该横梁大体上为由多个墙元件组成的箱形元件，则可以在整个构设减轻重量和节省空间的同时提高运行机构的动力学表现，特别是在高速运行的情况下。已经被证实，单个的箱形横梁可以适当地设计成在其内部承受通过联动牵引装置引入的相当大的负载。因此，因为两个横梁可以被免去，一种非常紧凑而且重量轻的设计方案可以实现一定程度上放宽现代运行机构中严格的建造空间要求，特别是对于高速运行的运行机构。此外，这种构设依然可以在如上所述的一个非常低重量的水平上实现大体上无相互作用的联动牵引装置带来的有利影响。

因此，根据一个方面，本发明涉及一种如下轨道车辆单元，这种轨道车辆单元包括一个运行机构的运行机构框架、一个被支撑的车辆构件和一个联动牵引元件，所述运行机构框架定义一个纵向方向、一个横向方向和一个高度方向。所述运行机构框架大体上为H形并且包括两个纵梁和一个横梁，该横梁沿横向方向在两个纵梁之间提供一种结构性的连接。所述被支撑的车辆构件通过一个弹簧单元支承于所述运行机构框上。此外，所述被支撑的车辆构件和所述运行机构框架通过所述联动牵引元件沿所述纵向方向连接在一起，所述联动牵引元件的一个第一末端，在第一衔接处，铰接到所述运行机构框架，并且所述联动牵引元件的一个第二末端，在第二衔接处，铰接到所述被支撑的车辆构件。所述横梁大体上为由多个墙元件组成的箱形元件，所述联动牵引元件被放置于所述横梁内并且连接到一个支架元件。所述支架元件伸入所述横梁内并且连接到所述被支撑的车辆构件。

应知，所述两个纵梁之间的结构性的连接，除了所述横梁以外，可以由其它结构性的构件来提供。优选的是，然而，至少在中部区域(沿纵向方向)，所述单个的横梁构成所述两个纵梁之间的结构性的连接，从而实现了所述非常紧凑而且重量轻的构设。因此，优选的是，所述横梁由一个前墙元件、一个后墙元件、一个上墙元件和一个下墙元件组成，在所述横梁的区域内，所述纵梁之间的结构性的连接完全通过所述前墙元件、所述后墙元件、所述上墙元件和所述下墙元件提供。

这些墙元件可以构设成任何合适的形式。例如，这些墙元件中至少单独一个可以是包括两层或者两层以上的层状结构的元件。当所述前墙元件和/或者所述后墙元件由金属薄板元件组成，有利于实现一种节省空间而且易于制造的构设。特别是所述金属薄板元件为一种单层元件，可以大幅度地简化制造过程。

通常情况下，这种将联动牵引装置放置于其中的单个横梁的结构稳定性可以通过任何合适的手段来实现。优选的是，所述横梁，在所述联动牵引元件的区域内，有一个纵向的突出部分，该突出部分至少在所述横梁的前墙元件和后墙元件中的一个的区域内。这种突出部分(特别是，如果这个墙元件支撑或者组成与所述联动牵引元件的接面)不仅改进了所述横梁内负载的引入和支撑，还在保持所述横梁内其它部分的紧凑性的同时为放置所述联动牵引元件提供了更大的空间。

应知，在本发明的某种实施形式中，实现了一种在空间紧凑的同时结构稳定性方面非常好的设计方案，所述突起部分，沿纵向方向，提供一个所述前墙元件和所述后墙元件之间的最大的纵向距离，该最大的纵向距离为所述前墙元件和所述后墙元件之间的最小的纵向距离的105％至130％、较佳为最小的纵向距离的110％至120％、更佳为最小的纵向距离的110％至115％。

所述横梁可以是一种简单的大致上空心的构件。优选的是，所述横梁，在所述联动牵引元件的区域内，有至少一个侧向墙元件，该侧向墙元件用于为所述联动牵引元件固定一个托架，该侧向墙元件与所述纵梁中相邻的一个间隔排列。这种侧向墙元件可以作为一个内部的加固元件，该内部的加固元件可以在改善结构稳定性的同时使所述横梁的空间变得紧凑。

相应的侧向墙元件可以仅仅刚性地连接到所述横梁的墙面中相邻的一个墙面。然而，优选的是，所述侧向墙元件连接到至少相邻的两个墙面，从而获得，例如，所需要的加固性能。因此，本发明的某种实施形式中，所述横梁由由一个墙元件集组成，该墙元件集包含一个前墙元件、一个后墙元件、一个上墙元件和一个下墙元件，所述侧向墙元件构成了所述横梁的一个内部的加固元件，刚性地连接到所述墙元件组的至少两个、较佳为至少三个、更佳为全部墙面。

所述侧向墙元件可以选择任何合适的形式，例如，作为所述横梁内所需要或者必要的力通量的功能。当所述侧向墙元件沿所述高度方向的视图大体上为V形，可以实现特别好的加固性能。这种构设有如下优点：例如，大大地改善所述横梁的扭转刚度。此外，所述V形侧向墙元件(104.8)的底端部分作为一个横向阻尼元件的结构稳定性高的接面，该横向阻尼元件连接到所述联动牵引元件并且阻碍所述联动牵引元件的横向运动。

在本发明的某种实施形式中，所述横梁，在所述联动牵引元件的区域内，至少有一个侧向中断元件，该侧面中断元件被适设成限制所述联动牵引元件在所述横向方向的侧向运动。当所述侧向中断元件至少是部分位于所述横梁之外，可以通过很非常简单的安排方式实现制造过程的简化。

优选的是，所述侧向中断元件位于所述横梁的上墙元件的区域内。在此，优选的是，所述侧向中断元件沿横向方向紧靠到上墙元件的末端部分，从而有利地把横向的力引入上墙元件，该横向的力主要由陡峭的负载产生并且很大程度地抵消上墙元件上的负载。

此外，作为补充或者替代方案，所述侧向中断元件可以沿所述高度方向从所述横梁突起，在这种情况下，至少一个侧向支撑元件与所述侧向中断元件相关联，所述侧向支撑元件沿所述横向方向延伸。通过这种方式，可以适度地把弯曲负载引入并且供给到所述横梁的上墙面。当所述侧向支撑元件伸入位于所述横梁内的内部加固元件的区域内，可改进这种效果。

所述联动牵引元件的衔接处，沿所述高度方向，可以位于任何所需要的高度水平。优选的是，为了减小车轮-轨道连接处的俯仰力矩，将所述联动牵引元件的衔接处放置得尽可能的低，该俯仰力矩可在前轮单元(加速时)或者后轮单元(制动时)导致意外的轮重减载，从而增加出轨的风险。

此外，优选的是，所述衔接处位于所述车轮单元轴的高度水平附近，用于减小俯仰力矩(相对于所述车轮轴)，从而减小所述运行机构造成所述运行机构框架俯仰振荡(换而言之就是俯仰轴沿横向方向运行的振荡)的倾向，因为这种俯仰振荡不利于运行稳定性、乘客的乘坐舒适性以及会带来一定的脱轨风险，特别是在高速运行的情况下。

因此，优选的是，在本发明的一种备选实施形式中，一种运行机构框架拥有一个标称负载，并且支承于一个车轮单元上，该车轮单元被适设成一个拥有轨道水平的轨道上运行，所述车轮单元定义一个车轮单元轴，在所述高度方向，该车轮单元轴拥有一个位于所述轨道水平上方的第一高度水平。在此，所述联动牵引元件的所述第一衔接处，沿所述高度方向，位于所述轨道水平上方的第二高度水平，其中所述第二高度水平，至少在所述标称负载的情况下，与所述第一高度水平的偏差少于所述第一高度水平的30％、较佳少于所述第一高度水平的20％、最佳少于所述第一高度水平的0％至10％。

作为补充或者替代方案，所述联动牵引元件的所述第二衔接处，沿所述高度方向，位于所述轨道水平尺上方的第三高度水平，所述第三高度水平，至少在所述标称负载的情况下，与所述第一高度水平的偏差少于所述第一高度水平的30％、较佳少于所述第一高度水平的20％、最佳少于所述第一高度水平的0％至10％。

通过这些解决方案中的任何一个，特别是这些解决方案的组合，可以在加速或者制动的情况下，在减小出轨风险和减小造成俯仰振荡的倾向之间实现一种特别好的折衷方案，并且还可以达到轨道运行要求(相关的，包括运行机构的空气动力学性能方面)。

在本发明的某种优选的实施形式中，所述第二高度水平和所述第三高度水平，至少在所述标称负载的情况下，大体上是相同的，这样可以最大程度地实现上述优点。本发明的某种实施形式中，重点在于减小俯仰力矩，所述第一高度水平大体上与所述第二高度水平和所述第三高度水平是相同的。

应知，所述支架元件可以设计成任何合适的形式，用于适当地连接到所述被支撑的车辆构件。优选的是，所述支架元件为一个被拉长的臂状元件，沿所述高度方向延伸。所述联动牵引元件的接面也可以设计成任何所需要的适当的形式。优选的是，所述支架元件在所述第二衔接处拥有一个叉形接口末端，用于放置所述联动牵引元件的所述第二末端。这种解决方案特别有利于适当的负载传输。

在本发明的某种实施形式中，所述支架元件连接到一个阻尼元件，所述阻尼元件进一步地连接到所述运行机构框架并且阻碍所述运行机构框架和所述被支撑的车辆构件之间的横向运动。从而满足减轻二系悬挂系统这一任务。所述阻尼元件可以位于任何有效并且合适的位置。优选的是，如上文所述，所述阻尼元件可以被放置于所述横梁内，从而实现一种非常紧凑的设计。

所述被支撑的车辆构件可以是车厢主体本身。然而，在本发明的某种有利的备选实施形式中，所述被支撑的车辆构件为所述运行机构的承架，该承架被适设成连接到被支撑的车厢主体。这种解决方案有如下优点：可以对所述运行机构包括整个悬挂系统和车厢主体的多个接面进行预测试。

在本发明的另外一种实施形式中，可以实现一种有利的、重量轻的设计方案：所述横梁的所述墙元件中至少一个墙元件为减重墙元件，在所述减重墙元件机械压力较小的位置具有至少一个以其它方式不能起到减重效果的凹槽。所述机械压力较小的位置位于一个参考墙元件内并且由所述轨道车辆单元标称运作情况下所能预料到的所有负载的集合产生的参考压力小于最大参考压力的5％(该参考压力产生在所述参考元件)、更佳为产生的参考压力小于最大参考压力的10％、最佳为产生的参考压力小于最大参考压力的15％至20％。所述参考墙元件除了拥有连续的、无凹槽的设计，与具有所述减重凹槽的所述横梁的相应的墙元件大体上是相同的并且可以替换这种具有凹槽的墙元件。此外，所述最大参考压力为所述负载集合中各个负载在所述参考墙面单元产生的最大机械压力。

应知，所述参考压力和所述最大参考压力的考虑对象为同一个负载集合，换而言之就是在所述横梁的负载相同的情况下，这种不同的最大参考压力可能要取决于负载情况。因此，某些位置可能在一种第一负载集合(在车辆正常运行情况下所预期的，因此，需要考虑到)的情况下，可以满足鉴定机械压力较小的位置的要求，而这些条件可能在另一种不同的负载集合(在车辆正常运行情况下所预期的，因此，需要考虑到)的情况下无法得到满足。在这种情况下，某种特定的位置并不符合本发明意义上的机械压力较小的位置，从而没有凹槽被放置在这个位置。进一步应知，在本发明的某种实施形式中，只有在车辆正常运行期间预期出现最大压力的地方才必须考虑那些负载集合。

应知，这种减重凹槽与其它构件或者墙元件内的传统凹槽的区别在于它的目的只在于实现减轻重量。因此，出于这个原因，这种减重凹槽区别于其它最终用于接入车辆的其它构件或者直接用于放置车辆的其它构件的凹槽。

进一步应知，这种减重理念可以适用于运行机构的各个构件或者墙元件。优选的是，至少一个减重墙元件位于所述横梁的所述上墙元件和/或者下墙元件。作为补充或者替代方案，至少一个所述减重墙元件为所述横梁的内部加固元件，例如，上述用于为所述联动牵引元件固定一个托架的墙元件。此外，作为补充或者替代方案，至少一个所述减重墙元件为所述横梁的侧向中断元件的支撑元件，例如，上述的墙元件。

应知，本发明可用于以任何标称运作速度运作的任何适当轨道车辆。然而，本发明的有利效果在高速运作情况下特别明显。因此，优选的是，运行机构适用的标称运作速度在250km/h以上、较佳在3000km/h以上、更佳在350km/h以上。

本发明进一步涉及一种含有如上文所概述的轨道车辆单元的轨道车辆。

参照随附的权利要求书和下文对优选实施形式的说明(参见附图)，可以更清晰地了解本发明的更多实施形式。

附图说明

图1是用在根据本发明优选实施形式的轨道车辆内的包括根据本发明优选实施形式的运行机构框架的根据本发明优选实施形式的运行机构的示意性俯视透视图；

图2是图1所示运行机构框架的示意性俯视透视图；

图3是图1所示运行机构框架的示意性局部截面俯视透视图；

图4是图1所示运行机构框架的细节截面图(沿图1中的线IV-IV)；

图5是用在图1的轨道车辆的根据本发明进一步优选实施形式的运行机构框架的示意性局部截面俯视透视图(与图3对应的视图)。

具体实施形式

第一实施形式

现参照图1至图4，其中更详细地描述了根据本发明优选实施形式的轨道车辆101，该轨道车辆101包括根据本发明第一优选实施形式的运行机构102.为简化以下说明，图式中引入xyz的坐标系，其中(在平直水平轨道上)，x轴表示运行机构102的纵向方向，y轴表示运行机构102的横向方向，z轴表示运行机构102的高度方向。

车辆101为标称运作速度在250km/h以上、更精确为标称运作速度在300km/h以上的高速轨道车辆。车辆101包括车厢主体(未图示)，其通过悬挂系统支承于运行机构102上。运行机构102包括两个车轮单元，其采取轮组103的形式，并通过一系弹簧单元105支撑根据本发明优选实施形式的运行机构框架单元104。运行机构框架104通过二系弹簧单元106支撑车厢主体。

各轮组103由驱动单元107驱动。驱动单元107包括电动机单元108(悬挂到运行机构框架单元104)和传动装置109(位于轮组103的主轴上)，二者通过发动机主轴110连接。两个驱动单元107采用大体上相同的设计，且相对运行机构框架104的中心呈大致对称的设置。

从图2和图3可以最好地看出，运行机构框架104大体上为H形设计，且其中间一段采取横梁104.1(位于轮组103之间)的形式。运行机构102与车厢主体(未图示)的接面通过承架111形成，承架111刚性连接到车厢主体，并通过二系弹簧单元106支承于运行机构框架104上。

从图4可以更好地看出，通过包含联动牵引元件112.1的联动牵引装置112提供车厢主体和运行机构框架104之间沿纵向方向(即x方向)的力的传输。联动牵引元件112.1的第一末端在第一衔接处112.2铰接到横梁104.1，同时联动牵引元件112.1的第二末端在第二衔接处112.3铰接到承架111上的支架元件113，该支架元件113为拉长的臂状元件。

从图3和图4可以更好地看出，横梁104大体上为由多个墙元件组成的箱形元件，包括(沿x方向的正方向看)前墙元件104.3和后墙元件104.4以及(沿z方向看)上墙元件104.5和下墙元件104.6。在此有必要指出,图3展示了运行机构框架104的局部截面图，其中上墙元件104.5的一部分以及右纵梁104.2的上墙面的一部分已经被移除，从而对横梁104.1和纵梁104.2的内部结构提供更好的概览。

联动牵引元件112.1被放置于位于横梁104.1中部的托架104.7。该托架104.7由墙元件104.3至104.6以及位于运行机构框架104中心两侧的两个侧向墙元件104.8固定。每个侧向墙元件104.8分别与相邻的纵梁间隔排列并且沿所述高度方向的视图大体上为V形，侧向墙元件104.8的底端部分背向联动牵引元件112.1并且朝着相关联的纵梁(104.2)。

这些侧向墙元件104.8构成了横梁104.1的内部加固墙元件。为此，侧向墙元件刚性地连接到相邻的横梁104.1的墙元件104.3至104.6。这种构设具有如下优点：例如，大大地改善横梁相对于横轴(y方向)的扭转刚度。此外，紧凑的构设可以实现联动牵引装置112内的集中的加固效果。

侧向墙元件104.8的底端部分104.9进一步作为横向阻尼元件的结构稳定性高的接面(仅仅在图3种由作用线114示意性地表示)，该横向阻尼元件或者连接到联动牵引元件112.1，或者优选的是连接到支架113上相应的接面。阻尼元件阻碍运行机构框架104和承架111之间的横向运动(y方向)。应知，在本发明的其它实施形式中，可以为运行机构每一侧都提供这种阻尼元件。

联动牵引元件112.1和支架113(在第二衔接处112.3)之间的连接通过叉形末端部分113.1提供，该叉形末端部分113.1经上墙元件的一个开口104.10向下延伸，进入到托架104.7，这样，该叉形末端部分113.1的每个自由端都刚性地连接到(例如通过螺丝或者类似的紧固件)联动牵引元件112.1上的轴元件112.4的自由端。轴元件112.4被放置于联动牵引元件112.1的弹性轴承内，该弹性轴承允许联动牵引元件112.1和轴元件112.4之间的相对运动。

在其它类似的连接形式中，联动牵引元件112.1的第一末端(换而言之就是第一衔接处112.2)刚性地安装到横梁104.1的前墙元件上，在该第一衔接处112.2内另外一个轴元件112.5(弹性地卡接在联动牵引元件112.1内)的每个自由端刚性地连接到(例如通过螺丝或者类似的紧固件)相邻的接面元件104.11上。

从图2和图3可以看出，侧向中断装置115包括两个侧向中止元件115.1，用于限制承架相对于运行机构框架104(和，所以，亦联动牵引装置的侧向运动)沿横向方向的侧向运动。侧向中断元件115.1被设置在上墙元件104.5内的开口104.10的两侧并且部分位于横梁104.1的外面。

每个侧向中断元件115.1进一步进入到托架104.7并且沿横向方向紧靠到上墙元件104.5的末端部分，从而有利地把横向的力引入上墙元件104.5，该横向的力主要由陡峭的负载产生并且很大程度地抵消上墙元件104.5上的负载。

此外，各个侧向中断元件115.1的一部分沿高度方向从横梁104.1突起，从而提供两个侧向支撑元件115.2。上述侧向支撑元件115.2沿横向方向延伸。通过这种方式，可以适度把弯曲负载引入并且供給到横梁104.1的上墙元件104.5。当各个侧向中断元件115.1伸入相应的位于横梁内的内部加固元件的区域内，可以进一步改进这种效果(从图3可最好地看出)。

从图2和图3可以看出，每个驱动单元107的驱动支撑单元116分别安装到(沿横向方向)前墙元件104.3和后墙元件104.4的中心部分，每个驱动支撑单元116包括一个低支撑结构116.1和多个并向安装的驱动支撑臂116.2。每个驱动支撑臂116.2构成一个钩状的接口元件，用于支撑驱动单元107。

应知，上墙元件104.5的中心部分(沿横向方向)和下墙元件104.6的中心部分(沿纵向方向)分别延伸到前墙元件104.3和后墙元件104.4之外，这种形式构成了各个驱动支撑元件116的一部分(由此为横梁104.1和驱动支撑单元116之间提供牢固的连接)。然而，在本发明的其它实施形式中，如有可能，可以在顶部和底部提供独立的封闭元件。

运行机构104为一种重量轻而且结构稳定性高的构件，通过几种独立的合适的方法可以在保持结构稳定性的同时减轻重量(而且这些方法以最佳的方式结合起来，可以达到效果最大化)。通过这些手段实现运行机构104的减重不仅有利于车辆101的整体能量消耗量，还有利于提高车辆101在高速运行情况下的运行稳定性，其中，低的惯性力矩，特别是相对于运行机构102的垂直轴是有利的。

其中一种方法如下：通过仅仅由4个墙元件104.3至104.6在运行机构框架104.2的中央区域(沿纵向方向)提供两个纵梁104.2之间的结构性的连接的方法，将横梁的结构减小到最低限度。因此，通过一种简单的方法就可以实现非常紧凑并且重量轻的构设，即避免使用传统的两个通常情况下为箱形的横梁的结构。

在当前的示例中，可以通过如下方法实现一种重量和复杂程度得到进一步减小的设计：使用简单的金属薄板元件作为四个墙元件104.3至104.6。然而应知，在本发明的其它实施形式中，类似于三明治的具有层状结构的元件被用作墙元件104.3至104.6。

联动牵引元件112.1被放置于这种单个横梁104.1的内部，一方面，这种单个横梁104.1的结构稳定性可以通过内部加固墙元件(104.8)实现(如上文所述)。

此外，可以通过横梁104.1的前墙元件104.3内的纵向突出部分104.12和横梁104.1的后墙元件104.4内的纵向突出部分104.13提高横梁104.1的结构稳定性。两个突出部分104.12、104.13大体上位于中央位置(沿横向方向)并且构成于托架104.7的区域内。

这些突出部分104.12、104.13(特别是突出部分104.12构成联动牵引元件112.1的接口)改善了横梁104.1内部力的引入和供给。此外，除了提高抗弯强度和抗扭强度(通过提高横梁104.1的各个截面二次轴距)之外，突出部分104.12、104.13还在保持横梁104.1内其它部分的紧凑性的同时为放置联动牵引元件112.1提供了更大的空间。

从图3可以看出，突出部分104.12、104.13，沿纵向方向，提供一个前墙元件104.3和后墙元件104.4之间的最大的纵向距离LD_max，该最大的纵向距离LD_max为前墙元件104.3和后墙元件104.4之间的最小的纵向距离LD_min的110％。在当前的示例中，这个最小纵向距离LD_min为沿横向方向突出部分104.12、104.13以外的前墙元件104.3和后墙元件104.4之间的纵向距离，特别是当前情况下，该最小纵向距离LD_min为前墙元件104.3和后墙元件104.5和纵梁104.2之间的连接部位沿纵向方向的长度。

突出部分104.12、104.13，沿横向方向，延伸的横向距离TDS为纵梁之间的内横向距离TDL的45％。因此，通过这种方式，在获得上述优势的同时，只需要适度地增长横梁的尺寸。

应知，在本发明的其他实施形式中，横向距离TDS为纵梁之间距离TDL的25％到60％，较佳为纵梁之间距离TDL的35％到55％，最佳为纵梁之间距离TDL的40％到50％。

在当前示例的另外一种(仅仅适用于个别情况)方法中，使用位于运行机构框架104内若干位置的多个减重墙元件来减小运行机构框架104的重量，该方法将在下文中进行解释。

这种减重方法基于如下观点：把横梁的结构(相对于这种类型的常规运行机构框架)修改到如下程度，即每个减重墙元件在机械压力较小的位置具有至少一个以其它方式不能起到减重效果的减重凹槽。

可以看出，特别是，从图2至图4的运行机构框架104具有这种减重凹槽104.14，位于横梁104.1的上墙元件104.5、下墙元件104.6和内部加固元件104.8以及纵梁104.2上的内部加固元件104.15内。此外，在支撑元件115.2中也提供了这种减重凹槽115.3。最后，在低支撑结构116.1内和驱动支撑单元116的驱动支撑臂116.2内也提供了这种减重凹槽116.3。

进一步应知，这种减重凹槽104.14、115.3、116.3通常与其它构件或者墙元件内的传统凹槽的区别在于它的目的只在于实现减轻重量。因此，出于这个原因，这种减重凹槽104.14、115.3、116.3区别于其它最终用于(通常为强制的)接入车辆的其它构件或者直接用于放置车辆的其它构件的凹槽(例如，在此示例中的开口104.10)。

如上文所描述的，具有减重凹槽的机械压力较小的位置位于一个参考墙元件内并且由轨道车辆101标称运作情况下所能预料到的所有负载的集合产生的参考压力RS_i小于最大参考压力RS_max(发生在参考元件)的20％。该参考墙元件，除了拥有连续的、无凹槽的设计，与相应的具有减重凹槽104.14，115.3，116.3的运行机构框架104的墙元件大体上是相同的并且可以替换凹进去的墙元件。此外，最大参考压力RS_max为负载集合LC_i中各个负载在参考墙面单元产生的最大机械压力。

应知，参考压力RS_i和最大参考压力RS_max的考虑对象为同一个负载集合LC_i，换而言之就是在运行机构框架104的负载相同的情况下，这种不同的最大参考压力RS_max可能要取决于负载情况。因此，某些位置可能在一种第一负载集合LC₁(在车辆正常运行情况下所预期的，因此，需要考虑到)的情况下，可以满足鉴定机械压力较小的位置的要求，而这些条件可能在另一种不同的负载集合LC₂(在车辆正常运行情况下所预期的，因此，需要考虑到)的情况下无法得到满足。在这种情况下，某种特定的位置并不符合本发明意义上的机械压力较小的位置，从而没有凹槽被放置在这个位置。进一步应知，在本发明的某种实施形式中，只有在车辆101正常运行期间预期出现最大压力的地方才必须考虑那些负载集合LC_i。

本实施形式的轨道车辆101的其它优点在于联动牵引装置112的布置方式以及其衔接点，该衔接点在车辆加速或者制动的情况下提供有利的纵向力的传输，这些优点将在下文中进行解释。

标称负载情况下的轨道列车101，联动牵引元件112.1的衔接处112.2和112.3(更准确地为中心轴)，沿高度方向，位于轨道水平(图1中虚线117所示)上的第二和第三高度水平，该第二和第三水平高度大体上与车轮单元103的车轮单元轴的第一高度水平是相同的。

衔接处112.2和112.3的布置方法可以减小俯仰力矩(相对于所述车轮轴)，从而减小运行机构造成运行机构框架俯仰振荡(换而言之就是俯仰轴沿横向方向运行的振荡)的倾向，因为这种俯仰振荡不利于运行稳定性、乘客的乘坐舒适性以及会带来一定的脱轨风险，特别是在高速运行的情况下。

此外，这种解决方案有如下优点：将联动牵引元件的衔接处112.2和112.3放置得尽可能的低，从而减小车轮-轨道连接处的俯仰力矩，该俯仰力矩可能在前轮单元103(加速时)或者后轮单元103(制动时)导致意外的轮重减载，从而增加出轨的风险。

在当前的布置方式中，在减小出轨风险和在加速或者制动情况下减小造成俯仰振荡的倾向之间可以实现一种特别好的折衷方案，并且还可以达到轨道运行要求(相关的，包括运行机构的空气动力学性能方面)。

应知，在当前示例中，运行机构框架104的构件之间的连接使用焊接工艺实现。然而，本发明的其它实施形式中，这种技术或者其它技术或者被单独使用，或者以任意组合的方式被使用。此外，对于运行机构框架，金属薄板元件以及铸造或者锻造的元件可能被单独使用，也可能以任意组合的方式被使用。

第二实施形式

参照图5，根据本发明的另外一种优选实施形式的运行机构202包括一个优选实施形式的运行机构框架204，描述如下：运行机构202也是应用于车辆101.应知，运行机构202和，特别是，运行机构框架204在基本的设计和功能上很大程度与运行机构102和运行机构框架104相符，所以在这只讨论它们的不同之处。特别是，就像构件被赋予相同的参考数字再加上数值100。如果没有明确的偏差说明，不需要明确地对这些构件的功能和特性方面做如上解释。

运行机构202和运行机构102之间唯一的不同之处在于运行机构202为无驱动运行机构，即无驱动单元支承于其中。因此，取代两个驱动支撑单元116，运行机构202包括两个制动支撑单元216，两个制动支撑单元216分别被适设成支撑制动单元(细节未图示)。

从图5可以看出，每个制动单元的制动支撑单元216分别安装到(沿横向方向)前墙元件204.3和后墙元件204.4的中心部分。每个制动支撑单元216包括一个低支撑结构216.1和多个并向安装的制动支撑臂216.2。每个制动支撑臂216.2构成一个钩状的接口元件，用于支撑制动单元。

应知，同样的，应知，上墙元件204.5的中心部分(沿横向方向)和下墙元件204.6的中心部分(沿纵向方向)分别延伸到前墙元件204.3和后墙元件204.4之外，这种形式构成了各个制动支撑元件216的一部分(由此为横梁104.1和驱动支撑单元216之间提供牢固的连接)。然而，在本发明的其它实施形式中，如有可能，可以在顶部和底部提供独立的封闭元件。

从图5可以看出，各个支撑臂216.2的腹板元件216.5在机械压力较小的位置设有减重凹槽216.3，从而满足上文的第一实施形式中描述的要求。此外，接面元件216.4在机械压力较小的位置也设有减重凹槽216.3，从而满足上文的第一实施形式中描述的要求。因此，在这些方面，需要明确地做出上述解释。

尽管本发明前文只描述了高速轨道车辆的情景，应知，只要是使用简单方案解决诸如一般振动问题(如运行稳定性问题和声音问题)的类似问题，本发明也适用于任何其他类型的轨道车辆。

Claims

1.一种轨道车辆单元，包括：

-一个运行机构的运行机构框架(104；204)，

-一个被支撑的车辆构件(111)，和

-一个联动牵引元件(112.1)；

所述轨道车辆单元的特征在于：

2.根据权利要求1所述的轨道车辆单元，其特征在于，

-所述横梁(104.1；204.1)由一个前墙元件(104.3；204.3)、一个后墙元件(104.4；204.4)、一个上墙元件(104.5；204.5)和一个下墙元件(104.6；204.6)组成；

-在所述横梁(104.1；204.1)区域内，所述纵梁(104.2)之间的所述结构性的连接仅仅通过所述前墙元件(104.3；204.3)，后墙元件(104.4；204.4)，上墙元件(104.5；204.5)和下墙元件(104.6；204.6)提供。

3.根据权利要求2所述的轨道车辆单元，其中

-所述前墙元件(104.3；204.3)和/或者所述后墙元件(104.4；204.4)仅仅由金属薄板元件组成。

4.根据权利要求3所述的轨道车辆单元，其特征在于，

-所述金属薄板元件是一种单层元件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的轨道车辆单元，其中

-所述横梁(104.1；204.1)，在所述的联动牵引元件(112.1)的区域内，有一个纵向的突出部分(104.12，104.13)，该突出部分至少在前墙元件和后墙元件中的一个的区域内；

-所述突出部分(104.12，104.13)，提供一个所述前墙元件和所述后墙元件之间的最大的纵向距离，该最大的纵向距离为所述前墙元件和所述后墙元件之间的最小的纵向距离的105％至130％。

6.根据权利要求5所述的轨道车辆单元，其特征在于，所述最大的纵向距离为所述前墙元件和所述后墙元件之间的最小的纵向距离的110％至120％。

7.根据权利要求6所述的轨道车辆单元，其特征在于，所述最大的纵向距离为所述前墙元件和所述后墙元件之间的最小的纵向距离的110％至115％。

8.根据权利要求5所述的轨道车辆单元，其特征在于，

所述突出部分(104.12，104.13)沿所述纵向方向提供一个所述前墙元件和所述后墙元件之间的最大的纵向距离。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的轨道车辆单元，其特征在于，

-所述横梁(104.1；204.1)，在所述联动牵引元件(112.1)的区域内，至少有一个侧向墙元件(104.8)，该侧向墙元件(104.8)用于为所述联动牵引元件(112.1)固定一个托架(104.7)；

-所述侧向墙元件(104.8)与所述纵梁(104.2)中相邻的一个间隔排列。

10.根据权利要求9所述的轨道车辆单元，其特征在于，

-所述横梁(104.1；204.1)由一个墙元件组组成，该墙元件组包含一个前墙元件(104.3；204.3)、一个后墙元件(104.4；204.4)、一个上墙元件(104.5；204.5)和一个下墙元件(104.6；204.6)中的至少两个墙元件，所述侧向墙元件(104.8)构成了所述横梁(104.1；204.1)的一个内部的加固元件，刚性地连接到所述墙元件组的至少两个墙元件。

11.根据权利要求10所述的轨道车辆单元，其特征在于，

所述横梁(104.1；204.1)由一个墙元件组组成，该墙元件组包含一个前墙元件(104.3；204.3)、一个后墙元件(104.4；204.4)、一个上墙元件(104.5；204.5)和一个下墙元件(104.6；204.6)中的至少三个墙元件，所述侧向墙元件(104.8)构成了所述横梁(104.1；204.1)的一个内部的加固元件，刚性地连接到所述墙元件组的至少三个墙元件。

12.根据权利要求11所述的轨道车辆单元，其特征在于，

所述横梁(104.1；204.1)由一个墙元件组组成，该墙元件组包含一个前墙元件(104.3；204.3)、一个后墙元件(104.4；204.4)、一个上墙元件(104.5；204.5)和一个下墙元件(104.6；204.6)中的全部墙元件，所述侧向墙元件(104.8)构成了所述横梁(104.1；204.1)的一个内部的加固元件，刚性地连接到所述墙元件组的全部墙元件。

13.根据权利要求9所述的轨道车辆单元，其特征在于，

-所述侧向墙元件(104.8)，沿所述高度方向的视图大体上为V形。

14.根据权利要求13所述的轨道车辆单元，其特征在于，

-所述V形侧向墙元件(104.8)的底端部分背向所述联动牵引元件(112.1)。

15.根据权利要求1至4中任一项所述的轨道车辆单元，其特征是

-所述横梁(104.1；204.1)，在所述联动牵引元件(112.1)的区域内，至少有一个侧向中断元件(115.1)，该侧向中断元件(115.1)被适设成限制所述联动牵引元件(112.1)在所述横向方向的侧向运动。

16.根据权利要求15所述的轨道车辆单元，其特征在于，

-所述侧向中断元件(115.1)至少是部分位于所述横梁(104.1；204.1)之外。

17.根据权利要求15所述的轨道车辆单元，其特征在于，所述侧向中断元件(115.1)位于所述横梁(104.1；204.1)的上墙元件的区域内。

18.根据权利要求15所述的轨道车辆单元，其特征在于，所述侧向中断元件(115.1)沿所述高度方向从所述横梁(104.1；204.1)突起，至少一个侧向支撑元件(115.2)与所述侧向中断元件(115.1)相关联，所述侧向支撑元件(115.2)沿所述横向方向延伸。

19.根据权利要求18所述的轨道车辆单元，其特征在于，

-所述侧向支撑元件(115.2)沿所述横向方向延伸到位于所述横梁(104.1；204.1)内的内部加固元件的区域。

20.根据权利要求1至4中任一项所述的轨道车辆单元，其特征在于，

-所述运行机构框架(104；204)有一个标称负载并且支承于一个车轮单元(103)上，该车轮单元(103)被适设成在一个拥有轨道水平的轨道上运行；

-所述车轮单元(103)定义一个车轮单元(103)轴，沿所述高度方向，该车轮单元(103)轴拥有一个位于所述轨道水平上方的第一高度水平，

其中

-所述联动牵引元件(112.1)的所述第一衔接处，沿所述高度方向，位于所述轨道水平上方的第二高度水平，所述第二高度水平，至少在所述标称负载的情况下，与所述第一高度水平的偏差少于所述第一高度水平的30％，

和/或者

-所述联动牵引元件(112.1)的所述第二衔接处，沿所述高度方向，位于所述轨道水平上方的第三高度水平，所述第三高度水平，至少在所述标称负载的情况下，与所述第一高度水平的偏差少于所述第一高度水平的30％。

21.根据权利要求20所述的轨道车辆单元，其特征在于，所述第二高度水平与所述第一高度水平的偏差少于所述第一高度水平的20％。

22.根据权利要求21所述的轨道车辆单元，其特征在于，所述第二高度水平与所述第一高度水平的偏差少于所述第一高度水平的0％至10％。

23.根据权利要求20所述的轨道车辆单元，其特征在于，所述第二高度水平和所述第三高度水平，至少在所述标称负载的情况下，大体上是相同的。

24.根据权利要求23所述的轨道车辆单元，其特征在于，

所述第一高度水平大体上与所述第二高度水平和所述第三高度水平是相同的。

25.根据权利要求1至4中任一项所述的轨道车辆单元，其特征是

-所述支架元件(113)为一个被拉长的臂状元件，沿所述高度方向延伸；

-所述支架元件(113)在所述第二衔接处拥有一个叉形接口末端，用于放置所述联动牵引元件(112.1)的所述第二末端。

26.根据权利要求1至4中任一项所述的轨道车辆单元，其特征在于，

-所述支架元件(113)连接到一个阻尼元件(114)；

-所述阻尼元件(114)进一步地连接到所述运行机构框架(104；204)并且阻碍所述运行机构框架(104；204)和所述被支撑的车辆构件(111)之间的横向运动。

27.根据权利要求26所述的轨道车辆单元，其特征在于，

-所述阻尼元件(114)被放置于所述横梁(104.1；204.1)内。

28.根据权利要求1至4中任一项所述的轨道车辆单元，其特征在于，

-所述被支撑的车辆构件(111)为所述运行机构的承架；

-所述承架被适设成连接到车厢主体。

29.根据权利要求1至4中任一项所述的轨道车辆单元，其特征在于，

-所述横梁(104.1；204.1)的所述墙元件中至少一个墙元件为减重墙元件，所述减重墙元件在机械压力较小的位置具有至少一个能起到减重效果的凹槽(104.14，115.3，116.3；216.3)；

-所述机械压力较小的位置位于一个参考墙元件内并且由所述轨道车辆单元标称运作情况下所能预料到的所有负载的集合产生的参考压力小于最大参考压力的5％；

-所述参考墙元件，除了拥有连续的、无凹槽的设计，与具有减重凹槽(104.14，115.3，116.3；216.3)的所述横梁(104.1；204.1)的所述墙元件是相同的并且替换具有所述减重凹槽(104.14，115.3，116.3；216.3)的所述横梁(104.1；204.1)的所述墙元件；

-所述最大参考压力为所述负载集合中各个负载在所述参考墙元件产生的最大机械压力。

30.根据权利要求29所述的轨道车辆单元，其特征在于，所述机械压力较小的位置位于一个参考墙元件内并且由所述轨道车辆单元标称运作情况下所能预料到的所有负载的集合产生的参考压力小于最大参考压力的20％。

31.根据权利要求30所述的轨道车辆单元，其特征在于，所述机械压力较小的位置位于一个参考墙元件内并且由所述轨道车辆单元标称运作情况下所能预料到的所有负载的集合产生的参考压力小于最大参考压力的15％。

32.根据权利要求31所述的轨道车辆单元，其特征在于，所述机械压力较小的位置位于一个参考墙元件内并且由所述轨道车辆单元标称运作情况下所能预料到的所有负载的集合产生的参考压力小于最大参考压力的10％。

33.根据权利要求32所述的轨道车辆单元，其特征在于，所述机械压力较小的位置位于一个参考墙元件内并且由所述轨道车辆单元标称运作情况下所能预料到的所有负载的集合产生的参考压力小于最大参考压力的5％。

34.根据权利要求29中所述的轨道车辆单元，其特征在于，

-至少一个所述减重墙元件位于所述横梁(104.1；204.1)的所述上墙元件(104.5；204.5)和/或者下墙元件(104.6；204.6)

和/或者

-至少一个所述减重墙元件为所述横梁(104.1；204.1)的内部加固元件(104.8)和/或者

-至少一个所述减重墙元件为所述横梁(104.1；204.1)的侧向中断元件(115.1)的支撑元件。

35.根据权利要求1至4中任一项所述的轨道车辆单元，其特征在于，所述轨道车辆单元被适设成标称运作速度为250km/h以上。

36.根据权利要求35所述的轨道车辆单元，其特征在于，所述轨道车辆单元被适设成标称运作速度为300km/h以上。

37.根据权利要求36所述的轨道车辆单元，其特征在于，所述轨道车辆单元被适设成标称运作速度为350km/h以上。

38.一种含有权利要求1至37中任一项所述的轨道车辆单元(102)的轨道车辆。