CN102673597A - 悬挂式铁路车辆转向架 - Google Patents

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Abstract

悬挂式铁路车辆转向架(1)，其包括：具有横梁(4)的构架(2)；平行于横梁(4)延伸的至少一轮轴(6)；将轮轴(6)固定于构架(2)的悬挂部件(16)。悬挂部件(16)包括三个悬挂元件(18，20，22)：下悬挂元件(18)，其将轮轴(6)的下部分连接至横梁(4)的下部分；上悬挂元件(20)，其将轮轴(6)的上部分连接至横梁(4)的上部分；及对角悬挂元件(22)，其延伸在下悬挂元件(18)和上悬挂元件(20)之间并将轮轴(6)的下部分连接至横梁(4)的上部分。

Description

悬挂式铁路车辆转向架
技术领域
本发明涉及铁路车辆转向架，该类型转向架包括：
-构架，其包括基本横向延伸的横梁，该横梁用于支撑转向架的功能设备，
-至少一轮轴，其平行于横梁地基本横向延伸和相对构架转动安装，在轮轴的横向端部分中的每一个上安装有一轮，
-悬挂部件，其固定轮轴至构架。
背景技术
称为“悬挂”式转向架的转向架是这样的转向架：在所述转向架中，轮轴与构架通过轮轴和构架之间的允许减缓变形如线路歪曲的悬挂部分相连接。构架通常包括机械焊接或模制的结构，该结构包括一横梁和两纵梁，每个纵梁纵向地延伸在轮轴的端部分上方，悬挂部件布置在这些端部分和相对地延伸的纵梁之间。
这种结构通常尺寸庞大，尤其竖向上尺寸庞大，并且由于占据很大空间的构架结构而其具有大质量。
为弥补这种过大的竖向尺寸的缺陷，文献WO-2008/1292206提出过一种特殊的构架结构，在该构架结构中，轮轴与构架通过由基本纵向延伸的连杆形成的悬挂部件相连接。但是，这些连杆具有实施复杂的结构，构架由于其允许接纳悬挂连杆的特殊结构而仍具有大质量。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种较小质量的悬挂式铁路车辆转向架。
为此，本发明涉及一种前述类型的铁路车辆转向架，其中所述悬挂部件包括三个悬挂元件：
-下悬挂元件，其将所述轮轴的下部分连接至所述横梁的下部分，
-上悬挂元件，其将所述轮轴的上部分连接至所述横梁的上部分，及
-对角悬挂元件，其延伸在所述下悬挂元件和所述上悬挂元件之间，并将所述轮轴的下部分连接至所述横梁的上部分。
这种转向架的构架结构特别简单，因为该构架结构由基本横向延伸的横梁形成。悬挂部件允许以足够刚度承接作用力，将这些作用力从轮轴向构架中心、即向横梁传送。通过将大量力(masses)朝构架中心、特别是在横梁处集中，因而这种转向架的质量较小，这允许无需通常的模制或机械焊接结构。
根据符合本发明的铁路车辆的转向架的其它特征：
-所述下悬挂元件由基本呈三角形的连杆形成，所述连杆在两个位点被铰接在所述横梁的下部分上和在一位点被铰接在所述轮轴的下部分上；
-所述下悬挂元件由基本呈直线形的连杆形成，所述连杆在一位点被铰接在所述横梁的下部分上和在一位点被铰接在所述轮轴的下部分上，所述悬挂部件另外包括侧连杆，所述侧连杆在所述轮轴的上部分与同所述横梁相连的一元件之间基本横向地延伸在所述轮轴的上方；
-所述上悬挂元件由基本呈直线形的连杆形成，所述上悬挂元件的所述连杆在一位点被铰接在所述横梁的上部分上和在一位点被铰接在所述轮轴的上部分上；
-所述上悬挂元件由作动筒形成，所述作动筒在一位点被铰接在所述横梁的上部分上和在一位点被铰接在所述轮轴的上部分上，所述作动筒包括本体和相对所述本体平移活动的杆，所述本体被铰接在所述横梁或所述轮轴中的一个的上部分上，所述杆被铰接在所述横梁或所述轮轴中的另一个的上部分上。
-所述对角悬挂元件由配有弹簧的柔性连杆形成，所述柔性连杆在一位点被铰接在所述轮轴的下部分上和在一位点被铰接在所述横梁的上部分上；
-所述对角悬挂元件由基本呈直线形的连杆形成，所述对角悬挂元件的所述基本呈直线形的连杆在一位点被铰接在所述轮轴的下部分上和在一位点被铰接在所述横梁的上部分上；
-所述轮轴包括至少一位于轮附近的轴箱，所述轮轴转动安装在所述轴箱中，所述三个悬挂元件被铰接在所述轴箱上；
-所述轴箱包括：延伸在所述轮轴上方的上夹箍，所述上悬挂元件被铰接在所述上夹箍上；与所述上夹箍相对地延伸在所述轮轴下方的下夹箍，所述下悬挂元件被铰接在所述下夹箍上；和在所述轮轴下方延伸在所述上夹箍和所述下夹箍之间的中间夹箍，所述对角悬挂元件被铰接在所述中间夹箍上；及
-所述转向架包括两个轮轴，所述两个轮轴延伸在所述构架的横梁的两侧，每个所述轮轴通过悬挂部件被固定于所述构架，所述悬挂部件包括在每个轮附近将所述轮轴连接至所述横梁的三个悬挂元件。
附图说明
本发明的其它的方面和优点将在阅读下述的以举例方式给出和参照附图进行的描述中体现出来，在附图中：
-图1是根据本发明的转向架的示意性透视图，其中，一轮被去除以使悬挂部件显露出来，
-图2是根据本发明一实施方式的将横梁与轮轴相连的悬挂部件的示意性侧视图，
-图3是根据本发明另一实施方式的将横梁与轮轴相连的悬挂部件的示意性侧视图，
-图4是根据本发明又另一实施方式的将横梁与轮轴相连的悬挂部件的示意性侧视图，
-图5是转向架的一示意性透视图，该转向架包括图2上所示实施方式的悬挂部件。
具体实施方式
在本说明书中，术语“纵向”是相对铁路车辆行进方向定义的，即铁路车辆在其上行进的轨道所延伸的方向。术语“横向”是相对在水平平面中基本垂直于纵向方向的方向定义的，即是这样的方向：轨道沿该方向彼此分开。术语“上”、“下”、“上方”、“下方”等是相对铁路车辆竖立方向定义的。
在图1中示出转向架1，转向架1包括：构架2，构架2主要由基本横向地延伸的横梁4形成；和两个轮轴6，这两个轮轴平行于横梁4基本横向地延伸和位于横梁4的两侧。
轮轴6围绕基本横向的轴A相对于构架转动活动，每个轮轴承载两个轮8，每个轮8安装在轮轴6的一横向端部分上并与轮轴6一体转动。
在图上示出一动轮转向架，即该转向架包括允许驱动一个或两个轮轴转动的动力部件10。但会注意到，本发明还适用于从轮转向架，从轮转向架即未设有动力部件的转向架。
横梁4承载转向架1的功能设备，如动力部件10以及铁路车辆的车身与转向架1之间的悬挂部件12。横梁4能以金属单体结构实现，其相对普通的转向架构架结构质量减小并且实施简单。
每个轮轴6转动活动地安装在位于轮8之间的两个轴箱14中，每个轴箱14邻近一个轮8。轴箱14位于在轮8之间延伸的空间中，转向架1具有在宽度方面特别小的尺寸，转向架1的宽度基本等于轨道间隔的距离，而铁路车辆行驶在所述轨道上。
每个轴箱14包括轮轴6通过的一中心孔、滚珠轴承，滚珠轴承例如允许轮轴6在中心孔内部转动。围绕所述中心孔，轴箱14具有多个允许铰接悬挂部件16的夹箍，如下文将要描述的。
事实上，每个轴箱14与横梁4通过悬挂部件16相连接，悬挂部件16称为“一级悬挂”，允许减缓变形如线路歪曲和允许从轴箱14承接力并将这些力传输给横梁4。悬挂部件16一方面被铰接在横梁4上和另一方面被铰接在轴箱14上，并且悬挂部件16在横梁4和每个轮轴6之间基本纵向地延伸。每个轴箱14与横梁4通过悬挂部件16相连接。
连接轴箱14到横梁4的悬挂部件16包括三个悬挂元件即：下悬挂元件18、上悬挂元件20和对角悬挂元件22。
下悬挂元件18连接轮轴6的下部分至横梁4的下部分，轮轴6的下部分由轴箱14的延伸在轮轴6下方的部分形成。
上悬挂元件20连接轮轴6的上部分至横梁4的上部分，轮轴6的上部分由轴箱14的延伸在轮轴6上方的部分形成。
对角悬挂元件22连接轮轴6的下部分至横梁4的上部分。
每个悬挂元件一方面铰接在轴箱14上和另一方面铰接在横梁4上。通过将悬挂元件安装在夹箍上来进行每个铰接，这些夹箍一方面设在轴箱14上和另一方面设在与轴箱14相对的横梁4上。一个夹箍由两个侧板26形成，这两个侧板按横向方向相互间隔开，每个侧板带有一用于接纳铰接轴30的座槽28，铰接轴30由悬挂元件18、20、22承载，如图1所示的。
因此，下悬挂元件18铰接在轴箱14的下夹箍32上，下夹箍32在轮轴6下延伸。下悬挂元件18围绕基本平行于轮轴6的轴A的轴B铰接，即轴B沿横向方向延伸，和其与轮轴6的轴A基本延伸在相同的竖直平面中。下悬挂元件18另外围绕基本横向的轴C铰接在一个或两个夹箍34上，夹箍34设于横梁4的下部分上和与下夹箍32相对，轴C与轴B基本延伸在相同的水平平面中，其中下悬挂元件18围绕轴B被铰接在下夹箍32上。
根据图1上所示的实施方式，下悬挂元件18由基本呈三角形的连杆36形成，连杆36在两个夹箍34形成的两个位点被铰接在横梁4的下部分上，和在由下夹箍32形成的一位点被铰接在轮轴6的下部分上。这种呈三角形的连杆36允许同时承接沿纵向方向施加的作用力和沿横向方向施加的作用力。
根据在图2、4和5上所示的另一实施方式，下悬挂元件18由基本呈直线形的连杆35形成，连杆35在由单一夹箍34形成的一位点被铰接在横梁4的下部分上和在由下夹箍32形成的一位点处被铰接在轮轴6的下部分上。该直线形的连杆允许承接沿纵向方向的作用力。在该实施方式中，悬挂部件另外包括侧连杆33，侧连杆33基本横向地延伸在轮轴6的上方并且一方面被铰接在轴箱14上和另一方面被铰接在与横梁4相连在一起的一元件如动力部件10的一部分上。侧连杆33因而允许承接横向作用力。
上悬挂元件20被铰接在轴箱14的上夹箍38上，上夹箍38延伸在轮轴6的上方和与下夹箍32相对。上悬挂元件20围绕基本横向的轴D铰接，轴D与轮轴6的轴A基本延伸在相同的竖直平面中。上悬挂元件20另外围绕基本横向的轴E被铰接在夹箍40上，夹箍40设在横梁4的上部分上和与上夹箍38相对，轴E与轴C基本延伸在相同的竖直平面中，下悬挂元件18围绕轴C被铰接在横梁4上。
根据在图1、2和4上所示的实施方式，上悬挂元件20由基本直线形的连杆42形成，连杆42在夹箍40形成的一位点被铰接在横梁4的上部分上和在夹箍38形成的一位点被铰接在轮轴6的上部分上。
根据在图3上示出的实施方式，上悬挂元件20由作动筒44形成，作动筒44在夹箍40形成的一位点被铰接在横梁4的上部分上和在由上夹箍38形成的一位点被铰接在轮轴6的上部分上。作动筒44包括本体46和杆48，杆48相对于本体44平移活动。本体44被铰接在轮轴6的上部分上而杆48被铰接在横梁4的上部分上。根据该实施方式，上悬挂元件22借助杆48相对本体46的移动，可使轮轴6相对于横梁4呈角度地(en courbe)取向。
对角悬挂元件22被铰接在轴箱14的中间夹箍49上。中间夹箍49在轮轴6处延伸在下夹箍32和上夹箍38之间。对角悬挂元件22围绕基本横向的轴F铰接，轴F延伸在一竖直平面中，该竖直平面介于经过轮轴6的轴A的竖直平面与经过轴C及E的竖直平面之间，其中下悬挂元件18和上悬挂元件20围绕轴C及E被铰接在横梁4上。根据图上所示的实施方式，中间夹箍49由形成下夹箍34的相同侧板26形成，这些侧板因此每个均具有两个用于接纳铰接轴的槽座28。对角悬挂元件22另外围绕基本横向的轴G被铰接在夹箍50上，夹箍50设于横梁4的上部分上和在夹箍40下，上悬挂元件20被铰接在夹箍40上，轴G与轴C及E基本延伸在相同竖直平面中，其中下悬挂元件18和上悬挂元件20围绕轴C及E铰接。根据图上所示的实施方式，夹箍50由形成夹箍40的相同侧板26形成，这些侧板因此每个均具有两个用于接纳铰接轴的座槽28。
根据图1、2和3所示的实施方式，对角悬挂元件22由配有弹簧54的柔性连杆52形成，柔性连杆在中间夹箍49形成的一位点被铰接在轮轴6的下部分上和在夹箍50形成的一位点被铰接在横梁4的上部分上。
根据图4上所示的实施方式，对角悬挂元件22由基本呈直线形的连杆56形成，连杆56在中间夹箍49形成的一位点被铰接在轮轴6的下部分上和在夹箍50形成的一位点被铰接在横梁4的上部分上。
下悬挂元件18和对角悬挂元件22形成允许减缓变形如线路歪曲的悬挂部件。悬挂的刚度借助形成所述对角悬挂元件的柔性连杆52的弹簧54的刚度进行调节。在对角悬挂元件由直线形的连杆56形成的实施方式中，悬挂的刚度通过下18及对角22悬挂元件与横梁4和轴箱14之间的铰接件的刚度进行调节。
至于上悬挂元件20，其形成使轴箱14止转的部件和阻止轴箱14被带动随轮轴6一起转动。
形成上述连杆的材料被选择成具有令人满意的机械特性，以便以有效方式承接纵向作用力和横向作用力。这些材料例如在钢、轻质合金、复合材料中加以选择。
由于构架2的结构的简单性，因而上述转向架具有的质量比传统转向架小。悬挂部件16允许以有效方式将作用力向构架2的中心传递，其中所述构架2的中心由横梁4形成。另外，形成所述悬挂部件的悬挂元件实施简单，不具有复杂的结构。

Claims (10)

1.铁路车辆的转向架(1)，其包括：
-构架(2)，其具有横梁(4)，所述横梁基本横向地延伸和用于支承所述转向架的功能设备，
-至少一轮轴(6)，其平行于所述横梁(4)基本横向地延伸并相对于所述构架(2)转动安装，在所述轮轴(6)的横向端部分的每一个上安装有一个轮(8)，
-悬挂部件(16)，其将所述轮轴(6)固定于所述构架(2)，
其特征在于，所述悬挂部件(16)包括三个悬挂元件(18，20，22)：
-下悬挂元件(18)，其将所述轮轴(6)的下部分连接至所述横梁(4)的下部分，
-上悬挂元件(20)，其将所述轮轴(6)的上部分连接至所述横梁(4)的上部分，及
-对角悬挂元件(22)，其延伸在所述下悬挂元件(18)和所述上悬挂元件(20)之间，并将所述轮轴(6)的下部分连接至所述横梁(4)的上部分。
2.按照权利要求1所述的铁路车辆的转向架，其特征在于，所述下悬挂元件(18)由基本呈三角形的连杆(36)形成，所述连杆在两个位点被铰接在所述横梁(4)的下部分上和在一位点被铰接在所述轮轴(6)的下部分上。
3.按照权利要求1所述的铁路车辆的转向架，其特征在于，所述下悬挂元件(18)由基本呈直线形的连杆(35)形成，所述连杆在一位点被铰接在所述横梁(4)的下部分上和在一位点被铰接在所述轮轴(6)的下部分上，所述悬挂部件(16)另外包括侧连杆(33)，所述侧连杆在所述轮轴(6)的上部分与同所述横梁(4)相连的一元件之间基本横向地延伸在所述轮轴(6)的上方。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的铁路车辆的转向架，其特征在于，所述上悬挂元件(20)由基本呈直线形的连杆(42)形成，所述上悬挂元件的所述基本呈直线形的连杆在一位点被铰接在所述横梁(4)的上部分上和在一位点被铰接在所述轮轴(6)的上部分上。
5.按照权利要求1至3中任一项所述的铁路车辆的转向架，其特征在于，所述上悬挂元件(20)由作动筒(44)形成，所述作动筒在一位点被铰接在所述横梁(4)的上部分上和在一位点被铰接在所述轮轴(6)的上部分上，所述作动筒(44)包括本体(46)和相对所述本体(46)平移活动的杆(48)，所述本体(46)被铰接在所述横梁(4)和所述轮轴(6)中的一个的上部分上，所述杆(48)被铰接在所述横梁(4)和所述轮轴(6)中的另一个的上部分上。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的铁路车辆的转向架，其特征在于，所述对角悬挂元件(22)由配有弹簧(54)的柔性连杆(52)形成，所述柔性连杆在一位点被铰接在所述轮轴(6)的下部分上和在一位点被铰接在所述横梁(4)的上部分上。
7.按照权利要求1至5中任一项所述的铁路车辆的转向架，其特征在于，所述对角悬挂元件(22)由基本呈直线形的连杆(56)形成，所述对角悬挂元件的所述基本呈直线形的连杆在一位点被铰接在所述轮轴(6)的下部分上和在一位点被铰接在所述横梁(4)的上部分上。
8.按照权利要求1至7中任一项所述的铁路车辆的转向架，其特征在于，所述轮轴(6)包括至少一位于轮(8)附近的轴箱(14)，所述轮轴(6)转动安装在所述轴箱中，所述三个悬挂元件(18，20，22)被铰接在所述轴箱(14)上。
9.按照权利要求8所述的铁路车辆的转向架，其特征在于，所述轴箱(14)包括：延伸在所述轮轴(6)上方的上夹箍(38)，所述上悬挂元件(20)被铰接在所述上夹箍(38)上；与所述上夹箍(38)相对延伸在所述轮轴(6)下方的下夹箍(24)，所述下悬挂元件(18)被铰接在所述下夹箍(24)上；和在所述轮轴(6)下方延伸在所述上夹箍(38)和所述下夹箍(24)之间的中间夹箍(49)，所述对角悬挂元件(22)被铰接在所述中间夹箍(49)上。
10.按照权利要求1至9中任一项所述的铁路车辆的转向架，其特征在于，所述转向架包括两个轮轴(6)，所述两个轮轴延伸在所述构架(2)的横梁(4)的两侧，每个所述轮轴(6)通过悬挂部件(16)被固定于所述构架(2)，所述悬挂部件包括在每个轮(8)附近将所述轮轴(6)连接至所述横梁(4)的三个悬挂元件(18，20，22)。
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