CN1052693C - 轨距可变的铁路车辆转向架 - Google Patents

Abstract

一种轨距可变的铁路车辆转向架，包括一中心框架(1)、四个摆动臂借助于相对的关节(2)与中心框架(1)组合、用于每个滚动装置的支承箱的端部均设置在各个关节(2)上，滚动装置可以横位移，该车轮位于相应于两种轨路的各两个位置上，根据这种情况，各个臂的相对部分安设在螺旋弹簧(4)上，该弹簧的下部设置在中心框架的底面上，在这个区域的端部安装了一垂直的减震器(5)。

Description

轨距可变的铁路车辆转向架

本发明有关铁路车辆转向架，特别有关轨距可变的铁路车辆转向架。

本发明应用在铁路车辆工业，并且它一般地也运用在铁路工业中。

众所周知，现有的问题是由于一些铁路网中存在不同轨距影响旅客和货物的运输而提出的，为此作了若干研究和提出若干解决方案，以便消除现有的来自旅客和货物运输时的许多缺点。

然而迄今没有对此问题得到完全满意的解决办法，特别是有关配备于客车或货车的常规的转向架。

目前的解决办法之一是替换整个转向架，为此，需要将客车车体全部升起，予先拆卸构成制动器的元件，以及电控用的大量的线路网等，这些操作意味着要损失大量的时间，并且十分费力。

此外，已知的是，用一系列装置的工作使得由在轴体上的移动而可能实现车轮的可变轨距，但是，这个潜在的办法并没有显示出是一个真正实际的办法，因为与之有关的检测和维修是非常复杂和昂贵的。

阻碍获得此种型式的合适机构的主要困难是，车轮固紧在轴体上以便它可以提供安全性、坚韧性等等的保证，因为车轮按照典型的程序是在压力下配合在轴上的。

此外，如果需要该变化在一个短时间中自动地形成，并且有足够大的间距可以使在理想的运行状态行驶而不需要对该机构在检修车间里彻底维修，在一个实际现场中能获得一个对所有要求都奏效的传动机构是十分困难的。

已知有一个发明专利是向西班牙申请的，专利号为332,453的专利，该专利当时是以TALGO·S·A公司的名义申请的，这个公司也是本专利申请的申请人。在专利中，设想了使用在车轮之间具有可变轨距的单轴转向架的结构。此外，US-A-3,948,188公开了一种用于铁路车辆的转向架，它具有连接于横梁的摇臂。EP-0,465,346 A1也公开了一种用于铁路车辆的转向架。然而，这些专利并未能很好地解决前述的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种新型的改进的轨距可变的铁路车辆转向架，它能在现场很容易地改变车轮之间的间距以适应轨距不同的轨道。

根据本发明的轨距可变的铁路车辆转向架，它包括有一个中心框架和四个滚动装置，这些滚动装置可作横向运动将转向架车轮置于对应于两个不同轨距的两个位置上，每个滚动装置由一个半轴，一个车轮，两个制动盘构成并装配在一起，还有靠内、靠外两个支承箱安装在半轴的端部并被插销锁紧以阻止其作横向位移，其特征在于，所述转向架还包括四个通过相应铰链联结于中心框架的摆动臂，在摆动臂的一端设有靠内、靠外两个外壳支架用于容纳每个滚动装置的支承箱，每个摆动臂在其与外壳支架相对的区域支承在一个螺旋弹簧上，该螺旋弹簧的下端靠在中心框架的底部，每个摆动臂的所述相对区域的端部安装有一个垂直的减震器，摆动臂及其铰链、螺旋弹簧和减震器构成了滚动装置的主要悬架。

在本发明的轨距可变的铁路车辆转向架中，每个所述摆动臂的所述靠外的外壳支架设有一个垂直伸出其外表面的滑动和对中运行件，所述中心框架则在靠近其所述铰链的外端处亦设有一个垂直于所述框架的外表面伸出的滑动和对中运行件，所述两个滑动和对中运行件适于将所述转向架支承和引导在间距改变固定结构内的滑行轨上。

在本发明的轨距可变的铁路车辆转向架中，所述滑动和对中运行件包括一个滑动部分，该部分适于与滑行轨的上表面接触并靠在一个以球形铰链连接于所述运行件的支承上，还包括一个对中部分，该部分从所述中心框架稍许伸出，适于结合住所述滑行轨的内表面。

在本发明的轨距可变的铁路车辆转向架中，所述滑动部分和所述对中部分用塑料材料制成，当在滑行轨上滑动时，用水加以润滑以降低它们的摩擦系数。

本发明的这种新型转向架具有下述优点：

该滚动装置与TALGO公司长年在商业服务中使用的经考验的滚动装置属同一类型，该公司也是本专利申请的申请人，滚动装置的两个车轮每天运行在欧洲铁路网和西班牙铁路网的两种轨距上。

从一个轨距转变到另一个轨距的过程是在一个轨距改变装置上实现的，该改变装置类似于目前使用的、前述TALGO滚动装置的轨距改变装置。

转向和制动的调节是对于两个轨距都相同，不需要用任何附加操作来适应一个或另一个轨距。

为了补充以上的说明以及更好地理解本发明的特征，作为发明一部分的附图，以一个举例说明和非限制性的方式展示如下：

图1表示了一个用于铁路车辆的本发明的转向架的侧视图，它具有车轮之间的可变间距。

图2表示了图1中所示实施例的平面图。

图3表示了本发明的转向架中组成的四个滚动装置的透视图。

图4表示该转向架的摆动臂的相对端靠在圆柱面上处于一个正常运行位置中的侧视图。

图5表示图4中实施例的平面图。

图6表示图4和图5中实施例的沿A-B线的局部剖视图。

图7表示一个在前一个在后的垂直平滑面的透视图，它们在嵌入件的相对垂直的平滑面上调节。

图8表示图7中实施例的局部视图，相应于在摆动臂的悬挂框架中支承箱的定位和锁定元件。

图9表示图7和8中沿C-D线的详图。

图10表示滚动装置和支承的箱壳的局部剖开的前视图。

图11表示锁定插销装置的透视图。

图12表示图11中结构的剖视图。

图13表示一个用于改变轨距的固定设备的平面图。

图14表示靠在滑轨上的对中和滑动装置。

由这些图可以看到本发明的轨距可变的铁路车辆转向架的结构，首先它具有一个中心框架1，四个摆动臂由铰链2联接于其上，在摆动臂的另一端，各滚动装置3的支承箱9被罩上。

这些滚动装置3可以横向运动，该车轮可置于对应于两个轨距的两个位置上。

每个臂的相对侧靠在螺旋弹簧4上，该弹簧的下端靠在中心框架1的底部。

在前述区域的端部安装了垂直的减震器5。

每个所述装置，即带有铰链的摆动臂、螺旋弹簧和减震器，构成了相应的滚动装置的悬架。应当理解，除了这个主要的悬架或第一悬架之外，本转向架还装备有另一第二悬架。

尽管没有以转向架总的图形表示本发明，为了改善在与各独立车轮的配合中，在曲线上的一致性和消除动力的影响，这种转向架将配备一种导向系统或者一种可配合于铰接式转向架的系统。

每个转向架装配四个滚动装置，如图3所示，每个滚动装置由一个半轴6、一个车轮7、制动盘8构成并装配在一起，在半轴的端部装有支承箱9。

在图3中所示的支承箱9的顶部具有一个圆柱形表面10，在通常的运行位置上，转向架摆动臂的端部靠在该圆柱形表面上，如图4的剖视图所示。

为了将载荷更加均匀地分配在支承表面上，可以在支承箱与外壳支架之间插入一块弹性薄板，这块薄板必须牢固地粘合在这些表面之一上。

在支承箱与摆动臂之间的垂直位置用上述方法完全确定。

为了更好地理解这里的说明，必须记住，纵轴线、作用力和位移均平行于轨道，而横向的则是垂直于轨道的那些，这是按照一个水平面来说。

所述表面在纵向上为圆柱形，支承箱的轴线上自动地对中在理论位置上。

一个在前一个在后的垂直的平滑面11，固定在嵌入件12和13的相对的垂直的平滑面上。

在支承箱的外壳和套筒之间插入一个弹性衬套，以使支承可以有一个小的自由度，以便抵消任何小的轴向对正误差，这个自由度是需要的，以使在运行中引起的横向力通过每个半轴的两个支承传递给转向架的摆动臂。

凸耳14位于各支承箱的前后垂直面上，并与支承箱安装在一起，组成支承箱的横向固定元件。

在摆动臂箱的止挡器15或15′与插销16之间进行调节时，这些插销阻止支承箱的任何横向位移。

每个所述的凸耳14的两个垂直的纵向接触面被分开相互具有一段距离，该距离近似于半个轨距差减去插销16厚度。

与一桥17连接的插销16用它的外横向面在摆动臂的两个垂直面之间沿纵向调节，摆动臂箱被保持在正确的位置上，因为该插销被调节在与摆动臂箱连接的嵌入件12和13的垂直纵向面之间。

用此方法，该插销又可能在垂直方向上移动，它在任何其它方向上的位移被刚性止挡器阻挡住。

在垂直方向，该插销借助弹簧18固定在它的运行位置上，弹簧的预紧力高于插销装置重量及所附加的动态力，阻止它们下降。

最后，该弹簧装置18由一个附加的安全保持装置19作补充。

该插销装置的桥17是这样设计的，即属于固定装置的“T”型件可以插入所述的桥的下部，该“T”型件向其施力使之位移和使插销下降，克服弹簧的保持和摩擦的反向力。

所述的桥是这样设计的，即它的内侧配合在斜面上，该斜面置于固定装置的无锁导轨上，因此，这个斜面作用在桥的中心区。

这种形式的设计已表示在图11和12的透视图和剖视图中。

安装在摆动臂箱的垂直面上的嵌入件12和13，除了用作插销的一个横向止挡器之外，该嵌入件12和13设有垂直的横向面，支承箱的面11在该垂直的横向面上作纵向调节。

此外，嵌入件13具有一个横向导轨20，它具有倾斜的上表面，该上表面当滚动装置横向位移时，构成支承箱的滑动面。

凸耳14的下表面21具有同样的倾斜度，并且在正常的运行中，下表面21与导轨20的上表面隔开并平行于它。

当转向架被悬挂后，支承箱下降直到凸耳14的下表面21处靠在轨道20上，由于这个接触而产生了横向位移。

导轨20的滑动面的倾斜角能够阻止在其上附着的，当软距改变时可能阻碍车轮水平位移的任何颗粒。

借助于具有一种低滑动摩擦系数和高压缩阻力的复合金属材料制成的滑动件设置在凸耳的倾斜板21上，该滚动装置的滑动当它们在两个轨距的每个轨距位置上转换时是很方便的。

尽管未画出，伴随车轮位移的制动操纵的闩住将会在凸耳14的垂直横向面22上进行。

为了补充这个说明，实现用来配合于两个轨距的每一个的轮子间的间距变化，用以实现本发明主题的若干个操作简要说明如下：

车轮间的间距的改变总是借助于一个位于改变台中的固定装置。

当转向架以一个减小了的速度，即最大为20千米/小时通过所述的固定装置时，车轮间距的改变顺序在每个转向架上进行。

图13示意地描绘了构成部分固定装置的几个元件，这些元件说明如下：

该较大轨距的轨端以标号23表示，而较小轨距的轨端以标号24表示。

标号25表示滑动和对中导轨；标号26表示开启和锁定插销；标号27表示用于移动滚动装置有关弹性件的导向件；而刚性部件以标号28表示。

如果一个转向架穿过较大的轨距，如图13左边所示，进入固定装置，当车辆运动时，改变轨距的过程如下：

为了实现滚动装置的运动操作，该车轮必须不支承任何负载，这是通过将转向架支承在导轨上而获得的，也就是说，通过将车轮卸载而实现。

这个车轮的卸载过程是以平稳的方式实现的，在钢轨23中断之前使其下降，与此同时，根据车轮的直径，装配在转向架框架的摆动臂中的滑动和对中的运行部件即图2中标号为29和30的部件，将与其相应的滑动和对中轨道接触。

为了在滑动运行件30和滑动轨25之间获得较大的支承面，尤其是在开始接触时，该运行件30B通过一个球形铰链接头依靠在它的支承30A上。

该支承运行件以及对中运行件均由塑料材料制成，并用水润滑，因而当它们在滑轨上滑动时得到一个很低的摩擦系数。

用水润滑具有超过其它润滑剂的很大优点，因为在任何情况下不会造成沾附物和污染。

一旦滚动装置已卸载，就必须从插销杆的双重锁定中松开滚动装置，为此该固定装置具有四个标号为26的松锁-锁定导向件，这些导向件被适当地设置在该装置的纵轴线上。

这些导向件的上部的剖面采用一个“T”型的轮廓，以允许插销桥进入其中，并且由于它的垂直剖面31的轮廓，该插销降下，并在导轨的中心部分保持松锁状态，在该处它的剖面完全是水平的。

由于该插销桥32的摩擦件也是用塑料材料制成，为了取得上述优点也用水来实现润滑。

在该插销松锁的过程中，对应于轨距27移动滚动装置的导轨的弹性部分与车轮的内表面接触。

施加在其上的压力有利于松开插销。

在所述的插销松开之前，一旦车轮卸载，该滚动装置轻轻地下降，并且不支承在摆动箱底座上的支承箱的上部10，然后，所述凸耳14的倾斜面21斜靠在导轨20的倾斜面上。

此后，当本发明的转向架的滚动装置前移通过固定装置时，该车轮失去与从其进入的侧边上的移动轨道的弹性部件的接触，随后，车轮与移动轨道对侧的刚性部分接触，也就是说与设置了较小的轨距之处接触。

当车轮与刚性部分接触时，该插销松开，车轮转变至较小的轨距。

然后，车轮仍然与移动轨道的弹性部分接触，并且闭止导轨将插销向上挤压，也就是说锁住该插销。

由移动导轨的弹性部分所施加的压力很容易地锁住插销。

一旦滚动装置的移动过程完成，该滚动装置锁闭在对应于具有较小轨距的轨道的一个位置上。

最后，由于滚动装置仍在前移，有一个确定时刻，这时该车轮接触在较小轨距轨道的向上钢轨上，而前述的滑动和对中运行件失去与滑动轨的接触，转向架进入一个运行在这个轨距的软道的位置上。从较小轨距的轨道过渡到较大轨距的轨道上的反向过程是以同样的方法实现的。

不需要考虑用更多的说明使本行业的专家理解本发明的范围和由其中取得的利益。

它的组件的材料、形状、尺寸和布局均可作各种变化，只要这些变化不对本发明作任何本质上的改变。

在此说明书记载的术语应作充分的和非受限制的理解。

Claims (4)

1.一种轨距可变的铁路车辆转向架，它包括有一个中心框架(1)和四个滚动装置(3)，这些滚动装置(3)可作横向运动将转向架车轮(7)置于对应于两个不同轨距的两个位置上，每个滚动装置(3)由一个半轴(6)，一个车轮(7)，两个制动盘(8)构成并装配在一起，还有靠内、靠外两个支承箱(9)安装在半轴的端部并被插销(16)锁紧以阻止其作横向位移，其特征在于，所述转向架还包括四个通过相应铰链(2)联结于中心框架(1)的摆动臂，在摆动臂的一端设有靠内、靠外两个外壳支架用于容纳每个滚动装置(3)的支承箱(9)，每个摆动臂在其与外壳支架相对的区域支承在一个螺旋弹簧(4)上，该螺旋弹簧的下端靠在中心框架(1)的底部，每个摆动臂的所述相对区域的端部安装有一个垂直的减震器(5)，摆动臂及其铰链(2)、螺旋弹簧(4)和减震器(5)构成了滚动装置(3)的主要悬架。

2.如权利要求1所述的轨距可变的铁路车辆转向架，其特征在于，每个所述摆动臂的所述靠外的外壳支架设有一个垂直伸出其外表面的滑动和对中运行件(29)，所述中心框架(1)则在靠近其所述铰链(2)的外端处亦设有一个垂直于所述框架的外表面伸出的滑动和对中运行件(30)，所述两个滑动和对中运行件(29，30)适于将所述转向架支承和引导在间距改变固定结构内的滑行轨(25)上。

3.如权利要求2所述的轨距可变的铁路车辆转向架，其特征在于，所述滑动和对中运行件(30)包括一个滑动部分(30B)，该部分适于与滑行轨(25)的上表面接触并靠在一个以球形铰链连接于所述运行件的支承(30A)上，还包括一个对中部分(30C)，该部分从所述中心框架(1)稍许伸出，适于结合住所述滑行轨(25)的内表面。

4.如权利要求3所述的轨距可变的铁路车辆转向架，其特征在于，所述滑动部分(30B)和所述对中部分(30C)用塑料材料制成，当在滑行轨(25)上滑动时，用水加以润滑以降低它们的摩擦系数。

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