CN107207019B - 用于轨道车辆的两个纵向构件的连接构件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于连接轨道车辆的转向构架的两个纵向构件的连接构件，所述连接构件包括用于接收附加部件的至少一个紧固点。为了阻尼发生的振动以及因此防止系统的振荡，根据本发明将连接构件预备成至少包括具有第一构件部段的第一构件元件（1）和具有第二构件部段的第二构件元件（2），其中，所述构件元件（1、2）通过至少两个连接器件（5）以力配合方式彼此连接，使得构件部段至少在某些部段中彼此重叠。

Description

用于轨道车辆的两个纵向构件的连接构件

技术领域

本发明涉及一种用于连接轨道车辆的转向构架的两个纵向构件的连接构件，所述连接构件包括用于接收附加部件的至少一个紧固点。

背景技术

轨道车辆的转向架大体包括转向构架，其具有两个纵向构件和连接所述纵向构件的横梁构件；轮副，其借由一系悬挂系统连接到纵向构件；以及用于附接车体的至少一个二系悬挂系统。除此之外，一系列另外的附加部件也是确保转向架或轨道车辆的正确运作所必需的，所述附加部件例如列车控制系统的元件（天线）或线路或其缆线和管路部件。为了将所述附加部件固定到转向构架或将此类部件连接到纵向构件，已知将两个纵向构件彼此连接并具有用于接收附加部件的紧固点的连接构件（也称为顶梁）。例如缆线夹或安装托架在此类紧固点处连接到连接构件，例如借由螺栓接头。

在此类布置中，连接构件通常刚性地连接到纵向构件。然而，因此，连接构件充当转向构架的额外加劲件，这导致在操作状态中纵向构件相对于彼此的抗扭能力降低。因此，刚性联接的连接构件很可能在操作期间在适应轨道的扭曲时远为更加不良，并且能够在更小的程度上补偿这些，这导致转向架的运转特性恶化。

也已知的是安装成以便与纵向构件解除联接或由扭转软性轮廓组成的连接构件。虽然因此纵向构件的抗扭能力得以恢复，但同时降低了自然频率，由此潜在地导致部件在操作期间振荡。由于必须不惜一切代价来避免所述振荡，所以此类连接构件就结构设计而言服从折中，所述折中在任何情况下都与对应的缺点相关联。

本发明的目标

因此，本发明的目标是克服现有技术的缺点并提议一种用于连接两个纵向构件的连接构件，其对纵向构件的抗扭能力具有最小的可能影响且同时对抗系统的振荡。

发明内容

借助于具有权利要求1的特征的连接构件实现该目标。在相应的从属权利要求中限定本发明的有利实施例。

因此，根据本发明，在一种用于连接轨道车辆的转向构架的两个纵向构件的连接构件（所述连接构件包括用于接收附加部件的至少一个紧固点）的情况下提供：所述连接构件至少包括具有第一构件部段的第一构件元件和具有第二构件部段的第二构件元件，其中，构件元件通过至少两个连接器件以力配合方式彼此连接，使得构件部段至少在某些部分中彼此重叠。

两个构件元件的力配合连接能够例如通过将诸如螺栓或铆钉的连接器件与所述构件元件中的对应钻孔来实现。在操作状态下连接构件连接到纵向构件的情况下，将导致系统在负载的条件下激振。当系统经受所述激振时，在连接器件将构件元件彼此连接的连接点处，发生构件元件自身之间或构件元件与连接器件之间的微运动。所述微运动导致整个振动系统的阻尼且因此对抗整个系统的振荡。在这种情况下，重叠的构件部段形成连接构件的主要部分，且因此用以桥接纵向构件之间的距离。由于重叠，在这种情况下关于抗扭能力产生特别有利的特性。

本发明的一个实施例变型提供，在构件部段的区域中以条带的形状实现第一构件元件和第二构件元件，使得这些构件元件沿纵向方向大致以恒定的横截面延伸（所述纵向方向优选地保持垂直于纵向构件），并且桥接纵向构件之间的距离。在该布置中，构件元件在构件部段的区域中被实现为基本上扁平的。

为了提高连接构件的抗扭能力，在本发明的另一实施例变型中提供，第一构件元件和第二构件元件在横截面中具有开放轮廓。因此，抗扭力矩减小，使得在纵向构件的扭曲的情况下连接构件准许更大的变形。在这种情况下，开放轮廓对齐使得在每种情况下，它们均沿背离另一构件元件的方向（换言之，朝向外侧）开放。

在这种情况下，根据本发明的连接构件的优选实施例变型提供，开放轮廓是L型轮廓或U型轮廓。此类轮廓就制造过程而言是易于生产的，且因此代表对常规铸造或焊接零件的成本有效的替代方案。在这种情况下，构件部段通常由轮廓的竖直部分形成，即或者L型轮廓的竖直部分或者U型轮廓的竖直直立的横向部分。

为了一方面提高连接构件的抗扭能力且另一方面减小连接构件的重量，本发明的另一实施例变型提供，构件元件在重叠构件部段中具有多个开口。在这种情况下已经被证明是特别有利的是，如果构件部段形成在70%与90%之间、优选地80%与90%之间的构件元件的长度，使得能够提供许多开口的情况。

在本发明的另一实施例变型中提供，在每种情况下构件元件具有重叠的两个紧固部段，连接器件布置在所述紧固部段中。通过将两个构件元件连接在紧固部段中，可能既使构件元件彼此连接又将构件元件连接到纵向构件，而无需进行复杂的结构工程措施。优选地，在每种情况下，每紧固部段借由至少两个连接器件使构件元件彼此连接，以便使构件元件相对于彼此的相对运动最小化并增加连接构件的刚度。因此，例如，连接构件能够连接到紧固板，所述紧固板刚性地连接（例如，焊接）到纵向构件。

为允许连接构件简单地附接到纵向构件，根据本发明的连接构件的另一优选变型提供，在安装状态下，紧固部段布置在构件部段的面向纵向构件的方向的端部处。将紧固部段布置在连接构件的最靠近纵向构件的那些区域中将连接构件与纵向构件之间的待桥接（例如，借助于紧固元件）距离减少到最小。

为了进一步改善纵向构件相对于彼此的抗扭能力，即通过减小抗扭刚度且同时增加连接构件的抗剪切力，本发明的另一优选实施例变型提供，在每种情况下提供至少一个紧固元件，以便将连接构件连接到转向构架的纵向构件。此外，提供紧固元件准许到不同纵向构件的柔性附接且因此准许连接构件对不同转向架的高度适应性。

在这种情况下，就结构设计而言特别有利的是，如果紧固元件具有布置在构件元件的紧固部段之间并借由连接器件连接到构件元件的接触部段的情况。由于（优选地扁平的）接触部段被容纳在两个构件元件之间、被提供以用于连接构件元件的连接器件同样地将紧固元件固定于构件元件，所以仅形成连接构件的小量的单独部件是必须的。由于部件和连接器件的减少的数量，由连接器件产生的振动阻尼同样地得以提高。具体地，在这种情况下，接触部段、构件元件的紧固部段和连接器件之间的微运动也是可能的。

由于紧固元件的结构设计对连接构件的强度也具有直接影响，所以本发明的另一优选实施例变型提供，以安装托架的方式或以L型形状实现紧固元件。紧固元件的这种类型的简单且有益的设计一方面导致成本有效的制造和组装，且另一方面导致沿构件元件的纵向方向实现高抗剪切力。

为了迎合不同应用领域和加速等级，在根据本发明的连接构件的另一实施例变型中提供，每一个紧固元件具有至少一个弹性体元件，紧固元件能够经由所述弹性体元件连接到相应的纵向构件。当使用此类弹性体元件时，它们吸收由扭曲产生的变形且同样承担阻尼功能。

为了能够以简单的方式将附加部件连接到连接构件，根据另一优选实施例变型，第一构件元件具有至少一个接收部段，其以一角度、优选地以直角从第一构件部段突出，至少一个紧固点布置在所述接收部段上。在该布置中，接收部段可被实现为例如L型或U型轮廓的水平安置的部分。由于接收部段具有至少一个紧固点以便接收附加部件，所以能够快速且不用很费力地将附加部件连接到连接构件，例如借由被螺栓紧固在紧固点处的缆线夹。

在另一实施例变型中提供，除了第一构件元件的接收部段之外或代替第一构件元件的接收部段，第二构件元件具有以一角度、优选地以直角从第二构件部段突出的至少一个另外的接收部段，至少一个紧固点布置在所述另外的接收部段上。在这种情况下，也可将紧固点实现为例如接收部段的安装托架状的突伸部，附加部件容纳在所述突伸部上。由于紧固点在接收部段上的柔性配置和布置，根据本发明的连接构件因此能够容易地适应具体转向架和待容纳的附加部件。

根据本发明的特别优选的实施例变型，构件元件、优选地还有紧固元件被实现为钣金弯曲零件。就此而言，钣金具有特别有利的机械性质，这些机械性质满足高负载要求并允许附接具有相对小的壁厚度的附加部件，因此相比于根据现有技术的连接构件重量减小也是可能的。

通过使用弯曲过程制造元件，避免了焊接接头，所述焊接接头通常对机械强度性质具有负面影响，这可归因于焊接接头根部中的缺口应力和金属微结构的变化（由于焊接期间的热的作用）。就此而言，已被证明特别有利的是，钣金弯曲零件由不锈钢制造，因为不锈钢不需要另外的精修或涂层以便被保护以防腐蚀。因此，常规涂层或精修不可能或随时间的推移被擦除或磨损的点（诸如布置有连接器件的那些点）也被保护以防磨损和拉裂和腐蚀。

在开篇处所提出的目标也借助于轨道车辆的转向构架实现，所述转向构架具有两个纵向构件和连接所述纵向构件的发明性连接构件。在这种情况下，转向构架是轨道车辆的转向架的转向构架，附加部件借助于连接构件附接到所述转向构架。在这种情况下，本发明的一个实施例变型提供，借由紧固元件将连接构件连接到纵向构件。如果在这种情况下紧固元件具有弹性体元件，那么所述弹性体元件布置在紧固元件与纵向构件之间。如果紧固元件具有沿相应的纵向构件的方向延伸的突伸部段，则能够以特别简单且稳定的方式将紧固元件连接到纵向构件。该突伸部段（其可被实现为L形轮廓或安装托架状轮廓的一部分）使得能够实现连接构件到纵向构件的不同位置的特别柔性的附接，例如直接连接到纵向端部或连接在横跨于纵向构件之间的净宽中。

根据转向构架的另一实施例变型，连接构件与两个纵向构件成直角。由于纵向构件以已知方式彼此平行地对齐，且连接构件沿大致直线的方式延伸，所以纵向构件与连接构件之间的直角导致连接构件平行于转向构架的横梁构件延伸，且因此在转向构架的纵向端部相对于彼此扭曲的情况下导致纵向构件的均匀变形。

如果第一构件元件的横截面沿转向构架的纵向方向开放，且第二构件元件的横截面沿与转向构架的纵向方向相对的方向开放（即，换言之，如果这些构件元件沿行进方向或相对行进方向对齐），那么纵向构件的纵向端部的扭曲不受阻碍。

由于连接构件不必然必须被布置在纵向构件之间的净宽（其由纵向构件的平行构型形成）中，而是当从转向构架的横梁构件观察时也可安置在纵向构件的纵向端部后方以便沿连接构件的纵向方向与纵向构件重叠，所以在根据本发明的转向构架的优选实施例变型中提供，构件元件的长度达到两个纵向构件之间的净宽的80%与120%之间、优选地90%与110%之间。

本发明的特别优选的实施例变型提供，当从转向构架的横梁构件观察时，连接构件布置在轨道车辆的轮轴后方，以便在该位置处为待安装的附加部件提供所需的紧固点。

附图说明

借由对本发明的进一步解释，在说明书的以下部分中参考附图，从附图中可得到本发明的另外的有利实施例、细节和发展。附图将被理解为示例性的且旨在呈现本发明的特性，不过绝不限制或实际上决定性地反映所述特性。附图中：

图1示出根据本发明的连接构件的优选实施例变型的分解视图。

图2示出连接构件的第一轴测视图。

图3示出连接构件的第二轴测视图。

图4示出具有连接构件的转向构架的示意图。

图5示出连接到转向构架的连接构件的轴测视图。

具体实施方式

图1清楚地示出建构连接构件的各个部件：第一构件元件1和第二构件元件2大致以条带的形状实现，且主要沿纵向方向延伸。在该布置中，两个构件元件1、2具有U形轮廓，在每种情况下所述轮廓沿相对的方向向外开放使得构件元件1、2的扁平部段安置成彼此相对。第一紧固元件9和第二紧固元件10布置在构件元件1、2的端侧（当沿纵向方向观察时）部段中，如图2中所描述的那样，这些部段分别实现为第一紧固部段7和第二紧固部段8。

在该构型中，第一紧固元件9具有扁平的接触部段11，所述接触部段11布置在两个构件元件1、2之间并在两个连接器件5的辅助下连接到构件元件1、2，所述连接器件实现为螺纹螺栓、通孔和螺纹螺母。因此，构件元件1、2彼此间隔开一距离，并由连接器件5借由第一紧固元件9以力配合方式彼此连接。除此之外，当沿纵向方向观察时，第一紧固元件9实现为L形，使得第一紧固元件9的突伸部段面向与第二构件元件2沿其开放的方向相同的方向。在这种情况下，接触部段11与突伸部段15成直角。在突伸部段15上，第一紧固元件9具有两个弹性体元件14，借由这两个弹性体元件14能够将连接构件固定到转向构架的纵向构件。

第二紧固元件10也被与此类似地实现，使得在每种情况下两个构件元件1、2在两个连接器件5的辅助下借由两个紧固元件9、10的接触部段11以力配合方式彼此连接。除此之外，还布置在连接构件的中心的是两个另外的连接器件5，其额外地具有间隔套筒以便桥接构件元件1、2之间的距离。这些充当加劲连接构件的另外的器件。

当两个紧固元件9、10在安装状态下连接到转向构架的纵向构件时，在接触点中在构件元件1、2（其借由相应的接触部段11以力配合方式彼此连接）的区域中操作地诱发激振的条件下，和在连接器件5处发生微运动。所述微运动具有振动阻尼性质且因此防止整个振动系统（包括转向构架和连接构件）的振荡。

构件元件1、2在每种情况下具有彼此对应的第一开口6a和第二开口6b的开口6，以便减小连接构件的重量且同时增加抗扭能力，换言之减小抗扭刚度。

图2示出处于组装状态的连接构件，各部分相对于彼此的位置不同于先前所描述的位置。具体地，该视图中更详细地示出构件元件1、2的不同部段。在其中央部段中，当垂直于纵向方向观察时，第一构件元件1具有其中布置有第一开口6a的第一构件部段3。在这种情况下，第一构件部段3构成U型轮廓的该扁平部分，所述U型轮廓由以一角度突出的两个部分界定。同等地，第二构件元件2的对应重叠部段被实现为其中布置有第二开口6b的第二构件部段4，使得一旦构件元件1、2已被连接，就形成共同的开口6。

紧固部段7、8布置在构件元件1、2的长边端部处，所述紧固部段接触紧固元件9、10的接触部段11，并且其中在每种情况下两个连接器件5借由紧固元件9、10连接构件元件1、2。更精确地说，第一构件元件1在一端处具有第一紧固部段7的第一部分7a，且在相对端处具有第二紧固部段8的第一部分8a。第二构件元件2具有第一紧固部段7的第二部分7b，其与第一紧固部段7的第一部分7a重叠；以及第二紧固部段8的类似的第二部分8b。在该布置中，构件部段3、4占据连接构件的长度的近似75%。

图3示出（如也已经在图2中所指示的那样）两个接收部段12。这些与具有开口6的第一构件部段3的扁平部分成直角地延伸远离第二构件元件2。在本示例性实施例中，一个接收部段12因此被实现为开放的U型轮廓的形成在一侧上的该部分，所述一侧与紧固元件9、10延伸到其中的一侧相同，换言之，因此，在连接构件的顶侧上。出于接收附加部件的目的，紧固点17布置在所述接收部段12中，所述附加部件诸如列车控制系统的元件（天线）或线路或其缆线和管路部件，在本情况下，紧固点17被实现为通孔。缆线夹或其他可拧紧或螺栓紧固的连接元件现在能够被容易地固定在所述紧固点17处。为了进一步减小连接构件的重量，接收部段12具有四个另外的开口13。第二接收部段12被实现为开放U型轮廓的另一部分，换言之，因此，连接构件的下侧。该接收部段12也具有紧固点17。

类似于第一构件元件1，第二构件元件2具有两个另外的接收部段16，其在第二构件元件2的顶侧或下侧上以直角从第二构件部段4突出，或在这种情况下借助于第二构件元件2的U型轮廓被实现。在这种情况下，布置在另外的接收部段16上的紧固点17被实现为设有通孔的突伸部段。

由于紧固点17在接收部段12上的柔性设计和布置，根据本发明的连接构件因此能够容易地适应具体转向架和待容纳的附加部件。

图4和图5示出具有连接构件的转向构架。在这种情况下，连接构件或者第一构件元件1和第二构件元件2借由第一紧固元件9连接到第一纵向构件18，并且借由第二紧固元件10连接到第二纵向构件19，所述纵向构件18、19平行于纵向方向21对齐。此外，纵向构件18、19借助于两个横梁构件20（经由所述横梁构件20，力通量在纵向构件18、19之间流动）被连接，所述横梁构件20垂直于纵向方向21对齐。连接构件平行于横梁构件20对齐，即同样地垂直于纵向方向21对齐。为清晰起见，图4再一次示出在从上方至转向构架上的视图中可见的那些紧固点17。将相似地明显地看到的是，连接构件布置在纵向构件18、19的一端处，且因此当沿纵向方向21从横梁构件20观察时，安置在轨道车辆的轮轴（未示出）后方。相比之下，图5再一次清楚地示出紧固元件9、10的突伸部段15，所述突伸部段15经由弹性体元件14连接到纵向构件18、19。

附图标记列表：

1 第一构件元件

2 第二构件元件

3 第一构件部段

4 第二构件部段

5 连接器件

6 开口

7 第一紧固部段

8 第二紧固部段

9 第一紧固元件

10 第二紧固元件

11 紧固元件9、10的接触部段

12 接收部段

13 另一开口

14 弹性体元件

15 紧固元件9、10的突伸部段

16 另一接收部段

17 紧固点

18 第一纵向构件

19 第二纵向构件

20 横梁构件

21 纵向方向

Claims (30)

1.一种用于连接轨道车辆的转向构架的两个纵向构件（18、19）的连接构件，所述连接构件包括用于接收附加部件的至少一个紧固点（17），其特征在于，所述连接构件至少包括具有第一构件部段（3）的第一构件元件（1）和具有第二构件部段（4）的第二构件元件（2），其中，所述构件元件（1、2）通过至少两个连接器件（5）以力配合方式彼此连接，使得所述构件部段（3、4）至少在某些部段中彼此重叠，重叠的构件部段形成连接构件的主要部分，且用以桥接纵向构件之间的距离。

2.根据权利要求1所述的连接构件，其特征在于，在所述构件部段（3、4）的区域中，以条带的形状实现所述第一构件元件（1）和所述第二构件元件（2）。

3.根据权利要求1或2所述的连接构件，其特征在于，所述第一构件元件（1）和所述第二构件元件（2）在横截面中具有开放轮廓。

4.根据权利要求3所述的连接构件，其特征在于，所述开放轮廓是L型轮廓。

5.根据权利要求3所述的连接构件，其特征在于，所述开放轮廓是U型轮廓。

6.根据权利要求1或2中任一项所述的连接构件，其特征在于，所述构件元件（1、2）在重叠的所述构件部段（3、4）中具有多个开口（6）。

7.根据权利要求1或2所述的连接构件，其特征在于，在每种情况下所述构件元件（1、2）具有重叠的两个紧固部段（7、8），其中，所述连接器件（5）布置在所述紧固部段（7、8）中。

8.根据权利要求7所述的连接构件，其特征在于，所述紧固部段（7、8）布置在所述构件部段（3、4）的端部处，所述端部在安装状态下面向所述纵向构件（18、19）的方向。

9.根据权利要求7所述的连接构件，其特征在于，在每种情况下提供至少一个紧固元件（9、10）以便将所述连接构件连接到所述转向构架的纵向构件（18、19）。

10.根据权利要求9所述的连接构件，其特征在于，所述紧固元件（9、10）具有接触部段（11），所述接触部段布置在所述构件元件（1、2）的紧固部段（7、8）之间并借由所述连接器件（5）连接到所述构件元件（1、2）。

11.根据权利要求9或10所述的连接构件，其特征在于，以安装托架的方式实现所述紧固元件（9、10）。

12.根据权利要求9或10所述的连接构件，其特征在于，所述紧固元件（9、10）实现为L形。

13.根据权利要求9或10所述的连接构件，其特征在于，所述紧固元件（9、10）中的每一者均具有至少一个弹性体元件（14），能够经由所述弹性体元件（14）将所述紧固元件（9、10）连接到相应的所述纵向构件（18、19）。

14.根据权利要求1或2所述的连接构件，其特征在于，所述第一构件元件（1）具有以一角度从所述第一构件部段（3）突出的至少一个接收部段（12），其中，至少一个紧固点（17）布置在所述接收部段（12）上。

15.根据权利要求14所述的连接构件，其特征在于，所述第一构件元件（1）具有以直角从所述第一构件部段（3）突出的所述至少一个接收部段（12）。

16.根据权利要求1或2所述的连接构件，其特征在于，所述第二构件元件（2）具有以一角度从所述第二构件部段（4）突出的至少一个另外的接收部段（16），其中，至少一个紧固点（17）布置在所述另外的接收部段（16）上。

17.根据权利要求16所述的连接构件，其特征在于，所述第二构件元件（2）具有以直角从所述第二构件部段（4）突出的所述至少一个另外的接收部段（16）。

18.根据权利要求1或2所述的连接构件，其特征在于，所述构件部段（3、4）形成所述构件元件（1、2）的长度的70%与90%之间。

19.根据权利要求18所述的连接构件，其特征在于，所述构件部段（3、4）形成所述构件元件（1、2）的长度的80%与90%之间。

20.根据权利要求1或2所述的连接构件，其特征在于，所述构件元件（1、2）被实现为钣金弯曲零件。

21.根据权利要求9所述的连接构件，其特征在于，所述紧固元件（9、10）被实现为钣金弯曲零件。

22.根据权利要求20所述的连接构件，其特征在于，所述钣金弯曲零件由不锈钢制造。

23.一种轨道车辆的转向构架，其具有两个纵向构件（18、19）和至少一个根据权利要求1至22中任一项所述的连接所述纵向构件（18、19）的连接构件。

24.根据权利要求23所述的转向构架，其特征在于，所述连接构件与所述两个纵向构件（18、19）成直角。

25.根据权利要求23或24所述的转向构架，其特征在于，所述第一构件元件（1）的横截面沿所述转向构架的纵向方向（21）开放，且所述第二构件元件（2）的横截面沿与所述转向构架的纵向方向（21）相对的方向开放。

26.根据权利要求23或24所述的转向构架，其特征在于，所述构件元件（1、2）的长度达到所述两个纵向构件（18、19）之间的净宽的80%与120%之间。

27.根据权利要求26所述的转向构架，其特征在于，所述构件元件（1、2）的长度达到所述两个纵向构件（18、19）之间的净宽的90%与110%之间。

28.根据权利要求23或24所述的转向构架，其特征在于，所述连接构件借由紧固元件（9、10）连接到所述纵向构件（18、19）。

29.根据权利要求28所述的转向构架，其特征在于，所述紧固元件（9、10）具有沿相应的所述纵向构件（18、19）的方向延伸的突伸部段（15）。

30.根据权利要求23或24所述的转向构架，其特征在于，当从所述转向构架的横梁构件（20）观察时，所述连接构件布置在所述轨道车辆的轮轴后方。