CN115023383A - 牵引联接器和轨道车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种牵引联接器，具有沿纵轴线的方向延伸的联接杆，所述联接杆在第一轴向端部处承载着用于配对的牵引联接器的联接装置并且在第二轴向端部处围绕旋转轴线可旋转地支承，所述第二轴向端部沿纵轴线的方向与所述第一轴向端部相对置，其中，所述联接杆还能够沿纵轴线的方向移动，并且在所述第二轴向端部上具有端部止挡面；所述牵引联接器具有沿纵轴线的方向与所述端部止挡面相对置的压板，所述压板具有朝向端部止挡面的表面，其中，在联接杆的沿纵轴线的方向完全移入的状态下，所述端部止挡面与所述表面彼此贴靠，并且在联接杆的沿纵轴线的方向最大移出的状态下，所述端部止挡面与所述表面限定出最大的联接器关节间隙。按照本发明的牵引联接器的特征在于，所述联接器关节间隙等于参照联接杆的中间位置在联接杆的最大移出的状态下在所述端部止挡面与所述旋转轴线之间沿纵轴线的方向的最小距离的最多10％。
Description
本发明涉及一种详细地根据权利要求1的前序部分所述的牵引联接器，其具有共同限定联接器间隙的联接杆和压板。本发明还涉及一种轨道车辆，其具有至少两个彼此相邻布置并且能够彼此耦连或已彼此耦连的车厢，这些车厢分别具有这种牵引联接器，以便彼此耦连。
沿牵引联接器的纵向方向、即沿轨道车辆的行驶方向的联接器间隙至少对于重型货车车厢是必需的，以便能够通过具有较低驱动功率的机车起动非常重的货车车厢组。由于存在联接器间隙，车厢相继起动，因为在联接链中跟随的车厢起动之前，相应的车厢不被跟随的车厢的惯性力拉紧，直到牵引联接器中相对于跟随车厢的沿纵轴线方向的联接器间隙被消除。
牵引联接器中沿纵轴线方向的间隙通常由联接轮廓的间隙、即联接装置区域中的间隙和联接器关节间隙、即联接杆的铰接悬挂中沿纵轴线方向的间隙构成，两个配对的牵引联接器通过联接轮廓彼此联接。
但联接器间隙、尤其联接器关节间隙在来自行驶动力学的负荷变化反应方面是不利的，并且通过急动运动表现出，该急动运动在动力车辆中可明显察觉到。传统的较大的联接器间隙导致在单独的轨道车厢的驶近和拉伸时较高的负荷变化力，这要求联接器部件的较高的疲劳强度。
如本发明尤其涉及的具有10型联接头的联接器(夏芬博格式联接器，具有布置在端板上的漏斗和锥体的设计方案)例如在联合运输中用于货运领域，即用在货车车厢中，货车车厢设计为用于运输卡车和/或半挂车的集装箱车厢或槽式车厢。这种车厢组的列车重量明显低于用于运输散装物料或钢材的车厢组。
本发明所要解决的技术问题是提供一种牵引联接器，该牵引联接器尤其在货车车厢组中使用时承受较小的负荷，从而延长使用寿命和/或能够降低对抗疲劳的要求。在列车组中使用时要减小在各个轨道车厢驶近和拉伸时的负荷变化力并且总体上改善振动情况。
所述技术问题根据本发明通过具有权利要求1的特征的牵引联接器和根据权利要求9的轨道车辆解决。在从属权利要求中给出本发明的有利且特别适宜的设计方案。
本发明基于以下认识，即，用于起动列车以便逐车厢地拉伸列车的传统的明显的联接器间隙通常不再需要，并且为了货运中更好的行驶动力学特性可以充分利用现代动力车厢的较高的起动牵引力。因此优选地，在保持已有轮廓的同时、尤其在保持水平和垂直起作用的稳定的同时减小牵引联接器的关节间隙，该稳定通过联接器偏转与弹簧机构的压板以及由复位力矩引起的与行程相关的压力发展的配合作用实现横向力减小。
根据本发明的牵引联接器具有联接杆，该联接杆沿纵轴线的方向、即沿配备有所述牵引联接器的轨道车辆的纵向或行驶方向延伸，其中，所述纵轴线与行驶方向至少在联接杆的未偏转状态下、即在联接杆的中间位置中重合。所述联接杆在第一轴向端部处承载着用于配对的牵引联接器的联接装置并且在第二轴向端部处围绕旋转轴线可旋转地支承，例如支承在轨道车辆的车体上或轨道车辆的框架上，第二轴向端部沿纵轴线的方向与第一轴向端部相对置。
根据本发明，所述联接杆还可以沿纵轴线的方向移动，例如相对于活节销栓移动，联接杆通过开口包围该活节销栓。
联接杆在第二轴向端部上具有端部止挡面。该端部止挡面在第二轴向端部的端面上延伸，该端面朝向纵轴线的方向并且尤其垂直于纵轴线布置。
根据本发明，牵引联接器还具有沿纵轴线的方向与端部止挡面相对置的压板，其中，该压板包括朝向端部止挡面的表面。压板例如刚性地或弹性地支承在承载根据本发明的牵引联接器的轨道车辆中或者支承在所述牵引联接器中。
在联接杆的沿纵轴线的方向完全移入的状态下，所述端部止挡面与所述压板的表面彼此贴靠，并且在联接杆的沿纵轴线的方向最大移出的状态下，所述端部止挡面和所述压板的表面限定出最大的联接器关节间隙，其中，最大的联接器关节间隙针对联接杆的中间位置、即联接杆的未偏转状态。
根据本发明，联接器关节间隙等于在联接杆的最大移出并且尤其无载荷的状态下在端部止挡面和旋转轴线之间沿纵轴线的方向的最小距离的最多10％。优选地，所述联接器关节间隙小于所提到的最小距离的10％，并且例如为最多8％或6％并且尤其小于6％。
通过将联接器关节间隙减小到根据本发明的尺寸可以显著地减小动态力、尤其在端部止挡面和压板的表面之间施加作用的压力。
优选地，至少联接杆的第二轴向端部或者整个联接杆设计为金属铸件。附加或备选地，所述压板也可以设计为金属铸件和/或锻件。
根据本发明的优选实施方式，端部止挡面在其通过铸造方法被制造之后被机械加工。附加或备选地，压板的表面相应地也可以在压板通过铸造方法和/或锻造被制造之后被机械加工。
优选地，对端部止挡面的机械加工能够实现联接器关节的轮廓适配和因此对最大联接器关节间隙的有针对性的调节。尤其地，在一种用于制造牵引联接器的方法中，根据联接器的使用目的通过机械加工来调节联接器关节间隙。通过机械加工可以随时增大联接器关节间隙，当联接杆已被制造时和必要时甚至当联接杆已应用在牵引联接器中时。
根据本发明的一种实施方式，压板的表面设计为凸圆的、尤其球面的。
优选地，所述联接杆在所述旋转轴线的区域中具有开口，所述开口包围活节销栓，其中，在活节销栓和开口的内侧面(Laibung)之间设有沿纵轴线的方向的间隙，该间隙等于或大于最大的联接器关节间隙。活节销栓例如可以布置在联接器中或者布置在轨道车辆的车体或框架上并且可以沿竖直方向延伸。
根据一种实施方式，所述开口沿纵轴线的方向在一侧由联接杆内的柱体区段形的轮廓限定边界并且在另一侧由嵌入联接杆内的止挡限定边界。该止挡例如可以具有平坦的或弯曲的、尤其凹形的止挡表面。
所述联接杆在所述开口与所述端部止挡面之间的最小壁厚优选等于最大的联接器关节间隙的至少20倍、尤其21倍。在此，该最小壁厚例如在联接杆被铸造之后如此选择，使得有足够的材料可用于机械加工，以便通过机械加工有适宜地调节关节间隙。
所述联接杆的第一轴向端部处的联接装置优选具有端板并且例如设计为10型夏芬博格式联接器，所述端板具有联接漏斗体和联接锥体。
在权利要求9中描述了一种轨道车辆，其具有至少两个车厢，这些车厢沿轨道车辆的纵向观察彼此毗邻或依次布置并且能够彼此耦连或已彼此耦连，其中，两个毗邻布置的车厢在其朝向彼此的端部区域处分别具有根据权利要求1至8中任一项所述的牵引联接器，以便彼此耦连。各个车厢通过根据本发明设计的牵引联接器的耦连由于联接器关节总间隙的减小引起在牵引方式改变时的负荷变化力的减小，从而总体上实现整个列车组中的振动情况的改善。
以下将借助实施例和图1示范性地描述牵引联接器20的根据本发明的设计方案。在图2中描述了轨道车辆16，其各个车厢17.1至17.4通过这种牵引联接器20耦连。
在图1中示出根据本发明的牵引联接器20的实施例，其包括沿纵轴线10延伸的联接杆1。联接杆1具有第一轴向端部1.1和第二轴向端部1.2。在第一轴向端部1.1处设置有端板12，该端板具有开口，该开口围绕联接漏斗体13并且还具有联接锥体14。联接漏斗体13和联接锥体14构成联接装置2，该联接装置可以与配对的联接装置耦连。此外还可以在端板12的区域中设置空气联接器和/或电联接器等。
在第二轴向端部1.2的区域中，联接杆1围绕旋转轴线11可旋转地支承。联接杆1因此可以相对于具有牵引联接器的轨道车辆的纵向被偏转，以便例如实现联接的轨道车辆的转弯行驶。联接杆1的未偏转状态称为中间位置，在该未偏转状态下，纵轴线10与具有牵引联接器的轨道车辆的纵轴线重合。尽管在图1中示出在轨道车辆行过右转弯道时产生的偏转位置，但在此提到的间隙数据针对中间位置。
联接杆1还定位成沿纵轴线10的方向可移动。为此，联接杆1在旋转轴线11的区域中具有开口6，该开口包围活节销栓7。活节销栓7是柱体形的、垂直定向并且构成作为其柱体轴线的旋转轴线11。
开口6在背离第一轴向端部1.1的一侧由柱体区段形的轮廓8限定边界并且在轴向的相对置侧由嵌入联接杆1中的止挡9限定边界。止挡9例如具有平坦的止挡面9.1，在联接杆1的最大移入状态下，活节销栓7撞击在该止挡面上。但止挡面9.1也可以布置为如此远离活节销栓7或轮廓8，使得在牵引联接器的正常状态下不发生撞击。
联接杆1的第二轴向端部1.2由端部止挡面3限定边界。压板4以其表面5沿纵轴线10的方向与端部止挡面3相对置。表面5例如是凸圆的，尤其球面的。
压板4可以例如沿纵轴线10的方向弹性地支承在牵引联接器中或轨道车辆中，例如支承在其车体上或其框架中。尤其设置有弹簧元件15，该弹簧元件减轻作用在压板4上的压力。
在联接杆1的完全移入状态下，端部止挡面3至少点状地贴靠在压板4的表面5上。在联接杆1的最大移出状态下，尤其在无力的牵引贴靠位置(牵引杆在没有力的情况下贴靠在关节螺栓上)中，产生端部止挡面3和压板4的表面5之间的最大联接器关节间隙S。该最大联接器关节间隙S在此针对端部止挡面3的位于纵轴线10上的中间区域并且对应于在联接杆1的未偏转状态下、即当联接杆1的纵轴线10沿其上安装有牵引联接器的轨道车辆的纵向延伸时的最大联接器关节间隙S。在未偏转状态下，端部止挡面3和压板4的表面5之间的间隙在延伸穿过旋转轴线11的纵轴线10的两侧至少在沿旋转轴线11的方向观察的俯视图中尤其关于纵轴线10相对称。
根据本发明，联接器关节间隙S等于端部止挡面3与旋转轴线11之间沿纵轴线10的方向的最小距离的最多10％、优选在6％至8％的范围内。该距离在图1中用d表示。
联接杆1在开口6和端部止挡面3之间的最小壁厚m优选为最大联接器关节间隙S的至少20倍。
图2在示意性的极简化的示图中示出轨道车辆16，其具有沿轨道车辆16的纵向观察依次布置的多个车厢17.1至17.n(其中，n＝1至x)，此处为17.1至17.4，其中，至少两个彼此相邻布置的车厢17.n和17.n+1、此处为17.1和17.2、17.2和17.3以及17.3和17.4分别通过布置在其上的、根据本发明设计的牵引联接器20彼此耦连。彼此耦连的车厢因此构成列车组。在列车组的端部区域中的至少一个车厢17.1和/或17.4设计为自行驱动车厢、尤其设计为牵引车厢。在所示的情况下示例性地是车厢17.1，其牵引车厢17.2至17.4。牵引车厢和依次布置的单独的车厢17.2至17.4分别装备有根据本发明设计的牵引联接器，其中，彼此相邻布置的车厢分别通过这种牵引联接器20彼此耦连。为此，沿纵向观察彼此相邻布置的车厢具有布置在朝向彼此的侧面上并且彼此对准的牵引联接器20，这些牵引联接器可以彼此接合以便耦连并且在列车组中彼此联接。
各个牵引联接器20具有联接器关节间隙S，该联接器关节间隙等于在联接杆1的最大移出状态下在端部止挡面3和旋转轴线11之间沿纵轴线10的方向的最小距离d的最多10％。优选地，牵引联接器的联接器关节间隙S分别在5mm至10mm的范围内、特别优选在5mm至7mm的范围内(包括端值)选择。通过减小各个牵引联接器上的联接器关节间隙总体上产生针对整个列车组的沿拉和推方向的联接器间隙减小并且因此带来行驶动力学特性的显著改善，因为尤其在牵引方式改变时的振动现象被减少。
附图标记列表
1 联接杆
1.1 第一轴向端部
1.2 第二轴向端部
2 联接装置
3 端部止挡面
4 压板
5 表面
6 开口
7 活节销栓
8 轮廓
9 止挡
9.1 止挡面
10 纵轴线
11 旋转轴线
12 端板
13 联接漏斗体
14 联接锥体
15 弹簧元件
16 轨道车辆
17.1、17.4 车厢
20 牵引联接器
S 最大的联接器关节间隙
d 最小距离
m 最小壁厚
Claims (9)
1.一种牵引联接器(20)，具有沿纵轴线(10)的方向延伸的联接杆(1)，所述联接杆在第一轴向端部(1.1)处承载着用于配对的牵引联接器的联接装置(2)并且在第二轴向端部(1.2)处围绕旋转轴线(11)可旋转地支承，所述第二轴向端部沿纵轴线(10)的方向与所述第一轴向端部(1.1)相对置，
其中，所述联接杆(1)还能够沿纵轴线(10)的方向移动，并且在所述第二轴向端部(1.2)上具有端部止挡面(3)；
所述牵引联接器具有沿纵轴线(10)的方向与所述端部止挡面(3)相对置的压板(4)，所述压板具有朝向端部止挡面(3)的表面(5)，
其中，在联接杆(1)的沿纵轴线(10)的方向完全移入的状态下，所述端部止挡面(3)与所述表面(5)彼此贴靠，并且在联接杆(1)的沿纵轴线(10)的方向最大移出的状态下，所述端部止挡面与所述表面限定出最大的联接器关节间隙(S)；
其特征在于，所述联接器关节间隙(S)等于参照联接杆(1)的中间位置在联接杆(1)的最大移出的状态下在所述端部止挡面(3)与所述旋转轴线(11)之间沿纵轴线(10)的方向的最小距离(d)的最多10％。
2.根据权利要求1所述的牵引联接器(20)，其特征在于，至少所述联接杆(1)的第二轴向端部(1.2)设计为金属铸件，和/或所述压板(4)设计为金属铸件和/或设计为锻件。
3.根据权利要求2所述的牵引联接器(20)，其特征在于，所述端部止挡面(3)和/或所述表面(5)被机械加工。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的牵引联接器(20)，其特征在于，所述表面(5)是凸圆的、尤其球面的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的牵引联接器(20)，其特征在于，所述联接杆(1)在所述旋转轴线(11)的区域内具有开口(6)，所述开口包围活节销栓(7)，其中，在所述活节销栓(7)和所述开口(6)的内侧面之间设有沿纵轴线(10)的方向的间隙，该间隙等于或大于最大的联接器关节间隙(S)。
6.根据权利要求5所述的牵引联接器(20)，其特征在于，所述开口(6)沿纵轴线(10)的方向在一侧由联接杆(1)内的柱体区段形的轮廓(8)限定边界并且在另一侧由嵌入联接杆(1)内的止挡(9)限定边界。
7.根据权利要求5或6中任一项所述的牵引联接器(20)，其特征在于，所述联接杆(1)在所述开口(6)与所述端部止挡面(3)之间的最小壁厚(m)等于最大的联接器关节间隙(S)的至少20倍。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的牵引联接器(20)，其特征在于，所述联接装置(2)包括端板(12)，所述端板具有联接漏斗体(13)和联接锥体(14)。
9.一种轨道车辆(16)，具有至少两个车厢(17.n、17.n+1)，这些车厢沿轨道车辆的纵向观察彼此毗邻或依次布置并且能够彼此耦连或已彼此耦连，其中，两个毗邻布置的车厢在其朝向彼此的端部区域处分别具有根据权利要求1至8中任一项所述的牵引联接器(20)，以便彼此耦连。
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