CN115485178A

CN115485178A - 用于在轨道车辆上传递纵向力的装置

Info

Publication number: CN115485178A
Application number: CN202180032856.5A
Authority: CN
Inventors: M.扎克
Original assignee: Siemens Mobility GmbH
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2020-05-04
Filing date: 2021-04-27
Publication date: 2022-12-16
Also published as: WO2021224061A1; EP4117975B1; DE102020205577A1; EP4117975A1

Abstract

本发明涉及一种用于将纵向力从轨道车辆的转向架(DG)传递到承载结构(TS)上的装置。转向架(DG)通过两个牵引元件(FE1)与承载结构(TS)连接，所述牵引元件将由轨道车辆的两个运动方向形成的纵向力作为牵引力从转向架(DG)传递到承载结构(TS)上。沿轨道车辆的行驶方向观察，两个牵引元件(FE1)彼此对置地布置。根据本发明，牵引元件(FE1)构造为纤维元件(FE1)。在此，纤维元件(FE1)由高负荷的纤维制成并且构造用于仅传递牵引力。

Description

用于在轨道车辆上传递纵向力的装置

本发明涉及一种用于将纵向力从轨道车辆的转向架传递到承载结构上的装置。

在轨道车辆中，纵向力、例如牵引力和制动力从转向架到承载结构的传递必须被赋予高度重要性。作为承载结构例如可以使用机车车体或车厢体。

关于纵向力的上述传递存在若干方案，代表性地列举和描述其中一些：

通过枢轴进行纵向力传递：枢轴将转向架与车厢体连接起来。转向架相对于车厢体围绕由枢轴销形成的竖直轴线运动。通过枢轴销实现纵向力在车厢体和转向架之间的传递。

借助拉杆/压杆的纵向力传递：在该设计方案中，纵向力从转向架到车厢的传递通过拉杆/压杆进行，所述拉杆/压杆无磨损地支承地作用在转向架框架的头部承载件上。拉杆/压杆由两个支撑件组成，支撑件与管件连接。由于所需的力传递，拉杆/压杆非常坚固地实施并且具有大的质量。由此在转向架的区域中要求大的安装体积。

借助于两个拉杆的纵向力传递：在该设计方案中，通过两个拉杆实现纵向力从转向架到车厢的传递。它们固定在转向架的彼此对置的端部的区域中。通过使用两个拉杆实现纵向力的分配，使得所述纵向力与一个拉杆/压杆相比不必实施得那么坚固。然而，由于使用两个拉杆，与一个拉杆/压杆相比，需要相应更大的安装体积。

纵向力传递方案的选择是由结构边界条件和约束决定的。这尤其适用于在受驱动的转向架中的纵向力传递的情况下，在所述转向架中由于驱动而传递高的纵向力(驱动力或制动力)。

在被驱动的转向架中，工作轮的轴例如通过安装在转向架中的电动行驶电机驱动。

图3示出了根据现有技术的具有两个拉杆ZST1、ZST2的这种转向架DG。

两个拉杆ZST1、ZST2经由在转向架上或在机车/车厢体上的连接点设有弹性体轴承ELL，所述弹性体轴承能够实现连接部件相对于彼此的相对运动。

所提到的弹性体轴承ELL在连接点处附加地要求相对大的安装腔，使得其集成不容易实现。

所描述的具有两个拉杆的结构原理要求在机车/车厢体上设置相应的连接托架。优选地，沿相对于机车/车厢体的横向方向观察，连接托架布置在机车/车厢体的横梁的中间区域中。

机车/车厢体的常见结构具有两个偏心延伸的纵梁，所述纵梁通过横梁吸收纵向力或在机车/车厢体中传递纵向力(在此未示出)。

横梁由于引入的纵向力而承受弯曲载荷，并且必须相应坚固地实施。

在轨道车辆的设计和尺寸确定中必须考虑安装体积和重量。

因此，本发明要解决的技术问题是，提出一种用于将纵向力从轨道车辆的转向架传递到承载结构的装置，该装置在重量和结构空间方面得到优化。

该技术问题通过权利要求1的特征解决。

有利的改进方案在从属权利要求中给出。

本发明涉及一种用于将纵向力从轨道车辆的转向架传递到承载结构的装置。

转向架通过两个牵引元件与承载结构连接，所述牵引元件将通过轨道车辆的两个运动方向形成的纵向力作为牵引力从转向架传递到承载结构。沿轨道车辆的行驶方向观察，两个牵引元件彼此对置地布置。

根据本发明，牵引元件构造为纤维元件。在此，纤维元件由高负荷的纤维制成并且构造用于仅传递牵引力。

因此，根据本发明，两个在图3中描述的并且由金属制成的拉杆由纤维元件或绳索代替。

在一个有利的改进方案中，转向架具有两个相对置的端部，其中，每个端部通过牵引元件与承载结构连接。

在一个有利的改进方案中，承载结构具有两个平行延伸的纵梁，所述纵梁借助于横梁间隔地相互连接。

在一个替代的改进方案中，承载结构仅具有一个纵梁。

在一个有利的改进方案中，转向架(DG)构造为被驱动的转向架(DG)。纤维元件构成为，使得由转向架的驱动装置产生的制动力或牵引力作为纵向力从转向架经由纤维元件传递至承载结构。

在一种有利的改进方案中，纤维元件的第一端部通过连接点与转向架或与转向架的端部连接。纤维元件的第二端部通过连接点与承载结构的横梁的中心或与承载结构连接。

在有利的改进方案中，纤维元件的第一端部通过连接点与转向架的端部连接。纤维元件包含另外的纤维元件并且附加地具有分配元件，该分配元件例如实现为环。从分配元件或环开始，纤维元件划分成多个另外的纤维元件。

作为另外的纤维元件，第一纤维元件不仅与第一纵梁而且与承载结构的横梁连接，而作为另外的纤维元件，第二纤维元件不仅与第二纵梁而且与承载结构的横梁连接。在此，第一纵梁优选平行于第二纵梁布置，并且两个纵梁通过横梁彼此连接。

在优选的改进方案中，第一纤维元件在第一点上与承载结构连接，在所述第一点上横梁与第一纵梁连接，或者第一纤维元件在第一点的附近连接。因此，实现了纵向力直接引入承载结构中或其第一纵梁中。

在优选的改进方案中，第二纤维元件在第二点上与承载结构连接，在该第二点上横梁与第二纵梁连接，或者第二纤维元件在第二点的附近连接。因此，实现了纵向力直接引入承载结构中或其第二纵梁中。

在一个有利的改进方案中，纤维元件的第二端部居中地与横梁连接。

在一个有利的改进方案中，一个纤维元件或多个另外的纤维元件由高负荷纤维制成，优选由凯夫拉纤维和/或由碳纤维制成。

在一个有利的改进方案中，另外的纤维元件的进一步划分通过附加的划分元件或环来实施，所述附加的划分元件或环在完成进一步划分之后通过分布的连接点与承载结构连接。

在一个有利的改进方案中，承载结构是框架或机车车体或车厢体的一部分。

通过本发明节省了重量。与图3中描述的现有技术的坚固的或者说实心的拉杆相比，纤维元件作为牵引元件以明显更小的重量传递相应的牵引力。

此外，纤维元件允许通过分布优化的并且可容易地适配于承载结构的连接情况。

通过本发明节省了拉杆的弹性体轴承并且因此获得了结构空间。

可实现的结构空间的显著节省尤其在压缩的转向架解决方案中、例如在驱动的转向架中是有利的。

通过本发明简化了维护或检查工作，因为纤维元件可垂直于纤维方向弹性变形。因此，这些纤维元件与根据在图3中描述的现有技术的金属拉杆相比能够更容易地拆除。

下面示例性地根据附图详细阐述本发明。其中：

图1示出本发明的第一设计方案，

图2示出了本发明的第二设计方案，以及

图3示出在导言中描述的现有技术。

图1示出根据本发明的布置在被驱动的转向架DG上的第一设计方案。

转向架DG在行驶方向上观察具有两个端部，所述端部彼此对置。

如下面描述的那样，在两个端部上实现与轨道车辆的承载结构TS的连接。

承载结构TS在此示例性地具有两个平行延伸的纵梁LT1、LT2，所述纵梁借助于横梁QUT彼此间隔地连接。

在此示出的转向架DG中，其右端借助纤维元件FE1与承载结构TS连接。

纤维元件FE1的第一端部通过连接点ASP-DG与转向架DG连接。纤维元件FE1的第二端部通过连接点ASP-QUT与所示出的横梁QUT的中心连接。

在一个优选的改进方案中，纤维元件FE1由多个部分纤维或部分纤维元件构成，使得纤维元件FE1包含另外的纤维元件FE11、FE12，并且纤维元件FE1在环RNG处分成另外的纤维元件FE11、FE12。

第一纤维元件FE11的第一端部通过连接点ASP-LT1不仅与第一纵梁LT1而且与横梁QUT连接。

在优选的扩展方案中(在此未详细示出)，第一纤维元件FE1连接在所示的连接点ASP-LT1的更近的区域中。

第一部分纤维元件FE11的第二端部在环RNG上与纤维元件FE1连接，或者在环RNG上开始或出发。

第二纤维元件FE12的第一端部通过连接点ASP-LT2不仅与第二纵梁LT2而且与横梁QUT连接。

在优选的扩展方案中(在此未详细示出)，第二纤维元件FE2连接在所示的连接点ASP-LT2的更近的区域中。

第二纤维元件FE12的第二端部在环RNG上与纤维元件FE1连接，或者在环RNG上开始或出发。

纤维元件FE1或纤维元件FE11、FE12由优选包含凯夫拉纤维(Kevlar-Fasern)和/或碳纤维或完全由凯夫拉纤维和/或碳纤维构成的高负荷纤维构成。

优选地，为了额外的保护，纤维或纤维元件FE1、FE11、FE12被基质包覆。

纤维元件FE1、FE11、FE12构造用于仅传递牵引力。

与图3中所示的解决方案相比，通过纤维元件FE11和FE12直接在纵梁LT1、LT2处或靠近纵梁地实现纵向力的有利引入。

通过纤维元件FE11和FE12的力偏转，横梁QUT不必再吸收经由这些纤维元件导出的纵向力。

由于这些纤维元件的传力的几何关系，横梁吸收合成的压力。由此减小了横梁QUT的弯曲负荷。尽管存在附加的压力负荷，但是与根据图3的现有技术相比，横梁QUT可以不那么庞大地设计尺寸。

图2参照图1示出了本发明的第二设计方案。

在此可以看到另外的环RNG，从所述环RNG开始，第一纤维元件FE11和第二纤维元件FE12进一步分开。

相应地，在承载结构TS上设置有多个连接点。

通过这种进一步的划分，将牵引力优化地引入到承载结构TS中或其元件LT1、LT2和QUT中。

在本发明中，具有定义刚度的元件可以用于将纤维元件连接到承载结构。此外，具有定义刚度的元件可以插入各个纤维元件之间。由此有利地实现，与现有技术相比具有更小尺寸的弹性体轴承能够在连接点上使用。

Claims

1.一种用于将纵向力从轨道车辆的转向架(DG)传递到承载结构(TS)的装置，

-具有轨道车辆的转向架(DG)，

-具有所述轨道车辆的承载结构(TS)，

-其中，所述转向架(DG)通过两个牵引元件(FE1)与所述承载结构(TS)连接，所述两个牵引元件(FE1)将通过所述轨道车辆的两个运动方向形成的纵向力作为牵引力从所述转向架(DG)传递到所述承载结构(TS)，

-其中，沿轨道车辆的行驶方向观察，两个牵引元件(FE1)彼此对置地布置，

其特征在于，

-所述牵引元件(FE1)构造为纤维元件(FE1)，

-所述纤维元件(FE1)由高负荷的纤维制成并且构造用于仅传递牵引力。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述转向架(DG)具有两个相互对置的端部，并且其中，每个端部通过纤维元件(FE1)与所述承载结构(TS)连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述承载结构(TS)具有平行延伸的两个纵梁(LT1、LT2)，所述纵梁借助横梁(QUT)间隔地彼此连接。

4.根据权利要求1所述的装置，

-其中，所述转向架(DG)构造为被驱动的转向架(DG)，

-其中，所述纤维元件(FE1)构成为，使得由所述转向架(DG)的驱动器产生的制动力或牵引力作为纵向力从所述转向架(DG)经由所述纤维元件(FE1)传递到所述承载结构(TS)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，

-其中，所述纤维元件(FE1)的第一端部通过连接点(ASP-DG)与所述转向架(DG)的端部连接，并且

-其中，所述纤维元件(FE1)的第二端部通过连接点(ASP-QUT)与横梁(QUT)的中心连接。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，

-其中，所述纤维元件(FE1)的第一端部通过连接点(ASP-DG)与所述转向架(DG)的端部连接，

-其中，所述纤维元件(FE1)包含另外的纤维元件(FE11、FE12)并且具有分配元件(RNG)，

-其中，从所述分配元件(RNG)开始将所述纤维元件(FE1)划分成多个另外的纤维元件(FE11、FE12)，

-其中，第一纤维元件(FE11)作为另外的纤维元件(FE11、FE12)在第一纵梁(LT1)的连接点附近与所述承载结构(TS)的横梁(QUT)连接，

-其中，第二纤维元件(FE12)作为另外的纤维元件(FE11、FE12)在第二纵梁(LT2)的连接点附近与承载结构(TS)的横梁(QUT)连接，

-其中，所述第一纵梁(LT1)平行于所述第二纵梁(TS2)布置，并且所述两个纵梁(LT1、LT2)通过所述横梁(QUT)彼此连接。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述纤维元件(FE1)的第二端部居中地与所述横梁(QUT)连接，或者与所述横梁(QUT)的中间区域连接。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述纤维元件(FE1)由高负荷的纤维制成，或者其中，所述另外的纤维元件(FE11、FE12)由高负荷的纤维制成。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述纤维元件(FE1、FE11、FE12)由凯夫拉纤维和/或碳纤维制成。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述另外的纤维元件的进一步划分通过另外的分配元件(RNG)进行，所述另外的分配元件在完成进一步划分之后与所述承载结构(TS)连接。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述承载结构(TS)是车架或机车车体或车厢体的一部分。