CN213262382U - 活节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于活节式连接轨道交通工具的两个相邻的车厢的活节装置(1)，其中，所述活节装置(1)具有带第一活节头(15)的第一活节臂(10)以及带第二活节头(25)的第二活节臂(20)，以及带有活节销(31)的活节支承装置(3)，用于活节式连接第一活节头(15)和第二活节头(25)。按照本实用新型规定，所述第一活节头(15)设计为活节叉，第二活节头(25)设计为至少区域式由所述活节叉容纳的活节眼，其中，所述第二活节头(25)具有转向架中心销(5)，所述转向架中心销(5)设计为，能至少区域式容纳在转向架的销容纳部中。

Description

活节装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于活节式连接轨道交通工具的两个相邻的车厢的活节装置。

背景技术

据此，本实用新型尤其涉及一种用于活节式连接轨道交通工具的两个相邻的车厢的活节装置，其中，所述活节装置具有第一活节臂以及第二活节臂，所述第一活节臂和第二活节臂借助活节支承装置在活节平面中活节式连接。活节支承装置尤其具有活节销，活节销构成用于活节装置的共同的枢转轴线。该活节销优选在两侧通过活节装置的轴瓦(或者说轴承套)支撑。第一活节臂具有车厢侧的、例如与第一车厢的基板连接或者可连接的端部区域，并且具有带有第一活节头的相对置的端侧的端部区域，而第二活节臂具有车厢侧的、例如与第二车厢的基板连接或者可连接的端部区域，和带有相对于第一活节头至少局部地互补地设计的第二活节头的、相对置的端侧的端部区域。

从有轨交通工具技术已知多个这种用于活节式连接多节式交通工具、尤其有轨交通工具的车厢的活节装置。这种通常设计为所谓的球式负载活节的活节连接系统承受在多节式有轨交通工具的运行中、在相邻的车厢之间出现的纵向力、横向力和垂直的力。

然而在活节装置的行驶动态学设计中，除了在运行中出现的负载之外也要考虑碰撞特性。在此要注意的是，在活节支承装置中通常配设的(集成的) 吸能元件是再生式设计的吸能元件、尤其弹性体元件，其仅用于消减在正常行驶运行中通过活节连接传输的拉力和冲击力。已知的是，这种再生式设计的吸能元件承受直至被定义的大小的力，并且超出于此的力未缓冲地导入交通工具底架或者导入与活节装置连接的车厢中。

由此使得在正常的行驶运行期间在单个车厢之间出现的拉力和冲击力在该再生式冲击保险装置中吸收。但是在工作负载被超过时，例如在交通工具撞到障碍物上时或者在交通工具突然制动时，这种通常集成在活节支承装置中的吸能元件不再足以用于耗散全部汇聚的能量。

因此在碰撞情况中，另外的冲击保险装置、尤其以破坏式设计的吸能元件形式的冲击保险装置加入整个交通工具的吸能方案中，使得汇聚的冲击能量能直接在活节装置或者在交通工具底架中被吸收。否则的话，交通工具车厢就会承受极端载荷并且可能受损或者甚至毁坏。在轨道交通工具的情况下，在这种情况中车厢面临脱轨的危险。

为了在追尾冲击剧烈时保护交通工具底架免受损坏，通常使用破坏式设计的吸能元件，该元件例如设计为，其在例如配设在活节支承装置中的、再生式设计的吸能元件的功耗散用尽之后才响应并且至少部分吸收并且因此消减通过力流经吸能元件传输的能量。作为破坏式设计的吸能元件例如考虑变形管，其中，以破坏性的方式通过变形管的至少一个部段的定义的变形(塑性变形)将冲击能量转化为变形功和热量。

基于变形管原理的吸能元件的特征在于，其具有不带有力峰值的定义的响应力。当然，由现有技术也已知的解决方案是，其中甚至使用再生式设计的吸能元件用于保护交通工具底架，尤其用于保护在追尾冲击剧烈时损坏。为此的示例是带有再生式或者能自恢复的工作方式的气体液压式缓冲器。然而，相较于变形管，基于气体液压式工作方式的吸能元件通常具有更小的响应力和预应力并且尤其与速度相关地响应。

除了基于气体液压式工作方式的吸能元件，也已知一些吸能元件，它们按照静液压的工作方式运行并且它们同样再生式(自恢复地)作用。相对于气体液压式工作的吸能元件，静液压地工作的吸能元件具有高响应力和预应力。

由现有技术例如已知活节装置，其中在至少一个活节臂中集成有变形管，该变形管承担破坏性的吸能元件的功能。因此，其中集成有变形管的活节臂理解为功能上的力传输单元，其中，活节臂在此由设计为变形管的第一力传输元件和设计为配设在活节臂的端侧的端部区域上的活节头的第二力传输元件构成。两个构件摩擦配合地相互连接，使得拉力和冲击力沿活节装置的纵向能传输。

在此，破坏式设计的吸能元件通常构成活节臂的在车厢侧的部段，而活节臂的端侧的端部部段与活节头一致。

基本上，活节臂的在车厢侧的端部部段利用基板或者类似物与车厢连接，由活节装置的活节臂传输的力被导入基板或者类似物，或者说待由活节装置的活节臂传输的力通过基板或者类似物从车厢导至配属的活节臂。

另一方面，在活节装置的第一活节臂的端侧的端部部段处的活节头一般能够与相应地对此互补的、设计在活节装置的第二活节臂的端侧的端部部段处的活节头咬合。

在传输拉力和冲击力时，力流从第一车厢经经由必要时在第一活节臂中集成的、优选破坏式设计的吸能元件、第一活节头延伸至第二活节臂，第二活节臂配属于相邻的第二车厢。

第二活节臂可以或者同样装配有破坏式设计的吸能元件。然而也可以想到的是，第二活节臂仅在其端侧的端部部段处具有活节头，而车厢侧的端部部段直接例如与第二车厢的基板基本上刚性地连接。

图1示出由现有技术已知的一种活节装置的示例，其带有第一和第二活节臂10、20。在第一活节臂10的端侧的端部区域12处，作为第一活节头 15配设有活节叉。该活节叉向第一车厢的方向过渡至第一活节臂10中，第一活节臂10通过固定设置(以法兰方式连接)在(未示出的)第一车厢的端侧上的第一基板2延伸。

第二活节臂20的结构在活节平面方面相对于第一活节臂10的结构镜像对称地设计。活节平面是垂直平面，该垂直平面延伸穿过利用活节销31定义的、对活节装置共同的枢转轴线Z。

在通过由现有技术已知的并且在图1中所示的活节装置传输拉力和冲击力时，在正常行驶运行中从第一车厢向第二车厢的力流经由第一基板2、活节叉1行进至活节销31和在活节支承装置中集成的、再生式设计的吸能元件(球式负载轴承)，这在图1中未明显示出。

接着，力流继续从活节叉或者活节销31延伸至在第二活节臂20的端侧的端部区域22上的设计为活节眼的第二活节头25，并且接着延伸至第二基板4。

在图1中示意性示出的并且由现有技术已知的活节装置还具有随动元件 50，其中，随动元件50的第一端部区域能与(在图1中未示出的)待布置在活节装置下方的底盘、尤其转向架作用连接。与随动元件50的第一端部区域对置的第二端部区域通过在两侧的轴承套与设计为活节叉15的第一活节头15连接。

实用新型内容

从按照图1的活节装置出发，本实用新型要解决的技术问题是，改进或者优化这种活节装置，使得尤其甚至在高负载被导入布置在活节装置下方的底盘、尤其转向架中时改善活节装置的疲劳强度。同时应保证活节装置的尽可能紧凑的结构方式。

该技术问题按照本实用新型通过一种按照本实用新型的用于活节式连接轨道交通工具解决。

因此本实用新型尤其涉及一种用于活节式连接轨道交通工具、尤其有轨交通工具的两个相邻车厢的活节装置，其中，所述活节装置具有第一活节臂、第二活节臂以及(带有用于在活节平面中活节式连接两个活节臂的活节销的)活节支承装置。相对于多节式交通工具的第一车厢，第一活节臂具有车厢侧的端部区域和相应地对置的端侧的、带有第一活节头的端部区域。以相同的方式，第二活节臂具有相对于多节式交通工具的第二车厢的车厢侧的端部区域和带有第二活节头的相应地对置的端侧的端部区域，所述第二活节头相对于第一活节头至少局部地互补地设计。在此，活节支承装置的活节销用于在活节平面中连接第一和第二活节头，该活节销在此定义对于活节装置共同的枢转轴线。

为了实现甚至当有高负载从活节装置传输到布置在活节装置下方的底盘、尤其转向架时，活节装置也能尽可能无磨损地或者至少低磨损地工作，按照本实用新型规定，活节装置的第一活节头设计为活节叉，第二活节头设计为至少局部地被活节叉容纳的活节眼(或称为关节扣孔)，其中，设计为活节眼的第二活节头具有转向架中心销(或称为转向架销柱)。

该转向架中心销设计为至少局部地能容纳在转向架的或者其他待布置在活节装置下方的底盘的销容纳部中，使得转向架中心销相对于转向架的或者说底盘的销容纳部能转动。

设计为活节眼的第二活节头的转向架中心销还被设计为，尤其甚至将高负载从活节装置的第一和第二活节臂经由活节支承装置和转向架中心销直接导入转向架中或者导入转向架/底盘的承载结构中。

可以简单地得到用按照本实用新型的解决方案实现的优点：(区别于上述的和由现有技术普遍已知的解决方案)设计为活节眼的活节头具有转向架中心销，以便被导入活节装置中的负载传输到待布置在活节装置下方的底盘、尤其转向架上，以此可以通过活节装置保证优化的力流。尤其保证了，负载路径直接从设计为活节眼的(第二)活节头延伸到转向架中心销中，并从此处延伸到转向架或者转向架/底盘的承载结构中。该负载路径尤其不再经由活节装置的轴承套(或称为轴瓦)延伸，使得在本实用新型的情况中，在活节装置的运行中该组件被保护。此外，另外的不可忽视的优点是，按照本实用新型的活节装置具有特别紧凑的结构并且因此不需要额外的结构空间。

在按照本实用新型的活节装置的优选实施方式中规定，第二活节头和转向架中心销共同设计为一体的和尤其整体式构造的构件。在此例如优点是，构成第二活节头和转向架中心销的构件设计为金属铸造件、尤其铝铸造件。相对于此备选地也可行的是，该构件设计为锻造件，这在构件强度方面带来另外的优点。

按照根据本实用新型的活节装置的实施方式尤其规定，转向架中心销沿垂直于或者至少基本上垂直于由活节销构成的枢转轴线的方向延伸。以这种方式能实现负载直接导入待布置在活节装置下方的转向架中或者导入转向架的相应的承载结构中。

为了实现导入活节装置中的力和转矩直接经由转向架中心销导入待布置在活节装置下方的底盘(例如转向架)中，尤其规定，设计为活节眼的第二活节头具有尤其基本上沿共同的枢转轴线设计的通孔，活节销至少局部地容纳在该通孔中，其中，由转向架中心销定义的纵向延伸轴线和/或旋转轴线延伸穿过由该通孔定义的用于活节销的容纳区域。

该实施方式实现了，力流从设计为活节眼的第二活节头不经转向地直接从活节眼延伸到转向架中心销中。

活节装置的活节支承装置可以具有相应的用于尤其在两侧支撑活节销的轴承套，其中，轴承套优选可拆卸地与第一活节头连接，第一活节头设计为活节叉。

优选的是，轴承套分别多件式地构建并且具有上部的轴承套区域，所述上部的轴承套区域与下部的轴承套区域优选可拆卸地连接。通过轴承套的这种多件式构造实现的是，活节装置的活节臂相互沿垂直的方向连接，这简化了按照本实用新型的活节装置的组装。

为了进一步最小化活节装置的易磨损性，按照根据本实用新型的解决方案的实施方式规定，活节装置具有吸能设备，该吸能设备集成在利用两个活节臂和活节支承装置构成的活节连接系统中，并且所述吸能设备为了消减在正常行驶运行中通过活节装置传输的拉力和冲击力而具有优选配设在活节支承装置中的、再生式设计的吸能元件，尤其弹性体元件。

在按照本实用新型的解决方案的特别优选的改进设计方案中规定，活节装置的吸能设备具有破坏式设计的吸能元件、尤其变形管或者类似物，该破坏式设计的吸能元件例如集成在第二活节臂中，使得在正常的行驶运行中出现的和待由活节装置传输的拉力和冲击力的力流从第一车厢经经由第一活节臂、带有活节销的活节支承装置、第二活节臂和集成在第二活节臂中的优选破坏式设计的吸能元件延伸至第二车厢，并且能反向进行。

相对于最后所述实施方式，即其中在第二活节臂中集成有破坏式设计的吸能元件，额外地或者备选地，按照本实用新型的优选改进设计方案能想到的是，活节装置的吸能设备具有破坏式设计的吸能元件、尤其变形管或者类似物，其集成在第一活节臂中，使得在正常的行驶运行中出现的和待由活节装置传输的拉力和冲击力的力流从第一车厢经经由第一活节臂和集成在第一活节臂中的、优选破坏式设计的吸能元件以及带有活节销的活节支承装置、并经由第二活节臂(和必要时配设在第二活节臂中的、优选破坏式设计的吸能元件)延伸至第二车厢，并且能反向进行。

附图说明

下面根据附图进一步说明按照本实用新型的活节装置的示例性实施方式。

附图中：

图1示出在正常行驶运行中由现有技术已知的活节装置；

图2示意性和以等轴的图示出按照本实用新型的活节装置的示例性实施例；

图3示意性和以等轴的分解图示出图2所示按照本实用新型的活节装置的示例性实施例；

图4示意性和以纵剖图示出图2所示按照本实用新型的活节装置的示例性实施例；以及

图5示意性和以等轴的图示出图2所示按照本实用新型的活节装置的示例性实施方式的设计为活节眼的第二活节臂。

具体实施方式

图1示出由现有技术已知的活节装置，其带有第一活节臂10和第二活节臂20。活节装置具有随动元件50，其中，随动元件50的第一端部区域能与(在图1中未示出的)待布置在活节装置下方的底盘、尤其转向架作用连接。与随动元件50的第一端部区域对置的第二端部区域通过在活节装置的两侧的轴承套与设计为活节叉的第一活节臂10连接。

图1示例性示出负载路径L，在正常行驶运行中从活节装置传输的拉力和冲击力通过负载路径L延伸。具体而言，负载路径L从第一活节臂10经由下部的轴承套元件延伸到随动元件50中。

下面参照图2至图5的视图说明按照本实用新型的活节装置的示例性实施方式。

按照本实用新型的活节装置1的示例性实施方式具有(如图1所示由现有技术已知的活节装置)第一活节臂10和第二活节臂20。第一活节臂10 的车厢侧的端部区域与第一基板2连接，而第一活节臂10的与活节臂10的车厢侧的端部区域对置的端侧的端部区域配设有第一活节头15。

以相同方式，第二活节臂20具有车厢侧的、与第二基板4连接的端部区域以及带有第二活节头25的对置的端侧的端部区域，所述第二活节头相对于第一活节头15至少局部地互补地设计。

在按照本实用新型的活节装置1的在图中所示示例性实施方式中，第一活节臂10的第一活节头15设计为活节叉，第二活节臂20的第二活节头设计为活节眼。

第一活节臂10的第一活节头15和第二活节臂20的第二活节头25通过活节支承装置3活节式相互连接。

为此，活节支承装置3具有活节销31，活节销定义了对于活节装置1 共同的枢转轴线。活节支承装置3还在活节头15、25两侧具有轴承套7，以便在两侧支撑活节支承装置3的活节销31。

尤其如图4中的示意性剖视图所见，本实用新型的活节装置1特征在于，设计为活节眼的第二活节头25具有转向架中心销5。将转向架中心销5安装到活节眼上具有重要优点，即待通过转向架中心销5导入待布置在活节装置1下方的底盘、尤其转向架的转矩通过活节眼导引，相较于在活节叉的情况中，活节眼在结构空间相同的情况下具有更高的阻力矩。

在此尤其规定，第二活节头25和转向架中心销5共同设计为一体的和尤其整体式构造的构件。

在此可以想到的是，构成第二活节头25和转向架中心销5的构件设计为金属铸造件、尤其铝铸造件。然而特别优选的是，该构件设计为金属制成的锻造件，其带来针对构件强度的进一步的优点。

在图4中的示意性剖视图示出，转向架中心销5沿垂直于或者至少基本上垂直于由活节销31构成的枢转轴线的方向延伸。

此外在按照图4的剖视图中可见，设计为活节眼的第二活节头25具有尤其基本上沿共同的枢转轴线设计的通孔，活节销31(和包围活节销31的弹性体元件6)能至少局部地容纳在通孔中。

在此尤其规定，由转向架中心销5定义的纵向延伸轴线和/或旋转轴线延伸穿过由该通孔定义的用于活节销31的容纳区域，并且尤其优选正好居中地延伸穿过该由通孔定义的区域，以便实现从活节眼到转向架中心销5中和到待布置在活节装置1下方的转向架中尽可能直接的力的导入。

通过这种负载分布，按照本实用新型的活节装置1的强度可以进一步优化。

尤其如图3中的示意性分解图所示，在按照本实用新型的活节装置1的示例性实施方式中，设第一活节臂10的计为活节叉的第一活节头15至少局部地容纳第二活节臂20的设计为活节眼的第二活节头25。在此在两侧还至少局部地在活节叉和活节眼之间布置有用于活节支承装置3的轴承套7。

尤其地，轴承套7分别多件式地构建并且具有上部的轴承套区域，所述上部的轴承套区域与下部的轴承套区域优选可拆卸地连接。第一活节臂15 以此可以与第二活节臂20沿垂直方向安装。

活节支承装置3的活节销31设计为水平延伸的并且垂直于活节装置1 的纵向延伸的销栓。

在图4中的剖视图示出，在利用两个活节臂15、25和活节支承装置3 构成的活节连接系统中集成有吸能设备(＝弹性体元件6)，该吸能装置用于消减在正常运行中通过活节装置1传输的拉力和冲击力。为此，优选配设在活节支承装置3中的、再生式设计的吸能元件(＝弹性体元件6)集成在活节支承装置3中并且尤其集成在配设在第二活节臂20的活节眼中的通孔中。该吸能元件优选是弹性体元件。

此外，按照本实用新型的活节装置1可以具有破坏式设计的吸能元件形式的另外的吸能设备，其例如集成第一或者第二活节臂10、20中，使得在正常的行驶运行中出现的和待由活节装置1传输的拉力和冲击力的力流通过活节臂10、20、活节支承装置3、活节销31和在相应活节臂10、20中集成的吸能元件延伸。

本实用新型不限于在附图中示例性示出的实施方式，而是由对在此公开的全部特征的总体考虑得出。

Claims (12)

1.一种用于活节式连接轨道交通工具的两个相邻的车厢的活节装置(1)，其中，所述活节装置(1)具有：

-第一活节臂(10)，所述第一活节臂相对于第一车厢具有车厢侧的端部区域和对置的端侧的、带有第一活节头(15)的端部区域，

-第二活节臂(20)，所述第二活节臂相对于第二车厢具有车厢侧的端部区域和对置的端侧的、带有第二活节头(25)的端部区域，和

-活节支承装置(3)，其具有用于在活节平面中活节式连接第一活节头(15)和第二活节头(25)的活节销(31)，其中，利用活节销(31)构成对于所述活节装置(1)的共同的枢转轴线，

其特征在于，

所述第一活节头(15)设计为活节叉，第二活节头(25)设计为至少局部地被所述活节叉容纳的活节眼，其中，所述第二活节头(25)具有转向架中心销(5)，所述转向架中心销(5)设计为能够至少局部地容纳在转向架的销容纳部中。

2.按照权利要求1所述的活节装置(1)，

其特征在于，所述第二活节头(25)和转向架中心销(5)共同设计为一体的构件。

3.按照权利要求1或2所述的活节装置(1)，

其特征在于，构成第二活节头(25)和转向架中心销(5)的构件设计为金属铸造件或者设计为锻造件。

4.按照权利要求1或2所述的活节装置(1)，

其特征在于，所述转向架中心销(5)沿垂直于由活节销(31)构成的枢转轴线的方向延伸。

5.按照权利要求1或2所述的活节装置(1)，

其特征在于，设计为活节眼的第二活节头(25)具有通孔，所述活节销(31)至少局部地容纳在该通孔中，并且其中，由转向架中心销(5)定义的纵向延伸轴线和/或旋转轴线延伸穿过由所述通孔定义的用于活节销(31)的容纳区域。

6.按照权利要求1或2所述的活节装置(1)，

其特征在于，第一活节臂(10)的车厢侧的端部区域设计为凸缘或者具有第一基板(2)用于将第一活节臂(10)与第一车厢的底架连接，并且其中，第二活节臂(20)的车厢侧的端部区域设计为凸缘或者具有第二基板(4)用于将第二活节臂(20)与第二车厢的底架连接。

7.按照权利要求1或2所述的活节装置(1)，

其特征在于，活节支承装置(3)具有用于支撑活节销(31)的轴承套(7)，其中，轴承套(7)与第一活节头(15)连接。

8.按照权利要求7所述的活节装置(1)，

其特征在于，所述轴承套(7)分别多件式地构建并且具有上部的轴承套区域，所述上部的轴承套区域与下部的轴承套区域连接。

9.按照权利要求1或2所述的活节装置(1)，

其特征在于，还配设有吸能设备，所述吸能设备集成在利用两个活节臂(10、20)和活节支承装置(3)构成的活节连接系统中，并且所述吸能设备为了消减在正常行驶运行中通过活节连接系统传输的拉力和冲击力而具有再生式设计的吸能元件。

10.按照权利要求9所述的活节装置(1)，

其特征在于，所述吸能设备还具有至少一个第一吸能元件，所述第一吸能元件集成在第二活节臂(20)中，使得在正常的行驶运行中出现的和待由活节装置(1)传输的拉力和冲击力的力流从第一车厢经由第一活节臂(10)、活节支承装置(3)、活节销(31)、第二活节臂(20)并且经由集成在第二活节臂(20)中的至少一个第一吸能元件延伸至第二车厢，并且能够反向进行。

11.按照权利要求9所述的活节装置(1)，

其特征在于，所述吸能设备还具有至少一个第二吸能元件，所述第二吸能元件集成在第一活节臂(10)中，使得在正常的行驶运行中出现的和待由活节装置(1)传输的拉力和冲击力的力流从第一车厢经由第一活节臂(10)和集成在第一活节臂(10)中的至少一个第二吸能元件、活节支承装置(3)、活节销(31)、和第二活节臂(20)延伸至第二车厢，并且能够反向进行。

12.按照权利要求1或2所述的活节装置(1)，

其特征在于，所述转向架中心销(5)设计为能够至少局部地容纳在转向架的销容纳部中，使得转向架中心销(5)相对于转向架的销容纳部能转动，并且导入活节支承装置(3)中的负载通过所述转向架中心销(5)能直接导入销容纳部或者导入转向架的承载结构中。

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