JPH021169Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、方形フレームを成すように溶接によ
つて互いに結合されているねじれ弾性的な横桁材
と直接的なねじれ弾性的な縦桁材とを有する、鉄
道車輌用の弾性変形可能なボギー車フレームに関
する。

鉄道車輌のばあい以前では一般に、車輪が比較
的弾性的な一次ばね機構を用いて支承されている
弾性変形しにくいボギー車フレームが使用され
た。

鉄道車輌のために弾性変形可能なボギー車フレ
ームを使用することは公知である（ドイツ連邦共
和国特許第1605141号および第1755632号明細書）。
前記弾性変形可能なボギー車フレームの利点は、
車輪軸受けとボギー車フレームとの間の一次ばね
機構を比較的硬くできるというばかりでなく、場
合によつては完全に省くことができるということ
にある。弾性変形可能なボギー車においてレール
と車輪との接触点が水平な一平面内に位置してい
るばあいには、すべての接触点で同じ車輪負荷が
生ずる。しかしまた接触点が前記平面の外部、例
えばカントを付けられたレールへの移行部に位置
するばあいには、車輪負荷の点で極めてわずかな
差だけが生ずるに過ぎない。何故ならばボギー車
はこのような形状変形に対してわずかにしか抵抗
しないからである。更に車輪がレールからはずれ
るという危険が生ずることはない。

更に、フレームが直線的な縦桁材と横桁材とか
ら成る鉄道車輌が公知である（東ドイツ国特許第
118578号明細書）。しかしこの公知のフレームの
ばあい縦桁材と横桁材とは同じ高さに位置しかつ
上側フランジと下側フランジとは互いに溶接され
ているので、前記桁材はねじれ弾性的でない。

前記公知の弾性変形可能なボギー車フレームに
おいてはねじれ弾性的な縦桁材とねじれ弾性的な
横桁材とは、溶接個所で弾性変形性が損なわれな
いように、互いに溶接されている。このために、
桁材がねじれたばあいに生ずるフランジ相互の長
手方向のずれが妨げられないことを前提としてい
る。このことは公知のボギー車フレームのばあい
には、桁材又は該桁材の少なくとも上側フランジ
又は下側フランジが曲げ出されていることによつ
て、特に縦桁材が下方に曲げ出されていることに
よつて得られ、これによつて、車輪組に横方向力
が作用したばあい縦桁材端部がねじられることを
避けるために、縦桁材の端部をねじり剛性的に構
成できるという可能性が得られる。更に横桁材も
全体的に曲げ出されるか、又は、横桁材の少なく
とも下側フランジがずれ運動を受け止めることの
できるアーチ形で形成されかつ端部を縦桁材に溶
接される。ボギー車フレームはＨ形構造で構成さ
れる。何故ならば両端面側で横桁材を一体溶接す
ることによつて桁材のねじれ弾性ひいてはボギー
車フレームの弾性変形性が損なわれるからであ
る。

弾性変形可能なフレームを有するボギー車は極
めて効果的である。前記ボギー車は鉄道交通のあ
らゆる分野、即ち、長距離車輌、近距離交通車輌
および高速車輌、路面車輌および貨物車輌に適し
ている。前記ボギー車は極めて申し分のない走行
特性を有しかつ従つて高速にも適し、しかも比較
的簡単に構成されかつ一次ばね機構を省くことが
できる。

弾性変形可能なボギー車の前記の種々の使用に
おいては常にボギー車を設計し直す必要がある。
何故ならばボギー車フレームの長さおよび幅、負
荷等に関する要求が極めて異なつているからであ
る。桁材の曲げ出された形状は、このばあいその
都度ボギー車全体を完全に設計し直さねばならな
いということをまねく。車輪軸の間隔が30cmだけ
拡大されるという条件ですら、完全に設計し直す
ために著しい費用が必要となる。

本考案の課題は、その都度あらゆる所要の詳細
図面を以つて完全に設計し直すことなしに、寸法
および負荷並びにばね、ブレーキ、必要であれば
モータおよび別の補助装置の配置に関して種々の
条件に適合できる冒頭に述べた形式のボギー車フ
レームを提供することにある。

このような適合性は、本考案によれば、方形フ
レームを成すように溶接によつて互いに結合され
ているねじれ弾性的な横桁材と直線的なねじれ弾
性的な縦桁材とを有する、鉄道車輌用の弾性変形
可能なボギー車フレームにおいて、端面側の２つ
の横桁材と中間の単数又は複数の横桁材とが、こ
れら横桁材の端部が縦桁材の下側に位置しかつ縦
桁材の下側フランジが横桁材の上側フランジと溶
接されていることによつて得られる。

有利には横桁材も直線的な桁材である。このば
あい本考案における直線的な桁材とは、別の桁材
のフランジと溶接されている少なくともフランジ
が直線的、つまり曲げ出されていない桁材であ
る。ねじれ弾性的な桁材としては自体公知の形式
で開かれた成形体を有するすべての桁材、つまり
特にＴ字形又はＩ字形又はＵ字形横断面を有する
桁材又は縦スリツトを付けられた箱状の桁材が使
用される。縦桁材の下側フランジが横桁材の上側
フランジと溶接されていることによつて、すべて
の桁材の横断面が桁材端部においても自由にされ
かつ桁材がねじれたばあいのずれ運動が妨げられ
ることはない。これによつて従来使用されたＨ形
形状から端面側の桁材を有するＨ形形状又は方形
形状に移行させることができるか又はフレームに
中間で別の横桁材を設けることができる。このば
あいこれによつてフレームの弾性変形性は少しも
損なわれない。このばあい角偶部剛性は縦桁材の
下側フランジと横桁材の上側フランジとの面溶接
によつて申し分なく保証されるけれども、フレー
ムの中間に互いに平行な２つの横桁材が設けられ
ているばあいには特に保証される。しかも角偶部
剛性は、少なくともほぼ縦桁材の下側フランジの
高さで薄板が一体溶接されていることによつて保
証される。

本考案によるボギー車フレームのばあい縦桁材
の下側フランジは、レールと車輪との接触面が一
平面内に位置しているばあいには、１つの車輪が
持ち上がつたばあいに空間的にねじられる平面を
規定する。

縦桁材のためにかつ場合によつては横桁材のた
めにも直線的な桁材が使用されることによつて、
ボギー車は縦桁材の長さおよび横桁材の長さを適
当に選ぶことによつてそれぞれの要求に難なく適
合される。他面では高い負荷性が要求されるばあ
いには、何等かの別の設計変更なしに、縦桁材の
高さおよび（または）横桁材の高さ、特に中間の
横桁材の高さを拡大させることもできる。縦桁材
のばあいには負荷性は、車輪軸受けの間で下側フ
ランジの下に附加的な開かれた桁材が一体溶接さ
れていることによつて高められる。横桁材のばあ
いには同じ補強が可能であるけれども、横桁材の
ばあい、縦桁材との間で中間ウエブを高くするこ
とは比較的簡単であり、このばあい上側フランジ
を上方に曲げ出すか又は下側フランジを下方に曲
げ出すことができる。このばあい横桁材は最早直
線的な桁材ではない。しかしフレームの弾性変形
性は、横桁材の上側フランジの接続点が縦桁材の
下側フランジの高さに位置しかつ該下側フランジ
と溶接されていることによつて保証されている。
このように形成された横桁材を有するボギー車も
設計変更に簡単に適合される。

車輪軸受けを固定するために縦桁材の下側フラ
ンジに、コンソール又は類似のもののような適当
な固定部材をそれぞれ所望の軸間隔をおいて一体
溶接することができる。しかしながらボギー車の
構造高さをできるだけ低く維持するために、有利
には縦桁材内に車輪軸受けを受容するための切欠
み部を切り込むことができる。前記切込み部の位
置もまた、その他の設計変更なしに、変えること
ができる。

本考案によるボギー車フレームは駆動ボギー車
にも使用することができる。このばあい端面側の
桁材は駆動モータを支承するために一緒に利用さ
れる。ボギー車の弾性変形性がモータ支承によつ
て損なわれないようにするために、駆動ボギー車
フレームのばあい有利には、横桁材に該横桁材に
対して平行な桁材が回転可能に支承されており、
該桁材にモータが一点又は二点で支承されてい
る。ボギー車フレームが弾性変形したばあいには
前記平行な桁材は、弾性変形性を何等かの形式で
妨げることなしに、適当に傾けられる。

次に図示の実施例につき本考案を説明する。

第１図から明らかなように、ボギー車フレーム
は、本実施例では上側でスリツトを付けられた箱
状の桁材として図示されている両縦桁材１と、Ｉ
字形に成形された桁材である端面側の横桁材２
と、同様にＩ字形に成形された桁材である中間の
横桁材３とから形成されている。前記横桁材２，
３の上側フランジ２ａ又は３ａは縦桁材１の下側
フランジ１ｂと溶接されている。すべての成形体
端部は、第１図で明らかなように、開かれている
ので、桁材においてねじれが生じたばあいにずれ
運動が妨げられることはない。しかしながらボギ
ー車フレームの角偶部剛性を良くするために中間
の横桁材３の上側フランジ３ａを縦桁材相互の不
都合な長手方向ずれ運動を阻止する薄板４に統合
することができる。

ボギー車フレームの前記基本形は設計変更なし
に簡単に変えられる。従つて縦桁材１の長さを拡
大又は縮小することができ、これによつてボギー
車フレームの全長が変えられる。同様に、ボギー
車を別の軌間に適合させるためであれ又は、車輪
の外側に位置する縦桁材を有するボギー車から車
輪の内側に位置する縦桁材を有するボギー車に移
行させるためであれ、横桁材の長さも変えること
ができる。更に例えば、このばあい何等かの附加
的な機構を配置することが所望されるばあいに
は、中間の横桁材３を縦桁材１から側方に延長さ
れることもできる。従つてこのように延長された
中間の横桁材は、二次ばね機構を縦桁材間に配置
する代りに縦桁材の外側に配置するのにも用いら
れ、このことは例えば、急カーブでのボギー車の
著しい回動に基づいて揺れまくら支持体が必要と
されている市街電車のばあい又は、縦桁材が車輪
の内部に位置するボギー車のばあいに所望されて
いる。

第２図によればボギー車の縦桁材１は車輪軸受
け６間で附加的な補強部材７によつて補強されて
おり、該補強部材７は開かれた成形体として縦桁
材の下側フランジの下に配置されている。

車輪軸受け６を取り付けるために縦桁材内に切
込み部５が切り込まれている。前記切込み部５は
ボギー車全体の弾性変形性を妨げることはないが
しかし、前記切込み部５は車輪軸受けを越えて突
出する縦桁材１の端部のねじれ弾性を高める。し
かし車輪軸受けから出発する横方向の力によつて
生ぜしめられる縦桁材端部の前記の不都合なねじ
れに抗して横桁材２が作用し、該横桁材２は縦桁
材の下側フランジに溶接されていてかつ、フレー
ムが弾性変形したばあいに所望されてない縦桁材
のこのような不都合なねじれを阻止する。

第２図によるボギー車のばあいには、第３図で
横断面図で図示されているように、二次ばね機構
として２つのコイルばね１４が設けられている。
騒音減衰のためにコイルばね１４の上端部で該コ
イルばねと車体の底部１５との間にゴム部材３０
を差し嵌めることができる。コイルばねのわずか
な間隔は車体のローリングに対するわずかな安定
性を生ぜしめる。車体をボギー車に対して安定さ
せるために、第２図および第３図で図示されてい
るように自体公知の形式で、ねじれ棒９と、レバ
ー１０と、結合ロツド１１とから成るアンチロー
リングが設けられている。このばあい、同様に自
体周知のように、ねじれ棒９をボギー車にかつ結
合ロツドの端部を車体に（図示のように）又は逆
にねじれ棒を車体にかつ結合ロツドの端部をボギ
ー車に固定することができる。コイルばねの代り
に空気ばねを使用することもできる。

更に第３図は必要な場合に横桁材をどのように
補強できるかを図示している。横桁材３の下側フ
ランジ３ｂは縦桁材の間でいくらか下方に引き出
されているので、これに相応してウエブ３ｃが高
くされている。即ち上側フランジから著しく下方
にのびている。このことの代りに又はこのことと
同時に上側フランジを上方に曲げ出すこともでき
る。

第４図から第９図まででは、縦桁材の下側に同
様に開かれた補強部材７が設けられている種々の
縦桁材成形体が横断面図で図示されている。この
ばあいすべての実施例において、第８図で図示さ
れているように開かれた成形体の縦スリツトを弾
性的な材料８によつて閉鎖することができる。第
４図乃至第９図では横桁材の上側フランジ３ａは
図示されていないが、横桁材の上側フランジは第
２図および第３図から明らかなように縦桁材に溶
接される。更に第９図では補強部材７を有する縦
桁材に薄板４がどのように溶接されているかを図
示している。このばあい溶接技術的な理由から薄
板４は、同時に補強部材７の上側フランジを成す
縦桁材１の下側フランジ１ｂと同じ高さに正確に
位置していないが、薄板４と下側フランジ１ｂと
の間の小さな段部によつてボギー車フレームの弾
性変形性が妨げられることはない。このばあい第
３図のボギー車のばあいのように、横桁材３の下
側フランジ３ｂを曲げ出すことができ、このばあ
い下側フランジのずれ運動は前記曲げ出し部によ
つて受け止められる。このばあい下側フランジ３
ｂを補強部材７の側壁７ｃに一体に溶接すること
ができる。下側フランジ３ｂのずれ運動が曲げ出
し部によつて受け止められないばあいには、側壁
７ｃに下側フランジを一体に溶接している状態で
はボギー車が弾性変形した際のずれ運動によつて
前記側壁がいくらか弾性変形され、これによつて
横桁材のねじれ弾性が著しく損なわれることはな
い。しかしまた下側フランジ３ｂを補強部材７の
側壁７ｃ内のスリツト１６を貫通案内させて、側
壁７ｃに向かい合つて位置する壁に一体溶接する
こともできる。このばあいずれ運動は下側フラン
ジ３ｂの彎曲並びに前記壁のそり返えりによつて
受け止められる。

第１０図は本考案によるフレームを有する駆動
ボギー車を平面図で図示している。モーターをつ
り掛けるために中間の横桁材３に該横桁材に対し
て平行な桁材１３が配置されている。つまり、前
記桁材１３が個有の軸線を中心として回転させら
れ、かつボギー車フレームが弾性変形した際に軸
受け２５の相互の高さ位置が変化したばあいに該
軸受け２５内でいくらか傾くように、前記桁材１
３は軸受け２５内に配置されている。第１０図の
右半分では、モータ１２が一方では車輪軸２６に
かつ他方ではつり掛け方式で桁材１３の支承点２
７にどのように支承されているかを図示してい
る。第１０図の左半分ではモータの支承形式を示
しており、このばあい附加的な桁材１３はアーム
２８によつてＴ字形の桁材を成すように構成され
ており、該桁材にモータ１２が固定されている。
このような形式で両方の軸受け２５内とアーム２
８の固定点２９内とで三点支承が得られ、この三
点支承によつてボギー車の弾性変形性が妨げられ
ることはない。

本考案によるボギー車フレームの利点は特に設
計者の作業が考慮されているばあいに示される。
製図においてはすべての寸法は長さ単位で、大低
mmで与えられねばならない。本考案によるボギー
車のばあいには、所定の寸法、例えばボギー車又
は縦桁材の全長、軸間隔、軌間又は横桁材の長さ
および別の若干の記載は一般的な数で、例えば
Ｘ，Ｙ，Ｚによつて図面に記載しかつ図面の他に
例えば、前記一般的な数のために適用され得る値
が個々に記載されている通常の部品表、図表を一
緒に設けることができる。今日個々の寸法を変え
るばあいにすべての寸法を有する完全に新らしい
図面を作成せねばならない設計者は本考案による
ボギー車では、個々の場合に所望の寸法を前記図
表内に入れるのに対して、図面内の別のすべての
寸法は変えないでおくことで十分である。しかも
設計者の作業が簡単にされるばかりでなく、同じ
形式で製作も簡単にされる。何故ならばボギー車
を製造するためには縦桁材と横桁材とを所望の長
さで切断しかつ適当に互いに溶接すればよいから
である。曲げ出された上側フランジ又は下側フラ
ンジを有する横桁材が設けられているばあいに
は、横桁材は表示寸法に応じてそれぞれ与えられ
た長さで溶接される。縦桁材が車輪軸受け用の切
込み部を有するばあいには、前記切込み部は、縦
桁材がそれぞれどれ位の長であるかということを
考慮することなしに、軸間隔によつて制限された
個所で切り込んでかつこれによつて中断された下
側フランジ用の結合部が溶接される。このような
簡単な形式で製作されたボギー車フレームには、
ボギー車において従来必要とされる別の構成部材
（該構成部材には車輪軸受け、一次ばね機構、二
次ばね機構および場合によつてはアンチローリン
グ又は回動防止部材ばかりでなく、ブレーキ、照
明機械等が属する）を設けることができるので、
ほぼ直線的な構成部材から成るボギー車フレーム
の簡単な構造は、その都度新たな設計作業によつ
て不経済にされることなしに、ボギー車を積み木
ブロツク形式で組立てることができるという可能
性を生ぜしめる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すものであつて、第
１図はボギー車フレームの斜視図、第２図はボギ
ー車の側面図、第３図は第２図ボギー車の横断面
図、第４図、第５図、第６図、第７図、第８図、
第９図は補強された縦桁材用の種々の成形体を示
した図、第１０図は駆動ボギー車フレームの平面
図である。 １……縦桁材、２，３……横桁材、２ａ，３ａ
……上側フランジ、１ｂ，２ｂ，３ｂ……下側フ
ランジ、３ｃ……ウエブ、４……薄板、５……切
込み部、６……車輪軸受け、７……補強部材、７
ｃ……側壁、８……材料、９……ねじれ棒、１０
……レバー、１１……結合棒、１２……モータ、
１３……桁材、１４……コイルばね、１５……底
部、１６……スリツト、２５……軸受け、２６…
…車輪軸、２７……支承点、２８……アーム、２
９……固定点、３０……ゴム部材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 方形フレームを成すように溶接によつて互い
   に結合されているねじれ弾性的な横桁材と直線
   的なねじれ弾性的な縦桁材とを有する、鉄道車
   輌用の弾性変形可能なボギー車フレームにおい
   て、端面側の２つの横桁材２と中間の単数又は
   複数の横桁材３とが、これら横桁材の端部が縦
   桁材１の下側に位置しかつ縦桁材１の下側フラ
   ンジ１ｂが横桁材２もしくは３の上側フランジ
   ２ａ，３ａと溶接されているように、配置され
   ており、縦桁材１が車輪軸受け６の間で、下側
   フランジの下に位置する付加的な開かれた桁材
   ７によつて補強されていることを特徴とする鉄
   道車輌用のボギー車フレーム。 ２ 横桁材２，３が直線的な桁材である実用新案
   登録請求の範囲第１項記載のボギー車フレー
   ム。 ３ ボギー車フレームの中間で縦桁材１の間に、
   互いに平行な２本の横桁材３が一体接されてい
   る実用新案登録請求の範囲第１項又は第２項記
   載のボギー車フレーム。 ４ ボギー車フレームの中間で縦桁材１の間に、
   ほぼ縦桁材１の下側フランジ１ｂの高さに位置
   する薄板４が一体溶接されている実用新案登録
   請求の範囲第１項又は第２項記載のボギー車フ
   レーム。 ５ ボギー車フレームの中間で縦桁材１の間に、
   互いに平行な２本の横桁材３とほぼ縦桁材１の
   下側フランジ１ｂの高さに位置する薄板４とが
   一体溶接されている実用新案登録請求の範囲第
   １項又は第２項記載のボギー車フレーム。 ６ 縦桁材１が車輪軸受け６を受容するために切
   込み部５を有している実用新案登録請求の範囲
   第１項から第５項までのいずれか１項記載のボ
   ギー車フレーム。 ７ 横桁材２，３が縦桁材１の間で、中間ウエブ
   ３ｃを高くすることによつて補強されている実
   用新案登録請求の範囲第１項から第６項までの
   いずれか１項記載のボギー車フレーム。 ８ 駆動ボギー車のばあいモータ１２を支承する
   ために横桁材３に、該横桁材３に対して平行な
   桁材１３が回転可能に支承されており、該桁材
   １３にモータ１２が一点又は二点で支承されて
   いる実用新案登録請求の範囲第１項から第７項
   までのいずれか１項記載のボギー車フレーム。