专利名称：轨道车辆的轮架接合装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于轨道车辆的轮架接合装置，其具有转向架、包括至少一个轮和承载该轮的轮架的轮组，其中，轮架一方面设有摇臂，其通过螺栓连接与转向架可摆动地相连，另一方面该轮架经弹簧元件弹性地与转向架相连，其中，该螺栓连接具有螺栓，其穿过摇臂中座架以及转向架中的至少一个座架。本发明进一步涉及具有这样的轮架接合装置的轨道车辆。
背景技术：
轨道车辆的轮架接合装置，也公知为轮组接合部件用于，轮组的轮与转向架可动且弹性地相连。对此，由轮架支撑的轮通过与轮架相连的摇臂与转向架可摆动地相连。同时，该轮通过轮架，也通过所谓的初级弹簧与转向架弹性地，即具有弹性地相连。初级弹簧通常涉及压力弹簧，其对转向架和轮架之间的相对运动进行缓冲，从而由此改善轨道车辆 的行驶性能和乘客的舒适性。除了初级弹簧，轨道车辆通常还具有所谓的次级弹簧，其设置在转向架和轨道车辆的车厢之间并用于进一步提高舒适性。摇臂在此通过在横向上延伸的螺栓可摆动地固定在转向架上。横向是指在水平面上横向行驶或纵向延伸的方向，其平行于轮轴延伸。螺栓放置在压合座中的转向架中的座架中，由此，对螺栓以及维持轮组的摇臂的维持应当得到确保。然而，问题在于，为卸载摇臂而去除螺栓由于通常相对小的空间几乎是不可能的。对摇臂、轮架或轮组进行更换由此是繁复的且耗费巨大。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种轨道车辆的轮架接合装置，其允许了简单地卸载摇臂。根据本发明的第一原理，通过轨道车辆的轮架接合装置实现了上面引述和示出的目的，该部件具有转向架、还具有包括至少一个轮和对轮进行支撑的轮架的轮组，其中，轮架一方面设有摇臂，该摇臂经螺栓连接与转向架可摆动地相连，另一方面，轮架经弹簧元件与转向架弹性相连，其中，螺栓连接具有螺栓，例如金属螺栓，该螺栓穿过摇臂中的座架，特别是安装在摇臂座架中的衬套，例如橡胶-金属衬套的座架，以及至少一个转向架中的座架，由此来实现，即，螺栓连接(即螺栓和至少一个座架之间的连接)是具有间隙的，而弹簧元件的作用方向斜向水平面和垂直面这样进行延伸，从而在弹簧元件的压力承载状态下，轮架连同转向架的摇臂被推开。前述弹簧元件特别涉及压力弹簧，优选初级减震器的压力弹簧，即转向架和轮架之间的减震器。当衬套，例如橡胶-金属衬套被安装在摇臂座架中，通过使螺栓连接，特别是螺栓和转向架的至少一个转向架中的座架之间的连接和/或螺栓和摇臂的座架之间的连接，或螺栓与衬套的座架之间的连接具有间隙，当螺栓不受负载时，为卸载摇臂，螺栓可以从座架中运动出来。在此，对弹簧元件的作用方向(即弹簧路径方向或弹簧元件缓冲的方向)如此进行选择，即，弹簧元件在负载下推开轮架和摇臂，其结果是，摇臂相应地对螺栓连接的螺栓在该方向上，即转向架方向上受到负载。尽管连接或轴承相对于座架的边缘具有间隙，螺栓受到挤压并由此得到固定。在弹簧元件受到压力冲击的状态下，该状态在轨道车辆的准备好运行的状态下通过车厢的垂直负载持久维持，该螺栓形状配合地压入转向架中的座架和/或压入摇臂的或所述安装在摇臂座架中的衬套的座架。如果对弹簧元件去除负载，即，将轨道车辆用千斤顶支起，根据本发明，由此使螺栓去除负载并可以轻易地去除。换言之，根据本发明可以考虑，在弹簧元件的承压状态下使螺栓相对于座架边缘，特别是相对于转向架的至少一个座架和/或摇臂座架或衬套座架，例如，橡胶-金属衬套座架，受到挤压，由此，在螺栓接触座架的区域，即在接触侧，使螺栓连接无间隙，相反，在远离接触侧存在间隙，即存在缝隙或间距。
通过解除该螺栓，可以顺利地卸载摇臂以及必要时卸载轮架。摇臂可以与轮架力配合或材料配合地进行连接并且一件式地与其它轮架一起实施。根据本发明的轮架接合装置的另一实施方式，螺栓连接在螺栓和座架之间具有垂直和/或水平的间隙，该座架特别是指转向架中的座架和/或摇臂座架或衬套座架。特别是当存在垂直以及水平间隙时，如果螺栓不受负载，可以简单地去除螺栓。指出了，根据本发明，螺栓连接是指螺栓和摇臂之间的连接或在存在插入摇臂座架的衬套，例如橡胶-金属衬套、螺栓和衬套之间的连接以及螺栓和转向架之间的连接。在此优选，螺栓和转向架之间的连接，即，螺栓和相应的至少一个转向架中的座架的连接，以及螺栓和摇臂之间的连接(在此可以理解为摇臂座架中衬套存在的情况，例如橡胶-金属衬套，以及螺栓和衬套座架之间的连接)是具有间隙的，特别是螺栓在弹簧元件承载压力的状态下相对于至少一个转向架中的座架并相对于摇臂中的座架，在存在所述衬套的情况下(例如橡胶-金属衬套)相对于所述衬套中的座架受到挤压，并在不受负载的状态下通过存在的间隙和来自于所述座架的取消的形状配合而去除。根据本发明的轮架接合装置的另一设计方案，螺栓在水平面中，也就是在纵向(行驶方向)上延伸的层面内延伸。该螺栓特别平行于至少一个轮的转轴而延伸。这样进行延伸的螺栓可以特别有效地通过对弹簧部件的压力冲击通过被转向架推开的摇臂而受负载并且由此以形状配合地插入到转向架的座架内和/或摇臂的座架内或衬套的座架内，例如橡胶-金属衬套的座架内。根据本发明的轮架接合装置的一个设计方案，在横向螺栓纵轴的截面内，螺栓具有非均匀延伸的外廓。此外还可以考虑，座架，特别是转向架中的至少一个座架和/或摇臂中的座架，或者当存在这样的、在衬套内，例如橡胶-金属衬套内，在横向螺栓纵轴的截面中，具有非均匀延伸的内廓。在本发明的意义上，非均匀延伸意味着，各个轮廓不会在每个位置上都具有到螺栓纵轴的相同间距，轮廓不是圆形的。这样的外廓和内廓的优势在于，螺栓处于负载下，特别是传递到摇臂上的转矩的作用下，不会顺利地在各个座架中共同旋转。螺栓的旋转运动相对于各个座架的内表面导致座架和/或螺栓的磨损，而另一方面对不希望的侧向和轴向运动的风险加以避免。优选外廓或内廓具有至少一个角，优选三个或多个角。螺栓在横向螺栓纵轴的截面具有四个角的外廓，这样的螺栓是四边螺栓。原则上，可以考虑在外廓中具有多角的螺栓。额外地，螺栓的螺栓头具有带有前述数量个角的截面，基于螺栓纵轴的截面。根据本发明的轮架接合装置的另一设计方案，螺栓是空心螺栓。空心螺栓在此特别通过轴向孔构成，其至少通过螺栓杆以及必要时通过螺栓头延伸。这样的空心螺栓具有相对小的重量并可以通过简单的工具在轴向上固定，具体方式是通过孔引入螺栓。根据本发明的轮架接合装置的另一设计方案提出了，在摇臂的座架中，如此前已经示出，将橡胶-金属衬套无间隙地且旋转固定地插入压合座，其中，在橡胶-金属衬套中，即内衬套元件的座架中，即衬套眼中，将螺栓插入。优选将螺栓如所述的那样具有间隙地插入橡胶-金属衬套的或内衬套元件的所述座架中，从而使其在弹簧元件承压状态下在接触侧无间隙地或者形状配合地与座架相互作用，并在螺栓连接的远离接触面一侧具有间隙。在本发明的意义上，橡胶-金属衬套是指这样的部件，其由两个彼此插接的圆柱体，特别是金属圆柱体构成，其中，在内圆柱的外周面和外圆柱的内周面存在的缝隙用弹性塑料 或橡胶材料进行填充。弹性材料与内圆周和外圆周的表面相连，从而使力和力矩由外圆柱和内圆柱传递至弹性材料上。这样的橡胶-金属衬套的优势在于，摇臂的摇摆运动不会或至少不完全传递至螺栓上。由此，螺栓更好地得到保护，免受磨损和不希望的轴向运动。在弹簧元件的承载压力的状态下，然而将必要的力在各个座架的接触面方向上施加于螺栓，从而使其形状配合地位于座架内。如果弹簧元件和摇臂不受负载，则没有负载施加于螺栓和橡胶-金属衬套的连接处，从而使螺栓从橡胶-金属衬套中相应的座架中，从衬套眼中或从内衬套元件中的座架中运动出来。在该位置指出了，在本发明的说明书中述及，螺栓穿过摇臂中的座架，还意味着，在存在安装在摇臂座架中的衬套，例如橡胶-金属衬套时，螺栓也穿过衬套内的座架。这是因为，在将螺栓通过所述的安装在摇臂的衬套中的座架时，该螺栓也被强制通过摇臂中的座架。根据本发明的轮架接合装置的另一设计方案提出了，转向架中的至少一个座架由座架衬套，例如由金属衬套构成，该座架衬套无间隙地且旋转固定地特别是在压合座中与其余的转向架相连。特别使该座架衬套缩入为此设置的凹槽中。接纳衬套形成了容纳螺栓的转向架的一部分。以这种方式，可以在接纳区域在螺栓和座架之间选择理想的材料匹配。在弹簧元件的承载压力的状态下，螺栓相对于座架衬套的内表面压紧，由此，在螺栓接触到座架衬套的区域，即在接触面上，螺栓连接是无间隙或形状配合的，相反，在远离接触面一侧，在螺栓和座架衬套之间存在间隙。在此处还指出了，前面一直述及转向架中的座架。这意味着，在转向架中不是仅设有有一个，而是设有两个座架或座架衬套。在使用两个座架的情况下，将其设置在摇臂两侧；这样来形成转向架，即它在两侧如同叉子围绕摇臂延伸。在该情况下，螺栓在横向上，螺栓在横向上首先通过转向架中的第一座架，然后通过摇臂中的或橡胶-金属衬套中的座架并且最后通过转向架中的第二座架延伸。根据本发明的轮架接合装置的另一设计方案提出了，螺栓相对于它的推进方向由覆盖板进行覆盖。推进方向是指这样的方向，在该方向，螺栓在横向上穿过座架，从而将摇臂与转向架相连。这样的覆盖板用于对螺栓在轴向上进行保险或固定。根据本发明的轮架接合装置的又一设计方案提出了，螺栓的纵轴与至少一个轮的转轴位于同一水平面中。在负载的情况下，这导致了对螺栓连接的理想的力冲击。在此优选，螺栓连接和弹簧元件设置在通过轮的转轴延伸的垂直面的同一侧。同样优选，弹簧元件的作用方向或弹簧轴剪切至少一个轮的旋转轴，即通过轮的轴延伸。还可以考虑，在弹簧元件(弹簧轴)的作用方向和水平面之间的角度位于O至70°范围，优选20至60°范围，特别优选30至50°范围，其中，理想角度为45°。进一步，通过具有如前所述的轮架接合装置的轨道车辆实现了本发明的目的。换言之，轮架接合装置可以是轨道车辆的转向架的部分。根据本发明的轨道车辆的一个设计方案，弹簧部件是压力弹簧，特别是轨道车辆的初级减震器的压力弹簧。以这种方式，车辆的重量被自动用于，推开摇臂和转向架的轮架，并由此在各个座架的接触面的方向上对螺栓进行冲击。
由于初级减震器通常存在于轨道车辆中，为本发明的目的无需设置额外的弹簧元件。最后，根据本发明的轨道车辆的又一设计方案设置了，在轨道车辆准备好运行的状态，弹簧元件持久处于压力冲击状态，或者螺栓持久地相对于边缘受到挤压，该座架特别指转向架中的座架和/或摇臂中的座架或者在存在这样的衬套时，衬套，例如橡胶-金属中的座架。准备好运行的状态是指这样的状态，其中，车厢的重量负载在转向架上，并相应地对弹簧元件造成冲击。弹簧元件的去除负载的状态可以由此形成，即用千斤顶顶起轨道车辆。
具有多种可能，对根据本发明的轮架接合装置和根据本发明的轨道车辆进行设计和扩展。在此，一方面阐明了排列在权利要求I之后的权利要求，另一方面结合附图阐明了实施例。附图中图I为本发明的轮架接合装置的侧视图，图2为根据图I的轮架接合装置的截面图，图3为根据图I的本发明的轮架接合装置的另一侧视图，图4为用于未受负载和受负载状态的本发明的轮架接合装置的螺栓连接的图示。
具体实施例方式图I示出了轨道车辆的转向架的轮架接合装置I。由转向架在此示出了转向架2、轮组3和初级减震器形式的弹簧元件5。轮组3包括多个轮3. 1，在此仅示出其中一个，以及对该轮3. I形成支撑的轮架3. 2。轮架3. 2与摇臂3. 3相连，该摇臂经螺栓连接4与转向架2可摆动地相连。轮架3. 2进一步经所述初级减震器5与转向架2相连，初级减震器在此涉及压力弹簧。螺栓连接具有螺栓4. I，在此是金属螺栓，以及多个座架2. I和3. 31或6. 11。如图2所示，螺栓首先通过转向架2中的左侧转向架座架2. I在推进方向Eb上延伸，然后通过摇臂3. 3的摇臂座架3. 31，更准确地说是通过橡胶-金属衬套6内的座架6. 11，并且最终通过转向架2中的右侧转向架座架2. I延伸。左侧和右侧转向架座架2. I用座架衬套2. 2形成，该座架衬套同样由金属构成。如图2所示，摇臂3. 3通过橡胶-金属衬套6与螺栓4. I相连。橡胶-金属衬套6具有由金属构成的内衬套元件6. I、由橡胶构成的中间衬套元件6. 2和由金属构成的外衬套元件6. 3。内衬套元件6. I和外衬套元件6. 3在此形成为圆柱形的。螺栓连接在螺栓4. I和转向架座架2. I之间的连接区域以及在螺栓4. I和摇臂座架3. 31或衬套座架6. 11之间的连接区域具有间隙。这一点已经在图4中为螺栓4. I和转向架2之间的螺栓连接4示出。图4a)在此示出了未受负载的，而图4b)示出了经受负载的或受到压力冲击的状态。在此，经受负载的状态按照以下描述来实现弹簧元件5的作用方向F斜向着水 平面H和垂直面V这样延伸，从而在弹簧元件5受到压力冲击的状态下，当轨道车辆的车厢(未示出)的垂直负载作用于弹簧元件5时，轮架3. 2与摇臂3. 3 一同被转向架2推开。该压力经摇臂作用于螺栓连接4并且导致，螺栓4. I相对于转向架2的座架2. I的边缘并且相应地相对于橡胶-金属衬套6的内衬套元件6. I的内表面受到挤压。在螺栓4. I接触座架2. I或内衬套元件6. I的区域，即，在接触侧，螺栓连接4是无间隙的。在此，在螺栓4. I和座架2. I或内衬套元件6. I之间存在形状配合。相反，在远离接触面一侧，在螺栓4. I和座架2. I或内衬套元件6. I之间存在间隙。为螺栓4. I和转向架2的座架2. I之间的螺栓连接4，图4b)示出了接触侧的无间隙状态，和远离接触侧的具有间隙的状态。这一点在图2中以细节II a和II b可以看出。对于螺栓4. I和橡胶-金属衬套6或内衬套元件6. I之间的螺栓连接4，图2中的细节图II c示出了相应的状态。如果对转向架2并由此对弹簧元件5去除负载，则螺栓4. I和螺栓连接4也去除负载，如图4a)所示，由此，螺栓4. I以简单的方式从转向架座架2. I和摇臂座架3. 31中，即，从橡胶-金属衬套6的内衬套元件6. I中去除。如图4所示，螺栓连接4既有垂直间隙Sv，又有水平间隙SH。这一点既对受到压力冲击的状态成立又对弹簧元件的去除负载的状态成立，就是说，既对螺栓4. I和转向架2之间的螺栓连接4成立，又对螺栓4. I和摇臂3. 3之间的、即螺栓4. I和橡胶-金属衬套6之间螺栓连接4成立。如图I至3所示出，螺栓4. I在此在水平面H延伸，即平行于轮3. I的转轴DK。螺栓4. I的纵向轴Xb以及摇臂3. 3的同一转轴Ds与轮3. I的转轴Dk处于同一平面。此外，螺栓连接4和弹簧元件5设置在通过轮3. I的转轴Dk延伸的垂直面V的同一侧。弹簧元件5的作用方向F在此剪切轮3. I的转轴DK。弹簧元件5的作用方向F与水平面H之间的夹角在此为45°。如图2和4特别示出，螺栓4. I首要涉及空心螺栓，尽管根据本发明还可以使用实心的螺栓。螺栓4. I形成为四边螺栓，其中，座架2. I或座架衬套2. 2以及橡胶-金属衬套6的座架6. 11同样具有四角形内横截面。最后，在图2中在左侧示出了盖板7，其相对于推进方向Eb覆盖并固定螺栓4. I。
权利要求
1.一种轨道车辆的轮架接合装置(I)，其具有 -转向架(2)， -轮组(3)，所述轮组包括至少一个轮(3. I)和支撑所述轮(3. I)的轮架(3. 2)， -其中，一方面，所述轮架(3. 2)设有摇臂(3. 3)，该摇臂通过螺栓连接(4)与转向架(2)可摆动地相连，另一方面，所述轮架通过弹簧元件(5)与转向架(2)弹性相连， -其中，螺栓连接(4)具有螺栓(4. 1)，该螺栓穿过摇臂(3. 3)中的座架(3. 31,6. 11)和转向架(2)中的座架(2. 1)，其特征在于， 所述螺栓连接(4)具有间隙，而且弹簧元件(5)的作用方向(F)这样斜向水平面(H)和垂直面(V)延伸，从而在弹簧元件(5)受到压力冲击的状态下，轮架(3. 2)与摇臂(3. 3) 一起从转向架(2)上推开。
2.根据权利要求I所述的轮架接合装置(1)，其特征在于，在所述弹簧元件(5)受到压力冲击的状态下，所述螺栓(4. I)相对于座架(2. 1、3. 31、6. 11)的受到挤压。
3.根据权利要求I所述的轮架接合装置(1)，其特征在于，所述螺栓连接(4)具有垂直间隙(Sv)和/或水平间隙(SH)，所述垂直间隙和/或水平间隙存在于螺栓(4. I)和座架(2. 1,3. 31,6. 11)之间。
4.根据权利要求I所述的轮架接合装置(1)，其特征在于，所述螺栓(4.I)在水平面(H)中延伸。
5.根据权利要求I所述的轮架接合装置(1)，其特征在于，所述螺栓(4.I)平行于至少 一个轮(3. I)的转轴(Dk)延伸。
6.根据权利要求I所述的轮架接合装置(1)，其特征在于，在所述螺栓(4.I)的横向于纵轴(Xb)的截面内，所述螺栓具有非均匀延伸的外廓和/或所述座架(2. 1,3. 31,6. 11)，所述内廓具有至少一个角(4. 11),优选具有四个角(4. 11)。
7.根据权利要求I所述的轮架接合装置(1)，其特征在于，在所述螺栓(4.I)的横向于纵轴(Xb)的截面内，所述螺栓具有非均匀延伸的外廓和/或所述座架(2. 1,3. 31,6. 11)具有非均匀延伸的内廓，所述内廓具有四个角(4. 11)。
8.根据权利要求I所述的轮架接合装置(1)，其特征在于，所述螺栓(4.I)是空心螺栓。
9.根据权利要求I所述的轮架接合装置(I)，其特征在于，将橡胶-金属衬套(6)无间隙地且旋转固定地、在压合座中，插入摇臂(3. 3)中的座架(3. 31)，其中，将所述螺栓(4. I)插入橡胶-金属衬套(6)的座架(6. 11)。
10.根据权利要求I所述的轮架接合装置(1)，其特征在于，所述转向架(2)中的至少一个座架(2. I)由座架衬套(2. 2)形成，所述座架衬套无间隙地且旋转固定地、在压合座中与其它转向架(2)相连。
11.根据权利要求I所述的轮架接合装置(1)，其特征在于，所述螺栓(4.I)相对于它的推进方向(Eb)由覆盖板(7)来覆盖。
12.根据权利要求I所述的轮架接合装置(1)，其特征在于，所述螺栓(4.I)的纵轴(Xb)与至少一个轮(3. I)的转轴(Dk)位于同一水平层面。
13.根据权利要求I所述的轮架接合装置(1)，其特征在于，所述弹簧元件(5)的作用方向(F)剪切至少一个轮(3. I)的转轴(DK)。
14.根据权利要求I所述的轮架接合装置(1)，其特征在于，在弹簧元件(5)的作用方向(F)和水平面(H)之间的夹角α位于O至70°范围。
15.根据权利要求I所述的轮架接合装置(1)，其特征在于，在弹簧元件(5)的作用方向(F)和水平面(H)之间的夹角α位于20至60°范围。
16.根据权利要求I所述的轮架接合装置(1)，其特征在于，在弹簧元件(5)的作用方向(F)和水平面(H)之间的夹角α位于30至50°范围。
17.根据权利要求2、3、6、7中任一项所述的轮架接合装置(I)，其特征在于，所述座架是车辆转向架(2)中的至少一个座架(2. I)。
18.一种具有根据权利要求1-16中任一项所述的轮架接合装置(I)的轨道车辆。
19.根据权利要求18所述的轨道车辆，其特征在于，所述弹簧元件(5)是轨道车辆的初级减震器的压力弹簧。
20.根据权利要求19所述的轨道车辆，其特征在于，在轨道车辆准备好运行的状态下，所述压力弹簧(5)持续处于受压力冲击的状态和/或所述螺栓持续相对于座架(2. 1,3. 31、6.11)的边缘受挤压。
21.根据权利要求20所述的轨道车辆，其特征在于，所述座架(2.1、3. 31、6. 11)是车辆转向架(2)中的至少一个座架(2. I)。
全文摘要
本发明涉及一种轨道车辆的轮架接合装置(1)，其具有转向架(2)，轮组(3)，该轮组包括至少一个轮(3.1)和支撑所述轮(3.1)的轮架(3.2)，其中，一方面，所述轮架(3.2)设有摇臂(3.3)，其通过螺栓连接(4)与转向架(2)可摆动地相连，另一方面，经弹簧元件(5)与转向架(2)弹性相连，其中，螺栓连接(4)具有螺栓(4.1)，其穿过摇臂(3.3)中的座架(3.31、6.11)和转向架(2)中的座架(2.1)。为简化摇臂(3.1)的卸载，本发明提供了，该螺栓连接(4)具有间隙，而且弹簧元件(5)的作用方向(F)这样斜向水平面(H)和垂直面(V)延伸，从而在弹簧元件(5)受到压力冲击的状态下，轮架(3.2)与摇臂(3.3)一起从转向架(2)上推开。本发明进一步涉及相应的轨道车辆。
文档编号B61F5/30GK102951169SQ201210287548
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月13日 优先权日2011年8月12日
发明者吉多·比克 申请人:勃姆巴迪尔运输有限公司