用于轨道车的转向架的旋转接头

摘要

提出一种用于轨道车的转向架的旋转接头，用于将车身连接到所述转向架，所述旋转接头包括：旋转轴承(1)，其具有用于固定到转向架的第一元件(2)且具有相对于所述第一元件(2)可旋转的第二元件(10)；以及接头载架(20)，其以联合旋转方式连接到所述第二元件(10)且用于连接到车身，其中所述接头载架(20)被设计成在被压缩的情况下以吸收能量的方式变形。还提出一种转向架和具有转向架的轨道车。

说明书

技术领域

本发明涉及用于轨道车或轨道车组件的转向架，具体来说用于轨道车的雅各布式转向架(Jacobs bogie)的旋转接头。本发明还涉及转向架和具有转向架的轨道车。

背景技术

轨道车的车身可以经由转向架与彼此连接。在雅各布式转向架的情况下，举例来说，两个连续的车身支撑于共同转向架上。转向架连接到相应的车身且可以相对于这些车身旋转，或至少相对于两个车身中的一个旋转。

除支撑和连接车身的功能之外，转向架经常还执行其它功能。举例来说，在轨道车碰撞的情况下，冲击能量应当分布于整个列车上且应当避免列车的屈曲。在多单元列车的情况下，举例来说，在每一车身上存在变形区，具体来说在各个车厢之间。

举例来说，国际专利申请WO 2016/139236示出安装于两个车身之间且连接所述两个车身的旋转接头。它被设计为能量吸收元件。其中，所述旋转接头被单独地布置于转向架上方。

还从EP 3 028 915A1了解到一种旋转接头，所述旋转接头布置于两个车身之间的车顶区域中且具有用于吸收力的两个接头元件，所述元件被支撑以使得它们相对于彼此是弹性的。EP 2 554 452A1描述了一种相似的旋转接头。然而，所述旋转接头仅可在有限程度上吸收冲击能量。

EP 2 433 823A1描述了一种用于铰接式车辆的旋转接头，其中弹性体元件布置于两个接头段与旋转螺栓之间以用于吸收在正常操作中发生的力。

发明内容

已知解决方案的缺点在于，虽然提供能量吸收区域，但是这些区域是除了现有车组件之外安装的。

关于轨道车的碰撞安全，必须满足欧洲标准EN 15227(2008)。其中，有必要为轨道车提供能量吸收元件。能量吸收元件被设计成例如在轨道车冲击到障碍物的情况下借助于所限定的变形或破坏来至少部分地吸收或降级产生的冲击能量。因此，过量的冲击能量引入到车辆的较不容易更换的剩余结构且因此损坏此剩余车辆结构以及乘客受伤的风险可以至少减少，优选地完全消除。

轨道车具体来说是高速、长距离、本地或货运列车，或有轨电车。术语‘轨道车组件’具体来说指代轨道车、车身、轨道车的模块或车组件，或轨道车组合。

提出一种用于轨道车的转向架的旋转接头，用于将车身连接到转向架。所述旋转接头包括：旋转轴承，其具有用于固定到转向架的第一元件且具有相对于第一元件可旋转的第二元件；以及接头载架，其以联合旋转方式连接到第二元件且用于连接到车身，其中接头载架被设计成在被压缩的情况下以吸收能量的方式变形。

还提出一种用于轨道车的转向架。所述转向架具有例如可支撑于一个或多个轮轴上的框架，且另外具有例如轮、主要和/或辅助悬架，或振动阻尼器。根据实施例，旋转接头以联合旋转方式连接到转向架的框架。举例来说，第二元件被旋拧和/或直接或间接地焊接到框架。

旋转轴承的第一和第二元件相对于彼此可旋转。举例来说，元件彼此接合或元件中的一个部分地包围另一个，这确保了可旋转性。旋转轴承的第一元件可以环形形状形成，举例来说，具有用于容纳第二元件的中心开口或凹部。可以例如中空螺栓或内部环的形式形成第二元件。第二元件可例如支撑于第一元件上且由其携载。

转向架与车身之间的传统连接元件也被称为旋转销或旋转盘。旋转轴承的第一元件等效于所述旋转销或旋转盘，或代替传统旋转销或旋转盘。与旋转盘的对应物是旋转螺栓或螺栓，其插入到旋转盘中。转向架围绕由旋转盘和螺栓形成的竖直轴线相对于车身移动。

为了更好的理解，下文将旋转盘的实施例称为第一元件且将螺栓称为接头轴承的第二元件，其中所述螺栓以可旋转方式插入旋转盘中。对于其它实施例，这类似地适用。确切地说，所述说明类似地适用于第一元件包围第二元件而不是插入到其中的情况。

第二元件不必具有细长形状，但可以具有沿着其旋转轴线小于其直径和高度。同样在此情况下，术语‘螺栓’用于指代通常连接轨道车的两个旋转接头段的螺栓。

旋转接头被设计成使得接头载架可被压缩，例如被作用于其的某一力压缩，例如作用于轨道车的冲击力。接头载架被设计成在被压缩的情况下以吸收能量的方式变形(能量吸收元件)。所述变形在较低力下可以是弹性的且在较高力下可以是塑性的。相比于旋转接头和转向架的其它组件，接头载架被设计为缓冲器，其通过变形吸收冲击的能量且因此允许受控的能量降级(能量吸收)。因此，冲击能量分布于整个列车上且避免列车的屈曲。省去了轨道车的其它组件。

接头载架可以连接到轨道车的车身。确切地说，接头载架被设计成基本上独自携载车身的拉伸负载。由于螺栓以联合旋转方式连接到接头载架且旋转盘可旋转地连接到螺栓，因此转向架相对于车身可旋转。不需要围绕完整圆的完整可旋转性，只要确保轨道车的操作所需的可旋转性即可。可旋转性可限于轨道车典型的旋转角度内的旋转。举例来说，可旋转性可限于-90°到+90°的范围。

具体来说有利的是，转向架可为雅各布式转向架，如下所述。

根据实施例，旋转盘具有圆柱形或圆锥形或杯形腔。螺栓与旋转盘的形状匹配且可旋转地连接到旋转盘。确切地说，螺栓的一部分可以被布置于旋转盘的腔中。旋转盘也可以是圆锥形或形成为球形片段。

接头载架以联合旋转方式连接到螺栓。它可以部分地放置于螺栓周围且因此形成与螺栓的正锁定配合。在具有接头载架的后续变形的冲击的情况下，所述接头载架可被新的接头载架替换。有利的是，因此省去了转向架的不可能或难以更换的部分。

旋转盘可以固定在转向架上。根据实施例，旋转盘以联合旋转方式连接到转向架。这允许螺栓与转向架之间的相对移动，但不允许旋转盘与转向架之间的相对移动。

根据实施例，螺栓连接到接头载架以使得接头载架在冲击的情况下无法向上移动。螺栓可以例如具有凹槽，接头载架的一部分插入所述凹槽中。螺栓可以具有底部部分和顶部部分，且接头载架的至少一个部分可以被布置于螺栓的底部部分与顶部部分之间。确切地说，底部和顶部部分稳固地彼此连接。螺栓的顶部部分防止接头载架在冲击的情况下向上滑动。顶部部分可以具有比底部部分大的外径，具体来说在进入底部部分的过渡处。

顶部部分和底部部分优选地稳固地但可拆卸地彼此连接。这允许接头载架在由于碰撞的变形之后容易松弛和更换。

根据实施例，螺栓的一部分布置于旋转接头轴承中。确切地说，底部部分或底部部分的一部分布置于旋转接头轴承中。

根据实施例，接头载架至少部分地包围螺栓。确切地说，在背对车身的侧上，接头载架可包围螺栓的约二分之一，即大于180°。背对车身的侧是与接头载架和车身的连接相对地定位的侧。

根据实施例，螺栓的底部部分被形成为环形或圆盘形。确切地说，其与旋转盘的形状匹配且形成可旋转连接的适当的对应物。顶部部分也可以被形成为环形或圆盘形。

根据实施例，螺栓的顶部部分形成底部部分上方的突起，在所述突起下方布置接头载架。确切地说，所述突起被布置在接头载架的背对车身的侧上。此外，其可例如大于底部部分。举例来说，螺栓的底部部分和顶部部分被形成为环形或圆盘形，其中底部部分具有比顶部部分大的外径。

根据实施例，螺栓的底部部分和顶部部分形成凹槽，且接头载架的至少部分布置于所述凹槽中。

接头载架将车身连接到转向架。根据实施例，接头载架具有用于连接到车身的多个载架臂。其中，并非每个载架臂必须连接到车身。举例来说，两个载架臂可连接到车身且两个载架臂保持无承载连接。确切地说，载架臂是接头载架的一体式部分，使得接头载架一体地包括载架臂。

载架臂可以具有机械地变形的不同选择。举例来说，一个或多个载架臂的移动可以受止挡件限制，使得它们被迫进入一个移动方向，而其它载架臂可以具有不同移动方向。变形能力的类型以此方式不同。

接头载架在变形期间可能经历两级能量吸收。通过使用例如具有不同变形能力的多个载架臂，可实现接头载架的两级变形能力。在正常操作中，仅接头载架的第一机械级可以是有效的。在冲击的情况下，能量首先被吸收于第一级中，并且接着被吸收于第二级中。

举例来说，两个载架臂可与车身连接，且另外两个载架臂初始自由悬置。在冲击的情况下，连接的载架臂变形。这对应于变形能力的第一级。由于变形，自由悬置的载架臂被导引到止挡件且在进一步变形中充当能量吸收器。这对应于变形能力的第二级。

根据实施例，接头载架具有至少两个外部载架臂和至少两个内部载架臂。确切地说，两个外部载架臂可连接到车身且两个内部载架臂可初始自由悬置。

载架臂或外部载架臂和内部载架臂可以不同地设计，其中载架臂中的至少一个在被压缩的情况下以吸收能量的方式变形且因此充当能量吸收元件。举例来说，外部载架臂可以承载方式与车身连接且既定用于正常操作。内部载架臂可以既定用于冲击且与车身具有一段距离。内部载架臂与车身之间的距离在外部载架臂变形的情况下可以减少。内部载架臂可撞击提供于车身处的止挡件，导致它们也被压缩且以吸收能量的方式变形。替代地，内部载架臂可已经连接到车身。

根据实施例，接头载架基本上在平面中延伸，且在所述平面内执行压缩和相关联能量吸收。优选地，此平面水平地对准，这意味着轨道车的行进方向在此平面中延伸。优选地，避免了接头载架的竖直变形。

根据实施例，接头载架具有至少两个载架臂，其中载架臂基本上布置于水平平面中且被设计成通过在行进方向上作用的力以吸收能量的方式变形，其中在载架臂继续布置于所述平面中时载架臂到彼此的距离由于变形而增加。因此，变形发生于所述平面内。

有利的是，根据实施例，载架臂，具体来说所述至少两个外部载架臂和至少两个内部载架臂基本上定位在一个平面内。优选地，此平面水平地对准。由于压缩预期主要在轨道车的行进方向上，因此载架臂在此平面中对准以吸收能量的最大部分。

根据实施例，接头载架由一个整体件形成。举例来说，接头载架可以通过金属铸造形成。这提供了必要的稳定性且同时提供用于能量吸收的变形能力。

根据实施例，旋转接头还具有用于将旋转接头连接到第二车身的联接装置。联接装置可以可旋转地固定在旋转轴承处。

替代地，联接装置可以联合旋转方式固定到螺栓，具体来说固定在螺栓的顶部部分上或螺栓的底部部分处，或形成为其一部分，其中联接装置可以可旋转地连接到第二车身。

所提出的转向架可为雅各布式转向架。在轨道车中，两个邻近的轨道车组件，例如车身或模块，可支撑于常见的所谓的雅各布式转向架上。在雅各布式转向架中，两个连续轨道车组件同时支撑于同一转向架上，使得转向架位于两个连接的轨道车组件之间的过渡处的正下方。确切地说，雅各布式转向架可布置于轨道车组件之间以使得邻近的轨道车组件可仅借助于雅各布式转向架彼此联接。轨道车组件之间的额外承载和/或吸收能量的连接是不必的。当然，轨道车可以具有多个此类雅各布式转向架。

此外，以旋转接头的实施例或具有此旋转接头的转向架提出一种轨道车，其中所述轨道车具有第一车身和任选地具有第二车身，且其中第一车身经由接头载架连接到旋转接头且因此连接到转向架。第二车身可以经由联接装置连接到转向架。

附图说明

附图示出实施例并且与本说明书一起用来阐释本发明的原理。附图的元件彼此是相对的且不一定按比例真实。相同附图标记因此指代相等部分。

图1示出根据实施例的轨道车。

图2A示出根据实施例的旋转接头和车身的一部分。

图2B示出根据实施例的旋转接头和两个车身的一部分。

图3A示出具有螺栓的接头载架的实例。

图3B示出穿过图3A的接头载架和螺栓的截面图。

图4A到4E示出接头载架的不同实施例。

图5示出穿过根据图3B中示出的实施例的替代实施例的接头载架和螺栓的截面图。

图6A和6B示出具有联接装置的螺栓的替代实施例。

具体实施方式

图1示出根据实施例的轨道车100。轨道车100具有通过雅各布式转向架101连接的第一车身102和第二车身103。

图2示出旋转接头和连接到所述旋转接头的车身102的一部分。图2中示出的旋转接头可以联合旋转方式安装在转向架上。转向架的框架、轮和悬架未图示。举例来说，提供用于螺钉的孔以用于安装。

所述旋转接头具有旋转轴承1，所述旋转轴承具有第一元件2(旋转盘)和第二元件10(螺栓)，其中螺栓10以可旋转方式连接到旋转盘20。此外，旋转接头具有接头载架20，所述接头载架以联合旋转方式连接到螺栓10且用于连接到车身102，其中接头载架20被设计成在被压缩的情况下以吸收能量的方式变形。

此实施例的旋转盘2具有环形或杯形腔，螺栓10插入所述腔中。螺栓10在外部上形成为圆形，使得螺栓10在旋转盘2中的旋转移动是可能的。螺栓10可以环形地形成且也可以具有腔，所述腔具体来说是居中布置的。在环形螺栓10中，中心界定旋转轴线，螺栓10可以在旋转盘2中围绕所述旋转轴线旋转。

旋转轴承还可以具有被可旋转地支撑的第三元件3，用于连接到第二车身103。如果第一车身102通过旋转盘2在螺栓10上方连接到接头载架20，且如果旋转接头独立于螺栓10而借助于第三元件3连接到第二车身103，那么两个车身102、103彼此独立地可旋转地连接到转向架101。

图2B示出用于连接第二车身102的旋转轴承1的第三元件3的实施例。第三元件3在此实施例中是环形的。被布置于彼此内的第一元件2、第二元件3和第三元件10形成环形结构，这允许两个独立的相对旋转。其中，旋转盘2可以联合旋转方式安装在转向架101上，且螺栓10和第三元件3独立于旋转盘2各自以可旋转方式安装。

图3A示出接头载架20的实施例。接头载架20以联合旋转方式连接到螺栓10。螺栓10具有顶部部分12和底部部分11。接头载架20抵靠螺栓11的底部部分的顶部且从下方被所述顶部支撑。底部部分11具有比顶部部分12大的外径。顶部部分12防止接头载架20向上滑动。为此目的，接头载架20可以被布置于螺栓10的底部部分11与顶部部分12之间。顶部部分12和底部部分11可以例如形成凹槽，且接头载架20的至少一部分可以布置于所述凹槽中。

接头载架20可具有两个区，其中第一区具有用于连接到车身102的多个载架臂，且第二区与螺栓10的形状匹配且稳固地连接到螺栓10。确切地说，接头载架20可以在第二区中部分地围绕螺栓10。接头载架20的第一区和第二区可以通过两个相应载架臂21、22、23、24中的第一叉形物和第二叉形物分离。

根据实施例，接头载架20具有至少两个外部载架臂21、23和至少两个内部载架臂22、24。

在此实施例中，接头载架20具有多个载架臂。所述载架臂可以在接头载架20的一个或多个叉形物之后分开。此处，接头载架20具有第一外部载架臂21、第一内部载架臂22、第二外部载架臂23和第二内部载架臂24。外部载架臂21、23和内部载架臂22、24连接到车身102。在其它实施例中，仅外部载架臂21、23或仅内部载架臂22、24可以连接到车身102。优选地，接头载架20是关于竖直平面镜像对称的。因此，通常在轨道车的行进的方向上作用的力对称地减少，这抵消了列车的屈曲。所述两个区的过渡处可以是流式的且接头载架20可以由一个整体件形成。

接头载架20被设计成在被压缩的情况下以吸收能量的方式变形。它被设计为能量吸收元件。在碰撞中，接头载架20应当保持在螺栓10处且通过载架臂21、22、23、24的变形吸收碰撞能量。举例来说，接头载架20以及因此还有载架臂21、22、23、24含有金属，且具体来说通过金属铸造以一个整体件形成。

根据实施例，载架臂21、22、23、24，具体来说至少两个外部载架臂21、23和至少两个内部载架臂22、24基本上定位在一个平面内。优选地，接头载架20的第二区基本上也在此平面中。所述平面可以水平对准以实现载架臂21、22、23、24在轨道车100行进的方向上的最大可能的变形能力和能量吸收。

图3B以截面平面A-A示出图3A的接头载架20和螺栓10的实施例。接头载架20延伸到螺栓10的右边和左边。内部载架臂22、24和外部载架臂21、23未图示，因为截面在接头载架20的叉形物的前方延伸。由于图3A的螺栓10环形地形成，因此图3B示出穿过环的截面，即右部分和左部分以及两者之间的腔。虚线示出水平梯度用于图示。

螺栓10具有顶部部分12和底部部分11。顶部部分12和底部部分11以联合旋转方式连接。接头载架20的一部分布置于顶部部分12与底部部分11之间。在此实施例中，底部部分11在与顶部部分12的接触点处的直径大于顶部部分12的直径。因此，凹槽形成于螺栓10的顶部部分12的突起和底部部分11之间。接头载架20的一部分布置于此凹槽中，由此接头载架20被支撑起来且相对于螺栓10上下固定。

图4A到4E示出接头载架20的不同实施例。确切地说，附图示出内部载架臂22、24和接头载架20与车身102的不同实施例。螺栓10在这些附图中的每一个图中是相同的。接头载架20各自具有四个载架臂21、22、23、24。

接头载架20具有两个区，其中第一区具有用于连接到车身102的多个载架臂21、22、23、24，且第二区与螺栓10的形状匹配且稳固地连接到螺栓10。接头载架20的第二区部分地包围螺栓10。接头载架20的第一区和第二区通过两个相应载架臂21、22、23、24中的第一叉形物和第二叉形物分离。图4A到4E的接头载架20关于在附图中从上到下延伸的镜平面是镜像对称的。所述镜平面对应于轨道车的竖直平面。

根据实施例，螺栓10和/或顶部部分12和/或底部部分11具有腔。螺栓10在其外侧上可旋转地安装。螺栓在其内部区中可以具有腔。确切地说，螺栓10和/或顶部部分12和/或底部部分11可以是环形。

根据一个实施例，载架臂21、22、23、24布置于一个平面中。所述平面与安装于轨道车中的转向架水平对准。举例来说，行进方向在图4A到4E中将从上到下指向。

图4A示出具有两个外部载架臂21、23和两个内部载架臂22、24的接头载架20。外部载架臂21、23以承载方式稳固地连接到车身102。内部载架臂22、24与车身102具有一段距离且因此未稳固地连接到车身。在碰撞的情况下，内部载架臂22、24与车身102之间的距离在外部载架臂21、23变形的情况下减少。其中的外部载架臂21、23被压缩且向外弯曲。优选地，外部载架臂21、23被设计成不会弯曲远离图中指示的平面。

在此实施例中，接头载架20还具有止挡装置25。当外部载架臂21、23变形时止挡装置25撞击车身。此外，止挡装置25可以将两个内部载架臂22、24彼此连接。

替代地，接头载架20可具有两个外部载架臂21、23以及在所述两个外部载架臂之间居中延伸的单个内部载架臂。同样，两个内部载架臂22、24可以在叉形物处会聚到内部载架臂。

图4B示出相似的接头载架20，其中接头载架20被设置成用于到车身102的铰接式连接。外部载架臂21、23具有到车身102的铰接式连接26、27。类似于图4A，外部载架臂21、23支承车身101的负载且被形成为能量吸收元件。

图4C示出接头载架20的又一实施例，其中内部载架臂24、22连接到车身102。载架臂21、22、23、24借助于支撑臂28、29与至少一个其它载架臂21、22、23、24各自彼此连接。确切地说，相应外部支撑臂21、23可借助于支撑臂28、29与相应内部载架臂22、24连接。支持臂28、29优选地定位于载架臂21、22、23、24的平面中，且带来载架臂21、22、23、24彼此之间的稳定。这使接头载架20在一个平面中稳定。在载架臂21、22、23、24中的一个的压缩的情况下，支撑臂28、29阻止载架臂21、22、23、24在行进方向外部的方向上移动。

在图4C的实施例中，止挡件103提供于车身102上。在内部载架臂22、24变形，所述变形导致内部载架臂22、24与车身102之间的连接释放的情况下，内部载架臂22、24撞击止挡件103且通过此冲击和在当时实际上的变形力而保持在车身102处。

图4D示出接头载架20的又一实施例。类似于图4A，接头载架20具有用于在因碰撞变形的情况下撞击车身的止挡装置25。其中，内部载架臂22、24借助于铰接式连接26、27与止挡装置25连接。

图4E示出接头载架20的又一实施例。类似于图4A，接头载架20具有用于在因碰撞变形的情况下撞击车身的止挡装置25。其中，与图4A、4B和4D相比，止挡装置25不表示到车身102的最短距离，但内部载架臂22、24连接到车身102。止挡装置25可以仅通过内部载架臂22、24的变形而撞击车身102。

图5示出与图3A和3B相比的螺栓10的不同实施例。如图3B中，接头载架20部分地包围螺栓10。在此实施例中，接头载架还包围螺栓10的底部部分11的一部分，而不是图3B中示出的实施例中的仅顶部部分12。在两个实施例中，螺栓10形成，具体来说顶部部分12和底部部分11形成凹槽，接头载架20的一部分被布置于所述凹槽中。所述凹槽防止在变形的情况下接头载架20向上或向下滑动。

图6A和6B示出旋转轴承的又一实施例，其中旋转轴承具有不可旋转的第三元件3/13。此实施例是图2B的实施例的替代。在图6A/6B中，第三元件3是联接装置13，所述联接装置可以可旋转方式与第二车身连接。联接装置13以联合旋转方式固定到螺栓10或形成螺栓的一部分。图6A和6B示出对应于图3B和5的截面平面的截面。螺栓10的实施例可以具体来说与图4A到4E的实施例的接头载架20组合。

图6A示出具有联接装置13的螺栓10的实施例。联接装置13以联合旋转方式固定到螺栓10或形成螺栓10的顶部部分12的一部分。在此实施例中，顶部部分12如例如图3B中那样不具有腔，而是联接装置13占据腔的位置且形成顶部部分12的一部分。

图6B示出具有联接装置13的螺栓10的又一实施例。联接装置13以联合旋转方式固定到螺栓10。其形成螺栓10的底部部分11的一部分。顶部部分12具有腔且联接装置13延伸进入此腔。

联接装置13可以例如具有旋转销或旋转螺栓，其可以与第二车身的接头连接。

虽然已经在本文中呈现和描述具体实施例，但在适当时修改所示的实施例也在本发明的范围内；例如图4A到4E的任何接头载架可以与图6A和6B的螺栓的实施例组合。

参考标号列表

图

1 旋转轴承 2A-2B

2 第一元件(旋转盘) 2A-2B

3 第三元件 2B,6A/B

10 第二元件(螺栓) 2A-6B

11 底部部分 3A-6B

12 顶部部分 3A-6B

13 联接装置 6A,6B

20 接头载架 2A-6B

21 载架臂/外部载架臂 3A,4A-4E

22 载架臂/内部载架臂 3A,4A-4E

23 载架臂/外部载架臂 3A,4A-4E

24 载架臂/内部载架臂 3A,4A-4E

25 止挡装置 4A-4E

26 铰接式连接 4B,4D

27 铰接式连接 4B,4D

28 载架臂 4C

29 载架臂 4C

100 轨道车 1

101 转向架 1

102 第一车身 1,2A,2B

103 第二车身 1,2B