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CN112977519A - 轨道车辆的转向架 - Google Patents

轨道车辆的转向架 Download PDF

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CN112977519A
CN112977519A CN202011486076.1A CN202011486076A CN112977519A CN 112977519 A CN112977519 A CN 112977519A CN 202011486076 A CN202011486076 A CN 202011486076A CN 112977519 A CN112977519 A CN 112977519A
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CN202011486076.1A
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路易斯·卡米洛·苏扎里尼·鲁伊斯
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Alstom Transport Technologies SAS
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Alstom Transport Technologies SAS
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本申请涉及轨道车辆的转向架，包括：a)两对车轮(12)，每一对的车轮(12)通过车轴结构(14)彼此连接；b)铰接车架(18)，每一个车轴结构(14)通过主悬架装置(20)连接到所述车架(18)；以及c)副悬架装置(22)，其承载在所述车架(18)上并且包括至少一个调平阀(26)；对于所述车轮(12)中的至少一个车轮，所述车轮(12)的磨损检测件(30)以及位于所述调平阀(26)和所述磨损检测件(30)之间的机械连接件(34)，所述机械连接件用于将所述磨损检测件的位移传送至所述调平阀，以控制所述副悬架装置(22)中的现有压力增大或减小。

Description

轨道车辆的转向架
技术领域
本发明涉及一种轨道车辆的转向架，包括：
a)两对车轮，每一对的车轮(12)通过车轴结构彼此连接；
b)铰接车架，每一个车轴结构通过主悬架装置连接到车架；以及
c)承载在车架上的副悬架装置，副悬架装置包括至少一个调平阀。
背景技术
轨道车辆通常包括安装在转向架上的至少一个车厢，转向架能够完全承载在车厢下方或者相邻的两个车厢之间，并且在某些情况下为至少一个客运车厢。客运车箱通常包括至少一个车舱以及与车舱分离的平台，车舱配备有座椅以容纳乘客，平台提供了用于从站台登上车厢或从车厢下到站台的门。
轨道车辆的载荷的增大，即车辆承载的质量的增大，以及车轮的磨损改变车厢地板的高度，并且改变车辆地板与站台之间在高度方向上的竖直距离。
例如当车辆运送行动不便的人员时，这样的变化引起麻烦。实际上，平台的地板与站台之间过大的竖直距离使得进入车厢变得麻烦。
US5,947,031记载了上述类型的转向架，该转向架包括转向架的每一个纵向侧部处的调平阀，调平阀通过固定在车轴箱上的连接杆连接到副悬架。连接杆允许根据在转向架上施加的载荷使悬架膨胀或收缩。然而，US5,947,031中记载的转向架无法对车轮的磨损造成的车厢高度的变化进行补偿。
发明内容
本发明的目的之一在于通过提出一种转向架，该转向架通过考虑载荷变化以及车轮磨损改善了乘客登上车厢或从车厢下来的舒适度，从而缓解以上缺陷。
为此，本发明涉及一种上述类型的转向架。对于车轮中的至少一个，转向架包括车轮的磨损检测件以及位于调平阀和车轮的磨损检测件之间的机械连接件，机械连接件用于将磨损检测件的位移传送至调平阀，以控制副悬架装置中的现有压力增大或减小。通过磨损检测件、机械连接件以及二者与车轮和调平阀之间的设置，本发明通过考虑至少一个车轮的磨损，能够可靠地减小车厢地板和站台之间在高度方向上的距离，从而能够根据车厢的载荷来调节该距离，由此改善乘客的舒适度。
根据本发明的特定实施例，转向架还具有以下特征中的一个或多个，这些特征孤立地或者以任何可能的组合来选取：
-转向架具有两个纵向侧部，每一个纵向侧部包括每一对中的一个车轮，副悬架装置包括转向架的每一个纵向侧部的至少一个调平阀，转向架对于每一个车轮包括磨损检测件以及位于调平阀和车轮的磨损检测件之间的机械连接件，机械连接件用于将磨损检测件的位移传送至调平阀，以控制副悬架装置中的现有压力增大或减小；
-每一个磨损检测件在第一连接枢轴附近铰接到对应的车轮，并且机械连接件一方面在第二连接枢轴附近铰接到调平阀，且另一方面在第三活动连接枢轴和第四刚性连接枢轴附近铰接到车轮的磨损检测件；
-每一个车轮是绕轴线旋转运动的，并且其中，车轮的磨损检测件通过车轮的磨损检测件的第一连接枢轴向所述车轮的旋转的轴线的位移来检测车轮的磨损，所述第一连接枢轴向所述车轮的旋转的轴线的位移由的车轮的直径的缩小引起；
-调平阀在第五连接枢轴附近铰接到在两个纵向端部之间延伸的臂部，臂部在第二连接枢轴附近的每一个纵向端部处铰接到对应车轮的机械连接件；
-不论车轮的磨损如何，第四刚性连接枢轴和车轮的旋转轴线之间沿高度方向的距离是大体上恒定的；
-第二连接枢轴和车轮的旋转轴线之间沿高度方向的调节距离随车轮的磨损而变化；
-车轮的磨损检测件通过连接导轨铰接到车架上并且包括位于第一连接枢轴和第四刚性连接枢轴之间的弹簧系统，以使得车轮的磨损检测件仅在高度方向上平移运动且机械连接件绕第四刚性连接枢轴旋转运动；
-调平阀被配置为通过以下方式对与转向架关联的轨道车辆的车厢的载荷变化进行补偿：当载荷增大时控制副悬架装置中的现有压力增大，或者当载荷减小时控制副悬架装置中的现有压力减小。
本发明还涉及一种轨道车辆车厢，包括至少一个根据本发明的转向架。
附图说明
通过阅读以下参照唯一的附图并以示例方式给出的说明，本发明的其它方面和优点变得明显。在附图中：
图1是本发明的转向架的侧视图。
具体实施方式
在后续说明中，术语“高”、“低”是根据轨道车辆的典型高度方向Z进行理解的。在水平地面上，高度方向Z因此大体上是竖直的。
参见图1对轨道车辆的转向架10进行说明。
转向架10包括两对车轮12。
每一对的车轮12通过车轴结构14彼此连接，该车轴结构14对于对应的一对车轮中的每一个车轮12包括车轴箱16。
转向架10包括车架18。车架例如是铰接车架18。
每个车轴结构14通过主悬架装置20连接到车架18。主悬架装置20包括，例如，螺旋弹簧或气动弹簧。
主悬架装置20针对每个车轮12通常包括一个或两个弹簧。在所示示例中，主悬架装置20针对每个车轮12包括一个螺旋弹簧。螺旋弹簧沿高度方向Z延伸。
主悬架装置20对转向架10的车架18相对于车轮12沿高度方向Z的振动进行衰减。
转向架10包括承载在车架18上的多个副悬架装置22。副悬架装置22包括，例如，螺旋弹簧或气动弹簧。副悬架装置22在转向架10和轨道车辆的车厢的厢体23之间延伸(如图1中虚线所示)。
转向架10具有沿纵向L延伸的两个纵向侧部24。
每个纵向侧部24包括每一对中的一个车轮12。
副悬架装置22针对每一个纵向侧部24通常包括一个或两个弹簧。
在所示示例中，副悬架装置22针对纵向侧部24包括一个气动弹簧，大体上位于该纵向侧部24的车轮12的旋转轴线X的中点处。
气动弹簧沿高度方向Z延伸。
副悬架装置22对车厢的厢体23相对于转向架10沿高度方向Z的振动进行衰减。
副悬架装置22包括转向架10的每一个纵向侧部24的至少一个调平阀26。
纵向侧部24的调平阀26一方面连接到加压流体贮存罐(未示出)，且另一方面连接到同一纵向侧部24的副悬架装置22。
加压流体例如为空气。
调平阀26包括操纵杆28。操纵杆28是在第一极限位置和第二极限位置之间活动的。操纵杆28向第一极限位置的位移引起位于调平阀26的纵向侧部24的副悬架装置22膨胀。
副悬架装置22的膨胀引起置于转向架10上的车厢的地板沿高度方向Z向上位移。
操纵杆28向第二极限位置的位移引起位于调平阀26的纵向侧部24的副悬架装置22收缩。
副悬架装置22的收缩引起置于转向架10上的车厢的地板沿高度方向Z向下位移。
在所示示例中，调平阀26的数量为两个并且关于车架18的纵向中轴线对称，该纵向中轴线与纵向侧部24平行且位于纵向侧部24的中间点。
对于每个车轮12，转向架10包括车轮12的磨损检测件30以及机械连接件34，磨损检测件30在第一连接枢轴32附近铰接到车轮12，机械连接件34位于调平阀26和车轮12的磨损检测件30之间。
磨损检测件30和车轮12之间的第一连接枢轴32是由直径介于该第一连接枢轴32所在的车轮12的直径的2％和20％之间的轮状部形成的。
在所示示例中，第一连接枢轴32沿高度方向Z位于车轮12下方并且与车轮12接触。
车轮12的磨损检测件30通过连接导轨36铰接到车架18。这样的连接导轨36允许磨损检测件30、以及有利地第一连接枢轴32沿高度方向Z平移移动，但是不允许磨损检测件30、以及有利地第一连接枢轴32沿纵向L移动。
车辆12的磨损检测件30优选地不具有电子元件。
机械连接件34一方面在第二连接枢轴38附近铰接到调平阀26，且另一方面在第三活动连接枢轴40和第四刚性连接枢轴42附近铰接到车轮12的磨损检测件30。
在所示示例中，机械连接件34大体上形成“Z”形，其末端分支一方面使第二连接枢轴38通向调平阀26，且另一方面使第三活动连接枢轴40通向磨损检测件30。
机械连接件34是绕刚性连接枢轴42以及绕与纵向L和高度方向Z垂直的轴线旋转运动的。
优选地，车轮12的磨损检测件30包括位于第一连接枢轴32或磨损检测件30与第四刚性连接枢轴42之间的螺旋弹簧44。螺旋弹簧44沿高度方向Z延伸。
因此，车轮12的磨损检测件30是使连接导轨36移动而仅在高度方向Z上平移运动的，并且第四刚性连接枢轴42与该刚性连接枢轴42位于其上方的车轮12的旋转轴线X保持恒定的距离D。
优选地，同一纵向侧部23的磨损检测件30和机械连接件34关于车架18的竖直中轴线是对称的，该竖直中轴线与纵向侧部24垂直并且位于对应的纵向侧部24的车轮12的旋转轴线X的中点处。
每个调平阀26在第五连接枢轴46附近铰接到臂部48，该臂部48在两个纵向端部50、52之间延伸。
优选地，调平阀26和臂部48之间的第五连接枢轴46大体上设置在与将臂部48铰接到转向架10的同一纵向侧部24的每一个机械连接件34上的每一个第二连接枢轴38等距离处。
第五连接枢轴46的此设置允许对纵向侧部24的车轮12的磨损的平均值进行补偿。
臂部48在第二连接枢轴38附近将纵向端部50、52中的每一个铰接到对应的车轮12的机械连接件34。
臂部48优选地是可伸缩的。这使得多个车轴箱16之间能够在行进过程中纵向小幅度相对移动。
沿高度方向Z限定第二连接枢轴38和对应的车轮12的旋转轴线X之间的调节距离a。调节距离a根据车轮12的直径并因此根据车轮12的磨损而变化。
根据本发明的转向架10的功能将在下文中进行说明。
当轮子12中的一个轮子磨损时，其直径减小，导致第一连接枢轴32向轮子12的旋转轴线X移动。
特别是，第一连接枢轴32沿高度方向Z向臂部位移。
通过连接导轨36的位移并且通过使螺旋弹簧44膨胀以使得第四刚性连接枢轴42保持在与该第四刚性连接件42在其上放的车轮12的旋转轴线X的恒定距离D处，引起对应的车轮12的磨损检测件30在高度方向Z上向臂部平移。
第一连接枢轴32沿高度方向Z向臂部的位移引起机械连接件34绕第四刚性连接枢轴42旋转位移。
当机械连接件34绕第四连接枢轴42旋转位移时，机械连接件34引起对应的第二连接枢轴38沿高度方向Z向上位移。
调节距离a增大。对应的第二连接枢轴38向上位移引起臂部48倾斜。
臂部48的倾斜转而引起第五连接枢轴46沿高度方向Z向上位移，这引起调平阀26的操纵杆28向上位移。
操纵杆28向上位移控制同一纵向侧部24的副悬架装置22中的现有压力增大。贮存罐中含有的加压流体被注入副悬架装置22以使副悬架装置22膨胀。
置于转向架10上的车厢的地板则升高以补偿由车轮的磨损导致的高度下降，因此方便乘客、尤其是行动不便的人员登上车厢和从车厢下来。
车厢的载荷变化还由调平阀26补偿，调平阀26优选地通过操纵杆28的位移在载荷增大时将加压流体注入悬架装置22，从而控制悬架装置22中的现有压力增大；或者在载荷减小时将加压流体从悬架装置22中吸出，从而悬架装置22的现有压力减小。
由此改善了乘客的舒适度。
根据本发明的转向架10还使得能够降低由于车轮12的磨损造成维护成本并且不需要校准。
此外，车轮12的磨损检测件、机械连接件34和臂部48是完全机械的，副悬架的高度的调节不需要电子元件和供电。

Claims (9)

1.一种轨道车辆的转向架(10)，包括：
a)两对车轮(12)，每一对的车轮(12)通过车轴结构(14)彼此连接；
b)铰接车架(18)，每一个车轴结构(14)通过主悬架装置(20)连接到所述车架(18)；以及
c)副悬架装置(22)，其承载在所述车架(18)上，所述副悬架装置(22)包括至少一个调平阀(26)；
其特征在于，所述转向架(10)还包括：
-对于所述车轮(12)中的至少一个车轮，所述车轮(12)的磨损检测件(30)以及位于所述调平阀(26)和所述车轮(12)的所述磨损检测件(30)之间的机械连接件(34)，所述机械连接件用于将所述磨损检测件的位移传送至所述调平阀，以控制所述副悬架装置(22)中的现有压力增大或减小；以及
每一个磨损检测件在第一连接枢轴(32)附近铰接到对应的车轮(12)，并且，所述机械连接件(34)在第二连接枢轴(38)附近铰接到所述调平阀(26)，且在第三活动连接枢轴(40)和第四刚性连接枢轴(42)附近铰接到所述车轮的所述磨损检测件(30)。
2.根据权利要求1所述的转向架(10)，其中，所述转向架(10)具有两个纵向侧部(24)，每一个纵向侧部(24)包括每一对车轮中的一个车轮(12)，所述副悬架装置(22)包括所述转向架(10)的每一个纵向侧部(24)的至少一个调平阀(26)，所述转向架对于每一个车轮包括磨损检测件以及位于所述调平阀(26)和所述车轮(12)的所述磨损检测件(30)之间的机械连接件(34)，所述机械连接件用于将所述磨损检测件的位移传送至所述调平阀，以控制所述副悬架装置(22)中的现有压力增大或减小。
3.根据权利要求1或2所述的转向架(10)，其中，每一个车轮(12)是绕轴线(X)旋转运动的，并且其中，所述车轮(12)的所述磨损检测件(30)通过所述车轮的所述磨损检测件的所述第一连接枢轴(32)向所述车轮的旋转轴线(X)的位移来检测所述车轮(12)的磨损，所述第一连接枢轴向所述车轮的旋转轴线的位移由所述车轮(12)的直径的缩小引起。
4.根据权利要求1或2所述的转向架(10)，其中，所述调平阀(26)在第五连接枢轴(46)附近铰接到在两个纵向端部(50、52)之间延伸的臂部(48)，所述臂部(48)在所述第二连接枢轴(38)附近的每一个所述纵向端部(50、52)处铰接到对应的所述车轮(12)的所述机械连接件(34)。
5.根据权利要求1或2所述的转向架(10)，其中，不论所述车轮(12)的磨损如何，所述第四刚性连接枢轴(42)和所述车轮(12)的旋转轴线(X)之间沿高度方向(Z)的距离(D)是大体上恒定的。
6.根据权利要求1或2所述的转向架(10)，其中，所述第二连接枢轴(38)和所述车轮(12)的旋转轴线(X)之间沿所述高度方向的调节距离(a)随所述车轮(12)的磨损而变化。
7.根据权利要求1或2所述的转向架(10)，其中，所述车轮(12)的所述磨损检测件(30)通过连接导轨(36)铰接到所述车架(18)上并且包括位于所述第一连接枢轴和所述第四刚性连接枢轴(42)之间的弹簧系统(44)，以使得所述车轮(12)的所述磨损检测件(30)仅在所述高度方向(Z)上平移运动且所述机械连接件(34)绕所述第四刚性连接枢轴(42)旋转运动。
8.根据权利要求1或2所述的转向架(10)，其中，所述调平阀被配置为通过以下方式对与所述转向架关联的轨道车辆的车厢的载荷变化进行补偿：当载荷增大时控制所述副悬架装置中的现有压力增大，或者当载荷减小时控制所述副悬架装置中的现有压力减小。
9.一种轨道车辆车厢，其特征在于，所述车厢具有至少一个根据权利要求1所述的转向架(10)。
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