專利名稱：鐵路車輛的懸掛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵路車輛的懸掛。
鐵路車輛的輪對(duì)是已知的，它具有活軸及有圓錐的或被加工成梯級(jí)的車輪，它們易于引起車輛在橫向平面內(nèi)的通常被稱之為擺動(dòng)的振蕩，該擺動(dòng)在超出一個(gè)確定的臨界速度時(shí)將變得不穩(wěn)定。為了穩(wěn)定地工作，臨界擺動(dòng)速度必需高于車輛的最大工作速度并且隨著近年火車的工作速度平穩(wěn)地增加鐵路車輛懸掛需要解決這個(gè)擺動(dòng)問題。
一種擺動(dòng)現(xiàn)象分析顯示，對(duì)于具有兩個(gè)輪對(duì)的最簡(jiǎn)單的鐵路車輛或鐵路轉(zhuǎn)向架，臨界速度隨輪對(duì)的質(zhì)量的增加而減小，并隨懸掛部件的剛度的增加而增加，所述部件約束兩輪對(duì)在橫向平面內(nèi)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即兩輪對(duì)在相同和相反轉(zhuǎn)動(dòng)方向上的左右擺動(dòng)及兩輪對(duì)的相對(duì)橫向運(yùn)動(dòng)。
常規(guī)的輪對(duì)懸掛包括軸箱彈簧和在橫向上和縱向上是彈性的輪對(duì)導(dǎo)件。在這種情況下，兩輪對(duì)在相同轉(zhuǎn)動(dòng)方向上的左右擺動(dòng)的約束和輪對(duì)相對(duì)橫向運(yùn)動(dòng)的約束(通常稱為剪切剛度)由串聯(lián)組合的部件的橫向和縱向剛度的彈性作用產(chǎn)生，該部件將輪對(duì)懸掛于轉(zhuǎn)向架框架上。兩輪對(duì)在相反轉(zhuǎn)動(dòng)方向上的左右擺動(dòng)的約束(通常稱為彎曲剛度)由將輪對(duì)懸掛于轉(zhuǎn)向架框架上的部件的縱向剛度產(chǎn)生。這種如前述的將增加擺動(dòng)的臨界速度的剪切和彎曲剛度的增加可由增加將兩輪對(duì)懸掛于轉(zhuǎn)向架框架的部件的橫向和縱向剛度而獲得。然而經(jīng)驗(yàn)所知，輪對(duì)懸掛部件的剛度增加有一個(gè)極限，隨剛度增加還會(huì)導(dǎo)致被堅(jiān)固地動(dòng)力接合的轉(zhuǎn)向架框架和輪對(duì)的橫向和左右振蕩，以及有使車輛不穩(wěn)定的作用。
為了避免轉(zhuǎn)向架框架與輪對(duì)之間振蕩的這種不穩(wěn)定接合作用，建議通過輕的、無(wú)載荷支撐部件將輪對(duì)直接連接起來(lái)，以便在輪對(duì)之間獲得剪切和彎曲剛度，它與將輪對(duì)懸掛于轉(zhuǎn)向架框架的部件的縱向和橫向剛度無(wú)關(guān)。威肯斯(Wickens)的美國(guó)專利3528374的說明書中描述了一個(gè)例子。
剛性連接，典型地以為了獲得高剪切剛度而在其頂點(diǎn)連接的交叉固定裝置或三角形框架的形式，也已被特別地應(yīng)用于所謂自轉(zhuǎn)向或徑向軸轉(zhuǎn)向架的情況中，它具有一個(gè)確定的低的彎曲剛度，以允許輪對(duì)在彎道達(dá)到徑向位置，如賽弗爾(Scheffel)的美國(guó)專利4067261和4067262所舉的例子。然而，已發(fā)現(xiàn)對(duì)輪對(duì)有影響的輪對(duì)連接必須與堅(jiān)固的下支架配置，該下支架增加了輪對(duì)的質(zhì)量，并產(chǎn)生至少部分抵消因輪對(duì)的彈性連接的穩(wěn)定作用。
進(jìn)一步，已知的交叉固定裝置或三角形框架類型的輪對(duì)連接的使用限于鄰近的輪對(duì)。威肯斯(Wickens)的英國(guó)專利1508194描述了在不相鄰的輪對(duì)之間連接的交叉固定裝置，但人們認(rèn)識(shí)到通過它所實(shí)現(xiàn)的連接是不實(shí)際的方法。不相鄰的輪對(duì)通常相距太遠(yuǎn)，而不允許使用已知類型的被安裝的輪對(duì)連接進(jìn)行有效的連接。然而多軸車輪的擺動(dòng)穩(wěn)定性的分析顯示，如果相鄰的以及不相鄰的輪對(duì)被彼此連接，可以增加車輛的穩(wěn)定性。
對(duì)于已知的交叉固定裝置和三角形框架連接的又一個(gè)問題是，因?yàn)榭臻g的限制，它們通常不易裝配。特別是機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)向架和具有精細(xì)的制動(dòng)齒輪的高速轉(zhuǎn)向架。
作為已知的交叉固定裝置和三角形框架連接的變換，建議在輪對(duì)之間裝配連桿，該連桿也連接轉(zhuǎn)向架框架。例如參見卡靳斯(Scales)的美國(guó)專利3862606，Lukens General工業(yè)公司的南非專利86/0623，及賽弗爾(Scheffel)的南非專利82/6357。
然而，已發(fā)現(xiàn)這種連桿不能改善轉(zhuǎn)向架的擺動(dòng)穩(wěn)定性，因?yàn)樵撨B桿不僅抑制了輪對(duì)在橫向平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，也限制了轉(zhuǎn)向架框架的運(yùn)動(dòng)。這導(dǎo)致了輪對(duì)的運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)向架框架的運(yùn)動(dòng)被動(dòng)力接合，這種動(dòng)力接合使連桿的穩(wěn)定作用無(wú)效果。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種包括有一個(gè)懸掛于至少兩個(gè)輪對(duì)上的框架的鐵路車輛，每個(gè)輪對(duì)具有其端部安裝在相應(yīng)的軸箱內(nèi)的活軸和連接器，該連接器與框架裝配，并以在橫向平面內(nèi)抑制輪對(duì)間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式將一個(gè)輪對(duì)的軸箱與另一個(gè)輪對(duì)的軸箱配合，每個(gè)連接器包括被互連的曲臂桿，它實(shí)現(xiàn)輪對(duì)運(yùn)動(dòng)與框架的橫向運(yùn)動(dòng)脫開。
如本說明書中所使用，術(shù)語(yǔ)“鐵路車輛”不僅包括車身懸掛于轉(zhuǎn)向架上的鐵路車輛，而且包括車身直接懸掛于輪對(duì)的鐵路車輛，轉(zhuǎn)向架和輪對(duì)的組合被用于懸掛車身的車輛，以及轉(zhuǎn)向架本身形成的車輛。術(shù)語(yǔ)“框架”包括在車身直接懸掛于輪對(duì)上的車輛情況下的車身或上部結(jié)構(gòu)和/或其他情況中的轉(zhuǎn)向架框架。
每個(gè)連接器包括一個(gè)連桿，它具有一個(gè)相對(duì)相應(yīng)的軸箱在垂直軸上旋轉(zhuǎn)的桿件，該桿件的軸線穿過或很近地擦過由連接器結(jié)合的輪對(duì)的幾何中心。變換地，每個(gè)連接器可包括一個(gè)連桿，它具有相對(duì)相應(yīng)的軸箱在垂直軸上轉(zhuǎn)動(dòng)的桿件，該桿件的軸彼此相交在由連接器接合的輪對(duì)的幾何中心的前面或后面的位置。
在一些情況下，該連桿可包括一對(duì)相對(duì)軸箱轉(zhuǎn)動(dòng)的桿件，每對(duì)中的一個(gè)桿件在垂直剖面上位于高于軸線處，每對(duì)中的另一個(gè)桿件在垂直剖面上位于低于軸線處。
特別地，每個(gè)曲臂桿可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于框架，并具有第一和第二臂，第一臂可轉(zhuǎn)動(dòng)地與連桿的桿件連接，第二臂和與不同的軸箱相連的曲臂桿的第二臂連接。
該曲臂桿的第二臂可通過一個(gè)彈性連接裝置彼此連接，該連接器在鐵路車輛的橫向上比在縱向上剛性大。
在一個(gè)實(shí)施例中，該彈性連接裝置包括一個(gè)在鐵路車輛橫向上延伸的剛性桿件，并且它可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接著相應(yīng)的曲臂桿的第二臂。該剛性桿件可以連接位于該框架同一側(cè)的曲臂桿的第二臂，或它可以連接位于該框架相反側(cè)的曲臂桿的第二臂。
在另一實(shí)施例中，該彈性連接裝置包括一個(gè)有空隙的彈性襯套，以便使其橫向上的剛度大于縱向上的。
在本發(fā)明的另一方案中，相應(yīng)曲臂桿的第二臂通過一部分機(jī)械的和一部分液壓的連接裝置彼此接合。在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，這種裝配的液壓部件可由電或磁致動(dòng)的接合部件代替。
在液壓部件的情況下，一個(gè)曲臂桿的第二臂被連接于在第一液壓缸中可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，該第一液壓缸的端部被液壓地連接于第二液壓缸的相對(duì)的端部，另一曲臂桿的第二臂被連接于可在第二液壓缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞。
進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明提供了一種包括一個(gè)懸掛于至少兩個(gè)輪對(duì)的框架的鐵路車輛，每個(gè)輪對(duì)具有一個(gè)其端部安裝在相應(yīng)軸箱內(nèi)的活軸，以及連接器，該連接器將一個(gè)輪對(duì)的一個(gè)軸箱在框架相同側(cè)與另一個(gè)輪對(duì)的一個(gè)軸箱連接，該連接器被配置用以以遞減的方式抑制連接的輪對(duì)之間的左右擺動(dòng)。
該連接器可包括彈簧，例如波紋管類型的彈簧，它具有遞減特性。然而，就這方面本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)所說的連接器包括-個(gè)曲臂桿，繞軸箱之一轉(zhuǎn)動(dòng)；-個(gè)彈簧，偏壓曲臂桿向第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以及-個(gè)柔性帶，它以當(dāng)受拉時(shí)向相反于第一方向的第二方向偏壓曲臂桿使其轉(zhuǎn)動(dòng)的方式被連接于該曲臂桿與另一軸箱之間。
該曲臂桿、彈簧和帶被彼此相對(duì)地以如此方法裝配，當(dāng)帶上的拉力升高時(shí)，由彈簧導(dǎo)致的被施加于曲臂桿的轉(zhuǎn)矩減小，作為被連接的輪對(duì)之間相對(duì)擺動(dòng)的一個(gè)結(jié)果是足以導(dǎo)致該曲臂桿在第二方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，由此減小帶上拉力，并在連接的輪對(duì)之間的相對(duì)左右運(yùn)動(dòng)的抑制方面產(chǎn)生一個(gè)間接的減小。
現(xiàn)在僅通過實(shí)施例，結(jié)合附圖，進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明。
在附圖中

圖1表示了根據(jù)本發(fā)明的與懸掛相配合的轉(zhuǎn)向架的局部分開立體視圖；圖2是圖1所示轉(zhuǎn)向架的平面視圖；圖3概略描述了兩個(gè)曲臂桿可被彼此連接的一種方式；圖4概略描述了一個(gè)用于彼此連接兩曲臂桿的橡膠襯套；圖5概略描述了不相鄰的輪對(duì)如何被連接的；圖6A至6F進(jìn)一步描述了傾斜桿件的布置；圖7表示了圖1所示轉(zhuǎn)向架的側(cè)視圖8表示本發(fā)明的遞減彎曲加強(qiáng)器的實(shí)施例的立體視圖；以及圖9示出了所希望的遞減彈簧特性。
附圖1顯示了具有兩個(gè)輪對(duì)的轉(zhuǎn)向架的三錐視圖。該輪對(duì)的車輪10有園錐形或被加工成的梯級(jí)形，并固定在樞軸地安裝于軸箱12上的軸11上。該轉(zhuǎn)向架具有一個(gè)H型框架13，它包括三個(gè)部件，即一個(gè)橫梁13A和兩個(gè)邊框13B。在另一個(gè)實(shí)施例中，該框架可以是一整體結(jié)構(gòu)。
框架13被懸掛于具有垂直、橫向和縱向剛度的軸箱彈簧14上。在橫梁13A的中央，轉(zhuǎn)向架框架具有一個(gè)樞軸15，在使用時(shí)其上安裝有車輛上部結(jié)構(gòu)或本身(未示出)。用于在轉(zhuǎn)向架13上安裝車輛上部結(jié)構(gòu)的變換的布置是可能的。這種安裝，例如，可以通過彈簧裝置實(shí)現(xiàn)，該彈簧裝置位于轉(zhuǎn)向架橫向中心線上、等距間隔于縱向中心線，被稱為“底梁支架(Sill support)”結(jié)構(gòu)。
桿件17(圖2)通過球形按合件16可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于軸箱12。該桿件17大體上在軸的水平面內(nèi)，并相對(duì)轉(zhuǎn)向架的縱軸線傾斜，其方式是每個(gè)桿件17的假想延長(zhǎng)線朝向轉(zhuǎn)向架的在兩個(gè)輪對(duì)之間的幾何中心。
在所述情況下，該桿件17從軸箱旋轉(zhuǎn)銷16朝向幾何中心，但在其它實(shí)施例中，該桿件17可由軸箱旋轉(zhuǎn)銷朝向轉(zhuǎn)向架的邊框13B的端部。
拉桿19通過垂直軸18被可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在橫梁13A上，或在其它實(shí)施例中安裝在邊框13B上。該軸18是可相對(duì)邊框旋轉(zhuǎn)的。每個(gè)拉桿19是具有兩個(gè)臂19A和19B的曲臂桿形式。該臂19A大致位于桿件17相應(yīng)的同一平面內(nèi)，并通過球面接合件20連接于桿件的自由端。
如所述，該曲臂桿19的另一臂19B由軸18縱向延伸向轉(zhuǎn)向架的橫向中心線。因?yàn)榭臻g的限制，該臂19B在高于臂19A和桿件17的水平面內(nèi)，通過軸18，臂19A和19B彼此剛性地連接。
在所述情況下，每個(gè)曲臂桿的臂19A和19B通常彼此對(duì)齊，但可以理解，這不是在所有實(shí)施例中必須的情況。
兩個(gè)位于轉(zhuǎn)向架同一側(cè)的曲臂桿19的臂19B在一個(gè)柔性連接件21處彼此連接。該連接件21可包括一個(gè)如圖3所見的橫向連桿22，或如圖4所見的橡膠襯套30。在后者情況中，一個(gè)曲臂桿臂19B連接于該襯套30，同時(shí)另一個(gè)曲臂桿臂19B連接于一個(gè)軸向穿過該襯套的銷。
在圖3的結(jié)構(gòu)中，連桿22在橫向上即方向32上在臂19B之間給出連接件高剛度等級(jí)。該連桿22可如所示與鐵軌或直角延伸，或它可以橫向傾斜一角度而不足90°。在轉(zhuǎn)向架縱向即箭頭34方向上連接件的剛度等級(jí)相對(duì)較低。在類似形式中，圖4的橡膠襯套30的空隙36給臂19B之間的連接件在橫向32上的剛度高于在縱向34上的。
可以看出，軸箱12之間的連接是由沿邊框13B延伸的連桿完成，并相應(yīng)地它不會(huì)干擾被需要裝入驅(qū)動(dòng)裝置或制動(dòng)設(shè)備的中央空間。
在其它實(shí)施例中，相當(dāng)于連桿22的連桿可以沿橫梁13A的中心線延伸，用以將轉(zhuǎn)向架一側(cè)的一個(gè)臂19B與轉(zhuǎn)向架另一側(cè)的斜對(duì)的臂19B連接。在這種情況下，軸箱的連接顯然不是完全在邊框13B旁邊延伸。
然而，該橫梁13A上的連桿22的裝配將又導(dǎo)致消耗很小或不消耗中央空間，鐵路車輛的其它部件需要該空間。
前述連桿的操作如下，假設(shè)輪對(duì)之一橫向運(yùn)動(dòng)和/或相對(duì)其他輪對(duì)左右擺動(dòng)，相應(yīng)的輪對(duì)的橫向運(yùn)動(dòng)或左右擺動(dòng)導(dǎo)致相聯(lián)的桿件17轉(zhuǎn)動(dòng)。
例如，假設(shè)圖2中左手側(cè)的輪對(duì)在如箭頭40指示的順時(shí)針方向擺動(dòng)，桿件17的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致連接件20在箭頭42指示的方向運(yùn)動(dòng)。這進(jìn)一步導(dǎo)致曲臂桿19繞軸18的軸線反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在連接件21處的臂19B的端部勢(shì)必朝轉(zhuǎn)向架縱向中心線運(yùn)動(dòng)，這將進(jìn)一步限制與其連接承受相似運(yùn)動(dòng)的臂19B。
結(jié)果是，輪對(duì)間相對(duì)擺動(dòng)被限制，并且抗擺動(dòng)性被提高。換言之，轉(zhuǎn)向架懸掛的有效剪切剛度被增加，結(jié)果是抗擺動(dòng)性能增加了，車輛可運(yùn)行的臨界速度提高了。
當(dāng)然懸掛的有效剪切剛度沒有通過輪對(duì)與轉(zhuǎn)向架框架13或車輛上部結(jié)構(gòu)的動(dòng)力接合而增加。
這是因?yàn)樵谶B桿與橫梁13A連接點(diǎn)處即軸18處的轉(zhuǎn)向架框架上的反作用力被導(dǎo)向位于輪對(duì)間的幾何中心。這些反作用力在幾何中心平衡。
前述的連接件起到從輪對(duì)至轉(zhuǎn)向架框架以避免賽弗爾、湯威呢(Tournay)和黎斯伯格(Riessderger)的美國(guó)專利4735149所述的需要昂貴的和精細(xì)的連桿的方式傳輸縱向力的作用，既使用柔性的縱向軸箱彈簧也能獲得好的操縱性能。
該轉(zhuǎn)向架框架被與輪對(duì)有效地動(dòng)力脫開，并不被輪對(duì)間的接合限制運(yùn)動(dòng)。最終結(jié)果是輪對(duì)的橫向和/或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)不被傳遞到轉(zhuǎn)向架框架或由轉(zhuǎn)向框架懸掛的上部結(jié)構(gòu)上。該轉(zhuǎn)向架框架和車輛上部結(jié)構(gòu)相對(duì)輪對(duì)自由地?cái)[動(dòng)或橫向運(yùn)動(dòng)。
在上述實(shí)施例中，連接件被提供于相鄰的輪對(duì)之間?？梢岳斫獾缴鲜霰景l(fā)明的原理可以同樣地被用于彼此不相鄰的輪對(duì)，該輪對(duì)實(shí)際上可以在不同的轉(zhuǎn)向架上。
圖5描述了一種方式，以該方式不相鄰的輪對(duì)間所需的接合實(shí)際上可被獲得。
在圖中，相應(yīng)于前面的圖中的部件以相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)示。圖5示出了四個(gè)軸11A、11B、11C和11D，及一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的在軸11A和11C之間的連接件。曲臂桿19的臂19B被連于在液壓缸52中運(yùn)動(dòng)的活塞50的活塞桿上。液壓缸52的端部通過液壓管線54和56以相反的關(guān)系連接。該液壓缸被牢固地安裝在車輛上部結(jié)構(gòu)(未示出)上。
相對(duì)于被液壓連接的輪對(duì)具有軸11A的輪對(duì)的擺動(dòng)或橫向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了由線58和60指出的反作用力，該反作用力朝向軸11A和11C所屬輪對(duì)中間的幾何中心62。
在車輛的相反側(cè)上給出了相似的反作用力，并且這些反作用力也朝向幾何中心62，可以理解到如在第一實(shí)施例中那樣反作用力是平衡的。
還可以認(rèn)識(shí)到，對(duì)于任何距離、任何數(shù)量的中間輪對(duì)連接件可根據(jù)圖5說明的機(jī)械的/液壓的方式制造。相鄰的輪對(duì)當(dāng)然可以圖1和2所示方式機(jī)械地接合，只有不相鄰的輪對(duì)液壓接合。
在上述實(shí)施例中，相應(yīng)的桿件的軸線相交于相應(yīng)的幾何中心，在那些中心產(chǎn)生了力平衡。發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)表明這不是在所有情況下都需要的，并且有利的剪切增剛效果仍可使用相對(duì)車輛縱向軸線傾斜的桿件獲得，盡管在考慮中其所屬軸線沒有布置得相交于幾何中心。
在圖6A至6F中概略地描述了一些變換的結(jié)構(gòu)，除了桿件17，多數(shù)部件被略去。
在圖6A中，該桿件軸線穿過位于接合的輪對(duì)之間的分開的交點(diǎn)100。在圖6B中，象已討論過的那樣，桿件朝向外面，其軸線相交于位于接合的輪對(duì)外面的交點(diǎn)102的點(diǎn)。在這兩種情況下，接合的輪對(duì)可以是相鄰的或是不相鄰的輪對(duì)。
假如桿件裝配于軸11同一水平面是困難的，或者假如希望軸箱不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，象可能的動(dòng)軸那樣，為了有效地從軸箱向框架傳遞牽引力，兩個(gè)桿件，在垂向上彼此交錯(cuò)開，可提供給每個(gè)軸箱。這種類型的布置在圖6C的平面視圖和圖6D的側(cè)視圖中被看到。
桿件17A之一被安置于軸線的平面上面，同時(shí)另一桿件17B被安置于軸線的平面下面。每個(gè)桿件17A的相對(duì)的端部被可轉(zhuǎn)動(dòng)地分別連接于軸箱和轉(zhuǎn)向架框架；同時(shí)每個(gè)桿件17B的相對(duì)的端部可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于軸箱和曲臂桿19(在圖6C和6D中未示出)。實(shí)際上，該桿件17A當(dāng)在平面上看時(shí)被配置得大致與軸線正交。
在每個(gè)軸箱的雙桿件17A、17B可被布置得朝向相反方向，如圖6C和6D所示，或在相同方向上。兩桿件傾斜的角度不必相同。在三軸轉(zhuǎn)向架情況下，這種性能可被用來(lái)將上(或下)桿件連接于曲臂桿19，而桿19連接不相鄰的輪對(duì)，并且下(或上)桿件連接于曲臂桿19，而桿19連接三軸轉(zhuǎn)向架的相鄰的輪對(duì)。
這種而置在圖6E和6F中被描述，它描述了一個(gè)三軸結(jié)構(gòu)，圖6F顯示了圖6E結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。如前面，上和下桿件17A、17B與多種曲臂桿19相連，而后者的垂直軸18可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在托架23上，托架是轉(zhuǎn)向架框架的一部分(在圖6E和6F中未示出)。
重新參照?qǐng)D1，一個(gè)帶或桿可被連接于在車輛相對(duì)邊上的接合件之間。例如它可如圖1中虛線100所示連接于在車輛相對(duì)邊上的曲臂桿19A之間。
連接桿或帶的措施保證了制動(dòng)和牽引力從車輛上部結(jié)構(gòu)向輪對(duì)的有效傳送，即使在連接的一對(duì)輪對(duì)上作用力不是相同的大小。
在如圖5的結(jié)構(gòu)中，應(yīng)注意到對(duì)角線相對(duì)的液壓缸或者可以單獨(dú)連接，或者還有位于接合的輪對(duì)同一側(cè)的液壓缸之間的連接件連接。一種典型的對(duì)角連接在圖5中由標(biāo)號(hào)102指示。
圖1和2，與圖7和8一起理解，還描述了進(jìn)一步的一個(gè)實(shí)施例，它被提供有可調(diào)整的彎曲剛度并因此增加的車輛的轉(zhuǎn)彎能力。
實(shí)際上，假如在軸箱與轉(zhuǎn)向架框架之間的彈簧提供了限制左右擺動(dòng)的低剛度，即使在直的軌道上，由軌道不均勻產(chǎn)生的小的輪對(duì)左右擺動(dòng)不能被充分地抵消，并且降低了擺動(dòng)穩(wěn)定性。在另一方面，假如在軸箱和轉(zhuǎn)向架框架之間的彈簧提供了限制左右擺動(dòng)的非常高的剛度，輪對(duì)將在很小的擺動(dòng)發(fā)生后很快回到輪對(duì)平行和對(duì)齊的狀態(tài)。然而太高的限制擺動(dòng)的水平將抑制輪對(duì)經(jīng)過彎道時(shí)的恰當(dāng)?shù)刈赞D(zhuǎn)向，盡管該車輪具有適當(dāng)?shù)奶菁?jí)結(jié)構(gòu)。
可確信這個(gè)問題可通過提供一個(gè)有遞減特性的擺動(dòng)抑制裝置而解決。例如這可通過使用在一定初始偏移量范圍內(nèi)提供高擺動(dòng)限制的彈簧實(shí)現(xiàn)，并且其剛度，即其彈力進(jìn)一步隨彈簧偏移量的增加而減小。在理想狀態(tài)下，低彈簧偏移量提供高擺動(dòng)抑制，增加在鐵軌直段上的擺動(dòng)穩(wěn)定性。
當(dāng)與具有高效梯級(jí)錐形的車輪裝配的轉(zhuǎn)向架進(jìn)入彎道時(shí)，產(chǎn)生高縱向爬行力。這將使得遞減彈簧的偏移量增加，直到彈簧的遞減特性開始起作用為止。
由彈簧提供的擺動(dòng)抑制進(jìn)一步減小到足夠的水平，使輪對(duì)在轉(zhuǎn)彎時(shí)呈現(xiàn)徑向位置并由此保證不依賴軌底的轉(zhuǎn)彎。
發(fā)明者的研究已顯示為了最佳的擺動(dòng)穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)彎性能，彈簧應(yīng)具有遞減特性，即它對(duì)于初始的小的輪對(duì)擺動(dòng)偏移量，擺動(dòng)抑制急劇升高，并且然后隨著擺動(dòng)偏移量接近300米彎道的半徑值時(shí)對(duì)于自轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架的擺動(dòng)抑制急劇速下降。圖9示出了最佳特性。
實(shí)際上，可以確信，根據(jù)本發(fā)明通過縱向排列的遞減彈簧可以實(shí)現(xiàn)所需狀態(tài)，例如通過已知的安裝于每個(gè)軸箱與轉(zhuǎn)向架框架之間的波紋管類型的彈簧。
另一方面，這種彈簧可被裝配，以便借助于一個(gè)加強(qiáng)裝置在轉(zhuǎn)向架任何一邊上的相鄰輪對(duì)之間作用。
在圖1和2、7和8中指示了一個(gè)變換的和優(yōu)選的實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，有一個(gè)通過樞軸銷72繞軸箱12轉(zhuǎn)動(dòng)的曲臂桿70。該曲臂桿70由一個(gè)彈簧76牢固地壓靠在一擋塊74上，彈簧76在其上端連接于曲臂桿，在其下端連接于一個(gè)由軸箱伸出的托架78。該彈簧被安裝成處于預(yù)壓狀態(tài)，使其產(chǎn)生將曲臂桿推向擋塊的所需的偏壓力。
一個(gè)柔性繩索或帶80的一端在連接件82處連接于曲臂桿70。該帶80只能傳遞拉力。該帶80的另一端連接于同一側(cè)的相鄰軸箱12。該帶具有精確選擇的彈性，并以當(dāng)輪對(duì)彼此平行并對(duì)齊時(shí)不松弛也不受拉力的方式裝配。
假如輪對(duì)之一在直的鐵軌上因?yàn)槔缭搮^(qū)域的鐵軌不均勻而開始擺動(dòng)，在轉(zhuǎn)向架同一側(cè)的相鄰的輪對(duì)的軸箱之間距離將增大，并且相應(yīng)地在另一側(cè)的將減小。在軸箱分開即軸距增大的那側(cè)，該帶80被拉緊，但曲臂桿70由彈簧保持牢固地靠在擋塊74上。
該帶的拉緊在由曲臂相70和帶連接的輪對(duì)軸箱上產(chǎn)生一個(gè)力。該力抵抗擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，并趨向于將輪對(duì)恢復(fù)到平行和對(duì)齊的位置。可以注意到在這種條件下該帶施加一個(gè)高的擺動(dòng)抑制。參照?qǐng)D9，這種運(yùn)動(dòng)發(fā)生在由標(biāo)號(hào)84標(biāo)出的偏移曲線部分。
在另一方面，假如轉(zhuǎn)向架進(jìn)入鐵軌彎道部分，由車輪梯級(jí)園錐產(chǎn)生的縱向爬行力將導(dǎo)致牽引輪對(duì)擺動(dòng)。
在轉(zhuǎn)向架軸距增大的一側(cè)的帶又被拉緊。然而，在該情況下，在帶上的拉力引起繞銷72的軸的轉(zhuǎn)距(在圖7中順時(shí)針)克服了由彈簧力引起的轉(zhuǎn)距(在圖7中逆時(shí)針)。該曲臂桿70順時(shí)針轉(zhuǎn)離擋塊74。
做為曲臂桿旋轉(zhuǎn)的一個(gè)結(jié)果，繞樞軸銷72的軸施加力的彈簧的力臂縮短，而帶的力臂增大。這樣在帶上的拉力將相應(yīng)減少小，通帶避免輪對(duì)在彎道達(dá)到所需徑向位置的初始高擺動(dòng)抑制將按照進(jìn)入不依賴軌底的轉(zhuǎn)彎所需徑向位置遞減到一個(gè)值。
該彈簧承載曲臂桿70還可被安裝于轉(zhuǎn)向架框架13上而不是軸箱12上。在這種情況下，一個(gè)曲臂桿結(jié)構(gòu)將需要每個(gè)軸箱具有一個(gè)彈性帶，將每個(gè)軸箱與其所屬的曲臂桿結(jié)構(gòu)連接起來(lái)。
重新參照前述的第一實(shí)施例，這種結(jié)構(gòu)可被裝配于自轉(zhuǎn)向，或徑向軸轉(zhuǎn)向架，以代替常規(guī)的交叉固定裝置，為的是改善擺動(dòng)穩(wěn)定性。而且，可以確信，所述裝置可被后裝配在常規(guī)的、非自轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向架上。
這可以涉及到用柔軟的彈簧代替縱向軸箱彈簧，它給了轉(zhuǎn)向架自能轉(zhuǎn)向性能。后裝配的上述設(shè)備將改進(jìn)轉(zhuǎn)向架的擺動(dòng)穩(wěn)定性。當(dāng)然，即使縱向軸箱彈簧不被代替而給出自能轉(zhuǎn)向性能，借助于本發(fā)明的裝置將改善擺動(dòng)性能。
參照?qǐng)D1、2、7和8描述的遞減增強(qiáng)結(jié)構(gòu)可被后裝配在現(xiàn)有自轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向架上或徑向軸線類型轉(zhuǎn)向架上，以增加擺動(dòng)穩(wěn)定性。
當(dāng)然還可以提供一個(gè)框架安裝的剪切增強(qiáng)裝置和遞減增強(qiáng)裝置結(jié)構(gòu)的組合。
重新參照前述的剪切增強(qiáng)部件，可以注意到這些在相應(yīng)圖中描繪的部件對(duì)稱于橫向中心線。
然而可以理解到不是總是這種情況，特別是在空間的限制使得某些桿件必須延長(zhǎng)的情況下，而不是其他情況。
還應(yīng)注意到，盡管當(dāng)在平面觀察時(shí)，連接于軸箱的桿件17將傾斜于縱向方向，但這不是所有實(shí)施例都需要的。在一些情況下，這些桿件可以此平行，并平行于縱向方向。
權(quán)利要求
1.一種鐵路車輛，包括有一個(gè)懸掛于至少兩個(gè)輪對(duì)上的框架，每個(gè)輪對(duì)具有其端部安裝在相應(yīng)的軸箱內(nèi)的活軸和連接器，該連接器與框架裝配，并以在橫向平面內(nèi)抑制輪對(duì)間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式將一個(gè)輪對(duì)的軸箱與另一個(gè)輪對(duì)的軸箱配合，每個(gè)連接器包括互連的曲臂桿，它實(shí)現(xiàn)輪對(duì)運(yùn)動(dòng)與框架橫向運(yùn)動(dòng)的脫開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的鐵路車輛，其中每個(gè)連接器包括一個(gè)連桿，它具有一個(gè)相對(duì)相應(yīng)的軸箱在垂直軸上轉(zhuǎn)動(dòng)的桿件，該桿件的軸線穿過或很近地擦過由連接器結(jié)合的輪對(duì)的幾何中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的鐵路車輛，其中每個(gè)連接器包括一個(gè)連桿，它具有相對(duì)相應(yīng)的軸箱在垂直軸上轉(zhuǎn)動(dòng)的桿件，該桿件的軸線彼此相交于連接器接合的輪對(duì)的幾何中心的前面或后面的點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的鐵路車輛，其中每個(gè)連接器包括一個(gè)連桿，該連桿可包括一對(duì)相對(duì)相應(yīng)軸箱轉(zhuǎn)動(dòng)的桿件，在每個(gè)桿件中的一個(gè)桿件在垂直剖面上位于高于軸線處，每對(duì)中的另一個(gè)桿件在垂直剖面上位于低于軸線處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的鐵路車輛，其中每個(gè)連接器包括一個(gè)連桿，它具有相對(duì)相應(yīng)軸箱旋轉(zhuǎn)的桿件，并且其中每個(gè)曲臂桿可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于框架，并具有第一和第二臂，第一臂可轉(zhuǎn)動(dòng)地與連桿的桿件連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的鐵路車輛，其中每一曲臂桿的第二臂和與不同的軸箱連接的曲臂桿的第二臂連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的鐵路車輛，其中該曲臂桿的第二臂通過一個(gè)彈性連接器彼此連接，該連接器在鐵路車輛橫向上比在其縱向上剛度大。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的鐵路車輛，其中該彈性連接器包括一個(gè)在鐵路車輛橫向上延伸的剛性桿件，并且曲臂桿的相應(yīng)第二臂可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于該桿件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的鐵路車輛，其中該剛性桿件連接于該框架同一側(cè)的曲臂桿的第二臂。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的鐵路車輛，其中該剛性桿件連接位于該框架相對(duì)側(cè)的曲臂桿的第二臂。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的鐵路車輛，其中該連接器包括一個(gè)有空隙的彈性襯套，它在橫向上的剛度大于在縱向上的。
12.根據(jù)權(quán)利要求5或6的鐵路車輛，其中相應(yīng)曲臂桿的第二臂通過一部分機(jī)械的和一部分液壓的連接裝置彼此接合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的鐵路車輛，其中一個(gè)曲臂桿的第二臂連接于可在第一液壓缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，該第一液壓缸的端部被液壓地連接于第二液壓缸的相對(duì)的端部，另一曲臂桿的第二臂被連接于可在第二液壓缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞。
14.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的鐵路車輛，并進(jìn)一步包括連接器，該連接器將一個(gè)輪對(duì)的一個(gè)軸箱與該架同一側(cè)的另一個(gè)輪對(duì)的一個(gè)軸箱連接，該連接器被配置用以以遞減的方式抑制連接的輪對(duì)之間的相對(duì)左右擺動(dòng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的鐵路車輛，其中所說的進(jìn)一步的連接器包括一個(gè)具有遞減特性的彈簧。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的鐵路車輛，其中彈簧是波紋管類型的彈簧。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的鐵路車輛，其中每個(gè)所說的進(jìn)一步的連接器包括-個(gè)曲臂桿，繞軸箱之一轉(zhuǎn)動(dòng)；-個(gè)彈簧，偏壓曲臂桿向第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以及-個(gè)柔性帶，它以當(dāng)受拉時(shí)向相反于第一方向的第二方向偏壓曲臂桿使其轉(zhuǎn)動(dòng)的方式被連接于該曲臂桿與其它軸箱之間。該曲臂桿，彈簧和帶被彼此相對(duì)地以如此方法裝配，當(dāng)帶上的拉力升高時(shí)，由彈簧導(dǎo)致的被施加于曲臂桿的轉(zhuǎn)距被減小，作為被連接的輪對(duì)間相對(duì)擺動(dòng)的一個(gè)結(jié)果是足以導(dǎo)致該曲臂桿在第二方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，由此減小帶上拉力，并在連接的輪對(duì)之間的相對(duì)左右運(yùn)動(dòng)的抑制方向產(chǎn)生一個(gè)間接的減小。
全文摘要
一種具有框架的鐵路車輛，該框架被懸掛于輪對(duì)(10)上，每個(gè)輪對(duì)具有一個(gè)活軸(11)。該軸(11)的端部被裝配在軸箱(12)內(nèi)。連接器(17～21)被提供與框架(13)裝配，并將一個(gè)輪對(duì)的一個(gè)軸箱(12)與另一個(gè)輪對(duì)的一個(gè)軸箱(12)連接。該連接器例如是為了在橫向平面內(nèi)抑制輪對(duì)(10)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。此外，每個(gè)連接器包括一個(gè)曲臂桿(19)，它實(shí)現(xiàn)輪對(duì)(10)運(yùn)動(dòng)與框架(13)的橫向運(yùn)動(dòng)脫開，由此給車輛提供了剪切剛度并在行駛中減小車輛擺動(dòng)。
文檔編號(hào)B61F5/44GK1100047SQ94104258
公開日1995年3月15日 申請(qǐng)日期1994年3月9日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月9日
發(fā)明者赫伯特·謝費(fèi)爾 申請(qǐng)人:赫伯特·謝費(fèi)爾