本發(fā)明涉及用于軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的底盤框架，包括具有上弦桿和下弦桿的至少一個縱向構(gòu)件，其中，該縱向構(gòu)件具有至少一個端部部分、中心部分以及位于端部部分和中心部分之間的過渡部分，縱向構(gòu)件的所述端部部分被設(shè)計為用于容納主彈簧懸掛的彈簧罩。

一般而言底盤框架具有并行于彼此設(shè)置的兩個縱向構(gòu)件。一般而言每個縱向構(gòu)件具有中心部分，在每種情況中過渡部分在兩側(cè)附接至該中心部分，并且在每種情況中端部部分附接至過渡部分。本發(fā)明即適用于具有直的縱向構(gòu)件的轉(zhuǎn)向架也適用于具有偏置縱向構(gòu)件的轉(zhuǎn)向架，在具有直的縱向構(gòu)件的轉(zhuǎn)向架中上弦桿因此基本上在所有部分中主要位于一個平面中。在偏置縱向構(gòu)件的情況中該過渡部分形成偏置。

背景技術(shù)：

一般而言用于軌道車輛的轉(zhuǎn)向架被實施成以便支撐機動或車廂并且建立與軌道的連接。轉(zhuǎn)向架因此具有底盤框架作為該轉(zhuǎn)向架的中心元件，底盤框架通常具有用于將力傳送至與軌道接觸的輪組中的主彈簧懸掛，以及還具有用于支撐車輛或機動車的副彈簧懸掛。在該情形中，彈簧懸掛用于減小或阻尼正發(fā)生的振動并且使得車輪能夠在不同的行駛速度和軌道特性（諸如，行駛彎曲段或直線段）下中安靜地運行。

底盤框架因此必須被設(shè)計成使得它們能夠承受高應(yīng)力和所施加的力（諸如例如重力或慣性力）而不發(fā)生塑性形變。底盤車架因此具有抵抗彎曲運動和扭轉(zhuǎn)的高的阻力矩。實際上，一般而言所述行為借助于焊接結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)，該焊接結(jié)構(gòu)包括橫向構(gòu)件和設(shè)置在橫向構(gòu)件的端部區(qū)域處的兩個縱向構(gòu)件。在該情形中，能夠以偏置的方式設(shè)計該縱向構(gòu)件，這樣一來在軌道方向上成階梯狀的中心部分被形成，該中心部分連接至橫向構(gòu)件。過渡部分（僅在偏置縱向構(gòu)件的情況中成角度）在每個情形中被形成在從中心部分開始的兩側(cè)上，接著的是端部部分，該端部部分基本上平行于（在偏置縱向構(gòu)件的情況中）中心部分或者位于相同的高度處（在直的縱向構(gòu)件的情況中）以便適應(yīng)主彈簧懸掛。

為了能夠?qū)崿F(xiàn)適應(yīng)形成主彈簧懸掛的圓柱彈簧、高圓簧（flexicoilspring）或板簧，縱向構(gòu)件的端部部分被實施為彈簧罩。彈簧罩用于使彈簧居中并且將力引入至彈簧中，在該情況中，與此同時限制在徑向方向上的彈簧的最大偏轉(zhuǎn)。一般而言，彈簧罩因此具有圓形、類橢圓形或矩形的橫截面并且在輪組的方向上開放，換言之在操作位置中向下開放，使得在橫截面中形成開放構(gòu)型。在中心部分和過渡部分的區(qū)域中從縱向構(gòu)件的橫截面（例如，閉合的盒形截面）到彈簧罩的開放橫截面的過渡具有特別高的重要程度，因為這里是高應(yīng)力區(qū)域的并且由于焊縫的存在而被進一步弱化，特別地因為在焊縫中的張力必須保持盡可能低。

因此，現(xiàn)有技術(shù)的缺點在于必須采取與制造相關(guān)的精細(xì)措施的事實，諸如例如提供具有蓋的接近開口，以便能夠?qū)崿F(xiàn)在應(yīng)力區(qū)域中實施焊縫。另外的不利方案在于使相關(guān)位置的尺寸局部地過大，這樣一來增加了重量和材料成本。

發(fā)明目的

本發(fā)明的目的因此在于提出一種用于軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的底盤框架，該底盤框架克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點并且在過渡部分和端部部分之間形成了優(yōu)化的過渡以使得在形成彈簧罩的端部部分和過渡部分之間的剛性彎曲被改進。此外，本發(fā)明的特征應(yīng)該在于低材料費用、低制造成本和焊縫的有利路線。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

該目的由具有權(quán)利要求1中所述的特征的用于軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的底盤框架所實現(xiàn)。本發(fā)明的有利實施例被限定在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中。

本發(fā)明涉及用于軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的底盤框架，包括具有上弦桿和下弦桿的至少一個縱向構(gòu)件，其中，該縱向構(gòu)件具有至少一個端部部分、中心部分以及位于端部部分和中心部分之間的過渡部分，縱向構(gòu)件的所述端部部分被設(shè)計為用于容納主彈簧懸掛的彈簧罩。

在該情形中，根據(jù)本發(fā)明的規(guī)定，下弦桿在過渡部分的區(qū)域中具有彎曲部，該彎曲部被設(shè)計成使得下弦桿的假想延伸部和上弦桿自身或上弦桿的假想延伸部在端部部分中相交。

通過設(shè)置彎曲部（該彎曲部能夠被設(shè)計成圓弧形狀、橢圓形狀或凸形形狀），力的流動被最優(yōu)地引入至下弦桿中。這樣的引入被實現(xiàn)是因為下弦桿通過該彎曲部在上弦桿的方向中被引導(dǎo)，由此下弦桿能夠在其端部邊緣處連接至上弦桿，特別地能夠被焊接至上弦桿。因此下弦桿被引導(dǎo)至的區(qū)域要被理解為過渡部分。通過彈簧罩引入的力或者待引入至彈簧罩中的力因此也被最優(yōu)地引入至在端部部分和過渡部分之間的過渡中的上和下弦桿中。

在面向端部部分的端部處，一般而言縱向構(gòu)件的上弦桿形成平行于中心部分延伸的區(qū)域（在偏置縱向構(gòu)件的情況中）或者借助于端部部分以水平方式從中心部分延續(xù)至過渡部分的區(qū)域（在直的縱向構(gòu)件的情況中）。在該情況中，下弦桿的延伸部，即背離中心部分的下弦桿的端部的假想延伸部恰好在該平行或水平區(qū)域中與上弦桿相交。上弦桿和下弦桿借助于其連接的焊縫可以例如存在于所述相交部處。由于兩個弦桿相交處的點形成端部部分的開始，所以該相交部恰好位于該端部部分中。

然而在替代的實施例變形例中還能夠規(guī)定，上弦桿和下弦桿不直接地連接至彼此，而是使上弦桿延伸的另外的元件被設(shè)置在上弦桿上的過渡部分中。在該情況中，下弦桿的延伸部（如上所述）沒有與上弦桿自身相交，而是僅與上弦桿的假想延伸部相交。如果上弦桿具有平行部分，則相交部位于端部部分的開始處，或者另一方面，如果上弦桿已經(jīng)在偏置縱向構(gòu)件的過渡部分的成角度的區(qū)域中終止，則該相交部位于端部部分上方的區(qū)域中。因此通過在該情形中起兩個弦桿之間的連接元件的作用的另外的元件來實現(xiàn)下弦桿至上弦桿的實際連接，特別是焊接連接。

在根據(jù)本發(fā)明的底盤框架的另外的實施例變形例中規(guī)定，下弦桿的端部和上弦桿的端部圍住一角度，該角度在60°至90°的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在70°至90°的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選地在80°至90°的范圍內(nèi)。自然地，如果下弦桿不直接連接至上弦桿，則形成的角度同樣地涉及弦桿的端部的假想延伸部。該角度在任何情況中涉及通常形成在上弦桿和下弦桿之間的過渡部分的端部處的銳角。由于下弦桿的相交部成銳角或直角，所以這導(dǎo)致特別有利的力的流動以及在每個情形中設(shè)置在該角度的鈍角側(cè)（即能夠從外部接近的一側(cè)）上的焊縫的有利設(shè)置。

因為縱向構(gòu)件在過渡部分中至少部分地具有第一橫截面，在該情況中該第一橫截面被設(shè)計為由上弦桿、下弦桿以及連接這兩個弦桿的側(cè)元件組成（與彼此焊接在一起）的閉合的盒形橫截面或者被設(shè)計為由上弦桿、下弦桿和連接這兩個弦桿的橫檔組成的i形構(gòu)型，所以非常好的機械特性（諸如在引言中所述的本發(fā)明的目的所需要的）被實現(xiàn)。

為了增加焊縫的長度并且將焊縫端部重定位在高應(yīng)力區(qū)域外，根據(jù)本發(fā)明的底盤框架的優(yōu)選的實施例變形例規(guī)定，彈簧罩包括用于容納主彈簧懸掛的彈簧基底，以及用于圍住主彈簧懸掛的部分的護套，其中，彈簧罩的護套具有至少一個延續(xù)部，該延續(xù)部與具有彎曲部的下弦桿的一部分至少部分地接觸。在該情形中，彈簧罩的護套能夠由單個板狀元件構(gòu)成，或者其能夠由連接（優(yōu)選地焊接）至彼此的多個板組成。在該情形中，該護套至少部分地形成在主彈簧懸掛的整個圓周周圍至少部分地該主彈簧懸掛并且在正交于主彈簧方向的方向上限制主彈簧懸掛的移動的橫截面。

借助于該延續(xù)部（該延續(xù)部緊密地跟隨下弦桿的彎曲部并且因此通常在中心部分的方向上變窄），一方面在下弦桿和彈簧罩的護套之間的焊縫被延伸，這樣一來，與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠減小焊縫的橫截面。另一方面，在該情況中，焊縫沒有在高應(yīng)力區(qū)域中終止，這對于強度行為具有積極效應(yīng)。該延續(xù)部在抵抗彎曲的縱向構(gòu)件的阻力矩上具有與加強元件類似的積極效果。

根據(jù)本發(fā)明的底盤框架的另外的優(yōu)選的實施例變形例，下弦桿至少部分地形成彈簧罩的護套。特別地具有彎曲部的下弦桿的部分適于形成護套的側(cè)表面。這一方面導(dǎo)致材料的節(jié)省并且另一方面導(dǎo)致焊縫的減小，這具有降低制造成本的效果。

由于能夠使延續(xù)部和下弦桿之間的焊縫產(chǎn)生應(yīng)力的張應(yīng)力在操作狀態(tài)下可能在彎曲部的區(qū)域中出現(xiàn)在下弦桿中，所以根據(jù)本發(fā)明的底盤框架的另外的優(yōu)選的實施例變形例規(guī)定，彈簧罩的延續(xù)部在非彎曲區(qū)段中（額外地或替代地）與下弦桿接觸，該區(qū)段面向縱向構(gòu)件的中心部分。該延續(xù)部因此延伸超出彎曲部。在接觸區(qū)域中，該延續(xù)部直接地連接（優(yōu)選地焊接）至下弦桿和/或底盤框架的另外的元件，例如的輪組導(dǎo)向件。

為了實現(xiàn)特別簡單的設(shè)計和簡單的制造，在另外的實施例變形例中規(guī)定上弦桿形成彈簧基底。

在根據(jù)本發(fā)明的底盤框架的特別優(yōu)選的實施例變形例中，彈簧基底是至少連接至上弦桿的板形元件。作為使用單獨的板形元件的彈簧板的設(shè)計的結(jié)果，所述元件能夠呈現(xiàn)比上弦桿和下弦桿更大的強度以便能夠承載高的載荷。這意味著具有較低載荷的上弦桿和下弦桿自身因為所述載荷被分配在兩個弦桿之上所以能夠具有較薄的壁厚，由此降低了底盤框架的總體重量。

另外的特別有利的實施例變形例規(guī)定，彈簧基底具有叉狀連接區(qū)段以用于連接至上弦桿和下弦桿。為了將由彈簧基底吸收的力均勻地引入上弦桿和下弦桿中而不需要在這種情況下在彈簧基底與焊縫之間設(shè)置承受高應(yīng)力的過渡，叉狀連接區(qū)段被設(shè)計成使得至少一個叉狀延續(xù)部突出超出上弦桿并且與所述上弦桿至少部分地接觸以便使彈簧基底連接至上弦桿（優(yōu)選地為焊接連接），并且至少另一個叉狀延續(xù)部也突出超出下弦桿，在過渡部分的區(qū)域中與所述下弦桿至少部分地接觸以便使彈簧基底連接至下弦桿（優(yōu)選地為焊接連接）。

附圖說明

為了進一步解釋本發(fā)明，在說明書的下列部分中對附圖進行參考，從該部分中可以推導(dǎo)出本發(fā)明的另外的有利實施例、細(xì)節(jié)和改進方案。附圖要被理解為示例并且盡管附圖應(yīng)該展示本發(fā)明的特征，但是附圖不應(yīng)受任何情況限制或者甚至確定地展示所述特征。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的底盤框架的側(cè)視圖；

圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的底盤框架的下側(cè)的視圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的底盤框架的實施例變形例的側(cè)視圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的底盤框架的下側(cè)的視圖；

圖5示出了按照圖3的線aa通過根據(jù)本發(fā)明的底盤框架的縱向構(gòu)件的橫截面視圖；

圖6示出了具有根據(jù)本發(fā)明的底盤框架的轉(zhuǎn)向架的圖示；

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的底盤框架的替代實施例變形例的軸測圖；

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的底盤框架的替代實施例變形例的另外的軸測圖。

具體實施方式

圖1和圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于轉(zhuǎn)向架的底盤框架的偏置縱向構(gòu)件1，該縱向構(gòu)件1具有上弦桿2和下弦桿3。在該情形中，縱向構(gòu)件1具有在操作狀態(tài)下向下成階梯的中心部分6，橫向構(gòu)件13設(shè)置該中心部分6上。從中心部分6開始，相對于該中心部分成角度的兩個過渡部分5被形成，過渡部分5的每一個終止于端部部分4，端部部分4基本上平行于中心部分6而延伸。因此將僅詳細(xì)描述縱向構(gòu)件1的一側(cè)，該描述自然地也適用于另一側(cè)。

上弦桿2和下弦桿3在中心部分6中、在過渡部分5的大部分之上以及在端部部分4中近似平行地延伸，并且借助于側(cè)壁（未示出）連接至彼此以便形成閉合的第一（此處為箱形）橫截面7，參見圖5。在該情形中，端部部分4形成彈簧罩8，彈簧罩8用于容納轉(zhuǎn)向架的主彈簧懸掛，例如，圓柱彈簧、高圓簧或板簧。在該情形中，彈簧罩8包括彈簧基底10，主彈簧懸掛承載在彈簧基底10上并且主彈簧懸掛借助于該彈簧基底10而居中。除了彈簧罩8以外還包括護套11，護套11在縱向構(gòu)件1的端部部分4的區(qū)域中環(huán)繞主彈簧懸掛。

為了使得主彈簧懸掛能夠被容納在彈簧罩8中，下弦桿3在端部部分4僅被引導(dǎo)直至彈簧罩8的護套11，并且下弦桿3至少沿著護套表面的一部分環(huán)繞該護套11。在其他實施例變形例中，下弦桿3被設(shè)計作為用于護套11的支撐件并且至少部分地到達所述護套11的下方，其中，下弦桿3在該情況中具有開口，主彈簧懸掛通過該開口進入彈簧罩8。此處將不討論多個另外的實施例，因為它們均遇到相同的問題：

在通向彈簧罩8的過渡區(qū)域中，橫截面從閉合的箱形橫截面7（參見圖5）轉(zhuǎn)變?yōu)橛捎谌菁{主彈簧懸掛而形成的開放橫截面。這引起縱向構(gòu)件1的剛性彎曲發(fā)生突然且不利的變化，在該情況中用于將彈簧罩8或者彈簧罩8的護套11連接至上弦桿2或下弦桿3的焊縫的設(shè)置也對所述曲線具有負(fù)面影響。焊縫的端部構(gòu)成了特別脆弱的區(qū)域，并且在所描述的示例性實施例中位于彈簧罩8和縱向構(gòu)件1的過渡部分5之間的高應(yīng)力區(qū)段中。

圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的底盤框架的上述實施例變形例的替代視圖，其中示出了容納主彈簧懸掛的底盤框架的側(cè)面。特別地，此處能夠看到連接至縱向構(gòu)件1的中心部分6的橫向構(gòu)件13。同樣地，從該圖中能夠看到彈簧罩8的護套11具有角部圓化的矩形橫截面，并且護套11被下弦桿3部分地圍住。

圖3至圖6現(xiàn)在涉及根據(jù)本發(fā)明的底盤框架的實施例變形例?？v向構(gòu)件1同樣地具有中心部分6，兩個端部部分4和兩個過渡部分5，并且在中心部分6連接至橫向構(gòu)件13。關(guān)于各部分的定義的差別將在下述內(nèi)容中描述。

在圖3中能夠清楚地看到，根據(jù)本發(fā)明的下弦桿3具有彎曲部9，彎曲部9被設(shè)計成使得下弦桿3使在過渡部分5中的箱形橫截面7閉合，因為下弦桿3在上弦桿2的方向上彎曲。在該情形中，密切（osculating）曲線的曲率半徑或半徑被選擇成在結(jié)構(gòu)上盡可能得大以便獲得有利的應(yīng)力比。在所描述的示例性實施例中，下弦桿3以及因此自然地下弦桿3的假想的延伸部也與上弦桿2直接地相交，由此在上弦桿2和下弦桿3的延伸部之間圍住了90o的角度。連接上弦桿2和下弦桿3的焊縫被設(shè)置在上弦桿2和下弦桿3的閉合端處。在縱向構(gòu)件1的過渡部分5和端部部分4之間的邊界位于上弦桿2和下弦桿3相交的位置處，該界面自身即屬于過渡部分5也屬于端部部分4。

這樣的設(shè)計提供了多個優(yōu)點：一方面，當(dāng)在橫向構(gòu)件13的方向上觀察時，上弦桿2和下弦桿3形成連續(xù)的閉合構(gòu)型，這能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化的剛性彎曲，并且另一方面，作用在縱向構(gòu)件1上的力直接地被分配至上弦桿2和下弦桿3。

本發(fā)明的另外的方面涉及彈簧罩8的設(shè)計，結(jié)合前述內(nèi)容，彈簧罩8的設(shè)計導(dǎo)致特別有利的協(xié)同作用。彈簧罩的護套11在每一側(cè)處具有接合在下弦桿3周圍的延續(xù)部12，換言之，彈簧罩的護套11在呈現(xiàn)彎曲部9的區(qū)域中與下弦桿接觸。在該情形中，一般說來延續(xù)部12在每個情況中都靠近于下弦桿3的縱向邊緣而連接至下弦桿3或者在下弦桿3的縱向邊緣處連接至下弦桿3。這意味著將彈簧罩8連接至下弦桿3的焊縫能夠被制成得相當(dāng)長，這意味著能夠減小焊縫的厚度并且特別地焊縫的一端能夠被設(shè)置在更靠近中心部分6的下弦桿3的較小應(yīng)力區(qū)段中。在該情形中，延續(xù)部12正好被引導(dǎo)至彎曲部9后面的區(qū)段中，在該區(qū)段中下弦桿3基本上是直線的。在該情形中，護套11能夠由一個零件制造，或者由連接（優(yōu)選地焊接）至彼此的多個板構(gòu)件構(gòu)成。延續(xù)部的寬度，即具體表示延續(xù)部12的外邊緣至與下弦桿3接觸的邊緣的距離在該情形中至少為100至150mm，在這里，如果被底盤框架的其他組件允許的話，大于150mm的寬度通常是優(yōu)選的。

為了導(dǎo)向主彈簧懸掛，所述主彈簧懸掛需要由護套11環(huán)繞在住彈簧懸掛的整個周界周圍。在所描述的示例性實施例中，在呈現(xiàn)彎曲部9并且連接至上弦桿2的區(qū)段中，下弦桿3形成護套表面11的一部分，更確切地形成面向橫向構(gòu)件13的護套11側(cè)表面。

彈簧罩8的彈簧基底10由上弦桿2形成。然而在替代的實施例變形例中，彈簧基底10是連接（優(yōu)選地焊接）至上弦桿2的單獨部件。這意味著彈簧基底10能夠以簡單的方式具有比上弦桿2自身更大的厚度。為了能夠?qū)崿F(xiàn)到根據(jù)本發(fā)明的彎曲的下弦桿3的最優(yōu)連接，在該情形中彈簧基底10能夠具有叉狀的連接區(qū)段，在這里，多個叉中的至少一個連接至下弦桿3并且多個叉中的至少一個連接至上弦桿2以使得焊縫沒有在上弦桿2和下弦桿3的界面的區(qū)域中直接地延伸。

根據(jù)本發(fā)明的在兩側(cè)上具有延續(xù)部的彈簧罩8的護套11的設(shè)計能夠從圖4中清楚地看到。

圖6示出了在轉(zhuǎn)向架中的根據(jù)本發(fā)明的底盤框架。在該情況中，特別地主彈簧14被插入至彈簧罩8中，主彈簧14在與彈簧基底10相對地定位的端部處連接至輪組15。與此同時輪組15借助于輪組導(dǎo)向件16附接至底盤框架。護套11的延續(xù)部12被引導(dǎo)直至附接至底盤框架的輪組導(dǎo)向件16的部分并且被連接（優(yōu)選地焊接）至所述部分。副彈簧17被居中地設(shè)置在縱向構(gòu)件1的中心部分6中。除了彈簧之外，阻尼器元件18也被設(shè)置在彈簧14、17中的每一個上。

圖7和圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的縱向構(gòu)件1的替代實施例變形例的三維圖示，特別是過渡部分5和端部部分4的三維圖示。與第一示例性實施例相反，在當(dāng)前情況中的第一橫截面7被形成為i形構(gòu)型，其中，上弦桿2和下弦桿3借助于橫檔19而連接。彈簧罩8自身及其護套11和延續(xù)部12能夠同樣地被容易地識別，延續(xù)部12部分地接合在彎曲部9周圍。特別地，圖8清楚地示出了彈簧罩8，使得能夠清楚地看到主彈簧14被設(shè)置在轉(zhuǎn)向架中的位置。

附圖標(biāo)記列表：

1．縱向構(gòu)件

2．上弦桿

3．下弦桿

4．端部部分

5．過渡部分

6．中心部分

7．第一橫截面（箱形或i形構(gòu)型）

8．彈簧罩

9．彎曲部

10．彈簧基底

11．彈簧罩8的護套

12．護套11的延續(xù)部

13．橫向構(gòu)件

14．主彈簧

15．輪組

16．輪組導(dǎo)向件

17．副彈簧

18．阻尼器元件

19．橫檔。