一種軌道車輛的彈簧裝置製造方法

2023-07-21 03:11:51 2

一種軌道車輛的彈簧裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種彈簧裝置，尤其涉及一種軌道車輛的次級懸掛裝置，包括一個彈簧主體（120.1），該彈簧主體大致由一種聚合材料製成並定義了一個軸向方向和一個徑向方向。彈簧主體（120.1）在軸向方向上設有一個中心部（120.2），該中心部位於一個在第一外端面終止的第一端部（120.3）和一個在第二外端面（120.4）終止的第二端部（120.3）之間，該中心部（120.2）設有至少一個徑向收斂部（120.5）。所述第一端部（120.3）在軸向方向上設有一個從第一外端面（120.4）延伸到中心部（120.2）的凹部，以形成被柔性的內表面（120.8）限制的一個軸向彈簧主體腔（120.7）。該軸向彈簧主體腔（120.7）插設有一個插件（121），該插件（121）和彈簧主體（120.1）的內表面（120.8）接觸，從而在插件（121）沒有插進軸向彈簧主體腔（120.7）的參考狀態下更改彈簧裝置的剛度。
【專利說明】一種軌道車輛的彈簧裝置【技術領域】
[0001]本發明涉及一種彈簧裝置，特別是一種軌道車輛的次級懸掛裝置，包括一個彈簧主體，該彈簧主體大致由聚合材料製成並定義了一個軸向方向和一個徑向方向。該彈簧主體在軸向方向上設有一個中心部，該中心部位於一個在第一外端面終止的第一端部和一個在第二外端面終止的第二端部之間。該中心部設有至少一個徑向收斂部，該第一端部在軸向方向上設有一個從第一外端面延伸到中心部的凹部，以形成被一個柔性的內表面限制的一個軸向彈簧主體腔。本發明進一步涉及包括該彈簧裝置的一個運行裝置。
發明背景
[0002]這樣的彈簧裝置在該領域裡是眾所周知的，並用作如EPO 337 135 BI所示的次級懸掛裝置的一部分(整個公開文本被納入本文中以供參考)。通常地，軸向彈簧主體腔被用來將彈簧主體安裝和集中到運行裝置和車廂體單元(例如車廂體本身或與車廂體連接的承梁)。顯然地，如EPO 337 135 BI所示，一般設計為沙漏形的彈簧主體需適應特定的軌道車輛。特別地，其軸向剛度(即沿彈簧主體中心軸的剛度)和其橫向剛度(即彈簧主體中心軸橫向的剛度)需轉化為所使用的特定車輛。
[0003]其不足之 處在於，通常對於每一種車輛類型，需要開發和測試一種單獨的彈簧裝置，這樣使得次級懸掛的設計變得較為費時和昂貴。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種如上所述的彈簧裝置，該彈簧裝置沒有如上所述的缺點，或至少僅有較小的缺點，且特別地其設計更簡單並能更容易地適應於不同車輛類型的不同要求。
[0005]上述目標的實現首先需要如權利要求1前序部分所述的彈簧裝置，並通過權利要求I的特徵部分所述特徵來實現。
[0006]本發明基於技術示範，如果軸向彈簧主體腔被設置用來接納一個插件，該插件被設置用來更改軸向剛度和/或彈簧裝置的橫向剛度，並和與限制該實際腔體的彈簧主體的柔性的內表面相接觸，則能實現一種更簡單地且更容易地適應於不同車輛類型的不同要求的設計。
[0007]更精確地講，該插件在各個方向上施加一個附加的阻力以阻止彈簧主體的相應的柔性牆面的變形。該附加阻力取決於插件的尺寸、幾何形狀和機械性能。因此，以一種非常簡單的方式，不同插件的使用可改變彈簧的性能，特別指彈簧裝置的軸向和/或橫向剛度。
[0008]本發明的另一個優點在於，彈簧主體和插件能由不同的材料製成。與已知的束縛於彈簧主體的材料的設計相比，這增加了設計的自由性，提供了更多的適應彈簧性能的靈活性。因此，更多種類的彈簧特性能通過使用非常簡單、容易的插件來實現。
[0009]因此，根據一方面，本發明涉及一種彈簧裝置，特別是一種軌道車輛的次級懸掛裝置，包括一個彈簧主體，該彈簧主體大致由聚合材料製成並定義了一個軸向方向和一個徑向方向。該彈簧主體在軸向方向上設有一個中心部，該中心部位於一個在第一外端面終止的第一端部和一個在第二外端面終止的第二端部之間。該中心部設有至少一個徑向收斂部，該第一端部在軸向方向上設有一個從第一外端面延伸到中心部的凹部，以形成被一個柔性的內表面限制的一個軸向彈簧主體腔。一個插件插入到該軸向彈簧主體腔，該插件和彈簧主體的內表面相接觸，以在插件沒有插進軸向彈簧主體腔的參考狀態下更改彈簧裝置的剛度。
[0010]應當指出的是該插件並不一定要是一個一體部件。更確切地說，該插件可由兩個或更多的插件元件組成，通過堆疊或組合的方式構成彈簧主體腔的插件。
[0011]該彈簧裝置的與插件插入該彈簧主體相關的任何機械性能可轉化為使用這種插件的具體應用。優選地，該插件被設置用來更改彈簧裝置的軸向剛度和橫向剛度中的至少一個，其中所述軸向剛度指彈簧裝置在軸向方向上的剛度，所述橫向剛度指彈簧裝置在向軸向方向橫向運行時在橫向方向上的剛度。
[0012]應當指出的是該插件可不僅被用來靜態地更改相關的機械性能，例如簡單地向彈簧主體的相關特性添加一個恆定的偏移量。更多地，該插件也可被用來不定地更改相關機械性能的特性。因此，例如根據其設計，隨著偏轉的增加，該插件可被用來提供相關機械性能的特性的一種至少分段式恆定偏移量(例如相關的剛度)；該插件也可被用來提供相關機械性能的一種至少分段式遞增和/或至少分段式遞減的特性(例如分段式遞增剛度和/或分段式遞減剛度)。
[0013]一般來說，任何能向彈簧裝置的機械性能提供所需影響的形狀都可被使用。根據本發明的特別簡單和有效的實施方案，該插件為大致圓頂形部件和圓環形部件中的至少一個。應當指出的是，從本發明的意義上說，該圓環形部件為一種擁有一個關於一個旋轉中心軸(旋轉360°時形成的一個完整的圓環)旋轉一個平面封閉輪廓(任意形狀)而形成的幾何形狀的部件。該旋轉中心軸可與該輪廓相交。如果情況並非如此，就形成了所謂的圓環面。根據一個非常簡單設計的某一優選實施方案，該插件至少部分為大致地圓錐外形或大致地球形外形。
[0014]該插件的外牆可以為任一所需的、恰當的、與該彈簧主體腔牆面匹配的形狀。優選地，該插件被一個插件外牆面限制；該插件外牆面在一個截面內包括一個插件中心軸，且有一個分段式曲線的截面輪廓和/或分段式直線截面輪廓和/或分段式多邊形的截面輪廓。通過這種方式，可使該插件的相關機械性能適應於彈簧裝置所需的機械性能。
[0015]該插件的機械性能(需要實現彈簧裝置的相應機械性能的所需更改)可通過任何所需的、適當的方式來實現。例如，該插件可設有不同的剛度部分以實現特定的特性。
[0016]根據本發明的優選實施方案，插件的機械性能的適當調試，特別是抗撓曲度，可通過設置一個插件腔來實現，該插件腔位於插件的一端且面背著彈簧裝置的中心部。這種插件腔讓設計更自由，其通過簡單地更改腔體的外形形成一個非常簡單的抗撓曲度適應。
[0017]根據所需要實現的插件的機械性能，任何所需的和適當的形狀都可被用作插件腔。優選地，該插件腔至少分段式地為一種大致地圓環形外形，特別地為一種大致地圓錐形外形或大致地球形外形。這種設計能以一種非常簡單和容易的方式形成機械性能適應。
[0018]由於軸向彈簧主體腔的設置，插件腔可為任何所需的形狀。優選地，插件腔被一個插件腔牆面限制；該插件腔牆面在一個截面內包括一個插件腔的中心軸且設有一個分段式曲線的截面輪廓和/或分段式直線的截面輪廓和/或分段式多邊形的截面輪廓。
[0019]一般地，插件和插件腔的尺寸可適應於機械性能的特定更改或彈簧裝置所需要實現的性能。特別地，根據單獨的以下尺寸或以下尺寸的任意組合，可實現合適的配置。
[0020]—般地,該插件在徑向方向上定義了 一個最大插件外徑和一個最小插件外徑，並在軸向方向上定義了一個最大軸向插件尺寸。優選地，最小插件外徑為最大插件外徑的40%到90%，優選為50%到80%，進一步優選為60%到70%。此外，優選地，最大軸向插件尺寸為在軸向方向上的最大軸向彈簧主體腔尺寸的40%到80%，優選為45%到75%，進一步優選為55% 到 65%。
[0021 ] 此外，一般地該插件在徑向方向上定義了 一個最大插件腔直徑和一個最小插件腔直徑，並在軸向方向上定義了一個最大軸向插件腔尺寸。優選地，最大插件腔直徑為最大插件外徑的50%到90%，優選為55%到85%，進一步優選為65%到75%。此外或可選地，最小插件腔直徑為最大插件腔直徑的20%到60%，優選為25%到55%，進一步優選為35%到45%。此夕卜，優選地，最大軸向插件腔尺寸為在軸向方向上的最大軸向插件尺寸的50%到90%，優選為55%到85%，進一步優選為65%到75%。
[0022]彈簧主體和插件可由任何所需的、恰當的材料製成。在某些情況下，它們可由同一種材料製成。然而，特別地，彈簧主體由第一材料製成，插件由不同於第一材料的第二材料製成；在某些情況下，第一材料的剛度比第二材料弱。特別地，插件由一種聚合材料製成，特別指一種聚醯胺(PA)材料。此外或可選地，彈簧主體由一種聚合材料製成，特別指一種橡膠材料。兩種變體都提供了易於製造且堅固的方案。
[0023]插件和/或彈簧主體可由多個不同部件構成。然而，特別地如果插件和彈簧主體中的至少一個為一體部件，則能實現一種非常簡單和堅固的配置。
[0024]插件和/或彈簧主體的機械性能可以為定向的，即取決於運行方向。為了實現這點，相關的部件可選擇一種對稱的設計。優選地，特別地在徑向方向上有一種不定向的特徵，例如通過一種旋轉式對稱設計。因此，優選地，該插件和該彈簧主體中的至少一個為一種大致地旋轉式對稱部件。
[0025]彈簧主體可有一個能完成相關應用要求的任何所需的外形。根據非常簡單和容易的生產實施方案，該彈簧主體為一種大致地圓環形外形，特別地為大致地沙漏形。
[0026]在這裡，可選用彈簧主體的其他輪廓的任何所需形狀，其適應於特定的應用。特別地，該彈簧主體被一個彈簧主體外牆面限制；該彈簧主體外牆面在一個截面內包括彈簧主體的一個中心軸，並設有一個分段式曲線的截面輪廓和/或分段式直線的截面輪廓和/或分段式多邊形的截面輪廓。
[0027]同樣的情況也適用於彈簧主體腔。因此，優選地，彈簧主體腔至少分段式地為一種大致地圓環形外形，特別地為一種大致地圓錐形外形或大致地球形外形。此外，優選地，彈簧主體腔被一個形成內表面的彈簧主體腔牆面限制；該彈簧主體腔牆面在一個截面內包括彈簧主體腔的一個中心軸，並設有一個分段式曲線的截面輪廓和/或分段式直線的截面輪廓和/或分段式多邊形的截面輪廓。
[0028]一般地，彈簧主體和彈簧主體腔的尺寸可適應於彈簧裝置的特定應用，特別適應於機械性能或彈簧裝置所需要實現的性能。特別地，根據以下單獨的尺寸或以下尺寸的任意組合，可實現合適的配置。[0029]—般地,彈簧主體在第一端部和徑向方向上定義了一個最大彈簧主體外徑，同時該至少一個收斂部在徑向方向上定義了一個彈簧主體的最小收窄直徑，該彈簧主體為了軸向方向上，且距離第一外端面最大軸線收窄距離處。優選地，最小收窄直徑為最大彈簧主體外徑的50%到90%，優選為60%到85%，進一步優選為70%到80%。此外或可選地，該彈簧主體在軸向方向上延伸超過一個最大軸向彈簧尺寸；特別地，該最大軸向收窄距離為最大軸向彈簧尺寸的30%到50%，優選為35%到47%，進一步優選為40%到44%。
[0030]此外，一般地，該彈簧主體腔在徑向方向上定義了一個最大彈簧主體腔直徑和一個最小彈簧主體腔直徑，並在軸向方向上定義了一個最大軸向彈簧主體腔尺寸。優選地，該最大彈簧主體腔直徑為最大彈簧主體外徑的50%到90%，優選為55%到85%，進一步優選為65%到75%。此外或可選地，最小彈簧主體腔直徑為最大彈簧主體腔直徑的30%到70%，優選為35%到65%，進一步優選為45%到55%。此外，優選地，最大軸向彈簧主體腔尺寸為最大軸向收窄距離的40%到90%，優選為50%到80%，進一步優選為60%到70%.[0031]根據本發明的某些優選實施方案，其包含優點為長期穩固的彈簧性能的一種堅固設計，該中心部包括一個內加固單元。優選地，該內加固單元包括一個中空的，特別地為圓筒形的加固套，該襯套套在徑向方向上定義了一個最大襯套外徑，並在軸向方向上定義了一個最大軸向襯套尺寸。
[0032]優選地，特別地，該襯套在軸向方向上伸至彈簧主體腔，以實現敏感中西部的適當加固。此外，優選地，該襯套在軸向方向上形成一個特別地為徑向地和/或軸向地並大致位於中心的且穿過所述中心部的軸向通道。通過這種方式，可實現較輕的配置。該襯套可以任何適當的方式安裝。優選地，該襯套的外圍被牢固地連接至彈簧主體。
[0033]一般地，該襯套的尺寸可適應於特定的機械性能或彈簧裝置的所需要實現的性能。特別地，根據以下單獨的尺寸或尺寸的任意組合，可實現合適的配置。
[0034]優選地，最大襯套外徑為在徑向方向上的最大彈簧主體腔直徑的85%到115%，優選為90%到110%，進一步優選為95%到105%。此外或可選地，最大軸線襯套尺寸為在軸向方向上的最大軸向彈簧主體尺寸的35%到65%，優選為40%到60%，進一步優選為45%到55%。
[0035]根據本發明進一步的優選實施方案，中心部的內加固單元包括一個加固板元件，該加固板元件主要在徑向方向上延伸，並在徑向方向上定義了一個最大加固板外徑。該加固板元件可以為一個單獨的加固元件。然而，優選地，該加固板元件和加固襯套組合在一起。這種情況下，優選地，該加固板元件在徑向方向上連接至該襯套。
[0036]加固板元件可位於軸向方向上的任何所需的位置。優選地，加固板元件位於彈簧主體的一個局部徑向突出部，優選地該局部徑向突出部徑向地和/或軸向地並大致中心地位於彈簧主體內。該加固板元件可從彈簧主體伸出。優選地，然而該加固板元件大致全部地被嵌入在彈簧主體內，從而實現加固板元件的鏽蝕保護。
[0037]加固板元件可選用任何所需的、適當的尺寸。優選地，最大加固板外徑為在徑向方向上的最大彈簧主體外徑的75%到105%，優選為80%到100%，進一步優選為85%到95%。
[0038]應注意的是，該加固單元可選用任意的、適合提供加固功能的材料。優選地，該加固單元由不同於以上列出的第一和第二材料的第三種材料製成。通常地，該第三材料為一種金屬，從而實現簡單且低成本的加固。根據特別輕的設計，該加固單元使用鋁(Al)材料。
[0039]彈簧主體可直接地連接至相鄰的車輛部件，例如運行裝置和/或車箱體單元。優選地，然而，端部中的至少一個被一個支撐板元件覆蓋，該支撐板提供一個在生產車輛時容易操作的界面。優選地，該支撐板元件包括一個定心部，該定心部軸線地伸進彈簧主體腔從而形成相鄰車輛部件的一個適當界面。
[0040]此外，根據本發明的優選實施方案，至少一個端部設有一個嵌入式加固部件。該嵌入式加固部件可位於任何適當的位置。優選地，該嵌入式加固部件被嵌入在彈簧主體內並靠近外端面。
[0041]支撐板元件和嵌入式加固部件中的任一個可選用任何所需的、適當的材料。優選地，所述支撐板元件和嵌入式加固部件中的至少一個由金屬製成，特別指鋁(Al)材料。
[0042]應當指出的是，通過該插件(如上所述)，在彈簧裝置的第一端部來提供適應彈簧特性的可能性是足夠的。優選地，然而，第二端部採用了一種類似的方法，從而有益地擴大彈簧特性的可能更改的範圍和程度。
[0043]因此，根據本發明的有益實施方案，第二端部設有一個凹部，該凹部在軸向方向上從第二外端面向中心部延伸，以形成一個另外的軸向彈簧主體腔，該彈簧主體腔被一個柔性的內表面限制。一個另外的插件插入到該另一個軸向彈簧主體腔內，該另一個插件和彈簧主體的內表面相接觸，從而在該另一個插件沒有插入到軸向彈簧主體腔裡的參考狀態下更改彈簧裝置的剛度。
[0044]應注意的是，第二端部和/或另一個插件可以和如上所述的第一端部和/或插件有相同的設計，特別地指相同的尺寸。根據某些實施方案，然而，可也選用異常的設計和/或尺寸。
[0045]此外，本發明涉及一種軌道車輛的運行裝置，包括根據本發明的一個彈簧裝置。優選地，該彈簧裝置形成次級彈簧裝置的一部分，該次級彈簧裝置適應於支撐運行裝置上的一個車箱體。顯然地，本發明也涉及一種軌道車輛，其包括支撐在運行裝置上的一個車箱體單元。
[0046]參考附圖以及從屬權利要求和優選實施方案的下列描述，本發明的進一步的實施方案將趨於明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0047]圖1是帶有一種根據本發明的優選實施方案的一種運行裝置單元的根據本發明的一種軌道車輛的優選實施方案的一部分的側視示意圖；
[0048]圖2是圖1中運行裝置單元的框架主體的透視示意圖；
[0049]圖3是圖2中框架主體沿圖1中II1-1II線的剖視示意圖；
[0050]圖4是圖2中框架主體的主視示意圖；
[0051]圖5是運行裝置單元的一部分沿圖1中V-V線的剖視示意圖；
[0052]圖6是圖1中運行裝置單元的俯視示意圖；
[0053]圖7是圖5中細節VII的剖視示意圖；
[0054]圖8圖5中細節VIII的剖視示意圖。
【具體實施方式】
[0055]參照圖1到圖8，以下對根據本發明優選實施方案的包括根據本發明優選實施方案的一個運行裝置102的一種軌道車輛單元101作更詳細的描述。為了簡化下列說明，圖中引進了 xyz坐標系，其中(在直線水平軌道T上)，X軸指定了軌道車輛101的縱向方向，y軸指定了軌道車輛101的橫向方向，z軸指定了軌道車輛101的高度方向(當然，這同樣適用於運行裝置102)。應當指出的是，除非另有說明，以下所有的關於軌道車輛的部件的位置和方向的表述都指的是軌道車輛101靜態時、額定負載下並位於直線水平軌道上。
[0056]車輛101是一種低地板軌道車輛，例如電車等。車輛101包括由位於運行裝置102上的懸掛系統支撐的一個車廂體101.1。運行裝置102包括輪副103形式的兩個車輪單元，其通過一個初級彈簧單元105支撐一個運行裝置架104。該運行裝置架104通過一個次級彈簧單元支撐車廂體。
[0057]運行裝置架104設有一個框架主體107，該框架主體包括兩個縱梁108和一個橫梁單元109，該橫梁在橫向方向上提供兩縱梁108間的結構連接以形成一種大致為H形的結構。每個縱梁108都設有兩個自由端部108.1和一個中心部108.2。該中心部108.2連接至橫梁單元109，同時自由端部108.1形成與相關的車輪單元103相連的初級懸掛單元105的一個初級懸掛裝置105.1的一個初級懸掛界面110。在本實施例中，該初級彈簧裝置105.1使用一種緊湊且牢固的橡膠金屬彈簧。
[0058]每個縱梁108設有與自由端部108.1中的一個相關聯的一個角形部108.3。由於每個角形部108.3的設置，以致自由端部109.1形成一個主要在高度方向延伸的支柱部。因此，從根本上講，框架主體107為一個較複雜的、通常為三維的幾何體。
[0059]每個縱梁108都設有一個與自由端部108.1相關聯的樞軸界面部111.該樞軸界面部111形成與相關聯的車輪單元103的輪副軸承單元103.1牢固連接的旋轉臂112的一個樞軸界面。旋轉臂112通過樞軸螺栓連接113旋轉式地連接至框架主體107。該樞軸螺栓連接113包括一個定義了一個樞軸線113.2的樞軸螺栓113.1。樞軸螺栓113.1被插入到旋轉臂112的一個叉部的匹配凹部和樞軸界面部111的凸緣111.2上的一個樞軸界面凹部111.1裡(該凸緣111.2位於旋轉臂112的端部之間)。
[0060]為了降低框架主體107的複雜性，樞軸界面部111被整合到縱梁108的角形部
108.3裡，從而實現一種非常緊湊的結構。更準確地說，將樞軸界面部111整合到角形部
108.3裡使框架主體有一個較光滑、無分枝的幾何外形。
[0061]此外，這種緊湊的、光滑的、無分枝的結構使框架主體107可能形成為一種一體鑄件。更準確地說，該框架主體107可由灰口鑄鐵材料通過自動化鑄造過程製成一種單獨的鑄件。灰口鑄鐵材料有以下優點:由於其碳含量高，在鑄造時有特別好的流性，從而保證了非常高的加工可靠性。
[0062]鑄造在一種自動化的鑄造生產線的傳統型箱裡進行。因此，框架主體107的製造被顯著地簡化，且比傳統的焊接框架主體方案更有效地節約了成本。事實上，(與傳統的焊接框架主體相比)這種自動化鑄造過程能節約超過50%的成本。
[0063]本實施例中使用的灰口鐵材料是目前歐洲標準EN 1563中規定的一種球狀石墨鑄鐵材料或球墨鑄鐵(SGI)材料。更準確地說，使用一種EN-GJS-400-18U LT的材料，其強度、斷裂延伸率和韌性的平衡度很好，特別是在低溫的時候。顯然地，根據框架主體的機械要求，可選用如上所述的其它任何合適的鑄造材料。
[0064]為了實現將樞軸界面部111適當地整合到角形部108.3裡，在縱向方向上(X軸)樞軸界面部111在相關聯的自由端部108.1後可伸縮。
[0065]此外，(特別地，如從圖5中可看出)，由於初級懸掛界面110的設置以致作用於自由端108.1區域的總支撐合力Ftks (即當運行裝置架104被支撐在車輪單元103時，通過初級懸掛裝置105作用於自由端108.1區域的支撐力的總合力)大致地關於Xz平面平行，同時以一個初級懸架角apsF x關於縱向方向(X軸)傾斜，並以一個互為餘角的初級懸掛角
[0066]a psF，z-90 _ ct PSF，x ( I)
[0067]關於高度方向(z軸)傾斜，從而實現了建築空間(運行裝置102中框架主體107所需的)的大量減小。與DE 41 36 926 Al中的結構相比，這種總支撐合力Ftks的傾斜允許該初級懸掛裝置105.1更靠近輪副103，更準確地講，更靠近輪副103的旋轉軸線103.2。這種方法的優點不僅包括:初級懸掛界面110能更靠近車輪單元，明顯地節省了運行裝置102的中心部所佔的空間。此外，連接至輪副軸承單元103.2的旋轉臂112可以為一種更小、更輕和更簡單的設計。
[0068]此外，根據待審核的專利號10 2011 110 090.7(整個公開文本被納入本文中以供參考)的德國專利中更詳細的描述細節，這種傾斜的總支撐合力Ftks能提高在樞軸界面111上實現旋轉臂112和框架主體107的連接的可能，旋轉臂和框架主體都為負荷下自我調節(由於作用於縱向方向和高度方向上的總合力Ftks的部件)，同時當沒有支撐負荷Ftks時容易被拆卸。
[0069]最後，這種設計的優點在於，尤其是由於初級懸掛界面部110向輪副103靠近，其進一步地促進了框架主體107的通過自動化鑄造方法的自動化生產。
[0070]從根本上說，儘管總支撐合力Ftks可能會有任何需要的、適當的關於縱向方向和高度方向的傾斜，在本實施例中，總支撐合力Ftks以一個初級懸掛角apsF，x=45°關於縱向方向傾斜。因此，總支撐合力以一個與初級懸掛角度互為餘角的角度aPSF，z=90° -apsF,x=45°關於高度方向傾斜。因此，這種傾斜提供了一個特別緊湊的、有利的設計。此外，其也更好地將支撐負荷Ftks從輪副103應用到框架柱體107上。最後，因此，支柱部或端部108.1可以為一種輕微地前傾結構，其有利於促進鑄造材料的流性以及自動化鑄造方法的使用。
[0071]從圖5中進一步地可以看出，由於初級懸掛界面110和初級懸掛裝置105.1的設置，總支撐合力Ftks貫穿輪副103的一個輪副軸103.3，導致支撐負荷能更好地從輪副103應用至初級懸掛裝置105.1並向前地被應用至框架主體107。更準確地講，總支撐合力Ftks貫穿車輪軸103.3的車輪旋轉軸線103.2。
[0072]此外，這種結構使總支撐合力Ftks的槓桿臂較短(例如，樞軸螺栓113.1處的槓桿臂ATKS)，因此也使作用於縱梁108的彎曲力矩較低，其反過來允許框架主體107的一種更輕的設計。
[0073]以上所述結構的進一步優點在於，旋轉臂112可為一種非常簡單和緊湊的設計。更準確地講，在本實施例中，整合除了叉部(安裝樞軸螺栓113.1用)外的輪副軸承單元103.1的旋轉臂112需簡單地為位於靠近輪副軸承單元103.1的外圍的初級彈簧裝置105.1提供一個相應的支撐表面。因此，與現有的結構相比，不需要複雜的臂或者類似部件來將支撐力應用至初級彈簧裝置105.1。
[0074]橫梁單元109包括兩個橫梁109.1，其大致地關於一個平行於yz_平面的對稱面彼此對稱地設置，並設置在框架主體107的中心。橫梁109.1 (在縱向方向上)被一個間隙109.5隔開。
[0075]從圖3中可以看出，在一個平行於XZ-平面的截面內，每個橫梁109.1都設有帶有一個內牆109.2、一個上牆109.3和一個下牆109.4的一個大致為C形的橫截面。該C形橫截面的設置方式為，在縱向方向上，其開口朝向(位於更近的)框架主體107的自由端，同時其大致地被與框架主體107的中心相鄰的內牆109.2封閉。換句話說，橫梁109.1的開口側相互背離。
[0076]橫梁109.1的這種開口設計的優點在於(雖然所用材料剛性一般)，不僅單個的橫梁109.1的扭矩較為柔軟，即關於橫向的y軸的抗扭矩強度較低(與橫梁的一般的封閉、盒形的設計相比)。由於內牆109.2 (在縱向方向上)位於橫梁單元109的較中心處，這點也適用於作為整體的橫梁單元109，因此它們關於橫向的y軸的抗扭矩強度較低。
[0077]此外，位於框架主體107中心區域的間隙109.5設有一個最大縱向間隙尺寸Le，max，其為縱向方向上的橫梁109.1中的一個的最小縱向尺寸Lmmin的100% (位於框架主體107的中心區域)。間隙109.5的優點在於，在沒有增加框架主體107質量的前提下，兩個橫梁
109.1的主要延伸面內(平行於xy-平面)的抗彎強度增加了，因此實現了一種較輕的結構。
[0078]此外，間隙109.5能現成地安裝運行裝置102的其它部件(例如圖6中所示的橫向減震器114)，其特別有利於現代軌道車輛中關於可用建築空間的嚴格限制。
[0079]C形橫截面延伸超過橫梁單元109的一個橫向中心部，因此，在這個位置實現了橫梁單元的抗扭強度的一種特別有利的影響。在本實施方案中，該大致為C形的橫截面延伸超過在橫向方向上的橫梁單元的整個延伸(即從一個縱梁108到另一個縱梁108)。因此，在本實施例中，該C形橫截面延伸超過一個橫向的尺寸Wtb。，其為在橫梁單元109區域內的縱梁108的縱向中心線108.4間的橫向距離Wi的85%。通過這種方式和這種灰口鑄鐵框架主體107，能實現一種特別有利的抗扭強度。
[0080]至於在橫向方向上的延伸，同樣(指C形橫截面)也適用於間隙109.5的延伸。此夕卜，值得指出的是，縱向間隙的尺寸不需要和橫向方向上的相同。根據需要可選用所需的間隙。
[0081]在本實施例中，每個橫梁109.1都定義了一個橫梁中心線109.6，在平行於xy-平面的第一平面和平行於yz平面的第二平面裡，其一般為曲線的或多邊形的形狀。這種一般為曲線的或多邊形的形狀的橫梁中心線109.6的優點在於，各個橫梁109.1適應於作用於各個橫梁09.1的負荷分布，從而使各個橫梁109.1裡的應力平穩分布，並最終使框架主體107的質量較輕和應力最優化。
[0082]因此，從圖2和圖6中可以看出，橫梁單元109是一個帶有一個收窄中心部109.7的中心收窄單元，該收窄中心部109.7定義了橫梁單元的一個最小縱向尺寸(在縱向方向上)，在本實施例中，最小縱向尺寸Lmuin為橫梁單元的最大縱向尺寸LTBU，max(在縱向方向上)的65%。在本實施例中，該最大縱向尺寸被定義在橫梁單元109和縱梁108的連接處。
[0083]一般來說，橫梁單元109的收窄程度可被選作框架主體107需要實現的機械性能(特別地指框架主體107的抗扭剛度)的一種關係變量。在任何情況下，本文中所述的橫梁單元的設計為一種平衡性好的結構，且抗扭剛度較低(關於橫向方向)和抗彎曲剛度較高(關於高度方向)。由於運行裝置架104能提供傾向於平衡輪副103的所有四個車輪的車輪到軌道的接觸力的一定扭轉變形，這種結構對關於運行裝置102的脫軌安全性能特別有利。
[0084]從圖3和圖6中進一步地可以看出，在本實施例中，每個自由端部108.1在背離初級彈簧界面110 (因此朝向運行裝置102的縱向中心)的一個截面裡形成旋轉緩衝裝置115的一個緩衝界面。四個旋轉緩衝裝置115整合了車廂體101.1的一個旋轉緩衝裝置和一個縱向緩衝裝置的功能。此外，根據本發明，所述四個旋轉緩衝裝置115也適應於成對地在框架主體107和通過次級懸掛裝置106支撐在框架主體107上的車廂體101.1間形成一種牽引連接。應當指出的是，由於其提供一種高程度的功能整合併能實現一種較輕的整體設計，這種結構特別有利，以下會更詳細地作出闡述。
[0085]由於牽引力傳遞的遲發性，在沒有明顯地降低乘坐舒適度的前提下，該旋轉緩衝裝置115整合能力以在運行裝置102和車廂體101.1間形成一種牽引連接。更準確地說，位於縱向方向上和運行裝置中心同側(但是在運行裝置102的不同側邊)的兩個旋轉緩衝裝置115構成了第一旋轉緩衝裝置115和一個第二旋轉緩衝裝置115，其不僅適應於降低運行裝置102和車廂體101.1間的關於平行於高度方向的旋轉軸線的旋轉運動。該第一旋轉緩衝裝置115和第二旋轉緩衝裝置115被設置用來形成運行裝置102和車廂體101.1間的牽引連接，該運行裝置和車廂體被設置用來傳遞總牽引力Ftt中的至少一個主要部分，總牽引力在運行裝置102和車廂體101.1間沿縱向方向被傳遞。
[0086]在本實施例中，除開由旋轉緩衝裝置115形成的牽引連接，在運行裝置102和車廂體101.1間沒有其它的牽引連接元件。因此，由第一和第二旋轉緩衝裝置115(安裝在框架主體107和本發明意義上的第一接觸部件)形成的牽引連接在第一方向(例如向前行駛的方向)傳遞總牽引力Ftt的剩下部分中將被傳遞至車廂體101.1 (本發明意義上的第二接觸部件)的部分，即沒有被第二懸掛裝置106傳遞的部分。
[0087]從圖7中可以看出，運行裝置102和車廂體101間的牽引力傳遞是通過和車廂體101.1上一個第二接觸面101.1接觸的旋轉緩衝裝置115的第一接觸面115.1來實現的。所有的四個旋轉緩衝裝置115按照以下方式被設置，第一接觸面115.1和第二接觸面101.2在軌道車輛單元101 (即軌道車輛位於一個直線的水平軌道上)的空擋下被一個縱向間隙117隔開，在縱向方向上該縱向間隙117的縱向間隙尺寸較小Le=lmm。
[0088]在這種空擋狀態下，兩個接觸面115.1和101.2極為貼近(在縱向方向上)但是互相不接觸。此外，兩個接觸面115.1和101.2按照以下方式被設置，僅在高度方向上和/或僅在橫向方向上，如果運行裝置102和車廂體101.1間有相對運動，間隙117的寬度仍然不改變。因此，如果僅在高度方向上和/或僅在橫向方向上有這種相對運動，就不會產生摩擦運動，那麼接觸面的磨損會被大量地減少。
[0089]此外，旋轉緩衝裝置115沒有抵消車廂體關於運行裝置的角度偏差(關於平行與高度方向的一個旋轉軸線)。然而，在運行裝置102和車廂體101.1在縱向方向的某些偏差處，兩個接觸面115.1和101.2相互接觸，從而通過接觸面115.1和101.2 (即通過各自的旋轉緩衝莊子115)在縱向方向上開始牽引力的傳遞。
[0090]間隙117在中性位置的寬度較小的優點在於，能避免牽引力傳遞的遲發性，其對車輛101中的乘客來講是明顯和厭煩的(例如一個明顯的、突然的縱向加速)。根據本實施例，間隙117的寬度應足夠大以提供運行裝置102和車廂體101.1間的可接受的角度偏差。
[0091]
【發明者】對旋轉緩衝裝置115在自由端部108.1的設置為:經過旋轉緩衝裝置115的牽引力傳遞在空間上靠近牽引力被傳入到運行裝置102和框架主體107中的牽引力傳入區域。
[0092]更準確地講，輪副103在橫向方向上定義了一個軌道寬度TW和一個牽引力平面103.4。在軌道車輛單元處於空擋下時，牽引力平面103.4從一個單獨的車輪延伸至輪副103中一個車輪的軌道接觸點，並垂直於橫向方向。輪副103進一步定義了一個在橫向方向上車輪軸承103.1的中心和軸承中心平面103.5的中心之間的軸承中心寬度BCW。在軌道車輛101處於空擋下時，軸承中心平面103.5延伸穿過車輪軸承103.1並垂直於橫向方向。此外，每個旋轉緩衝裝置115都設有一個體積中心115.2(其也可指容積的矩心或體積矩心)。
[0093]在橫向方向上，每個旋轉緩衝裝置115的體積中心115.2都設有一個關於相關聯的牽引力平面103.4的橫向牽引力平面距離Wtfp，該牽引力平面距離為軌道寬度TW的8%。此夕卜，在橫向方向上，每個旋轉緩衝裝置115的體積中心115.2都設有一個關於軸承中心平面103.5的橫向軸承中心平面距離Wbcp，該橫向軸承中心平面距離為軸承中心寬度BCW的6%。因此，能實現旋轉緩衝裝置115和牽引力被引入到運行裝置102 (即牽引力平面103.4)和框架主體107 (即軸承中心平面103.5)上的區域之間的一種有利的、密切的空間關係。最後，旋轉緩衝裝置115的體積中心115.2和相關聯的縱梁108的中心部108.2的縱向中心軸線108.4位於一個公共平面(垂直於橫向方向的)上。
[0094]上述結構的優點在於，在本實施例中，可能實現牽引力從運行裝置，更準確地講從車輪和軌道的接觸點傳遞到車箱體101.1的實質最短的可能路徑。因此，本實施例和該領域的其它眾多方案不同，如上所述，需要被傳遞的牽引力不需要選擇穿過橫梁單元109的路徑。這種方法可能實現橫梁單元109的較輕的、低剛度設計。如上所述，這種低剛度設計，特別地指關於橫向方向的減小的抗扭剛度，有利於舒適性和脫軌安全性能。因此，至少從乘坐舒適性和脫軌安全性能角度來講，本實施例的這種運行裝置102更適用於不利的軌道條件。
[0095]應當指出的是，當牽引力需要在相反的第二方向上傳遞時(例如一個向後行駛的方向)，(在縱向方向上)位於運行裝置中心的另一側的兩個旋轉緩衝裝置115 (從本發明的意義上來說，形成為一個第三和一個第四旋轉緩衝裝置)以如上所述的第一和第二旋轉緩衝裝置的同樣方式接管牽引連接的功能。換句話說，這種情況下，從本發明的意義上來說，第三和第四旋轉緩衝裝置115在運行裝置102和車廂體101.1間形成了一個進一步的牽引連接。
[0096]車廂體101.1關於運行裝置102的橫向運動由安裝在靠近橫向減震器114的橫梁單元109的兩個橫向緩衝裝置118以一種傳統的方式提供。
[0097]從圖7中可以看出，各個旋轉緩衝裝置115包括一個緩衝單元119，該緩衝單元設有一個大致為圓盤形的第一支撐部件119.1、一個大致為圓盤形的第二支撐部件119.2和一個大致為環形的緩衝部件119.3。在平行於縱向方向的一個支撐方向上，緩衝部件119.3被安裝在第一支撐部件119.1和第二支撐部件119.2之間。
[0098]緩衝部件119.3適合於減小在支撐方向上的第一支撐部件119.1和第二支撐部件119.2之間的運動。為了實現這種減震功能，在本實施例中，緩衝部件119.3由一種聚氨酯(PUR)材料製成，這些材料被證明特別適用於製造牢固的、低成本的、長期穩定的部件。[0099]應當指出的是，緩衝部件119.3可選用任何需要的緩衝特性，優選一種開始較高隨後遞減的緩衝特性。這種結構提供一種相當大的緩衝力的加速發作，因此在較大偏差中，牽引連接效果和後續牽引力平穩地升高(即:例如當成功通過一段彎曲的軌道時的一種較低的總阻力)。
[0100]第一和第二支撐部件119.1和119.2由一種金屬製成，以分別地保證結構剛度和長期穩定的安裝界面。然而，第一接觸面115.1由第一支撐部件119.1的一個可替換地接觸插件119.4構成，第一支撐部件由塑料材料製成以減少第一和第二接觸部件之間的摩擦。
[0101]在本實施例中，部件119.1至119.3中的每一個都在徑向方向上(垂直於支撐方向)的尺寸比其在支撐方向的尺寸大，特別地，至少為其在支撐方向上的尺寸的150%到
200% ο
[0102]此外，從圖7中可以清楚地看出，緩衝單元119在支撐方向上設有一個最大緩衝長度LKB，max，並在徑向方向上設有一個為最大緩衝長度的225%的最大緩衝直徑此外，緩衝部件119.3在支撐方向上設有一個最大緩衝部件長度Lebqimx,並在徑向方向上設有一個為最大緩衝部件長度Lffiamax的350%的最大緩衝部件直徑DKBamax。因此，由於在徑向方向上的部件的尺寸較大，牽弓I力遍布一個較大的部件，從而減小了緩衝部件119.1到119.3中的應力。然而，由於緩衝部件119.1到119.3在縱向方向的尺寸較小，旋轉緩衝裝置115所需的總體積被保持在可接受的界限內。
[0103]緩衝單元119包括一個限制徑向方向上的第一支撐部件119.1和第二支撐部件119.2間的運動的一個引導裝置119.5，從而使緩衝部件119.3的徑向剪切應力保持在一個可接受地低水平。為此，引導裝置119.5包括一個連接至第一支撐部件119.1的活塞元件119.6和一個連接至第二支撐部件119.2的汽缸元件119.7。
[0104]活塞元件119.6和汽缸元件119.7被安裝在緩衝部件109.3的中心處，以實現一
種非常緊湊的結構。
[0105]此外，活塞元件119.6和汽缸元件119.7各自包括一個定心部119.8和119.9，並分別地和緩衝部件119.3的內牆配合從而以一種簡單和節約空間的方式使緩衝單元119的部件相互對齊。
[0106]當緩衝裝置119在沒有負荷的狀態下(如圖7所示)，活塞元件119.6在徑向方向上關於汽缸元件119.7作徑向運動，從而可能實現活塞元件119.6和汽缸元件119.7之間的相對傾斜運動。特別地，當運行裝置102和車廂體101.1間發生角度偏差時，這種傾斜運動可能是適當的，即當旋轉緩衝裝置115實行其本身的旋轉緩衝的功能時。
[0107]根據緩衝單元119的負荷和緩衝部件119.3的壓縮，活塞元件119.6插入到支撐方向上的汽缸元件119.7裡。如果緩衝單元119載有負荷，會導致第一支撐部件119.1的徑向偏差(關於第二支撐部件119.1)，活塞元件119.6在徑向方向上與汽缸元件119.7配合以限制在徑向方向上的相對運動。
[0108]緩衝部件119.3在支撐方向上的偏差限制是通過位於活塞元件119.6和汽缸元件119.7的各自的定心部119.8和119.9上的匹配的接觸面119.10和119.11形成的一種硬擋板結構來實現，從而避免了緩衝部件119.3的過度壓縮負荷。
[0109]應當指出的是，在本實施例中，支撐在運行裝置102上的車廂體101.1部分的車箱體長度的選擇如下，在給定的軌道網絡上軌道車輛101的正常運行時，該給定的軌道網絡設有一個給定的最小軌道彎曲半徑以及一個車廂體從中性位置關於運行裝置和旋轉軸線的最大角度偏差，未偏轉的狀態(如圖所示)為2.5°。為此，在縱向方向上，支撐在運行裝置102和116間的車廂體101.1部分的車廂體支撐長度為在縱向方向上的運行裝置102的兩車輪單元103的車輪單元距離的最多600% (更準確地講為它們各自的旋轉軸)。因此，當車輛101正常運行時，會出現如上所述的車廂體101.1關於運行裝置102和旋轉軸的有利的小角度偏差。
[0110]從圖5、6和8中可以看出，在縱向方向上，在車輛每側的旋轉緩衝裝置115被設置為大致地相互一致，並與位於它們之間的次級選懸掛裝置106的兩個次級懸掛元件120大致地一致。因此，能實現運行裝置102和車廂體101.1間尤其有利的力傳遞。
[0111]從圖7中可以看出，根據本發明的一個方面，每個次級懸掛元件由一個彈簧裝置120構成,該彈簧裝置120包括一個彈簧主體120.1並定義了一個軸向方向(在一種空擋下，如圖所示平行於高度方向)和一個徑向方向，該彈簧主體大致由一種聚合材料製成，即橡膠。
[0112]在軸向方向上,彈簧主體120.1設有一個位於終止於第一外端面120.4的第一端部120.3和終止於第二外端面120.4的第二端部120.3之間的一個中心部120.2。該中心部120.2設有兩個徑向的收斂部120.5，該兩個徑向收斂部被彈簧主體120.1的一個位於中心(在軸向方向上)的突出部120.6隔開。
[0113]每個端部都設有一個凹部，該凹部在軸向方向上從外端面120.4向中心部120.2延伸以形成一個軸向彈簧主體腔120.7。軸向彈簧主體腔120.7被彈簧主體120.1的一個柔性的內表面120.8限制。
[0114]軸向彈簧主體腔120.7內插設有一個插件121，該插件由聚合材料製成，即聚醯胺(PA)材料。插件121與彈簧主體120.1的柔性的內表面120.8相接觸，從而在插件121沒有插入到軸向彈簧主體腔120.7的參考狀態下更改彈簧裝置的剛度。更準確地講，插件更改了彈簧裝置120的軸向剛度(在軸向方向上)和橫向剛度(橫穿實際方向)。
[0115]應當指出的是，插件121不僅可被用來靜態地更改相關的機械性能，例如簡單地向彈簧主體120.1的相關特性添加一個恆定的偏移量。更多地，插件121也可被用來不定地更改相關機械性能的特性。因此，例如根據插件121設計，隨著偏轉的增加，插件121可被用來提供相關機械性能的特性的一種至少分段式恆定偏移量。該插件也可被用來提供相關機械性能的一種至少分段式遞增和/或至少分段式遞減的特性。
[0116]在本實施例中，插件121為一種大致地圓頂形、圓環形部件,其設有一個一般為圓錐形的外形並恰當地與柔性的彈簧主體腔牆面120.8匹配。為此，插件121被一個插件外牆面121.1限制，該插件外牆面在一個截面裡包括一個插件的中心軸(如圖8所示)，並設有一個曲線的截面輪廓。
[0117]為了實現相關剛度的所需更改，插件121的機械性能的調試，特別指其抗扭強度是通過設置一個插件腔121.2來實現的，該插件腔位於背離彈簧主體120.1的中心部120.2的插件121的一端。這個插件腔121.2使設計更自由，其允許通過簡單地更改腔體121.1的形狀來實現的一種簡單的抗扭強度適應。
[0118]插件腔121.2的外形是一種大致地圓環形，一般為圓錐形，因此其允許插件121機械性能的一種非常簡單容易的生產適應。插件腔被一個插件腔牆面121.3限制，其在一個截面內包括一個插件腔的中心軸線(如圖8所示)並設有一個曲線的截面輪廓。
[0119]彈簧主體120.1的外形為大致地圓環形，更準確地講，彈簧主體120.1大致地為沙漏形。因此，彈簧主體被一個彈簧主體外牆面限制，該彈簧主體外牆面在一個截面內包括彈簧裝置120.9的一個中心軸線(如圖8所示)，並設有一個分段式曲線的截面輪廓和(在徑向突出部120.6的區域)設有一個分段式多邊形的截面輪廓。
[0120]同樣的情況適用於彈簧主體腔120.7。所示的實施方案中，彈簧主體腔120.7的外形為大致地圓環形，即一般地為圓錐形外形。柔性的彈簧主體腔牆面120.8在一個截面包括中心軸120.9 (如圖8所示)，並設有一個分段式曲線的截面輪廓。
[0121]通過選擇以下的尺寸，彈簧主體120.1和彈簧主體腔120.7的尺寸適合於彈簧裝置120的特定應用，特別地適合於所需要實現的彈簧裝置120的軸線剛度和橫向剛度的應用。
[0122]一般地，彈簧主體120.1在第一端部120.3和徑向方向上定義了一個最大彈簧主體外徑Dsb,_，同時在徑向方向上每個收斂部120.5定義了彈簧主體120.1從外端面120.4在最大軸向收窄距離處Hsbw在軸向方向上的一個最小收窄直徑Dsbw,min。在本實施方案中，最小收窄直徑Dsbw,min為最大彈簧主體外徑DSB，max的76%。此外，在軸向方向上彈簧主體120.1延伸超過一個最大軸向彈簧尺寸Hsb, _，最大軸向收窄距離處Hsbw為最大軸向彈簧尺寸Hsb，_的 41%。
[0123]此外，一般地，彈簧主體腔120.7在徑向方向上定義了一個最大彈簧主體腔直徑Dsbc, max和一個最小彈簧主體腔直徑DSBamin,並在軸向方向上定義了一個最大軸向彈簧主體腔尺寸HSBamax。在本實施例中，最大彈簧主體腔直徑DSBamax為最大彈簧主體外徑DSB，max的70%。此外，最小彈簧主體腔直徑DSBQminS最大彈簧主體腔直徑DSBQmax的50%。此外，最大軸向彈簧主體腔尺寸HSBe,max為最大軸向收窄距離Hsbw的63%。
`[0124]插件121和插件腔121.2的尺寸適合於彈簧裝置120所需要實現的剛度的特定更改。在本實施例中，選用以下的尺寸。
[0125]—般地,插件121在徑向方向上定義了一個最大插件外徑Diamax和一個最小插件外徑Diamin，並在軸向方向上定義了一個最大軸向插件尺寸氏，_。在本實施例中,最小插件外徑Diamin為最大插件外徑Diamax的61%。此外,最大軸向插件尺寸Htmax為最大軸向彈簧主體腔尺寸HSBamax (在軸向方向上)的58%。
[0126]此外，一般地，插件腔121.2 (在徑向方向上)定義了一個最大插件腔直徑Diamax和一個最小插件腔直徑Dre，min,並在軸向方向上定義了一個最大軸向插件腔尺寸Hiamax。這裡，最大插件腔直徑Diamax為最大插件外徑Diamax的68%。此外,最小插件腔直徑Diamin為最大插件腔直徑Diamax的37%。此外,最大軸向插件腔尺寸Hiamax為最大軸向插件尺寸Htmax的71%。
[0127]應當指出的是，由於它們之間合理的對稱設計，彈簧主體120.1和插件121在徑向和橫向方向上分別地提供一種不定向的行動。
[0128]從圖8中可以看出，彈簧主體120.1的中心部120.2設有一個內加固單元122。該內加固單元122包括一個中空的圓柱形加固襯套122.1，所述中空的圓柱形加固套在徑向方向上定義了一個最大襯套外徑Ds^max,並在軸向方向上定義了一個最大軸向襯套尺寸
Hrb』 max。[0129]在本實施例中，襯套122.1在軸向方向上伸到彈簧主體腔120.7，從而實現敏感的中心部120.2的適當加固。此外，襯套122.1在軸向方向上形成一個穿過中心部120.2的軸向通道，該軸向通道位於徑向的和軸向的大致中心的位置。通過這種方式，能實現一種較輕的結構。在本實施例中，襯套122.1的外圍牢固地連接至彈簧主體120.1。
[0130]通過選用以下的尺寸，襯套122.1的尺寸適合於彈簧裝置120需要實現的特定機械性能。最大襯套外徑Ds，max為最大彈簧主體腔直徑DSBamax的98%。此外，最大軸向襯套尺寸HKB，max為在軸向方向上的最大軸向彈簧主體尺寸HSB，max的49%。
[0131]此外，內加固單元122設有一個環形的加固板元件122.2，其主要在徑向方向上延伸並在徑向方向上定義了一個最大加固板外徑DKP, max。在本實施例中,最大加固板外徑Dkp,max為最大彈簧主體直徑DSB，max的89%。
[0132]加固板元件122.2為一個單獨的加固元件，其在徑向方向上牢固地連接至加固襯套122.1。在本實施例中，加固板元件位於徑向突出部120.6的軸向的中心位置。加固板元件122.2大致地被完全地嵌入在彈簧主體120.1內，從而實現對加固板元件122.2的鏽蝕保護。
[0133]此外，在本實施例中，加固單元122由金屬製成，從而實現一種簡單的、低成本的加固。加固單元122通過使用鋁(Al)材料，能實現一種特別輕的設計。
[0134]彈簧主體120.1的端部120.3被一個支撐板元件123覆蓋，以提供一個在生產車輛101時容易操作的界面。每個支撐板元件124包括一個定心部123，該定心部軸向地伸進彈簧主體腔120.7內從而實現為相鄰車輛部件的提供一個適當的界面。此外，在本實施例中，每個端部120.3都設有一個嵌入式的、環形的加固部件124，其位於靠近外端面120.4的位置。在本實施例中，支撐板元件123和嵌入式加固部件124選用一種金屬，即鋁(Al)材料。
[0135]從圖1中可以看出，車廂體101.1 (更準確地講，或者是車廂體101.1的相同部分被支撐在第一運行裝置102上或車廂體101的另一部分)被支撐在一個另外的第二運行裝置116上。如上所述的所有部件，第二運行裝置116和第一運行裝置102是一樣的。然而，當第一運行裝置102為一種帶有一個安裝在框架主體107上的驅動裝置的(沒有標示出)從動運行裝置時，第二運行裝置116則為一個不帶有這種安裝在框架主體107上的驅動裝置的非從動運行裝置。
[0136]因此，根據本發明的另一個方面，框架主體107形成了一個供第一運行裝置102和第二運行裝置使用的標準部件，即不同類型的運行裝置。通過在標準框架主體107上附加地安裝特定的類型部件，能實現適用於運行裝置的特定類型的框架主體107的定製。這種方法有高度有利的商業影響。這是因為除了自動化鑄造過程中所節約的大量成本外，僅需生產一種類型的框架主體107，其進一步大量地節約了成本。
[0137]應當再次被指出的是，在相同的框架主體107的基礎上，本文中運行裝置102、106的特定類型和功能的定製不限制於從動和非從動運行裝置的差異。在標準化的相同框架主體107的基礎上，可使用其它任何功能的部件(例如特定類型的制動器、傾斜系統、滾動支撐系統等)以實現這種運行裝置之間相關的功能差異。
[0138]雖然本發明在上文中僅以低地板軌道車輛為背景作出了說明，然而應當指出的是，其也適用於其它任何類型的軌道車輛，以解決關於降低生產難度的類似問題。
【權利要求】
1.一種彈簧裝置，特別是用於一種軌道車輛的次級懸掛裝置，包括 -一個大致由聚合材料製成並定義了一個軸向方向和一個徑向方向的彈簧主體(120.1)； -所述彈簧主體(120.1)在軸向方向上設有一個中心部(120.2)，該中心部位於一個在第一外端面終止的第一端部(120.3)和一個在第二外端面(120.4)終止的第二端部(120.3)之間； -所述中心部(120.2)設有至少一個徑向收斂部(120.5 ； -所述第一端部(120.3)在軸向方向上設有一個從第一外端面(120.4)延伸到中心部(120.2)的凹部，以形成被一個柔性的內表面(120.8)限制的一個軸向彈簧主體腔(120.7)； 其特徵在於 -該軸向彈簧主體腔(120.7 )插設有一個插件(121); -所述插件(121)和彈簧主體(120.1)的內表面(120.8)相接觸，從而在插件(121)沒有插進軸向彈簧主體腔(120.7)的參考狀態下更改彈簧裝置的剛度。
2.根據權利要求2所述的彈簧裝置，其特徵在於 -所述插件(121)被設置用來更改所述彈簧裝置的軸向剛度和橫向剛度中的至少一個； -所述軸向剛度為所述彈簧裝置在所述軸向方向上的剛度； -所述橫向剛度為所述彈簧裝置在橫向方向上橫向運行到所述軸向方向的剛度。
3.根據權利要求1或2所述的彈簧裝置，其特徵在於 -所述插件(121)為大致地圓頂狀部件和圓環形部件中的至少一個； -特別地，所述插件(121)至少部分為大致地圓環形外形，特別地為大致地圓錐外形或大致地球形外形； -特別地，所述插件(121)被一個插件外牆面(121.1)限制；在一個截面裡所述插件外牆面(121.1)包括所述插件(121)的一個中心軸，且有與一個分段式曲線的截面輪廓和/或分段式直線的截面輪廓和或分段式多邊形的截面輪廓； -特別地，所述插件(121)設有一個插件腔(121.2)，該插件腔位於所述插件(121)的一端且面背著所述彈簧主體(120.1)的所述中心部(120.2)； -特別地，所述插件腔(121.2)至少部分為一種大致地圓環形外形，特別地為大致地圓錐外形或大致地球形外形； -特別地，所述插件腔(121.2)被一個插件腔牆面(121.3)限制；所述插件腔牆面在一個截面內包括所述插件腔(121.2)的一個中心軸，且設有一個分段式曲線的截面輪廓和/或分段式直線的界面輪廓和/或分段式多邊形的截面輪廓。
4.根據權利要求3所述的彈簧裝置，其特徵在於 -所述插件(121)在所述徑向方向上定義了一個最大插件外徑和一個最小插件外徑，且在所述軸向方向上定義了一個最大軸向插件尺寸； -所述最小插件外徑為所述最大插件外徑的40%到90%，優選為50%到80%，進一步優選為 60% 到 70% ； 和/或-所述最大軸向插件尺寸為所述彈簧主體腔在所述軸向方向的最大軸向尺寸的40%到80%，優選為45%到75%，進一步優選為55%到65% ；
5.根據權利要求3或4所述的彈簧裝置，其特徵在於 -所述插件腔(121.2)在所述徑向方向上定義了一個最大插件腔直徑和一個最小插件腔直徑，並在所述軸向方向上定義了一個最大軸向插件腔尺寸； -所述最大插件腔直徑為所述最大插件外徑的50%到90%，優選為55%到85%，進一步優選為65%到75% ； 和/或 -所述最小插件腔直徑為所述 最大插件腔直徑的20%到60%，優選為25%到55%，進一步優選為35%到45% ； 和/或 -所述最大軸向插件腔尺寸為在所述軸向方向上的最大軸線插件尺寸的50%到90%，優選為55%到85%，進一步優選為65%到75%。
6.根據權利要求1到5中任一條所述的彈簧裝置，其特徵在於 -所述彈簧主體(120.1)由第一材料製成，所述插件(121)由一種不同於所述第一材料的第二材料製成； -所述第一材料的剛度比所述第二材料的剛度弱； 和/或 -所述插件(121)由一種聚合材料製成,特別地由一種聚醯胺(PA)材料製成； 和/或 -所述彈簧主體(120.1)由一種聚合材料製成，特別地由一種橡膠材料製成； 和/或 -至少所述插件(121)和所述彈簧主體(120.1)中的一個為一體部件。 和/或 -至少所述插件(121)和所述彈簧主體(120.1)中的一個為一種大致旋轉對稱的部件。
7.根據權利要求1到6中任一條所述的彈簧裝置，其特徵在於 -所述彈簧主體(120.1)為一種大致地圓環形外形，特別地為一種大致地沙漏形； -特別地，所述彈簧主體(120.1)被一個彈簧主體外牆面限制；所述彈簧主體外牆面在一個截面內包括所述彈簧主體(120.1)的一個中心軸，且設有一個分段式曲線的截面輪廓和/或一個分段式直線的截面輪廓和/或一個分段式多邊形的截面輪廓； -特別地，所述彈簧主體腔(120.7)至少部分為一種大致圓環形的外形，特別地為一種大致圓錐形的外形或大致地球形外形； -特別地，所述彈簧主體腔(120.7)被一個形成為所述內表面(120.8)的一個彈簧主體腔牆面限制；所述彈簧主體腔牆面在一個截面內包括所述彈簧主體腔(120.7)的一個中心軸，且設有一個分段式曲線的截面輪廓和/或一個分段式直線的截面輪廓和/或一個分段式多邊形的截面輪廓。
8.根據權利要求1到7中任一條所述的彈簧裝置，其特徵在於 -所述彈簧主體(120.1)在所述第一端部(120.3)和所述徑向方向上定義了一個最大彈簧主體外徑；-所述至少一個收斂部(120.5)在所述徑向方向上定義了所述彈簧主體(120.1)的一個最小收窄直徑，該最小收窄直徑位於所述軸向方向上並處於離所述第一外端面(120.4)的一個最大軸向收窄距離處； -所述最小收窄直徑為所述最大彈簧主體外徑的50%到90%，優選為60%到85%，進一步優選為70%到80% ； 和/或 -所述彈簧主體(120.1)在所述軸向方向上延伸超過一個最大軸向彈簧尺寸，特別地所述最大軸向收窄距離位所述最大軸向彈簧尺寸的30%到50%，優選為35%到47%，進一步優選為40%到44%。
9.根據權利要求8所述的彈簧裝置，其特徵在於 -所述彈簧主體腔(120.7)在所述徑向方向上定義了一個最大彈簧腔直徑和一個最小彈簧主體腔直徑，並在所述軸向方向上定義了一個最大軸向彈簧主體腔直徑； -所述最大彈簧主體腔直徑為所述最大彈簧主體外徑的50%到90%，優選為55%到85%，進一步優選為65%到75% ； 和/或 -所述最小彈簧主體腔直徑為所述最大彈簧主體腔直徑的30%到70%，優選為35%到65%，進一步優選為45%到55% ； 和/或` -所述最大軸向彈簧腔尺寸為所述雖大軸向收窄距離的40%到90%，優選為50%到80%，進一步優選為60%到70%。
10.根據權利要求1到9中任一條所述的彈簧裝置，其特徵在於 -所述中心部(120.2)包括一個內加固單元(122)； -所述內加固單元(122)包括一個中空的，特別為圓柱形的襯套(122.1)； -所述襯套(122.1)在所述徑向方向上定義了一個最大襯套外徑，並在所述軸向方向上定義了一個最大軸向襯套尺寸； -特別地，所述襯套(122.1)在所述軸向方向上升至所述彈簧主體腔(120.7)； -特別地，所述襯套(122.1)在所述軸向方向上形成一個特別地為徑向地和/或軸向地並大致位於中心的且穿過所述中心部(120.2)的軸向通道； -特別地，所述襯套(122.1)的外圍牢固地連接至所述彈簧主體(120.1)； -特別地，所述最大襯套外徑為在所述徑向方向上所述最大彈簧主體腔直徑的85%到115%，優選為90%到110%，進一步優選為95%到105% ； -特別地，所述最大軸向襯套尺寸為在所述軸向方向上的最大軸向彈簧主體尺寸的35%到65%，優選為40%到60%，進一步優選為45%到55%。
11.根據權利要求1到10中任一條所述的彈簧裝置，其特徵在於 -所述中心部(120.2)包括一個內加固單元(122)； -所述內加固單元(122)包括一個加固板元件(122.2)； -所述加固板兀件(122.2)在所述徑向方向上定義了一個最大加固板外徑； -特別地，所述加固板元件(122.2)在所述徑向方向上連接至所述襯套(122.1)； -特別地，所述加固板元件(122.2)位於所述彈簧主體(120.1)的徑向的和/或軸向的位置並大致地位於局部徑向突出部的中心區域內； -特別地，所述加固板元件(122.2)大致全部地嵌入在所述彈簧主體(120.1)內； -特別地，所述最大加固板外徑為在所述徑向方向上的最大彈簧主體直徑的75%到105%，優選為80%到100%，進一步優選為85%到95% ；
12.根據權利要求10或11所述的彈簧裝置，其特徵在於 -所述加固單元(122)由第三材料製成； -所述第三材料為金屬，特別地為一種鋁(Al)材料。
13.根據權利要求1到12中任一條所述的彈簧裝置，其特徵在於 -所述端部(120.3)中的至少一個被一個支撐板元件(123)覆蓋； 和/或 -所述端部(120.3)中的至少一個設有一個嵌入式加固部件； -特別地，所述支撐板元件(123)包括軸向地伸進所述彈簧主體(120.1)的一個腔體(120.7)的一個定心部； -特別地，所述嵌入式加固部件(124)被嵌入在所述彈簧主體(120.1)中並靠近所述外端面(120.4)； -所述支撐板元件(123)和所述嵌入式加固部件(124)中的至少一個由金屬製成，特別地由鋁(Al)材料製成。
14.根據權利要求1到13中任一條所述的彈簧裝置，其特徵在於 -所述第二端部(120.3)設有一個凹部，該凹部在所述軸向方向上從所述第二外端面(120.4)向所述中心部(120.2)延伸，以形成一個另外的軸向彈簧主體腔(120.7)，所述另外的軸向彈簧主體腔(120.7)被一個柔性的內表面(120.8)限制； -一個另外的插件(121)被插入到所述另外的軸向彈簧主體腔(120.7)； -所述另外的插件(121)和所述彈簧主體(120.1)的所述內表面相接觸，以在所述另外的插件(121)沒有被插入到所述軸向彈簧主體腔(120.7)的參考狀態下更改所述彈簧裝置的剛度。
15.一種軌道車輛的運行裝置，包括 -根據權利要求1到14中任一條所述的一個彈簧裝置(120)； -特別地，所述彈簧裝置構成次級彈簧裝置(106)的一部分，該次級彈簧裝置適應於支撐位於所述運行裝置(102)上的一個車廂單元(101.1)。
【文檔編號】F16F1/377GK103453061SQ201210506221
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年11月30日 優先權日:2012年5月30日
【發明者】塞德裡克·扎努提 申請人:龐巴迪運輸有限公司