具有彈簧罩的底盤框架的制作方法

本發明涉及用于軌道車輛的轉向架的底盤框架，包括具有上弦桿和下弦桿的至少一個縱向構件，其中，該縱向構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，縱向構件的所述端部部分被設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置的兩個縱向構件。一般而言每個縱向構件具有中心部分，在每種情況中過渡部分在兩側附接至該中心部分，并且在每種情況中端部部分附接至過渡部分。本發明即適用于具有直的縱向構件的轉向架也適用于具有偏置縱向構件的轉向架，在具有直的縱向構件的轉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。在偏置縱向構件的情況中該過渡部分形成偏置。

背景技術：

一般而言用于軌道車輛的轉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。轉向架因此具有底盤框架作為該轉向架的中心元件，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計成使得它們能夠承受高應力和所施加的力（諸如例如重力或慣性力）而不發生塑性形變。底盤車架因此具有抵抗彎曲運動和扭轉的高的阻力矩。實際上，一般而言所述行為借助于焊接結構而實現，該焊接結構包括橫向構件和設置在橫向構件的端部區域處的兩個縱向構件。在該情形中，能夠以偏置的方式設計該縱向構件，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件。過渡部分（僅在偏置縱向構件的情況中成角度）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（在直的縱向構件的情況中）以便適應主彈簧懸掛。

為了能夠實現適應形成主彈簧懸掛的圓柱彈簧、高圓簧（flexicoilspring）或板簧，縱向構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。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型。在中心部分和過渡部分的區域中從縱向構件的橫截面（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，因為這里是高應力區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，現有技術的缺點在于必須采取與制造相關的精細措施的事實，諸如例如提供具有蓋的接近開口，以便能夠實現在應力區域中實施焊縫。另外的不利方案在于使相關位置的尺寸局部地過大，這樣一來增加了重量和材料成本。

發明目的

本發明的目的因此在于提出一種用于軌道車輛的轉向架的底盤框架，該底盤框架克服了現有技術的缺點并且在過渡部分和端部部分之間形成了優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，本發明的特征應該在于低材料費用、低制造成本和焊縫的有利路線。

技術實現要素：

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

本發明涉及用于軌道車輛的轉向架的底盤框架，包括具有上弦桿和下弦桿的至少一個縱向構件，其中，該縱向構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，縱向構件的所述端部部分被設計為用于容納主彈簧懸掛的彈簧罩。

在該情形中，根據本發明的規定，下弦桿在過渡部分的區域中具有彎曲部，該彎曲部被設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。

通過設置彎曲部（該彎曲部能夠被設計成圓弧形狀、橢圓形狀或凸形形狀），力的流動被最優地引入至下弦桿中。這樣的引入被實現是因為下弦桿通過該彎曲部在上弦桿的方向中被引導，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。因此下弦桿被引導至的區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，一般而言縱向構件的上弦桿形成平行于中心部分延伸的區域（在偏置縱向構件的情況中）或者借助于端部部分以水平方式從中心部分延續至過渡部分的區域（在直的縱向構件的情況中）。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，如果上弦桿已經在偏置縱向構件的過渡部分的成角度的區域中終止，則該相交部位于端部部分上方的區域中。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下弦桿至上弦桿的實際連接，特別是焊接連接。

在根據本發明的底盤框架的另外的實施例變形例中規定，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，優選地在70°至90°的范圍內，特別優選地在80°至90°的范圍內。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，所以這導致特別有利的力的流動以及在每個情形中設置在該角度的鈍角側（即能夠從外部接近的一側）上的焊縫的有利設置。

因為縱向構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計為由上弦桿、下弦桿以及連接這兩個弦桿的側元件組成（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形構型，所以非常好的機械特性（諸如在引言中所述的本發明的目的所需要的）被實現。

為了增加焊縫的長度并且將焊縫端部重定位在高應力區域外，根據本發明的底盤框架的優選的實施例變形例規定，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部，該延續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成，或者其能夠由連接（優選地焊接）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。

借助于該延續部（該延續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，與現有技術相比能夠減小焊縫的橫截面。另一方面，在該情況中，焊縫沒有在高應力區域中終止，這對于強度行為具有積極效應。該延續部在抵抗彎曲的縱向構件的阻力矩上具有與加強元件類似的積極效果。

根據本發明的底盤框架的另外的優選的實施例變形例，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表面。這一方面導致材料的節省并且另一方面導致焊縫的減小，這具有降低制造成本的效果。

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

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

在根據本發明的底盤框架的特別優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計的結果，所述元件能夠呈現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定，彈簧基底具有叉狀連接區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置承受高應力的過渡，叉狀連接區段被設計成使得至少一個叉狀延續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（優選地為焊接連接），并且至少另一個叉狀延續部也突出超出下弦桿，在過渡部分的區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（優選地為焊接連接）。

附圖說明

為了進一步解釋本發明，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出本發明的另外的有利實施例、細節和改進方案。附圖要被理解為示例并且盡管附圖應該展示本發明的特征，但是附圖不應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示出了根據現有技術的底盤框架的側視圖；

圖2示出了根據現有技術的底盤框架的下側的視圖；

圖3示出了根據本發明的底盤框架的實施例變形例的側視圖；

圖4示出了根據本發明的底盤框架的下側的視圖；

圖5示出了按照圖3的線aa通過根據本發明的底盤框架的縱向構件的橫截面視圖；

圖6示出了具有根據本發明的底盤框架的轉向架的圖示；

圖7示出了根據本發明的底盤框架的替代實施例變形例的軸測圖；

圖8示出了根據本發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示出了根據現有技術的用于轉向架的底盤框架的偏置縱向構件1，該縱向構件1具有上弦桿2和下弦桿3。在該情形中，縱向構件1具有在操作狀態下向下成階梯的中心部分6，橫向構件13設置該中心部分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。因此將僅詳細描述縱向構件1的一側，該描述自然地也適用于另一側。

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在縱向構件1的端部部分4的區域中環繞主彈簧懸掛。

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繞該護套11。在其他實施例變形例中，下弦桿3被設計作為用于護套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的過渡區域中，橫截面從閉合的箱形橫截面7（參見圖5）轉變為由于容納主彈簧懸掛而形成的開放橫截面。這引起縱向構件1的剛性彎曲發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的焊縫的設置也對所述曲線具有負面影響。焊縫的端部構成了特別脆弱的區域，并且在所描述的示例性實施例中位于彈簧罩8和縱向構件1的過渡部分5之間的高應力區段中。

圖2示出了根據現有技術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面。特別地，此處能夠看到連接至縱向構件1的中心部分6的橫向構件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現在涉及根據本發明的底盤框架的實施例變形例。縱向構件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連接至橫向構件13。關于各部分的定義的差別將在下述內容中描述。

在圖3中能夠清楚地看到，根據本發明的下弦桿3具有彎曲部9，彎曲部9被設計成使得下弦桿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構上盡可能得大以便獲得有利的應力比。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的焊縫被設置在上弦桿2和下弦桿3的閉合端處。在縱向構件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。

這樣的設計提供了多個優點：一方面，當在橫向構件13的方向上觀察時，上弦桿2和下弦桿3形成連續的閉合構型，這能夠實現優化的剛性彎曲，并且另一方面，作用在縱向構件1上的力直接地被分配至上弦桿2和下弦桿3。

本發明的另外的方面涉及彈簧罩8的設計，結合前述內容，彈簧罩8的設計導致特別有利的協同作用。彈簧罩的護套11在每一側處具有接合在下弦桿3周圍的延續部12，換言之，彈簧罩的護套11在呈現彎曲部9的區域中與下弦桿接觸。在該情形中，一般說來延續部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置在更靠近中心部分6的下弦桿3的較小應力區段中。在該情形中，延續部12正好被引導至彎曲部9后面的區段中，在該區段中下弦桿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（優選地焊接）至彼此的多個板構件構成。延續部的寬度，即具體表示延續部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的寬度通常是優選的。

為了導向主彈簧懸掛，所述主彈簧懸掛需要由護套11環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，在呈現彎曲部9并且連接至上弦桿2的區段中，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件13的護套11側表面。

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。為了能夠實現到根據本發明的彎曲的下弦桿3的最優連接，在該情形中彈簧基底10能夠具有叉狀的連接區段，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的界面的區域中直接地延伸。

根據本發明的在兩側上具有延續部的彈簧罩8的護套11的設計能夠從圖4中清楚地看到。

圖6示出了在轉向架中的根據本發明的底盤框架。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借助于輪組導向件16附接至底盤框架。護套11的延續部12被引導直至附接至底盤框架的輪組導向件16的部分并且被連接（優選地焊接）至所述部分。副彈簧17被居中地設置在縱向構件1的中心部分6中。除了彈簧之外，阻尼器元件18也被設置在彈簧14、17中的每一個上。

圖7和圖8示出了根據本發明的縱向構件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，在當前情況中的第一橫截面7被形成為i形構型，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和延續部12能夠同樣地被容易地識別，延續部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被設置在轉向架中的位置。

附圖標記列表：

1．縱向構件

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的延續部

13．橫向構件

14．主彈簧

15．輪組

16．輪組導向件

17．副彈簧

18．阻尼器元件

19．橫檔。