首页 > 专利学习

承载装置和轨道车辆的制作方法

承载装置和轨道车辆
1.本实用新型涉及一种承载装置，其用于将作用在连接元件上的力传递到轨道车辆。该承载装置包括设计用于接收(aufnahme，或称为紧固)连接元件的接收元件和设计用于承载接收元件的承载元件。
2.基本上已知，将轨道车辆的多个部分、例如车厢或(由多个车厢构成的) 车辆单元通过连接器相互连接。连接器传递基本上沿轨道车辆的纵向定向的力。这些力通过承载装置被传递到轨道车辆的主结构(例如主体骨架)上。
3.在此背景下，本实用新型所要解决的技术问题是改进设置用于将作用在连接元件上的力传递到轨道车辆的承载装置。
4.该技术问题通过开头所述类型的承载装置解决，其中，所述承载元件具有设计用于与所述轨道车辆固定连接的脚元件和从所述脚元件朝所述接收元件以摇摆的走向延伸的腿元件。
5.本实用新型基于以下认识，即，目前为止的承载装置以细分的构造方式 (differenzialbauweise)组装和焊接。这种承载装置的缺点是，在组装和焊接承载装置的部件时，制造和装配时间相对较长。由于组装成承载装置的部件通常设计为板件、成形板和/或开口或闭合的型材，因此承载装置具有相对较高的质量。此外，由相对简单地设计的单件组装承载装置导致对可用空间的低效利用。
6.按照本实用新型的解决方案克服了这些问题，方式是，承载装置的承载元件从设计用于与轨道车辆固定连接的脚元件借助腿元件朝接收元件以摇摆的走向延伸。
7.承载元件的按照本实用新型按带有脚的摇摆的腿元件的样式的设计具有多个优点：一方面，腿元件的摇摆的走向可以适应于结构上的给定条件和边界条件。例如，该摇摆的走向可以选择为，使得轨道车辆的诸如车轮和车轴或上车辅助设施之类的结构元件获得足够的空间。尤其地，摇摆的走向可以实现用于将可移动踏板布置在端部进口之下的空间。另一方面，脚元件和腿元件的形状和尺寸(例如厚度)可以适应于在设计负荷或运行负荷下的受力状况或变形状况。以此方式减小了承载装置的质量。此外，承载元件的按照本实用新型的设计还具有以下优点，即，可以降低在构造和装配承载装置时的花费。
8.所述轨道车辆优选是铁路机车，该铁路机车进一步优选设计为动车组。轨道车辆另外优选用于在短途和/或长途公共交通中运输旅客或者用于货物运输。
9.连接元件优选是用于将所述轨道车辆与另外的轨道车辆耦连的连接装置的部件。例如，连接装置用于将一个车厢(作为轨道车辆)与另外的车厢(作为另外的轨道车辆)耦连。备选地，该连接装置用于将(由多个车厢构成的) 第一轨道车辆单元与第二轨道车辆单元耦连成车列。
10.脚元件优选设计用于与轨道车辆的车体固定连接。车体优选由铝制成。进一步优选地，脚元件设计用于与主体骨架(rohbau)的纵梁固定连接。备选地或补充地，脚元件设计用于与车厢端部处的角柱或横梁固定连接。
11.在装配状态下，脚元件优选形状配合和/或摩擦配合地与车体连接。进一步优选地，脚元件在装配状态下通过螺纹连接装置与车体连接。
12.腿元件优选至少分段地设计为软管状(或者说套筒状)。进一步优选地，软管状的腿元件沿着其延伸走向具有不同的横截面形状、横截面面积和/或曲率半径。腿元件的设计可以例如计算机辅助地确定。为了实现沿着延伸走向均匀的材料应力，软管形状可以根据自然呈现的肢体形状、例如骨形状和鱼刺形状来成形或加强。
13.腿元件从脚元件开始朝接收元件优选如此延伸，使得接收元件由腿元件保持在相对于轨道车辆的预定位置中。腿元件的摇摆的走向优选为s形走向。
14.根据按照本实用新型的承载装置的优选实施方式，承载元件至少部分由纤维-塑料复合物构成。纤维-塑料复合物用作承载元件的材料的优点是，承载装置的质量相对较低，并且同时承载元件具有高强度和高刚度。
15.纤维-塑料复合物优选是纤维增强的塑料。进一步优选地，纤维-塑料复合物的纤维是碳纤维。
16.进一步优选地，承载装置完全由纤维-塑料复合物构成。
17.承载元件优选通过缠绕浸渍有塑料基质的纤维粗纱来制造。
18.在按照本实用新型的承载装置的另外的优选实施方式中，所述脚元件是第一脚元件。承载元件具有第二脚元件，该第二脚元件设计用于与轨道车辆固定连接。此外，承载元件还具有臂元件，该臂元件从第二脚元件朝所述接收元件以弓形的走向延伸。
19.以此方式，一方面提高承载装置在传递力时的稳定性。另一方面，臂元件的弓形走向能够实现在承载元件和轨道车辆之间的区域中保留空间。
20.根据优选的扩展设计，在所述腿元件和所述臂元件之间的过渡部由躯干元件构成，该躯干元件设计用于与所述接收元件固定连接。该连接可以摩擦配合式地、形状配合式地、通过粘附或者这些连接方式的组合实现。躯干元件与接收元件的连接具有的优点是，承载装置可以以与传统的连接器的混合构造方式被构造。这是因为接收元件可以由与连接脚相同的材料(例如金属) 制成，与此相反，承载元件在躯干元件的区域中还是优选由纤维-塑料复合物构成。
21.另外的优选的扩展设计包括环形元件，该环形元件设计用于实现所述躯干元件和所述接收元件之间的固定连接。
22.根据一种扩展设计，环形元件至少部分由纤维-塑料复合物构成。
23.根据另外的扩展设计，环形元件在装配状态下包围接收元件和躯干元件。环形元件因此具有固持带的作用，该固持带将躯干元件和接收元件固持在一起。
24.在另外的优选设计形式中，接收元件具有设计用于接收所述连接元件的连接脚的第一接收凹空。接收元件此外还具有至少一个第二接收凹空，第二接收凹空设计用于接收躯干元件。第二接收凹空设计为与所述躯干元件的外表面相适配。
25.在沿躯干元件的纵向观察的横剖面视图中，躯干元件优选具有椭圆形的外部形状。
26.在按照本实用新型的承载装置的优选实施方式中，所述承载元件是第一承载元件。承载装置包括第二承载元件，该第二承载元件相对于第一承载元件双侧对称地构造。以此方式提高承载装置在传递作用在连接元件上的(例如横向于轨道车辆的行驶方向的)力时的稳定性。
27.本领域技术人员优选如下地理解“双侧对称”的表达，即，第一承载元件和第二承
载元件在中心平面的两侧镜面对称地布置，该中心平面在轨道中心上由行驶方向和重力的作用方向张开。
28.优选的扩展设计包括加强元件，该加强元件在第一和第二承载元件之间双侧对称地延伸并且与第一和第二承载元件固定连接。以此方式进一步提高了承载装置的稳定性。加强元件优选设计为面状的。进一步优选地，加强元件分别与第一和第二承载元件的构成腿元件和躯干元件之间的过渡部的区域连接。进一步优选地，为了在承载元件上的该连接，以暴露的贴靠面的形式或者通过承载元件的开槽或分割预先准备，以便连接加强元件。
29.根据一种扩展设计，加强元件至少部分由纤维-塑料复合物构成。
30.根据另外的优选实施方式，第一承载元件和/或第二承载元件分别设计为整体式构件。所述脚元件在其纵向延伸中过渡为所述腿元件。整体的构造方式实现了在脚元件和腿元件之间的摇摆的过渡。由此防止或至少减少了承载元件上的薄弱部位或过大的应力。
31.第一脚元件从腿元件开始优选平行于轨道车辆的行驶方向延伸直至承载元件的第一端部。
32.根据优选的扩展设计，第二脚元件在其纵向延伸中曲线形地过渡为臂元件。
33.承载元件优选由整体式构件构成，该整体式构件从脚元件开始经由腿元件摇摆地延伸直至躯干元件并且继续从躯干元件开始经由臂元件弓形地延伸直至第二脚元件。承载元件的该造型使其特别适合于计算机辅助的优化。进一步优选地，承载元件沿着其延伸走向具有不同的横截面形状、横截面面积和/或曲率半径。进一步优选地为了实现沿着延伸走向均匀的材料应力，承载元件的造型根据自然呈现的肢体形状、例如骨形状和鱼刺形状来设计。换言之：承载元件仿生地成形。
34.承载元件的具有摇摆的腿元件和弓形的臂元件的实施方式还具有以下优点：(由纤维-塑料复合物构成的)承载元件和(由金属构成的)接收元件或车体的不同的热膨胀系数在其当温度变化时对构件的影响方面是可控制的。
35.第二脚元件从臂元件开始优选平行于轨道车辆的行驶方向延伸直至承载元件的第二端部。第一脚元件和第二脚元件优选具有相同的定向。
36.根据另外的优选实施方式，第一承载元件和第二承载元件具有用于轨道车辆的提升点。在承载元件上设置提升点还具有以下优点：可以省去主体骨架中的作为提升点的焊接的加强件。
37.本实用新型还涉及一种轨道车辆，该轨道车辆具有前述类型的承载装置。
38.以下根据附图描述本实用新型的实施例。在附图中：
39.图1示出轨道车辆的具有按照本实用新型的一个实施例的承载装置的区段的示意性侧视图；
40.图2示出在图1中示出的轨道车辆的底视图；和
41.图3示出在图1中示出的承载装置的局部区域的剖面视图3-3。
42.图1示出作为铁路机车的轨道车辆1，该轨道车辆1设计为借助于车轮 3在钢轨5上沿行驶方向7移动。
43.轨道车辆1可以通过连接装置与另外的轨道车辆(未示出)耦连。为此，在车体4上布置有连接元件12。作用在连接元件12上的力向轨道车辆1的传递在装配状态下借助于承载装置20实现。
44.图2示出轨道车辆1的底视图。在此，相同和功能相同的元件用与关于图1相同的附图标记表示。
45.图3示出承载装置20的局部区域的剖面视图3-3(该剖面在图2中示出)。承载装置20具有接收元件22，接收元件22在装配状态下接收连接元件12 的连接脚14。在装配状态下，连接脚14至少部分地布置在接收元件22内并且与接收元件22拧紧。连接脚14通过关节16与连接杆18连接。连接杆18 在图1和图2中切断地示出。
46.承载装置20具有第一承载元件30和第二承载元件40。承载元件30和 40相对彼此双侧对称地布置。也就是说，承载元件30和40在中心平面28 的两侧镜面对称地布置，该中心平面28在轨道中心上由行驶方向7和重力的作用方向张开。
47.承载元件30或40分别设计为整体式构件。
48.承载元件30或40分别具有脚元件31或41，脚元件用于与车体4、尤其与车体4的纵梁摩擦配合地连接。脚元件31或41在装配状态下通过螺纹连接装置固定在车体4上。
49.此外，承载元件30或40还分别具有腿元件32或42，腿元件从脚元件 31或41以摇摆的、s形的走向延伸直至承载元件30或40的躯干元件33或 43。s形的走向设计为使得在接收元件22和车体4之间产生安装空间39(用阴影线示出)。在安装空间39内可以布置有轨道车辆1的端部进口的可移动踏板。
50.从承载元件30或40的脚元件31或41开始，腿元件31或41过渡为躯干元件33或43。
51.接收元件22具有两个凹空23和24。凹空23或24设计用于部分地接收躯干元件33或43并且具有与躯干元件33或43的外表面相适配地设计的外表面。尤其地，凹空23和24至少分段地设计为圆形，以便接收在横截面中呈圆形的躯干元件33和43。
52.在装配状态下，环形元件50包围接收元件22和躯干元件33和43，以便在躯干元件33或43和接收元件22之间建立固定的连接。
53.从腿元件32或42开始，躯干元件33或43延伸穿过环形元件50。从躯干元件33或43开始，臂元件34或44以弓形的走向延伸直至第二脚元件35 或45。
54.弓形的走向设计为使得在接收元件22和车体4之间产生足够的安装空间39。
55.在装配状态下，第二脚元件35或45通过螺纹连接装置固定在车体4上、例如固定在车体4的角柱上。第一脚元件31或41从腿元件32或42开始基本上平行于行驶方向7朝承载元件30或40的第一端部延伸。第二脚元件35 或45从臂元件34或44开始基本上平行于行驶方向7朝承载元件30或40 的第二端部延伸。
56.与第一和第二承载元件30和40固定连接的加强元件60在第一承载元件30和第二承载元件40之间双侧对称地延伸。
57.承载元件30和40、环形元件50和加强元件60分别由纤维-塑料复合物、尤其碳纤维增强的塑料构成。承载元件30和40优选通过缠绕浸渍有塑料基质的纤维粗纱来制造。

技术特征：

1.一种承载装置，用于将作用在连接元件(12)上的力传递到轨道车辆(1)，所述承载装置包括：-设计用于接收所述连接元件(12)的接收元件(22)，和-设计用于承载所述接收元件(22)的承载元件(30、40)，其特征在于，所述承载元件具有-设计用于与所述轨道车辆(1)固定连接的脚元件(31、41)，和-从所述脚元件(31、41)朝所述接收元件(22)以摇摆的走向延伸的腿元件(32、42)。2.根据权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述承载元件至少部分由纤维-塑料复合物构成。3.根据权利要求1或2所述的承载装置，其中，所述脚元件(31、41)是第一脚元件，其特征在于，所述承载元件具有-设计用于与所述轨道车辆(1)固定连接的第二脚元件(35、45)，和-从第二脚元件(35、45)朝所述接收元件(22)以弓形的走向延伸的臂元件(34、44)。4.根据权利要求3所述的承载装置，其特征在于，在所述腿元件(32、42)和所述臂元件(34、44)之间的过渡部由躯干元件(33、43)构成，该躯干元件(33、43)设计用于与所述接收元件(22)固定连接。5.根据权利要求4所述的承载装置，其特征在于，设有环形元件(50)，该环形元件(50)设计用于实现所述躯干元件(33、43)和所述接收元件(22)之间的固定连接。6.根据权利要求5所述的承载装置，其特征在于，所述环形元件(50)至少部分由纤维-塑料复合物构成。7.根据权利要求5所述的承载装置，其特征在于，所述环形元件(50)在装配状态下包围所述接收元件(22)和所述躯干元件(33、43)。8.根据权利要求4所述的承载装置，其特征在于，所述接收元件(22)具有-设计用于接收所述连接元件(12)的连接脚(14)的第一接收凹空，和-至少一个设计用于接收所述躯干元件(33、43)的第二接收凹空(23、24)，其中，第二接收凹空(23、24)设计为与所述躯干元件(33、43)的外表面相适配。9.根据权利要求1所述的承载装置，其中，所述承载元件是第一承载元件(30)，其特征在于，所述承载装置具有第二承载元件(40)，该第二承载元件(40)相对于第一承载元件(30)双侧对称地构造。10.根据权利要求9所述的承载装置，其特征在于，设有加强元件(60)，该加强元件(60)-在第一承载元件(30)和第二承载元件(40)之间双侧对称地延伸并且-与第一承载元件(30)和第二承载元件(40)固定连接。11.根据权利要求10所述的承载装置，其特征在于，所述加强元件(60)至少部分由纤维-塑料复合物构成。12.根据权利要求9所述的承载装置，其特征在于，第一承载元件(30)和/或第二承载元件(40)分别设计为整体式构件，其中，所述脚元件(31、41)在其纵向延伸中过渡为所述腿元件(32、42)。13.根据权利要求12所述的承载装置，其特征在于，所述脚元件(31、41)是第一脚元件，
其中，所述承载元件具有-设计用于与所述轨道车辆(1)固定连接的第二脚元件(35、45)，和-从第二脚元件(35、45)朝所述接收元件(22)以弓形的走向延伸的臂元件(34、44)，其中，第二脚元件(35、45)在其纵向延伸中曲线形地过渡为所述臂元件(34、44)。14.根据权利要求9所述的承载装置，其特征在于，第一承载元件(30)和第二承载元件(40)具有用于所述轨道车辆(1)的提升点。15.一种轨道车辆，具有根据前述权利要求1至14中任一项所述的承载装置。

技术总结

本实用新型涉及一种承载装置，用于将作用在连接元件(12)上的力传递到轨道车辆(1)。此外，本实用新型还涉及一种具有承载装置的轨道车辆(1)。所述承载装置包括设计用于接收所述连接元件(12)的接收元件(22)和设计用于承载所述接收元件(22)的承载元件(30、40)。为了改进该承载装置，所述承载元件(30、40)具有设计用于与所述轨道车辆(1)固定连接的脚元件(31、41)和从所述脚元件(31、41)朝所述接收元件(22)以摇摆的走向延伸的腿元件(32、42)。承载装置(20)至少大部分由纤维增强的塑料制造。优选碳纤维用作该纤维，以便承受住高的作用力。以便承受住高的作用力。以便承受住高的作用力。