[发明专利]轨道车辆的转向架和带有非对称支撑梁的转向架框架

说明书

一种用于轨道车辆的转向架(10)的整体式转向架框架(14)，其包括：两个侧梁(24)和至少一个支撑梁(28)，该支撑梁(28)沿转向架框架(14)的横向方向延伸，刚性连接到两个侧梁(24)中的每个。支撑梁(28)包括支撑部分(30)和细长部分(32)，该支撑部分(30)用于支撑转向架(10)的驱动单元(16)。支撑部分(28)直接连接到两个侧梁(14)中的一个，并且通过细长部分(32)连接到两个侧梁(14)中的另一个。支撑梁(28)的支撑部分(30)的任意横截面的平面惯性矩(M)和极惯性矩(J)分别是支撑梁(28)的细长部分(32)的任意横截面的平面惯性矩(M)和极惯性矩(J)的至少两倍，优选至少2.5倍。

技术领域

本发明涉及用于轨道车辆的转向架框架和转向架，尤其是机动转向架。

背景技术

位于车轮轴承和转向架框架之间的主悬架在补偿履带不平整方面起着重要作用。主悬架必须足够柔软，以应对履带扭转并且避免轮重减载。

为获得类似的滚动性能，具有窄的主弹簧间距的内侧轴承转向架需要比外侧轴承转向架框架更硬的主弹簧。为了补偿增加的弹簧刚度，具有扭转的柔软转向架框架是有利的。然而，转向架框架的柔软结构可能会与转向架框架的其他功能冲突，特别是在机动转向架的情况下，机动转向架必须支撑着包括马达和/或变速箱的驱动单元。

已经开发了铰接的转向架框架(例如US9096240中所公开的)，以克服由于履带扭转而引起的轮重减载。这种铰接的转向架框架包括至少两个部分(或半框架)，其围绕枢转轴线(更具体地，围绕水平横向的或纵向的枢转轴线)相对于彼此而连接和铰接。然而，这种铰接的转向架框架是复杂的结构，其需要对转向架的铰接部件之间的枢轴进行特定且昂贵的维护。

因此，需要一种兼具良好的滚动性能和对履带不平整进行良好补偿的机动转向架。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于轨道车辆的转向架的整体式转向架框架，该整体式转向架框架包括：

至少两个侧梁，其分别在转向架框架的纵向中间平面的左侧和右侧，沿转向架框架的纵向方向延伸，并且沿转向架框架的横向方向彼此间隔开；和

至少一个支撑梁，其沿转向架框架的横向方向延伸，其中该支撑梁刚性连接到两个侧梁中的每个，并且包括支撑部分和细长部分，该支撑部分用于支撑转向架的驱动单元，其中通过平行于纵向中间平面的横截面平面，支撑梁的每个横截面都具有平面惯性矩M和极惯性矩J，

支撑部分直接连接到两个侧梁中的一个，并且通过细长部分连接到两个侧梁中的另一个，其中支撑梁的支撑部分的任意截面的平面惯性矩M和极惯性矩J分别是支撑梁的细长部分的任意横截面的平面惯性矩M和极惯性矩J的至少两倍，优选至少2.5倍。

转向架框架从某种意义上来说是整体式的，因为它不是由铰接部件构成。转向架框架设计为扭转的柔性结构，以适应扭曲轨道上主悬架处的大变形。转向架框架的较硬的支撑部分允许刚性支撑驱动单元，而较细的细长部分提供减小的转向架框架的刚度。不均匀支撑梁的设计使得细长部分能够局部变形，这允许当框架为变速箱负载提供支撑时，框架能更自由地移位。

支撑部分优选设有支撑接口，该支撑接口可包括一个或多个通孔，以用于插入用于安装驱动单元的连接元件。

为了使扭转应力和弯曲应力均匀地分布在支撑梁的较软区域中，细长部分沿横向方向延伸的长度，是从侧梁的一个到另一个沿横向方向测量的支撑梁的总长度的至少三分之一，且优选至少五分之二。优选地，支撑部分沿横向方向延伸的长度，小于从侧梁的一个到另一个沿横向方向测量的支撑梁的总长度的五分之二，且优选小于三分之一。

为了避免应力集中，支撑梁还包括从支撑部分延伸到细长部分的过渡部分，其中当过渡部分的任意横截面到支撑部分的距离增加时，该横截面的平面惯性矩M和极惯性矩J减小。