(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の台車であって、前記台車は少なくとも一つの横向き部材（１）と、軸箱軸受（４）に支持される少なくとも２対のホイール対（３）を有し、ホイール対（３）の前記軸箱軸受（４）は二つの軸箱バー（２）を介して、前記横向き部材（１）にヒンジ接続されることで、前記軸箱バー（２）と前記軸箱軸受（４）と前記横向き部材（１）とがＨ形に構成され、前記横向き部材（１）は、前記ホイール対（３）の車軸（８）に平行するように設けられる少なくとも二つのトーションバー（５）を有し、前記トーションバー（５）は、少なくとも以下の一つの領域を有し、即ち、前記領域において、前記トーションバーが、ねじり抵抗するように、前記横向き部材（１）に接続されるとともに、前記トーションバー（５）が弾性バー（６）を有し、前記弾性バー（６）の、前記トーションバー（５）に接続されていない端部領域を、前記軸箱軸受（４）に作用させることを特徴とする鉄道車両の台車。
【請求項２】
二つのトーションバー（５）が縦方向に沿って、順次に前記横向き部材（１）に配置され、前記トーションバー（５）の、互いに向き合う端部は、その端部領域が前記横向き部材（１）に接続されるとともに、前記トーションバー（５）の他の端部が前記弾性バー（６）を有することを特徴とする請求項１に記載の台車。
【請求項３】
前記横向き部材（１）がＨ形であり、トーションバー（５）の端部領域が前記横向き部材（１）の対向する脚部を緩んで通過し、前記トーションバー（５）の中間領域が前記横向き部材（１）に強固的に接続されるとともに、軸箱バー（２）がそれぞれ前記横向き部材（１）の前記脚部の端部にヒンジ接続されることで、軸箱バー節点（９）が前記横向き部材（１）の構成部分になることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の台車。
【請求項４】
トーションバー（５）の端部領域は可動部材として、前記横向き部材（１）に接続される少なくとも一つの径方向軸受に位置し、前記トーションバー（５）は、前記端部領域が前記径方向軸受を通過するとともに、前記端部が前記径方向軸受の外側に、前記弾性バー（６）を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の台車。
【請求項５】
前記トーションバー（５）の横断面は円形または多角形の形状を有することを特徴とする請求項１に記載の台車。
【請求項６】
前記トーションバー（５）及び/または前記弾性バー（６）は、金属または繊維複合材料からなり、或いは、少なくとも一種類の金属と少なくとも一種類の繊維複合材料からなる混合構造により構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の台車。
【請求項７】
前記軸箱バー（２）の端部領域と前記弾性バー（６）の端部領域との間には、少なくとも一つの制振体が存在することを特徴とする請求項１に記載の台車。
【請求項８】
前記制振体は弾性体からなることを特徴とする請求項６に記載の台車。
【請求項９】
前記横向き部材（１）は、前記軸箱バー（２）の前記軸箱バー節点（９）のための部材、及び、付属品のための固定素子を有する基体であり、前記基体が金属及び/または繊維複合材料からなることを特徴とする請求項１に記載の台車。
【請求項１０】
前記横向き部材（１）はフレームであることを特徴とする請求項１に記載の台車。
【請求項１１】
前記台車は、二次サスペンションのための他のばね素子と端軸受を有することを特徴とする請求項１に記載の台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は少なくとも一つの横向き部材と、軸箱軸受に支持される少なくとも２対のホイール対を有する鉄道車両の台車に関している。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両に適用される伝統の鋼構造の台車は、高い固有重量を有する以外に、以下のような付加的な欠陥を有し、即ち、前記台車は大量の部品からなり、装着された部品、例えば、駆動器、制御機器及びブレーキにとって、構成空間が少なく、前記鋼構造の台車において、一次サスペンション（primary suspensionprimary）は、ほとんど板ばね、コイルばねまたはゴム−金属ばねにより付与される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
固有の重量を減少させるために、従来技術の既知の複合繊維構成の台車があり、前記台車において、一次サスペンションは、複合繊維構成である板ばねまたは台車フレームにより実現される。
【０００４】
ＤＥ２９５２１８２Ａ１には台車が開示され、台車フレームはばねの弾性の、繊維強化の材料からなり、且つ一次サスペンションの任務を務める。
【０００５】
例えば、ＵＳ２０１２/０２７９４１６には、以下のような既知の台車があり、前記台車の一次サスペンションは、複合繊維構成の独立の板ばねにより付与される。ここで、特に、弾力を有する素子を、台車フレームの他の部材に据え付けることは、設計面において困難である。
【０００６】
ＤＥ３６１２７９７Ａ１は台車を開示し、１次ばねが両Ｈ形の台車フレームの縦梁により付与され、前記縦梁が複合繊維構成からなる。フレームの補強素子として、台車は、付加的に縦梁を互いに接続するための、ねじり弾性の板を備える。不具合なのは、前記ねじり弾性の板と、特に縦梁とは、複雑な複合繊維構成を有し、なぜならば、例えば、ばね特性を満たすように、縦梁の、台車平面に垂直する縦方向に沿う弾性性能が、必ず限定される方式で変更されるからだ。
【０００７】
トーションバーのサスペンションは、自動車分野及びクホイール型車両分野には既知であり、例えば、ＤＥ９２０ ２９１とＵＳ４１９４７６１には既知である。また、トーションバーは走行機構においてスタビライザとして用いられ、且つ一般的には、複数回に曲げられるバーであるように構成され、前記バーは、車軸のホイールのホイール懸架と走行機構構成とを互いに接続する。スタビライザは、車室の揺動角度を低減するためのものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、鉄道車両のための台車の候補設計方案の変形形態を実現することで、該設計方案の変形形態が、軽量化の構造で構成されるとともに、低コストで製造されることができるということを目的とする。
【０００９】
該目的は、本発明による鉄道車両の台車により実現される。
【００１０】
軸箱軸受に支持される少なくとも２対のホイール対と、少なくとも一つの横向き部材を有する鉄道車両の構成部分として、台車は、特に、軽量化の構造で構成されるとともに、低コストで製造されることができることを、特徴とする。
【００１１】
そのために、軸箱バーと軸箱軸受と横向き部材とがＨ形に形成されるように、ホイール対の軸箱軸受は二つの軸箱バーを介して、横向き部材にヒンジ接続される。横向き部材は、ホイール対の車軸に平行するように設けられる少なくとも二つのトーションバーを有し、前記トーションバーが横向き部材に強固的に接続される。また、トーションバーは弾性バーを有し、弾性バーの、トーションバーに接続されない端部領域を、軸箱軸受に作用させる。
【００１２】
鉄道車両の台車は、少なくとも２対のホイール対を有し、各々ホイール対には、車軸に接続される二つのホイールが含まれる。ホイール対は軸箱軸受に支持され、また、前記軸箱軸受は軸箱バーを介して、横向き部材にヒンジ接続にされる。本発明の構成による台車において、トーションバーに接続される二つの弾性バーはホイール対の軸箱軸受に作用して、これによって、効果的に、少なくとも一部が、軸箱軸受に作用するトーションバーによって一次サスペンションに務める。これらのストレートのねじりばねとしてのトーションバーにより、一次サスペンションが既知の並進するばね運動ではなく、回動するばね運動を基礎とする。
【００１３】
トーションバーの幾何形状と材料は、限定される方式で、期待される荷重に合わせる。
【００１４】
軸箱軸受は、横向き部材にヒンジ接続される軸箱バーに位置するから、横向き部材、さらに、それに接続される車室が弾力を有するように設けられる。これによって、ヒンジ接続されるように設けられる軸箱バーも、鉄道車両の二次サスペンション（secondary suspension）に役に立つ。
【００１５】
有利であるのは、提出された台車は、幾何面で、あまり複雑ではない単一の構成を含み、前記単一の構成は、少なくとも部分的に、低コストで、軽量化の構造で実施されることができる。
【００１６】
本発明の好ましい設計方案は以下に説明される。
【００１７】
本発明の、一つの改良形態において、軸方向に沿って、二つのトーションバーを順次に横向き部材に配置する。トーションバーの、互いに向き合う端部が、その端部領域を介して、横向き部材に接続される。また、トーションバーの他の端部は弾性バーを有する。
【００１８】
一つの改良形態によれば、横向き部材はＨ形を有する。トーションバーの端部領域がＨ形の横向き部材の対向する脚部を緩んで通過する。そのため、横向き部材の脚部は、トーションバーのためのガイド部または径方向軸受になるように構成される。トーションバーの中部領域がＨ形の横向き部材に強固的に接続される。また、軸箱バーの継手を横向き部材の構成部分とするように、軸箱バーがそれぞれ横向き部材の脚部の端部にヒンジ接続される。これによって、軸箱バーはＨ形の横向き部材の脚部を延長させる。
【００１９】
一つの改良形態によれば、トーションバーの端部領域は可動部材として、横向き部材に接続される少なくとも一つの径方向軸受またはその内に位置する。トーションバーは、端部領域が径方向軸受を通過するとともに、端部が径方向軸受の下流に弾性バーを備える。これによって、一つのトーションバーまたは順次に配置される二つのトーションバーのための径方向軸受は、軸箱バーの間、または軸箱バーの領域に位置することができる。これによって、弾性バーはホイール対を積載し及びガイドするためのレールに対して、軸箱バーの上に設けられる。ここで、弾性バーの端部領域は、軸箱バーの、軸箱軸受付きの端部領域に作用することができる。
【００２０】
一つの改良形態によれば、トーションバーは、横断面において、錐形断面及び/または多角形の形状を有する。これによって、トーションバーはその長さにおいて、輪郭化部を有する。これによって、弾性バーの、横向き部材に対する最適な据え付け及び荷重の導入を実現することができる。トーションバーのアイドル長さにおける輪郭化は、さらに、動的に運行する際の機械特性を最適化するために存在する。
【００２１】
一つの改良形態によれば、トーションバー及び/または弾性バーは、金属または繊維複合材料、或いは混合構造からなる。重量が小さいから、複合繊維という構造で実施されることは、特に好ましい。ここで、特にガラス繊維または炭素繊維、或いはアラミド繊維が適用されることができる。
【００２２】
一つの改良形態によれば、好ましくは、軸箱バーの端部領域と弾性バーの端部領域との間に、少なくとも一つの制振体が存在する。台車の制振体は一次サスペンションと二次サスペンションの他のばね素子である。
【００２３】
一つの改良形態によれば、制振体は弾性体からなる。前記弾性体は特にゴムであってもよい。
【００２４】
一つの改良形態によれば、横向き部材は軸箱バーの回動継手のための部材、及び付属品のための固定素子を有する基体である。基体は金属及び/または繊維複合材料からなる。ここで、付属品は特にブレーキ機器及び/または駆動器であってもよい。
【００２５】
一つの改良形態によれば、横向き部材は条状部材またはフレームである。
【００２６】
一つの改良形態によれば、台車は二次サスペンションのための、他のばね素子と端軸受を有する。他のばね素子は、車室に対する二次サスペンションの任務を務める。特に、そのために、横向き部材に配置される空気ばねを設けてもよい。
【００２７】
本発明の実施例に対して、図面において、原理的に示されるとともに、以下に詳しく説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】外部に位置する弾性バーを有する鉄道車両台車の立体図を示す。
【図２】台車の平面図を示す。
【図３】台車の側面図を示す。
【図４】内部に位置する弾性バーを有する鉄道車両台車の立体図を示す。
【図５】台車の平面図を示す。
【図６】台車の側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
鉄道車両の台車は、基本的には、軸箱軸受４に支持される二つのホイール対３、横向き部材１、軸箱バー２、トーションバー５、弾性バー６及び端軸受からなる。
【００３０】
図１は、外部に位置する弾性バー６を有する鉄道車両台車の原理的な立体図を示す。
【００３１】
台車は共通した車軸８には、二つのホイール対３を有し、前記ホイール対はそれぞれ二つのホイール７を有する。車軸８は軸箱軸受４、二つの軸箱バー２、回動継手に構成される二つの軸箱バー節点９を介して、横向き部材１にヒンジ接続される。横向き部材１はフレームであり、軸箱バー節点９により、前記フレームと軸箱バー２と軸箱軸受４とがＨ形を形成する。
【００３２】
図２は図１における台車の原理的な平面図を示す。
【００３３】
横向き部材１は、少なくともホイール対３の車軸８に平行するように設けられる二つのトーションバー５を有する。トーションバー５の相応的な中間領域は横向き部材１に接続される。トーションバー５の端部は弾性バー６を有し、弾性バー６の端部が軸箱軸受４に作用する。これによって、トーションバー５と弾性バー６とが、台車の一次サスペンションまたは一次サスペンションの一部になる。
【００３４】
図３は図１における台車の原理的な側面図を示す。
【００３５】
トーションバー５の端部領域はＨ形の横向き部材１の脚部を通過する。このために、該脚部は開口１０を有する。ここで、トーションバー５は横向き部材１に支持可能である。軸箱バー節点９はＨ形の横向き部材１の構成部分であり、軸箱バー２がＨ形の横向き部材１の脚部を延長させる。
【００３６】
トーションバー５は横断面において、円形及び/または多角形であるように構成される。このために、該トーションバーはその長さには、輪郭化部を備える。好ましくは、トーションバー５と弾性バー６とが、繊維複合材料からなる。
【００３７】
トーションバー５の中間領域はねじり抵抗するように、横向き部材１の構成部分としてのスリーブに位置することができる。このために、少なくとも該中間領域とスリーブの開口が横断面において、多角形であるように構成される。トーションバー５の端部領域はそれぞれ両側に開口１０を通過するとともに、弾性バー６を有する。ここで、トーションバー５と弾性バー６は、一体に構成されてもよい。開口１０は、それぞれトーションバー５の相応領域のためのガイド部、または径方向軸受であってもよい。
【００３８】
図４は、内部に位置する弾性バー６を有する鉄道車両台車の原理的な立体図を示す。
【００３９】
該候補の実施形態において、ガイド部の、または径方向軸受１１の固定の構成部分も横向き部材１に接続されてもよい。
【００４０】
図５は図４における台車の原理的な平面図を示す。
【００４１】
これによって、ガイド部または径方向軸受１１は、軸箱バー２の間に位置することができる。
【００４２】
図６は図４における台車の原理的な側面図を示す。
【００４３】
ガイド部または径方向軸受１１は、ホイール対３を収容し及びガイドするためのレールに対して離隔するように、軸箱バー２の上に設けられ、これによって、弾性バー６の端部を軸箱バー２の端部領域、さらに、軸箱軸受４に作用させる。ガイド部または径方向軸受１１の代わりとして、互いに離隔されるという方式で、二つのガイド部または二つの径方向軸受を配置することで、弾性バー６がその間に位置しても良い。
【００４４】
軸箱バー２の、弾性バー６の端部領域との間には、弾性体からなる、少なくとも一つの制振体が存在し、前記弾性体は特に、ゴムからなってもよい。
【００４５】
横向き部材１は、軸箱バー節点９のための部材と、付属品のための固定素子とを有する基体である。そのため、基体は金属及び/または繊維複合材料からなり、これによって、混合構成タイプという方式により構成されることを実現する。
【００４６】
付属品は、例えば、ばね素子としての空気ばねであってもよく、これによって、二次サスペンションの構成部分、ホイール７のためのブレーキ機器及び駆動器になる。
【符号の説明】
【００４７】
１ ・・・横向き部材
２・・・軸箱バー
３・・・ホイール対
４・・・軸箱軸受
５・・・トーションバー
６・・・弾性バー
７・・・ホイール
８・・・車軸
９・・・軸箱バー節点
１０・・・開口
１１・・・径方向軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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