ПОВОРОТНАЯ ТЕЛЕЖКА ДЛЯ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Настоящая полезная модель относится к поворотной тележке для рельсового транспортного средства с особо выполненной вторичной рессорой.
Известные поворотные тележки для рельсовых транспортных средств имеют раму поворотной тележки и по меньшей мере две колесные пары. Колесные пары через осевые подшипники и обычно первичные рессоры соединены с рамой поворотной тележки. Кроме того, известные, фактически поворачивающиеся более чем на несколько градусов поворотные тележки имеют так называемую люльку, которая через вторичные рессоры и дополнительные шарнирные соединения соединена с рамой поворотной тележки. Люлька рационально используется тогда, когда угол поворота поворотной тележки становится настолько большим, что вторичные рессоры или вторичное подрессоривание, как таковые, более не могут следовать за углом поворота рамы поворотной тележки относительно кузова вагона или рамы кузова вагона.
Подобные большие углы поворота, например более чем 6°, происходят при малых радиусах кривизны путей метро, трамвая или городской железной дороги. Такие поворотные тележки вращательно присоединены к кузову вагона или раме кузова вагона обычно посредством шкворня, соединяющего раму вагона с тележкой, или поворотного круга.
Люлька обычно выполняется как поперечная балка, которая через вторичные рессоры соединена с рамой поворотной тележки, прежде всего на ее концах, и воспринимает силы и моменты от кузова вагона. Вторичные рессоры должны позволять поступательное перемещение поворотной тележки относительно кузова вагона вдоль вертикальной оси, в то время как поступательные перемещения вдоль поперечной оси кузова вагона и продольной оси кузова вагона нежелательны. Для предотвращения таких нежелательных поступательных перемещений могут быть, например, предусмотрены тяги или толкающие штанги, такие как, например, тяга Панара.
Вышеописанная конструкция является конструктивно относительно сложной.
Представляющие для настоящей полезной модели уровень техники поворотные тележки для рельсового транспортного средства, имеющие раму поворотной тележки и по меньшей мере одну упругодеформируемую вторичную рессору, известны из DE 102012105310 A1, DE 102011055867 А1, а также DE 10360516 С5.
Из СН 641104 А5 известна поворотная тележка для рельсового транспортного средства, ближайшая к полезной модели по технической сущности, имеющая раму, по меньшей мере одну упругодеформируемую вторичную рессору, положение которой на раме поворотной тележки является изменяемым, и по меньшей мере один первый направляющий элемент, вдоль которого подвижна вторичная рессора.
Задача настоящей полезной модели заключается в том, чтобы предложить поворотную тележку более простой конструкции, и имеет целью устранение люльки. Одновременно должна сохраняться обеспечиваемая вторичным подрессориванием комфортабельность. Еще одна задача заключается в том, чтобы предложить поворотную тележку, посредством которой становятся возможными большие углы поворота, например в диапазоне примерно более 6°, при которых обеспечивается надежный возврат вторичных рессор в нормальное (исходное или нейтральное) положение.
Эта задача решена в поворотной тележке для рельсового транспортного средства, имеющей раму, по меньшей мере одну упругодеформируемую вторичную рессору, положение которой на раме поворотной тележки является изменяемым, и по меньшей мере один первый направляющий элемент, вдоль которого подвижна вторичная рессора, за счет того, что направляющий элемент выполнен в виде углубления и имеет области, в которых глубина направляющего элемента изменяется.
Технический результат, достигаемый при осуществлении полезной модели, заключается в создании простого и надежного механизма возврата подвижных вторичных рессор в их нормальные положения.
Как указано выше, образующее направляющий элемент углубление, прежде всего канавка или желоб, имеет области, в которых глубина направляющего элемента изменяется, предпочтительно изменяется непрерывно. Такие области согласно полезной модели могут быть также обозначены как наклонные области. К низшей точке или области низших точек углубления могут примыкать наклонные области, в которых глубина уменьшается, прежде всего уменьшается глубина канавки. Предпочтительно, прилегая к низшей точке или области низших точек, расположены или выполнены наклонные области, причем наклонные области, начиная от низшей точки или области низших точек, являются поднимающимися, следовательно, глубина направляющего элемента уменьшается.
Предпочтительными свойствами разных глубин углубления, прежде всего направляющей канавки, и, прежде всего, предпочтительными свойствами при наличии упомянутой низшей точки и упомянутой области низших точек являются: разные глубины, прежде всего в наклонной области, могут служить для приложения возвратных сил к вторичной рессоре. Возвратная или восстанавливающая сила обеспечивает возврат вторичной рессоры в нормальное положение. Таким образом, возвратная сила является противодействующей силой, которая при повороте поворотной тележки прикладывается к вторичной рессоре и служит для цели возвращения в номинальную область. Может быть предусмотрено, что с увеличивающимся углом поворота поворотной тележки в одном или другом направлении к вторичной рессоре прикладывается увеличивающаяся возвратная сила, например, вследствие увеличивающегося сжатия вторичной рессоры по причине уменьшающейся глубины углубления, прежде всего уменьшающейся глубины канавки. Сильнее действующая с увеличением поворота возвратная сила при обратном повороте поворотной тележки обеспечивает, что вторичная рессора снова займет номинальное положение. Благодаря этому предотвращается или в значительной степени предотвращается изменение положения вторичной рессоры в одном или другом поперечном направлении.
Как указано выше, положение вторичной рессоры на раме поворотной тележки является изменяемым. Иначе говоря, положение вторичной рессоры относительно рамы поворотной тележки является изменяемым. При изменении положения рессора целиком перемещается от первого положения к другому положению, прежде всего путем смещения или качения. Вторичная рессора согласно полезной модели является, как это обычно для рессоры, сама по себе упругодеформируемой, чтобы достичь пружинного эффекта, прежде всего подрессоривания в направлении вертикальной оси поворотной тележки или кузова вагона. В дополнение к упругой деформируемости является изменяемым положение или, другими словами, положение или точка приложения силы вторичной рессоры на раме поворотной тележки. При изменении положения/позиции/точки приложения силы вторичная рессора вследствие сжатия/уменьшения степени сжатия не перемещается или деформируется в своих границах, а целиком изменяет положение, позицию или точку приложения силы вторичной рессоры на поворотной тележке.
Вторичная рессора при смонтированной поворотной тележке расположена между поворотной тележкой и кузовом вагона, прежде всего между рамой поворотной тележки и кузовом вагона или рамой кузова вагона. Таким образом, вторичное подрессоривание является подрессориванием между поворотной тележкой и кузовом вагона.
Вторичная рессора является подвижной относительно рамы поворотной тележки, то есть положение вторичной рессоры на раме поворотной тележки или относительно рамы поворотной тележки является изменяемым. Прежде всего, вторичная рессора может двигаться вдоль рамы поворотной тележки, или вдоль рамы поворотной тележки может изменяться положение вторичной рессоры. Прежде всего, вторичная рессора может двигаться в продольном направлении и/или в поперечном направлении на раме поворотной тележки или относительно рамы поворотной тележки. То есть может изменяться положение вторичной рессоры. Прежде всего, положение является изменяемым путем сдвига или качения (в другое положение) рессоры. Соответственно этому рессора может быть выполнена или расположена с возможностью перемещения.
Кроме того, вторичная рессора может быть подвижной в продольном направлении и/или поперечном направлении относительно кузова вагона, с которым соединена поворотная тележка. В отношении перемещения вторичной рессоры относительно рамы поворотной тележки в продольном и/или поперечном направлении, прежде всего, подразумевается продольное направление и/или поперечное направление относительно рамы поворотной тележки, следовательно, продольного направления поворотной тележки или поперечного направления поворотной тележки. Относительно кузова вагона под продольным и/или поперечным направлением подразумевается продольное направление кузова вагона и/или поперечное направление кузова вагона. Продольное направление или поперечное направление поворотной тележки не должно совпадать с продольным или поперечным направлением кузова вагона. При повороте на ноль градусов, то есть при прямом выставлении поворотной тележки, продольные направления кузова вагона и рамы поворотной тележки, а также поперечные направления кузова вагона и рамы поворотной тележки совпадают друг с другом. При повороте поворотной тележки относительно кузова вагона эти продольные направления или поперечные направления больше друг с другом не совпадают.
Одним аспектом полезной модели является, что точка приложения силы вторичной рессоры на раме поворотной тележки является изменяемой. Приложение силы от рамы поворотной тележки к вторичной рессоре или наоборот может происходить в разных местах рамы поворотной тележки в зависимости от того, где расположена вторичная рессора.
Согласно полезной модели могут иметься одна или несколько описанных вторичных рессор. Даже если это описание сделано на основе одной вторичной рессоры, то всегда является включенным также случай, что имеются несколько вторичных рессор. Несколько вторичных рессор занимают разные положения на поворотной тележке или раме поворотной тележки. Эти разные положения на поворотной тележке или раме поворотной тележки являются изменяемыми, прежде всего вдоль разных участков перемещения.
С помощью полезной модели предлагается новый вид вторичного подрессоривания, посредством которого можно избежать использования известной люльки. Поворотная тележка согласно полезной модели может размещаться с экономией места, что делает возможным уменьшение массы, более простое выполнение конструкции рамы транспортного средства в области поворотной тележки и, тем самым, лучшие пространственные условия для внутреннего пространства транспортного средства в области поворотной тележки.
Поперечное перемещение поворотной тележки относительно кузова вагона, называемое также поперечным смещением, может восприниматься вторичной рессорой, как разъяснено посредством одного примера осуществления. При этом вторичная рессора может деформироваться в поперечном направлении. Прежде всего, это, предпочтительным образом, достигается с помощью вторичной рессоры, которая является шарообразной и/или состоит из эластомера.
В принципе, изменение положения или позиции вторичной рессоры на или относительно рамы поворотной тележки является настоятельно имеющим место или настоятельно необходимым не при каждом поворотном движении поворотной тележки. Прежде всего, при малых углах поворота вторичная рессора может сохранять начальное положение, которое соответствует положению при прямолинейном движении транспортного средства, то есть при нулевом угле поворота. Одно преимущество согласно полезной модели достигается тем, что при больших углах поворота положение вторичной рессоры относительно рамы поворотной тележки изменяется. Прежде всего, тогда вторичная рессора перемещается относительно рамы или на раме поворотной тележки в продольном направлении и/или поперечном направлении рамы поворотной тележки и, тем самым, изменяется положение вторичной рессоры.
Положение вторичной рессоры или позиция вторичной рессоры относительно рамы поворотной тележки является изменяемым по дуге окружности. Иначе говоря, положение вторичной рессоры на пути в форме дуги окружности является изменяемым. Путь, на котором положение вторичной рессоры является изменяемым, называется также путем перемещения. Описанный в другом месте направляющий элемент при его наличии задает путь перемещения. Путь перемещения в форме дуги окружности определяется, прежде всего, относительно центра окружности, который находится на направленной вверх оси вращения рамы поворотной тележки. Равным образом, возможны также другие геометрические формы или пути перемещения вторичной рессоры, например, следуя за формой эквидистантного профиля. У двух вторичных рессор пути перемещения, предпочтительно, таковы, что проходящее через точку поворота расстояние между противолежащими вторичными рессорами остается постоянным, и точка поворота представляет собой центр этого расстояния. Согласно полезной модели расстояние вторичной рессоры от точки поворота поворотной тележки называется базисом вторичной рессоры.
В одном варианте осуществления вторичная рессора является перемещаемой или перекатываемой. Благодаря этому является изменяемым положение вторичной рессоры относительно рамы поворотной тележки. Вторичная рессора может быть также перекатываемой вдоль поворотной тележки или рамы поворотной тележки. «Перемещаемость» означает, что вторичная рессора является целиком перемещаемой. Благодаря этому является изменяемым положение вторичной рессоры относительно рамы поворотной тележки. Вторичная рессора может быть, таким образом, перемещаемой вдоль поворотной тележки или рамы поворотной тележки. «Перекатываемость» означает, что вторичная рессора является целиком перекатываемой. В этом варианте осуществления вторичная рессора может перекатываться или перемещаться вдоль линии, которая проходит в продольном направлении и/или в поперечном направлении относительно рамы поворотной тележки, прежде всего вдоль линии в форме дуги окружности или сегмента дуги.
Перекатываемая вторичная рессора имеет, прежде всего, форму шара, цилиндра, конуса, усеченного конуса или многоугольника. Возможна комбинация этих форм. Посредством геометрической формы вторичной рессоры, прежде всего перемещаемой или перекатываемой вторичной рессоры, может оказываться влияние на принцип действия рессоры в отношении возвратного действия и свойства качения.
Вторичная рессора содержит эластомер или выполнена из эластомера. Когда вторичная рессора содержит эластомер, пружинная составляющая часть рессоры, следовательно составная часть, которая ответственна за пружинное действие, состоит из эластомера. Примерами эластомера является эластичный синтетический материал, такой как резина или синтетический каучук и т.д.
Вторичная рессора, прежде всего перемещаемая или перекатываемая вторичная рессора, может иметь переменную шероховатость поверхности и/или переменную текстуру поверхности, чем, прежде всего, оказывается влияние на свойства качения.
В одном варианте осуществления полезной модели поворотная тележка имеет по меньшей мере один направляющий элемент, обозначаемый также как первый направляющий элемент, вдоль которого является подвижной вторичная рессора. Вторичная рессора является подвижной вдоль направляющего элемента, иначе говоря, по направляющему пути в направлении, которое перпендикулярно направлению, в котором рессора сжимается, и возвращается назад, когда она подрессоривает поворотную тележку относительно подвижной в направлении, которое является перпендикулярным вертикальному направлению, называемому также направлением Z.
Первый направляющий элемент может быть расположен или выполнен на раме поворотной тележки. Он может быть неподвижным относительно рамы поворотной тележки. Прежде всего, вторичная рессора является перемещаемой или перекатываемой вдоль направляющего элемента. Иначе говоря, вторичная рессора может совершать поступательное перемещение или вращаться вдоль направляющего элемента.
Вторичная рессора может занимать в направляющем элементе разные положения. Когда направляющий элемент является неподвижным относительно рамы поворотной тележки, вторичная рессора, таким образом, благодаря изменению ее положения в/на направляющем элементе может занимать разные положения относительно рамы поворотной тележки. Направляющий элемент навязывает вторичной рессоре путь перемещения, когда положение вторичной рессоры или ее положение относительно поворотной рамы изменяется.
В одном варианте полезной модели направляющий элемент в своей конфигурации выполнен в форме круга или части круга, иначе говоря, в форме дуги окружности. Альтернативно этому, возможен нерегулярный, некруглый или составной вид конфигурации направляющего элемента. Под этим может пониматься, например, последовательность сегментов дуги окружности с разными радиусами кривизны в конфигурации направляющего элемента. Некруглые или составные виды конфигурации могут служить для того, чтобы в соответствии с желательными или ожидаемыми возвратными или боковыми силами посредством принудительных путей качения или смещения прикладывать к вторичной рессоре особые противодействующие силы.
Поворотная тележка может иметь несколько первых направляющих элементов. Каждый из направляющих элементов направляет перемещение по меньшей мере одной первичной рессоры. В одном варианте первые направляющие элементы расположены или выполнены по обе стороны от продольной оси поворотной тележки. Предпочтительно, два первых направляющих элемента расположены или выполнены попарно и по обе стороны от продольной оси поворотной тележки, предпочтительно, симметрично продольной оси поворотной тележки.
В одном варианте полезной модели вышеупомянутый направляющий элемент имеет по меньшей мере одно нормальное положение или одну область нормальных положений для вторичной рессоры. В одной области нормальных положений могут находиться несколько конкретных нормальных положений, которые, предпочтительно, находятся по соседству друг с другом. В этом варианте осуществления в направляющем элементе выполнены по меньшей мере одно нормальное положение или одна область нормальных положений. Нормальным положением вторичной рессоры, предпочтительно, является положение, в котором вторичная рессора находится или должна находиться в прямолинейном положении поворотной тележки (угол поворота равен нулю).
Прежде всего, направляющий элемент выполнен так, что после изменения положения вторичной рессоры в направляющем элементе, например при повороте поворотной тележки, при возвратном повороте поворотной тележки, следовательно при уменьшении угла поворота, вторичной рессорой снова занимается нормальное положение. Направляющий элемент может быть выполнен так, что при повороте поворотной тележки и/или возвратном повороте поворотной тележки в прямолинейное положение на вторичную рессору действует восстанавливающая сила, посредством которой вторичная рессора приводится в нормальное положение, или снова приводится в нормальное положение, когда поворотная тележка поворачивается назад в прямолинейное положение. Нормальное положение для вторичной рессоры может быть выполнено, прежде всего, в области, которая находится в середине всего пути направляющего элемента. Область нормальных положений согласно полезной модели обозначается также как номинальная область, и нормальное положение согласно полезной модели обозначается как номинальное положение.
Когда направляющий элемент, как упоминается выше, выполнен в виде углубления, прежде всего канавки, то углубление, прежде всего канавка, в одном варианте осуществления полезной модели имеет разную глубину. Прежде всего, направляющий элемент имеет по меньшей мере одну низшую точку или область низших точек. По меньшей мере одна низшая точка или область низших точек, предпочтительно, представляют собой по меньшей мере одно нормальное положение или одну область нормальных положений вторичной рессоры.
Выше был описан направляющий элемент, который расположен или выполнен на поворотной тележке. Этот направляющий элемент согласно полезной модели обозначается также как «первый направляющий элемент». Кроме того, на рельсовом транспортном средстве, которое имеет поворотную тележку согласно полезной модели, может иметься второе направляющее устройство, вдоль которого также является подвижной вторичная рессора. Предпочтительно, вторичная рессора установлена (в подшипниках) в/на втором направляющем элементе с возможностью качения или смещения или направляется во втором направляющем устройстве.
Второе направляющее устройство расположено или выполнено на кузове вагона рельсового транспортного средства, прежде всего на основании. Второй направляющий элемент может быть устроен как первый направляющий элемент, причем ссылка делается на вышеприведенное описание первого направляющего элемента. Первый направляющий элемент и второй направляющий элемент могут образовывать пару направляющих элементов, в которой направляется вторичная рессора. Первый и второй направляющие элементы могут определять путь перемещения для вторичной рессоры, по которому или вдоль которого является подвижной вторичная рессора. Прежде всего, первый и второй направляющие элементы могут большей частью или частично охватывать вторичную рессору.
Предпочтительно, упомянутый второй направляющий элемент направляет вторичную рессору сверху, а первый направляющий элемент, предпочтительно, направляет вторичную рессору снизу. Прежде всего, первый направляющий элемент частично охватывает вторичную рессору снизу, а второй направляющий элемент частично охватывает вторичную рессору сверху, что, прежде всего, имеет место в том случае, когда первый и второй направляющие элементы выполнены в виде углублений, прежде всего в виде направляющих канавок.
Предпочтительно, между первым и вторым направляющими элементами выполнен зазор. Ширина зазора или расстояние между направляющими элементами может определять максимальный ход рессоры в вертикальном направлении.
Первый направляющий элемент может быть открытой вверх канавкой, а второй направляющий элемент - открытой вниз канавкой. Прежде всего, первый направляющий элемент и второй направляющий элемент в положении прямолинейного перемещения рельсового транспортного средства, следовательно, когда угол поворота поворотной тележки равен нулю, являются относительно друг друга зеркально-симметричными или, по существу, зеркально-симметричными.
Также как и первый направляющий элемент, второй направляющий элемент может иметь по меньшей мере одно нормальное положение или по меньшей мере одну область нормальных положений для вторичной рессоры. Кроме того, второй направляющий элемент может иметь вышеупомянутые области, в которых глубина направляющего устройства изменяется, предпочтительно изменяется непрерывно. Дополнительно дается ссылка на раскрытие относительно первого направляющего элемента, которое может быть привлечено аналогичным образом также ко второму направляющему элементу. Прежде всего, первый и второй направляющие элементы могут быть относительно друг друга зеркально-симметричными или, по существу, зеркально-симметричными.
В одном варианте осуществления полезной модели предусмотрены по меньшей мере две вторичные рессоры, по меньшей мере два первых направляющих элемента и по меньшей два вторых направляющих элемента. Первый направляющий элемент и второй направляющий элемент могут образовывать первую пару направляющих элементов, а дополнительный первый направляющий элемент и дополнительный второй направляющий элемент могут образовывать вторую пару направляющих элементов. Первая пара направляющих элементов направляет первую вторичную рессору, а вторая пара направляющих элементов направляет вторую вторичную рессору. Первые направляющие элементы и вторые направляющие элементы, предпочтительно, образуют направляющий путь в форме дуги окружности. Предпочтительно, две пары направляющих элементов, имеющих соответственно один первый и один второй направляющий элемент, расположены или выполнены по обе стороны продольной оси поворотной тележки, предпочтительно, симметрично продольной оси поворотной тележки.
Согласно полезной модели вокруг центра поворота или оси вращения поворотной тележки могут быть расположены или выполнены несколько вторичных рессор. Несколько вторичных рессор могут быть расположены на одинаковом расстоянии от точки поворота или оси вращения поворотной тележки. В еще одном варианте полезной модели является возможным предусмотреть одну или более пар вторичных рессор, причем у одной пары две вторичные рессоры симметричны относительно оси вращения поворотной тележки, то есть они расположены вокруг оси вращения напротив друг друга под углом в 180°.
В одном варианте осуществления полезной модели поворотная тележка имеет по меньшей мере одну пару из двух вторичных рессор и соединительный элемент, через который две вторичные рессоры связаны друг с другом. Посредством соединительного элемента задается взаимное положение двух вторичных рессор, прежде всего, они приводятся в описанное выше симметричное положение относительно оси вращения поворотной тележки. Альтернативно или дополнительно, соединительный элемент может быть выполнен так, что могут быть связаны друг с другом несколько соседних вторичных рессор.
В одном из вариантов осуществления соединительный элемент имеет соединительную штангу, а также два места закрепления или опоры подшипников, прежде всего подшипниковые элементы для соответственно одной вторичной рессоры. Упомянутая соединительная штанга может иметь прямую форму или коленчатую форму или однократно или многократно изогнутую форму. Коленчатая или однократно или многократно изогнутая форма является предпочтительной, когда в области между боковыми рамами поворотной тележки внутри транспортного средства область прохода для пассажиров находится внизу на уровне немного выше оси.
В одном особом варианте осуществления на соединительном элементе установлены в подшипниках с возможностью вращения две вторичные рессоры. Это означает, что каждая из вторичных рессор является вращаемой вокруг оси вращения, которая проходит через вторичную рессору. Этот вариант осуществления, прежде всего, имеет преимущество в случае перекатываемой вторичной рессоры.
В одном варианте осуществления упомянутый соединительный элемент выполнен с возможностью вращения вокруг вертикальной оси вращения. Предпочтительно, эта ось вращения идентична оси вращения поворотной тележки. Ось вращения, вокруг которой является поворачиваемым соединительный элемент, может быть виртуальной осью вращения или она может быть реальной осью вращения. Этот вариант осуществления может быть, прежде всего, связан с признаком, что две соединенные соединительным элементом вторичные рессоры приводятся соединительным элементом в симметричное положение относительно упомянутой оси вращения. Таким образом, можно направлять перемещение соединенных вторичных рессор симметрично оси вращения, вокруг которой является поворачиваемым соединительный элемент, прежде всего, относительно оси вращения поворотной тележки. То есть, что, предпочтительно, в любом положении соединенных вторичных рессор и любом измененном положении соединенных вторичных рессор соединенные вторичные рессоры расположены вращательно-симметрично относительно оси вращения. Иначе говоря, соединенные вторичные рессоры расположены относительно оси вращения напротив друг друга.
В еще одном аспекте полезная модель относится к рельсовому транспортному средству, которое имеет описанную выше поворотную тележку. Рельсовое транспортное средство может, прежде всего, иметь уже упомянутый второй направляющий элемент, который расположен или выполнен на основании кузова или под кузовом вагона рельсового транспортного средства.
Рельсовое транспортное средство, предпочтительно, является трамваем, поездом городской железной дороги, поездом метро, поездом пригородного сообщения, поездом дальнего сообщения или их модулем или вагоном.
Соединение поворотной тележки согласно полезной модели с кузовом вагона или основанием кузова или основанием рельсового транспортного средства может происходить разным образом.
В одном варианте соединение выбирается через шкворень, соединяющий раму вагона с тележкой, или поворотный круг, которые известны из уровня техники.
В одном предпочтительном варианте осуществления соединение поворотной тележки происходит через систему тяговых штанг. Предпочтительно, система имеет по меньшей мере две тяговые штанги. Тяговые штанги выполнены для того, чтобы передавать поперечные и продольные силы, и при этом делать возможным поступательное перемещение поворотной тележки вдоль вертикальной оси. Система тяговых штанг, предпочтительно, соединена с основанием транспортного средства или обращенным к кузову вагона концом посредством эластичной опоры на основании транспортного средства или кузове вагона. На боках поворотной тележки, предпочтительно, предусмотрены соединительные средства, прежде всего шарниры, которые делают возможными следующие перемещения:
- вращение поворотной тележки вокруг оси вращения поворотной тележки, обозначаемой также как вертикальная ось или ось Z,
- поступательное перемещение поворотной тележки в направлении оси вращения, предпочтительно, в ограниченном диапазоне,
- поступательное перемещение поворотной тележки в поперечном направлении или вдоль поперечной оси поворотной тележки, предпочтительно, в ограниченном диапазоне. Диапазон перемещения вдоль вертикальной оси, предпочтительно, больше, чем возможное перемещение вдоль поперечной оси.
Упомянутые места соединения, обозначаемые также как места связи тяговых штанг на поворотной тележке, предпочтительно, выполнены в виде эластичных опор.
Ниже, полезная модель будет описана со ссылкой на примеры осуществления. Показано на:
Фиг. 1 поворотная тележка согласно полезной модели на общем виде наклонно сверху,
Фиг. 2 расположение вторичной рессоры в первом и втором направляющих элементах,
Фиг. 3 система из двух вторичных рессор и соединительного элемента, посредством которого две вторичные рессоры связаны друг с другом, на виде сверху,
Фиг. 4 соединительный элемент и система вторичных рессор согласно фиг. 3 на виде сбоку,
Фиг. 5 поворотная тележка согласно полезной модели с альтернативными, по сравнению с фиг. 1, соединительными средствами.
Поворотная тележка 1 на фиг. 1 имеет раму 2 поворотной тележки, которая имеет две продольные балки 3, 4. К концам продольных балок 3, 4 присоединены колеса 7а, 7b, 7с и 7d рамы 2 поворотной тележки. Колеса 7а, 7b образуют колесную пару, и колеса 7с и 7d образуют колесную пару, причем элементы 5, 6 могут быть выполнены или как физические вращающиеся оси в качестве соединительного элемента пар колес 7а, 7b и 7с, 7d, или как портальные оси.
Кроме того, поворотная тележка имеет дополнительную Х-образную систему 8 поперечных балок, которая расположена в центральной области поворотной тележки и целью которой является предотвращение смещения углов и положений в продольном направлении обеих внешних рам поворотной тележки (центральных участков 11, 12) относительно друг друга. Другими словами, система X поперечных балок должна предотвращать образование параллелограмма обеими внешними рамами 3 и 11 или 4 и 12 поворотной тележки.
На раме 2 поворотной тележки выполнены два первых направляющих элемента 9, 10. Первые направляющие элементы 9, 10 являются направляющими канавками в форме дуги окружности, которые выполнены в утолщенных центральных участках 11, 12 продольных балок 3, 4. Продольные балки 3, 4 могут быть выполнены из нескольких частей, то есть центральные участки 11, 12 могут быть встроены как самостоятельные детали. Как уже упоминалось, X-образная поперечная балка 8 соединяет друг с другом центральные участки 11, 12.
В каждом из первых направляющих элементов с возможностью перемещения расположена соответственно одна шарообразная вторичная рессора 13, 14. Вторичные рессоры 13, 14 состоят из эластомера, например резины или синтетического каучука, и являются перекатываемыми вдоль соответствующего направляющего пути в направляющем элементе. Также вторичная рессора 13 является перекатываемой по пути направляющего элемента 9, а вторичная рессора 14 является перекатываемой по пути направляющего элемента 10. Понятие «первый» в отношении направляющего элемента при этом указывает на то, что названный направляющий элемент расположен на поворотной тележке 1. Могут иметься несколько первых направляющих элементов, как показано в этом примере посредством направляющих элементов 9 и 10. Так называемые вторые направляющие элементы относятся к направляющим элементам на сторонах кузова вагона или основании кузова вагона, как еще будет описано со ссылкой на фиг. 2.
На фиг. 1 штриховой стрелкой представлена продольная ось L1 поворотной тележки 1. Также представлена поперечная ось Q1 поворотной тележки 1. Оси L1 и Q1 в этом случае являются осями симметрии или центральными осями.
На фиг. 1 вторичные рессоры 13, 14 находятся в номинальном положении или в их нормальном положении, а поворотная тележка должна находиться относительно не показанного на фиг. 1 кузова вагона в нулевом положении, то есть при равном нулю угле поворота вокруг оси D вращения, которая также представлена штриховой линией. Ось вращения D обозначается также как вертикальная ось или ось Z. Центральная продольная ось L1 обозначается также как ось X, а центральная поперечная ось Q1 - как ось Y.
Теперь следует предположить, что поворотная тележка 1 поворачивается вокруг оси D, при рассмотрении сверху, по часовой стрелке на определенный угол поворота α. При этом центральная продольная ось L1 занимает положение L1'. Подобный поворот происходит при движении по правому закруглению пути.
Вследствие поворота поворотной тележки 1 на угол α, вторичная рессора 13 перекатывается в обозначенное пунктирной линией положение 13', а вторичная рессора 14 - в положение 14'. При меньших углах поворота α перемещение вторичной рессоры 13 в направляющем элементе 9 и вторичной рессоры 14 в направляющем элемента 10 не обязательно имеет место. При повороте поворотной тележки на угол α положения 13' и 14' также не обязательно лежат напротив друг друга относительно оси вращения D. То есть путь перемещения рессоры 13 к положению 13' не должен быть идентичным пути перемещения рессоры 14 к положению 14'. Однако это может быть достигнуто посредством описанного ниже соединительного элемента.
Номинальное положение вторичных рессорных элементов 13, 14 в положении прямолинейного перемещения поворотной тележки 1 находится на поперечной оси Q1. При повороте поворотной тележки положения вторичных рессор 13' и 14' отклоняются от теперь по-новому направленной поперечной оси Q1'.
Присоединение поворотной тележки 1 согласно фиг. 1 к основанию рельсового транспортного средства происходит через первую тяговую штангу 15 и вторую тяговую штангу 16. Первая тяговая штанга 15 шарнирно соединена с втулкой 17 с возможностью вращения вокруг оси вращения D поворотной тележки 1. В точке шарнирного соединения втулки 17 тяговая штанга 15 также является легко поворачиваемой вокруг поперечной оси Q1, что, например, реализуется посредством втулки с эластомерным подшипником (Ultrabuchse). С помощью втулки 18 тяговая штанга 15 шарнирно соединена с не показанным основанием кузова вагона, например поперечной балкой основы. На втулке 18 тяговая штанга 15 является поворачиваемой вокруг поперечной оси Q2, которая параллельна центральной поперечной оси Q1 поворотной тележки 1. Также втулка 18 выполнена с эластомерным подшипником, чтобы реализовать легкую свободу перемещения вокруг остальных пространственных осей или сделать возможными в небольшом объеме другие вращательные степени свободы. Благодаря возможности поворота тяговой штанги 15 вокруг оси Q2 становится возможным поступательное перемещение поворотной тележки 1 вверх и вниз, то есть в направлении оси D. Тяговая штанга 15 предназначена для передачи продольных сил. Тяговая штанга 16 передает поперечные силы. Тяговая штанга 16 на одном конце посредством втулки 19 присоединена к раме 2 поворотной тележки, в данном случае к поперечной балке 8. В этой точке присоединения тяговая штанга 16 является поворачиваемой вокруг центральной продольной оси L1. Втулка 17 первой тяговой штанги 15 и втулка 19 второй тяговой штанги 16 соединены друг с другом и неподвижны относительно друг друга, чтобы, с одной стороны, сделать возможным поворот по возможности без трения места соединения, а с другой стороны, наилучшим образом ограничить поперечное перемещение. Кроме того, этим делается возможной простая реализация закрепления в подшипнике вокруг оси вращения, в данном случае втулки 17. С помощью втулки 20 тяговая штанга 16 шарнирно закрепляется на основании кузова вагона. В точке шарнирного присоединения втулки 20 тяговая штанга 16 является поворачиваемой вокруг продольной оси L2, которая параллельна центральной продольной оси L1 поворотной тележки. В точке шарнирного присоединения втулки 20 в небольшой степени возможны повороты вокруг других пространственных осей за счет установки в эластичном подшипнике. Когда поворотная тележка пружинит в вертикальном направлении, тяговая штанга 16 поворачивается вокруг оси вращения L1. При этом тяговая штанга 16 из показанного положения, которое наклонено под небольшим углом вверх, поворачивается вниз. При этом, если смотреть от кузова вагона, пространственная ось L1 перемещается от пространственной оси L2, пока тяговая штанга 16 при упругом прогибе рессоры не займет горизонтальное положение (при продолжающемся движении тяговой штанги 16 вниз L1 и L2 снова движутся навстречу друг другу). К поворотной тележке в направлении Q1 прикладывается поперечная сила, которая от кузова вагона через тяговую штангу 16 переносится на поворотную тележку. Эта поперечная сила приводит к небольшому поперечному смещению поворотной тележки на фиг. 1 наклонно верх. Это поперечное перемещение и соответствующая поперечная сила могут восприниматься вторичными рессорными элементами 13, 14, которые при непрерывном движении деформируются не только в вертикальном направлении, но и в направлении поперечного перемещения. При этом заметно проявляется особое преимущество шарообразных эластичных вторичных рессорных элементов 13, 14: коэффициент жесткости рессоры по причине сферически симметричной формы одинаков по величине во всех пространственных направлениях. Также и в поперечном направлении подрессоривание может происходить таким же образом, как в вертикальном направлении.
На фиг. 2 показаны первые направляющие элементы 9, 10. В этом месте будет выбран элемент со ссылочным обозначением 9. Направляющий элемент 9 выполнен как направляющая канавка, в которой с возможностью качения расположена шарообразная и эластичная вторичная рессора 13. Вторичная рессора 13 по сравнению с фиг. 1 представлена немного крупнее, а направляющий элемент 9 короче.
Направляющая канавка 9 имеет разную глубину. Самая глубокая область образует так называемую область R нормальных положений. Справа и слева к области R нормальных положений прилегают наклонные области S1. Как показано на фиг. 1, направляющая канавка 9 проходит примерно параллельно продольному направлению L1 в виде дуги окружности, причем, разумеется, параллельность в обоих направлениях, исходя от области R нормальных положений, по причине кривизны направляющего элемента 9 уменьшается.
К наклонным областям S1, в которых глубина направляющей канавки 9 непрерывно уменьшается, примыкают наклонные области S2, которые выполнены более крутыми и на концах которых глубина канавки резко снижается до нуля.
При показанном на фиг. 1 поворотном движении (правый поворот) на угол α вторичная рессора 13 перекатывается в положение 13', которое находится в наклонной области S1.
Далее, на фиг. 2 показан второй направляющий элемент 21, который также выполнен как направляющая канавка и зеркально-симметрично направляющей канавке 9. Также как и направляющая канавка 9, направляющая канавка 21 имеет область R' нормальных положений и наклонные области S1' и S2' по обе стороны от области R' нормальных положений с отличающимся наклоном. Как и направляющая канавка 9, направляющая канавка 21 имеет форму дуги окружности. При нулевом угле поворота поворотной тележки 1 при наблюдении сверху направляющие элементы 9 и 21 перекрываются и охватывают вторичную рессору 13. Направляющий элемент 21 в направляющем блоке 22 закреплен на носителе 23 основания транспортного средства.
При повороте поворотной тележки 1 на угол поворота α, как показано на фиг. 1, первый направляющий элемент и второй направляющий элемент 21 (при этом вторым направляющим элементом называется направляющий элемент на основании транспортного средства) поворачиваются относительно друг друга.
Вторичная рессора 13 передвигается в правую наклонную область S1 первого направляющего элемента 9 и в левую наклонную область S1' второго направляющего элемента 21. В результате этого в положении 13' на фиг. 1 образуется наклонный направляющий канал (который закрыт не полностью, так как направляющие элементы 9 и 21 не касаются друг друга). При обратном повороте поворотной тележки 1 в исходное положение, то есть на угол поворота α=0, благодаря этой наклонной форме направляющих элементов вторичная рессора 13 снова перемещается в область R нормальных положений первого направляющего элемента и в область R' нормальных положений второго направляющего элемента.
Рессорное действие вторичной рессоры 13 достигается благодаря тому, что она, поскольку состоит из эластомерного синтетического материала, является сжимаемой, когда поворотная тележка 1 и основание транспортного средства движутся навстречу друг к другу. При относительном движении друг от друга вторичная рессора 13 снова разжимается.
Согласно полезной модели может быть предусмотрен ограничительный механизм, который ограничивает относительное перемещение друг от друга основания транспортного средства и поворотной тележки 1. На фиг. 2 показан механизм из двух ограничительных штанг 24, 25, которые через шарнир 26 шарнирно соединены друг с другом и которые, в свою очередь, через шарниры 27 и 28 шарнирно соединены с поворотной тележкой, в данном случае продольной балкой 3, или с основанием, в данном случае опорой 23 основания.
На фиг. 3 показан альтернативный вариант осуществления, в котором вторичные рессоры 30, 31 выполнены в виде цилиндрических валков. Валки в перспективе изображены немного искаженно, так как на этом виде сверху их торцевые поверхности были бы, собственно, не видны. Валки 30, 31 состоят из эластомерного материала. Вторичная рессора 30 направляется в направляющей канавке 32, которая имеет ширину вторичной рессоры 30. Аналогичным образом вторичная рессора 31 направляется в направляющей канавке 33, которая имеет такую же ширину, что и вторичная рессора 31. Направляющие канавки 32, 33 выполнены в форме дуги окружности. Как и направляющие элементы 9 и 10 на фиг. 1, имеющие форму дуги окружности направляющие элементы 32 и 33 расположены относительно центра окружности, который лежит на оси вращения D, которая на фиг. 3 проходит в направлении взгляда наблюдателя перпендикулярно плоскости рисунка.
Вторичные рессоры 30, 31 образуют пару вторичных рессор и соединены соединительным элементом 34. Соединительный элемент имеет соединительную штангу 35 и рамы 36, 37, которые соответственно закреплены на концах соединительной штанги 35. Вторичная рессора 31 установлена в подшипниках с возможностью вращения на оси вращения 38 на раме 36 и, таким образом, через ось вращения 38 установлена в подшипниках с возможностью вращения на соединительном элементе 34. Установка в подшипниках показана лишь схематически. Ось вращения 38 лежит на вращательно-симметричной оси вторичного рессорного элемента 31. Равным образом, вторичная рессора 30 установлена в подшипниках с возможностью вращения на оси вращения 39 вокруг этой оси на раме 37 и, тем самым, на соединительном элементе 34.
Сам соединительный элемент 34 выполнен с возможностью вращения вокруг оси вращения D, которая расположена в направлении взгляда наблюдателя и перпендикулярно плоскости рисунка. Соединительная штанга 35 через шарнир 40 шарнирно соединена с рамой 2 поворотной тележки.
Посредством соединительного элемента 34 вторичные рессоры 30, 31 приводятся в однозначно определенное относительно друг друга положение. Относительное друг к другу положение остается одинаковым, независимо от того, повернута ли поворотная тележка, на какой угол она повернута или она не повернута. Соединительный элемент 34 в этом примере осуществления выполнен так, что вторичные рессоры 30, 31 относительно оси вращения D лежат напротив друг друга. Ось вращения D в этом примере является также осью вращения поворотной тележки 1, которая аналогично показана на фиг. 1.
Положение вторичных рессор 30, 31 после поворота поворотной тележки на определенный угол показано на фиг. 3. Взгляд наблюдателя направлен сверху на поворотную тележку, которая на этой фигуре дополнительно не показана, но которой принадлежат направляющие элементы 32 и 33. При повороте поворотной тележки против часовой стрелки вторичная рессора 30 перемещается в положение 30' внутри направляющего элемента 32, а вторичная рессора 31 - в положение 31'. При правильном представлении направляющие элементы 32, 33 должны были бы быть повернутыми относительно показанного здесь положения. Однако возникает относительное положение вторичных рессор 30' и 31' по отношению к направляющим элементам 32, 33, которое показано на фиг. 3. Благодаря соединительному элементу 34 вторичные рессорные элементы 30' и 31' остаются неизменными в их положении относительно друг друга. Таким образом, благодаря соединительному элементу сохраняется определенное положение вторичных рессор относительно друг друга. В общем, полезная модель делает возможными также соединительные элементы, которые соединяют друг с другом несколько вторичных рессор, которые направляются в одном и том же направляющем элементе.
На фиг. 4 показан вид сбоку соединительного элемента 34 согласно фиг. 3. Ссылочные обозначения выбраны одинаковыми. Кроме того, на фиг. 4 показан альтернативный вариант осуществления соединительной штанги 41. Соединительная штанга 41, представленная пунктиром в качестве альтернативного варианта осуществления соединительной штанги 35, показана как коленчатая соединительная штанга вместо прямолинейной соединительной штанги. Посредством коленчатой соединительной штанги 41 шарнир 42, с помощью которого соединительная штанга 41 шарнирно соединена с рамой поворотной тележки вокруг оси вращения D, может быть выведен на требуемую высоту.
На фиг. 5 показано альтернативное размещение соединительных элементов, которые уже известны из фиг. 1, причем в данном случае соединительные элементы образуют «виртуальную точку вращения» вокруг оси вращения D согласно фиг. 1, и которые делают возможной одинаковую функциональность подрессоривания согласно полезной модели. На фиг. 5 показано альтернативное размещение соединительных штанг, которые или элементы которых обозначены на фиг. 1 ссылочными обозначениями 15-20. В данном случае два зеркально-симметричных относительно продольной оси L1, имеющих одинаковые размеры угловых элемента 50, 51 соединены с возможностью вращения соответственно с одной из внешних рам поворотной тележки (центральные участки 11, 12). Угловые элементы 50, 51 через втулки 63, 64, которые находятся в вершине угла, шарнирно соединены с центральными участками 11, 12 поворотной тележки, и при повороте поворотной тележки поворачиваются вокруг соответственно одной из вертикальных осей, которые проходят через втулки 63 и 64. На одном конце стороны 52, 53 угла оба угла 50, 51 соединены поперечно друг другу установленным в подшипниках с возможностью вращения вокруг вертикальной оси D вращения поперечным соединительным элементом 54. На другом конце стороны 55, 56 угла оба угла 50, 51 посредством установленного в подшипниках с возможностью вращения вокруг вертикальной оси вращения продольного соединительного элемента 57, 58 на втулках 60, 62 соединены кузовом вагона. Все использованные при этом втулки 59, 60, 61, 62 понимаются как поворотные подшипники в эластомерной подушке, которые в дополнение к желательной поворотной опоре в подшипнике посредством эластомерного элемента также делают возможным перемещения в других направлениях. Эта функциональность обозначается понятием "Ultrabuchse".