專利名稱：軌道車輛輪副中扭轉(zhuǎn)振動的降低的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及用于降低或防止扭轉(zhuǎn)振動的方法和設備，尤其是涉及降低或防止軌道車輛輪副中的這種振動。其進一步涉及包含這些設備并且突破當前可用系統(tǒng)的限制用來提供防滑控制的軌道系統(tǒng)。
眾所周知，在制動過程中，如火車或有軌電車等的軌道車輛的輪軸中可能產(chǎn)生不良的力。在其它情況下，如當在濕的或具有油污的軌道上行駛時，或如由于一個驅(qū)動器單元的故障而使負荷增加的情況下，也可能導致輪軸的扭轉(zhuǎn)振動。通常，當一對輪副的一個輪子與另一個輪子以相反相位移動時會發(fā)生這樣的振動，這時連接兩個輪子的輪軸作為扭轉(zhuǎn)彈簧而以其基本模式擺動。增加輪軸的硬度可以降低這種影響，但是在傳動中，這會進一步帶來由于在驅(qū)動火車上傳送的負荷的突然變化而引起的不良負荷。這些影響在現(xiàn)代軌道系統(tǒng)中尤其嚴重，現(xiàn)代軌道系統(tǒng)的設計是在輪子與軌道之間的粘著力的極限下來工作的。
對于該類型的振動，節(jié)點通常位于輪軸的中心點。當驅(qū)動機構(gòu)(drive)也位于輪軸的中心時，它不受到來自振動影響，但也不能被用來影響振動。將驅(qū)動機構(gòu)偏離中心放置可以對這些振動提供一定程度的控制，并從而使其降低。在這種情況下，可以檢測振動，并通過適當?shù)碾姍C控制來抵消振動，這種電機控制的方式類似于在防抱死制動系統(tǒng)中所使用的方式。然而，驅(qū)動機構(gòu)在轉(zhuǎn)向架或車輛構(gòu)架上的結(jié)構(gòu)配置并不總是允許將驅(qū)動機構(gòu)相對于輪軸偏離中心設置。在柴油機單元中，目前這一高速的控制是不可能的，必須尋求其它方法來抵消這些扭轉(zhuǎn)振動。
作為這些不良扭轉(zhuǎn)振動的結(jié)果，會失去相當多的性能。尤其是，可能達不到所希望的加速度，尤其是當軌道條件不是很理想時，例如在軌道線上有雪、樹葉或油脂的情況。當驅(qū)動單元處于額外負荷的情況下，這種影響十分重要?，F(xiàn)在已經(jīng)設計出了多種雙驅(qū)動單元，這樣，在一個單元產(chǎn)生故障的情況下，火車可以用其它單元的動力下完成其行程。在這樣的條件下，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當駛過斜面時，可能發(fā)生由扭轉(zhuǎn)振動產(chǎn)生的粘著力損失。如果發(fā)生這種情況，火車可能會停止，因此不能完成其行程而需要被拖走。類似地，在制動過程中，可能不能達到最大的制動能力，因此必須維持較低的速度。輪軸自身也受到扭轉(zhuǎn)振動所引起的不良內(nèi)部應力。
如果使用安裝在輪子上的盤式制動器的構(gòu)造，由于在這些情況下輪副的慣性非常不利，所以問題變得特別嚴重。近期的測量表明，扭轉(zhuǎn)振動也會發(fā)生在具有安裝在輪軸上的盤式制動器和中心驅(qū)動單元的車輛中，而這些常常用于柴油驅(qū)動的車輛。通常，這些振動的頻率值在50Hz-120Hz的范圍之間。
專利申請DE198566881號提出了一個解決軌道車輛輪副中扭轉(zhuǎn)振動問題的方案，其公開了一個不對稱的復接軸(built axle)。通過使輪軸的一半比另一半具有較大的慣性力矩，使得振動的節(jié)點從中點移開，因此安裝在中心的驅(qū)動機構(gòu)可用來抵消任何的振動。然而，這種解決方法不能用于當前的柴油驅(qū)動機構(gòu)，也不能用于非驅(qū)動的輪軸(non-driven axle)。
減震設備也為了其它目的而應用在軌道車輛輪副上。文件DE19501613 A號公開了一個減震元件的使用，減震元件連接到軌道車輛輪子的法蘭上。該設備用于在可聽范圍內(nèi)高頻振動，以抑制振動并降低噪聲。由于它相對較輕的構(gòu)造，其不適于來降低整個輪副的扭轉(zhuǎn)振動，因為這需要與輪副自身質(zhì)量成比例的一個大得多的質(zhì)量。
因此，需要提供一個改進的系統(tǒng)來降低軌道車輛輪軸中的振動。
根據(jù)本發(fā)明，提供用于軌道車輛的一對輪副，其包括通過輪軸連接的一對輪子，并進一步包括一個減震設備，該減震設備包括彈性地安裝在輪副上的一個質(zhì)量，并用于以輪子/輪軸系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動的諧振頻率進行振動。
從屬權(quán)利要求公開了有助于減小所經(jīng)受的扭轉(zhuǎn)振動的輪副的更多本發(fā)明也提出一種方法，來防止或降低軌道車輛輪副中的扭轉(zhuǎn)振動，該輪輻包括由輪軸連接的一對輪子，本方法包括確定輪子/輪軸系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動的諧振頻率，彈性地在輪副上安裝包括一個質(zhì)量的減震設備，選擇該質(zhì)量和其彈性裝置使得以該諧振頻率或接近該諧振頻率來振動。
為了增強減震裝置的效果，應該最好將它們安裝在振動運動振幅最大的位置，即盡可能地遠離振動節(jié)點。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，把減震設備設置在輪子的徑向朝外的位置上，對于降低輪副在其基本頻率上的不良振動十分有利。
特別重要的是，在減震設備與輪副之間應存在適當?shù)淖枘帷Ｈ绻麤]有阻尼，該減震設備將在一個特定的、狹窄的頻率范圍上有效工作。由于輪副的質(zhì)量和慣性會隨著輪子的磨損而改變，這樣就會達到一種情況，即在這種情況下扭轉(zhuǎn)振動的固有頻率超出這一狹窄的頻帶，因此設備將不能有效減震。通過在系統(tǒng)中包含阻尼，增加了減震設備的有效頻帶，從而允許減震設備在更寬的頻率范圍上有效工作，這一頻帶范圍覆蓋了輪副各種情況之下的數(shù)值，例如輪子被極度磨損時。但是，應該避免過分的阻尼，因為它會減小所吸收振動的總體振幅。
本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例利用制動盤的質(zhì)量作為減振裝置。這就不需要對輪副添加額外的質(zhì)量，既利用了現(xiàn)有的制動盤的高慣性力矩，又利用了其到輪軸中點的振動節(jié)點的距離。該減震設備可包括兩個制動盤，它們位于輪子的任一側(cè)，并由穿過輪子的彈性元件連接?？蛇x擇地，兩個制動盤可以由其它裝置連接，如直接連接到輪子的螺釘。在兩個制動盤上也可以設置與輪子連接的一個表面，該表面具有一個特定的摩擦系數(shù)來保證足夠的阻尼。
根據(jù)本發(fā)明的這一個方面，制動盤被用作抵消振動的質(zhì)量。這樣，不需要更多的厚重構(gòu)造元件。特殊的彈簧鋼元件(如以彈簧套筒的形式)為制動盤和輪子提供了必要的彈性連接。即使在有效制動(activebraking)的過程中，制動盤仍然可以抵消振動，這樣，即使與制動蹄連接，制動盤也可保持作為減震設備的功能。彈簧鋼元件具有選定的扭轉(zhuǎn)硬度，連同制動盤的質(zhì)量，可以得到在輪副的扭轉(zhuǎn)頻率處的諧波頻率。以這種方式，輪副的扭轉(zhuǎn)振動通過制動盤的相反相位振動而被防止。
根據(jù)本發(fā)明的一個替代實施例，減震設備可以包括一個金屬環(huán)或帶有硫化橡膠層的環(huán)形段來連接到輪子上。優(yōu)選地，該環(huán)設置在輪子的徑向靠外的部分，并可以夾具、螺釘、螺栓、粘合劑或其它裝置來連接。阻尼裝置的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量與橡膠的硬度相匹配，以符合輪軸的固有頻率。在該固有頻率上，阻尼裝置將以輪子振動的相反相位被激勵，因此防止了諧振效應的發(fā)生。
本發(fā)明的減震設備因而提供了一種簡單和有效的裝置來降低軌道車輛輪副中的扭轉(zhuǎn)振動。它結(jié)構(gòu)簡單、不需要能量供應和只需很少的維護。它適應于現(xiàn)有的輪子，適合用于驅(qū)動的和非驅(qū)動的輪副。其相對于驅(qū)動系統(tǒng)的獨立性也允許驅(qū)動控制系統(tǒng)更好地應用于防滑控制，因為這樣的控制系統(tǒng)的操作參數(shù)不需要考慮穩(wěn)定扭轉(zhuǎn)振動。
現(xiàn)在通過示例并參考附圖來描述本發(fā)明的一些實施例，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的彈性安裝有制動盤的一個輪子的截面圖；圖2是用于制動盤的彈性裝置并包括壓縮套筒的一個替代配置的截面圖；圖2.1是圖2中沿線A-A的截面圖；圖3是用于制動盤的彈性裝置的并利用中心套筒和彈簧板的另一個替代配置的截面圖；圖3.1是圖3中沿線A-A的一個截面圖；圖3.2是圖3.1中沿線B-B的一個截面圖；圖4是類似于圖3中具有壓制成形彈性裝置的實施例的截面圖；圖4.1是圖4中沿線A-A的一個截面圖；圖4.2是圖4.1中沿線B-B的一個截面圖；圖5是安裝有環(huán)形段的橡膠形式的減震設備的另一個替代實施例的視圖；圖6是圖5中沿線A-A的一個截面圖；圖7是包括橡膠安裝輪緣的減震設備的又一個替代實施例的截面圖；圖8是包括可移動的安裝輪緣的減震設備的又一個替代實施例的截面圖；圖9是用于圖8中設備的一個替代結(jié)構(gòu)的截面圖；圖10是表示一個彈性元件的圖9中設備沿線10-10的局部視圖；和圖11是表示一個替代彈性元件的類似于圖10的一個視圖。
圖1表示用于降低或防止軌道車輛輪副中扭轉(zhuǎn)振動的一種配置。該輪副包括剛性安裝在輪軸17上的一對輪子1(其中示出了一個輪子)。盡管名義上安裝是剛性的，但根據(jù)本發(fā)明應該指出的是，輪軸受到扭轉(zhuǎn)力的影響，并會發(fā)生扭曲使得一個輪子相對于另一個輪子轉(zhuǎn)動。這些振動取決于輪副的結(jié)構(gòu)和負荷的情況。
每個輪子包括一個輪轂部件18和大體為圓柱形輪緣7，在輪子輪緣7與輪子輪轂18之間延伸的法蘭15把二者隔開。在示出的實施例中，輪子1被提供有兩個環(huán)形的制動盤2，它們繞著輪軸在法蘭15的任何一個側(cè)面上同心排列。在本發(fā)明的一個替代實施例中，也可以考慮只在法蘭15的一個側(cè)面安裝的單個制動盤。為了保證制動盤2能夠相對于輪子1振動，法蘭15與制動盤2的相對表面之間的接觸區(qū)域有利地包括具有特定摩擦系數(shù)的預制表面3。通常該表面用于降低兩個表面之間的摩擦。預制表面3可以在法蘭15或制動盤2上形成，或在二者上面都提供，可以包括任何用于降低或增加摩擦的適當裝置，或可以包括在兩個鄰近表面之間的中間摩擦決定層(intermediate frictiondetermining layer)。預制通?？砂⊕伖饣蛲垮儭Ｒ呀?jīng)發(fā)現(xiàn)，PTFE的涂層或中間層特別有效。
法蘭15與制動盤2的相對表面之間的接觸區(qū)域也用于提供阻尼。阻尼量是由兩個表面的摩擦系數(shù)和將兩表面壓在一起的力決定的。在本例中，這一力可以隨著應用制動而變化，使得圓盤2被更緊地壓在法蘭15上。
兩個制動盤2通過螺栓5連接在一起，螺栓5延伸穿過法蘭15的孔21。所附的圖示出了穿過單個螺釘?shù)慕孛妫梢岳斫獾氖?，具有多個孔21和相應的螺栓5，其排列優(yōu)選是圍繞輪軸17的同心圓。作為一個示例，每個輪子可以使用八個螺栓5來保證制動盤足夠緊固。在以下的描述中，將只描述單個的螺栓組件。
螺栓5由適當?shù)穆菝?3來緊固。防止螺帽23松動的適當彈簧墊圈19或其它裝置被配置在螺帽23與制動盤2之間，以及配置在螺栓頭22與制動盤2之間。螺栓5的頭22和螺帽23位于制動盤2的埋頭孔中，也可以使用其它連接元件得到同樣的效果。尤其是，在只有一個制動盤的情況下，螺栓5可由從法蘭表面延伸出來的螺紋短軸來代替。在這樣的配置中，除了預制表面3，在螺帽23下面需要適當?shù)慕档湍Σ裂b置，以保證制動盤的自由運動。
彈簧套筒4圍繞螺栓5，延伸穿過法蘭15，進入制動盤2的埋頭孔20中。也可以使用其它彈性元件來替代彈簧套筒4，如卷曲的彈簧鋼墊片(coiled spring steel shim)。通過選擇彈性元件的形狀和材料特性，可以選擇扭轉(zhuǎn)硬度，以便使之與制動盤2的質(zhì)量一起，獲得給定諧波頻率的彈簧/質(zhì)量系統(tǒng)。這應該與輪副扭轉(zhuǎn)振動的頻率相匹配。這樣，當輪副發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動時，制動盤在其固有頻率被激勵，以相反相位振動，因此降低或防止扭轉(zhuǎn)振動的累積增大。
圖2表示一個替代的減震設備的結(jié)構(gòu)配置，其中相同的部件由相同的附圖標記來表示。對于圖3到11所描述的實施例也是如此。
圖2示出了制動盤2，仍然配置為一個減震設備。制動盤2的質(zhì)量被彈簧套筒4彈性安裝在輪子1的法蘭15上。在輪子的法蘭15內(nèi)，彈簧套筒4被配置在孔21的周圍。在制動盤2內(nèi)，彈簧套筒4的末端延伸到制動盤內(nèi)的橢圓或卵形的埋頭孔20′中，如同在圖2.1中可以看到的。從該圖可以看到，彈簧套筒與制動盤2中的孔的徑向朝外的表面接觸。在冷卻的條件下，在橢圓埋頭孔20的徑向內(nèi)表面與彈簧套筒4之間存在一個小縫隙24。下面將討論該橢圓埋頭孔實施例的功能與優(yōu)點。
根據(jù)圖2.1，彈簧套筒4被提供有一個縱向槽25，用作對彈簧移動的限制。當制動盤相對于輪子1移動時，一旦槽25關(guān)閉，其路徑基本上被限制。這用于防止圓盤的過分移動，如在大力的制動過程中。再者，彈簧套筒4的精確硬度是由套筒4的壁厚和其直徑定義的。
為了考慮制動盤2由于制動過程中產(chǎn)生熱量而引起的熱膨脹，徑向方向的運動必須是自由的。這是通過制動盤2中的橢圓或橢圓形狀的埋頭孔20′來實現(xiàn)的。這些孔20的偏心距“a”允許制動盤毫無問題地膨脹到一個距離“a”。制動盤2相對于輪子1的中心定位是通過將彈簧套筒4同心配置在輪子1的法蘭15周圍而達到?？p隙“a”朝向輪子輪轂18一致地設置。
根據(jù)圖2中的實施例，設置了壓縮套筒6以增進制動盤2相對于輪子1的自由移動。適當?shù)剡x擇壓縮套筒6的長度，使得螺栓5的預應力的較大部分通過制動盤2的接觸表面和輪子法蘭15。這樣選擇作用于制動盤2與輪子法蘭15之間的合力，使得不會防礙減震設備(即制動盤2)的自由振動。該實施例還具有一個優(yōu)點，即改善了從制動盤2到輪子法蘭15的熱傳遞。盡管制動盤2到法蘭15可以自由連接，但制動過程中制動盤2產(chǎn)生的熱量可以通過壓縮套筒6向法蘭15傳遞。根據(jù)該配置，壓縮套筒6與螺栓5的張力一起保證了兩個制動盤同相振動。另外，在制動的操作過程中，也保證了減震設備的功能，因為圓盤2上的制動蹄所施加的制動力從一個圓盤2通過壓縮套筒6被傳遞到另一個圓盤，由此，制動盤2保持可以自由振動。
在圖2的配置的一個替代中，壓縮套筒6可以配置為緊靠著制動盤2的埋頭孔20內(nèi)適當形成的階梯表面(未示出)，由此，壓縮套筒6可以基本上承受螺栓5的預負荷的全部力和在制動過程中制動蹄所施加的任何合力。
根據(jù)圖3的實施例，公開了彈性元件的一種替代形式。彈簧套筒4包括橢圓的中心套筒4a與大體是矩形的彈簧板4b的結(jié)合。中心套筒4a用于在貫穿法蘭15的孔21中定位。彈簧板4b與制動盤2中適當形成的凹處連接。彈簧板4b的大體在徑向上的相對邊緣被向上彎曲，以在切線方向上提供與圓盤和法蘭的相對運動相反的彈性偏壓。也可以采用其它形狀的彈簧板，包括對應于制動盤的形狀的梯形或弧形板。
彈簧套筒4優(yōu)選用熱配合零件來制造，這樣，中心套筒4a在插入到預回火彈簧板4b的孔中之前被冷卻。在對中心套筒4a加熱時，它會膨脹使得緊緊把兩個元件粘合在一起。這樣的連接是一種優(yōu)選方式，因為對彈簧板4b的任何加熱(如焊接)對其彈性特征是有害的。
彈性元件的又一個替代形式在圖4中公開。該實施例基本上類似于圖3中的實施例，但是它是在獲得期望彈性特征所要求的熱處理之前，通過沖壓、機器壓制或類似方法被制成單個工件。
圖3和4都示出了安裝在法蘭的一個側(cè)面上的孔中的單個彈性元件?？梢韵胂螅瑥椥栽梢员慌渲迷谳喿臃ㄌm的內(nèi)表面和外表面上交替的每個孔中。但是，也可能的是，每個孔上提供有兩個彈性元件4，其每個從法蘭的各自側(cè)面插入。
圖5和6示出了一種用于軌道車輛輪副的減震設備的替代實施例。如同在圖1至4中的實施例，軌道輪子1包括輪緣7、輪轂18和在輪緣7與輪轂18之間延伸的法蘭15。制動盤2按照通常的方式被安裝在輪子1的法蘭15上。在該實施例中，制動盤2對于減震不起作用(管它們是輪副慣性質(zhì)量的一體部分)，其可以采用任何適當?shù)男问剑蛲耆皇÷?。這一配置對于那些在輪軸上安裝制動裝置的結(jié)構(gòu)特別有利。
靠近輪緣7的內(nèi)表面提供了一個環(huán)形圈33。該環(huán)形圈33優(yōu)選是由特定高質(zhì)量的金屬(如鐵或鉛)制成，以增大其相對于輪軸17的慣性質(zhì)量。也可以考慮包括合成物和合金的其它足夠重的替代物。環(huán)形圈在其周圍外表面上提供有彈性橡膠層32。橡膠層32接著連接到輪緣7的內(nèi)表面，這樣，環(huán)形圈33可以相對于輪緣7振動?？梢允褂酶鞣N裝置將橡膠層連接到輪緣7和環(huán)形圈33，包括硫化、粘合劑、焊接或如螺栓或夾具的機械固定裝置，所有這些應該確保輪緣7與環(huán)形圈33之間的連接承受到橡膠層32的彈力。也可以設計對環(huán)形圈33提供彈力支撐的其它方法，包括彈簧鋼夾子或墊片，便于環(huán)形圈33在圓周方向上相對于輪子1振動。這些方法還可以與另外的裝置結(jié)合，如上述圖1至4的預制表面3，來保證必需的阻尼。
如同在上述實施例中，橡膠層32或其它彈性裝置應該根據(jù)環(huán)形圈的慣性質(zhì)量來選擇，以匹配輪副扭轉(zhuǎn)振動的諧波頻率。根據(jù)本發(fā)明的橡膠層32提供了彈簧和阻尼器(damper)的雙重功能。這樣的配置可以在大范圍的頻率上提供有效的減震。根據(jù)圖5中的實施例，環(huán)形圈33包括通過螺栓35連接在一起的多個區(qū)段。這樣的配置使得可以方便地安裝在現(xiàn)有輪副上。也可以采用如銷或螺釘?shù)钠渌B接裝置，環(huán)形圈33也可形成為具有一個或多個鏈接的一個鏈。
也可以考慮在輪子本身上設置彈性裝置，使得輪子的全部或部分可以相對于輪軸旋轉(zhuǎn)?？梢钥紤]在一個配置中，將輪子的外輪緣通過彈性裝置被安裝到輪子的其余部分，這采用適當校準的彈性裝置，如環(huán)狀橡膠輪緣。該配置具有的優(yōu)點是，輪子輪緣既具有相當?shù)馁|(zhì)量，又位于輪副振動的最大振幅的點處。
圖7公開了這樣一種帶有法蘭15的輪子1的配置。輪緣7提供有內(nèi)表面42，內(nèi)表面42具有隆起的環(huán)狀突起45。它由具有相應形狀的區(qū)域來接納，該相應形狀的區(qū)域是由法蘭15與螺栓50所固定的鎖緊環(huán)44的外圍的支撐元件43來形成的，從而形成企口結(jié)合連接?？蛇x擇地，也可以反過來，使凹槽形成在輪緣的內(nèi)表面42，而隆起形成在支撐元件43上。在該實施例中，設置輪子輪緣7，使其相對于輪子的其余部分彈性安裝。對于這種效果，橡膠帶或胎41被提供在輪緣7的內(nèi)表面42與支撐元件43之間。胎41優(yōu)選通過粘合劑、硫化等被連接到輪緣7和支撐元件43上?？蛇x擇地，連接處可以只依靠橡膠與鄰近的表面之間的摩擦來將力從輪子傳遞到輪緣。
通過仔細選擇相對于輪副其余部分的彈性安裝輪緣7的質(zhì)量，并通過適當設計橡膠胎41的尺寸，可以得到輪緣/胎的一個振動特征，以提供所需要的必要減震，來降低或消除輪副中的扭轉(zhuǎn)振動。作為降低不良扭轉(zhuǎn)振動的結(jié)果，可以為輪副提供更好地降低輪子打滑的驅(qū)動系統(tǒng)與驅(qū)動控制，這是通過避免那些其它系統(tǒng)所需要的與扭轉(zhuǎn)振動有關(guān)的控制參數(shù)來實現(xiàn)的。
盡管上述實施例示出了同時在徑向與圓周方向提供彈力的橡膠胎41，需指出的是，為了降低扭轉(zhuǎn)振動，圓周方向上的彈力才是重要的。根據(jù)圖8的實施例，示出了一個類似的配置，其中這樣安裝外部輪緣，使它自由地相對于法蘭旋轉(zhuǎn)。外部輪緣的內(nèi)表面42與支撐元件43之間的接觸區(qū)域是以與圖1到4中預制表面3相似的方式提供的一個預制表面。圓周作用的彈性元件被設置在各自的部件之間，這樣，輪緣7可以相對于支撐元件43振動，支撐元件43具有由預制表面的摩擦提供的必要的阻尼。和橡膠安裝輪緣相比，這種配置的優(yōu)勢是，它使輪子輪緣不受額外彎曲應力的影響，這種應力長時間可導致疲勞和輪子損壞。該配置還增加了驅(qū)動列車的整體彈性，降低了從輪子傳遞到驅(qū)動器的突然震動。
圖9示出了彈性安裝輪緣的一個替代配置，它不需要附加的鎖緊環(huán)。在本實施例中，在輪緣7的鄰近表面與支撐元件43之間，以及與固定螺栓50提供的墊圈51之間發(fā)生相對運動。這些表面的任何一個或全部可以適當?shù)靥峁┯心Σ翛Q定或降低裝置。為了允許輪緣7相對于輪子的其余部分旋轉(zhuǎn)，它被提供有以圓周方向定向的延長或橢圓的孔52，固定螺栓50插入其中。
圖10表示位于輪緣7與支撐元件43之間的彈性元件53的一個示例。它包括一個橢圓的彈簧鋼套筒，插入到具有相應形狀的橢圓凹處54中，凹處54部分地形成在輪緣7上，部分地形成在支撐元件43上。凹處54可以從輪子的外表面接近和看到，可在圓周周圍設置若干彈性元件53和凹處54?？蛇x擇地，這樣的彈性元件可以設置在圖8中的隆起與槽狀元件之間，用鎖緊環(huán)44鎖定。
圖11示出了使用螺旋狀彈簧55的替代配置，該螺旋狀彈簧接納在具有相應形狀的圓柱形凹處54中，該圓柱形凹處形成于輪緣7與支撐元件43之間。也可以使用其它形狀的彈性元件，如圖2到4中的拼合彈簧(split spring)或彈簧板，或其它適當?shù)膹椥匝b置，如橡膠或人造彈性塊來提供必要的彈力。
盡管本發(fā)明對安裝在輪子上的減震設備作了說明，需指出的是，這樣的裝置可以同樣被安裝在輪軸自身上。尤其是，對于在輪軸上安裝制動盤的情況，制動盤是通過適當?shù)膹椥宰枘崞飨到y(tǒng)彈性安裝到輪軸上，使得制動盤的全部或部分質(zhì)量用于對輪軸上的振動減震。
權(quán)利要求
1.一種用于軌道車輛的輪副，包括通過輪軸連接的一對輪子，和一個減震設備，該減震設備包括彈性地安裝的一個質(zhì)量，用于以輪子/輪軸系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動的諧振頻率進行相對于輪副的振動運動，其中振動運動的阻尼是由在輪副與所述質(zhì)量的相互接觸表面之間的一個摩擦決定表面提供的。
2.如前述的權(quán)利要求任何一項所述的輪副，其中所述減震設備安裝在所述輪子上。
3.如前述的權(quán)利要求任何一項所述的輪副，其中所述減震設備的質(zhì)量包括至少一部分的環(huán)狀圈，該環(huán)狀圈相對于所述輪軸同心安裝。
4.如權(quán)利要求3所述的輪副，其中所述環(huán)形圈的部分通過彈性元件被安裝到所述輪子上。
5.如權(quán)利要求4所述的輪副，其中所述輪子上設置有一個孔，所述彈性元件包括插入所述孔中的一個中心套筒，和用于連接環(huán)狀部分的一個彈簧板。
6.如權(quán)利要求4所述的輪副，其中所述輪子上設置有一個孔，所述環(huán)狀部分上設置有一個埋頭孔，所述彈性元件包括插入所述孔和所述埋頭孔中的一個彈性套筒。
7.如權(quán)利要求5所述的輪副，其中所述彈性套筒包括一個縱向槽，其寬度決定環(huán)狀部分相對于輪子振動的最大波幅。
8.如權(quán)利要求3到7中任何一項所述的輪副，其中所述輪子包括一個法蘭，一對環(huán)狀部分安裝在輪子的相對側(cè)面上，并通過所述法蘭連接在一起，以便一起振動。
9.如權(quán)利要求8所述的輪副，其中所述輪子上設置有穿過所述法蘭的一個孔，所述彈性套筒穿過所述孔，插入到在兩個環(huán)狀部分中形成的埋頭孔中。
10.如權(quán)利要求9所述的輪副，其中所述環(huán)狀部分是由穿過所述彈性套筒的緊固元件連接在一起。
11.如權(quán)利要求10所述的輪副，其中所述緊固元件包括一個壓縮套筒和一個張力調(diào)整螺栓，所述壓縮套筒的長度能夠在調(diào)節(jié)張力穿過法蘭支撐兩個環(huán)狀部分，螺釘?shù)念A應力可以由壓縮套筒來承受，以減小環(huán)狀部分與法蘭之間的接觸力。
12.如權(quán)利要求3到11中任何一項所述的輪副，其中所述環(huán)狀部分包括一個制動盤。
13.如權(quán)利要求5到11中任何一項所述的輪副，其中所述環(huán)狀部分包括一個制動盤，所述孔或埋頭孔中的至少一個是橢圓或卵形的，并被徑向定向，以允許所述制動盤的熱膨脹。
14.如權(quán)利要求3到11中任何一項所述的輪副，其中所述質(zhì)量在輪子上靠近其圓周安裝。
15.如權(quán)利要求1或2中任何一項所述的輪副，其中所述減震設備包括部分的輪子。
16.如權(quán)利要求15所述的輪副，其中所述減震設備的質(zhì)量是由輪子的輪緣來提供，所述的輪子輪緣相對于輪子的其余部分被彈性地安裝。
17.如權(quán)利要求1所述的輪副，其中所述減震設備被安裝在鄰近輪子的輪軸上。
18.如前述的權(quán)利要求任何一項所述的輪副，其中減震設備是安裝在兩個輪子上或鄰近兩個輪子安裝。
19.如前述的權(quán)利要求任何一項所述的輪副，還包括連接的使輪軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動機構(gòu)。
20.如權(quán)利要求19所述的輪副，其中所述驅(qū)動機構(gòu)在輪軸的中點處或接近輪軸的中點處與輪軸連接。
21.如權(quán)利要求19或20所述的輪副，還包括一個控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)用來在輪子與軌道之間進行對準和滑動控制。
22.一種軌道車輛，至少包括如權(quán)利要求1到21中任何一項所述的一個輪副。
23.防止或減小軌道車輛輪副中扭轉(zhuǎn)振動的一種方法，所述的軌道車輛包括由輪軸連接的一對輪子，所述方法包括確定輪子/輪軸系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動的諧振頻率，在輪副上彈性地安裝一個質(zhì)量形式的減震設備，選擇所述質(zhì)量和其彈性裝置，使得以所述諧振頻率或接近所述諧振頻率來振動。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述減震設備是根據(jù)權(quán)利要求1到21中任何一項來設置。
全文摘要
為了減小軌道車輛輪副中的扭轉(zhuǎn)振動和輪子滑動，包括由輪軸連接的一對輪子的該輪副被提供一個減震設備，該減震設備包括彈性安裝的一個質(zhì)量，用于以輪子/輪軸系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動的諧振頻率進行振動。還公開了防止或減小軌道車輛輪副扭轉(zhuǎn)振動的一種方法，該方法包括確定輪子/輪軸系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動的諧振頻率，彈性地在輪副上安裝一個質(zhì)量形式的減震設備，選擇該質(zhì)量和其彈性裝置，使得以該諧振頻率或接近該諧振頻率來振動。
文檔編號F16D65/00GK1668481SQ03816737
公開日2005年9月14日 申請日期2003年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月17日
發(fā)明者G·比克, H·D·多爾納 申請人:龐巴迪運輸公司