特表 2023-549430 台車用の横梁及び前記横梁の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-11-24

(54)【発明の名称】台車用の横梁及び前記横梁の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B61F 5/52 20060101AFI20231116BHJP

【ＦＩ】

B61F5/52

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023537115

(86)(22)【出願日】2021-12-15

(85)【翻訳文提出日】2023-08-14

(86)【国際出願番号】 EP2021085924

(87)【国際公開番号】W WO2022129189

(87)【国際公開日】2022-06-23

(31)【優先権主張番号】102020133693.4

(32)【優先日】2020-12-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】516183897

【氏名又は名称】中▲車▼青▲島▼四方▲機車車▼輌股▲分▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＣＲＲＣ ＱＩＮＧＤＡＯ ＳＩＦＡＮＧ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．８８ Ｊｉｎｈｏｎｇｄｏｎｇ Ｒｏａｄ， Ｃｈｅｎｇｙａｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｑｉｎｇｄａｏ， Ｓｈａｎｄｏｎｇ， ２６６１１１， Ｐ．Ｒ． Ｃｈｉｎａ

(71)【出願人】

【識別番号】519204766

【氏名又は名称】シージー レール ヒネーズィッシュ ドイチェス フォルシュングス ウント エントヴィックルングスツェントルム フュール バーン ウント フェアケーアステクニーク ドレスデン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＣＧ Ｒａｉｌ － Ｃｈｉｎｅｓｉｓｃｈ－Ｄｅｕｔｓｃｈｅｓ Ｆｏｒｓｃｈｕｎｇｓ－ ｕｎｄ Ｅｎｔｗｉｃｋｌｕｎｇｓｚｅｎｔｒｕｍ ｆｕｅｒ Ｂａｈｎ－ ｕｎｄ Ｖｅｒｋｅｈｒｓｔｅｃｈｎｉｋ Ｄｒｅｓｄｅｎ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｆｒｅｉｂｅｒｇｅｒ Ｓｔｒ． ３３， ０１０６７ Ｄｒｅｓｄｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100144451

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 博子

(74)【代理人】

【識別番号】100224672

【弁理士】

【氏名又は名称】深田 孝徳

(72)【発明者】

【氏名】ティアン アイチン

(72)【発明者】

【氏名】ジョン チョンチェン

(72)【発明者】

【氏名】ワン シ

(72)【発明者】

【氏名】チャン イ

(72)【発明者】

【氏名】フ ユ

(72)【発明者】

【氏名】チャン リャンヘ

(72)【発明者】

【氏名】ツイ ジアン

(72)【発明者】

【氏名】リン ハオボ

(72)【発明者】

【氏名】ウルブリヒト アンドレアス

(72)【発明者】

【氏名】フーフェンバッハ ヴェルナー

(72)【発明者】

【氏名】ツァイドラー フロリアン

(72)【発明者】

【氏名】ハウシルト ヨナス

(72)【発明者】

【氏名】ハラタ マイク

(72)【発明者】

【氏名】マルティン ベルト

(72)【発明者】

【氏名】イルクナー イェンス

(72)【発明者】

【氏名】ソルティシアク シュテファン

(72)【発明者】

【氏名】イルムシャー パトリック

(57)【要約】

【課題】本発明は台車（７）用の横梁（１）に関し、台車は繊維複合体に適合して、実施しやすい構造形態を呈し、本発明はさらに、横梁を製造するための簡単な方法を提供することを目的としている。
【解決手段】横梁は繊維プラスチック複合体からなる中空キャビティ型材として構成され、並設される少なくとも３つの中空キャビティ（２）を有し、前記中空キャビティは少なくとも１つの外繊維層によって接続され、外繊維層は少なくとも、横梁（１）の、台車取付用側部素子（７３）が設けられていない面（４１、４２）を部分的に覆う。繊維プラスチック複合体を使用して少なくとも３つの細長く延在する中空型材を製造して、外繊維層を前記中空型材からなる配置に巻き付けることで、横梁（１）を製造する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

側部素子（７３）によって横梁（１）に接続される少なくとも２つのホイールセット（７１）を有する台車（７）用の横梁（１）であって、前記横梁（１）は、繊維プラスチック複合体からなる中空キャビティ型材として構成され、並設される少なくとも３つの中空キャビティ（２）を有し、前記中空キャビティは少なくとも１つの外繊維層によって接続され、前記外繊維層は少なくとも、前記横梁（１）における取付用側部素子（７３）が設けられていない面（４１、４２）を部分的に覆うことを特徴とする横梁。

【請求項2】

前記少なくとも３つの中空キャビティのうちの１つの中空キャビティ（２１）は圧縮空気貯蔵装置として構成されることを特徴とする請求項１に記載の横梁（１）。

【請求項3】

前記少なくとも１つの外繊維層は連続的な繊維ロービング及び／又は織物から形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の横梁（１）。

【請求項4】

鉄道車両用台車（７）であって、台車は少なくとも２つのホイールセット（７１）を有し、前記ホイールセットは側部素子（７３）によって、上記請求項１～３の何れか１項に記載の横梁（１）に接続され、前記横梁（１）の少なくとも３つの中空キャビティ（２）は、前記台車（７）のホイールセット（７１）と平行するように延在して、前記台車（７）が設置される走行方向と平行する方向（３２）に並設されている鉄道車両用台車（７）。

【請求項5】

前記横梁（１）の少なくとも３つの中空キャビティ（２）のうちの少なくとも２つの中空キャビティの内部体積には少なくとも１つのトルクロッド（７２）がそれぞれ配置され、前記トルクロッドは前記横梁（１）にねじり抵抗するように部分的に接続され、前記トルクロッド（７２）の端部領域は前記横梁（１）から張り出すとともに、ホイールセット（７１）に作用する側部素子（７３）にそれぞれねじり抵抗するように接続されることを特徴とする請求項４に記載の台車（７）。

【請求項6】

台車（７）用の横梁（１）の製造方法であって、前記方法は少なくとも、
ａ）繊維プラスチック複合体により、細長く延在している少なくとも３つの中空型材を製造するステップであって、前記中空型材のうちの第１中空型材は細長く延在している第１側面を有し、前記第１側面は、前記中空型材のうちの第２中空型材が前記第２中空型材の細長く延在している第１側面によって前記第１中空型材の第１側面に形状合わせて配置されるように構成され、前記第２中空型材は細長く延在している第２側面を有し、前記第２側面は、前記中空型材のうちの第３中空型材が前記第３中空型材の細長く延在している第１側面によって前記第２中空型材の第２側面に形状合わせて配置されるように構成されるステップと、
ｂ）前記第１中空型材の第１側面を前記第２中空型材の第１側面に形状合わせて配置して、前記第２中空型材の第２側面を前記第３中空型材の第１側面に形状合わせて配置することで、前記配置によって形成される底面（４１）には階段がないステップと、
ｃ）マトリックス材料を予備含侵させた繊維半製品から形成される少なくとも１つの繊維層を方法ステップｂ）による配置に巻き付けることで、横梁（１）を製造するステップであって、前記繊維層は少なくとも前記配置の底面（４１）、前記第１中空型材の、前記第１側面と異なる細長く延在している第２側面（４２）、及び前記第３中空型材の、前記第１側面と異なる細長く延在している第２側面（４２）を部分的に覆って、前記少なくとも１つの繊維層のマトリックス材料を硬化させるステップと、を有する方法。

【請求項7】

ステップａ）では、繊維巻付技術によって前記中空型材のうちの少なくとも１つの中空型材の製造を実行することを特徴とする請求項６に記載の方法。

【請求項8】

方法ステップｃ）では、１つのプリプレグマットから形成される複数の層を使用して、接続口がずれるように巻き付けることを特徴とする請求項６又は７に記載の方法。

【請求項9】

前記方法の以降、方法ステップｄ）を行って、前記方法ステップｄ）は、
ｄ）前記横梁（１）を切削するように加工することで、前記横梁（１）の面（４１、４２）のうちの少なくとも一方に少なくとも１つの空き部（６１、６２、６３、６４）を導入することを含むことを特徴とする請求項６～８の何れか１項に記載の方法。

【請求項10】

請求項１～３の何れか１項に記載の横梁（１）の、トルクロッド一次サスペンションを有する台車（７）における応用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は台車用の横梁に関し、前記台車は少なくとも２つのホイールセットを有し、前記ホイールセットは側部素子によって横梁に接続され、本発明はさらに、前記横梁を有する台車、前記横梁の製造方法及び前記横梁の応用に関している。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両の行走機構は、ホイールセットが車室に対して回転可能なフレームに支持されると、台車と呼ばれる。台車フレームは一般的にホイールセットの軸に垂直して配置される２つの縦梁を有し、前記縦梁は、ホイールセットに接続され、例えばサスペンションによって１つ又は複数の横梁に互いに接続される（Ｈ字状）。フレームには台車の別の部分、例えばサスペンション、ダンパ、モータ素子、変速機素子及びブレーキ素子が配置される。一般的に、車室はピボットピンによって台車の横梁のうちの少なくとも１つに接続され、ピボットピンは車室の縦方向の力を１つ又は複数の横梁に伝達する。

【0003】

鋼構造形態の台車において、箱形溶接構成の横梁の実施形態としては、例えばＥＰ２３８６４５４Ａ１によって既知になる。ＥＰ０８５７６３５Ａ２はフレームを有する台車を開示し、前記フレームは箱式構造形態の２つのクランク型の縦梁及び２つの管状の横梁から形成される。

【0004】

繊維複合体の構造形態に該当する台車も異なる方案が存在する。

【0005】

例えば、ＤＥ３６１２７９７Ｃ１は繊維複合体構造形態の台車を開示し、前記台車はダブルＨ字状フレームを有し、即ち、縦梁の間には２つの横梁がある。横梁はねじり弾性的な板に接続され、前記板は多重の異なる繊維配向を有しなければならない。

【0006】

ＤＥ３６１２１７６Ｃ２は湾曲梁、特に、鉄道車両用の台車フレームの湾曲梁を開示し、前記湾曲梁は少なくとも湾曲梁の中心で相対的にねじり抵抗し、湾曲梁の端部セグメントに弾性的に形成された繊維複合体構造からなり、前記繊維複合体構造は上部繊維ストランド及び下部繊維ストランドを有し、前記上部繊維ストランド及び下部繊維ストランドは、梁の縦方向で単一指向性の繊維配向を有する上部ベルト及び下部ベルトを備え、湾曲梁の長さに渡って延在するように形成され、前記繊維複合体構造は、繊維ストランドの間で間隔保持体として配置される繊維複合体芯体を備え、前記繊維複合体芯体は、梁縦方向に対して傾斜する繊維配向を有し、湾曲梁の幅でシート状に分布される繊維複合体押し接続シート、及び押し接続シートの間に配置される支持体から構成される。

【0007】

ＥＰ００３１００８Ａ１において、Ｈ字形フレームは全体的、相対的に複雑に成形される繊維複合体構造である。

【0008】

ＤＥ１０２０１７１０２５６１Ａ１はピボットピンを収容するための横梁を鉄道車両の車体のための二つの下部縦梁に接続するための装置を開示する。

【0009】

また、ＡＴ５１７７９４Ｂ１は機器梁及び鉄道車両の車室の締結装置を開示し、車室の下側にはＣ字状溝が設けられ、機器梁と少なくとも１つの弾性接続部材とは車室のＣ字状溝で離脱可能に接続される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は台車用の横梁を説明することを目的とし、前記台車は繊維複合体に適合して、実施しやすい構造形態を呈し、本発明はさらに、前記横梁を製造するための簡単な方法を説明することを目的とする。

【0011】

前記目的は、請求項１の特徴を有する台車用の横梁、請求項４による横梁を有する台車、及び請求項６の特徴を有する横梁製造方法によって実現される。本発明はさらに請求項１０による横梁の応用に関している。本発明の改良解決策について、従属請求項において説明する。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明による台車用の横梁は、繊維プラスチック複合体からなる中空キャビティ型材として構成されており、並設される少なくとも３つの中空キャビティを有し、前記台車は少なくとも２つのホイールセットを有し、前記ホイールセットは側部素子によって横梁に接続され、前記中空キャビティは少なくとも１つの外繊維層によって互いに接続され、外繊維層は少なくとも、横梁における取付用側部素子が設けられていない面を部分的に覆う。

【0013】

好ましくは、全体部材としての横梁の、本発明による実施形態は、台車の全体剛性を改良する。

【0014】

本発明による横梁は、異なる構成形態の台車、特に、鉄道車両の異なる構成形態の台車に適用される。横梁は、例えばピボットピンによって鉄道車両の車室に接続される。台車の側部素子は横梁の少なくとも２つの対向している面に配置され、少なくとも１つの側部素子は前記側面のうちの一方にそれぞれ配置される。側部素子は、台車において横梁に対して横方向に配置され、例えば、縦梁又はヒンジ連結されるように横梁に接続される軸レバー、又はバネ素子、例えば板バネであってもよい。

【0015】

横梁は、繊維プラスチック複合材からなる中空キャビティ型材として構成され、本発明の意味によれば、繊維プラスチック複合体（ＦＫＶ）は、プラスチックマトリックスに嵌め込まれる補強繊維、例えば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などを含む複合材である。

【0016】

本発明の意味によれば、細長く延在している又は板状の部材、即ち、１つ又は２つの空間方向に垂直する空間方向より、前記１つ又は２つの空間方向で、明らかにより大きなサイズを有する部材は、中空キャビティ型材と呼ばれ、前記部材の内部体積には完全に材料、例えば外壁の材料によって充填されていないが、前記部材の場合、内部体積において、材料は対向している２つの面の間で腹板形状に配置される。

【0017】

好ましくは、横梁は直方体形状の幾何体である。ところが、横梁は完全に角柱形で形成されてもよい。

【0018】

中空キャビティ型材としての横梁は並設される少なくとも３つの中空キャビティを有する。中空キャビティは細長く延在し、即ち、前記中空キャビティは１つの空間方向で、別の２つの空間方向より、大きなサイズ、例えば、２倍超のサイズを有する。以下、前記空間方向でのサイズは中空キャビティの長さと呼ばれ、対応するように、横梁の長さとも呼ばれる。中空キャビティは並列的に、即ち、空間方向で互いに連続するように配置され、中空キャビティの側面のうちの、少なくとも１つの長辺である稜辺を有する側面は、そのそばには配置される中空キャビティの前記側面のうちの１方にそれぞれ接触する。言い換えると、中空キャビティは、横梁が台車に取り付けられた状態で台車が設置される走行方向に対応する方向で、互いに連続するように配置される。

【0019】

横梁は台車に配置されると、横梁の長さは、設置される走行方向に対して横方向のサイズである。ここで、横梁の長さは、同一ホイールセットに配置され、互いに対向している側部素子同士のピッチに関連する。台車の側部素子は、稜辺が長さに関連する空間方向で配向されていない面に配置される。

【0020】

前記意味によれば、横梁の、長さに垂直する空間方向、即ち、中空キャビティが並設されていない空間方向でのサイズは、横梁の高さと呼ばれる。横梁は台車に配置されると、高さは底面に略垂直する空間方向に配向される。長さの空間方向及び高さの空間方向に垂直する空間方向でのサイズは横梁の幅と呼ばれる。横梁は台車に配置されると、幅は、横梁の設置される走行方向でのサイズである。

【0021】

少なくとも３つの中空キャビティの並設によって、横梁は、少なくとも２つの腹板を有する中空キャビティ型材として構成され、前記腹板は、長さに関連する空間方向に略配向される。

【0022】

中空キャビティ型材として構成される横梁は一般的に２つの開放した外面を有し、前記面を介して単一の中空キャビティの内部体積に入ることができる。前記外面のうちの各外面の平面図は、腹板によって互いに離間している少なくとも３つの中空キャビティを示す。前記中空キャビティのうちの１つ又は全ての中空キャビティは、開放した面に締結可能な閉鎖素子によって閉鎖される。横梁の、開放した外面と異なる外面は閉じた面であり、前記閉じた面によって、切削するように外面に導入される空き部のみを介して、横梁の内部体積に入る。好ましくは、横梁の開放した外面は、台車取付用側部素子が配置される面に対応する。これによって、空間を節約するように、横梁の中空キャビティに台車の部材を配置し、前記部材は横梁から引き出されることで、台車の他の部材に取り付けられる。

【0023】

横梁の中空キャビティは、横梁の第２中空キャビティと同様、又は異なる横断面を有する。

【0024】

中空キャビティを並設することで横梁の２つの面を形成し、前記２つの面は、中空キャビティの対応する閉じた外面に外繊維層の２倍の厚さを加えることで形成され、前記２つの面の面積は、中空キャビティの対応の並設される閉じた外面の面積の総和に略対応する。以下、横梁の前記面は底面と呼ばれる。横梁は直方体であれば、底面の稜辺は横梁の長さ及び幅に対応する。

【0025】

横梁の２つの底面はそれぞれ、平ら又は湾曲した面として自体的に形成され、又は平ら又は湾曲した局所面から構成され、前記局所面同士は０°と異なる角度で配向され、局所面は例えば、それぞれ中空キャビティの外面である。ところが、底面は単一の中空キャビティの外面の間に階段又はズレがない。

【0026】

横梁の少なくとも３つの中空キャビティは、互いに連続している配置において、少なくとも１つの外繊維層によって互いに接続され、前記外繊維層は少なくとも、横梁における取付用側部素子が設けられていない面、特に横梁の底面、及び取付用側部素子が設けられていない閉じた面を部分的に覆う。前記意味によれば、外繊維層は少なくとも横梁の前記面を部分的に覆って、外繊維層は言及された全ての面に配置されるが、前記面のうちの各面は完全に外繊維層で覆われる必要がない。好ましくは、面の、外繊維層で覆われる面積は、覆われていない面積より明らかに大きい。

【0027】

好ましくは、取付用側部素子が設けられる面は外繊維層で覆われていない。

【0028】

横梁は直方体形であれば、外繊維層は少なくとも長さ及び幅から形成される２つの面、及び長さ及び高さから形成される２つの面を部分的に覆う。

【0029】

本発明による横梁の１つの実施形態において、横梁の少なくとも３つの中空キャビティのうちの１つの中空キャビティ、例えば３つの中空キャビティのうちの中間中空キャビティは、完全又は部分的に圧縮空気貯蔵装置として構成される。特に、前記実施形態において、横梁は、前記少なくとも１つの中空キャビティが少なくとも横梁における側部素子に取り付けられる面で閉鎖されるように構成される。圧縮空気貯蔵装置は空気バネに圧縮空気を供給し、前記空気バネによって車室の二次サスペンションを行う。

【0030】

別の実施形態において、横梁の少なくとも１つの外繊維層は硬化のプラスチックマトリックスに嵌め込まれる連続的な繊維ロービング及び／又は織物から形成される。ここで、略平行して配置される連続的な繊維からなる把、束又はマルチフィラメントは、連続的な繊維ロービングと呼ばれる。織物は、連続的な繊維の交絡によって製造される繊維半製品として理解される。

【0031】

本発明の別の態様は鉄道車両用台車に関して、前記台車は少なくとも２つのホイールセットを有し、前記ホイールセットは側部素子によって本発明によるＦＫＶからなる横梁に接続され、前記横梁は中空キャビティ型材として構成され、横梁の少なくとも３つの中空キャビティと台車のホイールセットとは平行して延在するとともに、台車の走行方向に平行する方向に並設されている。

【0032】

好ましくは、改良された全体剛性の場合、前記構成タイプの台車は高い軽型構造潜在力を有する。

【0033】

好ましくは、台車の、ホイール又はホイールセットに対する一次サスペンションは、ホイールセットの軸に平行して配置される少なくとも２つのトルクロッドによって付与される。前記トルクロッドのうちの各トルクロッドは空間を節約するように、横梁の中空キャビティに配置され、横梁の開放した面で前記横梁を貫通することで、例えば軸レバーによってホイールセットに取り付けられる。トルクロッドのうちの各トルクロッドは部分的に横梁にねじり抵抗するように接続される。

【0034】

本発明の別の態様は台車用の横梁の製造方法に関して、前記方法は少なくとも、
ａ）繊維プラスチック複合体により少なくとも３つの細長く延在している中空型材を製造するステップであって、中空型材のうちの第１中空型材は細長く延在している第１側面を有し、前記第１側面は、中空型材のうちの第２中空型材が第２中空型材の細長く延在している第１側面によって第１中空型材の第１側面に形状合わせて配置されるように構成され、第２中空型材は細長く延在している第２側面を有し、前記第２側面は、中空型材のうちの第３中空型材が第３中空型材の細長く延在している第１側面によって第２中空型材の第２側面に形状合わせて配置されるように構成されるステップと、
ｂ）第１中空型材の第１側面を第２中空型材の第１側面に形状合わせて配置して、第２中空型材の第２側面を中空型材のうちの第３中空型材の第１側面に形状合わせて配置することで、前記配置によって形成される底面には階段がないステップと、
ｃ）マトリックス材料を予備含侵させた繊維半製品から形成される少なくとも１つの繊維層を、方法ステップｂ）による配置に巻き付けることで、横梁を製造するステップであって、繊維層は少なくとも前記配置の底面、第１中空型材における第１側面と異なる細長く延在している第２側面、及び第３中空型材における第１側面と異なる細長く延在している第２側面を部分的に覆って、少なくとも１つの繊維層のマトリックス材料を硬化させるステップと、を有する。

【0035】

本発明の意味によれば、細長く延在している中空型材は以下の中空型材に関して、即ち、前記中空型材は１つの空間方向で、別の２つの空間方向より、長さと呼ばれるより大きなサイズ、例えば、２倍超のサイズを有する。このような中空型材は一般的に、長さに垂直する平面において四辺形、例えば台形、又は平行四辺形、或いは矩形の横断面を有する。中空型材として形成される横梁の横断面は面積、形状に応じて互いに同様、又は異なっている。

【0036】

中空型材を画成する、稜辺が長さではない２つの面で、中空型材は開放し、即ち、その内部体積に入ることができる。他の面で、中空型材は閉じて、即ち、中空型材の内部体積は切削するように面に導入される空き部のみを介して入ることができる。中空型材の側面と呼ばれる面は前記閉じた面のうちの１つにそれぞれ関している。

【0037】

中空型材は、中空型材のうちの２つの中空型材が形状合わせて並設され、対応する側面同士は接触し、より正確的に、配置される２つの面のうちの各面は平ら又は少し湾曲した面であり、前記２つの面は中空型材の２つごとに並設される側面から形成され、前記２つの面の面積は対応する側面の面積の総和に対応し、前記平ら又は少し湾曲した面は、平ら又は少し湾曲した局所面から形成され、前記局所面同士は、０°と異なる角度で配置されるが、中空型材の２つの前記側面の間には階段又はズレが存在していない。別の中空型材は、その側面のうちの１つの側面が形状合わせて前記配置の側面のうちの、前記配置の底面の部分ではなく、前記配置の中空型材のうちの１つの中空型材の側面のうちの１つ側面の一部ではない１つの側面に配置され、前記配置によって形成される底面を平ら又は少し湾曲した面にして、前記底面は中空型材の３つごとに並設される側面から形成され、前記底面の面積は対応する３つの側面の面積の総和に対応し、前記平面又は少し湾曲した面は、平ら又は少し湾曲した局所面から形成され、前記局所面同士は、０°と異なる角度で配置されるが、中空型材の前記３つの側面の間には階段又はズレが存在していない。製造対象となる横梁は、３つ超の中空キャビティを含むと、別の中空型材は、上記解決策による中空キャビティの数に対応するように製造されて配置される。

【0038】

本発明による方法の１つの実施形態において、方法ステップａ）では、繊維巻付技術（モノフィラメント巻付）によって中空型材のうちの少なくとも１つ、好ましくは、全ての中空型材の製造を行う。中空型材の巻付の時、カーボン連続的な繊維ロービングは、例えば巻き芯に保存される。巻き芯はその端部に巻き針を有することで、繊維はスライドすることなく、簡単な方式で偏向できる。例えば、マトリックス材料としてエポキシ樹脂を使用し、繊維は巻き付けられた後、エポキシ樹脂で含浸される。そして、中空型材のマトリックス材料の硬化を行う。

【0039】

方法ステップｃ）では、少なくとも１層の補強繊維、例えば炭素繊維が予備含侵された繊維半製品を、少なくとも３つの中空型材からなる、階段のない底面を有する配置に巻き付けることで、配置の少なくとも全ての閉じた面は少なくとも部分的に外繊維層で覆われる。繊維半製品の繊維は予備含侵され、即ち、ＦＫＶの、未硬化のマトリックス材料、例えば反応樹脂によって浸透される。

【0040】

好ましくは、少なくとも３つの中空型材からなる配置の巻付は、予備含侵された連続的な繊維ロービング及び／又は予備含侵された織物によって行われる。本発明による方法の１つの実施形態において、１つ超の繊維層による巻付は、１つ超のプリプレグマットの接続口がずれる巻き付けによって行われ、好ましくは、プリプレグの繊維は織物として存在する。特に好ましくは、複数の接続口がずれて配置されるプリプレグ織物パッドによって巻き付けられ、＋／―４５°の繊維角度を有する織物、及び０°／９０°の繊維角度を有する織物を使用する。

【0041】

本発明に基づいて中空型材を個別に製造して、横梁を製造するための後続の巻付によって、荷重に合うように、単一の中空型材及び横梁全体の所望の機械的特性を設置できる。特に、巻付の方法ステップによって、簡単な方式で横梁の所望の最終の肉厚を実現できる。本発明による方法は、軽型構造にとって特に経済的であり、なぜならば、大量の材料を短時間で加工できるためである。

【0042】

別の実施形態において、本発明による方法は別の方法ステップを備え、前記方法ステップは方法ステップａ）～ｃ）の以降にある。前記方法ステップｄ）は、切削するように横梁を加工することで、横梁の面のうちの少なくとも一方に少なくとも１つの空き部を導入することを含む。前記空き部は台車の部材を横梁に締結する。

【0043】

本発明の別の態様は、本発明による横梁の、トルクロッド一次サスペンションを有する台車における応用に関している。このような台車は少なくとも２つのトルクロッドを備えることで、台車に対してホイール又はホイールセットをサスペンションし、前記トルクロッドは空間を節約するように、横梁の少なくとも３つの中空キャビティのうちの１つに配置されるとともに、部分的に横梁にねじり抵抗するように接続される。

【0044】

本明細書の範囲において、簡潔のために、「少なくとも１つ」という用語は、１つ、ちょうど１つ、複数（例えば、ちょうど２つ又は２つ超）、多い（例えば、ちょうど３つ又は３つ超）などを指す。ここで、「複数」又は「多い」は、複数又は多くの同じ素子が存在することを意味していなく、同じ基本機能を有する複数又は多くの素子を意味する。

【0045】

本発明は、示されて記載される実施形態に限定されず、本発明の意味内にある、同じ効果を有する全ての実施形態をさらに含む。また、本発明は具体的に記載される特徴組み合わせにも限定されず、全体的に開示される全ての単一の特徴の特定特徴のそれぞれの任意の他の組み合わせによって定義され、単一の特徴は互いに排除されず、又は単一の特徴の具体的な組み合わせは明らかに排除されていなければよい。

【0046】

本発明は前記実施例に限定されず、以下、実施例によって図面に基づいて記載されている。

【図面の簡単な説明】

【0047】

【図1a】横梁の立体図である。

【図1b】横梁の底面を示す。

【図1c】横梁の側面を示す。

【図1d】台車取付用側部素子の、開放するように設置される面を示す。

【図2】トルクロッド一次サスペンションを有する台車の立体図であって、前記台車は横梁を有する立体図。

【発明を実施するための形態】

【0048】

図１ａは直方体形の横梁１を示し、前記横梁は、３つの中空キャビティ２を有する中空キャビティ型材として構成される。中空キャビティは細長く延在して、幅方向３２及び高さ方向３３より、縦方向３１でより大きな拡張を有する。横梁は板状であり、なぜならば、高さ方向３３での拡張より、縦方向３１及び幅方向３２での拡張がより明らかに大きいためである。横梁１は平行する２つの平らな底面４１を有し、図１ａは前記底面のうちの一方を示す。底面４１は３つの中空キャビティ２によって幅方向３２に互いに配列されて形成される。また、横梁１は互いに平行する２つの閉じた側面４２を有し、図１ａは前記側面のうちの一方を示し、互いに平行する２つの開放した面４３をさらに有する。開放した面４３は台車取付用側部素子（図示せず）に用いられるように構成され、横梁は前記台車に配置される。中空キャビティ２は腹板５によって互いに仕切られ、腹板５は中空型材の壁部から形成され、横梁１は前記中空型材から製造される。

【0049】

底面４１及び側面４２は外繊維層で覆われる（図示せず）。

【0050】

横梁１は、製造後、切削するように面４１、４２に導入される複数の空き部を有する。大きな空き部６１はピボットピン（図示せず）の収容部である。縦方向３１で、空き部６１の左側、右側、及び開放した面４３において、中間中空キャビティ２１中又は中間中空キャビティ２１には閉鎖素子（図示せず）が配置され、前記閉鎖素子は中間中空キャビティ２１の横断面を完全に覆って、中空キャビティ２１を離隔された２つの局所体積に区画する。前記２つの局所体積は圧縮空気貯蔵装置として機能し、前記圧縮空気貯蔵装置は底面４１に配置される空気バネ（図示せず）に圧縮空気を供給する。孔６２は台車の異なる部材（図示せず）を締結する。例えば台車に関連する変速機及び／又はモータ、及び／又はブレーキ機器部材など（図示せず）を離脱可能に締結するために、四辺形孔６３にはねじり止めの四辺形の挿入部材６３１が挿入され、前記挿入部材はねじ穴を有する。これによって、ＦＫＶ部材に対して荷重を最適化するように導入することを許可する。

【0051】

図１ｂは平行する２つの底面４１のうちの一方の平面図で横梁１を示し、前記底面は稜辺によって縦方向３１及び幅方向３２にそれぞれ画成される。底面は外繊維層で覆われる（図示せず）。底面には空き部６１及び異なる孔６２が導入される。

【0052】

図１ｃは平行する２つの側面４２のうちの一方の平面図で横梁１を示し、前記側面は稜辺によって縦方向３１及び高さ方向３３にそれぞれ画成される。側面は外繊維層で覆われる（図示せず）。底面には異なる孔６２、及び四辺形挿入部材６３１を有する四辺形孔６３が導入される。

【0053】

図１ｄは２つの開放した面４３のうちの一方の平面図で横梁１を示し、前記面は稜辺によって幅方向３２及び高さ方向３３にそれぞれ画成される。開放した面４３を介して３つの中空キャビティ２の内部体積に入ることができる。閉鎖状態で中間中空キャビティ２１は圧縮空気貯蔵装置として機能し、凝縮水排出ボルト用の空き部６４が設けられる。３つの中空キャビティ２は腹板５によって互いに仕切られる。

【0054】

図２はトルクロッド一次サスペンションを有する台車７を示し、前記台車は横梁１を有する。台車７は２つのホイールセット７１を有し、前記ホイールセットの軸７１１と横梁１の縦方向３１とは平行するように配向される。横梁１の中空キャビティの２つの外部中空キャビティ（覆われる）の内部体積にはトルクロッド７２が配置される。開放した面４３で前記トルクロッドは横梁から引き出されて、横梁１から張り出した端部でバネレバーアーム７３の形態の側部素子にねじり抵抗するように接続される。各バネレバーアーム７３はホイールセット７１の軸受７１２に作用する。横梁１の中空キャビティにおける中間中空キャビティは圧縮空気貯蔵装置として機能して、開放した面４３で横断面の形状の板２２によって閉鎖される。

【符号の説明】

【0055】

１ ・・・横梁；
２ ・・・中空キャビティ；
２１ ・・・中間中空キャビティ；
２２ ・・・板；
３１ ・・・縦方向；
３２ ・・・幅方向；
３３ ・・・高さ方向；
４１ ・・・底面；
４２ ・・・側面；
４３ ・・・開放した面；
５ ・・・腹板；
６１ ・・・ピボットピン用の空き部；
６２ ・・・孔；
６３ ・・・四辺形孔；
６３１ ・・・ねじを有する四辺形挿入部材；
６４ ・・・凝縮水排出ボルト用の空き部；
７ ・・・台車；
７１ ・・・ホイールセット；
７１１ ・・・軸；
７１２ ・・・軸受；
７２ ・・・トルクロッド；
７３ ・・・バネレバーアーム；

【図1a】

【図1b】

【図1c】

【図1d】

【図2】

【手続補正書】

【提出日】2023-08-14

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

側部素子（７３）によって横梁（１）に接続される少なくとも２つのホイールセット（７１）を有する台車（７）用の横梁（１）であって、前記横梁（１）は、繊維プラスチック複合体からなる中空キャビティ型材として構成され、並設される少なくとも３つの中空キャビティ（２）を有し、前記中空キャビティは少なくとも１つの外繊維層によって接続され、前記外繊維層は少なくとも、前記横梁（１）における取付用側部素子（７３）が設けられていない面（４１、４２）を部分的に覆うことを特徴とする横梁。

【請求項2】

前記少なくとも３つの中空キャビティのうちの１つの中空キャビティ（２）は圧縮空気貯蔵装置として構成されることを特徴とする請求項１に記載の横梁（１）。

【請求項3】

前記少なくとも１つの外繊維層は連続的な繊維ロービング及び／又は織物から形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の横梁（１）。

【請求項4】

鉄道車両用台車（７）であって、台車は少なくとも２つのホイールセット（７１）を有し、前記ホイールセットは側部素子（７３）によって、上記請求項１～３の何れか１項に記載の横梁（１）に接続され、前記横梁（１）の少なくとも３つの中空キャビティ（２）は、前記台車（７）のホイールセット（７１）と平行するように延在して、前記台車（７）が設置される走行方向と平行する方向（３２）に並設されている鉄道車両用台車（７）。

【請求項5】

前記横梁（１）の少なくとも３つの中空キャビティ（２）のうちの少なくとも２つの中空キャビティの内部体積には少なくとも１つのトルクロッド（７２）がそれぞれ配置され、前記トルクロッドは前記横梁（１）にねじり抵抗するように部分的に接続され、前記トルクロッド（７２）の端部領域は前記横梁（１）から張り出すとともに、ホイールセット（７１）に作用する側部素子（７３）にそれぞれねじり抵抗するように接続されることを特徴とする請求項４に記載の台車（７）。

【請求項6】

台車（７）用の横梁（１）の製造方法であって、前記方法は少なくとも、
ａ）繊維プラスチック複合体により、細長く延在している少なくとも３つの中空型材を製造するステップであって、前記中空型材のうちの第１中空型材は細長く延在している第１側面を有し、前記第１側面は、前記中空型材のうちの第２中空型材が前記第２中空型材の細長く延在している第１側面によって前記第１中空型材の第１側面に形状合わせて配置されるように構成され、前記第２中空型材は細長く延在している第２側面を有し、前記第２側面は、前記中空型材のうちの第３中空型材が前記第３中空型材の細長く延在している第１側面によって前記第２中空型材の第２側面に形状合わせて配置されるように構成されるステップと、
ｂ）前記第１中空型材の第１側面を前記第２中空型材の第１側面に形状合わせて配置して、前記第２中空型材の第２側面を前記第３中空型材の第１側面に形状合わせて配置することで、前記配置によって形成される底面（４１）には階段がないステップと、
ｃ）マトリックス材料を予備含侵させた繊維半製品から形成される少なくとも１つの繊維層を方法ステップｂ）による配置に巻き付けることで、横梁（１）を製造するステップであって、前記繊維層は少なくとも前記配置の底面（４１）、前記第１中空型材の、前記第１側面と異なる細長く延在している第２側面（４２）、及び前記第３中空型材の、前記第１側面と異なる細長く延在している第２側面（４２）を部分的に覆って、前記少なくとも１つの繊維層のマトリックス材料を硬化させるステップと、を有する方法。

【請求項7】

ステップａ）では、繊維巻付技術によって前記中空型材のうちの少なくとも１つの中空型材の製造を実行することを特徴とする請求項６に記載の方法。

【請求項8】

方法ステップｃ）では、１つのプリプレグマットから形成される複数の層を使用して、接続口がずれるように巻き付けることを特徴とする請求項６又は７に記載の方法。

【請求項9】

前記方法の以降、方法ステップｄ）を行って、前記方法ステップｄ）は、
ｄ）前記横梁（１）を切削するように加工することで、前記横梁（１）の面（４１、４２）のうちの少なくとも一方に少なくとも１つの空き部（６１、６２、６３、６４）を導入することを含むことを特徴とする請求項６～８の何れか１項に記載の方法。

【請求項10】

請求項１～３の何れか１項に記載の横梁（１）の、トルクロッド一次サスペンションを有する台車（７）における応用。

【国際調査報告】