CN1079345C - 有轨车辆的双轮行走机构 - Google Patents

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Abstract

带有一个用于转向的辅助牵引装置和一个轮架的有轨车辆的双轮行走机构，两个车轮(4，4’)位于一共同的轮架(3)上，该轮架在单轮轮轴之间且垂直于车轮的周向延伸；车轮基本相互平行且相距一恒定的距离，轮架(3)在车轮的接触点之外有两个可交替使用的垂直转动轴(2，2’)，垂直转动轴可在水平平面中移动并且根据弯曲轨道的弯曲而锁止，并且轮架(3)可绕没有移动的且被锁在一个中间位置的轴进行转向。

Description

有轨车辆的双轮行走机构
本发明涉及一种有轨车辆的双轮行走机构，它带有一个用于转向的辅助牵引装置和一个轮架。
因为用于高速、区间和城市交替运输的有轨车辆，特别是火车几乎全部安装有转向架型的行走机构，最近也研制出了所谓的单轮行走机构。转向架具有两个或者多个轮对或者说四个或者更多的所谓的单轮，因此它比较重，而单轮行走机构具有两个单轮或者具有一个轮对。
在弯曲的轨道时转向架通过前轮对或者前部的几个单轮进行转向。通过小的轴距或者轮距可使车轮在弯曲行驶时只发出小的噪音和产生小的磨损，并且通过在车厢下的两个或者多个转向架可在高速直线运行时得到一个稳定的引导。可通过两个轮对的对角的连接或者通过利用前后车厢的角运动来实现转向架的轮对或者单轮的附加的转向。
带双轮的单轮行走机构特别在局部和区间的交通中得到了广泛的应用。单轮机构通过将车厢底部降低到300mm从而形成所谓的低架车辆来简化进入车厢的结构设计。在保持曲线内侧车轮和外侧外轮的滚动速度及圆周速度几乎相等的所谓的滚动条件(Abrollbedingung)和在保持相对于轨道切向调整轮平面或者径向调整轮轴的所谓的调整条件下，可几乎物理上理想地减少磨损和降低噪声，因此可得到较高的舒适性。使用了不同的技术以得到这种理想的轨道运行。
从“NAHVERKEHRS-PRAXIS”Nr11/1992，S402 ff.公开了一种每个车体分别带有两个单轮行走机构的三件式铰接车辆。每个轮架上有两个单轮，每个车体具有两个可分别绕其垂直轴转动地支承在车体的行走机构框架上的轮架。用于转动轴的垂直的枢销在车辆的对称平面中位于轮架的车轮之间的中部。轮架的与轨道的弯曲有关的转动或者转x向通过一个附加的用于无轴铰接的转向杆而实现。此时，转向杆与车体之间的可根据轨道的弯曲而调整的弯折角度有关地进行运动，使得轮架可相对于弯曲曲线近乎径向地进行调整。在奥地利已研制出了一种分别带有两个单轮以及带有一个类似于门架(Portal)的铰接结构的单轮行走机构的类似的强制转向(结构)(参见ZEV＋DET Glas.Annalen116(1992)Nr.8/9，333ff)。
在DE3409103A1和DE3744983C2描述了一种带自调节单轮的单轮行走机构。每个单轮可绕其垂直的转动轴转动。在轨道的内外侧相对设置的单轮轮架通过一个转向横拉杆相连。通过位于轮支承点外部的垂直转动轴可利用在车轮-轨道的接触中所产生的力，以相对于轨道切向回拉车轮平面，从而可显著降低车轮和轨道之间的磨损。
从EP0295462 B1中公开了一种带有调整装置的单轮行走机构。在一个轮架上有两个单轮，在一个行走机构框架上分别支承有两个可绕其垂直轴转动的轮架。结构上实际形成垂直转动轴的枢销位于在行走机构的对称平面中轮架的车轮之间的中部。通过一用于每个轮架的调整机构来进行轮架的与轨道的弯曲有关的转动，所述的调整装置支承在行走机构框架上并且与一个和该车厢铰接相邻的车厢有关地绕在轮架中部固定的转动中心转动每个轮架。
在和车体的铰接弯折角有关的单轮的弯曲控制中，当铰接弯折角变大时，在用于弯曲校正的调整中产生的误差也就越大，另外，在过渡弯曲段时，不可能得到单轮平面的一个精确的切向位置。转向杆的许多的铰接和连接则要求一个相当大的维护和调整的费用。
在带有自调整的单个驱动的单轮的单轮行走机构中，牵引力对转向性能的影响可导致一个不希望的车辆的运动。由于制造技术和发热的影响，在牵引电机之间不可避免地产生差分驱动力矩并因此产生差分牵引力从而出现不希望的转向。这些差分牵引力也可由与公差或者横向移动相关的被驱动的单轮的运行轨道半径的变化所产生。另外，在很小的轨道弯曲半径和大的轴距时，可减少这些以这种方式转向的单轮的轮距。
若通过液压执行机构来进行该可绕一个垂直轴线转动的轮架的转向，则需要相当大的空间和能量消耗，因为必须通过该执行机构来克服反作用于转向运动的车轮-轨道的接触力。在弯曲行驶时，若该液压执行机构发生故障则会影响行驶的安全性。若牵引力对在轨道上导行的影响未被消除，则该液压执行机构必须附加地平衡牵引力的差别。
因此本发明的目的在于，提供一种具有可控制的转向装置的轨道车辆的带有单轮驱动装置的双轮行走机构，它可达到磨损最小，安全性高，结构费用小，并可在小的铁路弯曲轨道上行驶，又可以较高的速度在直线轨道上行驶。
按本发明该目的由按权利要求1的特征来实现。从属权利要求中给出了本发明的其他的进一步的结构。本发明消除了上述的缺点。
和已知的行走机构不同，按本发明的行走机构的带有两个单轮的每个轮架没有中间的垂直的转动轴，而是具有两个分别位于车轮支承点之外的垂直转动轴，其中-当在当前时刻位于弯曲轨道外侧的转动轴处于一个止动位置时-轮架可有选择地精确地绕该轴转动。此时有目的地施有差分牵引力的轮架被切向于轨道进行调整并且可通过一个单独的锁止装置被保持在要求的转向角上。该要求的转向角例如可通过一个轨道位置的测量(装置)来得到，而差分牵引力则可通过一个调整或者调节算法来预先给出。
转动轴可为主销。轮架在各自的一侧与轨道弯曲半径有关地绕所述的转动销轴进行转向，同时制止了外转动销的水平移动。例如通过有关气动或者液压的转动装置或者通过有目的地置上差分牵引力而进行该转动运动，并且同时该转动得到车轮-轨道的接触力的支持。在小弯曲或者直线轨道时，两个转动轴都被止动，从而得到高速运行的稳定性，并且与公差有关的牵引力的差别的影响较小或者和不可转向的行走机构相当。由一个合适的弹簧-阻尼组合件装置来辅助进行转向和止动操作，其结果是，在牵引电机发生故障时，不会产生安全性的问题。
本发明可得到的优点尤其在于，在转向操作过程中不要求附加的要求输入能量的调整装置，而是以该单轮驱动的单轮行走机构的差分牵引力作为一个自然的调整机构来低能量消耗地控制转向过程，并且通过车轮-轨道的接触力来得以进一步支持转向过程。
以下的附图中描述了本发明的实施例。附图中：
图1是行走机构的俯视原理图；
图2是轮架在其安装位置的俯视图；
图3是轮架的前视图；
图4示出了弹簧-阻尼组合件的设置；
图5带丝杆传动的轮架的部分视图；
图6是一个液压调整机构；和
图7是一个齿轮调整机构。
图1俯视示出了行走机构的原理图。未示出其前面部分的行走机构框架1的运动方向以一个箭头来表示。可绕垂直轴转动的轮架3的转轴(主销)2和2’表示，在所述的车辆的位置进行一个绕弯曲线外面的主销的转动。实际的导向滚轮半径(Lenkrollradius)由两个主销之间的间距所给出。单轮4理想地位于轨道上，也即车轮轴线径向于实际的弯曲半径并且车轮的平面和其相切。轮架3绕主销2的交互的引导可通过一个支承环段来实现，在图1中示出了其固定在行走机构框架上的部分5和5’。
图2以俯视图示出了行走机构框架原理的其他细节。弹簧6用于相对于车体弹性支承着行走机构框架。安装在轮架上的支持环段7在各自侧相对于车架引导主销点2。位于各自侧的止动装置的一个示例的实施例可设计为一个具有可调整的特性曲线的弹簧-阻尼组合件8。
图3以前视图示出了行走机构的原理图。该行走机构框架在此作为所述的槽形框架(Trograhmen)以得到一个带有较深的车厢底部的低车架结构。在前视图中同样可清楚地看到车体9的弹性(支承)结构。固定在行走机构框架上的支持环段5(5’)及固定在轮架上的支持环段7还有相应的主销2的引导都在剖视图中示出了，各自侧的止动装置8通过铰接点示出。
图4，5，6和7以俯视图示出了不同的止动和调整装置。在图4中可看到四个过多的弹簧-阻尼组合件8，它们影响轮架的转向。通过可调整的节流截面(Drosselquerschnitt)可以实现转动轴的止动。
图5示出了带有一个螺母-丝杆结构的半剖的行走机构的实施例。丝杆19铰接在主销2上，其螺母10铰接在行走机构框架1上并且通过一个电机11进行驱动。
图6中示出了一个气动或者液压的调整装置12的实施例。它(们)铰接在主销2和行走机构框架1上。
图7示出了一个齿轮-齿环-调整装置的实施例。齿环15固定在行走机构框架1上，电机14固定在轮架3上。通过齿轮13在行走机构框架中进行轮架的调整过程。另外，一个弹簧-阻尼组合件支持该调整过程。

Claims (15)

1.有轨车辆的双轮行走机构，它带有一个行走机构框架，一个用于转向的辅助牵引装置和一个轮架，其特征在于：
两个车轮(4和4’)设置在一个共用轮架(3)上并且在单轮轮轴之间垂直于车轮的周向的假想连接线相互平行设置，并且相互之间相隔相同的距离，而且共用的轮架(3)可动地支承在行走机构框架(1)上并且具有两个可有选择地使用的在车轮支承点之外的垂直转动轴(2，2’)，其中在轮架(3)的每侧只设置一个转动轴(2，2’)，它们可以根据轨道的弯曲来进行水平调整和止动，此时轮架(3)可分别绕不被调整的、位于中间位置的、曲线内侧或外侧的被止动的转动轴(2或2’)进行转向。
2.按权利要求1所述的行走机构，其特征在于，轮架(3)的转动轴(2，2’)可在一个侧向设置在行走机构框架(1)上的行走机构圆弧形段即部件(5，5’)上移动。
3.按权利要求1所述的行走机构，其特征在于，所述的垂直转动轴为主销(2，2’)。
4.按权利要求1所述的行走机构，其特征在于，所述的垂直转动轴使用推力弹簧件和/或引导转向杆(fuehrungslenker)这样来形成，使得可以绕一个大致垂直的转动轴进行转向。
5.按权利要求2所述的行走机构，其特征在于，可在圆弧形的行走机构段即部件(5，5’)的每个任意的位置对一个转动轴进行单独的止动，而此时另外一个轴则处于中性位置(Nullstellung)。
6.按权利要求1所述的行走机构，其特征在于，所述的轮架(3)可这样来进行转向，使得单轮(4，4’)总是相对于车辆所运行的弯曲轨道径向进行转向或引导。
7.按权利要求2所述的行走机构，其特征在于，通过闭合一个弹簧-阻尼组合件的变化的节流截面来进行在圆弧形的行走机构段上的轮架(3)的一个转动轴即主销(2或2’)的止动。
8.按权利要求2所述的行走机构，其特征在于，通过一个电磁的或机械的固定装置来进行在圆弧形的行走机构段即部件(5，5’)上的轮架(3)的一个转动轴即主销(2或2’)的止动。
9.按权利要求2所述的行走机构，其特征在于，通过一个电动驱动的螺母-丝杆构件来进行在圆弧形的行走机构段上的轮架(3)的一个转动轴的止动。
10.按权利要求2所述的行走机构，其特征在于，通过单个驱动车轮(4，4’)的差分牵引力来进行在圆弧形的行走机构段上的轮架(3)的一个转动轴的移动。
11.按权利要求2所述的行走机构，其特征在于，通过气动或液压的调整装置来进行在圆弧形的行走机构段上的轮架(3)的一个转动轴的移动。
12.按权利要求2所述的行走机构，其特征在于，通过一个电机驱动的螺母-丝杆结构来进行在圆弧形的行走机构段上的轮架(3)的一个转动轴的移动。
13.按权利要求2所述的行走机构，其特征在于，通过一个电的或电机驱动的齿轮来进行在圆弧形的行走机构段上的轮架(3)的一个转动轴的移动，所述的齿轮沿着圆弧形的行走机构段驱动一个齿环。
14.按权利要求1所述的行走机构，其特征在于，所述的轮架(3)可绕各自的曲线外侧的轴转向。
15.按权利要求1所述的行走机构，其特征在于，所述的轮架可绕各自的曲线内侧的轴转向。
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