ES2201427T3 - MOTOR UNIT FOR A RAILWAY VEHICLE. - Google Patents

MOTOR UNIT FOR A RAILWAY VEHICLE.

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ES2201427T3
ES2201427T3 ES98810342T ES98810342T ES2201427T3 ES 2201427 T3 ES2201427 T3 ES 2201427T3 ES 98810342 T ES98810342 T ES 98810342T ES 98810342 T ES98810342 T ES 98810342T ES 2201427 T3 ES2201427 T3 ES 2201427T3
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Thomas Grossenbacher
Bruno Meier
Christophe Fehrenbach
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Alstom Transportation Germany GmbH
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Abstract

The drive unit has a bogie (3) carrying a vehicle box without a frame. The bogie includes two wheel sets (30) each driven by a motor (5) and is connected to the vehicle box by a suspension (9). The motors are connected to their respective wheel sets via a transmission (6) and elastic elements including a hollow shaft (32). They are connected to the vehicle box by other elastic elements (81).

Description

Unidad motriz para un vehículo ferroviario.Drive unit for a rail vehicle.

La presente invención trata de una unidad motriz para un vehículo ferroviario de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.The present invention is about a drive unit for a railway vehicle in accordance with the preamble of the claim 1.

En el documento EP-A 0 649 782 (= P.6604) se da a conocer un vehículo ferroviario con una unidad motriz central, conocido como coche motor articulado (CMA). La unidad motriz de este CMA se distingue por un tren de rodadura que está desarrollado como una estructura portadora sin cuadro. Un ajuste radial del tren de rodadura proporciona buenas características de funcionamiento y buena seguridad frente al descarrilamiento. Otra ventaja del tren de rodadura es que, frente a los dispositivos conocidos hasta el momento, presenta un número reducido de piezas que tienen menos masa en total. Este tren de rodadura también es más ventajoso en cuanto a gastos de fabricación. Una unidad motriz prevista para el CMA se puede utilizar también en otros vehículos ferroviarios siguiendo un modelo de ejecución debidamente adaptado.In EP-A 0 649 782 (= P.6604) a rail vehicle with a unit is disclosed central drive, known as articulated motor car (CMA). The Drive unit of this CMA is distinguished by a undercarriage that It is developed as a carrier structure without frame. A radial tread adjustment provides good operating characteristics and good safety against derailment. Another advantage of the undercarriage is that, compared to  known devices so far, presents a number reduced pieces that have less mass in total. This train of rolling is also more advantageous in terms of expenses of manufacturing. A drive unit planned for the CMA can be also use in other rail vehicles following a model of execution duly adapted.

La carcasa del vehículo está apoyada mediante una suspensión elástica directamente sobre el tren de rodadura. La masa del tren de rodadura es considerablemente reducida, ya que falta un cuadro. Un par de ejes montados motrices son accionados por dos motores que están montados sobre los ejes de rueda mediante suspensión elástica ("tracción mediante suspensión elástica"). En aceleraciones intermitentes - sobre todo verticales y transversales al vehículo - las masas de los ejes montados, de los motores, así como del engranaje y de las unidades de freno actúan en conjunto como una masa total que está unida al resto del vehículo mediante la suspensión elástica. La fuerza de inercia de esa masa total da como resultado una reacción de los raíles y de los sistemas de vías que está relacionada con los efectos abrasivos. Para no dañar los sistemas de vías es preciso que las acciones intermitentes resulten lo más pequeñas posibles mediante fuerza de inercia. Y viceversa, las vías malas también tienen un efecto nocivo sobre los componentes de las tracciones mediante suspensión elástica.The vehicle housing is supported by a elastic suspension directly on the tread. Mass of the undercarriage is considerably reduced, since a picture. A pair of drive-mounted axles are driven by two engines that are mounted on the wheel axles by elastic suspension ("traction by elastic suspension"). In intermittent accelerations - especially vertical and transverse to the vehicle - the masses of the mounted axles, of the engines as well as gear and brake units act together as a total mass that is attached to the rest of the vehicle by elastic suspension. The force of inertia of that mass total results in a reaction of the rails and the track systems that is related to abrasive effects. In order not to damage the track systems it is necessary that the actions turn signals are as small as possible by force of inertia. And vice versa, bad roads also have an effect harmful on the components of traction by suspension elastic

El objetivo de la invención es conseguir una unidad motriz con un tren de rodadura sin cuadro para la cual las fuerzas de inercia que actúan directamente sobre los raíles sean más pequeñas que en las unidades motrices conocidas y que sea menos sensible a las vías malas. Este objetivo se conseguirá mediante la unidad motriz definida en la reivindicación 1.The aim of the invention is to achieve a drive unit with a frameless undercarriage for which the inertial forces that act directly on the rails are smaller than in known drive units and less sensitive to bad roads. This objective will be achieved through driving unit defined in claim 1.

La unidad motriz presenta un tren de rodadura que transporta sin cuadro una carcasa de vehículo. El tren de rodadura comprende dos ejes montados accionados cada uno de ellos por un motor y está unido con la carcasa del vehículo mediante una suspensión elástica. Cada uno de los motores está unido a su eje montado correspondiente mediante un engranaje y elementos elásticos que comprenden un árbol hueco. Están sujetos a la carcasa del vehículo mediante elementos elásticos. El tren de rodadura se puede desarrollar con un dispositivo que no daña las vías para el ajuste radial de los ejes montados.The drive unit features a tread that It transports a vehicle casing without a frame. The undercarriage it comprises two mounted axes each driven by a engine and is connected to the vehicle housing by a elastic suspension Each of the motors is attached to its axis correspondingly mounted by means of a gear and elastic elements They comprise a hollow tree. They are attached to the housing of the vehicle by elastic elements. The undercarriage can be develop with a device that does not damage the tracks for adjustment radial of mounted axles.

De acuerdo con la invención, los motores, los engranajes y especialmente también las unidades de freno se amortiguan según la invención frente a los ejes montados mediante elementos elásticos, de modo que las fuerzas de inercia que actúan efectivamente entre la vía y la unidad motriz en caso de aceleraciones intermitentes están determinadas en gran parte sólo por las masas de los ejes montados.According to the invention, the engines, the gears and especially also the brake units are cushion according to the invention against the axles mounted by elastic elements, so that the forces of inertia that act effectively between the track and the drive unit in case of intermittent accelerations are largely determined only by the masses of the mounted shafts.

Las reivindicaciones subordinadas 2 a 8 se refieren a formas de realización ventajosas de la unidad motriz, que presenta, de acuerdo con la invención, un tren de rodadura con tracción plenamente amortiguada. El objeto de la reivindicación 9 es un vehículo ferroviario con una unidad motriz de este tipo.Subordinate claims 2 to 8 are they refer to advantageous embodiments of the drive unit, presenting, according to the invention, a running gear with fully cushioned traction. The object of claim 9 It is a railway vehicle with a drive unit of this type.

A continuación se explica la invención a través de dibujos. Éstos muestran:The invention is explained below through of drawings. These show:

Fig. 1 un coche motor articulado CMA con una unidad motriz de acuerdo con la invención,Fig. 1 a CMA articulated motor car with a drive unit according to the invention,

Fig. 2 una representación esquemática de un tren de rodadura de la unidad motriz,Fig. 2 a schematic representation of a train rolling of the drive unit,

Fig. 3 una vista en planta desde arriba del tren de rodadura de la fig. 1,Fig. 3 a plan view from above the train of tread of fig. one,

Fig. 4 detalles simplificados del tren de rodadura de la fig. 2 yFig. 4 simplified train details rolling of fig. 2 and

Figs. 5 y 6 trenes de rodadura con motores que están unidos entre sí mediante elementos de acoplamiento.Figs. 5 and 6 undercarriages with engines that they are linked together by coupling elements.

El CMA 1 representado en la fig. 1 comprende una unidad motriz 10 que está unida por los dos lados mediante articulaciones 11 con los componentes del vehículo 12 y 13 (con trenes de rodadura progresiva 14) destinados a transporte de pasajeros. La unidad motriz 10 consta de una carcasa de vehículo 10' y de un tren de rodadura accionable 3 que está unido a la carcasa del vehículo 10' mediante una suspensión elástica 9 y cuyas ruedas 31 son móviles sobre raíles 2.The CMA 1 depicted in fig. 1 comprises a drive unit 10 that is joined on both sides by joints 11 with vehicle components 12 and 13 (with progressive tread trains 14) intended for transport of passengers The drive unit 10 consists of a vehicle housing 10 ' and of an operable undercarriage 3 that is attached to the housing of the vehicle 10 'by an elastic suspension 9 and whose wheels 31 are mobile on rails 2.

El tren de rodadura 3 de las figuras 2 y 3 comprende dos ejes montados 30, cada uno de ellos accionable mediante un motor 5 y un engranaje 6. Los ejes montados 30 están acoplados mediante un par de articulaciones axiales 4, a las que éstos se pueden ajustar automáticamente en posición radial con respecto a una curva continua. Cada articulación axial 4 comprende dos varillas 40a y 40b que están unidas entre sí de forma articulada mediante una palanca corta 41 y que están apoyadas de forma articulada en las respectivas carcasas de los cojinetes axiales 36a y 36b (cojinetes 37). Las palancas 41 de ambas articulaciones axiales 4 pueden girar en torno a los cojinetes de acoplamiento 42, que pueden estar unidos mediante un árbol de acoplamiento 43. En otro modelo de aplicación de las articulaciones axiales 4, las carcasas de los cojinetes axiales 36a y 36b pueden estar unidas sólidamente a sus correspondientes varillas 40a y 40b.The undercarriage 3 of figures 2 and 3 It comprises two mounted shafts 30, each of them operable by means of a motor 5 and a gear 6. The mounted shafts 30 are coupled by a pair of axial joints 4, to which these can be automatically adjusted in radial position with regarding a continuous curve. Each axial joint 4 comprises two rods 40a and 40b that are joined together in a manner articulated by a short lever 41 and which are supported by articulated shape in the respective bearing housings axial 36a and 36b (bearings 37). Levers 41 of both axial joints 4 can rotate around the bearings of coupling 42, which can be joined by a shaft of coupling 43. In another joint application model axial 4, the axial bearing housings 36a and 36b can be solidly attached to their corresponding rods 40a and 40b

De la suspensión elástica 9 únicamente están dibujados dos resortes cilíndricos 90 de una rueda 31. Entre estos dos resortes cilíndricos 90 está dispuesto un amortiguador vertical 91 en sentido transversal que, como los resortes cilíndricos 90, está sujeto a la carcasa del vehículo 10', que no está representada. Los motores 5 y el engranaje 6 también están sujetos a la carcasa del vehículo mediante péndulos 8 (varillas de péndulo 80, cojinete esférico elástico 81).Only 9 of the elastic suspension are drawn two cylindrical springs 90 of a wheel 31. Among these two cylindrical springs 90 a vertical damper is arranged 91 in the transverse direction that, like cylindrical springs 90, It is attached to the vehicle housing 10 ', which is not shown. Motors 5 and gear 6 are also attached to the housing of the vehicle through pendulums 8 (pendulum rods 80, bearing spherical elastic 81).

De acuerdo con la invención, cada motor 5 está unido a su respectivo eje montado 30 mediante el engranaje 6 y elementos elásticos que comprenden un árbol hueco 33 y está sujeto a la carcasa del vehículo 10' mediante otros elementos elásticos 81. (Una tracción para un eje montado con árbol hueco y elementos elásticos de unión se describe en el documento EP-A 0 534 899 (= p. 6543)). Las articulaciones axiales 4 crean un arrastre de fuerza entre los ejes de ruedas 32 y la carcasa del vehículo 10' que está ferroviario por elementos elásticos, en concreto por los cojinetes elásticos de acoplamiento 42. Del conjunto de uniones elásticas y flexibles entre los ejes montados 30, los motores 5 y la carcasa del vehículo 10' resulta un tren de rodadura 3 con tracción plenamente amortiguada que cumple las condiciones exigidas con respecto a las aceleraciones intermitentes.According to the invention, each motor 5 is attached to its respective mounted shaft 30 by means of gear 6 and elastic elements comprising a hollow tree 33 and is subject to the vehicle housing 10 'by other elastic elements 81. (A drive for a shaft mounted with hollow shaft and elements Bonding elastics is described in EP-A 0 534 899 (= p. 6543)). Axial joints 4 create a force drag between the wheel axles 32 and the housing of the 10 'vehicle that is railway by elastic elements, in concrete by elastic coupling bearings 42. set of elastic and flexible joints between mounted axles 30, the engines 5 and the vehicle housing 10 'results in a train of 3 tread with fully damped traction that meets the conditions required with respect to accelerations flashing

Otro componente importante de un tren de rodadura 3, en concreto un freno 7, está dibujado en la fig. 4 (cilindro de freno 70, palanca 71 con zapatas de freno 72). Está sujeto al motor 5 y, por tanto, el efecto del eje montado 30 sobre él queda amortizado. En la fig. 4 está representada también la unión elástica entre el engranaje 6 y el eje de ruedas 32. Ésta está comprendida por el árbol hueco 33 y dos partes elásticas de unión 34 y 35. La parte 34 une el árbol hueco 33 elásticamente con el eje de ruedas 32, mientras que la parte 35 constituye una unión elástica entre el árbol hueco 33 y el engranaje 6. Las líneas discontinuas indican un disco de freno 37 que también puede estar destinado al freno 7. En este tipo de frenos de disco, los componentes activables están montados sobre la carcasa del vehículo.Another important component of a tread 3, specifically a brake 7, is drawn in fig. 4 (cylinder of brake 70, lever 71 with brake shoes 72). It is subject to the engine 5 and, therefore, the effect of the shaft mounted 30 on it remains amortized. In fig. 4 the elastic joint is also represented between gear 6 and wheel axle 32. This is comprised by the hollow shaft 33 and two elastic connecting parts 34 and 35. The part 34 joins the hollow shaft 33 elastically with the wheel axle 32, while part 35 constitutes an elastic joint between the hollow shaft 33 and gear 6. Dashed lines indicate a brake disc 37 which may also be intended for brake 7. In this type of disc brakes, the activatable components are mounted on the vehicle housing.

La fig. 5 muestra un tren de rodadura 3 cuyos dos motores 5 están acoplados por la parte central mediante un punto de articulación 55 de tal manera que los motores acoplados 5 pueden realizar un movimiento pendular de rotación (flecha 55') en torno a un eje central vertical en dirección "z" mediante el punto de articulación 55.Fig. 5 shows a tread 3 whose two engines 5 are coupled by the central part by a point of articulation 55 such that coupled motors 5 can perform a pendular rotation movement (arrow 55 ') around a vertical central axis in the "z" direction by the point of joint 55.

La figura 6 muestra un tren de rodadura 3 cuyos dos motores 5, incluyendo sus correspondientes engranajes 6, están acoplados a dos puntos (56a y 56b) de tal manera que es posible un movimiento pendular en dirección "y" (flecha 56'), es decir, en la dirección de los ejes de ruedas 32. Los motores 5 pueden estar sólidamente acoplados mediante un péndulo paralelo, de modo que los movimientos sólo sean libres en la dirección "y". El acoplamiento también puede ser suave, de modo que se puedan producir además movimientos pendulares de rotación junto a los de traslación. Otra posibilidad es que los motores 5 estén sólidamente acoplados en el plano "x-y" y montados sobre la carcasa del vehículo 10' mediante dos péndulos paralelos 8. En ese caso, las varillas de péndulo 80 presentan en ambos extremos cojinetes esféricos 81 como elementos de unión. Entonces son posibles los movimientos en dirección "y" y en torno al eje central vertical como en el ejemplo de aplicación de la fig. 5.Figure 6 shows a tread 3 whose two motors 5, including their corresponding gears 6, are coupled to two points (56a and 56b) in such a way that a pendular movement in the "y" direction (arrow 56 '), that is, in the direction of the wheel axles 32. The motors 5 may be solidly coupled by a parallel pendulum, so that the movements are only free in the "and" direction. The coupling can also be smooth, so that they can occur in addition pendular movements of rotation next to those of translation.  Another possibility is that the motors 5 are solidly coupled in the "x-y" plane and mounted on the housing of the vehicle 10 'by two parallel pendulums 8. In that case, pendulum rods 80 have bearings on both ends spherical 81 as joining elements. Then the movements in the "y" direction and around the central axis vertical as in the application example of fig. 5.

Claims (9)

1. Unidad motriz (10) para un vehículo ferroviario (1), con un tren de rodadura (3) que soporta sin cuadro una carcasa de vehículo (10'), que comprende dos ejes montados (30) accionados cada uno mediante un motor (5) y que está unido a la carcasa del vehículo mediante una suspensión elástica (9),1. Drive unit (10) for a vehicle railway (1), with a undercarriage (3) that supports without frame a vehicle housing (10 '), comprising two mounted axles (30) each driven by a motor (5) and which is connected to the vehicle housing using an elastic suspension (9), caracterizada porque cada uno de los motores está unido a su correspondiente eje montado mediante un engranaje (6) y elementos elásticos que comprenden un árbol hueco (33), y está sujeto a la carcasa del vehículo mediante otros elementos elásticos (81). characterized in that each of the motors is connected to its corresponding axle mounted by means of a gear (6) and elastic elements comprising a hollow shaft (33), and is attached to the car body by other elastic elements (81). 2. Unidad motriz según la reivindicación 1, caracterizada porque los ejes montados (30) están acoplados mediante un par de articulaciones axiales (4) con las que éstos se pueden ajustar automáticamente en posición radial con respecto a una curva continua, creándose con cada articulación axial un arrastre de fuerza entre los ejes de ruedas (32) y la carcasa del vehículo (10') y este arrastre de fuerza es ferroviario mediante elementos elásticos (42).2. Drive unit according to claim 1, characterized in that the mounted shafts (30) are coupled by means of a pair of axial joints (4) with which they can be automatically adjusted in a radial position with respect to a continuous curve, being created with each joint axial a force drag between the wheel axles (32) and the vehicle housing (10 ') and this force drag is rail by elastic elements (42). 3. Unidad motriz según la reivindicación 2, caracterizada porque cada articulación axial (4) comprende dos varillas (40a, 40b) que por un lado están unidas entre sí de manera articulada mediante una palanca corta (41) y por otro lado están unidas de manera articulada o rígidamente a unas carcasas de los cojinetes axiales (36a, 36b), y porque unos cojinetes de acoplamiento (42), en torno a los cuales puede girar la palanca corta, están configurados de manera elástica y sujetos a la carcasa del vehículo (10'), estando unidas en particular, ambas articulaciones axiales mediante un árbol de acoplamiento (43) dispuesto entre los cojinetes de acoplamiento.3. Drive unit according to claim 2, characterized in that each axial articulation (4) comprises two rods (40a, 40b) which on the one hand are joined together in an articulated manner by a short lever (41) and on the other hand they are joined articulated or rigidly to axial bearing housings (36a, 36b), and because coupling bearings (42), around which the short lever can rotate, are elastically configured and attached to the vehicle housing (10 '), the two axial joints being connected in particular by means of a coupling shaft (43) arranged between the coupling bearings. 4. Unidad motriz según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque hay una unidad de freno (7) para una rueda (31) dispuesta en cada uno de los motores (5).4. Drive unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that there is a brake unit (7) for a wheel (31) arranged in each of the motors (5). 5. Unidad motriz según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque hay discos de freno (37) dispuestos en el árbol hueco (33) y porque las unidades de freno correspondientes están sujetas a la carcasa del vehículo (10') con componentes activables del freno.5. Drive unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that there are brake discs (37) arranged in the hollow shaft (33) and that the corresponding brake units are attached to the vehicle housing (10 ') with components activatable brake. 6. Unidad motriz según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los demás elementos de suspensión entre los motores (5) y la carcasa del vehículo (10') son varillas de péndulo (80) con cojinetes esféricos (81).6. Drive unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the other suspension elements between the motors (5) and the vehicle housing (10 ') are pendulum rods (80) with spherical bearings (81). 7. Unidad motriz según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque ambos motores (5) están acoplados por la parte central mediante un punto de articulación (55) de tal manera que los motores acoplados pueden realizar un movimiento pendular de rotación en torno a un eje vertical (z) mediante el punto de articulación.7. Drive unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that both motors (5) are coupled by the central part by means of an articulation point (55) such that the coupled motors can perform a pendular rotation movement around to a vertical axis (z) by the point of articulation. 8. Unidad motriz según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque ambos motores (5), incluyendo sus correspondientes engranajes (6), están acoplados a dos posiciones (56a, 56b) de tal manera que es posible un movimiento pendular en la dirección (y) del eje de ruedas (32).8. Drive unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that both motors (5), including their corresponding gears (6), are coupled to two positions (56a, 56b) such that a pendulum movement in the steering (y) of the wheel axle (32). 9. Vehículo ferroviario (1) con una unidad motriz (10) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la unidad motriz (10) está dispuesta mediante articulaciones (11) entre dos de los componentes del vehículo (12, 13) destinados al transporte de pasajeros, que están apoyados cada uno sobre un tren de rodadura de traslación (14).9. Rail vehicle (1) with a drive unit (10) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the drive unit (10) is arranged by joints (11) between two of the vehicle components (12, 13) intended for the transport of passengers, which are each supported on a travel tread (14).
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