FI112460B - Ajokoneisto kiskoajoneuvoja varten - Google Patents

Description

112460

Ajokoneisto kiskoajoneuvoja varten - Körmekanism för rälsfordon

Esillä olevan keksinnön kohteena on ajokoneisto kiskoajoneuvoihin, joissa ajokoneis-ton koteloa tukevat ensiöjousten välityksellä pyörät tai pyörästöt ja joihin vaunun 5 runko on tuettu toisiojousten välityksellä alustan avulla tai joihin kiskoajoneuvon vaunun runko on suoraan tuettu ja johon alusta tai vaunun runko on lisäksi kytketty ajokoneiston kotelon suhteen iskunvaimentimilla, jotka vaimentavat pysty- ja kei-kahdusliikkeitä ja ainakin yhdellä kallistustuella, joka vaimentaa ka 11 istusl ii kkeitä ja tukee kiinteitä vipuja, jotka on kytketty sarana-asennetuilla heilureilla alustaan tai 10 vaunun runkoon.

Tämän tapainen ajokoneisto on tunnettu esimerkiksi saksalaisesta hakemusjul-kaisusta 41 22 741.

15 Erityisesti kaarreajossa muodostuva keskipakoisvoima aiheuttaa vaunun runkojen keikahdus- tai kallistusliikkeitä, joita yleensä vaimennetaan kallistustuen avulla. Näiden kallistusliikkeiden tapahtuessa vaunun runko kallistuu jousistoon vaikuttavan keskipakoisvoiman mukaisesti kohti ulkokaarretta ja lisää matkustajaan kohdistuvaa sivuttaiskiihtyvyyttä. Nämä subjektiivisesti epämiellyttävät sivuttaiskiihtyvyydet ra-20 joittavat ajonopeutta erityisesti mutkaisilla rataosuuksilla.

Käytännöstä on jo tunnettua kallistaa vaunun runkoa kaarreajossa keskipakoisvoimaa vastaan ja siten vähentää sivuttaiskiihtyvyyttä.

0 ' i 25 Eräässä tällaisessa aikaisemmin tunnetussa kallistusjärjestelmässä (Talgo-Pendular-System, EPR 42 (1993) Hl-2, s. 39) korkealla olevalla kääntymiskeskipisteellä varustetun vaunun rungon heilahtelu saadaan aikaan korkealle sijoitetulla toisiojousella siten, että vaunun runko liikkuu samalla tavoin kuin vapaa heiluri ja tällöin matkus-

1 I

tajaan kohdistuva keskipakoisvoima pienenee. Eräs tämän järjestelmän haittapuoli 30 on se, että alemman alueen (istuimien tason) ulkomittoja pitää rajoittaa ja tästä - ‘ puolestaan aiheutuu käytettävissä olevan matkustajatilan pieneneminen.

: Eräässä toisessa aikaisemmin tunnetussa kallistusjärjestelmässä (SIG-Neitec ETR 42 (1993) Hl-2, s. 36, 37) on ajokoneiston alustan ja ajokoneiston kotelon väliin sijoi- 112460 2 tettu heilurimekanismi, jossa tapauksessa käytetään keskipakoisvoiman käynnistämää ilmasylinteriä alustan ja ajokoneiston kotelon välissä, joka ilmasylinteri on sijoitettu alustan ja ajokoneiston kotelon väliin vaakatasoon poikittaissuuntaan ja se kallistaa alustaa tai vaunun runkoa nostoliikkeellä kohti sisäkaarretta, jolloin tämä 5 nostoliike suoritetaan epästabiilisti toimivalla paineilmasylinterillä, joka reagoi alustan ja ajokoneiston kotelon välisiin poikittaisliikkeisiin. Heilurijärjestelmän käänty-miskeskipiste on tässä sijoitettu suunnilleen vaunun rungon painopisteeseen. Tämän rakenteen eräs haittapuoli on se, että kallistusjärjestelmän (heilurimekanismi) käynnistämiseksi tarvitaan varsin huomattavia poikittaisliikkeitä alustan ja ajokoneiston 10 kotelon välillä kallistuksen aikaansaamiseksi. Tällöin vaunun rungon käyttökelpoinen poikkileikkausala pienenee huomattavasti.

Yllä kuvatun kaltainen vaunun rungon heilurimainen jousitus on lisäksi käytännössä tunnettu (ABB-Neitec X2000 ETR 42 (1993) Hl-2, s. 31, 32), mutta tässä tapauk-15 sessa työsylinteri on sijoitettu poikittaissuuntaan ajokoneiston kotelon ja alustan väliin ja työsylinteri käynnistetään toimimaan poikittaisella, kiihtyvyydestä riippuvalla käyttöelektroniikalla. Työsylinteri aikaansaa heilurijärjestelmän välityksellä vaunun rungon kallistumisen keskipakoisvoimaa vastaan, jolloin saavutettava kallistuskulma on noin 8°.

20

Myös tämän järjestelmän kääntymiskeskipiste sijaitsee suunnilleen vaunun rungon painopisteessä. Tämän järjestelmän haittapuoli on siinä, että gravitaatioakselilla oleva kääntymiskeskipiste aiheuttaa jälleen vaunun rungon käyttökelpoisen poikkileikkauksen pienenemisen.

25

Aikakauslehdestä Ö & P Ölhydraulik und Pneumatic, painos 36 (1992), numero 10, tiedetään lisäksi, että radan ja vaunun rungon välisen heilahduskulman korjaamiseksi liiallisen keskipakoisvoiman esiintyessä sijoitetaan työsylinteri ajokoneiston ja > » vaunun rungon väliin, jolloin vaunun rungon pituussuuntaan sijoitetaan useita työsy-30 lintereitä peräkkäin ja ne liitetään ja kytketään yhteen siten, että kuormitus jakautuu : tasaisesti kaikkiin ajokoneistoihin. Heilahduskulmat tasataan tässä käynnistämällä • vastaavasti elektronisesti ohjatulla tavalla työsylinterit ja nämä kulmat korjataan : ; keskimääräiseksi heilahduskulmaksi 0. Siten tämän aikaisemmin tunnetun laitteen 112460 3 tarkoitus rajoittuu heilahduskulman korjaamiseen ajokoneistojen tasaiseksi kuormittamiseksi.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on mahdollisimman suuren poikkileikkauksen 5 aikaansaamiseksi vaunuun saada aikaan kallistusmekanismi, jossa vaunun rungon keikahtaessa liiallisen keskipakoisvoiman vaikutuksesta kääntymiskeskipiste sijaitsee mahdollisimman tarkasti heilahduskeskipisteen tasossa, joka kallistusmekanismi voidaan jälkiasentaa nykyisiin ajokoneistoihin, voidaan sijoittaa olemassa olevien vaunun runkojen alle ja jolle ovat tunnusomaisia yksinkertaiset rakenne-elementit.

10 Tämä tarkoitus saavutetaan johdannossa esitetyllä ajokoneistolla siten, että ainakin yhteen heilahdustuen heilureista kuuluu loppuohjauselementti, joka alustan poikittaisen pään tai vaunun rungon sivun laskiessa tai noustessa voidaan käynnistää vastakkaiseen suuntaan. Tämän rakenteen etu on siinä, että kääntymiskeskipiste 15 sijaitsee suunnilleen toisiojousen tasossa ja siten saavutetaan mahdollisimman suuri rajaprofiilin hyödyntäminen.

Keksinnön mukaisesti molempiin heilureihin kuuluu edullisesti loppuohjauselementit. Lisäksi loppuohjauselementit ovat edullisesti lukittuvat. Edelleen loppuohjausele-20 mentit ovat edullisesti lukittuvia pääteasentoonsa. Keksinnön mukaisesti ainakin . toinen loppuohjauselementti on varustettu kiskoajoneuvon pitkittäisakselin molem- < » > » * millä puolilla kulkuradan mittausvälineellä, joka mittaa loppuohjauselementtien tarvittavan nousuliikkeen heilahdusliikkeen kompensoimiseksi. Kaksi heilahdustukea on edullisesti sijoitettu symmetrisesti ajokoneiston poikittaisakselin suhteen ja niihin 25 kuuluu heilurit, joissa on loppuohjauselementit. Keksinnön mukaisesti on myös aja-! teltavissa, että loppuohjauselementti muodostuu työsyIinteristä. Vaihtoehtoisesti loppuohjauselementti voi keksinnön mukaisesti olla rakenteeltaan mekaaninen, lineaarinen käyttömekanismi. Yllä kuvatun keksinnön avulla kiskoajoneuvon ajokoneisto ' ' voidaan edullisesti varustaa kallistusmekanismilla, joka voidaan jälkiasentaa jo ole- 30 massa oleviin ajokoneistoihin. Keksinnön mukainen kallistusmekanismi voidaan lisäksi sijoittaa jo olemassa olevien vaunun runkojen alle ja sille ovat tunnusomaisia ; ‘ yksinkertaiset rakenne-elementit. Keksinnön mukaisen kallistusmekanismin avulla voidaan erityisesti hyödyntää vaunun mahdollisimman suuri käyttökelpoinen poikkileikkaus.

112460 4

Keksinnön erään vaihtoehtoisen suoritusmuodon mukaisesti, kun kyseessä on ajo-koneisto kiskoajoneuvoihin, joissa ajokoneiston koteloa tukevat ensiöjousten välityksellä pyörät tai pyörästöt ja joissa vaunun runkoa tukee toisiojousten välityksellä alusta tai joissa kiskoajoneuvon vaunun runko on suoraan tuettuna ja joissa alusta 5 tai vaunun runko on lisäksi kytketty ajokoneiston kotelon suhteen iskunvaimentimi-en avulla, jotka vaimentavat pysty- ja heilahdusliikkeet ja jolloin mukaan kuuluu ainakin yksi heilahdustuki, joka vaimentaa heilahdusliikkeet ja tukee kiinteitä vipuja, jotka on liitetty sarana-asennetuilla heilureilla alustaan tai vaunun runkoon, jolloin heilahdustuen vääntöakseliin on integroitu loppuohjauselementti, joka alustan poi-10 kittaispään tai vaunun rungon sivun laskiessa tai noustessa voidaan käynnistää vastakkaiseen suuntaan.

Keksinnön erään suoritusmuodon yksityiskohtia selvitetään seuraavaksi viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa: 15

Kuvio 1 esittää poikkileikkausta keksinnön mukaisesta ajokoneistosta.

Kuvio 2 esittää ylhäältäpäin osaa kuvion 1 mukaisesta ajokoneistosta.

20 Kuvio 3 esittää osaa kuvion 1 mukaisen ajokoneiston keskeltä otetusta pitkittäisleikkauksesta.

Keksinnön mukaiseen ajokoneistoon kuuluu olennaisesti ajokoneiston kotelo 2, jota tukee kaksi pyörästöä 1 ensiöjousten (ei esitetty) välityksellä ja johon on asennettu 25 pystysuuntaisesti liikkuvasti pneumaattisten toisiojousten 3 välityksellä alusta 5, joka ’;;; tukee vaunun runkoa 4. Vaunun runko 4 on tässä asennettu ajokoneiston päälle ‘ ’ sivuttaisliukukappaleiden 6 avulla, jotka on kiinnitetty toisiojousten 3 yläpuolella alustaan 5 ja joita ohjataan vaakasuuntaisesti ajokoneiston päällä kääntötelitapilla 7, .. ’ joka on sijoitettu keskeisesti alustaan tai alustapalkkiin 5. Keksintöön oleellisesti 30 liittymättömien välttämättömien pystyvaimentimien ja heilahdusvaimentimien lisäksi ’ alustapalkki 5 on lisäksi jousitettu tai pehmustettu ajokoneiston kotelon 2 suhteen ainakin yhden, esitetyssä suoritusmuodossa kahden heilahdustuen avulla. Kumpaankin tällaiseen heilahdustukeen kuuluu vääntöakseli 8, joka on asennettu vaakatasoon ulottuen ajokoneistoon nähden poikittaissuuntaan pyörivästi ajokoneiston 112460 5 koteloon 2 nähden ja joka pitkittäispäissään tukee pyörimisen suhteen kiinteästi vipuja 9, joiden vapaassa päässä on likimain pystysuuntaisesti oleva, saranakiinni-tetty heiluri 10. Tämä heiluri 10 on kiinnitetty toisesta vapaasta päästään samalla tavoin nivelletysti aluspalkkiin 5.

5

Vaunun rungon 4 heilahdusliikkeiden tapahtuessa aluspalkin 5 sijaitessa ajoneuvon poikittaissuuntaisesti aluspalkin 5 toinen poikittaissuuntainen pää painuu toisiojou-seen 3 ja sen toinen poikittaissuuntainen pää nousee vastaavan määrän irti tällä puolella sijaitsevasta toisiojousesta 3. Nämä heilahdusliikkeet siirtyvät heilurien 10 ja 10 vipujen 9 kautta vääntöakseliin 8 ja vääntävät vääntöakselia 8. Vääntöakselin 8 jou-sivaikutuksen seurauksena heilahdusliikkeet vaimentuvat. Tämän heilahdusvaimen-nuksen aikana vääntöakseli 8 vaikuttaa heilurien 10 ja vipujen 9 kautta ja aikaansaa heilahdusjäykkyyden, jota tarvitaan hyvien ajo-ominaisuuksien saavuttamiseksi. Tällöin ajoneuvo heilahtelee heilahduskeskipisteen suhteen, joka määritellään ajo-15 neuvon järjestelmäparametreistä, joita ovat esimerkiksi ensiöjousen jäykkyys, hei-lahdustuen jäykkyys, toisiojousen kanta ja painopisteen sijainti. Tällöin heilahdustu-en vääntöakseli 8 kiristyy keskipakoisvoiman vaikutuksesta siihen pisteeseen, että saavutetaan tarpeellinen vastavoima voimien tasapainon aikaansaamiseksi. Keksinnön mukaisesti ajokoneiston rakenteessa on ainakin toinen heilureista 10 muodos-20 tettu loppuohjauselementiksi. Tämä loppuohjauselementti (heiluri 10) ylikompensoi . esiintyöntymällä ja sisäänvetäytymällä vääntöakselin 8 deformaation siten, että sa malla, kun heilahdusjäykkyys ja heilahduskeskipiste säilyvät muuttumattomina, ajo-, . neuvo kuitenkin kallistuu kaarteen puolelle. Loppuohjauselementti (heiluri 10) ei '. tässä tapauksessa toimi vasten ajoneuvon omaa painoa, vaan ainoastaan kääntää 25 vaunun runkoa vaunun pääakselin suhteen. Ulkokaarteen puolella toisiojousi 3 oike-; nee pystysuuntaan ja sisäkaarteen puolella vastaava toisiojousi 3 puristuu kokoon.

Kaksipisteisen pneumaattisen ohjausjärjestelmän ansiosta tämä tapahtuu vain vähäisellä toisiojousten 3 vastuksella (vain ilmavirtausvastus). Pystysuuntainen vaimennus tapahtuu normaalitilanteen tapaan toisiojousen 3 puristuksella tai oikenemi-30 sella. Vaunun rungon 4 tarvittavan kallistuksen aloitus tapahtuu tällöin liiallisesta keskipakoisvoimasta riippuen siten, että kallistuksen aloitus riippuu joko kulkuradas- ‘ ta tai voimasta. Tämä loppuohjauselementtien (heilurit 9) laukeaminen tai toimin- : nan aloittaminen ei kuitenkaan ole keksinnön kohteena.

Claims (9)

112460 6

1. Ajokoneisto kiskoajoneuvoja varten, jolloin ajokoneiston kotelo on tuettu ensiö-jousten kautta pyörien tai pyörästöjen avulla ja vaunun runko on tuettu toisiojous- 5 ten kautta aluspalkin avulla tai kiskoajoneuvon vaunun runko on suoraan tuettu ja lisäksi aluspalkki tai vaunun runko on kytketty ajokoneiston kotelon suhteen iskun-vaimentimien avulla, jotka vaimentavat pysty- ja heilahdusliikkeitä ja ainakin yhdellä heilahdustuella, joka vaimentaa heilahdusliikkeitä ja tukee kiinteitä vipuja, jotka on liitetty sarana-asennetuilla heilureilla aluspalkkiin tai vaunun runkoon, tunnettu 10 siitä, että ainakin toinen heilureista (10) muodostaa loppuohjauselementin, joka aluspalkin (5) poikittaissuuntaisen pään tai vaunun rungon (4) sivun laskiessa tai noustessa voidaan käynnistää vastakkaiseen suuntaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ajokoneisto, tunnettu siitä, että molemmat 15 heilurit (10) muodostavat loppuohjauselementit.

3. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen ajokoneisto, tunnettu siitä, että loppuohjauselementit (heilurit 10) ovat lukittuvia.

4. Patenttivaatimusten 1 - 3 mukainen ajokoneisto, tunnettu siitä, että loppuoh jauselementit (heilurit 10) ovat lukittuvia ääriasentoon.

5. Patenttivaatimusten 1 - 4 mukainen ajokoneisto, tunnettu siitä, että ainakin toinen loppuohjauselementti (heiluri 10) on varustettu kiskoajoneuvon pitkittäisak- 25 selin molemmilla puolilla kulkuradan mittausvälineellä, joka mittaa loppuohjausele-menttien (heilurit 10) tarvittavan nousuliikkeen heilahdusliikkeen kompensoimiseksi.

6. Patenttivaatimusten 1 - 5 mukainen ajokoneisto, tunnettu siitä, että kaksi hei-lahdustukea (8 -10) on sijoitettu symmetrisesti ajokoneiston poikittaisakselin suh- 30 teen ja niissä on heilurit (10), jotka muodostavat loppuohjauselementit.

7. Patenttivaatimusten 1 - 6 mukainen ajokoneisto, tunnettu siitä, että loppuoh- : jauselementti (heiluri 10) on työsylinteri. 112460 7

8. Patenttivaatimusten 1 - 7 mukainen ajokoneisto, tunnettu siitä, että loppuoh-jauselementti (heiluri 10) on rakenteeltaan mekaaninen lineaarinen käyttömekanis-mi.

9. Ajokoneisto kiskoajoneuvoja varten, jolloin ajokoneiston kotelo on tuettu ensiöjo- usten välityksellä pyörien tai pyörästöjen avulla ja vaunun runko on tuettu toisiojo-usten välityksellä aluspalkin avulla tai kiskoajoneuvon vaunun runko on tuettu suoraan ja lisäksi aluspalkki tai vaunun runko on kytketty ajokoneiston kotelon suhteen iskunvaimentimien avulla, jotka vaimentavat pysty- ja heilahdusliikkeitä ja ainakin 10 yhden heilahdustuen avulla, joka vaimentaa heilahdusliikkeitä ja tukee kiinteitä vipuja, jotka on liitetty sarana-asennetuilla heilureilla aluspalkkiin tai vaunun runkoon, tunnettu siitä, että heilahdustuen (8 -10) vääntöakseliin (8) on integroitu loppuoh-jauselementti, joka aluspalkin (5) poikittaissuuntaisen pään tai vaunun rungon (4) sivun laskiessa tai noustessa voidaan käynnistää vastakkaiseen suuntaan. 112460 8