FI72294B - Axeldrivanordning foer raelsfordon - Google Patents

Description

72294 ^ Kiskoajoneuvon akselinkäyttölaite Axeldrivanordning for rälsfordon 5

Keksinnön kohteena on kiskoajoneuvon akselinkäyttölaite kiskoajoneuvon vetävää pyöräkertaa varten, johon akselinkäyttölaitteeseen kuuluu ainakin yksi vetävien pyörien akselille laakeroitu voimansiirron kotelo, joka sisältää kayttomoottoriin yhdistetyn käyttävän pyörän ja akseliin 10 kiinnitetyn käytetyn pyörän sekä voimansiirtoelimet, joilla voima välitetään käyttävältä pyörältä käytetylle pyörälle.

Kiskoajoneuvojen vetävät akselit ovat erittäin kalliita silloin, kun ei käytetä kytkintankovoimansiirtoa (esim. höyryvetureissa on sellainen).

15 Kytkintankovoimansiirto on kuitenkin jäämässä pois ja tilalle on tullut vallitsevaksi rakenne, jossa akselia käytetään hammaspyörä tai ketju-välityksellä.

Tällaisessa tavanomaisessa järjestelmässä kiskoajoneuvon vetävällä akse-20 lilla on akselin ympärille laakeroitu akselinkäyttölaite, joka sisältää kotelon sisällä olevan hammas- tai ketjuvaihteen. Hammas- tai ketju-vaihteen käyttävä akseli on yhdistetty moottoriin ja käytetty akseli on kulkuneuvon varsinainen kiskoilla kulkuun tarkoitettu akseli. Kokonaisuus, joka sisältää edellä mainitun akselinkäyttölaitteen, kiskoilla 25 kulkuun tarpeelliset junanpyörät ja akselin kiinnittämiseksi kulkuneuvon runkoon tarvittavat laakeripesät, on nimeltään pyöräkerta. Pyöräkerran akselilla on näin siten kolme laakeroitavaa kohdetta: kaksi laakeripe-sää, jotka kantavat kulkuneuvon painon ja joihin jousitus on kytketty, ja akselinkäyttölaite. Akselinkäyttölaitteen käytetty pyörä on liitetty 30 yleensä kutistusliitoksella pyöräkerran akselille ia sen sekä käyttävän pyörän ympärillä on kotelo. Tämä kotelo on normaalisti laakeroitu akselille kahdella laakerilla.

Tällainen rakenne edellyttää akselilla käyttlaitetta varten normaalisti 35 kolme tarkkuushiottua kaulaa, jotka ovat pyörien välisellä akselin osalla ja jäävät näin piiloon kulkuneuvon alle. Korjauksia suoritettaessa joudutaan akselin jompi kumpi pyörä irrottamaan, jos akselinkäyttölait- 2 72294 1 teen akselille asennettuja osia joudutaan vaihtamaan. Tämä edellyttää koko pyöräkerran irrottamista raskaan kulkuneuvon alta ja on näin erittäin suuritöinen ja alkaa vievä toimenpide.

5 Tällainen tavanomainen rakenne aiheuttaa akseliin myös varsin suuren kuormituksen. Tällainen rakenne, jossa akselinkäyttölaite on sijoitettu pyörien väliselle osalle akselia, rasittaa akselia omasta painostaan aiheutuvalla taivutusmomentilla sekä tuklmomentllla, joka syntyy veto-tilanteessa, kun akselinkäyttölaite on tuettuna veturin runkoon sen 10 pyörähtämisen estämiseksi. Tämä momentti ja siitä syntyvä voima ovat huomattavan suuria, sillä momentti on yhtä suuri kuin kyseisen akselin aikaansaaman kulkuneuvoa liikuttavan vetovoiman aiheuttama momentti.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudenlainen akselinkäyttö-15 laite kiskoajoneuvoja varten, johon ei liity ennestään tunnettujen laitteiden epäkohtia. Tämän toteuttamiseksi on keksinnön mukaiselle akselln-käyttölaitteelle tunnusomaista se, että mainittu voimansiirron kotelo on järjestetty akselin toisen pään laakerointi- ja tuentaelimeksi akselin tukemiseksi ajoneuvon teliin tai runkoon siten, että mainittu voiman-20 siirron kotelo on laakeroitu mainitulle akselille toisen pyörän viereen, jolloin mainitun akselin vastakkainen pää on tuettu ajoneuvon teliin tai runkoon erillisellä laakeripesällä tai vastaavalla.

Keksinnön mukaisella akselinkäyttölaitteella voidaan korvata joko akse-25 Un toinen tai molemmat laakeripesät. Jälkimmäisessä tapauksessa akselinkäyttölaite voidaan rakentaa pienemmäksi ja kevyemmäksi, mikä on useimmissa tapauksissa edullista. Kun voimansiirto hoidetaan kahdella akselinkäyttölaitteella akselin molemmista päistä, vähenee akselin vääntörasltus oleellisesti, mikä vaikuttaa edullisesti akselin kesto-30 ikään ja mitoitukseen.

Keksinnön mukaiseen laitteen käytöllä saavutetaan useita etuja ennestään tunnetuihin ratkaisuihin nähde. Tärkeimpiä etuja ovat mm. laitteen helppo huollettavuus ja se, että kulkuneuvon akseli tulee yksinkertai-35 semmaksi ja halvemmaksi valmistaa. Keksinnön mukainen ratkaisu on myös rakenteeltaan lujuusopillisesti edullisempi ja lisäksi ovat kuormitukset tällaisessa rakenteessa pienemmät kuin tavanomaisissa ratkaisuissa.

ti 3 72294 1 Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti oheiseen piirustukseen viittamalla.

Kuvio 1 esittää kaaviomaisesti keksinnön erästä edullista suoritusmuo-5 toa.

Kuvio 2 esittää kaaviomaisesti keksinnön toista suoritusmuotoa.

Kuvio 3 esittää kaaviomaisesti keksinnön kolmatta suoritusmuotoa.

10

Kuvio 4 esittää kaaviomaisesti keksinnön neljättä suoritusmuotoa.

Kuvio 5 esittää kaaviomaisesti vielä erästä suoritusmuotoa keksinnön mukaisesta rakenteesta.

15

Kuviossa 1 on esitetty kaaviomaisesti rakenne, jossa kiskoajoneuvon teliin tai runkoon 13 on liitetty jousien 10 ja 11 välityksellä pyörä-kerta, jossa käytetään keksinnön mukaista akselinkäyttölaitetta. Kuvion mukaisessa rakenteessa on vetävien pyörien 7 akselille 6 asennettu kek-20 sinnön mukainen käyttölaite, johon kuuluu voimansiirron kotelo 1, joka toimii samalla laakeripesänä, johon akseli 6 on laakeroitu laakereiden 5 avulla. Koteloon 1 on laakeroitu myös moottorin 12 tai moottorin käyttämän voimansiirtolaitteen pyörittämä voimansiirron käyttävä pyörä 2. Käyttävältä pyörältä 2 voima välitetään käytetylle pyörälle 3 voiman-25 siirtoelimellä 4, joka tässä kuviossa on esitetty ketjuna tai vastaavana. Voima voidaan välittää käyttävältä pyörältä käytetylle pyörälle myös siten, että mainitut pyörät ovat suorassa hammaskosketuksessa keskenään. Käytetty pyörä 3 on kiinnitetty pyöräkerran akselin 6 suhteen pyörimättömäksi tavanomaiseen tapaan. Keksinnön mukaisesti hoitaa akse-30 linkäyttölaite varsinaisen tehtävänsä, voimansiirron ohella myös akselin tuennan. Voimansiirron kotelo 1 toimii siis akselin 6 toisena laakeri-pesänä ja se on yhdistetty jousituksen 11 ja pyöräkerran joustoliikkeen ohjaamiseen tarvittavien välineiden välityksellä kiskoajoneuvon teliin tai runkoon 13, jolloin ajoneuvon paino siirtyy akselille 6 voimansiir-35 ron kotelon 1 kautta. Näin on saatu ajoneuvon pvöräkerta yksinkertaisemmaksi, koska toinen varsinainen laakeripesä on tullut tarpeettomaksi ja akselille on saatu muodostettua yksi laakerikaula vähemmän kuin ennen.

‘ 72294 1 Tavanomaisissa rakenteissa pyöräkerran akseli on tuettu molemmista päistään laakeripesien ja jousien välityksellä teliin tai runkoon ja voimansiirto on järjestetty akseliin pyörien välissä olevalla erillisellä akselinkäyttölaitteella. Tässä suoritusmuodossa on pyöräkerran akseli 5 6 tuettu toisesta päästään tavanomaiseen tapaan ajoneuvon teliin tai runkoon 13 jousien 10 ja laakeripesän 8 sekä pesässä olevien laakerien 9 välityksellä. Tässä kuvion 1 mukaisessa keksinnön edullisessa suoritusmuodossa on akselinkäyttölaite sijoitettu pyöräkerran pyörän 7 ulkopuolelle. Tällainen sijoitus on mahdollinen siksi, että keksinnön mukainen 10 akselinkäyttölaite on kapea, koska se on integroitua rakennetta perinteisen laakeripesän kanssa. Pyörien 7 väliin jäävä akselin 6 osa on täysin tapapaksu ja se voidaan periaatteessa jättää työstämättä. Ajoneuvon ulkosivulla oleva akselinkäyttölaite on huollon kannalta erinomaisesti sijoitettu ja korjaukset voidaan tehdä pyöriä tai koko pyöräkertaa ajoneuvon 15 alta irrottamatta.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön toinen suoritusmuoto. Tämän kuvion mukainen rakenne on muuten täysin samanlainen kuin kuviossa 1 esitetty, mutta tässä on akselin 6 toinen tuentakohta sijoitettu pyörien 7 väliin. 20 Tämä tuentakohta muodostuu pyörien 7 välissä, toisen pyörän vieressä olevasta laakeripesästä 8a ja laakeripesässä olevista laakereista 9a sekä jousesta 10a, jolla laakeripesä 8a on tuettu ajoneuvon teliin tai runkoon 13. Tässä suoritusmuodossa ovat akselinkäyttölaitteen sijoitus sekä siitä johtuvat edut samanlaiset kuin kuviossa 1 on esitetty, mutta 25 toinen laakeripesä 8a ei sijaitse huollon kannalta yhtä edullisessa paikassa kuin edellisen suoritusmuodon yhteydessä selostettiin. Kuvion 2 mukaisessa rakenteessa voi olla mahdollista, että huollettaessa tai korjattaessa laakeripesää 8 ja siihen liittyvä laitteita joudutaan toinen pyöristä 7 irrottamaan. Joissakin tapauksissa on tällainen 30 sijoitus kuitenkin välttämätön.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön kolmannen suoritusmuodon rakenne. Tässä suoritusmuodossa on akselinkäyttölaite samanlainen kuin edellisissäkin suoritusmuodoissa, mutta se on sijoitettu pyörien 7 väliin. Tällainen 35 akselinkäyttölaitteen sijoitus voi joissakin tapauksissa olla haluttua, vaikka se ei laitteen huollon kannalta olekaan yhtä edullinen kuin edellisten suoritusmuotojen yhteydessä oleva rakenne. Tämän suoritus- 5 72294 Ί muodon mukainen akselinkäyttölaite on suojatummassa paikassa ulkoisilta vaurioilta kuin edellisissä suoritusmuodoissa, joskin sen huollettavuus on vaikeampaa. Pyöräkerran toisen laakeripesän 8 sijoitus on tässä suoritusmuodossa identtinen kuviossa 1 esitetyn suoritusmuodon kanssa.

5

Kuviossa 4 on esitetty keksinnön neljäs suoritusmuoto. Tässä suoritusmuodossa ovat sekä akselinkäyttölaite voimansiirron koteloineen la että laakeripesä 8a sijoitetut pyöräkerran pyörien 7 väliin. Tällainen rakenne voi olla tarpeen silloin, jos halutaan tehokkaammin suojata 10 akselinkäyttölaitetta ja laakereita ulkoisilta kolhuilta. Tällainen rakenne on kuitenkin huolto- ja korjaustöiden kannalta epäedullisempi kuin kuviossa 1 esitetty rakenne.

Kuviossa 5 on esitetty vielä eräs suoritusmuoto keksinnön mukaisesta 15 rakenteesta. Tämän kuvion mukainen rakenne vastaa muuten kuviossa 1 esitettyä, mutta tässä suoritusmuodossa käytetään kahta akselinkäyttö-laitetta, joiden välityksellä akseli on tuettu molemmista päistään runkoon tai teliin. Kuvion mukaisesti on siis kiskoajoneuvon teliin tai runkoon 13 liitetty jousien 11 ja 26 välityksellä pyöräkerta, jossa 20 käyte tään kahta keksinnön mukaista akselinkäyttölaitetta. Rakenteessa on vetävien pyörien 7 akselille 6, sen molempiin päihin, asennettu keksinnön mukaiset käyttölaitteet, joihin kuuluu voimansiirron kotelot 1 ja 21, jotka toimivat samalla laakeripesinä, joihin akseli 6 on laakeroitu laakereiden 5 ja 25 avulla. Koteloihin 1 ja 21 on laakeroitu 25 myös moottoreiden 31 ja 32, tai moottorin käyttämien voimansiirtolait-teiden pyörittämät voimansiirron käyttävät pyörät 2 ja 22. Käyttävältä pyörältä 2,22 voima välitetään voimansiirtoelimellä 4,24 käytetylle pyörälle 3,23. Voimansiirtoelimenä voidaan tässäkin käyttää mitä tahansa tarkoitukseen sopivaa elintä, kuten ketjua, hammaspyöriä tai vastaavaa. 30 Akselinkäyttölaitteet hoitavat voimansiirron ohella myös akselin tuen-nan. Voimansiirron kotelot 1 ja 21 toimivat siis akselin 6 laakeripesinä ja ne on yhdistetty jousituksen 11 ja 26 sekä pyöräkerran joustoliik-keen ohjaamiseen tarvittavien välineiden välityksellä ajoneuvon teliin tai runkoon 13, jolloin ajoneuvon paino siirtyy akselille 6 voimansiir-35 ron koteloiden 1 ja 21 kautta.

72294 1 Kuvion 5 mukaisessa suoritusmuodossa käytetään kahta moottoria 31 ja 32 tai moottorin/moottoreiden käyttämää voimansiirtolaitetta akselin 6 pyörittämiseen. Kumpaakin akselinkäyttölaitetta varten on siis oma moottori tai voimansiirtolaite. Tällainen rakenne on erittäin edullinen, 5 sillä akselin vääntörasitus putoaa tässä käytännössä nollaan, kun voima välitetään akselille 6 sen molemmista päistä aivan pyörien 7 vierestä. Akselinkäyttölaitteet saadaan myös kooltaan ja painoltaan pienemmiksi kuin kuvioiden 1-4 mukaisissa suoritusmuodoissa, koska rasitus jakautuu tasaisesti kahdelle akselinkäyttölaitteelle. Akselin jousittamaton 10 massa on kuvion 5 mukaisessa rakenteessa symmetrisesti sijoittuneena kulkuneuvon pituusakseliin nähden, mikä parantaa kulkuominaisuuksia.

On kuitenkin syytä huomata, että rakenne, jossa käytetään kahta akselinkäyttölaitetta, ei rajoitu pelkästään kuviossa 5 esitettyyn suoritus-15 muotoon. Niinpä ovat mahdollisia kaikki sellaiset suoritusmuodot, kuin on esitetty kuvioissa 1-4, jos ajatellaan näissä kuvioissa tavanomaisen laakeripesän tilalle sijoitettavaksi toinen vastaava akselinkäyttölaite. On kuitenkin todettava, että kuviossa 5 esitettyä suoritusmuotoa voidaan pitää ehdottomasti parhaana, koska akselinkäyttölaitteet on sijoitettu 20 pyörien ulkopuolelle, huollon ja korjausten kannalta edulliseen kohtaan.

Keksinnön kaikille edellä kuvatuille suoritusmuodoille on kuitenkin yhteistä se, että akselinkäyttölaitteella/-laitteilla hoidetaan samalla voimansiirron välitys sekä ainakin pyöräkerran toisen pään laakerointi. 25 Kaikilla mainituilla suoritusmuodoilla saavutetaan myös seuraavat edut. Akselille perinteisesti laakeroiduista kolmesta laitteesta jää jäljelle kaksi. Aiemmin tarvittavista kuudesta laakerista (laakeripesissä kaksi laakeria ja akselinkäyttölaitteessa myös kaksi laakeria) jää käyttöön vain neljä laakeria. Kolme tarkkuushiottua kaulaa voidaan jättää akse-30 liitä pois. Huomattavana etuna voidaan lisäksi pitää sitä, että akseli voidaan mitoittaa kevyemmäksi, koska akseliin kohdistuvat kuormitukset ovat keksinnön mukaisissa rakenteissa pienemmät. Akselin keskiosaa ei enää kuormita ajotilanteessa tukimomentista aiheutuva taivutusmomentti niin kuin tavanomaisissa rakenteissa. Myös itse akselinkäyttölaitteen 35 painosta aiheutuva taivutusmomentti putoaa keksinnön mukaisessa rakenteessa käytännössä nollaan.

7 72294 1 Keksinnön mukaisella rakenteella, ja varsinkin sellaisella, jossa käytetään kahta akselinkäyttölaitetta, saavutetaan vielä yksi merkittävä lisäetu. Nimittäin jarrulaitteet, jotka vaikuttavat suoraan pyöriin tai pyöriä käyttäviin voimansiirtoelimiin, voidaan kiinnittää suoraan voiman-5 siirron koteloon. Tällöin jarrutuksessa syntyvät voimat tai momentit välittyvät runkoon tai teliin samojen elimien kautta, joilla itse akseli on tuettu runkoon tai teliin. Jarrulaitteita varten ei siten tarvita erillisiä tuentaelimiä.

10 Edellä on keksintöä selostettu sen kuvioissa esitettyihin suoritusmuotoihin viittaamalla. Tällä ei kuitenkaan haluta millään tavoin rajoittaa keksintöä vain näitä suoritusmuotoja koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia seuraavien patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

15 20 25 30 35

Claims (7)

1. Kiskoajoneuvon akselinkäyttölaite kiskoajoneuvon vetävää pyöräkertaa varten, johon akselinkäyttölaitteeseen kuuluu ainakin yksi vetävien pyö- 5 rien akselille (6) laakeroitu voimansiirron kotelo (l,la;21), joka sisältää käyttömoottoriin (12;31,32) yhdistetyn käyttävän pyörän (2,2a;22) ja akseliin (6) kiinnitetyn käytetyn pyörän (3,3a;23) sekä voimansiirtoeli-met (4,4a;24), joilla voima välitetään käyttävältä pyörältä käytetylle pyörälle, tunnettu siitä, että mainittu voimansiirron kotelo 10 a.la) on järjestetty akselin (6) toisen pään laakerointi- ja tuentaeli-meksi akselin tukemiseksi ajoneuvon teliin tai runkoon (13) siten, että mainittu voimansiirron kotelo (1,1a) on laakeroitu mainitulle akselille (6) toisen pyörän (7) viereen, jolloin mainitun akselin (6) vastakkainen pää on tuettu ajoneuvon teliin tai runkoon (13) erillisellä laakeripesäl-15 lä (8,8a) tai vastaavalla (21).

1 Patenttivaatimukset 72294

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen akselinkäyttölaite, tunnettu siitä, että voimansiirron kotelo (1) on laakeroitu pyöräkerran akselin (6) ulkonevalle osalle toisen pyörän (7) ulkopuolelle ja että pyöräker- 20 ran toinen, erillinen laakeripesä (8,8a) tai vastaava (21) on laakeroitu akselin (6) vastakkaisessa päässä olevan pyörän (7) ulkopuolelle akselin (6) ulkonevalle osalle tai pyörien (7) väliin.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen akselinkäyttölaite, tunnettu 25 siitä, että voimansiirron kotelo (la) on laakeroitu pyöräkerran akselille (6) pyörien (7) väliin ja että pyöräkerran toinen erillinen laakeripesä (8,8a) tai vastaava (21) on laakeroitu akselin (6) vastakkaisessa päässä olevan pyörän (7) ulkopuolelle akselin (6) ulkonevalle osalle tai pyörien (7) väliin. 30

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen akselinkäyttölaite, tunnettu siitä, että pyöräkerrassa on kaksi akselinkäyttölaitetta siten, että akseli (6) on molemmista päistään tuettu voimansiirron kote- ' lolla (1,1a,21). 35

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen akselinkäyttölaite, tunnettu siitä, että voimansiirron kotelo (1,1a,21) on tuettu ajoneuvon teliin tai runkoon (13) jousielimen (11,11a;26) ja pyöräkerran jous- ti 9 72294 1 toliikkeen ohjaamiseen tarvittavien välineiden avulla.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen akselinkäyttölaite, tunnettu siitä, että jousielimen (ll,lla;26) tuenta- ja kiinnitysvälineet sekä 5 joustoliikkeen ohjaamiseen tarvittavat välineet on muodostettu voimansiirron koteloon (l,la;21) kiinteästi.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen akselinkäyttölaite, tunnettu siitä, että voimansiirron koteloon (l,la;21) on kiinni- 10 tetty pyöriin (7) tai pyöriä käyttäviin voimansiirtoelimiin (2-4,2a-4a; 22-24) vaikuttavat jarrulaitteet. 15 20 25 30 35