IT9021545A1

IT9021545A1 - SUPPORT SYSTEM FOR SINGLE WHEEL OF A DRIVE WHEEL FOR VEHICLES ON RAILS.

Info

Publication number: IT9021545A1
Application number: IT021545A
Authority: IT
Inventors: Pierre Coosemans; Siegfried Reike
Original assignee: Eickhoff Geb
Priority date: 1989-09-25
Filing date: 1990-09-24
Publication date: 1992-03-24
Also published as: IT1243032B; DE3931912A1; IT9021545A0

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

L'invenzione si riferisce ad un sistema di supporto per ruota singola di una ruota motrice per veicoli su rotaie, in particolare ad automotrici per metropolitane a piano ribassato, con un contenitore o scatola del meccanismo disposta sul lato esterno della ruota motrice e che contiene il supporto della ruota e serve da appoggio per scocca della vettura. The invention relates to a single wheel support system of a driving wheel for rail vehicles, in particular to railcars for low-floor subways, with a container or mechanism box arranged on the outer side of the driving wheel and which contains the wheel support and serves as a support for the car body.

Nel caso di automotrici del tipo nominato prima, per la trasmissione della potenza di azionamento è noto, al posto di un meccanismo ad assi mediano, l'utilizzo di un meccanismo sul lato esterno delle ruote motrici. Una simile esecuzione del meccanismo è per esempio prevista nel caso di vetture articolate pluriassi di una tranvia, rese note negli ultimi tempi, ciascuna con un carrello per scocche di vettura. In questo caso ciascun carrello contiene, oltre ad una coppia di ruote libere, una coppia di ruote azionate, le quali ruote sono supportate singolarmente sul carrello e sono connesse l'una con l'altra mediante un albero rigido alla torsione, che sostituisce l'asse della sala montata, attraverso un meccanismo situato all'esterno. Il motore di azionamento è supportato sul lato inferiore della scocca di vettura ed è in collegamento meccanico con uno dei due meccanismi disposti all'esterno mediante un giunto cardanico o simili. In the case of railcars of the type mentioned above, the use of a mechanism on the outer side of the driving wheels is known instead of a median axis mechanism. A similar embodiment of the mechanism is foreseen, for example, in the case of multi-axis articulated cars of a tramway, recently disclosed, each with a trolley for car bodies. In this case, each trolley contains, in addition to a pair of free wheels, a pair of driven wheels, which wheels are individually supported on the trolley and are connected to each other by means of a torsionally rigid shaft, which replaces the axle of the wheelset, through a mechanism located on the outside. The drive motor is supported on the underside of the car body and is in mechanical connection with one of the two mechanisms arranged on the outside by means of a cardan joint or the like.

Nel caso di tranvie a scartamento ridotto di un metro o meno, proprio negli ultimi tempi, per ragioni di spazio ed altre, è stata data la preferenza a meccanismi esterni rispetto ad un meccanismo ad assi mediano. Poiché nel caso di automotrici per metropolitane a piano ribassato, a causa di curve particolarmente strette o per altre ragioni, per il carrello non sono utilizzabili carrelli rotanti, si manifestano particolari problemi per quanto riguarda il supporto delle ruote motrici e anche il sostegno della scocca di vettura. In the case of narrow gauge tramways of one meter or less, in recent times, for reasons of space and others, preference has been given to external mechanisms over a median axis mechanism. Since in the case of railcars for low-floor subways, due to particularly narrow curves or for other reasons, rotating trolleys cannot be used for the trolley, particular problems arise with regard to the support of the drive wheels and also the support of the body. car.

Alla base dell'invenzione vi è il compito di rendere disponibile un sistema di supporto per ruota singola di una ruota motrice per veicoli su rotaie con un meccanismo esterno, che si distingue per un tipo costruttivo estremamente compatto, mediante utilizzo di parti di meccanismo robuste ed affidabili, e che non solo rende possibile una configurazione delle ruote motrici vantaggiosa nel prezzo,, bensì permette anche un montaggio ed uno smontaggio senza problemi della ruota motrice. The invention is based on the task of making available a single wheel support system of a driving wheel for rail vehicles with an external mechanism, which is distinguished by an extremely compact construction type, through the use of robust and reliable, and which not only makes possible a cost-effective configuration of the drive wheels, but also allows problem-free assembly and disassembly of the drive wheel.

Questo compito, nel caso di un sistema di supporto per ruota singola del tipo nominato all'inizio, viene risolto secondo l'invenzione mediante il fatto che all'interno del contenitore del meccanismo è formato un fuso d'asse, che sporge verso l'esterno con la sua estremità libera attraverso un'apertura del contenitore, che sull'estremità libera è supportata, mediante cuscinetti a rotolamento, una boccola, sporgente entro il contenitore, connessa in maniera fissa con la ruota motrice, e che l'estremità interna della boccola presenta una dentatura esterna, nella quale si inserisce un pignone di un albero motore intermedio. This task, in the case of a single wheel support system of the type mentioned at the beginning, is solved according to the invention by the fact that a shaft spindle is formed inside the housing of the mechanism, which protrudes towards the with its free end through an opening of the container, which on the free end is supported, by means of rolling bearings, a bushing, protruding inside the container, connected in a fixed manner with the drive wheel, and that the internal end of the bush has an external toothing, in which a pinion of an intermediate crankshaft is inserted.

Vantaggiose estensioni risultano dalle sottorivendicazioni. Advantageous extensions result from the subordinate claims.

Opportunamente, il contenitore del meccanismo è costruito come contenitore in ghisa o acciaio fuso, ove nella zona mediana del fuso d'asse è formata una parete intermedia piana congiungente questo con la parete del contenitore. Conveniently, the container of the mechanism is constructed as a container in cast iron or cast steel, where an intermediate flat wall joining it with the container wall is formed in the central area of the shaft spindle.

La parete intermedia serve all'ulteriore irrigidimento del contenitore e fuso d'asse,e contemporaneamente per il supporto dell'asse intermedio.Per questo scopo,riferita alla posizione di montaggio del contenitore del meccanismo,al di sopra del fuso d'asse è contenuto un foro per un primo supporto dell'albero intermedio, ove un secondo supporto è previsto in un appoggio conformato sulla parete esterna del contenitore del meccanismo. Per la connessione meccanica con l'albero motore proveniente dall'esterno, sull'albero intermedio è disposta, fra i due supporti una ruota conica di una trasmissione ad ingranaggi conici. In questo caso l'azionamento può avvenire o mediante un motore flangiato direttamente o mediante un motore applicato sulla scocca di vettura mediante interposizione di un albero articolato. The intermediate wall serves to further stiffen the housing and shaft spindle, and at the same time to support the intermediate shaft. For this purpose, referring to the mounting position of the mechanism housing, above the shaft spindle is contained a hole for a first support of the intermediate shaft, where a second support is provided in a support shaped on the external wall of the container of the mechanism. For the mechanical connection with the drive shaft coming from the outside, a bevel gear of a bevel gear transmission is arranged on the intermediate shaft between the two supports. In this case, the actuation can take place either by means of a directly flanged motor or by means of a motor applied to the car body by interposition of an articulated shaft.

In maniera vantaggiosa l'albero intermedio, oltre il secondo supporto, viene provvisto di una estremità di albero sporgente verso l'esterno, che è utilizzabile come connessione per un freno del veicolo. Advantageously, the intermediate shaft, in addition to the second support, is provided with an outwardly projecting shaft end, which can be used as a connection for a vehicle brake.

Il cuscinetto a rotolamento fra boccola e fuso d'asse viene eseguito opportunamente come cuscinetto radiale a rulli conici. Come ruote motrici sono utilizzabili ruote in esecuzione tradizionale con un semplice foro. La connessione della ruota motrice con la boccola può essere costituita in maniera vantaggiosa come connessione a pressione di olio. The rolling bearing between the bushing and the shaft spindle is suitably designed as a radial tapered roller bearing. As drive wheels, conventional wheels with a simple hole can be used. The connection of the drive wheel with the bushing can advantageously be formed as an oil pressure connection.

La tenuta stagna della fessura anulare in corrispondenza del passaggio della boccola attraverso l'apertura del contenitore viene ottenuta in maniera vantaggiosa mediante guarnizioni ad anello scorrevole e guarnizioni a labirinto. The watertight seal of the annular gap in correspondence with the passage of the bushing through the opening of the container is advantageously obtained by means of sliding ring seals and labyrinth seals.

Un simile sistema di supporto per ruota singola con un contenitore di meccanismo esterno rappresenta una parte costruttiva compatta poco ingombrante. Mediante il fuso d'asse, colato all'interno del contenitore del meccanismo è ottenibile una elevata stabilità. L'azionamento spostato verso l'alto mediante una trasmissione ad ingranaggi cilindrici rende possibile una distanza dal terreno relativamente elevata. Come parti del meccanismo sono utilizzabili elementi semplici, robusti ed economici. Le ruote motrici sono utilizzabili in esecuzioni standard. La sigillatura scorrevole delle boccole rotanti rispetto al contenitore del meccanismo avviene a velocità di rotazione ridotte, un presupposto per elevata sicurezza di funzionamento e usura ridotta. Such a single wheel support system with an external mechanism housing represents a compact, space-saving construction part. By means of the shaft spindle, cast inside the mechanism container, a high stability can be obtained. The drive moved upward by means of a spur gear transmission makes a relatively large ground clearance possible. Simple, robust and inexpensive elements can be used as parts of the mechanism. The drive wheels can be used in standard executions. The sliding sealing of the rotating bushings relative to the mechanism housing takes place at low rotation speeds, a prerequisite for high operational safety and low wear.

Ulteriori particolari dell'invenzione vengono spiegati di seguito con l'aiuto di un esempio di esecuzione rappresentato schematicamente nel disegno. Further details of the invention are explained below with the aid of an exemplary embodiment shown schematically in the drawing.

La figura 1 mostra una vista frontale di un sistema di supporto per ruota singola secondo l'invenzione, Figure 1 shows a front view of a single wheel support system according to the invention,

la figura 2 mostra una vista laterale in direzione di marcia, la figura 3 è una vista superiore e Figure 2 shows a side view in the direction of travel, Figure 3 is a top view e

la figura 4 una sezione perpendicolare del sistema di supporto per ruota singola nel piano della linea A-A della figura 3, in scala maggiore. Figure 4 is a perpendicular section of the single wheel support system in the plane of the line A-A of Figure 3, on a larger scale.

Nel caso del sistema di supporto per ruota singola rappresentata, il contenitore di meccanismo 1 è realizzato come corpo in ghisa rispettivamente in acciaio fuso in un sol pezzo. La parte inferiore è formata a no' di vasca con una parete all'incirca circolare, che è centrata sull'asse di rotazione della ruota motrice 2, come risulta dalla figura 1. Verso l'alto il contenitore di meccanismo 1 è prolungato in maniera conica fino all'altezza della periferia della ruota motrice 2. Su un lato è formato un collo 3, nel quale è supportato l'asse motore non rappresentato. Sul lato frontale collo 3 può essere eseguito in modo tale che su di esso possa venire fissato direttamente un motore di azionamento mediante una connessione a flangia. In the case of the support system for a single wheel shown, the mechanism container 1 is made as a body in cast iron or in cast steel in one piece. The lower part is formed in the form of a tub with an approximately circular wall, which is centered on the axis of rotation of the drive wheel 2, as shown in Figure 1. Towards the top, the mechanism housing 1 is extended in a manner conical up to the height of the periphery of the drive wheel 2. A neck 3 is formed on one side in which the drive axis not shown is supported. On the front side, the neck 3 can be designed in such a way that a drive motor can be directly attached to it by means of a flange connection.

Sui lati esterni opposti del contenitore di meccanismo 1 sono formate s<'>taffe 4, 5 disposte orizzontalmente, che sono angolate in direzione della ruota motrice 2 e sulle loro estremità libere, in un pezzo di connessione (6 rispettivamente 7), per esempio con sezione quadrata come nell'esempio di esecuzione, hanno ciascuna un foro 8 perpendicolare. Le staffe del contenitore del meccanismo di una sala montata vengono connesse, nello stadio di montaggio, l'una all'altra mediante una barra articolata, cosicché si ottiene un parallelogramma articolato. La connessione reciproca serve a mantenere parallele le ruote motrici di una sala montata. On the opposite outer sides of the mechanism housing 1 are formed s <'> tabs 4, 5 arranged horizontally, which are angled in the direction of the drive wheel 2 and on their free ends, in a connecting piece (6 respectively 7), for example with square section as in the embodiment example, they each have a perpendicular hole 8. The brackets of the gearbox mechanism housing are connected to each other in the assembly stage by means of an articulated bar, so that an articulated parallelogram is obtained. The reciprocal connection serves to keep the drive wheels of a wheelset parallel.

Sul lato superiore il contenitore di meccanismo 1 serve da supporto per scocca della vettura, non rappresentata, dell'automotrice. Due sale montate uguali costituiscono il carrello di un'automotrice e cioè senza utilizzo di un carrello rotante. On the upper side, the mechanism housing 1 serves as a support for the body of the car, not shown, of the railcar. Two identical wheelsets make up the bogie of a railcar, that is, without the use of a rotating bogie.

La configurazione interna del contenitore di meccanismo 1 risulta in maniera particolarmente chiara dalla vista in sezione di figura 4. Questa mostra che un fuso d'asse 9 per il supporto della ruota motrice 2 costituisce una parte integrante del contenitore di meccanismo 1. Una porzione interna 10 del fuso d asse è eseguita a forma conica e si estende dalla parete esterna 11 del contenitore di meccanismo 1 fino ad una parete intermedia 12 piana, perpendicolare, che sul suo perimetro è conformata integralmente sulla parete del contenitore di meccanismo 1. Dalla parete intermedia 12 sporge liberamente la parte 13 esterna del fuso d'asse 9. In-questo caso la parte 13 esterna si estende attraverso un'apertura circolare del contenitore di meccanismo 1, ove un tratto d'estremità sporge fuori del contenitore di meccanismo 1. Sulla porzione d'estremità cilindrica del fuso d'asse 9 è supportata in maniera girevole una boccola 14 con l'aiuto di un cuscinetto radiale a rulli conici 15, ove l'anello interno del cuscinetto a rulli conici 15 viene mantenuto nella sua posizione mediante un disco terminale 16, che è fissato sul fuso d'asse 9 mediante perni filettati 17. The internal configuration of the mechanism housing 1 is particularly clear from the sectional view of figure 4. This shows that an axle spindle 9 for supporting the drive wheel 2 constitutes an integral part of the mechanism housing 1. An internal portion 10 of the shaft spindle is made in a conical shape and extends from the outer wall 11 of the mechanism housing 1 up to a flat, perpendicular intermediate wall 12, which on its perimeter is integrally shaped on the wall of the mechanism housing 1. From the intermediate wall 12 the outer part 13 of the shaft spindle 9 projects freely. In this case the outer part 13 extends through a circular opening of the mechanism housing 1, where an end portion projects out of the mechanism housing 1. On the cylindrical end portion of the shaft spindle 9 is rotatably supported a bushing 14 with the help of a radial tapered roller bearing 15, where the ring the interior of the tapered roller bearing 15 is kept in its position by means of an end disc 16, which is fixed on the spindle 9 by means of threaded pins 17.

La boccola 14 presenta una porzione 18, sporgente entro il contenitore di meccanismo 1, che è provvista alla sua estremità di una dentatura esterna 19. The bush 14 has a portion 18, protruding inside the mechanism container 1, which is provided at its end with an external toothing 19.

Sulla porzione sporgente di fronte al contenitore di meccanismo 1 della boccola 14, la ruota motrice 2,che presenta un foro passante in esecuzione standard, è fissata mediante una connessione a pressione d'olio. L'apertura della boccola 14 rivolta verso l'esterno è chiusa mediante un coperchio 20 piatto, il quale, con l'aiuto di perni a vite 21, che s'impegnano in fori filettati, è fissato in maniera amovibile sul lato frontale della boccola 14. On the protruding portion in front of the mechanism container 1 of the bushing 14, the drive wheel 2, which has a through hole in standard execution, is fixed by means of an oil pressure connection. The opening of the bush 14 facing outwards is closed by means of a flat cover 20, which, with the help of screw pins 21, which engage in threaded holes, is detachably fixed on the front side of the bush 14.

Per la tenuta stagna della fessura circolare sul passaggio della boccola 14 attraverso l'apertura del contenitore di meccanismo 1 sono collegate in serie - viste dall'interno - una guarnizione ad anello scorrevole 22 comune ed una guarnizione a labirinto 23. La parte anulare rotante della guarnizione a labirinto 23 è fissata mediante pressatura sulla superficie mantellare della boccola 14. La configurazione della guarnizione a labirinto 23 in sezione risulta dalla figura 4. For the sealing of the circular slot on the passage of the bushing 14 through the opening of the mechanism housing 1, a common sliding ring seal 22 and a labyrinth seal 23 are connected in series - seen from the inside. labyrinth seal 23 is fixed by pressing on the outer surface of the bushing 14. The configuration of the labyrinth seal 23 in section is shown in Figure 4.

Riferito alla posizione di funzionamento, rappresentata in figura 4, del contenitore di meccanismo 1, al di sopra del fuso d'asse 9 è supportato in maniera girevole un albero intermedio 24, parallelo rispetto all'asse di rotazione della ruota motrice, da un lato nella parete intermedia 12 e dall'altro lato in un manicotto 25 conformato integralmente sulla parete esterna 11 del contenitore di meccanismo 1. In entrambi i casi i supporti rotanti sono costituiti da cuscinetti radiali a rulli conici (26 rispettivamente 27). In questo caso il cuscinetto a rulli 26 è fissato in un foro 28 della parete intermedia 12, mentre il cuscinetto a rulli 27 si trova nell'apertura cilindrica del manicotto 25. With reference to the operating position, shown in Figure 4, of the mechanism container 1, an intermediate shaft 24 is rotatably supported above the shaft spindle 9, parallel to the axis of rotation of the drive wheel, on one side. in the intermediate wall 12 and on the other side in a sleeve 25 integrally shaped on the outer wall 11 of the mechanism housing 1. In both cases the rotating supports are constituted by radial tapered roller bearings (26 respectively 27). In this case the roller bearing 26 is fixed in a hole 28 of the intermediate wall 12, while the roller bearing 27 is located in the cylindrical opening of the sleeve 25.

L'albero intermedio contiene sulla sua estremità interna una ruota dentata cilindrica 29,che ingrana con la dentatura esterna 19 della boccola 14. Tra i due cuscinetti a rulli 26, 27 sull'asse intermedio 24 si trova una ruota conica 30, nella quale si impegna una ruota conica, non rappresentata, di un albero motore, anch'esso non rappresentato, che si estende nel collo 3 ed è supportato in questo. The intermediate shaft contains on its inner end a cylindrical gear wheel 29, which meshes with the outer toothing 19 of the bushing 14. Between the two roller bearings 26, 27 on the intermediate axis 24 there is a bevel gear 30, in which engages a bevel gear, not shown, of a drive shaft, also not shown, which extends into the neck 3 and is supported therein.

L'albero intermedio 24 contiene sulla sua estremità esterna un prolungamento 31 sporgente dal manicotto 25, che serve per il collegamento di un freno per veicoli, non rappresentato, di costruzione tradizionale. Verso l'esterno il manicotto 25 termina con un coperchio anulare 32 fissato al manicotto mediante viti, ove nella fessura anulare tra l'apertura del coperchio anulare 32 e il prolungamento 31 cilindrico è disposta una guarnizione comune 33 per alberi. The intermediate shaft 24 contains on its outer end an extension 31 protruding from the sleeve 25, which serves for the connection of a vehicle brake, not shown, of traditional construction. Outwardly, the sleeve 25 ends with an annular cover 32 fixed to the sleeve by means of screws, where a common shaft seal 33 is arranged in the annular gap between the opening of the annular cover 32 and the cylindrical extension 31.

Sul lato superiore del contenitore si trova un'apertura 35, chiusa mediante un coperchio 34 piatto, che rende possibile un accesso all'interno del contenitore per scopi di montaggio <'>e di manutenzione On the upper side of the enclosure there is an opening 35, closed by a flat lid 34, which makes it possible to access the interior of the enclosure for assembly and maintenance purposes.

Claims

CLAIMS 1. Single wheel support system of a drive wheel for rail vehicles, in particular railcars, low-floor subways, with a mechanism container located on the outer side of the drive wheel, which contains the wheel carrier and serves support for car body, characterized by the fact that inside the mechanism container (1) there is an axis spindle (9), which with its free end (13) protrudes outwards through a opening of the container, which on the free end (13) is supported by means of rolling bearings (15) a bushing (14), connected in a fixed manner to the drive wheel (2) and protruding inside the container (1) and that the internal end of the bushing (14) has an external toothing (19), in which a pinion (29) of an intermediate drive shaft (24) engages.

Support system for single wheel according to claim 1, characterized in that the container (1) is designed as a container made of cast iron or cast steel, and that an intermediate wall is formed in the area by means of the spindle (9) (12) flat, which connects it with the outer wall of the container (1).

Single wheel bearing system according to claims 1 and 2, characterized in that in the outer wall (12), referring to the mounting position of the mechanism housing (1), above the axle spindle (9) is contained a hole (28) to support the intermediate shaft (24) parallel to the shaft spindle (9), and that a second support for the intermediate shaft (24) is provided in one of the sleeves (25) shaped on the wall (11) of the mechanism housing (1).

Single wheel support system according to claim 3, characterized in that a bevel gear (30) of a bevel gear transmission is arranged on the intermediate shaft (24) between the two supports.

Single wheel bearing system according to one of claims 3 or 4, characterized in that the intermediate shaft (24) protrudes with its free end (31) from the mechanism housing (1), and that the end (31 ) protruding serves as a connection for a vehicle brake.

Single wheel bearing system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the roller bearing (15) between the bushing (14) and the shaft (9) is constituted as a radial tapered roller bearing.

Single wheel bearing system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the drive wheel (2) is held on the bushing (14) by means of a pressure connection, for example by means of an oil pressure connection .

Single wheel support system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the annular gap between the container opening and the bushing (14) is sealed by means of a sliding ring seal and a labyrinth seal (22 respectively 23).