JP2004523426A - 自己操舵式の3軸のボギー台車 - Google Patents

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Abstract

ホイールセット(8,9,10)と、付設されたホイールセット軸受けケース(2,3,4,5,6,7)とを有する特に鉄道車両のための自己操舵式の3軸のボギー台車であって、外側ホイールセット(8,10)が、二重反転式に連結され、かつ長手方向に可動であり、中央ホイールセット(9)が、横断方向に可動で、制御システムに関与しており、一方のシャシの側に位置するホイールセット軸受けケース(2,4,6)及び/又は他方のシャシの側に位置するホイールセット軸受けケース(3,5,7)が、独占的に同じシャシの側に位置するホイールセット軸受けケース(2,3,4,5,6,7)と連結されており、隣接するホイールセット軸受けケース(2,3,4,5,6,7)が、プルロッド−回転レバーの構成を介して、中央ホイールセット(9)の付属のホイールセット軸受けケース(4,5)と回転運動可能に結合された第1の回転レバー(14,26)と連結されているボギー台車。

Description

【技術分野】
【0001】
本発明は、ホイールセットと、付設されたホイールセット軸受けケースとを有する特に鉄道車両のための自己操舵式の3軸のボギー台車であって、外側ホイールセットが、二重反転式に連結され、かつ長手方向に可動であり、中央ホイールセットが、横断方向に可動で、制御システムに関与しており、一方のシャシの側に位置するホイールセット軸受けケース及び/又は他方のシャシの側に位置するホイールセット軸受けケースが、独占的に同じシャシの側に位置するホイールセット軸受けケースと連結されているボギー台車に関する。
【0002】
本発明は、特に、鉄道車両、特に機関車においての使用に適する。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではない。
【背景技術】
【0003】
鉄道車両のための自己操舵式の3軸のボギー台車は、例えば特許文献1から公知である。このボギー台車においては、中央ホイールセットが制御システムに関与しているのではなく、走行方向に先駆ける外側ホイールセットと、走行方向に追従する外側ホイールセットだけが、相応のプルロッドを介して操舵されることが欠点である。これによれば、比較的狭い曲率半径に対するシャシの適合能力は、著しく限定されており、従って、狭いカーブでは、ホイールガイド力を不都合に高くする。
【0004】
この欠点を是正するため、中央ホイールセットを制御システムに関与させることも提案されている。特許文献2は、例えば、両方のシャシの側のホイール軸受けケースを連結するいわゆる操舵桿を有する相応の自己操舵式の3軸のボギー台車を開示する。この場合、一連の操舵桿を介する両方のシャシの側の間の横断方向の結合には、構造空間が、場合によってはシャシの内部にも、要求されるのが不利である。
【0005】
特許文献3からは、この種の3軸のボギー台車が公知である。これにおいては、外側ホイールセットが、二重反転式に連結され、かつ車両の長手方向に可動に配設されている。中央ホイールセットは、横断方向に、即ち長手方向に対して横断するように、可動であり、かつ制御システムに関与している。この場合、言及した可動性は、それぞれ従来のバネ要素によって保証されており、これらのバネ要素を介して、ホイールセットは、走行機構のフレームに固定されている。このボギー台車は、ホイールセット軸受けケースが僅かにそれぞれのシャシの側で互いに連結されており、−それぞれのホイールセットを介する(内部の)結合から見て−この明細書の意味では、いかなる(外部の)連結も、もはや両方のシャシの側のホイールセット軸受けケースの間には意図されていないことによって、今挙げた欠点に対処する。この場合、隣接するホイールセット軸受けケースの間の連結は、1つの回転レバーを介して行なわれる。この構成は、確かに、著しく構造空間を節約するが、しかしながら、この構成は、以下の欠点を備える。確かに、制御部に中央ホイールセットを関与させることによって、ほぼ任意の線路の曲率に対する適合を得ることができるが、しかしながらそれにもかかわらず、線路の曲率に応じて、多少大きな衝撃角が、それぞれの外側ホイールセットのホイールフランジと外側のレールとの間に生じ、この衝撃角は、摩耗を増大させ、従って、ホイールセットの耐用年数に対して不利に作用する。
【0006】
特許文献4には、この種の別の鉄道車両のための3軸ボギー台車が記載されており、このボギー台車においては、中央ホイールセットのホイールセット軸受けケースに、連接棒及びアングルレバーが作用する。互いに上下のホイールセット軸受けケースの連結は、回転レバー及びプルロッドを介して行なわれ、その際、回転レバーは、バッファを介してある程度の遊びを有する中央ホイールセットのホイールセット軸受けケースに当接する。この場合、中央ホイールセットは、特別な連接棒を介して長手方向又は走行方向に対して横断するように案内されている。この場合、少なくとも2つの異なった当接点が、ホイールセット軸受けにおいて必要であり、従って、この解決策は、その実現において比較的費用がかかることが欠点である。
【特許文献1】
独国特許第38 24 709号明細書
【特許文献2】
独国特許出願公開第44 15 294号明細書
【特許文献3】
独国特許第41 42 255号明細書
【特許文献4】
米国特許第4,679,507号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
従って、本発明の基本にある課題は、説明した従来技術の欠点を、全く又は少なくともより僅かな程度にしか備えず、特に簡単な構造で、衝撃角の良好な縮小を保証するこの種のボギー台車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この課題は、請求項1の上位概念による自己操舵式の3軸のボギー台車から出発して、請求項1を特徴付ける部分に記載された特徴によって解決される。
【0009】
本発明の基本にある技術的な教訓は、隣接するホイールセット軸受けケースが、プルロッド−回転レバーの構成を介して、中央ホイールセットの付属のホイールセット軸受けケースと回転運動可能に結合されている第1の回転レバーと連結されている場合に、衝撃角の良好な縮小を保証する簡単に構成されたこの種のボギー台車が教授されることである。
【0010】
プルロッドと回転レバーとから成るこの組み合わせによって、本発明による配設は、特許文献3から公知の解決策と比べて、一方では、付加的な自由度を、軌道平面に対して平行な平面内で受ける。公知の配設においては、レールに対するそれぞれの外側ホイールセットの角度位置、即ち衝撃角が、アングルレバーによって、線路の曲率が一定の場合に予め設定され、かつ不変であるのに対し、本発明による解決策におけるそれぞれの外側ホイールセットは、この付加的な自由度のおかげで、外側レールにおいて支配的である衝撃力によって、本質的に半径方向に順応し得る。これにより、衝撃角は、著しく縮小する。通常、縮小は、本質的にゼロが可能であり、これにより、有利な方法で、ホイールセットの摩耗が、明らかに低下する。
【0011】
中央ホイールセットの付属のホイールセット軸受けケースと回転運動可能に結合されている第1の回転レバーを有する本発明による構成は、付加的に更に、場所を節約する非常に簡単な配設であり、この配設が、付加的に更に、案内の、特に中央ホイールセットの横断方向の案内の機能を満足するという利点を必然的に伴う。従って、この案内のために、有利な方法で、いかなる付加的な機能構造部分−例えば、特許文献4から公知であるような相応の連接棒−も必要ない。
【0012】
プルロッド−回転レバーの構成は、特に、10°よりも小さい衝撃角が、線路のカーブに関して、それぞれの外側ホイールセットの外側のホイールと線路のカーブの外側レールとの間に生じるように、形成及び配設されている。これは、プルロッド及び回転レバーの長さ並びに枢着点及び回転点の配設の相応の選択によって得ることができる。特に、衝撃角は、5°より小さい。更には特に、カーブ内に生じる衝撃角は、本質的に0°であり、従って、外側ホイールにおけるホイールフランジの摩耗は、最小へと縮小されている。
【0013】
ホイールセット軸受けケースの連結は、片側でも、両側でも、即ち一方のシャシの側でも、両方のシャシの側でも、行なうことができる。本発明によるボギー台車の有利な変形例においては、一方のシャシの側のホイールセット軸受けケースの連結も、また他方のシャシの側のホイールセット軸受けケースにおける連結も、鉄道車両の長手方向軸に対して対称に実現されている。これにより、特に良好な操舵特性は、それぞれのホイールセットのホイールを一様な摩耗に導く走行する線路のカーブの整向に依存せずに得られる。
【0014】
本発明によるボギー台車の優れた変形例においては、−少なくとも軌道が真直ぐである場合の中立位置において−長手方向に対して傾斜して配設された第1のプルロッドが、第1の回転レバーにおける第1のジョイントと、第1の外側ホイールセットのホイールセット軸受けケースにおける第2のジョイントとの間に設けられている。第1のプルロッドの傾斜位置は、有利な方法で、これにより得られる線路の弧の内側へと整向された運動成分によって、線路の弧に関して半径方向の外側ホイールセットの整向を、これにより衝撃角の低減を、促進する。
【0015】
衝撃角の縮小に関して特に有利な操舵特性は、両方のシャシの側に、相応に傾斜して配置された第1のプルロッドが設けられている状況において得られる。
【0016】
第1の回転レバーは、基本的に任意に形成され得る。特に、この回転レバーは、第1及び第2のアームとフレーム固定の回転軸とを有するアングルレバーとして形成されている。何故なら、これにより、特に簡単に構成された構成が得られるからである。
【0017】
この場合、第1のアームは、中央ホイールセットの横断方向の運動に依存して、1つは線路の曲率の広いスパンに対する最適な適合を可能にする相応に大きな調整運動を得るために、中立位置において、特に横断方向に、更には特に垂直に、車両の長手方向軸に対して整向されている。
【0018】
第1の回転レバーは、その第2のアームに配設された第3のジョイントを介して、中央ホイールセットの付属のホイールセット軸受けの任意の点に結合され得る。特に、第1の回転レバーは、その第2のアームに配設された第3のジョイントを介して、中央ホイールセットのホイールセット軸受けのこの第3のジョイントに面する端面と結合されている。何故なら、これによれば、特に簡単に製造すべき、また期待すべき配設が生じるからである。
【0019】
特に有利な運動の伝達は、その他の点では、中央ホイールセットのホイールセット軸受けにおける第1の回転レバーの回転点と第1の回転レバーの枢着点とが、中立位置において車両の長手方向に対して本質的に平行な1つの線上に位置する場合に得られる。加えて、アングルレバーとして形成された第1の回転レバーの第2のアームは、例えば、中立位置において、本質的に車両の長手方向に整向され得る。
【0020】
本発明によるボギー台車の特に簡単に構成されているがために優れた変形例においては、第2の外側ホイールセットのホイールセット軸受けケースに、フレーム固定の回転軸を有する第2の回転レバーが付設されている。この場合、第2の外側ホイールセットのホイールセット軸受けケースへと通じる第2のプルロッドは、第2の回転レバーの第4のジョイントに作用する。中立位置において車両の長手方向に関して回転軸の向こう側に配設された第2の回転レバーの第5のジョイントは、第1の回転レバーにおけるジョイントへと通じる第3のプルロッドと結合されている。第2の回転レバーを有するこの構成によって、簡単な方法で、第1及び第2の外側ホイールセットの二重反転式の連結が実現されている。
【0021】
この場合、第2の回転レバーは、任意に形成され得る。特に、この回転レバーは、簡単な真直ぐなレバーとして形成されている。
【0022】
第4のジョイントと第5のジョイントとの間の第2の回転レバーの回転軸の位置は、中央ホイールセットのホイールセット軸受けケースもしくは第1の回転レバーと第2の外側ホイールセットのホイールセット軸受けケースとの間の所望のもしくは必要な運動の伝達に応じて選択され得る。優れた変形例においては、第2の回転レバーが、中心の回転軸を備える。
【0023】
第3のプルロッドは、任意の方法で、第1の回転レバーに枢着され得る。特に、第3のプルロッドは、特に有利な運動の伝達を得るために、第1の回転レバーにおける第1のジョイントの領域内へと通じる。特に、第3のプルロッドは、特に簡単な形成を得るために、第1の回転レバーにおける第1のジョイントへと通じる。何故なら、その際、そこにはただ1つのジョイントしか、第1及び第3のプルロッドを枢着するために必要でないからである。
【0024】
本発明の更なる利点は、シャシの内部には、いかなる付加的な構造空間も要求されず、同時に、中央ホイールセットも、制御システムに関与しており、従って、3つ全てのホイールセットが、カーブの走行における制御のために引き合いに出される点にある。更に、ホイールセット軸受けケースに存在する接続点だけが利用され、比較的僅かにしか部分を必要としていないことが有利である。
【0025】
制御システムにおける中央ホイールセットの能動的な寄与によって、制御運動に相応する水平のホイールセットバネのバネ偏向力が容易に克服され、特に、半径方向の調整のために大きな水平のホイールセットバネの偏向が必要となる小さい弧の半径の場合に、弧の中心へのホイールセット軸の整向が改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0026】
本発明の有効な形態及び発展構成は、従属請求項もしくは添付の図面に関連する優れた実施例の後続の説明から分かる。
【0027】
図1は、本発明による鉄道車両のための3軸のボギー台車の走行機構1を示す。この走行機構は、図1には図示されてないサイドメンバ及びクロスメンバから成るボギー台車フレームを備える。
【0028】
サイドメンバには、3つのホイールセット8,9,10のホイールセット軸受けケース2〜7が、しかも、以下では第1の外側ホイールセットと呼ばれる第1のホイールセット8のためのホイールセット軸受けケース2,3、以下では中央ホイールセットと呼ばれる第2のホイールセット9のためのホイールセット軸受けケース4,5、そして以下では第2の外側ホイールセットと呼ばれる第3のホイールセット10のためのホイールセット軸受けケース6,7が、図示されてないバネ要素を介して固定されている。ホイールセット8,9,10は、走行ホイール11を有する。ホイールセット8,9,10は、図示されてない駆動モータ、例えばアクスルサスペンションモータ又は台車モータ(Gestellmotoren)、によって駆動され得る。
【0029】
両方の外側ホイールセット8,10のホイールセット軸受けケース2,3,6,7は、特に、走行方向に、もしくは鉄道車両の走行方向とは反対に可動であり、これは、方向矢印x1,x2によって示されている。中央ホイールセット9のホイールセット軸受けケース4,5は、特に、鉄道車両の走行方向に対して垂直に可動であり、これは、方向矢印y1,y2によって示されている。
【0030】
ホイールセット軸受けケース2,3,4,5,6,7は、それぞれ同じシャシの側でだけ、プルロッド−回転レバーの構成を介して連結されている。
【0031】
図1に図示された中立位置において車両の長手方向に対して傾斜して配設された第1のプルロッド12は、アングルレバー14の形の第1の回転レバーの第1のジョイント13と第1の外側ホイールセット8のホイールセット軸受けケース3における第2のジョイント15との間に配設されている。
【0032】
アングルレバー14は、第1のアーム14.1と第2のアーム14.2とを備え、これらのアームは、示された例では、ほぼ同じ長さを備え、しかしながらまた、他の変形例においては、所望の運動の伝達に応じて、異なった長さを備えることもできる。
【0033】
第1のアーム14.1は、図示された中立位置にあっては、本質的に車両の長手方向に対して垂直に整向されているのに対し、第2のアーム14.2は、この位置にあっては、本質的に車両の長手方向に対して平行に整向されている。
【0034】
アングルレバー14は、フレーム固定の回転軸16を有し、その第2のアーム14.2の端部における第3のジョイント17を介して、中央ホイールセット9のホイールセット軸受け5のこの第3のジョイントに面した端面と結合されている。
【0035】
第2の外側ホイールセット10のホイールセット軸受けケース7には、フレーム固定の中心の回転軸19を有する第2の回転レバー18が付設されており、その際、第2の外側ホイールセット10のホイールセット軸受けケース7へと通じる第2のプルロッド20は、この第2の回転レバー18の第4のジョイント21に作用し、この第2の回転レバー18の第5のジョイント22は、他方で既に言及したアングルレバー14の第1のジョイント13へと通じる第3のプルロッド23と結合されている。
【0036】
示された実施例にあっては、一方のシャシの側のホイールセット軸受けケース3,5,7の連結も、他方のシャシの側のホイールセット軸受けケース2,4,6における連結も、鉄道車両の長手方向軸に対して対称に実現されている。
【0037】
傾斜して配設された第1のプルロッド24は、アングルレバー26の形の第1の回転レバーの第1のジョイント25とホイールセット軸受けケース2の第2のジョイント27との間に配設されている。
【0038】
アングルレバー26は、フレーム固定の回転軸28を有し、その第2のアームの第3のジョイント29を介して中央ホイールセット9のホイールセット軸受け4の端面と結合されている。
【0039】
第2の外側ホイールセット10のホイールセット軸受けケース6には、フレーム固定の中心の回転軸31を有する第2の回転レバー30が付設されており、その際、ホイールセット軸受けケース6へと通じる第2のプルロッド32は、この第2の回転レバー30の第4のジョイント33に作用し、この第2の回転レバー30の第5のジョイント34は、他方で既に言及したアングルレバー26の第1のジョイント25へと通じる第3のプルロッド35と結合されている。
【0040】
以下では、自己操舵式の3軸のボギー台車1の機能方法を説明する。
【0041】
第1のプルロッド12及びアングルレバー14を介する中央ホイールセット9のホイールセット軸受けケース5との第1の外側ホイールセット8のホイールセット軸受けケース3の連結と、第2のプルロッド20、第2の回転レバー18、第3のプルロッド23、及びアングルレバー14を介する中央ホイールセット9のホイールセット軸受けケース5との第2の外側ホイールセット10のホイールセット軸受けケース7の連結と、向かい合って位置するシャシの側での対称な配設とによって、鉄道車両の走行方向にもしくはこれとは反対に(x1,x2)可動の外側のホイールセット8,10のホイールセット軸受けケース2,3,6,7と、鉄道車両の走行方向に対して垂直に(y1,y2)可動の中央ホイールセット9のホイールセット軸受けケース4,5とに関連して、車両のカーブの走行における外側ホイールセット8,10の二重反転式の連結が得られる。
【0042】
この場合、第1及び第2の外側ホイールセット8及び10の二重反転式の連結は、簡単な方法で、第4のジョイント21,33と中立位置において車両の長手方向に関して回転軸19,31の向こう側に配設された第5のジョイント22,34とを有する第2の回転レバー18,30の形成によって得られる。
【0043】
例えば、第1の外側ホイールセット8のホイールセット軸受けケース2が、方向x2に運動する場合は、必然的に、第2の外側ホイールセット10のホイールセット軸受けケース6は方向x1に、中央ホイールセット9のホイールセット軸受けケース4は方向y1に、運動しなければならない。同時に、第1の外側ホイールセット8のホイールセット軸受けケース3は方向x2に、第2の外側ホイールセット10のホイールセット軸受けケース7は方向x2に、そして中央ホイールセット9のホイールセット軸受けケース5は方向y1に、運動する。
【0044】
この場合、第1のプルロッド12もしくは24の傾斜位置は、これにより得られる線路のカーブの内側へと整向された運動成分によって、線路の弧に関して半径方向の第1の外側ホイールセット8の整向を、これにより外側ホイールセット8の外側ホイールと線路のカーブの外側レールとの間の衝撃角の縮小を促進する。
【0045】
配設の成分、特に回転レバー14,18並びに26,30、プルロッド12,20,23並びに24,32,35、及びそのジョイント並びに回転軸は、線路の曲率半径の広いスパンを介して、第1の外側ホイールセット8及び第2の外側ホイールセット10が、少なくとも十分に、曲げられた線路に対して半径方向に順応するように、配設及び形成されている。換言すれば、5°よりも小さい外側ホイールセット8,10の外側ホイールと線路のカーブの外側レールとの間の衝撃角が得られる。曲率半径の広い範囲にわたって、この衝撃角は、本質的に0°に等しい。
【図面の簡単な説明】
【0046】
【図1】本発明による自己操舵式の3軸のボギー台車の優れた実施例の走行機構の概略図を示す。
【符号の説明】
【0047】
1 走行機構
2〜7 ホイールセット軸受けケース
8 第1のホイールセット(第1の外側ホイールセット)
9 第2のホイールセット(中央ホイールセット)
10 第3のホイールセット(第2の外側ホイールセット)
11 走行ホイール
12 第1のプルロッド
13 第1のジョイント
14 アングルレバー
14.1 第1のアーム
14.2 第2のアーム
15 第2のジョイント
16 回転軸
17 第3のジョイント
18 第2の回転レバー
19 回転軸
20 第2のプルロッド
21 第4のジョイント
22 第5のジョイント
23 第3のプルロッド
24 第1のプルロッド
25 第1のジョイント
26 アングルレバー
27 第2のジョイント
28 回転軸
29 第3のジョイント
30 第2の回転レバー
31 回転軸
32 第2のプルロッド
33 第4のジョイント
34 第5のジョイント
35 第3のプルロッド

Claims (9)

  1. ホイールセット(8,9,10)と、付設されたホイールセット軸受けケース(2,3,4,5,6,7)とを有する特に鉄道車両のための自己操舵式の3軸のボギー台車であって、外側ホイールセット(8,10)が、二重反転式に連結され、かつ長手方向に可動であり、中央ホイールセット(9)が、横断方向に可動で、制御システムに関与しており、一方のシャシの側に位置するホイールセット軸受けケース(2,4,6)及び/又は他方のシャシの側に位置するホイールセット軸受けケース(3,5,7)が、独占的に同じシャシの側に位置するホイールセット軸受けケース(2,3,4,5,6,7)と連結されているボギー台車において、
    隣接するホイールセット軸受けケース(2,3,4,5,6,7)が、プルロッド−回転レバーの構成を介して、中央ホイールセット(9)の付属のホイールセット軸受けケース(4,5)と回転運動可能に結合された第1の回転レバー(14,26)と連結されていることを特徴とするボギー台車。
  2. プルロッド−回転レバーの構成が、10°よりも小さい、特に5°よりも小さい、更には特に本質的に0°の衝撃角がそれぞれの外側ホイールセットの外側のホイールと外側レールとの間に生じるように、形成及び配設されていることを特徴とする請求項1に記載のボギー台車。
  3. 一方のシャシの側のホイールセット軸受けケース(2,4,6)の連結も、また他方のシャシの側のホイールセット軸受けケース(3,5,7)における連結も、鉄道車両の長手方向軸に対して対称に実現されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のボギー台車。
  4. 長手方向に対して傾斜して配設された第1のプルロッド(12,24)が、第1の回転レバー(14,26)における第1のジョイント(13,25)と、第1の外側ホイールセット(8)のホイールセット軸受けケース(3,2)における第2のジョイント(15,27)との間に設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のボギー台車。
  5. 第1の回転レバーが、第1及び第2のアームとフレーム固定の回転軸(16,28)とを有するアングルレバー(14,26)として形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のボギー台車。
  6. 第1の回転レバーが、その第2のアームに配設された第3のジョイント(17,29)を介して、中央ホイールセット(9)のホイールセット軸受け(5,4)の端面と結合されていることを特徴とする請求項5に記載のボギー台車。
  7. 第2の外側ホイールセット(10)のホイールセット軸受けケース(7,6)に、フレーム固定の回転軸(19,31)を有する第2の回転レバー(18,30)が付設されており、第2の外側ホイールセット(10)のホイールセット軸受けケース(7,6)へと通じる第2のプルロッド(20,32)が、第2の回転レバー(18,30)の第4のジョイント(21,33)に作用し、回転軸(19,31)の向こう側に配設された第2の回転レバー(18,30)の第5のジョイント(22,34)が、第1の回転レバー(14,26)におけるジョイント(13,25)へと通じる第3のプルロッド(23,35)と結合されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載のボギー台車。
  8. 第2の回転レバー(18,30)が、中心の回転軸(19,31)を備えることを特徴とする請求項7に記載のボギー台車。
  9. 第3のプルロッド(23,35)が、第1の回転レバー(14,26)における第1のジョイント(13,25)へと通じることを特徴とする請求項7又は8に記載のボギー台車。
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