JP4068205B2 - 線路走行搬送システムのための２軸走行装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貨物及び人員運搬における線路走行搬送システム、特に分離不可能に連結された電車などのための２軸走行装置であって、中に車輪組が収容された走行装置フレームにより担持され、前記車輪組のうちの少なくとも１つが直接的に車輪組伝動装置を介して駆動可能である、線路走行搬送システムのための２軸走行装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公知の２軸走行装置はコンパクトな走行装置フレームを有し、車輪組支承部材を有する車輪組が走行装置フレームの中に支承されている。車室が走行装置フレームの中のスイベルリング（Drehphanne) の中に支承されている場合、これは（標準）ボギーと呼ぶ。車輪組は弾性的にボギーフレームの中に支承されている（一次ばね）。二次ばねとして車室とボギーフレームとの間に更なるばね素子が設けられている。車輪組は車輪組伝動装置を介して駆動される。標準ボギーにおいては曲線部で車輪組は能動的でも受動的でもなく操縦される。
【０００３】
例えば近距離列車、ＩＣＥ、ＳＴＥなどの分離不可能に連結された電車としての線路走行搬送システムの開発により、同時に２つの車室を支持することが可能である新規の走行装置の必要性が発生した。前述の特性を有するなかんずく路面電車においていわゆるヤコブスタイプボギーが存在する。従来の構造はコストが大きく、重量が大きく、ひいては高価である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭に記載の形式の搬送システムに設けることが可能である完全に新規の走行装置構成を提供することにあり、重点は簡単な構造、容易な取付け、良好な保守特性及び安価な製造に置かれている。走行装置は従来のボギーに比して軽量であり、大きい車輪負荷に対して良好な走行面走行特性を有すべきである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明により、走行装置フレームが車輪組の間で２つの半部に分割され、それぞれの車輪組がそれらの走行装置半部のうちの１つの中に配置されていることと、両走行装置半部が走行平面の中でリンク結合で調整可能、かつ、走行方向で互いに対して軸線方向に一定限度内でスライド可能に互いに接続されていることと、両車室間の引張りに対して堅牢な連結とするために、連結棒が車室の間でカルダン的に可動に配置され、連結棒により走行装置フレーム半部の調整設定を可能になっていることにより解決される。
【０００６】
本発明の走行装置が従来の走行装置構造と異なる点は、なかんずく、２つの部分に分割され間接的にねじり及び調整設定可能な走行装置フレームにあり、この走行装置フレームは簡単な構造的手段によりそれぞれの個々の車輪組の大きい可動性を可能にしている。走行装置は良好なカーブ走行性を有し、走行装置フレームを２つの部分に分割したことにより、例えば最近の分離不可能に連結された電車のためにとりわけ適する。
【０００７】
本発明の１つの特に有利な実施の形態では、それぞれの走行装置フレーム半部が実質的にそれぞれの車輪組の車輪軸を包囲するハウジングから形成され、ハウジングの中に車輪組及び必要な場合には配置されている車輪組伝動装置が支承され、ハウジングにより牽引車のそれぞれ１つの車室が液圧ばね素子を介して支持されている。
【０００８】
例えば走行装置フレーム、車輪組ハウジング及び伝動装置ハウジング等の今までの個別の構成要素をただ１つのハウジングの中に統合することにより、このハウジングは多機能を獲得し、本発明により目指される簡単化を可能にする。液圧ばね素子は公知であり、有利には自動車及び自走クレーンに設けられている。液圧ばね素子は本発明の走行装置にとりわけ適する、何故ならば液圧ばね素子は新規のコンセプトでは小スペースに起因して容易に内蔵されることが可能であるからである。走行装置フレームを２つの互いに対して位置調整可能なハウジングから形成することにより、車輪組を車輪の内側に支承し、かつ車輪組伝動装置を１つの非常にコンパクトな構成要素の中に収容することが可能となる。
【０００９】
本発明の１つの更なる特徴では、ハウジングの間に、垂直な回転関節凸子を有する回転関節部材が設けられ、回転関節凸子の関節半部はボルトを介して互いに接続され、該ボルトは一端がハウジング又は回転関節部材に固定され、他端は他方の部材に設けられている同軸の孔の中に挿入可能であり、ボルトは孔の間でスライド可能であり、両ハウジングの互いに対するスライド及び回転を可能にしている。
【００１０】
回転関節部材により、ハウジングが互いに対して角度運動することと、走行方向に位置す共通の軸線を中心に互いに対して回転することが可能となる。ボルト・孔接続は、一定限度内の軸線方向運動も許容し、これによりハウジングは走行作動において互いから遠ざかって動いたり又は互いに向かって動くことが可能となる。
【００１１】
ハウジングの回転関節接続は一方の車室から他方の車室への引張り力伝達を可能にしないので、本発明の別の１つの特徴では、連結棒が牽引車の車室を両側でラジアル関節軸を介して接続する。連結棒は１つの水平平面に互いに間隔を置いて配置されている２つの棒材を有し、その棒材の間に横材が連結棒長手軸線に対して横方向の長手軸線を中心に回動可能に配置され、ハウジングの間に設けられている回転関節部材の横材を垂直に貫通する延長されている回転関節凸子のための案内孔を中央に備える。
【００１２】
車室と車室との間の本発明の連結棒は２００ｔまでのバッファストロークを許容し、牽引車車室と車室とを接続する。２つの棒材と、垂直の回転関節凸子を収容する横材とにより連結棒を形成することにより、両車室が走行中に垂直に互いに対して動くことが可能であることが保証される。
【００１３】
走行力又は制動力を車輪組から車室へ伝達するために本発明の別の１つの特徴では、牽引車の走行力及び制動力を伝達するために、車室と走行装置フレーム半部のハウジングとの間に牽引又は押圧支持部材が設けられている。
【００１４】
有利にはそして本発明の別の１つの特徴では、車輪組の駆動が、少なくとも１つのハウジングの側面にフランジ接続されている駆動原動機を介して行われ、駆動原動機の駆動凸子が直接的に、ハウジングの中に支承されている走行装置伝動装置に接続されている。
【００１５】
駆動装置として、走行及び制動駆動装置として構成されている液圧駆動モータも、モータも使用することが可能である。
【００１６】
液圧駆動モータが走行及び制動駆動装置として構成されているにもかかわらず、非常又は停止ブレーキとしてディスクブレーキが設けられ、ディスクブレーキは、車輪組の少なくとも１つの車輪に作用し、それぞれの走行装置フレーム半部のハウジングに固定されていると有利である。
【００１７】
本発明の走行装置の最良の走行特性は、連結棒の長さＬにおいて次式が成立つときに達成される。
Ｌ＝ａ−［ａ² ／（ａ＋ｂ）］
ただし、
ａ＝走行装置の中の車輪組の間隔、
ｂ＝車室の中の車輪組の間隔である。
【００１８】
本発明の走行装置によりとりわけ簡単な走行装置が提供され、この走行装置は、非常に良好なカーブ走行性を有し、しかも、最新の搬送システムのすべての要求を考慮している。この走行装置は安価に製造でき、標準ボギーに比して軽量である。簡単化及び重量低減はとりわけ、本発明の多数の構成要素が二重機能を有することにより達成され、例えば伝動装置ハウジングと走行装置フレームとの統合等である。走行装置フレーム半部の両ハウジングと、車輪組を支承する機能も有する伝動装置ハウジングとは直接的に互いにより支持されている。操縦装置は連結棒と牽引・押圧支持部材との中に統合されている。液気圧ばね素子の使用により構造が簡単化される。非常にコンパクトな走行装置が形成され、この走行装置は、保守の際に容易に取扱うことが可能である。
【００１９】
本発明の１つの実施の形態が図面に示され、以下に詳細に説明される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１には縦断面図で、本発明の走行装置の全体が１により示されている。それの軸３ａ，３ｂがハウジング４ａ，４ｂの中に支承された車輪組２ａ，２ｂの２つの車輪が示され、ハウジング４ａ，４ｂは本発明の走行装置フレームすなわち２つの走行装置フレーム半部を形成する。
【００２１】
ハウジング４ａ，４ｂの中には車輪組２ａ，２ｂの車輪軸３ａ，３ｂの外に車輪組伝動装置５ａ，５ｂも配置され、車輪組伝動装置５ａ，５ｂは、この図面に示されていないそれぞれ１つの液圧モータの動力取出し凸子３１を介して駆動可能である。
【００２２】
図１には更に車室６ａ，６ｂが概略的に示され、車室６ａ，６ｂのフレーム部分７ａ，７ｂは連結棒８を介して互いに連結されている。連結棒８の両端はラジアル関節軸受９を介してボルト１０を用いてカルダン的に連結されている。連結棒８は車室６ａと６ｂとの間の非常に強い引張り力及び押圧力を伝達することが可能である。
【００２３】
ハウジング４ａと４ｂとの間にこれらの互いに面する側に、２つの部分から成る回転関節部材１１ａ，１１ｂが示され、回転関節部材１１ａ，１１ｂはヒンジ的に垂直の回転関節凸子１２を中心に回動可能であり、垂直回転関節凸子１２は上方へ向かって連結棒８の領域内に突出し、これは後に説明される。
【００２４】
回転関節１１ａ，１１ｂは、ハウジング４ａ，４ｂに面する双方の両側でそれぞれ１つのボルト１３ａ，１３ｂと同軸に穿孔されている。他方、ボルト１３ａ，１３ｂが同一軸線で両方のハウジング４ａ，４ｂに配置されている。ボルト１３ａ，１３ｂは回転関節部部材１１ａ，１１ｂの孔の中に挿入され、ある大きさの値だけ軸線方向に動くことが可能であり、ハウジング４ａ，４ｂはボルト１３ａ，１３ｂの長手方向中心軸線を中心に回転することが可能である。
【００２５】
１４の個所でハウジング４ａ，４ｂに係合する引張り支持部材は、車室６ａと６ｂとの間の牽引車の走行力及び制動力の伝達に用いられる。
【００２６】
図２に示されているように連結棒８は、２つの互い間隔を置いて配置されている棒材８ａ，８ｂに分割され、棒材８ａ，８ｂの端部はボルト１０の領域内で合流している。棒材８ａと８ｂとの間に横材１５が設けられ、横材１５は、軸１６を中心に連結棒の長手軸線に対して横方向に回動可能である。横材１５の中心に案内孔１７が設けられ、案内孔１７の中に回転関節部材の回転関節凸子１２が軸線方向にスライド可能に潜込んでいる。
【００２７】
この図には、液圧モータ１８がハウジング４ａ，４ｂの両側で伝動装置の領域内でフランジ接合されていることも示されている。
【００２８】
車輪組２ａ，２ｂの１つの車輪に係合し非常又は停止ブレーキとして用いられるディスクブレーキが１９により示されている。この図には、ディスクブレーキ１９がそれぞれハウジング４ａ又は４ｂにより支持されていることは示されていない。
【００２９】
図３の断面図は異なる平面の中の車輪組２ａ，２ｂを示す。左側の図面半部に示されているようにハウジング４ａにはジブ２０が溶接され、ジブ２０と、走行装置の揺動運動を阻止する揺動操縦部材２１との間にダンパ２２が設けられている。揺動操縦部材２１自身は支承部材２３に関節接続され、支承部材２３はボギー懸架装置の押圧力支承部材として用いられる。２４により長手方向ダンパが示され、長手方向ダンパ２４も、車室に配置されている支承部材２３とハウジング４ａとの間に配置されている。
【００３０】
同一の構成が図面右側半部に示され、右側半部には更に、ハウジング４ｂにおける車室の４つのばね支持部材のうちの１つが示されている。この場合にもハウジング４ｂにジブ２５が溶接され、ジブ２５と、車室６ｂに固定して取付けられている支承部材２６との間に液圧シリンダ２７が関節接続されている。
【００３１】
図４の上面図には本発明のハウジングの断面図が示されている。ハウジング４ａの中の車輪軸における車輪組２ａが、球面ころ軸受２８の中に支承されていることが分かる。駆動トルクが液圧モータ１８から動力取出し凸子３１及び中間歯車３０を介して車輪組２ａの軸に導かれる際に用いられる伝動装置５ａの歯車２９も示されている。それぞれの伝動装置ハウジングは伝動装置の支承と車輪組２ａの支承に用いられ、本発明の走行装置の走行装置フレームの一方の半部でもある。
【００３２】
図５の凸子１０の領域内の連結棒の関節接続の部分の断面図には、連結棒８の自由な調整を可能とするラジアル関節軸受９が示されている。車輪組２ａ，２ｂの領域内でハウジング４ａ，４ｂが切開され示され、従って車輪組２ａ，２ｂの支承部材２８、および車輪組２ａ，２ｂの軸に設けられている歯車２９の構成が示されている。
【００３３】
図６には連結棒８の横材１５の断面図が示されている。連結棒８の棒材８ａ，８ｂは凸子３２により横材１５に接続され、凸子の前端は横材１５の当該の孔の中に突出し、これにより横材１５が軸１６を中心に回動することが可能となっている。その下方に関節凸子１２の延長の中に、回転関節部材１１ａ，１１ｂの中に関節凸子１２が配置されているのが示され、回転関節部材１１ａ，１１ｂにより車輪組の互いに対する角度調整が可能となっている。
【００３４】
図７の上面図には円弧状走行における本発明の走行装置が示されている。円弧状走行において走行装置の中の車輪組の中心は円弧状に調整設定される。車輪組の間隔ａと連結棒長Ｌとの間の差が、連結棒を側方ずれさせる。回転関節部材１１ａ，１１ｂと横材１５とを連結することにより回転関節凸子１２を介する連結棒８のずれ運動は不可避的にハウジング４ａ，４ｂに伝達され、従って車輪組２ａ，２ｂはそれぞれのカーブ曲率半径に調整設定される。すべてのカーブ曲率半径において次式が成立つ。
Ｌ＝ａ−［ａ² ／（ａ＋ｂ）］
ただし、
ａ＝走行装置の中の車輪組の間隔、
ｂ＝車室の中の車輪組の間隔である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の走行装置の縦断面図である。
【図２】図１の走行装置の上面図である。
【図３】走行装置フレーム半部への車室の関節接続を示す概略図である。
【図４】車輪軸の領域内のハウジングの断面図である。
【図５】連結棒の関節接続の断面図である。
【図６】横材及び回転関節凸子の断面図である。
【図７】カーブ走行における本発明の走行装置の上面図である。
【符号の説明】
１ 走行装置
２ａ，２ｂ 車輪組
３ａ，３ｂ 軸
４ａ，４ｂ ハウジング
５ａ，５ｂ 車輪組伝動装置
６ａ，６ｂ 車室
７ａ，７ｂ フレーム部分
８ 連結棒
８ａ，８ｂ 棒材
９ ラジアル関節軸受
１０ ボルト
１１ａ，１１ｂ 回転関節部材
１２ 回転関節凸子
１３ａ，１３ｂ ボルト
１４ 当接個所
１５ 横材
１７ 案内孔
１９ ディスクブレーキ
２０ ジブ
２１ 揺動操縦部材
２２ ダンパ
２３ 支承部材
２４ 長手方向ダンパ
２５ ジブ
２６ 支承部材
２７ 液圧シリンダ
２８ 球面ころ軸受
２９ 歯車
３１ 動力取出し凸子
３２ 凸子

Claims (11)

1. 貨物及び人員運搬における線路走行搬送システムのための２軸走行装置であって、
   前記搬送システムは中に車輪組が収容された走行装置フレームにより担持され、前記車輪組のうちの少なくとも１つが直接的に車輪組伝動装置を介して駆動可能である、線路走行搬送システムのための２軸走行装置において、
   前記走行装置フレームが前記車輪組（２ａ，ｂ）の間で２つの半部（４ａ，ｂ）に分割され、それぞれの前記車輪組（２ａ，ｂ）がそれらの前記走行装置半部（４ａ，ｂ）のうちの１つの中に配置されていることと、
   前記走行装置半部（４ａ，ｂ）は、線路の上面と交差する平面に平行であり牽引車が走行する平面の中で、垂直の回転関節凸子（１２）及び水平のボルト（１３ａ，１３ｂ）を中心に回転できるように回転関節部材（１１）を介してリンク結合で互いに接続され、かつ走行方向で互いに対して向かい合うようにも遠ざかるようにも一定限度内で揺動可能に互いに接続されていることと、
   車室（６ａ，６ｂ）間の引張りに対して堅牢な連結とするために、連結棒（８）が牽引車の車室（６ａ，ｂ）をカルダン継手のように互いに接続し、連結棒（８）により前記走行装置半部（４ａ，ｂ）を角度調整することが可能になっていることを特徴とする線路走行搬送システムのための２軸走行装置。
2. それぞれの走行装置フレーム半部が、それぞれの車輪組（２ａ，ｂ）の車輪軸を包囲するハウジング（４ａ，ｂ）から実質的に形成され、前記ハウジング（４ａ，ｂ）の中に車輪組（2ａ、b）及び車輪組伝動装置（２９，３０）が支承され、前記ハウジング（４ａ，ｂ）により電車のそれぞれ１つの車室（６ａ又は６ｂ）が液圧ばね素子（２７）を介して支持されていることを特徴とする請求項１に記載の線路走行搬送システムのための２軸走行装置。
3. ハウジング（４ａ及び４ｂ）の間に、垂直の回転関節凸子（１２）を有する回転関節部材（１１）が設けられ、前記回転関節凸子（１２）の関節半部（１１ａ，ｂ）は、ボルト（１３ａ，ｂ）を介して互いに接続され、該ボルト（１３ａ，ｂ）は一端が前記ハウジング（４ａ，ｂ）又は回転関節部材（１１）に固定され他端は他方の部材に設けられている同軸の孔の中に挿入可能であり、前記ボルト（１３ａ，ｂ）は前記孔の間で一定限度内でスライド可能であり、前記ハウジング（４ａ，ｂ）の互いに対するスライド及び互いに対する回転が可能になっていることを特徴とする請求項２に記載の線路走行搬送システムのための２軸走行装置。
4. 連結棒（８）が牽引車の車室（６ａ，ｂ）に両側でラジアル関節軸（９）を介して接続され、１つの水平平面の間に互いに間隔を置いて配置されている２つの棒材（８ａ，ｂ）を有し、前記棒材（８ａ，ｂ）の間に横材（１５）が、連結棒長手軸線に対して横方向の長手軸線（１６）を中心に回動可能に配置され、ハウジング（４ａ，ｂ）の間に設けられている回転関節部材（１１）の前記横材（１５）を垂直に貫通する延長されている回転関節凸子（１２）のための案内孔（１７）を中央に備えることを特徴とする請求項３に記載の線路走行搬送システムのための２軸走行装置。
5. 牽引車の走行力及び制動力を伝達するために、車室（６ａ，ｂ）と走行装置フレーム半部のハウジング（４ａ，ｂ）との間に牽引又は押圧支持部材（３３）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の線路走行搬送システムのための２軸走行装置。
6. ハウジング（４ａ，ｂ）と車室（６ａ，ｂ）との間に振動減衰用の長手方向及び／又は横方向ダンパ（２２，２４）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の線路走行搬送システムのための２軸走行装置。
7. 車輪組（２ａ，ｂ）の駆動が、少なくとも１つのハウジング（４ａ又は４ｂ）の側面にフランジ接続されている駆動原動機（１８）を介して行われ、前記駆動原動機（１８）の駆動凸子（３１）が直接的に、前記ハウジング（４ａ，ｂ）の中に支承されている走行装置伝動装置（２９，３０）に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の線路走行搬送システムのための２軸走行装置。
8. 駆動装置として液圧駆動原動機（１８）が設けられ、前記原動機（１８）は走行及び制動駆動装置として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の線路走行搬送システムのための２軸走行装置。
9. 駆動装置として電動機が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の線路走行搬送システムのための２軸走行装置。
10. 非常又は停止ブレーキとしてディスクブレーキ（１９）が設けられ、前記ディスクブレーキ（１９）は、車輪組（２ａ，ｂ）の少なくとも１つの車輪に作用し、それぞれの走行装置フレーム半部のハウジング（４ａ，ｂ）に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の線路走行搬送システムのための２軸走行装置。
11. 連結棒（８）の長さＬにおいて次式が成立つことを特徴とする請求項１に記載の線路走行搬送システムのための２軸走行装置：
    Ｌ＝ａ−［ａ² ／（ａ＋ｂ）］
    ただし、
    ａ＝走行装置の中の車輪組の間隔、
    ｂ＝車室の中の車輪組の間隔である

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