NO167014B - Boggi for sporbundne kjoeretoey - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en boggi for sporbundne kjøretøy, som angitt i krav l's innledning

Oppfinnelsen vedrører både kjøretøy hvor vognkassen avstøtter seg mot en eller flere boggier, såvel som kjøretøy hvor de innbyrdes hosliggende vognkasser avstøtter seg mot en eneste, felles boggi, særlig når de enkelte kjøretøydeler er innbyrdes leddforbundne.

I alle de nevnte tilfeller tar oppfinnelsen utgangspunkt i motoriserte boggier, som ved utelatelse av drivverket etter valg også kan anvendes som forøvrig identisk utførte løpe-boggier.

Foreliggende oppfinnelse utmerker seg i hovedsaken ved at: kjøretøyet har godt kurveløp, særlig i krappe kurver, kjøretøyet har gunstige på- og avstivningsforhold-kjøretøyet har et gjennomgående lavt gulv,

det oppnås en universell anvendbarhet i forbindelse med de

ulike boggianordninger, og

det oppnås en i sterk grad identisk oppbygging av motoriserte boggier og ikke motoriserte boggier.

Fra tidligere er følgende kjent:

Skinnekjøretøy hvis boggier muliggjør en elastisk radialinnstilling av hjulsatsene ved kurvekjøring,

DE-OS 32 30 419,

skinnekjøretøy hvis boggier muliggjør en innbyrdes styrt radialinnstilling av hjulsatsene ved kurvekjøring,

DE-OS 30 30 084,

skinnekjøretøy hvis boggier muliggjør en av vognkassen styrt, tvungen radialinnstilling av hjulsatsene ved kurvekjøring,

EP 0 072 328,

skinnekjøretøy hvis boggier har en av minst to innbyrdes leddforbundne deler bestående boggiramme som muliggjør en radialinnstilling av hjulsatsene ved kurvekjøring,

DE-OS 32 35 692 og DE-OS 32 21 755, skinnekjøretøy hvis boggier muliggjør et i det minste delvist nedsenket kjøretøygulv,

EP 0 058 914, EP 0 071 575 og DE-OS 33 26 540.

Det er kjent boggier eller dreierammer i skinnekjøretøy, hvor hjulsatsene er parallellstyrt ved hjelp av kjente midler, for derved ved hjelp av. en i kjøretøyets lengderetning stiv hjulsatsføring, særlig ved hurtiggående kjøretøy, og sikre en stabil rettlinjekjøring.

Ved kjøring i kurver vil det ved slik styrte hjulsatser komme til den kjente effekt, nemlig at hjulene glir langs og på tvers av skinnene, noe som særlig oppfattes som en ulempe i krappe kurver, eksempelvis trikkeskinner, og gir øket slitasje ("kurveskriking" ).

For å rette på dette har man eksempelvis med de i DE-OS 33 40 419 viste midler gått over til å redusere hjulsatsføringens stivhet i kjøretøyets lengderetning. Ved den radialinnstilling av hjulsatsene som man oppnår med disse tiltak, forøvrig bare innenfor hjulsatsføringens lengdeelastiske område, vil det imidlertid oppstå ukontrollerte hjulsats-stillinger som, hvilket har vist seg i praksis, ikke nød-vendigvis vil gi en nøyaktig innstilling av hjulsatsen relativt kurvesenteret, men under ugunstige forhold tvert i mot vil kunne føre til en anti-radiell innstilling av den førende hjulsats i kurven.

I DE-OS 30 30 084 søker man å rette på dette. Det er derfra kjent en innbyrdes styrt radialinnstilling av hjulsatsene, særlig for boggier eller dreierammer, hvor hver hjulsats drives av en tilordnet motor. Det i denne forbindelse oppstående problem som radielt innstillbare hjulsatser bringer med seg med hensyn til drift og bremser, løses i dette tilfelle ved at man mellom motor og hjulsats, såvel som mellom bremse og hjulsats, ikke tillater relativbevegelser som stammer fra hjulsatsenes radialinnstilling, idet de på hjulaksene avstøttede motorer er innbyrdes svingbart forbundne om en vertikal akse og bremsene er opphengt i en med den respektive motor forbundet bremsebjelke.

En ulempe ved dette konsept synes å være at den innbyrdes styrte radialinnstilling av hjulsatsene må skje via motor-husene og at motorene derfor alltid må være avstøttet mot hjulaksene.

En annen utførelsesform, som muliggjør radiell innstilling av hjulsatsene i en motorisert boggi eller en dreieramme, er vist i EP 0 072 328. Der dreier det seg riktignok om en fra vognkassen styrt, tvungen radialinnstilling av hjulsatsene, men ellers hva angår installasjonen av drivverket, kan det vises til det som er sagt foran.

En videreutvikling, for oppnåelse av radiell innstillbarhet av hjulsatser ifølge en av de foran nevnte muligheter, uten derved å måtte avstøtte tilhørende drivmotor direkte på hjulaksen, representeres av en av minst to innbyrdes leddforbundne deler bestående boggiramme, slik den eksempelvis er kjent i fra DE-OS 32 35 692, i forbindelse med et meget komplisert utførelseseksempel. Dog byr denne løsning på en mulighet for, under hensyntagen til ikke mot hjulsatsene avstøttede motorer, og virkeliggjørede to foran nevnte driftsmåter for radielt innstillbare hjulsatser, nemlig i form av innbyrdes styrte eller fra vognkassen styrte hjulsatser. Den der beskrevne tekniske lære bygger imidlertid relativt sterkt på den opprinnelige oppbygging av en klassisk dreieramme og krever i tillegg til de egentlige, innbyrdes leddforbundne og styringen gjennomførende C-formede under-rammer også et par siderammer, såvel som en vuggebjelke for understøttelse av vognkassen.

En annen mulighet for oppnåelse av radialinnstilling av hjulsatsene ved hjelp av en av minst to innbyrdes leddforbundne deler bestående boggiramme, er kjent fra DE-OS 32 12 755. Ved denne kjente konstruksjon gir man avkall på en tradisjonell dreieboggiramme og isteden blir de diagonalt overfor hverandre liggende hjul i en boggi forbundne med hverandre ved hjelp av Z-formede diagonalbjelker som vognkassen avstøtter seg fjærende på. Diagonalbjelkene kan bevege seg slik i forhold til hverandre i kjøreretningen at det oppnås en radialinnstilling av hjulsatsene under kurve-kjøring.

I tillegg til de hittil behandlede aspekter i forbindelse med kravet om et godt kurveløp for et sporbundet kjøretøy, er det et andre krav, særlig for et skinnekjøretøy som benyttes for offentlig person-nærtransport, at man skal ha gunstige på- og avstivningsforhold, i forbindelse med et kontinuerlig lavt kjøretøygulv, som følge av en ekstrem lav byggehøyde av boggiene, med små hjuldiametre.

Det skal i denne forbindelse vises til de utførelsesformer som finnes i EP 0 058 914, EP 0 071 575 og DE-OS 33 26 540. Som en første alvorlig ulempe må imidlertid i denne forbindelse nevnes at det i samtlige viste tilfeller bare oppnås et delvist nedsenket kjøretøygulv. Dette skyldes den andre mangel ved de viste løsninger, nemlig at de viste driv- og løpeboggier med ulike byggehøyder ikke tillater noen særlig fri anvendbarhet ved de ulike boggianordninger og således et gjennomgående lavt kjøretøygulv umuliggjøres.

Nettopp her kommer foreliggende oppfinnelse inn, idet den oppgave som ligger til grunn for oppfinnelsen er ved hjelp av en sterkt identisk oppbygging av motoriserte boggier og ikke motoriserte boggier å oppnå en tilpassing til alle de valgte boggianordninger, og ved anvendelse av mindre hjuldiametre i tillegg til meget gunstige av- og påstigningsforhold også å muliggjøre et gjennomgående lavt kjøretøygulv, samtidig som man tar hensyn til alle betingelser for en stabil rettlinje-kjøring samt særlig de krav som stilles til et godt kurveløp, med spesiell hensyntagen til støyreduksjon og slitasjereduk-sjon, særlig ved kjøring i krappe kurver.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det en boggi for sporbundne kjøretøy som angitt i krav l's innledning, med de der i karakteristikken angitte kjennetegn.

De fra teknikkens stand kjente vanskeligheter og ulemper blir ifølge oppfinnelsen ikke undertrykket ved hjelp av sekundære tiltak, men omgås på en enkel og billig måte. Herunder er det særlig lagt vekt på at de i dag vanlige fjær- og føring-elementer, såvel som kjente driv- og bremseinnretninger, skal kunne integreres uendret i konseptet.

Løsningen kan dessuten utføres slik at den med hensyn til hjulsatsenes radialinnstilling i prinsippet kan benytte seg av en av de to kjente driftsmåter, nemlig den innbyrdes selvstyring eller en tvangsstyring fra vognkassen. I denne forbindelse kan løsningen i begge tilfeller som følge av den konstruktive oppbygging ta hensyn til de spesielle krav som fremkommer i forbindelse med drift og bremser ved radielt innstillbare hjulsatser.

Dette viser seg ikke minst deri at løsningen ikke gir noen ekstra belastninger eller slitasjer, slik at den i særlig grad også egner seg for små hjuldiametre.

Videre muliggjør løsningen ifølge oppfinnelsen en rekke utførelsesformer, som med bibehold av samme grunnkonsept kan ta hensyn til de ulike krav som måtte foreligge. Slike utførelsesformer er angitt i de uselvstendige krav.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere nedenfor under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser en ikke motorisert boggi i perspektivriss, fig. 2 viser et grunnriss av et motorisert boggi med en

utførelse som i fig. 1,

fig. 3 viser en prinsippskisse av en motorisert boggi med innbyrdes styrte, radielt innstillbare

hjulsatser, ifølge fig. 2,

fig. 4 viser en prinsippskisse av en motorisert boggi,

ifølge fig. 3, men med fra vognkassen styrte,

radielt innstillbare hjulsatser,

fig. 5 viser en motorisert boggi, ifølge fig. 2 eller en ikke motorisert boggi ifølge fig. 1, med en

ekstra tverrelastisk, ringformet akseføring, fig. 6 viser en motorisert boggi, ifølge fig. 2, eller en ikke motorisert boggi ifølge fig. 1, med en

ekstra tverrelastisk, V-formet akseføring,

fig. 7 viser en motorisert boggi, ifølge fig. 2, eller en ikke motorisert boggi ifølge fig. 1, med

direkte avstøtting av vognkassen,

fig. 8 viser en ikke motorisert boggi i perspektivriss,

og

fig. 9-12 viser flere, særlig for bybanevogner egnede boggianordninger med motoriserte og ikke motoriserte boggier i like utførelser, idet boggiene har små hjuldiametre og muliggjør et gjennomgående lavt vogngulv.

Ved en i fig.l vist, ikke motorisert boggi 1 er to løpehjul-satser 2, 2' opplagret i aksellagersteder 10,10' i en respektiv C-formet halvramme 3,3'. Hver av halvrammene 3,3' har to bæreende kragarmer 4,4' som avstøtter seg mot den respektive motliggende C-formede halvramme 3,3' ved hjelp av et respektivt fjærelement 5. Fjærelementene 5 har en primær-fjærvirkning og opptar videre den ved kurvekjøring fremkomm-ende, relative utsvingningsbevegelse av de to C-formede halvrammer 3,3' på en friksjonsfri måte, som en avfjæret skyvkraftbevegelse. Dessuten skjer det en svingebevegelse 1 det felles dreielager 7 mellom de som forbindelsesbærere 6,6' utførte bakre partier av de C-formede halvrammer 3,3<*>. Forbindelsesbærerne 6,6' er i området ved de bærende kragarmer 4,4' og de C-formede halvrammers bakre partier utført som hjørneavstivninger 8,8' for opptak av vognkassefjærer 9.

Den i fig. 1 viste ytteropplagring av løpehjulsatsene 2,2<*> er ikke avgjørende, da konseptet lar seg realisere uavhengig av sporvidden, og også med innvendige hjulsatsopplagringer.

Fig. 2 viser boggien i fig. 1 i grunnriss, men i en motorisert utførelse. Ved en motorisert boggi 11 er to drivhjul-satser 12,12' gitt føring i aksellagersteder 10,10' på respektive C-formede halvrammer 3,3'. Videre forefinnes det et respektivt drivverk 16,16' bestående av en motor 13,13' såvel som en kopling 14,14<*> og et gir 15,15', samt bremser 17,17' og/eller 27,27'. Drivverkene 16,16' og bremsene 17,17' henholdsvis 27,27' er slik montert i den C-formede halvramme 3,3' at det ikke fremkommer noen relativbevegelser overfor drivhjulsatsene 12,12' ved kurvekjøring. Slike relativbevegelser blir, som allerede beskrevet foran i forbindelse med fig. 1, for det første opptatt i det felles dreielager 7 mellom de to med forbindelsesbærerne 6,6' forbundne, C-formede halvrammer 3,3', og blir for det andre ført ut gjennom fjærelementene 5 hvormed de bærende kragarmer 4,4' avstøtter seg mot den respektive motliggende C-formede halvramme 3,3'.

Vognkassefjærene 9 er anordnet på hjørneavstivninger 8.8'.

Fig. 3 viser en prinsippskisse av den i fig. 2 viste motoriserte boggi 11. Det fremgår særlig at hjulsatsenes 12,12' radielle innstillbarhet styres på en innbyrdes enkel måte. De to ved hjelp av forbindelsesbærernes 6,6' forbundne, C-formede halvrammer 3,3' kan bevege seg om vertikalaksen i det felles dreielager 7. Denne dreiebevegelse opptas i skyvkraft-retningen av fjærelementene 5 som avstøtter de bærende kragarmer 4,4' innbyrdes, eller mot den respektive C-formede halvramme 3.3'.

Graden av utsvingning mellom de to C-formede halvrammer 3,3' bestemmes av den kurveradius hvor hjulsatsene 12,12' inn-stiller seg radielt relativt kurvesenteret, uten at det herved oppstår relativbevegelser mellom drivverket 16 (16') eller bremsene 17 (17'), henholdsvis 27 (27') og hjulsatsen 12 (12'). Meidtagelsen i lengderetningen mellom den motoriserte boggi 11 eller den ikke motoriserte boggi 1 og en vognkasse 20 skjer via en i kjøretøyets lengderetning anordnet leddstang 19. Denne leddstang som med sin ene ende er leddforbundet med halvrammen 3 eller 3', eller virker i dreielageret 7, er ved sin andre ende kardangopplagret til en på vognkassen 20 festet tapp 18.

Vognkassen 20 er videre avstøttet mot hjørneavstivningene 8,8' ved hjelp av vognkassefjaerene 9, både på en motorisert boggi 11 såvel som på en ikke motorisert boggi 1.

Herunder kan eksempelvis ved et leddkjøretøy enten et kjøretøy avstøtte seg sentralt mot boggien, eller hosliggende vognkasser kan avstøtte seg mot boggien. En kjøretøyende kan også avstøtte seg mot boggien. Fig. 4 viser en motorisert boggi 41 i form av en prinsippskisse, med en innbyrdes kopling av hjulsatsene 12,12' ved hjelp av et på aksellagerstedene 10' virkende og på begge sider av boggien 41 til de C-formede halvrammer 3 knyttede leddarmsystemer 21. Ved hjelp av disse leddarmsystemer blir hjulsatsene 12,12' tvangsstyrt i fra vognkassen 20 så snart det ved innkjøring i en kurve skjer en svingebevegelse mellom vognkassen 20 og den motoriserte boggi 31 eller den ikke motoriserte boggi 31. Fig. 5-7 viser utførelsesformer av aksellagerstedene 10,10<* >på endene av de C-formede halvrammer 3,3' henholdsvis 33,33' i forbindelse med en der opplagret drivhjulsats 12,12' eller løpehjulsats 2,2<*.> Disse aksellagersteder kan benyttes i kombinasjon med eller som alternativer til de viste løs-ninger .

Utførelsen i fig. 5 og 6 muliggjør en anordning av en ekstra tverrelastisk akselføring i form av et ringformet, elastisk element 22 (fig.5) eller som to V-formede, elastiske elementer 23 (fig. 6), hvilke elementer også kan ha en viss primæravf jaeringsvirkning.

Fig. 7 derimot baserer seg på en akselføring hvor vognkassefjærene 9 ikke er anordnet på hjørneavstivningene 8,8', som foran beskrevet, men foreligger i form av en direkte av-støtting av vognkassen 20 på aksellagerstedet 10,10<*> på den C-formede halvramme 3,3' henholdsvis 33,33'.

En ytterligere fordelaktig videreutvikling er vist i fig. 8. Den ikke motoriserte boggi 32 har en C-formet halvramme 33 hvis to bærende kragarmer 34,35 har ulik form, idet den ene er krummet oppover 34 mens den andre er krummet nedover 35. Ved en dreiesymmetrisk betraktningsmåte ser man at den motsatt liggende C-formede halvramme 33', hvis bæreende kragarmer 34',35 likeledes er krummet hver sin vei, fører til en ønsket sampassing av de to halvrammer. Således ser man at de bærende kragarmer 34 og 35' henholdsvis 34' og 35 ligger over hverandre i lengderetningen. Mens de to C-formede halvrammer 33,33' er leddforbundne med hverandre via de i dreielageret 7 samlede forbindelsesbærere 6,6', avstøtter de innbyrdes diagonalt overfor hverandre liggende øvre ender av de bærende kragarmer 34,34'seg mot et respektivt fjærelement 5 på den respektive underliggende ende av den bærende kragarm 35,35. Dessuten er de innbyrdes diagonalt motliggende, underliggende ender av de bærende kragarmer 35,35' hengt opp i den respektive overliggende ende av de bærende kragarmer 34,34' ved hjelp av en pendel 25 og fjærelementer 24.

Denne anordning muliggjør en innbyrdes utsvingingsbevegelse av de C-formede halvrammer 33 og 33' som følge av hjulsatsenes 2,2' innbyrdes radialstilling,i samsvar med kjøretøyets 20 kurveløp.

For opptak av vognkassefjærene 9 benyttes de som innerligg-ende hjørneavstivninger 8,8' utformede bakre partier av de C-formede halvrammer 33,33' i det området hvor forbindelsesbærerne 6,6' er tilknyttet halvrammene. Alternativt kan vognkassefjærene 9 ligge an mot ytre konsoller på halvrammene 33,33', eller man kan anvende den i fig. 7 viste direkte avstøtting.

Også ved en på denne basis utførte motorisert boggi 42 vil man få de samme, fra kurvekjøringen resulterende relativbevegelser mellom de to halvrammer 33 og 33'. Relativbeveg-elsene utføres ved den foreliggende løsning av midlene 7,5 og 25,24, slik at det mellom hjulsatsen 12,12' og drivverket 16,15<*> eller bremsen 17,17' henholdsvis 27,27' ikke fremkommer noen relativbevegelser som følge av kurvekjøring.

Fig. 9-12 viser skinnekjøretøy hvor vognkassen 20 er av-støttet på ulike typer utførelser av motoriserte boggier 11,41,42 og/eller ikke motoriserte boggier 1,31,32. I denne forbindelse kan foreliggende oppfinnelse i form av motoriserte boggier 11,41,42 eller ikke motoriserte boggier 1,31,32, med nærmest identisk oppbygging, anvendes, eksempelvis under tilhengere, hvor vognkassen hviler på to ikke motoriserte boggier 1,31,32 (fig. 9) såvel som under motor-vogner, særlig nær de enkelte kjøretøydeler er leddforbundne med hverandre (fig. 10-12), mens også i slike tilfeller hvor innbyrdes hosliggende vognkasser på to kjøretøydeler hviler på en felles kjøreboggi 11,41,42 eller løpeboggi 1,31,32 (fig.12).

Et slikt understell kan altså være utformet som motorisert boggi 11,41,42 eller som ikke motorisert boggi 1,31,32, med stort sett identisk konstruktiv oppbygging. Boggien kan tilpasses alle valgte boggianordninger og ved anvendelse av driv- og løpehjulsatser 12,12' henholdsvis 2,2<*> med små hjuldiametre muliggjøres ikke hare et kjøretøy 20 med gunstige på- og avstivningsmuligheter, men også et gjennomgående lavtliggende vogngulv 39.

Særlig vil den leddede utførelsen av de motoriserte boggier 11,41,42 og de ikke motoriserte boggier 1,31,32 muliggjøre oppnåelsen av et godt kurveløp, slik at man i sterkest mulig grad unngår støy og slitasje også i krappe kurver.

I denne forbindelse er det ikke nødvendig med noen ekstra hjelpemidler (eksempelvis styrerammer etc.) for å oppnå den radielle innstillbarhet for hjulsatsene 2,2' henholdsvis 12,12<*>, fordi denne effekt oppnås som følge av leddforbind-elsen mellom to bærende konstruksjonsdeler, nemlig de C-formede halvrammer 3,3' henholdsvis 33,33'.

Så lenge man bare tar hensyn til de spesielle krav som gjelder ved radielt innstillbare hjulsatser 12,12' i forbindelse med drivverket 16,16<*> og bremsene 17,17' henholdsvis 27 27', kan man i det beskrevne konsept anvende kjente driv-bremseinnretninger uten å måtte endre disse.

Claims (5)

1. Boggi for sporbundne kjøretøy, for opptak av minst en vognkasse og med minst to hjulsatser, idet hver hjulsats er anordnet i en egen bæreramme og hver baereramme er utformet som en C-formet halvramme, karakterisert ved at de C-formede halvrammer (3,3';33,33' ) er anordnet speilbilledlig symmetrisk i forhold til hverandre, at rammene via minst en respektiv kragarm (4,4';34,34',35,35' ) er avstøttet mot den respektive motliggende halvramme (3,3';33,33' ) ved hjelp av tredimensjonalt belastbare fjærmidler (5;24), samt at rammene (3,3';33,33' ) er forbundne med hverandre via forbindelsesbærere (6,6') som er symmetrisk svingbare relativt hjulsatsene (2 ,2 * ; 12 ,12 ' ) i et felles vertikalt dreielager (7), og ved at fjaermidlene (5;24) ved kurvekjøring vil oppta en relativ utsvingingsbevegelse av de to C-formede halvrammer (3,3';33,33' ) som skyvkraftbevegelse på en fjærende måte.;

2. Boggi ifølge krav 1, karakterisert ved at hver C-formet halvramme (3 ,3';33,33') har aksellagersteder (10,10') med føring for hjulsatsene (2,2 ';12 ,12 ' ), samt drivmidler (16,16') og bremsemidler (17 ,17 ' ;27 ,27 * ), på en slik måte at det mellom disse midler og hjulsatsene ikke oppstår noen relativbevegelser under kurvekjøring.

3. Boggi ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at de to C-formede halvrammer (33,33') er utformet som bærende komponenter som er leddforbundne med hverandre om vertikalaksen i dreielageret (7) og er fjærende (5) avstøttet mot hverandre via bærende kragarmer (35,35'), som på sin side er fjærende (24) opphengt i de avstøttede kragarmer (34,34') ved hjelp av pendler (25), idet de fjærende elementer (5,24) har en primær fjærvirkning og også kan oppta den innbyrdes utsvingningsbevegelse til de to C-formede halvrammer (33,33').

4. Boggi ifølge krav 1-3, karakterisert ved at det på de C-formede halvrammer (3,3';33,33' ) er anordnet hjørneavstivninger (8), slik at vognkassen (20) ved hjelp av kassefjærer (9) avstøttes mot disse hjørneavstivningene (8).

5. Boggi ifølge krav 1-4, karakterisert ved at det på begge sider av en C-formet halvramme (3,3') er anordnet et leddarmsystem (21) for en kassesidig tvungen styring av hjulsatsene (2 ,2';12,12 ' ), hvilket leddarmsystem er forbundet med aksellagertenner (10') henholdsvis med vognkassen (20).