SE445632B - Skenfordon med drivanordning i boggi - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 7906787-2 2 stabilitet i gången för fordonet. Drivaggregaten, såsom till exem- pel en boggimotor och tillhörande överföringsväxlar är i de kända skendrivna fordonen via fjäderelement lagrade på så sätt att en- dast lodräta stötar från boggiramen mot drivaggregatet mildras.

I tvärriktningen är emellertid dessa fjäderelement i det närmaste stela varför massorna för drivaggregatet eller drivaggregaten ur svängningsteknísk synvinkel i tvärriktningen för boggiramen är direkt kopplade.

För hävande av dessa fel är drivmotorerna vid andra kända sken- bundna fordon lagrade i karosseriet. Vid en sådan lösning förbättras visserligen ur svängningsteknisk synvinkel massförhållandena i boggin emellertid är till följd av de vid färd i kurvor stora relativrörel- serna mellan karosseri och hjulsatser betingade överföríngen av vrid- moment från drivaggregaten till hjulsatserna konstruktivt och vikt- mässigt resurskrävande och dessutom en källa till fel. Dessutom lå- ter sig denna lösning ofta icke utan tungt vägande andra nackdelar utföras, eftersom utrymmet för drivaggregaten i eller under fordons- karosseríet~först står till förfogande genom förlängning av fordonet.

Vidare måste emellertid också vid dessa kända skenfordon en del av drivaggregatet, nämligen axeldrivningen, med nödvändighet kvarstå i boggin.

Uppfinningen har till uppgift att ange ett skenfordon av det inledningsvis nämnda slaget, vid vilket en stor stabilitet under gång uppnås och vid vilken den kritiska hastighet, som utmärkes av periodiska hjulflänsanliggningar för hjulsatserna med ungefär 1-5Hz vid färd på rakor, till hastighetsområden väsentligt över 200 km/tim.

Därvid skall de nämnda nackdelarna för de kända skendrivna fordonen undvikas.

Denna uppgift löses i enlighet med uppfinningen genom att driv- aggregatet respektive drívaggregaten inuti boggin i tvärriktningen väsentligen kring samma utslag är rörligt translatoriskt och kring en lodrät axel väsentligen kring sammma vridningsvinkel, som bogg- ramen på rälsen, varvid drivaggregaten respektive drivaggregaten i tvärriktningen visa åtminstone en fjäder och ett dämpningselement är förbundna.med boggiramen. Därvid är det väsentligt att fjäder- styvheten för fjäderelementet respektive fjäderelementen är dimen- sionerad så ringa att de vinkelrätt mot rörelseríktningen riktade translatoriska sväningarna för drivaggregatet respektive drivaggre- gaten i förhållande till boggiramen och de motsvarande vrid eller vinkelsvängningarna kring en vertikal axel uppvisar i frekvenser 10 15 20 25 30 35 40 s 7906787-2 till maximalt ungefär 5 Hz och att dämpningskarakteristikan för dämpningselementet respektive dämpningselementen vid svängningarnas frekvenser och amplituder för respektive drivaggregat eller driv- aggregaten är anpassade på så sätt att det totala systemet för boggin är svängningstekniskt stabilt till en på förhand given högsta hastighet. Med de i patentkravet 5 beskrivna kännetecknen är en fördelaktig upphängning av drivaggregatet angiven. Det i patentkravet 6 beskrivna kännetecknet medför en väsentlig förenk- ling av drívproblemen, under det att de i patentkraven 4 och 8 be- skrivna kännetecknen möjliggör ett dimensionerande av fjäderstyv- heten för den translatoriska rörelsen för ett drivaggregat i tvär- riktningen och den för vridningsrörelsen kring en lodrät axel oberoende av varandra.

Uppfinningen skall nedan beskrivas närmare i form av flera utföringsexempel i anslutning till ritningarna. Härvid visar fig_l en två-axlig boggi för ett skenburet fordon i enlighet med upp- finningen med ett drivblock för bägge axlarna, fig 2 en två-axlig boggí med två skilda drivenheter en för varje axel, fig 3 en boggí med två ur driftsynvínkel skilda, på en gemensam ram fästa driv- aggregat, fig 4 en boggí med ett på en vridstav-pendel-par upp- hängt drivblock med två axeldrivníngar, fig 4a en dämpningslänk mellan drívblocket och ramen för boggín vid utföringsexemplet en- -ligt fig 4. Fig 1-4 är perspektivvyer under det att fig 4a är en vy uppifrån. Ritningarna är delvis kraftigt förenklade för att visa det väsentliga.

Boggiramen 1 består av två längsgående balkar Z vid yttersí- dorna och två tvärförbindningar 3 vid gavlarna. Boggín uppvisar två axlar 4 med vardera på skenorna 6 gående hjul 5.

Såsom framgår av fig 1 är axellagren 7 för axlarna 4 vardera via en fjäder 8 i längdriktningen - det vill säga i räls respektive rörelseriktningen - och via vardera ett fjädrings- och dämpnings- element 9 respektive 10 i lodrätt riktning och via vardera ett fjädrings- respektive dämpningselement 11 respektive 12 i tvär- ríktníngen - det vill säga vinkelrätt mot räls respektive fordons- riktning - förbundna med boggiramen 1. I fig 2-4 är fjäderelementen 8 och paren av fjäder- och dämpníngselement 9, 10 respektive 11, 12 för enkelhets skull endast antydde med punktstreckade linjer. För upptagande av de lodräta krafterna är varje axellager 7 tillordnat ett fäste 13 vid de längsgående balkarna 2.

Drivningen för de bägge axlarna 4 är vid det i fig 1 visade 10 15 20 25 30 35 40 7906787-2 4 utföringsexemplet sammanfattade i ett enda drivblock 14. Drivblocket 14 är i förhållande till en lodrät axel 15 väsentligen utförd sym- metrískt. I,tvärriktningen är drivblocket 14 på varje sida via vardera ett fjäderelement 16 och ett dämpningselement 17 förbundna med de längsgående balkarna 2 för boggin 1, varvid de av vardera en fjäder och ett dämpningselement 16 respektive 17 bestående en- heterna från den lodräta axeln-15 i längsriktningen uppvisar ett avstånd 1 och under varandra också uppvisar ett avstånd 21, såsom visas i fig 1.

För kraft- respektive vridmomentöverföringen från drivblocket 14 till axlarna 5 kan principiellt varje lämplig lösning utnyttjas, såvitt den uppvisar de för en optimal dimensionering erforderliga cfjädrings- och dämpningskarakterístika. Vid det i fig 1-4 visade utföringsexemplet är en till sitt utförande känd hålaxel 18 anord- nad, som på ena sidan av drivblocket 14 respektive vid växeln 22 respektive 30 och på den andra sidan vid axeln 4 respektive hjulet S är kardanledad. De axiellt verksamma fjäder- och dämpningsegen- skaperna för kardankopplingen av hål- eller röraxeln 18 är i fig 1 antydda genom ett ersättningssystem, bestående av vardera ett fjädrings- och dämpningselement 19 respektive 20. Genom den beskriv- na anordningen av fjädrings- och dämpningselement 16, 17 respektive 18, 19 är drivblocket 14 såväl translatoriskt i tvärriktningen som också rotations- eller vrídningssynvinkel rörligt lagrad kring den lodräta axeln 15 gentemot boggiramen 1.

Drivblocket 14 är i längsriktningen och med avseende på dess egen längdaxel via (icke visade) kända gummielastiska element lag- rat i boggiramen 1, medelst vilka de drivblocket 14 gentemot bogg- ramen 1 i de nämnda rörelserelationerna endast ger ringa rörelse- möjligheter. Den lodräta lagringen av drivblocket 14 í boggiramen 1 kan ske på känt sätt medelst pendellänkar, såsom visas i fíg 2 och 3 så att de ovan beskrivna rörelserna i det horisontella planet är möjliga.

Vid det i fig Z visade utföringsexemplet har varje hjulsats 4,5 en separat drivning. Varje drivning består av en motor 21, drivningen 22 och röraxeln 18. Motorerna 21 är via pendlar 23 upp- hängda i balken 24 för en broliknande tvärförbindning 25 för boggiramen 1 och med hjälp av vridmomentstöttor 26 via en bult 27 I ledade i längsriktningen vid tvärförbindningarna 3 för boggiramen 1. Genom pendelupphängningen är en rörelse för motorerna i tvär- _ riktning möjlig, medelst bultarna 27 är vardera en lodrät vrídnings- 10 15 20 25 30 35 40 7906787-2 axel bestämd för varje drivblock 21, 22. De som cylindrar visade enheterna består vardera av ett fjäderelement 16 och ett dämpnings- element 17, och ärsanordnade vid bägge sidor mellan motorerna 21 och de längsgående balkarna 2 för boggiramen 1.

Vid det i fig 3 visade utföringsexemplet är två skilda driv- ningar, bestående av vardera en motor 21, en växel 22 och en rör- axel 18 anordnade. Dessa drivníngar är medelst ett ramstativ 28 - svängningstekniskt - sammanfattade till ett drivblock. Ramstativet 28 är på det redan beskrivna sättet via pendlare 23 upphängd i boggiramen 1 och i tvärriktningen avlastad via som cylindrar visade enheter, bestående av vardera ett fjäderelement 16 och ett dämp- ningselement 17 gentemot boggiramen 1. Den på ramstativet 28 samman- satta drivningen kan därigenom röra sig såväl transtatoriskt i tvär- riktningen som också rotationsmässigt kring den genom ramstativets 28 mitt givna lodräta axel 15. Vid det i fig 4 och 4a visade utförings exemplet är åter igen ett enda drivblock, bestående av en motor 29 och två axeldrivningar 30 anordnad. Motorn 29 är åter igen upp- hängd via pendlar 31 i boggiramen 1. Till skillnad från de ovan- stående utföringsexemplen är pendeln 31 vid sin övre ände emeller- tid via vridningsstyva förbindningar 32 fäst vid torsionsfjädrar 33, varvid dessa är vridbara i på tvärförbindningen 25 anordnade lager. De av vardera fjäder och ett dämpningselement 16 resp 17 bestående som cylinder visade enheterna är i tvärriktningen anordnade centralt mellan axlarna i linje med varandra. Med denna anordning möjlíggöres fördelen att fjäder och dämpningselementen för transla- tionsrörelsen för drivblocken 29, 30 i tvärriktningen och rotations- rörelsen kring den lodräta axeln 15 kan dimensioneras var för sig.

Vid translationsrörelsen vrider sig torsionsfjädrarna 33 med pend- larna 31 i sitt ursprungliga ej påverkade tillstànd i lagren 34.

Fjädrings- och dämpningsegenskaperna är givna av de av fjädrings- och dämpningselementen 16 resp 17 bestämda egenskaperna. Vid rota- tionsrörelsen gör de bägge på varje sida befintliga pendlarna mot- satta utslag, så att torsionsfjädrarna 33 vrides och på drivblocken 29,50 utövar en återställningskraft. Den för vrídrörelsen för driv- blocket anordnade dämpningen förverkligas medelst åtminstone ett dämpningselement 35, såsom visas i fig 4a. Vid vridrörelsen för driv- blocket förblir de av fjäder- och dämpningselementen 16 resp 17 bestående enheterna praktiskt taget opåverkade under det att vid translationsrörelse är torsionsfjädrarna 33 och dämpningselementet resp elementen 35 ej aktiva. .... ...w .- _....-____.....-,.-...~.. u. _.. 7906787-2 För en svängningsmodell motsvarande utföringsexemplet i enlighet med fig 1 genomförga beräkningar har efter optimering av fjädrings- och dämpningskarakterístika vid på förhand givna massor givit kritiska hastigheter, som ligger långt över de för skenbundna fordon, som är utrustade med boggis av hitintills känt slag. k-c-u-*ß-u-w-m-v-...ny e." _. i v..

Claims (6)

7906787-2 P a t e n t k r a v

1. Boggiskenfordon med minst ett drivaggregat, som i tvär- riktningen är rörligt lagrat vid boggien och som i tvärriktningen via minst ett fjäderelement är förbundet med boggiramen, k ä n n e - t e c k n a t a v att drivaggregatet respektive drivaggregaten (14; 21; 29) i tvärriktningen dessutom via åtminstone ett dämpnings- element (16; 17) är förbundna med boggiramen (1) och att driv- aggregatet respektive drivaggregaten (14; 21; 29) inuti boggiramen (1) i tvärriktningen är rörligt i huvudsak över samma utslag trans- latoriskt och kring en vinkelrät axel (15) i huvudsak kring samma vridvinkel rotationsrörlíg som boggiramen (1) på skenorna (6).

2. Boggiskenfordon enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att drivaggregatet eller aggregaten (14; 21; 29) i förhållande till hjulsatserna (4, 5) är rörliga i tvärríktningen i huvudsak i samma utsträckning som de - i förhållande till ett tänkt lodrätt plan genom axeln (4) för hjulsatserna- äri förhållande till boggi- ramen (1).

3. Boggiskenfordon enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t a v att det av drivaggregatet respektive drívaggregaten (14; 21; 29) och de i tvärriktningen anordnade fjädrings- och dämpníngselementen (16; 17) bestående svängningssystemet i förhållande till boggiramen (1) i tvärriktningen och kring den vinkelräta axeln (15) uppvisar till ungefär 5 hetz begränsade egensvängningar.

4. Boggiskenfordon enligt något av kraven 2 eller 3, vid vilket varje boggi endast uppvisar ett enda drívblock (längsgående motor med vinkelväxlar), k ä n n e t e c k nam t a v att de på tvären riktade fjädríngs- och dämpningselementen (16; 17) mellan drivblocket (14; 29) och boggiramen (1) är ledade vid lagerställen, som - sett i boggiens längdríktning - uppvisar ett avstånd (21) från varandra och är anordnade symmetriskt i förhållande till den lodräta vridningsxeln (15) för drivblocket.

5. Boggiskenfordon enligt krav 2 eller 3, k ä n n e t e c ki- n a t a v att för translationsrörelsen för drivaggregatet eller drivaggregaten (14; 21; 29) och för rotatíonsrörelscn kring denna respektive dessas lodräta vridningsaxel (15) är separata system av fjäder- och dämpningselement (16; 17; 33; 35) anordnade.

6. Boggieskenfordon enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t a v att drivaggregatet respektive drivaggregaten (30) på i sig känt 7966787-2 sätt är upphängt i pendlar (31) i boggiramen och att de drivaggre- gatet respektive drívaggregaten (30) hållande pendlarna (31) är lagrade parvis via vrídningsstyva förbíndningar (32) är fästa vid längsgående tortionsfjädrar (33), som i sin tur är lagrade i boggíramen (1), varvid i tvärríktningen mellan drívaggregatet (30) och boggiramen (1) utríktade, vardera av en fjäder och ett dämp- ningselement (16; 17) bestående enheter är anordnade i linje cen- tralt víd drívblocket (29, 30).