TWI546217B - 有發動機的轉向架 - Google Patents

Description

有發動機的轉向架

本發明有關用於軌道車輛之有發動機的轉向架，包含限制位移用之裝置。

本發明特別、但非專有地應用至輪式地下鐵用之單一發動機的轉向架。

用於限制橫亙位移之裝置-亦被稱為橫側止動件-適用於限制軌道車輛之本體相對該轉向架的橫向位移及滾動，例如當該車輛橫越一彎曲處時。實際上，該車輛必需全部沿著該鐵路軌道於給定之軌道間隙的橫向及垂直方向中裝入，且此車輛之本體不可以在該橫向方向中或於該垂直方向中移動超過所允許之軌道間隙。

其係已知用於有單一發動機的轉向架包括縱向發動機、包括二樑及二端部承重桿之機架，該發動機的殼體係在該機架之中心部份中緊固至該轉向架的該二樑，且其發動機軸桿被配置成平行於該等樑。該底盤亦包含二橫側延伸部，其相對該樑之軸線被配置朝向外側，以承納輔助懸掛裝置。包括滾珠座圈且被設計來支撐軌道車輛之本體的承重桿停靠在這些輔助懸掛裝置上。二端部支撐件被橫側地配置在該等樑上，相對該等樑之軸線朝向該內側，位於每一輔助懸掛裝置及該發動機間之空間中。於該轉向架繞著縱向軸之旋轉期間，它們與配置在該承重桿下方之止動件配合，該等止動件垂直地延伸朝向該等樑。

由於該等輔助懸掛裝置朝向該機架外側之橫側偏置，此轉向架具有於該橫向方向中為笨重的缺點。再者，提供橫側延伸部以支撐這些懸掛裝置之需要造成該轉向架機架之結構更複雜。

因此，本發明針對藉由提出用於軌道車輛之轉向架來彌補此等缺點，該轉向架包括發動機，其具有緊固至該轉向架之二樑的殼體，該發動機軸桿被配置平行於這些樑；輔助懸掛裝置；及承重桿，其停靠在該等輔助懸掛裝置上。該轉向架包括端部支撐件及止動件之總成，其配置在該發動機之殼體上及在該承重桿上。

本發明之轉向架亦可滿足以下特色之至少一者：

-端部支撐件係藉由角撐架所形成或包括角撐架，該角撐架具有牢牢地緊固在該殼體的外部上之基底、及在實質上垂直於該基底之平面中延伸的支撐面(另一選擇係，該端部支撐件不須呈角撐架之特定形式，但為具有不同形狀之元件，且其亦可為由附接件所組成或包含附接件，該附接件緊固在該發動機骨架上，以便反應該等應力)，

-二端部支撐件被牢牢地緊固在位於該發動機軸桿上方之殼體的外部上，

-止動件包含牢牢地緊固至該承重桿之於一平面中延伸的部份之板件、及由彈性材料所製成且緊固在該板件上之鉚釘，或係由該板件及該鉚釘所組成，該平面實質上垂直於該承重桿朝向該發動機之平面，該鉚釘具有實質上平面式支撐面，該支撐面實質上平行於該板件，

-二止動件被牢牢地緊固至該承重桿的一部份，該部份係位在該等輔助懸掛裝置上方，

-該等端部支撐件之支撐面被導向該轉向架之外側，每一端部支撐件之支撐面被導向該轉向架之內側，使得該等止動件之支撐面被配置成相向於該等端部支撐件之支撐面，

-該等輔助懸掛裝置被配置在該等樑處且實質上於其中間，

-穩定器棒被配置在該二樑之間，且包含配置在該等樑的任一側面上並連接至該承重桿之二連接桿。

為有利於該等圖面之閱讀，僅只了解本發明所需要之元件已被顯示。由一圖示至該下一圖示，相同之元件帶有相同之參考數字。

於該說明書中，該“直立”及“水平”等詞係相對停靠在至少一轉向架上之軌道車輛本體界定。如此，水平面XY係實質上平行於該軌道之平面，且該直立縱向平面XZ係實質上平行於該等輪子延伸之平面。該“縱向”一詞係相對軌道車輛之本體於水平面中延伸的方向界定，且該“橫向”一詞係在水平面中於實質上垂直於該縱向方向的一方向中界定。

圖1係根據本發明之轉向架的局部立體圖。該轉向架1包括在該縱向方向中延伸之二樑2、一具有內部轉子之縱向發動機4。該發動機之殼體6係於該橫亙方向中藉由介面零件8緊固至任一側面上之樑2。設計此零件之尺寸，以便傳送藉由該發動機殼體所產生之橫向應力。圖2顯示該介面零件8之使用螺絲10緊固至該殼體6。該發動機4之軸桿12實質上係平行於該樑2之軸線。輔助懸掛裝置14大約於該縱向方向中被配置在每一樑2之中間。在此其係使用那些熟諳此技藝者所熟知之氣動的輔助懸掛裝置來製成。承重桿16被橫向地配置，且藉由其二橫向端部停靠在該二輔助懸掛裝置14上。承重桿在其中心支撐一滾珠座圈18，該滾珠座圈之內部座圈20包含能夠被牢牢地緊固至軌道車輛之本體的緊固機構，而該外部座圈22被牢牢地緊固至該承重桿16。該滾珠座圈18之上表面界定該轉向架1上之本體的一實質上水平支撐平面。

用於限制該轉向架1及該本體(未示出)間之橫向位移的裝置包括端部支撐件24及止動件26總成，被配置在該發動機4之殼體6上及在該承重桿16上。更精確地是，於圖1至3之範例中，二端部支撐件24被牢牢地緊固在該殼體6上，同時二止動件26被牢牢地緊固在該承重桿16上。

每一端部支撐件24係呈具有一基底28的角撐架之形式，該基底28被牢牢地緊固在該殼體之外零件30上，配置在該發動機軸桿12上方之上部中，實質上在該滾珠座圈18之下。該基底28實質上係平行於該轉向架1上之本體的支撐平面，且支撐面32在一實質上垂直於該基底28之平面中延伸朝向該滾珠座圈18，直至一不超過該轉向架上之本體的水平支撐平面之高度。該等支撐面32之每一者被導向該轉向架1之外側。每一止動件之支撐如此具有直角三角形之形狀，其斜邊被導向該轉向架1之中心。

另一選擇係，每一端部支撐件24之基底28亦可停靠在該殼體6之外部零件30上，其未絕對地平行於該轉向架1上之本體的支撐平面。這可為尤其當該發動機之殼體6係圓柱形時之情況。

每一止動件26係藉由在實質上垂直於該轉向架1上之本體的支撐平面之平面中延伸的板件34與鉚釘所形成，且該鉚釘由緊固在該板件34上之彈性材料36(例如橡膠)所製成。該鉚釘具有平行於該板件34之實質上平面式支撐面38，其被導向該轉向架1之內側。該板件34被牢牢地緊固至該承重桿16之高起部份42的壁凹40之內側，該高起部份42係位在該滾珠座圈18內側。該整個止動件26(板件34與彈性鉚釘36)因此被配置在大於該等輔助懸掛裝置14上之承重桿16的支撐表面之高度、且被配置在小於該轉向架1上之本體的支撐平面之高度。

該承重桿16之高起部份42包括二壁凹40。止動件26及端部支撐件24延伸於這些壁凹之每一者中。每一止動件26之支撐面38被配置成相向於該端部支撐件24之 支撐面32。當該軌道車輛之本體係不相對該轉向架1平移或傾斜時，該二支撐面38、32係平行的。它們接著大致上被分開達例如20至35毫米之距離，該距離被稱為停止遊隙。當該本體相對該轉向架1被平移及/或傾斜時，該二支撐面彼此造成接觸。該彈性鉚釘36確保該橫向應力之反應的漸進性。其能採用不同形式，倘若其確保加勁至壓擠的漸進性。

該限制裝置總成之配置係使得該等支撐面38、32間之接觸係在大於該等輔助懸掛裝置14之頂部的高度、及在小於該轉向架1上之本體的支撐平面之高度做成。這具有增加停靠在該轉向架上的本體之滾動中心的高度之效果。

該有發動機的轉向架1傳統上包括穩定器棒44，其被緊固在該等樑2之任一側面上，且藉由連接桿46在其端部之每一者連接至該承重桿16。這使其可能改善該轉向架之穩定性，因為相對該目前最佳技術之轉向架，該等輔助懸掛裝置14被再定中心朝向該轉向架1之內側。

限制橫向位移的裝置之位移具有二優點。一方面，當該等輔助懸掛裝置之再定中心在該等樑2係與其有關聯時，該橫向方向中之容積係顯著地減少(約25%少於先前所引用之目前最佳技術的轉向架之容積)，這使其可能減少施加在該機架上之彎曲及扭矩，特別是由於該等輔助懸掛裝置之負載在該目前最佳技術之轉向架的橫側延伸部上之中心偏移。該等輔助懸掛裝置之再定中心亦使消除該等橫側延伸部及減少該轉向架之質量成為可能。在另一方面，該滾動中心之高度係增加，這在該等輔助懸掛裝置之同等定位處允許具有超過或不足的高出量之本體的位移上之增益，或於藉由穩定器棒所完成之被再定中心的輔助懸掛裝置之案例中，如於在此所說明之具體實施例中，以獲得在配備有該目前最佳技術之限制裝置的轉向架上所配置之本體的相同位移。

升高該滾動中心之高度的效果係基於圖4、5及6說明。於這些圖面中，所使用之參數被界定如下：軸線Y-Z之參考符號O界定該該滾動平面(Y軸)及該軌道之參考軸(Z軸)，軸線Yp-Zp之參考符號Pi界定該轉向架機架之平面(粗線)，軸線Ys-Zs之參考符號Si界定該本體之平面(雙線)，M係該本體之最臨界點、亦即關於藉由該下部機件所強加之軌道間隙G的最不利處，Dp係該參考符號O中之轉向架機架的橫向位移；於輪胎轉向架之案例中，其係該輪胎之橫側壓擠量與該用過導引輪/新軌道橫側遊隙的總和，Ds係該本體相對該轉向架機架之橫向位移，這是由於該輔助懸掛裝置之橫向位移，α係該轉向架機架相對該滾動平面Y之傾斜角度，β係該本體相對該轉向架機架之傾斜角度，Hs係該輔助懸掛裝置相對該滾動平面Y之轉軸的高度，G係該軌道間隙。其提供由該本體之臨界點M相對該參考軌道的軸線Z之最大可容許的距離，L係該本體的一半寬度。圖4顯示包含以在點M的一半寬度Li藉由參考符號S₁所界定之本體的軌道車輛，其停靠在藉由參考符號P₁所界定之目前最佳技術的轉向架上。限制該目前最佳技術之橫向位移的裝置停靠在該轉向架機架上，於該等輔助懸掛裝置14及該發動機之間(為清楚之理由，該限制裝置未被示出)。該等止動件及該等端部支撐件間之接觸在一位於參考符號O中之高度HS₁的平面中發生，該高度HS₁小於該等輔助懸掛裝置14之承重桿16的支撐平面之高度。

當該軌道車輛進入一彎曲處時、或更簡單的是當其在對齊中傾斜時，該轉向架遭受角度α之傾斜，且該本體遭受橫向位移Ds及達角度β₁之傾斜兩者。該車輛必需遵從該軌道之軌道間隙G，以便不會與該下部機件之元件造成接觸，不論是否在平直部份或彎曲處。該本體的一半寬度L₁因此必需為使得所造成之橫向移動不嚙合該軌道間隙G。

圖5顯示包含藉由參考符號S₂所界定之本體的軌道車輛，並停靠在藉由參考符號P₂所界定之轉向架上，由此該等輔助懸掛裝置14之定位係與圖4之轉向架完全相同，但由此根據本發明用於限制橫向位移的裝置被高起至一高度Hs₂>Hs₁。Hs₂係大於參考符號O中之該等輔助懸掛裝置14上的承重桿16之支撐平面的高度。當該車輛進入一彎曲處時，該等輔助懸掛裝置之轉軸的高度之升高導致升高該本體轉動環繞之地點。該本體遭受相同之橫側位移Ds及轉動達一相同之角度α，如於圖4所說明之案例中：該臨界點M係因此仍然位於該同一位置中，但其現在遠離該本體Zs之軸線達一距離L₂，該距離L₂大於圖4所說明之案例的距離L₁(於圖4所說明之案例的本體Zs之軸線在圖5中係以雙虛線指示)。這意指該車輛之寬度能接著轉向2乘以L₂、大於L₁，而仍然遵從該相同之軌道間隙G。

圖6顯示包含與圖5者完全相同之本體的軌道車輛，並停靠在藉由參考符號P₃所界定之轉向架上，由此根據本發明用於限制橫向位移的裝置保持被升高至一高度Hs₂，該高度Hs₂大於如在圖5中之參考符號P中的輔助懸掛裝置14上之承重桿16的支撐平面之高度。於圖6中，該等輔助懸掛裝置14被帶至於該橫向方向中彼此較接近。該轉向架亦包含穩定器棒44及連接桿46。根據本發明之橫向位移裝置停靠在該發動機殼體上，並在與圖5中所說明之案例完全相同的距離Hs₂處，且該等止動件及該等端部支撐件間之接觸在位於一高度的平面中發生，該高度大於該等輔助懸掛裝置14上之承重桿16的支撐平面之高度。

當該轉向架進入彎曲處時，該本體傾斜達大致上大於β₁之不同角度β₂，當作該穩定器棒之有效性的函數。

此穩定器棒被界定，以致在點M，與圖4完全相同，由於在點M之距離Hs₂係大於在點M之距離Hs₁的事實，至少該本體之滾動傾斜達角度β₂的效果係不大於圖4中所獲得之效果。該車輛之寬度可接著為至少等同於L₁，同時遵從該相同之軌道間隙G。

當然，本發明絕未受限於所敘述及說明之具體實施例，該具體實施例僅只被提供當作範例。

1．．．轉向架

2．．．樑

4．．．發動機

6．．．殼體

8．．．介面零件

10．．．螺絲

12．．．軸桿

14．．．輔助懸掛裝置

16．．．承重桿

18．．．滾珠座圈

20．．．內部座圈

22．．．外部座圈

24．．．端部支撐件

26．．．止動件

28．．．基底

30．．．外部零件

32．．．支撐面

34．．．板件

36．．．材料

38．．．支撐面

40．．．壁凹

42．．．高起部份

44．．．穩定器棒

46．．．連接桿

本發明之其他目標、特色及優點將在閱讀該限制裝置及該轉向架之具體實施例的敘述時顯現，該敘述係關於該等圖面做成，其中：

-圖1係根據本發明之有發動機的轉向架及該限制裝置之局部立體圖，

-圖2顯示根據本發明之有發動機的轉向架之局部橫亙圖，該視圖局部地包含橫亙橫截面，以顯示根據本發明之限制裝置，

-圖3顯示根據本發明之有發動機的轉向架及該限制裝置之俯視圖，

-圖4於停靠在設有根據該目前最佳技術之限制裝置的轉向架上之軌道車輛本體的橫向方向中顯示圖解說明，

-圖5於停靠在設有根據本發明之限制裝置的轉向架上之軌道車輛本體的橫向方向中顯示圖解說明，

-圖6於停靠在設有根據本發明之限制裝置的轉向架上之軌道車輛本體的橫向方向中顯示圖解說明，且關於此，該等輔助懸掛裝置被再定中心於該橫向方向中。

2．．．樑

4．．．發動機

6．．．殼體

8．．．介面零件

10．．．螺絲

12．．．軸桿

14．．．輔助懸掛裝置

16．．．承重桿

18．．．滾珠座圈

24．．．端部支撐件

26．．．止動件

28．．．基底

32．．．支撐面

34．．．板件

36．．．材料

38．．．支撐面

44．．．穩定器棒

Claims (9)

1. 一種用於軌道車輛之轉向架(1)，包括發動機(4)，其具有緊固至該轉向架之二樑(2)的殼體(6)，該發動機軸桿(12)被配置平行於該等樑(2)；複數輔助懸掛裝置(14)；及承重桿(16)，其停靠在該等輔助懸掛裝置(14)上，其特徵為該轉向架包括複數端部支撐件(24)及複數止動件(26)之總成，該等端部支撐件(24)配置在該發動機(4)之殼體(6)上，該等止動件(26)配置在該承重桿(16)上，當該軌道車輛的本體平移和/或相對於該轉向架(1)傾斜時，該等端部支撐件(24)及止動件(26)彼此接觸。
2. 如申請專利範圍第1項之用於軌道車輛之轉向架(1)，其中該等端部支撐件(24)中的一者包括一零件，其具有牢牢地緊固在該殼體(6)的外部(30)上之基底(28)、及在實質上垂直於該基底(28)之平面中延伸的支撐面(32)。
3. 如申請專利範圍第2項之用於軌道車輛之轉向架(1)，其中該端部支撐件(24)的該零件是一角撐架。
4. 如申請專利範圍第1或2項之用於軌道車輛之轉向架(1)，進一步包含二端部支撐件(24)，其中該二端部支撐件(24)被牢牢地緊固在位於該發動機軸桿(12)上方之殼體(6)的外部(30)上。
5. 如申請專利範圍第1項之用於軌道車輛之轉向架(1)，其中該等止動件(26)中的一者包括牢牢地緊固 至該承重桿(16)之部份(42)的板件(34)、及由彈性材料所製成且緊固在該板件(34)上之鉚釘(36)，該板件(34)在實質上垂直於該承重桿(16)之平面中延伸朝向該發動機(4)，該鉚釘(36)具有實質上平面式支撐面(38)，該支撐面(38)實質上平行於該板件(34)。
6. 如申請專利範圍第1或5項之用於軌道車輛之轉向架(1)，進一步包含二止動件(26)，其中該二止動件(26)被牢牢地緊固至該承重桿(16)之部份(42)，該部份(42)係位在該輔助懸掛裝置(14)上方。
7. 如申請專利範圍第5項之用於軌道車輛之轉向架(1)，進一步包含二端部支撐件(24)，其中該等端部支撐件(24)之支撐面(32)被導向該轉向架(1)之外側，且其中每一端部支撐件(24)之支撐面(32)被導向該轉向架(1)之內側，使得該等止動件(26)之支撐面(38)被配置成相向於該等端部支撐件(24)之支撐面(32)。
8. 如申請專利範圍第1、2、3及5項中任一項之用於軌道車輛之轉向架(1)，其中該等輔助懸掛裝置(14)被配置在該等樑(2)處且實質上於其中間。
9. 如申請專利範圍第1、2、3及5項中任一項之用於軌道車輛之轉向架(1)，其中穩定器棒(44)被配置在該二樑(2)之間，且包含配置在該等樑(2)的任一側面上並連接至該承重桿(16)之二連接桿(46)。