TWI746824B - 包括剛性地固接至轉向架本體之軸的鐵道車輛轉向架 - Google Patents

包括剛性地固接至轉向架本體之軸的鐵道車輛轉向架 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種鐵道車輛轉向架(1)，其包括一本體(2)及兩個軸(4)，該本體(2)包括沿一縱向方向延伸之兩個樑(6)，各軸(4)包括各具備一輪胎(21)之一對車輪(20)及在該等車輪(20)之間延伸的一連接裝置，各軸(4)包括一軸箱(22)，該軸箱(22)沿實質上垂直於該縱向方向之一橫向方向延伸且至少部分地環繞該連接裝置。 該本體(2)之該等樑(6)藉由該等軸(4)彼此連接，各軸(4)之該軸箱(22)剛性地固接至該等樑(6)之各者。

Description

包括剛性地固接至轉向架本體之軸的鐵道車輛轉向架
本發明係關於一種包括一本體及兩個軸之類型的鐵道車輛轉向架，該本體包括沿一縱向方向延伸之兩個樑，各軸包括各具備一輪胎之一對車輪及在該等車輪之間延伸的一連接裝置，各軸包括沿實質上垂直於該縱向方向之一橫向方向延伸且至少部分地環繞該連接裝置之一軸箱。
本發明亦係關於一種上文所描述之類型的鐵道車輛。 其中車輪具備一輪胎之此一轉向架尤其意欲用於一種在滾動軌道上行駛之地鐵或有軌電車類型的鐵道車輛。 在此一轉向架中，可使用輪胎之彈性以藉由在本體與軸之間不提供懸架元件而簡化轉向架之結構，此係因為可由輪胎執行此等元件之功能。 然而，仍需要在轉向架中提供彈性元件以允許轉向架經歷沿縱向方向的扭轉。實際上，此特徵係允許轉向架通過扭曲軌道區域(即，其中轉向架之車輪與地面之接觸點不在相同平面中的區域)所必需的，尤其在一承重輪胎爆胎之情況下。 因此，歸因於需要使轉向架之本體的不同部分彈性地彼此鉸接或在本體與軸之間引入所謂主懸架鏈，轉向架之結構仍係複雜的。在第一種情況下，尤其提供將樑彈性地鉸接至一或多個橫件(cross-piece)從而使樑彼此連接。因此，藉由安裝彈性鉸接元件或藉由安裝主懸架，轉向架之組裝變得複雜。 本發明之一個目的係藉由提出一種更容易組裝之簡化轉向架結構而克服此等缺點。
為此，本發明係關於一種前述類型之轉向架，其中本體之樑藉由軸彼此連接，且各軸之軸箱剛性地固接至該等樑之各者。 藉由提供一種具有沿縱向方向延伸、藉由軸箱彼此連接之樑的轉向架(即，該轉向架之本體不包括使該等樑彼此連接之一額外橫件)，可能利用該等樑之可撓性以對該轉向架賦予在該轉向架之該本體中或在該等樑與該等軸之間無彈性鉸接元件的情況下經受圍繞一縱向軸線之扭轉的能力。因此，該等軸箱可剛性地緊固至該等樑，即，在無彈性鉸接元件的情況下，此簡化該轉向架之結構及其組裝。本發明因此使得可自一種具有一鉸接式本體之轉向架或一種具有一主懸架之轉向架過渡至一種撓性轉向架，同時在懸架及扭轉方面保持相同能力。 根據單獨地或依據任何技術上可行組合考量之如本發明的轉向架之其他有利特徵： - 各樑具有一可撓性使得該轉向架具有圍繞實質上平行於該等樑且在該等樑之間延伸的一縱向軸線的一撓曲自由度； - 各樑具有沿實質上垂直於該縱向方向及該橫向方向之一垂直方向之一截面，該截面包括：一芯部，其該垂直方向延伸；及兩個分支，其等在該芯部之兩側上沿一實質上橫向方向延伸； - 各軸之該軸箱藉由至少一個螺絲或螺栓固接至各樑； - 該本體與該等軸之間的連接無鉸接或彈性懸架元件； - 各樑在其縱向端部之各者處包括一導輪支架，該等縱向端部相對於該樑之其餘部分沿一實質上橫向方向延伸； - 該轉向架進一步包括：一馬達，其在該等樑之間且在該等軸之間延伸；及一馬達殼體，其至少部分地圍繞該馬達延伸； - 該本體之該等樑藉由該馬達殼體彼此連接，該馬達殼體剛性地固接至該等樑之各者；且 - 各軸之該等車輪之間的該連接裝置包括將該馬達連接至該等車輪之各者的一減速齒輪，該減速齒輪經容置於該等樑之間的該軸箱中。 本發明亦係關於一種包括如上文所描述之一轉向架的鐵道車輛。 在閱讀經提供作為一實例且參考隨附圖式所作之下文描述之後，將明白本發明之其他特徵及優點，其中：
在描述中，術語「縱向」係相對於一鐵道車輛之行駛方向(即，鐵道車輛在其等之上行駛之滾動軌道延伸的方向)而界定。術語「橫向」係由對應於一鐵道車輛之寬度的一方向(即，實質上垂直於縱向方向且當鐵道車輛在水平滾動軌道上行駛時在一水平平面中延伸之一方向)界定。術語「垂直(elevation)」係由實質上垂直於縱向方向及橫向方向之一方向(即，當鐵道車輛在水平滾動軌道上行駛時之一實質上垂直方向)界定。 參考圖1，一鐵道車輛轉向架1經界定為包括一本體2及安裝於本體2上之兩個軸4。 本體2包括兩個樑6，各樑沿一縱向方向延伸且沿橫向方向彼此隔開。各樑6係由一金屬型材(profile)形成，例如由鋼製成。 該型材之截面係I形，即，在沿一橫向方向且沿一垂直方向延伸之一平面中，如圖3中所展示。因此，樑6之截面具有：一芯部8，其在沿縱向方向且沿垂直方向延伸之一平面中延伸；及兩個分支10，其等在芯部8之兩側上延伸。分支10在實質上垂直於芯部8之平面的平面(即，沿縱向方向且沿橫向方向延伸之平面)中延伸。因此，該型材包括分別沿垂直方向在芯部8上方及下方延伸之一上分支10a及一下分支10b。此一型材形狀致使沿縱向方向對樑6賦予一特定柔韌性或可撓性。因此，樑6能夠經受圍繞實質上等距於兩個分支10在沿芯部8之縱向方向上延伸之一軸線A之扭轉。根據一項實施例，對於具有實質上2米的軸距之一轉向架，圍繞軸線A之扭轉可高達1°。此扭轉尤其在以輔助車輪行駛的同時穿越10 mm/m之一扭曲軌道區域時或在一承重輪胎爆胎之情況下發生，如後文將描述。根據本發明之轉向架中所使用的樑不具有一封閉區段(正如具有一箱結構之樑的情況)，此允許其賦予此扭轉能力，而不同於具有一箱結構之特別硬的樑。因此，儘管前文所描述之型材係I形，但應理解，此型材可具有一不同形狀，只要此形狀係適合使得樑具有圍繞其縱向軸線A之一特定柔韌性或可撓性。 根據圖1及圖2中所展示之實施例，各樑6具有兩個縱向端部12，該兩個縱向端部12在樑6之各端處沿縱向方向延伸。縱向端部12各沿一橫向方向朝向轉向架1外側延伸。縱向端部12各經配置以承載一導輪14，如圖1中所展示。各導輪14實質上橫向延伸且經配置以抵靠於鐵道車輛在其上行駛之滾動軌道的一側上延伸之一引導表面(未展示)。實際上，在一轉向架包括承載輪胎之車輪的情況下(如後文將描述)，鐵道車輛不在軌道上連續地行駛，因而轉向架之引導係必需的，尤其是在轉彎時，且此引導可藉由引導表面在滾動軌道之兩側上延伸且藉由導輪14與此等引導表面接觸而完成。導輪14例如各具備一輪胎且可圍繞相對於縱向端部12沿垂直方向延伸之一軸線Z旋轉。 各樑6進一步包括固接區域16，使得可固接軸4及視情況一馬達18，如後文將描述。固接區域16例如在上分支10a中具備一或若干個孔口，使得可在分支中螺接一螺絲19或螺合一螺栓，如後文將描述。 各軸4包括連接至定位於一軸箱22中之一連接裝置的兩個車輪20。 各車輪20在軸4之一橫向端處延伸，使得一軸4之車輪20在本體2之樑6的兩側上延伸，如圖1中所展示。各車輪20具備一輪胎21 (稱為承重輪胎)，且可圍繞沿一實質上橫向方向延伸之一旋轉軸線B旋轉。各軸4進一步可包括兩個輔助車輪23，各輔助車輪23經定位為靠近於車輪20之一者。此等輔助車輪23經配置以允許在軌道上(例如在不具有用於承重輪胎21的運行架(running rack)之區域中)行駛。 連接裝置自一個車輪20橫向延伸至另一車輪20 (或自一個輔助車輪23延伸至另一輔助車輪23)且例如由固定成與車輪20一起旋轉之一或若干個軸件形成，且例如由在一馬達轉向架之情況下定位於樑6之間的一減速齒輪24而旋轉，如後文將描述。 (若干)軸件及減速齒輪24至少部分地且可旋轉地容置於軸箱22中，該軸箱22至少自一個樑6延伸至另一樑6。軸箱22因此形成一護套，該護套之形狀適於收納(若干)軸件及減速齒輪24。在減速齒輪24處，例如敞開軸箱22以供減速齒輪24之一輸入軸件26通過。軸箱22剛性地固接至各樑6且提供此等樑6之間的一連接。剛性固接意謂著軸箱22不可相對於樑6移動。因此，在軸箱22及更一般言之軸4與樑6之間未提供懸架或彈性鉸接元件。軸箱22至一樑6的固接係例如藉由以下方式在該樑之一固接區域16中完成：橫穿軸箱22之一平台(platen) 28在提供至該樑之上分支10a中的彼端之孔口中螺接至少一個螺絲19或螺合一螺栓。根據圖1及圖2中所展示之一項實施例，一軸4之軸箱22在一樑6上的固接係藉由使兩個螺絲19沿縱向方向一直延伸通過軸箱22而完成。應注意，圖展示一轉向架1，其中軸4經固接於樑6之上分支10a上，因此軸在樑6上方延伸。然而，根據另一實施例，軸4可經固接於樑6之下分支10b上且在樑6下方延伸。 軸箱22剛性地固接至樑6，各軸箱22在樑6之一縱向端部12附近，使得軸4及樑6沿垂直方向且沿橫向方向形成一剛性框架。然而，如前文所描述，歸因於樑6沿此縱向方向之可撓性，此總成能夠經受圍繞與樑6實質上等距地在樑6之間延伸的一縱向軸線A'之扭轉。因此，根據本發明之轉向架1歸因於輪胎21之彈性能夠承受沿垂直方向的作用力，且即使當轉向架1無懸架元件及彈性鉸接元件時仍歸因於經受圍繞一縱向軸線之扭轉之此能力而通過軌道扭曲。 根據圖1及圖2中所展示之實施例，轉向架1係包括一馬達18之一馬達轉向架，該馬達18經配置以經由減速齒輪24驅動車輪20之旋轉。 傳統上，馬達18經由輸入軸件26連接至減速齒輪。馬達18至少部分地放置於一馬達殼體30中，該馬達殼體30自一個樑6實質上橫向延伸至另一樑6，且沿縱向方向放置於軸4之間。馬達殼體30剛性地固接至樑6之各者。如同軸4，剛性固接意謂著馬達殼體30不可相對於樑6移動，且在馬達殼體30與樑6之間不提供懸架或彈性鉸接元件。根據一項實施例，馬達殼體30藉由螺接或螺合於樑6之一固接區域31中而固接。因此，馬達殼體30亦參與使樑6彼此連接。 應注意，上文所描述之轉向架本體2僅包括兩個樑6，且在此兩個樑之間不存在機械焊接連接(諸如一橫件或類似物)，此功能係由軸箱22及視情況馬達殼體30執行。此一本體結構使得可為樑6賦予圍繞縱向軸線A'的所要可撓性，尤其當在轉向架於輔助軌道23上行駛的同時或在一承重輪胎21爆胎之情況下橫穿軌道扭曲時。本體之安裝因此尤其簡單，此係因為其可藉由簡單螺接或螺合操作而獲得。作為一實例，當各軸殼體22藉由兩個螺絲或兩個螺栓固接至各樑6時，八個螺接或螺合操作足以獲得轉向架。 轉向架已被描述為包括驅動兩個軸4之車輪20的旋轉之一馬達18，即，一馬達轉向架。然而，應理解，本發明可適用於一種其車輪歸因於由另一機動轉向架驅動而旋轉之無馬達轉向架，或一種其馬達僅旋轉兩個軸之一個軸4的車輪之轉向架。 本發明亦係關於一種包括如上文所描述之一或多個轉向架的鐵道車輛。此一鐵道車輛例如係一地鐵或一有軌電車，其經配置以在至少部分不具備軌道且在至少一些區域中在側面上包括引導表面的運行架上行駛。
1‧‧‧鐵道車輛轉向架2‧‧‧本體4‧‧‧軸6‧‧‧樑8‧‧‧芯部10‧‧‧分支10a‧‧‧上分支10b‧‧‧下分支12‧‧‧縱向端部14‧‧‧導輪支架16‧‧‧固接區域18‧‧‧馬達19‧‧‧螺絲20‧‧‧車輪21‧‧‧輪胎22‧‧‧軸箱23‧‧‧輔助車輪24‧‧‧減速齒輪26‧‧‧輸入軸件28‧‧‧滾筒30‧‧‧馬達殼體31‧‧‧固接區域A‧‧‧縱向軸線A'‧‧‧ 縱向軸線B‧‧‧旋轉軸線C‧‧‧軸線
- 圖1係根據本發明之一轉向架的一示意透視圖解， - 圖2係其中已移除車輪之圖1的轉向架之一示意透視圖解，及 - 圖3係沿圖2之軸線III-III的一示意截面圖解。
2‧‧‧本體
4‧‧‧軸
6‧‧‧樑
10‧‧‧分支
12‧‧‧縱向端部
14‧‧‧導輪支架
16‧‧‧固接區域
18‧‧‧馬達
19‧‧‧螺絲
20‧‧‧輪
21‧‧‧輪胎
22‧‧‧軸箱
23‧‧‧輔助輪
24‧‧‧減速齒輪
26‧‧‧輸入軸件
28‧‧‧滾筒
30‧‧‧馬達殼體
31‧‧‧固接區域
A‧‧‧縱向軸線
B‧‧‧旋轉軸線
C‧‧‧軸線

Claims (9)

  1. 一種鐵道車輛轉向架(1)，其包括一本體(2)及兩個軸(4)，該本體(2)包括沿一縱向方向延伸之兩個樑(6)，各軸(4)包括各具備一輪胎(21)之一對車輪(20)及在該等車輪(20)之間延伸的一連接裝置，各軸(4)包括一軸箱(22)，該軸箱(22)沿實質上垂直於該縱向方向之一橫向方向延伸且至少部分地環繞該連接裝置，其特徵在於該本體(2)之該等樑(6)藉由該等軸(4)彼此連接，各軸(4)之該軸箱(22)剛性地固接至該等樑(6)之各者；其中各樑(6)具有沿實質上垂直於該縱向方向及該橫向方向之一垂直方向之一截面，該截面包括：一芯部(8)，其沿該垂直方向延伸；及兩個分支(10，10a、10b)，其等在該芯部(8)之兩側上沿一實質上橫向方向延伸。
  2. 如請求項1之鐵道車輛轉向架，其中各樑(6)具有一可撓性，使得該轉向架(1)具有圍繞實質上平行於該等樑(6)且在該等樑(6)之間延伸的一縱向軸線(A’)的一撓曲自由度。
  3. 如請求項1或2之鐵道車輛轉向架，其中各軸(4)之該軸箱(22)藉由至少一個螺絲(19)或螺栓固接至各樑(6)。
  4. 如請求項1或2之鐵道車輛轉向架，其中該本體(2)與該等軸(4)之間的連接無鉸接或彈性懸架元件。
  5. 如請求項1或2之鐵道車輛轉向架，其中各樑(6)在其縱向端部(12)之 各者處包括一導輪支架(14)，該等縱向端部(12)相對於該樑(6)之其餘部分沿一實質上橫向方向延伸。
  6. 如請求項1或2之鐵道車輛轉向架，其進一步包括：一馬達(18)，其在該等樑(6)之間且在該等軸(4)之間延伸；及一馬達殼體(30)，其至少部分地圍繞該馬達(18)延伸。
  7. 如請求項6之鐵道車輛轉向架，其中該本體(2)之該等樑(6)藉由該馬達殼體(30)彼此連接，該馬達殼體(30)剛性地固接至該等樑(6)之各者。
  8. 如請求項6之鐵道車輛轉向架，其中各軸(4)之該等車輪(20)之間的該連接裝置包括將該馬達(18)連接至該等車輪(20)之各者的一減速齒輪(24)，該減速齒輪經容置於該等樑(6)之間的該軸箱(22)中。
  9. 一種鐵道車輛，其包括如請求項1至8中任一項之至少一個轉向架。
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