NO332999B1 - En hjulsatsstyring til et skinnegaende kjoretoy - Google Patents

Abstract

Et skinnegående kjøretøy med en boggi (200) og på denne anordnede hjulsatsstyringer som i hvert tilfelle oppviser i det minste to spiralfjærer som er forbundet med et lagerhus i en hjulsats, hvor spiralfjærene (2, 21) er anordnet på innbyrdes motsattliggende sider av et aksellager i hjulsatsen, spiralfjærenes (2, 21) fjæringsvei strekker seg i det vesentlige normalt på skinneplanet (E) og hver spiralf jaer (2, 21 ) er tilordnet i det minste ett fjærelement (1, 11) av et elastomerisk materiale anordnet over eller under spiralfjæren, hvor det fjærelement (1) som er tilordnet en første spiralfjær (2) tilordnet aksellageret, er anordnet over denne første spiralfjær (2), og det fjærelement (1') som er tilordnet en andre spiralfjær (21) anordnet på en side av aksellageret beliggende overfor den første spiralfjær (2), er anordnet under den andre spiralfjær (2').

Description

Oppfinnelsen vedrører en hjulsatsstyring til et skinnegående kjøretøy, der hjulsatsstyringen oppviser i det minste to fjærsøyler.

Videre vedrører oppfinnelsen et skinnegående kjøretøy med en boggi og derpå anordnede hjulsatsstyringer oppvisende i det minste to fjærsøyler, der hver av fjær-søylene oppviser minst to spiralfjærer som er forbundet med et lagerhus i en hjulsats, hvor spiralfjærene er anordnet på innbyrdes motsattliggende sider av et aksellager i hjulsatsen, der spiralfj ærens fjæringsvei strekker seg i det vesentlige normalt på skinneplanet, og hvor hver spiralfjær er tilordnet i det minste ett fjærelement av et elastomert materiale anordnet over eller under spiralfj æren.

Et skinnegående kjøretøy og en fjærsøyle, henholdsvis en hjulsatsstyring, av den innledningsvis nevnte art er blitt kjent eksempelvis fra EP 0 624 505. Det kjente skinnegående kjøretøy oppviser en boggi med hjulsatsstyringer som hver består av spiralfjærer anordnet enkeltvis eller parvis på et lagerhus i en hjulsats samt gummielementer tilordnet spiralfj ærene. Spiralfjærene samvirker hermed med sine tilordnede gummielementer, hvorved styringen av hjulsatsen skjer samlet gjennom spiralfj ærenes fjærvirkning og gummielementets radiale stivhet.

En ulempe ved den kjente utførelsesform er fremfor alt at det i drift kan oppstå rota-sjonsmomenter som kan virke forstyrrende på boggiens kjørestabilitet.

En ytterligere ulempe med den kjente løsning består i at monteringen er relativt kostbar da gummielementene under monteringen må presses inn i hulrom i hjul-satslagrene, og en hjulsatsstyrings gummielement og spiralfjær ikke danner noen konstruksjonsenhet før monteringen, slik at det ikke er mulig å teste hjulsatsstyringens egenskaper før monteringen.

Ytterligere eksempler på fjærsøyler, lagerhus, hjulsatsstyringer etc. for skinnegående kjøretøy er kjent fra CH 4.343.344 A og EP 0 421 864 A.

Det er derfor en oppgave for oppfinnelsen å overvinne de ovennevnte ulemper ved teknikkens stand.

Denne oppgave blir med en fjærsøyle av den innledningsvis nevnte art løst ifølge oppfinnelsen ved at fjærelementet av elastomert materiale er forbundet med en

styretapp som er anordnet innenfor spiralfjæren, og at det mellom fjærelementet og spiralfjæren er tilveiebrakt en fjærtallerken som styretappen rager igjennom og som er forskyvbar langs et avsnitt av styretappen, og fjærtallerkenens bevegelse i retning av fjærelementet er begrenset av et anslag, hvorved spiralfjæren er holdt av fjærtallerkenen og i det minste ett utoverragende holdeavsnitt av styretappen, slik at

fjærsøylen allerede i en tilstand hvor den ennå ikke er montert på et skinnegående kjøretøy, er holdt sammen til én konstruksjonsenhet.

Fjærelementet av elastomert materiale og spiralfjæren danner i motsetning til den kjente løsning én konstruksjonsenhet; denne enhet blir i det følgende betegnet fjær-søyle. Uformingen ifølge oppfinnelsen tillater enkel montering av fjærsøylen ved hjelp av fastskruing til hjulsatslageret og til boggirammen, slik at i motsetning til den kjente løsning, er en montering av fjærelementet atskilt fra spiralfjæren ikke nødvendig.

Fjærelementet oppviser fordelaktig et hus som er forbundet med fjærtallerkenen, hvor det i området ved en ende av huset som vender mot fjærtallerkenen, er tilveiebrakt en utoverragende flens for fastgjøring av fjærsøylen på det skinnegående kjøretøy.

En ytterligere fordel med løsningen ifølge oppfinnelsen består i at fjærsøylens stivhet kan måles allerede før fjærsøylens montering. På grunnlag av stivhets-målingene kan antallet mellomlegg som blir nødvendig for denne fjærsøyle, fastslås. Dette er av meget stor praktisk betydning da fjærsøylene på denne måte kan mon-teres slik på det skinnegående kjøretøy at det virker lik aksellast på hver side av akselen. I en fordelaktig variant av oppfinnelsen kan dette bevirkes gjennom tillegg av mellomlegg som er anordnet på flensen, da vanligvis ikke hver fjærsøyle oppviser samme stivhet, på grunn av konstruksjonsbetingede toleranser.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen oppviser styretappen et avsnitt som i det vesentlige har form av en avkortet kjegle som går over i et i det vesentlige sylinderformet avsnitt, slik at styretappen oppviser i det vesentlige Y-formet tverrsnitt. Holdeavsnittet kan ved grunnflaten av det kjegleformede avsnitt være utført som en radialt utoverragende kant. Videre kan fjærelementet av elastomert materiale være forbundet med styretappens sylinderformede avsnitt.

Ut over dette kan fjærelementet oppvise en innerdel, hvis endeområde som vender mot fjærtallerkenen, oppviser en radialt utoverragende kant, hvorved det gjennom fjærtallerkenen og kanten er dannet et anslag for spiralfjærens fjæringsvei. Inner-delen kan være fremstilt av metall, eksempelvis av stål, og være forbundet med styrefjæren ved klebing og/eller vulkanisering.

Spiralfjærens styretapp og fjærelementets innerdel kan være dreiefast forbundet med hverandre, eksempelvis fastskrudd til hverandre, om en akse som er parallell med deres langsgående midtakser.

Videre fordeler lar seg oppnå ved at fjærelementet av elastomert materiale er en gummi/fjærmetall-laminatfjær og spiralfjæren er av stål.

De ovennevnte oppgaver lar seg også løse med et skinnegående kjøretøy av den innledningsvis nevnte art ifølge oppfinnelsen ved at det fjærelement som tilhører en første spiralfjær tilordnet aksellageret, er anordnet over denne første spiralfjær, og at det fjærelement som tilhører en andre spiralfjær som er anordnet på en side av aksellageret beliggende overfor den første spiralfjær, er anordnet under den andre spiralfjær.

Spiralfjærene og de til hver av disse tilordnede fjærelementer er i hvert tilfelle utformet som en fjærsøyle i en hjulsatsstyring ifølge ett av patentkravene 1 til 10.

De innledningsvis nevnte oppgaver lar seg også løse med en hjulsatsstyring til et skinnegående kjøretøy, hvilken oppviser minst to fjærsøyler som er anordnet punktsymmetrisk i forhold til hverandre med hensyn til et punkt på hjulsatsaksen, hvor hver av fjærsøylene er utformet som fjærsøyle ifølge ett av patentkravene 1 til 10.

Ved det skinnegående kjøretøy ifølge oppfinnelsen, henholdsvis ved hjulsatsstyringen ifølge oppfinnelsen, blir det på grunn av en punktsymmetrisk anordning av fjærsøylene som er tilordnet en hjulsatsstyring, muliggjort et momentfritt kraft-forløp i hjulsatsstyringen. Hjulsatsstyringen består av to, gjennom hjulsatsaksen, punktsymmetrisk anordnede fjærsøyler. Dermed oppstår det bare translasjonsbevegelser i hjulsatsstyringens område. Trekkrefter eller bremsekrefter som blir overført mellom boggiramme og hjulsats ved hjelp av denne hjulsatsstyring, forår-saker på grunn av den utførte konstruksjon ikke noe dreiemoment på hjulsatslågeret. Utførelsen av denne hjulsatsstyring ifølge oppfinnelsen gir en eliminering av dreie-momenter normalt på kjøreretningen i hjulsatsenes område og forhindrer en mulig vipping av primærfjærtrinnet henholdsvis hjulsatslagerhuset om en akse normalt på kjøreretningen, hvorved kraftvirkningene forbedres vesentlig.

Oppfinnelsen samt videre fordeler blir forklart nærmere i det følgende ved hjelp av noen ikke-begrensende utførelseseksempler som er fremstilt på tegningene, hvor: Figur 1 viser skjematisk et delriss av et skinnegående kjøretøy ifølge oppfinnelsen, sett fra siden; Figur 2 viser skjematisk et perspektivisk oppriss av en fjærsøyle;

Figur 3 viser skjematisk et sideriss av fjærsøylen på figur 2; og

Figur 4 viser et snitt langs linjen A-A på figur 3.

Ifølge figur 1 oppviser en hjulsatsstyring ifølge oppfinnelsen, henholdsvis et skinnegående kjøretøy ifølge oppfinnelsen i hvert tilfelle minst to fjærsøyler som tjener som det skinnegående kjøretøys primærfjæring. Fjærsøylene (figur 2-4) er anordnet på innbyrdes motsatte sider av et aksellager 100 på en hjulsatsside.

Spiralfjærer 2, 2' er derved anordnet slik at den enkeltes langsgående midtakse L, L' strekker seg i det vesentlige normalt på et skinneplan e.

En spiralfjær 2, 2', en styretapp 3, 3' som strekker seg i spiralfjærens 2, 2' indre, en fjærtallerken 4, 4', en skruforbindelse 5, 5', en lyddemper 6, 6', mellomlegg 7, T likesom tilordnede fjærelementer 1, 1' av elastomert materiale danner ifølge den ut-førelsesform av oppfinnelsen som er fremstilt på figur 2-4, i hvert tilfelle en fjær-søyle henholdsvis et primærfjæringselement.

I det følgende blir fjærelementet 1, 1' av elastomert materiale for enklere skrivemåte betegnet styrefjær 1,1'.

I en tilstand montert på et skinnegående kjøretøy er spiralfjæren 2, 2' og den dertil tilordnede styrefjær 1,1' anordnet i det vesentlige innbyrdes konsentrisk og beliggende over hverandre.

Mellom styrefjæren 1, 1' og den tilordnede spiralfjær 2, 2' er fjærtallerkenen 4, 4' som gjennomrages av styretappen 3, 3', tilveiebrakt, hvor fjærtallerkenen 4, 4' er forskyvbar langs et avsnitt av styretappen 3, 3'. Fjærtallerkenens 4, 4' bevegelse i retning av styrefjæren 1, 1' er begrenset av et anslag 10, 10'. Videre er spiralfjæren 2, 2' holdt av fjærtallerkenen 4, 4' og i det minste et utoverragende holdeavsnitt 11, 11' av styretappen 3,3'.

Styretappen 3,3' kan oppvise et i det vesentlige avkortet kjegleformet avsnitt som går over i et sylinderformet avsnitt, slik at styretappen 3, 3' oppviser et i det vesentlige Y-formet tverrsnitt. Holdeavsnittet 11, 11' for spiralfjæren 2, 2' kan ved det kjegleformede avsnitts grunnflate være utformet som radialt utoverragende kant som spiralfjæren 2, 2' ligger an på. Gjennom den nettopp nevnte formgiving av styretappen 3, 3' lar det seg sikre en god og stabil posisjonering av spiralfjæren 2, 2'. Videre kan det mellom spiralfjæren 2, 2' og holdeavsnittet 11, 11' være sørget for en lyddemper 6, 6'. Både styretappen 3, 3' og fjærtallerkenen 4, 4' kan være fremstilt av metall, eksempelvis av stål.

Styrefjæren 1, 1' kan på sin side være forbundet med styretappens 3, 3' sylinderformede avsnitt.

Videre kan styrefjæren 1,1' oppvise et hus 9, 9' som er forbundet med fjærtallerkenen 4, 4', hvorved det i området ved en ende av huset 9, 9' som vender mot fjærtallerkenen 4, 4', er tilveiebrakt en utoverragende flens 12, fremstilt på figur 2, for fastgjøring av en fjærsøyle 8 på det skinnegående kjøretøy. Flensen 12 kan eksempelvis også være utformet i ett stykke med fjærtallerkenen 4, 4' eller med huset 9, men også som en selvstendig konstruksjonsdel.

Styrefjæren 1,1' kan ved sammensetting presses inn i huset 9 og gjennom den friksjonskraft som virker mellom husets innside og styrefjæren 1,1', følge bevegel-ser til det skinnegående kjøretøy. Styrefjæren 1,1' kan imidlertid også være forbundet med huset 9, 9' ved hjelp av klebing og/eller vulkanisering.

Fjærsøylens 8 henholdsvis primærfjæringselementets styringsstivhet sideveis blir i et plan parallelt med skinneplanet e bestemt av den radiale stivhet til styrefjæren 1, 1' av elastomert materiale, f.eks. en gummi/fjærmetall-laminatfjær, og av spiralfjærens 2, 2' stivhet i tverretningen. Fjærsøylens 8 stivhet i tverretningen blir hermed vesentlig påvirket av styrefjærens 1,1' radiale stivhet i et plan parallelt med skinneplanet e. Fjærsøylens 8 stivhet i vertikal retning avhenger av spiralfjæren 2, 2' og styrefjærens 1,1' aksiale stivhet, hvor stivheten i vertikal retning her påvirkes vesentlig av spiralfjæren 2, 2' henholdsvis stålfjæren.

Styrefjæren 1, 1' blir styrt med den allerede ovenfor nevnte styretapp 3, 3' som kan være festet enten på hjulsatslagerhuset 100 eller på boggirammen 200.

Gjennom anordningen av gummi/metall-fjæren over eller under spiralfjæren 2, 2' står det mer monteringsplass til disposisjon for gummi/metall-styrefjæren, hvilken monteringsplass må foreligge for å kunne virkeliggjøre lange aksiale veier.

Ifølge figur 2 og 3 danner hver spiralfjær 2, 2' og den dertil tilordnede styrefjær av elastomert materiale ifølge oppfinnelsen en konstruksjonsenhet. Dette muliggjøres med en gjennomgangsåpning i fjærtallerkenen 4, 4', gjennom hvilken styretappen 3, 3' strekker seg. Styretappen 3, 3' blir i den utførelsesform som er fremstilt her, forbundet med styrefjæren 1,1' ved hjelp av en skrue 5, 5'.

Styrefjæren 1,1' kan på forbindelsesstedet med styretappen 3, 3' oppvise et anslag 10, 10', eksempelvis en flens, som ved full utfjæring ligger an på fjærtallerkenen 4, 4' og dermed holder fjærsøylen 8 sammen.

En med styretappen 3, 3' dreiefast forbundet innerdel 13, 13' av styrefjæren 1,1' kan hermed, som fremstilt på figur 4, på sitt endeområde som vender mot fjærtallerkenen, oppvise flensen henholdsvis en kant som strekker seg utover, hvilken i samvirke med fjærtallerkenen 4, 4' danner anslaget 10, 10' for spiralfjærens 2, 2' og styrefjærens 1, 1' fjæringsvei.

Fjærsøylen 8 blir formontert, dvs. en fjærsøyle 8 henholdsvis et primærfjæringselement blir allerede før monteringen på det skinnegående kjøretøy sammensatt til en konstruksjonsenhet. For det ene muliggjør dette en vesentlig forenkling av mon-teringsprosessen for fjærsøylen, henholdsvis for primærfjæringselementet, på det skinnegående kjøretøy; for det andre blir det derved, som allerede nevnt innledningsvis, muliggjort en testing av fjærsøylens henholdsvis primærfjæringselementets egenskaper og dermed en optimal montering. For å utjevne konstruksjonsbetingede toleranser, kan det på husets 9, 9' flens være sørget for mellomlegg 7, 7'.

En hjulsatsstyring ifølge oppfinnelsen oppviser minst to fjærsøyler 8, 8' av den nettopp beskrevne art, hvilke er anordnet punktsymmetrisk i forhold til hverandre gjennom hjulsatsaksen. Spiralfjærene 2, 2', styretappene 3, 3', fjærtallerkenen 4, 4', skruforbindelsen 5, 5', lyddemperne 6, 6', mellomleggene 7, 7' og de tilordnede styrefjærer 1,1' kan, som allerede nevnt ovenfor, i hvert tilfelle danne en fjærsøyle 8, 8' henholdsvis et primærfjæringselement.

Ifølge oppfinnelsen er den elastomere styrefjær 1, 1' i hjulsatsstyringen ifølge oppfinnelsen anordnet én gang over og én gang under spiralfjæren 2, 2'. Dvs. at de to fjærsøyler henholdsvis primærfjæringselementer som er tilordnet et aksellager 100, blir montert 180° fordreid i forhold til hverandre, dette tilsvarer en punktsymmetrisk anordning som strekker seg gjennom hjulsatsaksen. Fjærsøylene 8, 8' henholdsvis primærfjæringselementene blir forbundet med hjulsatslagerhuset, henholdsvis med boggirammen 200 eksempelvis ved hjelp av skruer.

Et primærfjærtrinn på det skinnegående kjøretøy består dermed av to fjærsøyler henholdsvis primærfj æringselementer pr. hjul, hvorved fjærsøylene 8, 8' henholdsvis primærfj æringselementene er anordnet innbyrdes punktsymmetrisk. Dvs. at styrefjæren 1, 1' er anordnet én gang under og én gang over stålfjæren 2, 2'.

Anordningen ifølge oppfinnelsen muliggjør et momentfritt kraftforløp, dvs. det oppstår bare translasjonsbevegelser. Derved kan en vipping av primærfj ærtrinnet henholdsvis fjærsøylen om en akse som i et plan parallelt med skinneplanet strekker seg i det vesentlige normalt på kjøreretningen, forhindres.

Claims (13)

1. Hjulsatsstyring til et skinnegående kjøretøykarakterisertved at den oppviser i det minste to fjærsøyler som innbyrdes er anordnet punktsymmetrisk med hensyn til et punkt på hjulsatsaksen, slik at hver av fjærsøylene oppviser i det minste én spiralfjær (2, 2') og i det minste ett fjærelement (1, 1') av et elastomert materiale, og det i det minste ene fjærelement (1, 1') likesom den i det minste ene spiralfjær (2, 2') i en tilstand montert på et skinnegående kjøretøy er anordnet beliggende på topp av hverandre, at fjærelementet (1, 1') av elastomert materiale er forbundet med en styretapp (3, 3') som er anordnet innenfor spiralfjæren (2, 2'), og at det mellom fjærelementet (1, 1') og spiralfjæren (2, 2') er tilveiebrakt en fjærtallerken (4, 4') som gjennomrages av styretappen (3,3') og som er forskyvbar langs et avsnitt av styretappen (3, 3'), og fjærtallerkenens (4, 4') bevegelse i retning av fjærelementet (1, 1') er begrenset ved et anslag (10, 10'), hvorved spiralfjæren (2,2') over dens lange ender er holdt av fjærtallerkenen (4, 4') og i det minste et holdeavsnitt (11, 11') av styretappen (3, 3') er utoverragende, slik at fjærsøylen allerede i en tilstand hvor den ennå ikke er montert på det skinnegående kjøretøy, er holdt sammen til én konstruksjonsenhet.

2. Hjulsatsstyring ifølge krav 1,karakterisert vedat fjærelementet (1, 1') oppviser et hus (9, 9') som er forbundet med fjærtallerkenen (4, 4'), hvorved det i området ved en ende av huset (9, 9') som vender mot fjærtallerkenen (4, 4'), er tilveiebrakt en utoverragende flens (12) til fastgjø-ring av fjærsøylen på det skinnegående kjøretøy.

3. Hjulsatsstyring ifølge krav 2,karakterisert vedat det på flensen (12) er tilveiebrakt mellomlegg (7, 7') til utligning av toleranser.

4. Hjulsatsstyring ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat styretappen (3,3') oppviser et i det vesentlige et avkortet kjegleformet avsnitt som går over i et i det vesentlige sylinderformet avsnitt, slik at styretappen (3,3') oppviser i det vesentlige et Y-formet tverrsnitt.

5. Hjulsatsstyring ifølge krav 4,karakterisert vedat stoppavsnittet (11, 11') ved det avkortede kjegleformede avsnitts grunnflate er utført som radialt utoverragende kant.

6. Hjulsatsstyring ifølge krav 4 eller 5,karakterisert vedat fjærelementet (1, 1') av elastomert materiale er forbundet med styretappens (3, 3') sylinderformede avsnitt.

7. Hjulsatsstyring ifølge ett av kravene 1 til 6,karakterisertved at fjærelementet (1, 1') oppviser en innerdel (13, 13') hvis endeområde som vender mot fjærtallerkenen (4, 4') oppviser en radialt utoverragende kant, hvorved gjennom fjærtallerkenen (4, 4') og kanten er dannet anslaget (10, 10') for spiralfjærens (2, 2') fjæringsvei.

8. Hjulsatsstyring ifølge krav 7,karakterisert vedat spiralfjærens styretapp (3, 3') og fjærelementets (1, 1') innerdel (13, 13') er dreiefast forbundet med hverandre om en akse (A, A') som er parallell med deres langsgående midtakser (L, L').

9. Hjulsatsstyring ifølge ett av kravene 1 til 8,karakterisertved at spiralfjærens (2, 2') styretapp (3, 3') og fjærelementet (1, 1') av elastomert materiale er skrudd fast til hverandre.

10. Hjulsatsstyring ifølge ett av kravene 1 til 9,karakterisertved at fjærelementet (1, 1') av elastomert materiale er en gummi/metall-fjær.

11. Hjulsatsstyring ifølge ett av kravene 1 til 10,karakterisertved at spiralfjæren (2, 2') er av stål.

12. Skinnegående kjøretøy med en boggi (200) og derpå anordnede hjulsatsstyringer som hver oppviser i det minste to spiralfjærer som er forbundet med et lagerhus, hvorved spiralfjærene (2, 2') er anordnet på innbyrdes motsatte sider av et aksellager (100), slik at spiralfj ærenes (2, 2') fjæringsvei strekker seg i det vesentlige normalt på skinneplanet (e), og hver spiralfjær (2, 2) er tilordnet i det minste ett fjærelement (1, 1') av et elastomert materiale anordnet over eller under spiralfjæren,karakterisert vedat et første fjærelement (1) som hører til en første spiralfjær (2) tilordnet aksellageret, er anordnet over denne første spiralfjær (2), og at et andre fjærelement (I<1>) som hører til en andre spiralfjær (2') som er anordnet på en side av aksellageret beliggende overfor den første spiralfjær (2), er anordnet under den andre spiralfjær (2').

13. Skinnegående kjøretøy ifølge krav 12,karakterisert vedat hjulsatsstyringene hver er utformet som en hjulsatsstyring ifølge ett av kravene 1 til 11.