NL8401551A - Draaistel voor een railvoertuig. - Google Patents

Description

-i-

Draaistel voor een railvoertuig

Uitvinder: Wolfram de Steur te Rotterdam

De uitvinding betreft een draaistel voor een railvoertuig, omvattende een freem en tenminste twee daaraan, zwenkbaar gemonteerde, in aslegers gelegerde wielassen, die door middel van een koppelmechanisme onderling gekoppeld zijn 5 voor het in tegengestelde zin besturen van hun zwenkbeweging.

Een dergelijk draaistel is bekend uit het Britse octrooischrift 1179723. Daarbij bestaat het koppelmechanisme uit twee kruisstangen die zich op het niveau van de wielstel-len centraal door het draaistel uitstrekken, dat wil zeggen 10 zij bevinden zich op de plaats waar men de draaispil van een draaistel pleegt aan te brengen. Dit koppelmechanisme is vrijwel onafgeveerd.

De uitvinding heeft ten doel een draaistel van bovengenoemd soort te verschaffen, met een koppelmechanisme dat 15 in het centrum van dit draaistel ruimte vrij houdt voor een draaispil of één of meer tractiemotoren en dat voor een aanzienlijk deel is afgeveerd.

Het draaistel volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat elk van de beide wielassen door middel van 20 lijnscharnieren verbonden is met twee uit elkaar liggende zwenkarmen, die elk via een sferisch scharnier van een opwaarts gerichte bijbehorende hefboom, waarvan het ene einde door middel van een sferische scharnier scharnierbaar verbonden is met het freem en het andere einde door middel van een 25 sferische scharnier scharnierbaar verbonden is met koppelmiddelen van het koppelmechanisme, welke koppelmiddelen zich in hoofdzaak op hetzelfde niveau als de andere einden uitstrekken en tenminste de diagonaal tegenover elkaar staande hefbomen koppelen.

30 . De koppelmiddelen kunnen zich nu boven het niveau van de wielassen uitstrekken, zodat in het centrum van het draaistel een tractiemotor kan worden aangebracht. Bij voorkeur zijn evenwel de boveneinden van de vier hefbomen zwenkbaar aan het freem opgehangen en strekken de koppelmiddelen 8401551 -2- ; & τ zich onder het niveau van de assen van de wielstellen uit.

Een stevig koppelmechanisme wordt verkregen indien de koppelmiddelen twee liggende, onderling door middel van tenminste éen koppelscharnier gekoppelde koppelelementen om-5 vat, die elk behalve genoemd koppelscharnier nog tenminste twee hefboomscharnieren hebben ter bevestiging van deze koppelelementen aan de hefbomen.

Een extra zuiver sturend koppelmechanisme wordt verkregen indien de koppelscharnieren onderling gekoppeld 10 zijn door middel van een koppelstang.

Teneinde in het centrum van het draaistel extra ruimte te creëren voor de tractiemotor en teneinde laag te bouwen, is het draaistel volgens de uitvinding bij voorkeur gekenmerkt door twee wederzijds van het middenlangsvlak van 15 het draaistel aangebrachte langsstangen voor het met een carrosserie verbinden van het draaistel, welke langsstangen aangrijpen op dwarsarmen van onderling door middel van een dwarsstang gekoppeld aan het freem, om opstaande assen schar-• nierende hefbomen.

20 De uitvinding zal in de hierna volgende figuurbe- schrijving bij wijze van voorbeeld aan de hand van een tekening worden verduidelijkt.

In de tekening stellen schematisch voor:

Figuren 1, 2 en 6 elk een gedeeltelijk weggebroken 25 perspektivisch aanzicht van een draaistel volgens de uitvinding, figuur 3 een bovenaanzicht van een voorkeursuitvoeringsvorm van een draaistel volgens de uitvinding met verschillende wielasstanden, 30 figuur 4 een schematische weergave van het draai stel van figuur 3 in een railboog, en figuur 5 een zijaanzicht van het draaistel van figuur 3.

Het draaistel 1 volgens de uitvinding omvat een 35 freem 2 en twee wielstellen 3 die roterend gelegerd zijn in legers 4. Railwielen 5 van de wielstellen 3 lopen over rails 6. Elk leger 4 heeft een zwenkarm 7 die door middel van een sferische scharnier 8 scharnierbaar bevestigd is aan een middenstuk 9 van een staande hefboom 10, waarvan het boveneinde S 4 ü 1 5 5 1 lp v -3- 11 door middel van een sferische scharnier 12 scharnierbaar is opgehangen aan een zwanenhals 13 van het freem 2 dat via een veerpakket 14 op het leger 4 steunt. De legers 4 van een wielstel 3 vormen lijnscharnieren, waarmee twee uit elkaar 5 liggende zwenkarmen 7 met dit wielstel 3 zijn verbonden. Het ondereinde 15 van elke hefboom 10 is door middel van een sferische scharnier 16 verbonden met koppelmiddelen.

In figuur 1 bestaan de koppelmiddelen uit twee kruisstangen 17 die elkaar kruisen en die twee diagonaal te-10 genover elkaar staande hefbomen 10 onderling koppelen en aldus een zogeheten kruisanker vormen. In een railboog kunnen dientengevolge sferische scharnieren 16 elkaar dwingend ten opzichte van het freem 2 verplaatsen in de richting van de pijlen 18, of allemaal juist tegengesteld aan de getoonde 15 pijlen 18, zodanig dat de zwenkbeweging van de wielstellen 3 in tegengestelde zin besturen. Hierdoor wordt een stabiele booginstelling van de wielstellen 3 verkregen.

In figuur 1 bevinden de kruisstangen 17 zich op een laag niveau, althans op een aanzienlijk lager niveau dan het 20 niveau van de assen 19 van de wielstellen 3, zodat er in het centrum van het draaistel 1 ruimte voor een in figuur 1 niet getekende draaistelspil ter bevestiging van een carrosserie aan het draaistel 1 en/of voor één of meer in figuur 1 niet getekende tractiemotoren aanwezig is. De carrosserie kan via 25 veermiddelen 20 op het freem 2 steunen. Een van de assen 19 is door middel van een aan beide einden sferisch scharnierende stang 26 verbonden met het freem 2, zodat de rem- en trac-tiekrachten van de wielstellen 3 op het freem 2 over gebracht kunnen worden.

30 Het draaistel 21 van figuur 2 is identiek aan het draaistel 1, met dien verstande, dat de koppelmiddelen nu bestaan uit twee liggende, onderling door middel van een kop-pelscharnier 23 gekoppelde, dissels 22, die elk behalve genoemd, door een vertikaal lijnscharnier gevormd koppelschar-35 nier 23, twee sferische hefboomscharnieren 16 hebben, waarmee zij aan de hefbomen 10 zijn bevestigd.

Bij verplaatsing van de sferische scharnieren 16 in de' richting van de pijlen 18, verplaatst het koppelscharnier 23 zich in de richting van pijl 24.

8401551 ν' Λ.· -4-

Slechts één van de dissels 22 is door middel van een in het langsmiddenloodvlak 37 opgestelde scharnierstang 26 met het freem 2 gekoppeld.

Het draaistel 31 onderscheidt zich van het draai-5 stel 21 vooral, doordat een zich dwars op de rijrichting X uitstrekkende koppelstang 29 via twee spherische koppelschar-nieren 23 asymmetrische dissels 22 verbindt/ terwijl nu het midden van de basis 27 van elke dissel 22 door middel van een scharnierstang 26 aan het freem 2 is gekoppeld. Hierdoor la-10 ten de koppelmiddelen 10 en 22 zich wat gemakkelijker zonder wringen instellen, terwijl de dissels 22 toch niet ten opzichte van het freem 2 in X-richting kunnen bewegen.

De lengte van de stang 29 is instelbaar door middel van een wartel 25, teneinde de wielstellen 3 in hun uitgangs-15 stand evenwijdig te stellen. De dissels 22 zijn met hangers 29 aan het freem 2 opgehangen.

Figuur 3 toont, dat er dankzij de uitvinding een tractiemotor 32 in het centrum van het draaistel 21 op het niveau van de assen 19 is op te stellen. Deze tractiemotor 32 20 drijft via een hol drijfwerk 33 de door het drijfwerk 33 heen uitstrekkende as 19 via een koppeling 34. Verder zijn op de assen 19 schijfremmen 35 aangebracht.

Het draaistel 31 is met twee neerwaarts gerichte steunen 36 van een carrosserie te verbinden door middel van 25 twee symmmetrisch ten opzichte van het middenlangsvlak 37 van het draaistel 31 in de X-richting opgestelde scharnierstangen 38, die aangrijpen op dwarsarmen 39 van onderling door middel van een dwarsstang 40 aan het freem 2 gekoppelde, om staande assen 41 scharnierende, hefbomen 42.

30 Figuur 4 toont de zwenkbeweging van de asstellen 3 bij verplaatsingen van scharnieren 16 en 23 volgens pijlen 18 respektievelijk 24. De hiérbij ontstane onderlinge ver-plaatsing tussen de legers 4 en het freem 2 wordt elastisch opgenomen door de veren 14.

35 Figuur 6 toont een draaistel 43, waarbij onderein den 44 van hefbomen 10 door middel van scharnieren 12 aan het freem 2 zijn verbonden, terwijl hun boveneinden 45 door middel van sferische scharnieren 16 aan kruisstangen 17 zijn gekoppeld, die aanzienlijk boven het niveau van de assen 19 8401551 -5- en boven een tractiemotor 32 liggen. Het midden van de hefbomen 10 is door middel van scharnieren 8 aan armen 7 van legers 4 bevestigd.

De bovengenoemde koppelmiddelen, die gevormd worden 5 door stangen 17 en dissels 22, zijn als een kruisanker aan te duiden.

Hierna worden de zes bewegingen van wielstellen 3 ten opzichte van het freem 2 van het draaisteel 31 besproken: - De beweging in X-richting (langs) ten gevolge van rem- en 10 trekkrachten. Deze krachten worden door onderdelen 7, 8, 10, 12 en 16, 27 en 26 stijf overbracht naar het freem 2.

Er is dus nauwelijks beweeglijkheid in deze X-richting; - De beweging in Y-richting (dwars). Dit betreft de leid-krachten, afkomstig van het spoor na aftrek van de dwars- 15 wrijfkrachten van de as' 3 (as 19 met paar wielen 5) in zijn steunpunten op de rails 6 en van diens massavertragings-krachten bij een dwarsstoot. Zij worden bij het draaistel 31 elastisch weerstaan door de dwarsstijfheid van de uit schroefveren bestaande veerpakketten 14 en, via de hefbomen 20 10, door de dissels 22 die een kleine massa hebben, maar door de onderlinge koppeling in scharnier 23 een sturende werking geven aan beide wielstellen 3 volgens een inleidende kracht in Y-richting. Een in de Y-richting van de bewegende carrosserie afkomstige kracht beïnvloedt de besturing 25 van de wielstellen 3 niet, daar deze kracht geen invloed heeft op het kruisanker? - In Z-richting (loodrecht). Dit betreft de gewichtskracht via veerpakket 14 op het leger 4. Het kruisanker wordt niet beïnvloed door deze vering. Onafgeveerde massa wordt niet 30 door het kruisanker verhoogd? - De zwenking om de X-as, het zgn. rollen, is terug te voeren op bewegingen in de Z-richting en staat los van de werking φ van het kruisanker? - De zwenking om de Y-as is de normale rotatie van het wiel-stel 3 om zijn eigen aslijn. De wielen zitten vast op de as 35 19.

- De zwenking om de Z-as. Bij dit zwenken treedt het kruisanker in werking. Door de stijve koppeling via de onderdeden 7, 8, 10, 12, 16, 22, 23 betekent een bijvoorbeeld positie- 8401551 & it t -6- ve zwenking Q van het ene wielstel 3 een vrijwel even grote negatieve zwenking S van de andere wielstel 3. In een boog willen beide wielen 5, die zich aan de buitenzijde van de boog beunden, achterblijven en willen de beide andere wie-5 len naar voren streven ten gevolge van het vastzitten der wielen 5 op hun assen 19 en ten gevolge van het verschil in af te leggen weg. Bij gebruikelijke draaistellen komt de reaktie hiertegen in X-richting van een wiellegergeleiding, bijvoorbeeld een zwenkarm, die dan direkt in het freem van 10 het draaistel gelegerd is, zodat de wielen 5 de boog om gewreven worden. Bij draaistellen volgens de uitvinding zorgt het kruisanker voor de nodige reaktie; De zwenkstrevingen van beide wielstellen 3 werken elkaar tegen en heffen elkaar op, zodat een klein uitwendig effect voldoende is om 15 beide wielstellen 3 een zgn. radiale instelling te geven, dat wil zeggen dat de wielstellen 3 niet meer in Y-richting over de rails 6 gewreven worden, hetgeen resulteert in minder wiel- en railslijtage. Dit benodigde kleine effect kan bijvoorbeeld afkomstig zijn van holle wielloopvlakprofie-20 len, zodat het wiel van het voorlopende wielstel 3, vóórdat de flens kontakt maakt, op een grotere loopeirkel gaat lopen en daardoor zowel van de rail af wil zwenken als af wil glijden. Op recht spoor geeft een kruisanker bovendien een rustiger loop, waarbij het draaistel ongeveer 2x zo lang in 25 dienst kan blijven, voordat de wielen 5 moeten worden afgedraaid. Volgens de uitvinding wordt de reaktie tegen het aszwenken door de balanswerking van hefbomen 10 verdeeld over kruisanker en freem 2. Door de hefboomwerking van hefbomen 10 blijft de kruisankerwerking echter volledig.

»1 8401551

Claims (6)

1. Draaistel (1) voor een railvoertuig, omvattende een freem (2) en tenminste twee daaraan zwenkbaar gemonteerde, in aslegers (4) gelegerde wielstellen (3), die door mid- · del van een koppelmechanisme onderling gekoppeld zijn voor 5 het in tegengestelde zin besturen van hun zwenkbeweging, met het kenmerk, dat elk van de beide wielstellen (3) door middel van lijnscharnieren (8) verbonden is met twee uit elkaar liggende zwenkarmen (7) die elk via een sferische scharnier (8) verbonden zijn met een middenstuk (9) van een opwaarts ge-10 richte bijbehorende hefboom (10), waarvan het ene einde (11) door middel van een sferische scharnier (12) scharnierbaar verbonden is met het freem (2) en het andere einde (15) door middel van een sferische scharnier (16) scharnierbaar verbonden is met koppelmiddelen (17) van het koppelmechanisme, 15 welke koppelmiddelen (17) zich in hoofdzaak op hetzelfde niveau als de andere einden (15) uitstrekken en tenminste de diagonaal tegenover elkaar staande hefbomen (10) koppelen.

2. Draaistel (1) volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de boveneinden (11) van de vier hefbomen (10) 20 zwenkbaar aan het freem (2) opgehangen zijn en de koppelmiddelen (17, 22) zich onder het niveau van de assen (T9) van de wielstellen (3) uitstrekken.

3. Draaistel (1) volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de koppelmiddelen twee liggende, onderling door 25 middel van tenminste één koppelscharnier (23) gekoppelde kop-pelelementen (22) omvat, die elk behalve genoemd koppelschar-nier (23) nog tenminste twee hefboomscharnieren hebben ter bevestiging van deze koppelementen (22) aan de hefbomen (10).

4. Draaistel (31) volgens conclusie 3, met het ken-30 merk, dat de koppelscharnieren (23) onderling gekoppeld zijn door middel van een koppelstang (29).

5. Draaistel (31) volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de wielstellen (3) met het freem (2) gekoppeld zijn door middel van tenminste één kop- 35 pelstang (26) die zich in hoofdzaak in het langsmiddenlood-vlak 37 in langsrichting uitstrekt. 8401551 -8- V' N.

6. Draaistel (31) volgens één van de voorgaande conclusies, gekenmerkt door twee wederzijds van het midden-langsvlak van het draaistel (31) aangebrachte langsstangen (38) voor het met een carrosserie verbinden van het draaistel (31), welke langsstangen (38) aangrijpen op dwarsarmen (39) van onderling door middel van een dwarsstang (40) aan het freem (2) gekoppelde, om opstaande assen (41) scharnierende hefbomen (42). 0 8401551