專利名稱：包含半懸掛馬達的軌道車輛動力轉(zhuǎn)向架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于軌道車輛的馬達驅(qū)動的轉(zhuǎn)向架，此類轉(zhuǎn)向架包含兩對車輪，一對 車輪中的兩個車輪通過軸彼此連接，形成車橋，這些車橋通過底盤彼此連接，該底盤具有擱 置在每個車橋的車橋橋殼上的至少兩個側(cè)部構(gòu)件，所述車橋橋殼布置于所述車橋的車輪之 間，一馬達安裝到在車橋的車輪之間延伸的底盤上，通過耦合減速齒輪驅(qū)動所述車橋轉(zhuǎn)動。本發(fā)明涉及包含這樣的轉(zhuǎn)向架的軌道車輛。
背景技術(shù)：
在軌道車輛中，每個馬達驅(qū)動的轉(zhuǎn)向架設(shè)置有驅(qū)動每個車橋轉(zhuǎn)動的裝置。所述驅(qū) 動裝置包含至少一個馬達、至少一個減速齒輪以及在允許由主懸架引起的馬達和車橋之間 的相對運動的同時用于將馬達的驅(qū)動扭矩傳遞到車橋并用于將車橋的制動扭矩傳遞到馬 達的機械裝置。這些驅(qū)動裝置在其質(zhì)量分配上有所不同，它們或者是“非懸掛式”(也就是 說與車橋連接)，或者是“懸掛式”(也就是說在主懸架上方連接至轉(zhuǎn)向架底盤)。就空間 要求(或者用寬度進行衡量，即平行于車橋軸，或者用長度進行衡量，即平行于車輛行使方 向)而言，所述驅(qū)動裝置在集成到轉(zhuǎn)向架中的簡易程度上有所不同。用其包含的元件數(shù)量 進行衡量，它們在復(fù)雜性上不同。為了降低軌道上的豎向壓力，減少非懸掛質(zhì)量是有利的。為了便于驅(qū)動裝置的集 成，降低空間要求是有利的。已知為“半懸掛馬達”的驅(qū)動器傳統(tǒng)上包含通過兩個軸承振蕩地保持在車橋上并 且其上安裝有減速齒輪箱的馬達。馬達的輸出齒輪與安裝到車橋的車輪嚙合。鉸接反作用 桿允許吸收扭矩以及確保由于轉(zhuǎn)向架底盤與車橋之間的運動產(chǎn)生的位移。這種傳動裝置實 現(xiàn)簡單，但具有高的非懸掛質(zhì)量，其限制了車輛的速度。在所謂的“空心軸”驅(qū)動器中，減速齒輪與馬達剛性連接并安裝到轉(zhuǎn)向架底盤上。 扭矩通過空心軸裝置在減速齒輪的輸出軸承與車橋之間傳遞，這樣也確保了由于轉(zhuǎn)向架底 盤和車橋之間的運動產(chǎn)生的位移。這種傳動方式增加了沿車輛行進方向轉(zhuǎn)向架的空間需 求。被車橋上的空心軸占據(jù)的空間也需要增加中間輪到減速齒輪上。這種方案允許車輛以 高速行駛，但其實現(xiàn)復(fù)雜，因為其需要減速齒輪輸出端上的中空軸承、所述軸承與減速齒輪 側(cè)上的空心軸之間以及車橋與空心軸之間的連接?！鞍霊覓焓綔p速齒輪”驅(qū)動器是上述兩種類型的驅(qū)動器在非懸掛質(zhì)量和復(fù)雜性方 面的折衷。馬達被安裝到轉(zhuǎn)向架底盤上，減速齒輪一方面可樞轉(zhuǎn)地安裝到車橋上，另一方面 與轉(zhuǎn)向架底盤通過反作用桿連接。機械聯(lián)軸器將馬達軸連接到減速齒輪的輸入軸承，并確 保馬達輸出端和減速齒輪輸入端之間的位移，該位移是由于懸架產(chǎn)生的。在軌道車輛轉(zhuǎn)向架中，轉(zhuǎn)向架車橋通常通過“外部”底盤連接，其中側(cè)部構(gòu)件布置 于車輪外側(cè)，或者通過“內(nèi)部”底盤連接在車橋橋殼上，其中側(cè)部構(gòu)件布置于車輪內(nèi)側(cè)，也就 是說在車輪之間，該車橋橋殼同樣布置在車輪內(nèi)側(cè)。內(nèi)部底盤能夠使轉(zhuǎn)向架質(zhì)量減少，使其制造成本降低。這樣的底盤也允許制動鉗
3盤容納于底盤外部，其改善了制動鉗盤在必需將其移除時的易接近性，也改善了車輪的易 接近性。在具有內(nèi)部底盤的動力轉(zhuǎn)向架的情況下，在橫向方向幾乎沒有空間容納大功率與 大容量馬達?，F(xiàn)有技術(shù)中允許容納大功率馬達以及相關(guān)的傳動裝置同時限制非懸掛質(zhì)量的 僅有方案為空心軸懸架，如上所述，其實現(xiàn)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標之一是通過提出一種減少質(zhì)量的緊湊轉(zhuǎn)向架來補救那些缺陷，這種 轉(zhuǎn)向架具有有限的非懸掛質(zhì)量并簡化了用于大功率馬達的驅(qū)動裝置。最后，本發(fā)明涉及一種上面提到的類型的轉(zhuǎn)向架，其中車橋橋殼之一容納了馬達 的減速齒輪。通過將減速齒輪集成到車橋橋殼中由此在橫向方向獲得的空間允許大功率馬達 容納于轉(zhuǎn)向架的車輪之間，所述轉(zhuǎn)向架具尤這樣一種驅(qū)動器，其一方面相對于帶有半懸掛 馬達的方案使得非懸掛質(zhì)量受到限制，另一方面與全懸掛式馬達相比便于裝配。關(guān)于該轉(zhuǎn)向架的其它特征車橋的車橋橋殼通過橋承梁彼此連接，所述車橋橋殼和所述橋承梁形成單件式傳 動橋，其剛性抵靠相對于車橋的扭矩；動力轉(zhuǎn)向架包含設(shè)置在底盤與每個車橋之間的主懸架，所述主懸架設(shè)計為允許車 橋相對底盤的相對豎直位移；底盤包含均與車橋集成的兩個半底盤，每個半底盤具有通過橫向構(gòu)件彼此連接的 兩個側(cè)部構(gòu)件，每個側(cè)部構(gòu)件擱置在車橋的車橋橋殼上；主懸架包含分別布置在半底盤的橫向構(gòu)件與每個車橋橋殼之間的兩個鉸接接頭， 以及分別位于所述半底盤的側(cè)部構(gòu)件與每個車橋橋殼之間的兩個橡膠塊；每個半底盤的橫向構(gòu)件通過鉸接接頭彼此連接，使得允許一個半底盤相對另一個 半底盤繞著基本縱向軸線轉(zhuǎn)動；半底盤的每個側(cè)部構(gòu)件借助于通過鉸接接頭繞基本橫向軸線與所述側(cè)部構(gòu)件鉸 接的桿連接到另一相對半底盤的側(cè)部構(gòu)件；桿的連接點位于相對于穿過鉸接接頭的水平平面偏移的水平平面上；馬達通過安裝蹬安裝到半底盤，該馬達驅(qū)動與所述半底盤集成的車橋轉(zhuǎn)動；以及動力轉(zhuǎn)向架包含安裝到另一半底盤的另一馬達，所述另一馬達通過聯(lián)軸節(jié)與減速 齒輪驅(qū)動另一車橋轉(zhuǎn)動。這樣的鉸接底盤通過允許轉(zhuǎn)向架在地上具有不在相同平面上的支撐點而允許轉(zhuǎn) 向架在軌道上的缺陷或“扭曲”之處行駛_而不出事故，因為其沒有增加車輛出軌危險性的 過度重量轉(zhuǎn)移。滾動運動因此通過轉(zhuǎn)向架底盤的鉸接而被吸收。本發(fā)明也涉及包含至少如上所述的一個轉(zhuǎn)向架的軌道車輛。


本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點將從閱讀以下描述中變得顯而易見，下面的描述通過示 例以及參考附圖給出，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的軌道車輛轉(zhuǎn)向架的示意性透視圖2為根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的軌道車輛轉(zhuǎn)向架的示意性透視圖；圖3為通過馬達驅(qū)動的車橋以及所述馬達與所述車橋之間的傳動裝置的示意性 俯視圖。
具體實施例方式在描述中，術(shù)語“豎直”與“水平”相對于裝配在軌道車輛中的轉(zhuǎn)向架而被定義。因 此，水平平面基本與車橋在其中延伸的平面平行，豎直平面基本與車輪在其中延伸的平面 平行。術(shù)語“縱向”相對于軌道車輛在水平平面中延伸的方向定義，術(shù)語“橫向”沿與水平 面的縱向方向基本垂直的方向定義。參考圖1，描述軌道車輛(未示出)，例如地鐵車輛的馬達驅(qū)動的轉(zhuǎn)向架1。轉(zhuǎn)向架1包含兩對車輪2，每對的車輪2通過軸36彼此連接，形成車橋4。兩個車 橋4通過底盤6彼此連接，該底盤6稱為內(nèi)部底盤，包含兩個均與一車橋4集成的半底盤8。 內(nèi)部底盤被理解為底盤6沿橫向方向基本在車輪2之間延伸，而不超越它們伸出。每個半底盤8包含兩個側(cè)部構(gòu)件10，其基本縱向延伸，通過基本橫向延伸的橫向 構(gòu)件12彼此連接。每個側(cè)部構(gòu)件10擱在車橋4的車橋橋殼14、14’上，所述車橋橋殼14、 14’被布置為基本上抵靠于車橋4的車輪2，處于所述車輪2之間。橫向構(gòu)件12以低于側(cè) 部構(gòu)件10的高度延伸，如圖3所示，這樣允許在轉(zhuǎn)向架1的兩個車橋4之間獲取更大的空 間。主懸架16被置于每個側(cè)部構(gòu)件10和所述側(cè)部構(gòu)件10所擱置的車橋橋殼14、14’ 之間。主懸架16允許車橋相對于半底盤8豎向位移，也就是說車橋4相對于半底盤沿大體 豎直的方向可動并被懸掛。半底盤8的橫向構(gòu)件12通過布置在轉(zhuǎn)向架中心的鉸接接頭18或球窩接頭彼此連 接，這樣就允許一個半底盤8相對于另一半底盤繞著基本縱向的軸線A轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)動允許 適應(yīng)轉(zhuǎn)向架遭受的扭曲。鉸接接頭可以是干式球窩型或球形或圓柱鉸接的橡膠接頭型。球 窩接頭阻止兩個半底盤相對于彼此沿著基本上縱向軸線A、橫向軸線Y以及豎直軸線Z的三 種平移移動。相對的兩個半底盤8的側(cè)部構(gòu)件10通過兩個桿20彼此連接，以阻止兩個半底盤 繞著穿過鉸接接頭18的基本豎直的軸線Z與基本橫向的軸線Y相對轉(zhuǎn)動。這兩個半底盤 于是相對于彼此如此保持，使得車橋保持平行并且轉(zhuǎn)向架1不會在豎直載荷作用下折疊在 自身上。另一方面，兩個半底盤能夠相對于彼此繞著大體縱向軸線A轉(zhuǎn)動，用來承受軌道的 扭曲。最后，兩個桿20的連接點位于相對于穿過鉸接接頭18的水平平面偏離的水平平 面上。根據(jù)圖示的實施方式，兩個桿20的連接點位于在穿過鉸接接頭18的水平平面上方 延伸的水平平面上。根據(jù)另一實施例，兩個桿的連接點位于在穿過鉸接接頭18的水平平面 下方延伸的水平平面上延伸。桿在橫向方向也相互彼此隔開。在桿20的連接點的水平平 面和穿過鉸接接頭18的水平平面之間的高度上的差異H必須足夠限制桿20與鉸接接頭18 在豎直載荷作用下受到的應(yīng)力。距離H必須大致至少等于轉(zhuǎn)向架軸距的1/6。在兩個桿之 間的間隔L必須足以限制桿以及鉸接接頭在例如轉(zhuǎn)向的應(yīng)力作用下受到的應(yīng)力。例如，對 于在普通規(guī)格的軌道(也就是說具有1435mm的規(guī)格的軌道)上行駛的轉(zhuǎn)向架，間隔L必須大致等于轉(zhuǎn)向架軸距的1/3。桿20通過主要繞大致橫向軸線的鉸接接頭21與側(cè)部構(gòu)件10連接，以便允許兩個 半底盤8在行駛通過軌道扭曲部分的情況下相對于彼此的主自由度。桿的鉸接接頭21可 以是干式球窩型或球形或圓柱鉸接的橡膠連接型。根據(jù)本發(fā)明圖1所示的實施例，例如，桿20具有馬蹬形，允許在每個所述桿20中 容納第二懸架22。第二懸架被“集成”進每個桿20中，如圖1所示。在這個例子中，每個桿 20由兩個元件組成，第一元件為與側(cè)部構(gòu)件10通過鉸接接頭21連接的馬蹬形元件23，第 二元件25布置在馬蹬形元件23的兩個上部部分上并將所述上部部分連接在一起。第二元 件25的用途是避免馬蹬形元件在第二懸架22產(chǎn)生的縱向應(yīng)力作用下展開。其中第二懸架 22允許轉(zhuǎn)向架1相對于轉(zhuǎn)向架1裝配在其上的軌道車輛的相對豎直位移。該第二懸架22 能夠是氣動型或彈性體懸架型。主懸架16 (其僅僅吸收豎向位移)安裝在每個側(cè)部構(gòu)件10以及其上倚靠著所述 側(cè)部構(gòu)件10的車橋橋殼14、14’之間。主懸架16在這里通過由兩個圓柱橡膠型鉸接接頭 30以及兩個橡膠塊32構(gòu)成的組件形成，兩個鉸接接頭例如布置在橫向構(gòu)件12和每個車橋 橋殼14、14’之間，其界定了車橋4相對于轉(zhuǎn)向架半底盤8的轉(zhuǎn)動的橫向軸線，兩個橡膠塊 32例如位于半底盤8的側(cè)部構(gòu)件10與每個車橋橋殼14、14’之間。主懸架16允許車橋4 相對于半底盤8的豎直位移，也就是說，車橋4相對于底盤沿基本豎直方向懸掛。主懸架16 特別緊湊。其還具有允許非懸掛質(zhì)量減少的優(yōu)點，這在馬達驅(qū)動的轉(zhuǎn)向架中是尤其重要的優(yōu)
點ο這樣一種轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)尤其使限制馬達24的軸線與車橋4的軸線之間的角位移成 為可能。所述轉(zhuǎn)向架是動力轉(zhuǎn)向架，也就是說車橋4中的至少一個被馬達24驅(qū)動轉(zhuǎn)動。根 據(jù)如圖2所示的實施方式，僅有一個車橋被馬達24驅(qū)動，而根據(jù)圖1所示實施方式，轉(zhuǎn)向架 1的兩個車橋4均被馬達24驅(qū)動。每個馬達橫向布置，也就是說其轉(zhuǎn)動軸平行于其所驅(qū)動 的車橋而延伸。馬達24(例如相對于轉(zhuǎn)向架1的底盤固定)例如通過安裝蹬26固定到半底盤8 的橫向構(gòu)件12，并靠近其所驅(qū)動的車橋4基本在兩個車輪2之間延伸。減速齒輪28位于被馬達24驅(qū)動的車橋4的兩個車橋橋殼14之一中。車橋橋殼 14的軸承38也用作減速齒輪28的齒形輪的軸承。因此，減速齒輪28可以盡可能的靠近車 輪2布置。減速齒輪28在車橋橋殼14上的這種布置允許在空間上節(jié)省，其沿橫向獲得了 自由空間。減速齒輪箱由此作為車橋橋殼，通過主懸架16的鉸接接頭30提供相對于轉(zhuǎn)向 架底盤6的連接。如圖3所示，聯(lián)軸節(jié)42設(shè)置在馬達24與減速齒輪28之間。聯(lián)軸節(jié)例如為曲齒型 或為吸收轉(zhuǎn)向架和車橋之間的輕微位移的任何其它形式。驅(qū)動裝置被描述如下馬達24的轉(zhuǎn)動軸在輸出端處連接于聯(lián)軸節(jié)的輸入端；聯(lián)軸節(jié)42的輸出端連接到減速齒輪28的輸入軸；減速齒輪28的末端齒輪被連接到輪轂34，其一端固定至車輪2的中心，另一端同
6軸地安裝在傳動軸36 (例如有槽傳動連桿)上。傳動軸36在其另一端被連接到第二輪轂34’，該第二輪轂本身被固定到相對車輪 2的中心。輪轂34與傳動軸36剛性連接，因此被馬達24驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。同一車橋4的兩個車橋橋殼14、14’通過橋承梁40連接，以形成維度穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。輪 轂34與傳動軸36通過布置在車橋橋殼14、14’內(nèi)的軸承38在橋承梁40內(nèi)轉(zhuǎn)動。因為車 橋橋殼14、14’功能不同，軸承38、38’也不需要相同。另外，每個車橋橋殼14、14’與轉(zhuǎn)向架底盤6通過鉸接接頭30連接，如上所述。包含具有減速齒輪28的車橋橋殼14、橋承梁40以及相對的車橋橋殼14的組件形 成了一件式傳動橋，其剛性抵抗繞車橋的扭矩。該組件的剛性值由本領(lǐng)域技術(shù)人員考慮兩 個半底盤式的轉(zhuǎn)向架底盤的鉸接而限定，以便吸收滾動運動并允許車輛行駛通過相對于縱 向軸線的扭曲之處。因為這樣的轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)使得滾動位移最小化，聯(lián)軸節(jié)42的位移也被最 小化。這些小的運動允許齒形聯(lián)軸節(jié)被安裝在馬達與減速齒輪之間，其吸收很小的角位移。這樣一種傳動布置尤其緊湊。因此根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向架包括輕重量的內(nèi)部底 盤6、大功率懸掛馬達24以及半懸掛減速齒輪28以及同樣便于實現(xiàn)的傳動。另一個優(yōu)點是在主懸架或第二懸架的高度上的空間節(jié)省，因為車橋和轉(zhuǎn)向架底盤 之間的滾動運動被細件式的車橋橋殼_橋承梁_桿的剛性所限制。這種傳動也由于通過主 懸架16在聯(lián)軸節(jié)32處獲得的減少的豎直空隙而減少了長度。通過變型，對于傳動軸36也可以不布置在橋承梁40的內(nèi)側(cè)，而在外側(cè)，例如在橋 承梁40上方，如圖1所示。通過變型，轉(zhuǎn)向架底盤不是鉸接的。在此情況下，傳動組件應(yīng)當具有最小的扭轉(zhuǎn)撓 性，以便吸收滾動運動并允許車輛行駛通過扭曲之處。
權(quán)利要求
一種軌道車輛的動力轉(zhuǎn)向架(1)，包含兩對車輪(2)，每一對的車輪(2)通過一軸彼此連接以形成車橋(4)，所述這些車橋(4)通過一底盤(6)彼此連接，該底盤具有至少兩個擱置在每個車橋(4)的車橋橋殼(14、14’)上的側(cè)部構(gòu)件(10)，所述車橋橋殼(14、14’)布置在所述車橋(4)的車輪(2)之間；馬達(24)，其安裝到所述底盤(6)，在車橋(4)的車輪(2)之間延伸并通過聯(lián)軸節(jié)(32)與減速齒輪(28)驅(qū)動所述車橋(4)轉(zhuǎn)動，其特征在于車橋橋殼之一(14)容納所述馬達(24)的減速齒輪(28)。
2.如權(quán)利要求1所述的動力轉(zhuǎn)向架，其特征在于，車橋(4)的車橋橋殼(14、14’)通過 橋承梁(40)彼此相互連接；所述車橋橋殼(14、14’ )與所述橋承梁(40)形成單件式傳動 橋，其剛性地抵抗相對于車橋(4)軸的扭矩。
3.如權(quán)利要求1或2所述的動力轉(zhuǎn)向架，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向架包含設(shè)置在底盤(6) 與每個車橋(4)之間的主懸架(16)，所述主懸架(16)被設(shè)計為允許車橋(4)相對于底盤 (6)的相對豎直位移。
4.如權(quán)利要求1至3任意一項所述的動力轉(zhuǎn)向架，其特征在于，底盤(6)包含兩個均與 車橋(4)集成的半底盤(8)，每個半底盤(8)具有通過橫向構(gòu)件(12)彼此連接的兩個側(cè)部 構(gòu)件(10)，每個側(cè)部構(gòu)件(10)擱置在車橋(4)的車橋橋殼(14,14')上。
5.如權(quán)利要求4在其引用權(quán)利要求3時所述的動力轉(zhuǎn)向架，其特征在于，主懸架(16) 包含分別布置在半底盤(8)的橫向構(gòu)件(12)與每個車橋橋殼(14、14’)之間的兩個鉸接 接頭(30)，以及分別位于所述半底盤(8)的側(cè)部構(gòu)件(10)與每個車橋橋殼(14、14’)之間 的兩個橡膠塊(32)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的動力轉(zhuǎn)向架，其特征在于，每個半底盤(8)的橫向構(gòu)件(12) 通過鉸接接頭(18)彼此鉸接，以便允許一個半底盤(8)相對于另一個半底盤繞大致縱向的 軸線㈧轉(zhuǎn)動。
7.如權(quán)利要求4或6所述的動力轉(zhuǎn)向架，其特征在于，半底盤(8)的每個側(cè)部構(gòu)件(10) 通過桿(20)與另一相對半底盤(8)的側(cè)部構(gòu)件(10)彼此連接，該桿(20)通過鉸接接頭 (21)繞基本橫向的軸線與所述這些側(cè)部構(gòu)件(10)鉸接。
8.如權(quán)利要求7當其引用權(quán)利要求6時所述的動力轉(zhuǎn)向架，其特征在于，桿(20)的連 接點位于相對于穿過鉸接接頭(18)的水平平面偏移的水平平面上。
9.如權(quán)利要求4至8任一項所述的動力轉(zhuǎn)向架，其特征在于，馬達(24)通過安裝蹬 (26)安裝到半底盤(8)，馬達(24)驅(qū)動與所述半底盤(8)集成的車橋(4)轉(zhuǎn)動。
10.如權(quán)利要求9所述的動力轉(zhuǎn)向架，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向架包含安裝到另一半底盤 (8)的另一馬達(24)，所述另一馬達(24)通過聯(lián)軸節(jié)(42)與減速齒輪(28)驅(qū)動另一車橋 (4)轉(zhuǎn)動。
11.一種軌道車輛，包含至少一個如權(quán)利要求1至10中任一項所述的轉(zhuǎn)向架。
全文摘要
一種軌道車輛的動力轉(zhuǎn)向架(1)，包含兩對車輪(2)，每一對的車輪(2)通過一軸彼此連接以形成車橋(4)，所述這些車橋(4)通過一底盤(6)彼此連接，該底盤具有至少兩個擱置在每個車橋(4)的車橋橋殼(14、14’)上的側(cè)部構(gòu)件(10)，所述車橋橋殼(14、14’)布置在所述車橋(4)的車輪(2)之間；馬達(24)，其安裝到所述底盤(6)，在車橋(4)的車輪(2)之間延伸并通過聯(lián)軸節(jié)(32)與減速齒輪(28)驅(qū)動所述車橋(4)轉(zhuǎn)動，其特征在于車橋橋殼之一(14)容納所述馬達(24)的減速齒輪(28)。以及包括這種轉(zhuǎn)向架的軌道車輛。
文檔編號B61F3/02GK101934799SQ20101026329
公開日2011年1月5日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者A·羅代 申請人:阿爾斯通運輸股份有限公司