CZ156197A3 - Driven axle with independently rotating wheels - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká nápravy nebo dvojice hnaných náprav zejména pro železniční vozidlo, připojené ke skříni nebo konstrukci vozidla buď příčným nosníkem nebo přímo závěsy, a jejíž kola se jsou otáčivá nezávisle na sobě.

Dosavadní stav techniky

U známých náprav se nezávislost otáčení kol dosahuje bud při použití jednoho elektromotoru (tak zvané jednomotorové nápravy) použitím mechanického diferenciálu a kuželového soukolí osazených v reduktorovém mostu nápravy, nebo použitím samostatného elektromotoru na každé kolo (tak zvaná dvoumotorová náprava).

První řešení používá reduktorového mostu s kuželovým¹ soukolím, převzatý z technologie těžkých vozidel. Toto řešení přináší výhodu v tom, že sdružuje v jediném ústrojí (most nápravy) převodová ústrojí (redukční převod) s nosnou konstrukcí nápravy, čímž se umožňuje odstranit tradiční otáčivou nápravu. Takové řešení má hlavní nevýhodu v tom, že vzhledem k přítomnosti kuželového soukolí je motor osazen kolmo na osu nápravy, čímž se vytvoří značná konzola. Motor jě nesen rámem, ekvivalentním rámu podvozku, a izolovaným vůči namáháním pocházejícím z kolejí, přičemž se mezi most nápravy a rám vloží závěsový stupeň, ekvivalentní primárnímu závěsu. Tato konzola je na újmu kompaktnosti a celkové vyváženosti nápravy.

Druhé řešení používá pro každé kolo jeden motor a jeden redukční převod (reduktor, dále reduktor). Výhodou tohoto řešení je, že- se každá sestava motoru a reduktoru umístí

-2na jednu stranu nápravy, čímž se zruší konzola jediného motoru předchozího uspořádání a vytvoří se ta vyvážený systém. Naproti tomu již nedovoluje toto řešení integrovat v jediném ustrojí (nápravovém mostu) převodová ústrojí, (reduktor) s nosnou konstrukcí nápravy. Toto řešení tedy nedovoluje vypustit tradiční nápravu a vyžaduje umístit vzhledem k prostoru zaujímanému motory a reduktory umístěnými mezi koly závěsy vně kol a vyžaduje použít na hnacích hřídelích systém brzdění s rychlými čelistmi nebo kotouči.

U známých řešení tedy volba pohonu nápravy jednomotorového nebo dvoumotorového týpu vede k potřebě volby mezi dvěma značně rozdílnými konstrukcemi, aniž by zvolená stavba mohla využívat souhrnu výhod těchto obou typů.

Podstata vynálezu

Uvedený problém řešení hnaná náprava s nezávisle otáčivými koly, připojená ke skříni nebo konstrukci vozidla bud příčným nosníkem nebo přímo závěsy, a jejíž kola jsou nezávisle otáčivá, která se vyznačuje tím, že sestava ústrojí zajišťujících přenos pohybu mezi motorem nebo motory a koly je soustředěná v nosníku, označovaném jako reduktorový most nápravy, který zajišťuje současně funkce přenášení zatížení, pohonu nápravy a přenosu a převodu točivého momentu, přičemž motor nebo motory mají své osy rovnoběžné s osou nápravy a přičemž mezi verzemi s jediným motorem a jedním motorem na každé kolo existuje značná modulovost.

Toto řešení přináší hnanou nápravu s nezávisle otáčivými koly, jejíž koncepce dovoluje při použití stejné modulové stavby libovolně převod pohonu jednomotorového nebo dvoumotorového typu a poskytovat tak obě hlavní výhody těchto variant.

-3Podle dalšího znaku vynálezu jsou motory jsou přírubově upevněny na mostu nápravy nebo jsou volně uloženy vzhledem k mostu nápravy.

Přenos pohybu mezi motorem a kolem může být zajištěn přes dva samostatné reduktory.

Podle dalšího znaku vynálezu je spojení mezi motorem a prvním reduktorem je vytvořeno prostřednictvím spojení bez pérovacích výchylek v případě přírubově upevněného motoru a přes spojku s pérovacími výchylkami v případě volně uloženého motoru.

Mechanické spojení mezi dvěma reduktory může být zajištěno pro každé kolo hřídelem kola, jehož osa je shodná s osou kola.

Podle dalšího znaku vynálezu je spojení mezi hřídelem kola a kolem zajištěno pro každé kolo prostřednictvím druhého reduktoru s rovinným nebo kuželovým planetovým soukolím.

Neotáčivá osa nápravy a nápravový rám jsou podle dalšího znaku vynálezu tvořeny nosníkem reduktorového mostu nápravy, na němž spočívá závěs.

Podle dalšího provedení vynálezu je závěs nápravy je vytvořen pouze v jednom stupni dvěma pneumatickými polštáři nebo kovovými pružinami nebo kombinovanými pryžovými a kovovými pružinami.

Závěs nápravy může podle dalšího provedení vynálezu přijímat úhlové kmitavé výchylky mezi skříní nebo konstrukcí vozidla, dovolující tak vypustit příčný nosník a věnec s kuličkovým uložením.

:-4Podle dalšího znaku vynálezu je brzdění zajištěno ko. touči na nápravě nebo na hnacím hřídeli.

Závěsová a brzdicí ústrojí jsou podle dalšího znaku 7 vynálezu uložena mezi koly, čímž je umožněno osazování eventuelních pružných obručí kol bez demontáže dalších ústrojí.

|>

Podle dalšího znaku vynálezu mohou být brzdové kotouče v případě, kdy jsou na nápravě, dvoudílné pro usnadnění osazování.

Podle dalšího provedení vynálezu jsou nesení, stabilizace proti houpání okolo příčné osy vozidla a orientování nápravy vzhledem ke skříni nebo konstrukci vozidla jsou zajištěny ústrojím s podélnými ojnicemi.

Stabilizace proti kolébání vzhledem ke skříni nebo konstrukci vozidla je s výhodou zajištěna tyčovým stabilizátorem .

Vynález se rovněž vztahuje na podvozek železničního vozidla, obsahující obsahuje nejméně jednu nápravu výše uvedeného provedení.

í

Přehled obrázků na výkresech ( Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr.l a 2 schéma jednomotorové hnané nápravy podle stavu techniky, obr.3 schéma dvoumotorové nápravy podle stavu techniky, obr.4 až 8 schémata jednomotorových nebo dvoumotorových hnaných náprav podle vynálezu, obr.9 čelní pohled na jednomotorovou hnanou nápravu podle vynálezu, obr.10 půdorysný pohled shora na jednomotorovou hanou nápra5vu z obr.9 s nezavěšeným přírubově upevněným motorem, obr.11 půdorysný pohled shora na jednomotorovou hanou nápravu z obr.9 se zavěšeným volné uloženým (plovoucím) motorem, obr.12 čelní pohled na dvoumotorovou hnanou nápravu podle vynálezu, obr,13 půdorysný pohled shora na dvoumotoro? vou hanou nápravu z obr.12 s nezavěšeným přírubově upevněným motorem, obr.14 půdorysný pohled shora na jednomotorovou ha nou nápravu z obr.12 se zavěšeným volně uloženým (plovoucím) motorem.

Příklady provedení vynálezu

Obr.l a 2 znázorňují schematicky hnanou nápravu s jedním motorem podle stavu techniky. U takové nápravy spočívá skříň Cv vozidla prostřednictvím věnce s kuličkovým uložením Cr na příčném nosníku Tc, Ten je opřen prostřednictvím sekundárního závěsu Ss umístěného mezi koly na rámu Cs. Rám CS samotný je opřen prostřenictvím primárního závěsu Sp na reduktorovém mostu Pr nápravy s diferenciálem. V mostu Pr nápravy jsou stažením upevněny dvě polonápravové trouby Tr^, Tr₂, okolo kterých se otáčejí kola ROj^. Ro₂. Na kolech Ro₁. Ro₂ jsou uloženy brzdové kotouče Di^, Ďi₂. k nimž jsou přiřazeny brzdicí třmeny Et^, Et₂ spojené s rámem Cs.

K rámu Cs je upevněn motor Mo, který pohání kuželové

j. . soukolí centrálního redukčního převodu (dále reduktoru) Rc

Γs diferenciálem mostu Pr nápravy prostřednictvím spojky Ac, f *^J která přijímá pérovací zdvihy vyplývající z primárního závěsu Sp. Každý výstup centrálního reduktoru Rc s diferenciálem přenáší točivý moment na odpovídající postranní redukční převod (reduktor) Rl^ a Rl₂ prostřednictvím hřídelů Ar^ a Ár₂ kola.

Obr.3 znázorňuje schematicky dvoumotorovou hnanou nápravu podle stavu techniky. U takové známé dvoumotorové

-6hnané nápravy spočívá skříň Cv vozidla prostřednictvím věnce Cr s kuličkovým uložením na příčném nosníku Tc. Ten je opřen prostřednictvím sekundárního závěsu Ss umístěného mezi koly na rámu Cs. Rám Cs samotný je opřen prostřednictvím primárního závěsu Sp, umístěného vně kol, na nepravém nápravovém ložisku Fb. Ta jsou spojena s neotáčivou nápravou Es, okolo které se otáčejí kola Ro·^, Rq₂. Na kolech Ro^, Ro^ jsou uloženy brzdové čelisti Sb·^ a Sb₂. pevně spojené s rámem Cs.

Každý motor Mo, upevněný k rámu Cs, pohání postranní reduktor Rl, který je s ním spojen prostřednictvím spojky je upevněn motor Mo, který pohání kuželové soukolí centrálního redukčního převodu (dále reduktoru) Rc s diferenciálem reduktorového mostu Pr nápravy prostřednictvím spojky Ac. která přijímá pérovací zdvihy vyplývající z primárního závěsu Sp. Každý postranní reduktor Rl, zavěšený na rámu Cs, pohání kolo Ro, které je k němo přidruženo.

Obr.4 až 8 znázorňují schematicky jednomotorovou hnanou nápravu podle vynálezu. Obr.9 je čelní pohled na jednomotorovou hnanou nápravu podle vynálezu a obr.10 a 11 půdorysné pohledy shora na tuto hnanou jednomotorovou nápravu, při použití jednak nezavěšeného přírubově upevněného motoru a jednak volně uloženého (plovoucího) zavěšeného motoru.

Obr.9 je čelní pohled na dvoumotorovou hnanou nápravu podle vynálezu a obr.13 a 14 půdorysné pohledy shora na tuto hnanou dvoumotorovou nápravu, při použití jednak nezavěšených přírubově upevněných motorů a jednak volně uložených zavěšených motorů.

U jednomotorových nebo dvoumotorových hnaných náprav podle vynálezu spočívá skříň Cv vozidla prostřednictvím věnce s kuličkovým uložením Cr na příčném nosníku Tc. Ten je

-7opřen prostřednictvím závěsu Su, umístěného mezi koly ve svislé rovině osy nápravy na odpovídajících postranních pouzdrových troubách Pr^ a Pr₂ reduktorového mostu nápravy, vytvořeného ze třech dílů. V; postranních pouzdrových troubách Pr₁ a Pr₂ j^sou stažením upevněny polonápravové trouby Trj, Tr₂. okolo kterých se otáčejí kola Ro^, Ro₂. Na kolech Ro^, Ro₂ jsou uloženy brzdové kotouče Di₁₇ Pi₂. k nimž jsou přiřazeny brzdicí třmeny Etj, Et₂ spojené s postranními pouzdrovými troubami Pr^ a Pr₂ mostu nápravy. Ke kolům Ro^ a Ro₂ jsou rovněž přiřazeny postranní reduktory Rl^. Rl₂, poháněné hřídelem A^ a Ar₂ kola.

*

Sestava výše uvedených ústrojí tvoří modulovou základnu stavby hnané nápravy, společné pro verzi jednomotorové a dvoumotorové nápravy. Střední část nosníku reduktorového mostu nápravy tvoří modulovou část PMEM hnané nápravy. Tato střední část obsahuje pouzdrovou troubu Pr_g, v níž je v jednomotorové variantě uložena centrální mechanika Mc s diferenciálem, z jejichž výstupů vycházejí dva hřídele Ar^ a Ar₂ kol, uvedené výše, a v němž jsou ve dvoumotorové variantě uloženy dva nezávislé centrální reduktory Rc^ a Rc₂. z jejichž výstupů vycházejí dva hřídele Ar^ a Ar₂ kol, uvedené výše.

Motor Mo (v jednomotorové variantě) nebo motory Mo^ nebo Mp₂ (v dvoumotorové variantě) jsou podle jedné možnosti přírubově upevněny ke střední pouzdrové troubě Pr_c reduktorového mostu nápravy (ve variantě s nezavěšenými motory) a připojeny k centrální mechanice Mc s diferenciálem (jednomotorová varianta) nebo k centrálním reduktorům Rc^ a Rc₂ (dvoumotorové varianta) jedním nebo dvěma spojkami bez kmitavóho pérovacího zdvihu (výchylky). Podle druhé možnosti jsou motor Mo (v jednomotorové variantě) nebo motory Mo^ nebo Mo₂ (v dvoumotorové variantě) připojeny ke střední pouzd-8rové troubě Pr_c reduktorového mostu nápravy pružným závěsem Se (ve variantě s volně uloženými motory) a připojeny k centrální mechanice Mc s diferenciálem (jednomotorová varianta) nebo k centrálním reduktorům Rc^ a Rc₂ (dvoumotorová varianta) jednou spojkou Ac nebo dvěma spojkami Ac^ a Ac₂. které přijímají kmitavé pérovací zdvihy (výchylky) vyplývající z tohoto pružného zavěšení.

Claims (15)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Hnaná náprava s nezávisle otáčivými koly, připojená ke skříni nebo konstrukci vozidla bud příčným nosníkem nebo přímo závěsy, a jejíž kola jsou nezávisle otáčivá, vyznačená tím, že sestava ústrojí zajištujících přenos pohybu mezi motorem nebo motory a koly je soustředěná v nosníku, označovaném jako reduktorový most nápravy, který zajištuje současně funkce přenášení zatížení, nesení nápravy a přenosu a převodu točivého momentu, přičemž motor nebo motory mají své osy rovnoběžné s osou nápravy a přičemž mezi verzemi s jediným motorem a jedním motorem na každé kolo existuje značná modulovost.
2. 2. Hnaná náprava podle nároku 1 vyznačená tím, že motory jsou přírubově upevněny na mostu nápravy nebo jsou volně uloženy vzhledem k mostu nápravy.
3. 3. Hnaná náprava podle nejméně jednoho z nároků 1 nebo 2 vyznačená tím, že přenos pohybu mezi motorem a kolem je zajištěn přes dva samostatné reduktory.
4. 4. Hnaná náprava podle nejméně jednoho z nároků 1 až

   3 vyznačená tím, že spojení mezi motorem a prvním reduktorem je vytvořeno prostřednictvím spojení bez pérovacích výchylek v případě přírubově upevněného motoru a přes spojku s pérovacími výchylkami v případě volně uloženého motoru.
5. 5. Hnaná náprava podle nejméně jednoho z nároků 1 až

   4 vyznačená tím, že mechanické spojení mezi dvěma reduktory je zajištěno pro každé kolo hřídelem kola, jehož osa je geometricky shodná s osou kola.
6. 6. Hnaná náprava podle nejméně jednoho z nároků 1 až

   -105 vyznačená tím, že spojení mezi hřídelem kola a . kolem je zajištěno pro každé kolo prostřednictvím druhého reduktoru s rovinným nebo kuželovým planetovým soukolím.
7. 7. Hnaná náprava podle nejméně jednoho z nároků 1 až

   6 vyznačená tím, že neotáčivá osa nápravy a nápravový rám jsou tvořeny nosníkem reduktorového mostu nápravy, na němž spočívá závěs.
8. 8. Hnaná náprava podle nejméné jednoho z nároků 1 až

   7 vyznačená tím, že závěs nápravy je vytvořen pouze v jednom stupni dvěma pneumatickými polštáři nebo kovovými pružinami nebo kombinovanými pryžovými a kovovými pružinami.
9. 9. Hnaná náprava podle nejméně jednoho z nároků 1 až

   8 vyznačená tím, že závěs nápravy může přijímat úhlové kmitavé výchylky mezi skříní nebo konstrukcí vozidla, dovolující tak vypustit příčný nosník a věnec s kuličkovým uložením.
10. 10. Hnaná náprava podle nejméně jednoho z nároků 1 až

    9 vyznačená tím, že brzdění je zajištěno kotouči na nápravě nebo na hnacím hřídeli.
11. 11. Hnaná náprava podle nejméně jednoho z nároků i až

    10 vyznačená tím, že závěsová a brzdicí ústrojí jsou uložena mezi koly, čímž je umožněno osazování eventuelních pružných obručí kol bez demontáže dalších ústrojí.
12. 12. Hnaná náprava podle nejméně jednoho z nároků 1 až

    11 vyznačená tím, že brzdové kotouče mohou být v případě, kdy jsou na nápravě, dvoudílné pro usnadnění osazování.
13. 13. Hnaná náprava podle nejméně jednoho z nároků 1 až

    12 vyznačená tím, že nesení, stabilizace proti houpání okolo i

    :-11příčné osy vozidla a orientování nápravy vzhledem ke skříni nebo konstrukci vozidla jsou zajištěny ústrojím s podélnými ojnicemi.
14. 14. Hnaná náprava podle nejméně jednoho z nároků 1 až 13, že stabilizace proti kolébání vzhledem ke skříni nebo konstrukci vozidla je zajištěna tyčovým stabilizátorem.
15. 15. Podvozek železničního vozidla vyznačený tím, že obsahuje nejméně jednu nápravu podle kteréhokoli z nároků 1 až 14.