CS203918B2

CS203918B2 - Device for cross connection of pivoting undercarrieges of the railway driving vehicle

Info

Publication number: CS203918B2
Application number: CS195977A
Authority: CS
Inventors: Arpad Veres; Gyoergy Vizelyi; Lorant Zahonyi
Original assignee: Ganz Mavag Mozdony Vagon
Priority date: 1976-03-31
Filing date: 1977-03-24
Publication date: 1981-03-31
Also published as: ATA169977A; FR2346194B1; HU177621B; YU84777A; RO70436A; FR2346194A1; AT353837B

Abstract

The carriage is supported on the bogie at a central point near the middle wheel of the bogie. The inner ends of each bogie are attached to a torsion bar (2) which is located under the carriage body and attached to it by means of brackets under the carriage. The torsion bar (2) is keyed at each end to a vertical arm (1). The bottom end of the vertical bar is pinned to a bracket on the bogie. The bar is off set from the centre-line of the carriage so that the bogies may take a curve on the rails.

Description

Vynález se týká zařízení pro příčné spojení otočných podvozků kolejových hnacích vozidel, zejména elektrických nebo dieselelektrických lokomotiv.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for transverse coupling of rotating bogies of rail traction vehicles, in particular electric or diesel-electric locomotives.

Je účelné, aby nosná soustava lokomotiv, zvláště těch, jež jsou určeny pro smíšenou službu, tj. lokomotiv o vyšší rychlosti a tažné síle, byla opatřena kromě primárního odpružení, zabudovaného mezi ložnou konstrukci a otočný podvozek, ještě druhotným odpružením mezi otočným podvozkem a skříní, které umožňuje příčně usměrněné a do jisté míry i svislé odpružení skříně v poměru k otočnému podvozku. Toto druhotné odpružení však umožňuje — v souvislosti se svou funkcí — naklápění rámu otočného podvozku, ačkoliv, s ohledem na smíšenou službu a v rámci použití pro nákladní tažnou službu musí spojení skříně zajišťovat, aby se otočný podvozek v průběhu vyvíjení tažné síly pod skříní lokomotivy nenaklá· pěl, protože naklápění podvozku vyvolává u vnějších os otočného podvozku zvýšenou změnu zatížení os, které snižuje schopnost vyvinutí tažné síly lokomotivy a tím i hmotnost taženého vlaku, popřípadě vede při rozjíždění k prokluzování kol a opotřebování kolejnic.It is expedient that, in addition to the primary suspension built between the loading structure and the bogie, a secondary suspension between the bogie and the housing is provided in addition to the primary suspension incorporated between the load-bearing structure and the bogie, , which allows laterally directed and to some extent vertical suspension of the housing relative to the bogie. However, this secondary suspension allows - due to its function - the tilting of the bogie frame, although, in view of mixed service and, for use in freight hauling service, the box connection must ensure that the bogie does not tilt during traction. · Sawing, because tilting the bogie causes an increased change in axle load on the outer axles of the bogie, which reduces the ability to develop locomotive traction and hence the weight of the train being towed, possibly leading to wheel slippage and rail wear when starting.

Stejně škodlivým zjevem při současných spojeních mezi skříní vozu s otočným pod20 3918 vozkem u kolejových tažných vozidel je to, že se otočné podvozky v obloucích do značné míry vychylují, což může v důsledku zvýšeného náběhového úhlu mezi kolejnicí a kolem způsobit obrušování věnce nákolku. Pro odstranění nepříznivého naklápění u lokomotiv s druhotným odpružením nebo všeobecně u lokomotiv s naklápěcím spojením skříně se používají různá konstrukční řešení. Tak bylo použito konstrukčního řešení, u kterého byla tažná síla přenášena z otočného podvozku na skříň ve střední rovině otočného podvozku pomocí takové šikmé tyče, že její určovací paprsek síly protínal horní rovinu hlavy kolejnic v kolmici podpěry skříně. Toto konstrukční řešení je sice v principu jednoduché, jeho praktické uskutečnění je však většinou znemožňováno otočným podvozkem vyplněným strojními ústrojími, například hnacími motory. Tyto těžkosti jsou zvyšovány ještě tím, že pro každý otočný podvozek je nutné zabudování dvou šikmých tažných tyčí, protože otočný podvozek táhne v obou směrech, a bylo by proto účelné, aby uvažovaná šikmá tyč pracovala pouze jako tyč tažná.An equally detrimental aspect of the simultaneous connections between the car body and the trolley under rail traction vehicles is that the bogies are largely deflected in curves, which can cause grinding of the rim due to the increased approach angle between the rail and the wheel. Various design solutions are used to eliminate unfavorable tilting for locomotive with secondary suspension or generally for locomotive with tilting connection of the housing. Thus, a design was used in which the traction force was transmitted from the bogie to the housing in the median plane of the bogie by such an inclined rod that its force determination beam intersected the upper plane of the rail head at the perpendicular of the housing support. Although this design solution is in principle simple, its practical realization is usually prevented by a rotating bogie filled with machinery, such as propulsion engines. These difficulties are exacerbated by the fact that for each bogie it is necessary to install two slanted pull rods, since the bogie pulls in both directions, and it would therefore be expedient for the slanted rod to work only as a tow bar.

Byly rovněž provedeny pokusy zabránit naklápění otočného podvozku při vyvíjení tažné síly pomocí přídavného zařízení, zvláště pomocí vzduchových válců. Do těchto vzduchových válců se ' při vyvíjení vysoké tažné síly, tedy všeobecně při rozjíždění, vpouští stlačený vzduch pod vysokým tlakem, čímž ·· vyvolaná síla pístu zabrání naklápění . otočného podvozku. Takové vzduchové válce musí být umístěny na obou koncích otočných podvozků, aby mohly pracovat střídavě v závislosti na . směru jízdy, přičemž je nutná i regulace tlaku vzduchu, v závislosti na hodnotě právě vyvíjené tažné síly. Tato přídavná pneumatická zařízení jsou tedy zařízení složitá, vyžadující i ovládací ústrojí.Attempts have also been made to prevent the bogie from tilting when exerting traction by means of an additional device, in particular by means of air cylinders. Compressed air is injected into the air cylinders when high tensile force is applied, i.e. generally during starting, under high pressure, thus preventing the piston force from tilting. swivel chassis. Such air cylinders shall be located at both ends of the bogies in order to be able to operate alternately depending on. It is also necessary to regulate the air pressure, depending on the value of the tractive force being exerted. Thus, these additional pneumatic devices are complex devices requiring a control device.

Dalším nedostatkem je okolnost, že shora popsané konstrukce s šikmou tažnou tyčí nebo . se vzduchovými válci neodstraňují obrušování věnce nákolku a působí škodlivé natáčení podvozku.Another drawback is the fact that the aforementioned constructions with a slanted pull bar or. With air cylinders, they do not remove the grinding of the wheel rim and cause harmful rotation of the chassis.

Bylo rovněž zkoušeno vyhnout se škodlivému natáčení otočných podvozků, vyvolávajícímu obrušování věnce nákolků, a to v prvé řadě u lokomotiv se šesti dvoukolími, s dvěma otočnými podvozky se třemi dvojkolími, a to pomocí takových spojovacích . členů, které uskuteční přímé spojení mezi k tomu příslušnými částmi ve středu rámu otočných podvozků. Toto spojovací zařízení sice účinně zmenšuje velikost škodlivého natočení otočného podvozku a tím zmenšuje i obrušování věnce nákolků, aplikace tohoto spojení je však spojena s těžkostmi, protože v prostoru mezi rámem otočného podvozku, pod hlavním rámem, je nutno umístit různá strojní zařízení, různé konstrukční jednotky trakčního vozidla — vzduchové nádrže, nádrže na pohonné hmoty, akumulátorovou skříň a podobně. Umístění poměrně neskladných spojovacích členů otočných podvozků v úzkém prostoru naráží proto na velké, často nepřekonatelné těžkosti. Další nevýhodou je, že shora popisovaná zařízení pro spojení otočných podvozků nemohou znatelně zazránit naklápění rámů otočných podvozků, protože nemohou všeobecně zachycovat žádnou svislou sílu.It has also been attempted to avoid damaging the swivel bogies that cause the wheel rim to be abraded, primarily for locomotives with six wheelsets, with two swivel bogies with three wheelsets, using such couplings. members which make a direct connection between the respective parts in the center of the bogie frame. Although this coupling device effectively reduces the amount of harmful rotation of the bogie and thus reduces the grinding of the rim, the application of this connection is associated with difficulties because different machinery, different construction units have to be located between the bogie frame, below the main frame. traction vehicle - air tanks, fuel tanks, battery box and the like. The location of relatively bulky bogie coupling members in a narrow space therefore encounters great, often insurmountable difficulties. A further disadvantage is that the bogie coupling devices described above cannot appreciably prevent the tilting of the bogie frames as they cannot generally absorb any vertical force.

Z uvedeného vyplývá, že v případě lokomotiv s naklápěcím spojením . skříně, s otočným podvozkem určeným pro . smíšenou službu, je významný . vývoj v takovém . řešení, které . zabraňuje naklápění otočného podvozku při rozjíždění a současně zajišťuje nutné křížové a svislé posuvy a přestavení mezi skříní a otočnými podvozky, čímž se zabrání i škodlivému vzrůstu rozdílného zatížení os; je omezeno ' rovněž natáčení otočného podvozku vyskytující se v obloucích, takže nedochází k významnějšímu obrušování věnce nákolku.It follows that in the case of locomotives with tilting connections. Cabinets, with a bogie for. mixed service is significant. development in such. solutions that. prevents tilting of the bogie while starting and at the same time ensures the necessary cross and vertical displacements and adjustments between the housing and the bogie, thus avoiding a harmful increase in differential axle loads; the pivoting of the bogie occurring in the arches is also limited, so that no significant abrasion of the rim is avoided.

Vynález je zaměřen v prvé. řadě na odstranění nedostatků vyskytujících se v současnosti u známých konstrukcí spojení mezi rámem otočného podvozku a skříní vozidla u lokomotiv se šesti dvojkolími, jak byly shora popsány, a týká se uskutečnění takového ' řešení, ' které by zabraňovalo naklápění a zkrucování rámů otočných podvozků nad škodlivou velikost, a to jednoduchým, lehkým a na údržbu nenáročným za4 řízením, které představuje ’ řešení málo ' rozměrné a tudíž dobře . zabudovatelné.The invention is directed first. in order to overcome the drawbacks presently known in the art of the articulation between the bogie frame and the vehicle body of six-wheeled locomotives as described above, and relates to the implementation of such a 'solution' which prevents the bogie frames from tilting and twisting over harmful size, with a simple, lightweight and maintenance-free device, which represents a 'solution' of small size and therefore good. installable.

Základem vynálezu je poznatek, že uvedený cíl je dosažitelný . a shora uvedeným nedostatkům se lze vyhnout, ' popřípadě, že je možno tyto problémy překlenout pomocí takového spojovacího pákově-opěrného zařízení u podvozků, kdy je příčník rámu otočného podvozku v . místě . nad středem · vozidla nebo v podélné rovině k tomu rovnoběžné takovým ' způsobem spojen s hlavním rámem vozidla svislou pákou, aby tyto ' páky připouštěly u spojení s otočným· podvozkem, popřípadě s hlavním rámem nutné . posunutí otočných podvozků; s hlavním rámem spojené konce těchto pák jsou připojeny k tyči uložené na hlavním rámu vozidla, takže páky nacházející se ve stejné rovině jsou nuceny vykonávat společný pohyb. Takto konstruované zařízení uskutečňuje jednak spojení mezi rámem otočného podvozku a· hlavním rámem vozidla, zachycuje moment působící na otočný podvozek pří vzrůstu tažné síly, čímž je zabráněno naklápění a značnější změně zatížení os dvojkolí, jednak pak je pomocí obou ve stejné rovině ležících pák přes stávající krutné spojení zabráněno . při jízdě v oblouku velkým odchylkám ve vychýlení otočných podvozků; takto se stává výchylka obou otočných podvozků téměř stejná a minimální, čímž se dosahuje zmenšování obrušování nákolků.It is the basis of the invention that this object is achievable. and the aforementioned drawbacks can be avoided, or that these problems can be overcome by means of such a linkage-support device for bogies where the crossmember of the bogie frame is at. spot. above the center of the vehicle or in a longitudinal plane parallel thereto in a manner connected to the main frame of the vehicle by means of a vertical lever, so that these levers permit in connection with the bogie or the main frame, if necessary. displacement of the bogies; the ends of these levers connected to the main frame are attached to a rod mounted on the main frame of the vehicle so that levers located in the same plane are forced to perform a common movement. The device thus constructed establishes a connection between the bogie frame and the main vehicle frame, captures the moment acting on the bogie when the traction force increases, preventing tilting and a significant change in the load on the wheelset axles, and cruel connection is prevented. when curving, large deviations in swivel bogies; in this way, the deflection of the two bogie bogies becomes almost the same and minimal, thereby reducing the grinding of the bogs.

Zařízení pro opětné spojení otočných podvozků provedené podle vynálezu se tedy skládá ze dvou svislých pák a tyče navzájem spojující obě tyto páky a namáhané na kruť, ležící v hlavním rámu vozidla nebo. bezprostředně pod ním. Tato tyč je určena k zabraňování posuvu rámů otočných podvozků vzhledem k hlavnímu rámu, popřípadě ke snižování tohoto posunutí na minimální hodnotu. Současně musí tato tyč zajišťovat natočení otočných podvozků v obloucích proti hlavnímu rámu . spolu s působením proti vznikajícímu nucenému příčnému kmitání. K tomuto účelu je vhodné takové kloubové zařízení, které umožňuje svými čepy v podélné rovině vozidla posunutí pák v příčné rovině. Tyto otočné čepy jsou vytvořeny jednak na rámu otočného podvozku, jednak na hlavním rámu. Současně musí být s dostačující tuhostí zajištěno i spojení pák ležících ve stejné podélné rovině.The bogie reconnection device according to the invention thus consists of two vertical levers and a rod connecting each other and loaded to the torsion lying in the main frame of the vehicle. immediately below it. This rod is intended to prevent the displacement of the bogie frames relative to the main frame or to reduce this displacement to a minimum value. At the same time, the bar must rotate the bogies in curves against the main frame. together with counteracting forced transverse vibrations. For this purpose, an articulated device is provided which, by means of its pins in the longitudinal plane of the vehicle, enables the displacement of the levers in the transverse plane. These pivot pins are formed both on the bogie frame and on the main frame. At the same time, the connection of the levers lying in the same longitudinal plane must be ensured with sufficient rigidity.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že zařízení je . opatřeno svisle orientovanými pákami, které jsou svým jedním koncem neotočně uloženy na torzní tyči, umístěné zejména ve středu délky vozidla a uložené na hlavním rámu vozidla v rovině nad otočnými podvozky, . zatímco svým druhým koncem jsou svisle orientované . páky otočně spojeny s příčníky rámů otočných podvozků, snižujícími se u . středu vozidla, přičemž toto otočné . spojení je provedeno. například .šroubovým spojením přes pružné pouzdro.The essence of the invention is that the device is. provided with vertically oriented levers which, at one end, are non - rotatably mounted on a torsion bar, located in particular at the center of the vehicle length and mounted on the main frame of the vehicle in a plane above the bogies,. while at the other end they are vertically oriented. the levers pivotally connected to the crossmembers of the bogie frames decreasing at. center of the vehicle, this rotating. the connection is made. for example by screwing over a flexible housing.

Zařízení provedené podle vynálezu ponechává proto prostor pod hlavním rámem, mezi rámy otočných podvozků zcela volný pro umístění shora zmíněných strojních zařízení a současně zajišťuje dosažení několika takových cílů, jež mohly být doposud řešeny pouze složitými zařízeními, a to ještě ne tak úspěšně.The device according to the invention therefore leaves a space under the main frame, between the bogie frames, completely free to accommodate the aforementioned machinery, while at the same time ensuring the achievement of a number of such objectives which hitherto could only be solved by complex devices, and not so successfully.

Vynález je podrobněji popsán na základě výkresů, kde značí obr. 1 všeobecné uspořádání zařízení pro opěrné spojení otočných podvozků, například u lokomotivy s dvěma otočnými podvozky se třemi dvojkolími, v bočním pohledu, obr. 2 v pohledu shora opěrné spojovací zařízení provedené podle vynálezu, a to v případě, kdy lokomotiva projíždí obloukem a její otočné podvozky se vychýlí o úhel β, obr. 3 detail „A” z obr. 1, zvláště připojení tohoto zařízení k rámu otočného podvozku, jako například, obr. 4 detail ,,B” z obr. 1, zvláště připojení obou členů zařízení, jako příklad.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a side view of a general arrangement of a bogie support device, for example, in a two-wheel bogie locomotive; FIG. 2 is a top view of a support coupling device according to the invention; namely when the locomotive travels in an arch and its bogies deviate by an angle β, Fig. 3 detail "A" of Fig. 1, especially the attachment of this device to the bogie frame, such as, Fig. 4 detail ,, B 1, in particular the connection of the two device members, as an example.

Na obrázcích je vidět členy opěrného spojení otočných podvozků provedené podle vynálezu, jakož i hlavní prvky konstrukce; torsní tyč 2, uloženou pod hlavním rámem lokomotivy, a s touto tyčí spojené dvě svislé páky 1. Spojení těchto pák je provedeno způsobem umožňujícím současně i přenášení momentu krutu, a to pomocí příčných klínů 3, s mezizapojením kovových pouzderThe figures show the members of the bogie supporting connection made according to the invention, as well as the main elements of the structure; The torsion bar 2, placed under the main frame of the locomotive, and connected to this bar by two vertical levers 1. The joining of these levers is carried out in a manner allowing simultaneous transmission of torsional moment by means of cross wedges 3 with interconnection of metal bushings.

4. Svislé páky 1 se připojují k příčníku 7 rámu otočného podvozku, který je účelné umístit poněkud níže, a to pomocí šroubového spojení 5, dobře viditelného v detailu „A” na obr. 3. Páka 1 je tedy připojena k rámu otočného podvozku, popřípadě ke šroubovému spojení 5 v tomto rámu elasticky, a to přes pryžové pouzdro 6. Je proto opěrné spojovací zařízení skládající se z pák 1 a torsní tyče 2 vhodné pro provádění menších natočení bez pnutí, uskutečňuje však tuhé spojení mezi oběma otočnými podvozky, dále mezi hlavním rámem vozidla a rámy jednotlivých otočných podvozků.4. The vertical levers 1 are connected to the crossmember 7 of the bogie frame, which is expedient to be placed somewhat lower, by means of a screw connection 5, clearly visible in detail "A" in Fig. 3. The lever 1 is thus connected to the bogie frame, or to the screw connection 5 in this frame elastically, via the rubber sleeve 6. Therefore, the support coupling consisting of the levers 1 and the torsion bar 2 is suitable for carrying out minor tensions without tension but makes a rigid connection between the two bogies, further between the main frame of the vehicle and the frames of each bogie.

Zařízení popsané shora jako příklad může být ovšem vytvořeno s rovnocennými strojními částmi i jiným způsobem. Tak může být například místo elastického pryžového pouzdra použit libovolný kulový kloub, stejně tak místo pojistné západky může být použito takové spojení, jež by mezi pákami a torsní tyčí zajišťovalo proti · otočení tuhé spojení, . například pomocí spojení ' klíny, spojení nasazením za tepla, svařováním a podobně.However, the apparatus described above by way of example may be formed with equivalent machine parts in another manner. Thus, for example, any ball joint can be used instead of the elastic rubber sleeve, as well as a connection that could provide a rigid connection between the levers and the torsion bar instead of the locking pawl. for example by means of wedge joints, hot-fit connections, welding and the like.

Podle vynálezu provedené opěrné spojení podvozků plní v provozu svoji úlohu následovně:According to the invention, the undercarriage support connection performs its function in operation as follows:

Svislá síla působící při zvětšování tažné síly na rám otočného podvozku je zachycována pákou 1 předního otočného podvozku při síle tažné, pákou 1 zadního podvozku při síle tlačné. Přitom naklápění podvozku je pákami znemožňováno u obou otočných podvozků a tím je znemožňována i změna tlaku jednotlivých dvojkolí, který jinak by mohl dosahovat i několika tun.The vertical force acting on increasing the tractive force on the bogie frame is absorbed by the front bogie lever 1 at the pulling force and the rear bogie lever 1 at the pushing force. At the same time, the tilting of the bogie is prevented by levers on both bogie bogies and thus it is also impossible to change the pressure of individual wheelsets, which could otherwise reach several tons.

Naproti tomu při jízdě v oblouku, kdy se otočné podvozky vychylují o úhel β, popřípadě o posunutí y, jsou rámy obou otočných podvozků přes páky las nimi pevně spojenou torsní tyč 2 nuceny ke spolučinnosti.. V průběhu toho jsou páky, podle polohy vychýlení, na svých koncích spojených s rámy otočných podvozků v malé míře nadzvedány; toto nadzvednutí je však velké pouze několik milimetrů a nezpůsobuje tudíž žádnou podstatnou změnu osového tlaku. Současně je úhel vychýlení v součinnosti pracujících otočných podvozků téměř stejný a minimální ($i ~ B2). Proto se stává vedení lokomotivy příznivým' a náběhový úhel mezi předním vodicím kolem otočného podvozku a kolejnicí je menší. V důsledku toho se stává tlak nákolku menším, což je v ohledu na životnost obruče kola velkou předností.On the other hand, when driving in an arc where the bogies are deflected by an angle β or a displacement y, the frames of the two bogies are forced to cooperate via the levers and the torsion bar 2 fixed by them. slightly lifted at their ends connected to the bogie frames; however, this lift is only a few millimeters large and therefore does not cause any substantial change in axial pressure. At the same time, the deflection angle of the working bogie is almost equal and minimal ($ i ~ B2). Therefore, the locomotive guidance becomes favorable and the leading angle between the front guide wheel of the bogie and the rail is smaller. As a result, the knee pressure becomes smaller, which is a great advantage with regard to the life of the tire.

Podle vynálezu provedené opěrné spojovací zařízení otočných podvozků může být proto konstrukčně provedeno s malým nákladem, provozní poměry a jízdní vlastnosti vysoce výkonných lokomotiv se jím podstatně zvýší a životnost lokomotiv se prodlouží.According to the invention, the supporting coupling device of the bogies can therefore be designed with a low load, the operating conditions and the driving characteristics of the high-performance locomotives can be substantially increased and the service life of the locomotives will be extended.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

A device for transversally connecting the bogies of a rail traction vehicle, characterized in that it is provided with vertically oriented levers (10) which are rotatably mounted on one end on a torsion bar (2), located in particular at the center of the vehicle length in the plane above the bogies, while at the other end the vertically oriented levers (1) are rotatably connected to the crossmembers (7) of the bogie frames lowering at the center of the vehicle, this pivotal connection being effected e.g. 6).