NO130388B

NO130388B -

Info

Publication number: NO130388B
Application number: NO04174/71*[A
Authority: NO
Inventors: H Loosli
Original assignee: Schweizerische Lokomotiv
Priority date: 1970-11-16
Filing date: 1971-11-12
Publication date: 1974-08-26
Also published as: NL140789B; GB1326310A; IT941136B; US3756161A; NL7017551A; FR2114429A5; BE775264A; AT317289B; ZA717049B; SE374064B; CH531431A; CA943403A; ES396674A1

Description

Skinnegående drivkjøretøy. Rail-running propulsion vehicle.

Foreliggende oppfinnelse angår et skinnegående driv-kjøretøy med en vognkasse som er understøttet på tre boggier med drivaksler og sekundærfjæringer, av hvilke boggier den ene er anordnet ved midten av kassen og de to andre er anordnet symmetrisk til vognkassens midte, og hvor sekundærfjæringen for i det minste den ene boggi har uforanderlig karakteristikk. Her betyr "sekund aar-fjæring" fjæringen mellom boggien og vognkassen, i motsetning' til "primærfjæring" som står for fjæringen mellom de enkelte aksler og boggier. The present invention relates to a rail-running drive vehicle with a carriage body which is supported on three bogies with drive axles and secondary suspensions, one of which bogies is arranged at the center of the carriage and the other two are arranged symmetrically to the center of the carriage body, and where the secondary suspension for the at least one bogie has an unchanging characteristic. Here, "secondary suspension" means the suspension between the bogie and the carriage body, in contrast to "primary suspension" which stands for the suspension between the individual axles and bogies.

Ved skinnegående drivkjøretøyer, særlig lokomotiver med tre og flere boggier eller enkeltaksler, foreligger det problem å oppnå en gunstig fordeling av lasten på de enkelte aksler. Akslene er nemlig, for utnyttelse av drivkjøretøyets adhesjonskraft, som Kfr. kl. 20d-21/01, B 61 f 5/02 regel drevet og må derfor belastes tilsvarende. Når kjøretøyet utøver en trekkraft vil den ende av kjøretøyet, ved hvilken trekk-kraften virker, være belastet, mens den fremre ende er ubelastet. Man er derfor interessert i at de ekstra belastede aksler ikke ut-øver et utillatelig stort akseltrykk mot skinnene og at de avlastede aksler samtidig er like sterkt belastet for på denne måte å mulig-gjøre en optimal utnyttelse av adhesjonskraften. Hvis hjulakslene er jevnt belastet når kjøretøyet ikke skal avgi noen trekkraft, må de verdier, med hvilke de enkelte avlastede aksler avlastes, ved utøvelse av trekkraft alle være like. In the case of rail-running propulsion vehicles, especially locomotives with three or more bogies or single axles, there is a problem of achieving a favorable distribution of the load on the individual axles. The axles are namely, for utilization of the driving vehicle's adhesion force, as Cfr. at 20d-21/01, B 61 f 5/02 rule driven and must therefore be charged accordingly. When the vehicle exerts a tractive force, the end of the vehicle at which the tractive force acts will be loaded, while the front end is unloaded. It is therefore of interest that the extra loaded axles do not exert an unacceptably large axle pressure against the rails and that the unloaded axles are at the same time equally heavily loaded in order in this way to enable optimal utilization of the adhesion force. If the wheel axles are evenly loaded when the vehicle is not to produce any traction, the values with which the individual unloaded axles are relieved when traction is exerted must all be the same.

For å tilfredsstille denne betingelse er det kjent å dele lokomotivkassen i midten og forbinde de to halvdeler dreibart med hinannen over en tverraksel, f.eks. ved hjelp av et kuleledd. Det er også mulig å kombinere to boggier ved hjelp av en over disse anordnet ramme, på hvilken kassen hviler. På den annen side er det kjent å anvende en regulerbar fjæring, f.eks. i form av pneuma-tiske eller luftfjærer, ved hvilke de nevnte betingelser oppnås ved hjelp av på egnet måte innstilte regulatorer. Alle disse kjente konstruksjoner er kostbare og har dertil forskjellige ulemper.. En deling av vognkassen bevirker tap i stivhet og fare for at der kan oppstå gjensidige svingninger av de to deler under kjøringen. En pneumatisk fjæring er på den annen side kostbar og krever under drift en stadig effekttilførsel til kompressoren, hvilken effekt kan anta betydelige verdier. To satisfy this condition, it is known to divide the locomotive body in the middle and connect the two halves rotatably with each other over a cross shaft, e.g. using a ball joint. It is also possible to combine two bogies using a frame arranged above them, on which the box rests. On the other hand, it is known to use an adjustable suspension, e.g. in the form of pneumatic or air springs, whereby the aforementioned conditions are achieved by means of suitably adjusted regulators. All these known constructions are expensive and also have various disadvantages.. A division of the carriage causes a loss of rigidity and the risk that mutual oscillations of the two parts may occur during driving. A pneumatic suspension, on the other hand, is expensive and during operation requires a constant supply of power to the compressor, which power can assume significant values.

Hensikten med oppfinnelsen er å skaffe et drivkjøretøy av den nevnte art, som ikke er beheftet med de nevnte ulemper, som tillater en belastning av de enkelte drivaksler etter behov, dvs. hovedsakelig avhengig av trekkraften, og som videre tillater anvendelsen av en ikke-delt stiv vognkasse og hvor anskaffelsen og drif-ten er billigere enn ved de hittil kjente utførelser med regulerbare fjærer. The purpose of the invention is to provide a drive vehicle of the aforementioned type, which is not affected by the aforementioned disadvantages, which allows a load on the individual drive axles as needed, i.e. mainly depending on the traction force, and which further allows the use of a non-shared rigid carriage box and where the acquisition and operation is cheaper than with the previously known designs with adjustable springs.

Det særegne ved oppfinnelsen er at enten er bare sekundær-fjæringene for den ved kassens midte anordnede boggi, eller bare se-kundærf jæringen for de symmetrisk til kassens midte•anordnede boggier utformet som regulerbare fjæringer, idet i førstnevnte tilfelle de symmetrisk til kassens midte anordnede boggier og i sistnevnte tilfelle den i kassens midte anordnede boggi er forsynt med sekundærfjæringer med uforanderlig karakteristikk, og at de regulerbare fjæringer er forbundet med minst én regulator for styring av sin fjærkraft, hvilken regulator er koblet med en måleinnretning for i måling av trekkraften, idet den regulerbare ' fjaerkraft er styrbar på en sådan måte at den avlastning av de to i kjøreretningen betraktede, forreste boggier som frembringes av trekkraften, er den s amme. The peculiarity of the invention is that either only the secondary suspensions for the bogie arranged at the center of the box, or only the secondary suspension for the bogies arranged symmetrically to the center of the box are designed as adjustable suspensions, in the former case the symmetrically arranged to the center of the box bogies and in the latter case the bogie arranged in the middle of the box is provided with secondary suspensions with unchanging characteristics, and that the adjustable suspensions are connected to at least one regulator for controlling their spring force, which regulator is connected to a measuring device for measuring the traction force, the adjustable spring force can be controlled in such a way that the relief of the two front bogies considered in the direction of travel produced by the traction force is the same.

Oppfinnelsen skal forklares under henvisning til tegningen, hvis fig. 1 viser skjematisk et lokomotiv med tre boggier med en luftfjær anordnet i forbindelse med den midtre boggi, fig. 2 viser et lokomotiv med tre boggier og med luftfjærer anordnet i forbindelse med de ytre boggier, fig. 3 viser en utførelse i likhet med den på fig. 1 med en beholder for økning av luftfjærens volum, og fig. 4 og 5 viser diagrammer til forklaring av styringen av forløpet av fjærkraften for de regulerbare fjærer ved et lokomotiv ifølge fig. 1. The invention will be explained with reference to the drawing, if fig. 1 schematically shows a locomotive with three bogies with an air spring arranged in connection with the middle bogie, fig. 2 shows a locomotive with three bogies and with air springs arranged in connection with the outer bogies, fig. 3 shows an embodiment similar to that in fig. 1 with a container for increasing the volume of the air spring, and fig. 4 and 5 show diagrams for explaining the control of the course of the spring force for the adjustable springs in a locomotive according to fig. 1.

Lokomotivet ifølge fig. 1 omfatter en lokomotivkasse 1 og tre boggier I, II og III. Hver av boggiene omfatter to drivaksler 3 som på kjent måte er forbundet med kjøremotorer 4. De to ytre boggier I og III er forsynt med sekundærfjærer 5 skjematisk viste som stålfjærer av kjent utførelse, mens den midtre boggi II er forsynt med sekundærfjærer 6 i form av luftfjærer 6, av hvilke bare den ene er vist skjematisk. Fjærene 5 og 6 er anordnet på kjent måte, således at kjøretøykassen er stabilisert i sideretningen. Samtidig er alle boggier utstyrt med kjente organer, som f.eks. dyptrekkstrnger som bevirker en utligning av belastningen av de to aksler 3 for hver av boggiene I og III. The locomotive according to fig. 1 comprises a locomotive box 1 and three bogies I, II and III. Each of the bogies comprises two drive shafts 3 which are connected in a known manner to drive motors 4. The two outer bogies I and III are provided with secondary springs 5 schematically shown as steel springs of known design, while the middle bogie II is provided with secondary springs 6 in the form of air springs 6, of which only one is shown schematically. The springs 5 and 6 are arranged in a known manner, so that the vehicle body is stabilized in the lateral direction. At the same time, all bogies are equipped with known organs, such as e.g. deep drawing rods which effect an equalization of the load on the two axles 3 for each of the bogies I and III.

Som fig. 1 også viser, er luftfjæren 6 forbundet med en kompressor 7 med et tilbakeslagsorgan 8, en forrådsbeholder 9 og en regulator 10. Sistnevnte er forbundet med luftfjæren 6 over en trykkluftledning 11. As fig. 1 also shows, the air spring 6 is connected to a compressor 7 with a recoil device 8, a supply container 9 and a regulator 10. The latter is connected to the air spring 6 via a compressed air line 11.

Mellom lokomotivet og dettes trekkraft Z befinner der seg et måleorgan 13 som måler lokomotivets momentane trekkraft. Dette måleorgan 13 er forbundet med regulatoren 10 over en signalledning 14. Imidlertid kan også størrelsen av motorstrømmen tjene som et mål for trekkraften. Between the locomotive and its tractive force Z there is a measuring device 13 which measures the instantaneous tractive force of the locomotive. This measuring device 13 is connected to the regulator 10 via a signal line 14. However, the magnitude of the motor current can also serve as a measure of the traction force.

Når lokomotivet ifølge fig. 1 utøver en trekkraft Z på skinnene, vil der som følge av trekkraften over kroken utøves et moment på.lokomotivet som er bestemt av krokens avstand over skinnene og som bevirker en ekstra belastning på de bakre aksler, dvs. på boggiens III aksler, mens boggienes I og II aksler samtidig blir avlastet. Hvis lokomotivet bare var utstyrt med stålfjærer av samme utførelse og med samme fjærkonstant, ville boggiens I aksler bli mer avlastet enn boggiens II aksler. Der ville da oppstå fare for rusing av boggiens 1 hjul og en betydelig nedsettelse av lokomotivets trekkraft. Den optimale trekkraft oppnås når avlastningen er jevnt fordelt på de to boggier I og II, således at disse boggier og dermed deres aksler alle ville bli likt belastet. Det er imidlertid innlysende at boggiens III aksler ville bli ekstra belastet med samme totale kraft, med hvilken boggiene I og II blir avlastet. When the locomotive according to fig. 1 exerts a tractive force Z on the rails, as a result of the tractive force over the hook a moment will be exerted on the locomotive which is determined by the distance of the hook over the rails and which causes an additional load on the rear axles, i.e. on the bogie's III axles, while the bogies' I and II axles are simultaneously relieved. If the locomotive was only equipped with steel springs of the same design and with the same spring constant, the bogie I axles would be more relieved than the bogie II axles. There would then be a risk of the bogie's 1 wheel spinning and a significant reduction in the locomotive's traction. The optimum traction is achieved when the relief is evenly distributed on the two bogies I and II, so that these bogies and thus their axles would all be equally loaded. However, it is obvious that bogie III's axles would be extra loaded with the same total force with which bogies I and II are relieved.

For å oppnå denne tilstand med samme belastning av begge boggier I og II kan regulatoren 10 på fig. 1 styre luftfjærens 6 fjærkraft i avhengighet av trekkraften som vist i diagrammet på fig. 4. Av dette fremgår det at størrelsen av luftfjærens 6 fjærkraft P avtar med tiltagende trekkraft Z. Denne nedsettelse styres således av regulatoren 10 at trekkraften P til enhver tid er lik trekkraften av boggiens I fjær 5. To achieve this condition with the same load on both bogies I and II, the regulator 10 in fig. 1 control the spring force of the air spring 6 depending on the traction force as shown in the diagram in fig. 4. From this it appears that the magnitude of the spring force P of the air spring 6 decreases with increasing traction force Z. This reduction is controlled by the regulator 10 so that the traction force P is at all times equal to the traction force of the bogie I spring 5.

Det er innlysende at kraften P kan varieres trinnvis i stedet for kontinuerlig. Således kan fjærens 6 kraft 1 ifølge kurven b på fig. 5 være konstant inntil en viss størrelse av trekkraften Z og derpå avta sprangvis til den verdi som gjelder for den stør-ste trekkraft. Det er imidlertid også mulig å la reguleringen fore-gå i to trinn som angitt ved kurven c på fig. 5. I så fall må man imidlertid ta i betraktning at forholdene bare er ideelle ved noen verdier av trekkraften, mens den ved de øvrige verdier bare er til-nærmet riktig. It is obvious that the force P can be varied stepwise instead of continuously. Thus, the force 1 of the spring 6 according to the curve b in fig. 5 be constant up to a certain magnitude of the traction force Z and then decrease in leaps and bounds to the value that applies to the largest traction force. However, it is also possible to allow the regulation to take place in two stages as indicated by curve c in fig. 5. In that case, however, one must take into account that the conditions are only ideal for some values of the traction force, while for the other values it is only approximately correct.

Fig. 2 viser en utførelse av et lokomotiv ifølge oppfinnelsen med to sett luftfjærer anordnet for de to boggier I og III, idet luftfjærene 20, som i det foregående tilfelle, er vist til er-statning for et sett som i regelen vil bestå av to luftfjærer. Luftfjærene 20 er over trykkluftledninger 21 og 22 og regulerings-ventiler 23 og 24 forbundet med en kompressor 25. På samme måte som ved utførelsen ifølge fig. 1, er der også her anordnet luftbe-holdere 26 foran reguleringsventilene 23 hhv. 24. Også ved denne utførelse av lokomotivet er der anordnet et måleorgan 13 for trekk-kraften Z. Dette måleorgan er over signalledninger 27 og 28 forbundet med regulatorene 23 hhv. 25. Den midtre boggi II er i dette tilfelle forsynt med et sett stålfjærer som hår konstant karakteristikk og som er antydet skjematisk ved en eneste fjær 29. Fig. 2 shows an embodiment of a locomotive according to the invention with two sets of air springs arranged for the two bogies I and III, the air springs 20, as in the previous case, being shown as a replacement for a set which will normally consist of two air springs. The air springs 20 are connected via compressed air lines 21 and 22 and control valves 23 and 24 to a compressor 25. In the same way as in the embodiment according to fig. 1, air containers 26 are also arranged here in front of the control valves 23 or 24. Also in this version of the locomotive, there is a measuring device 13 for the traction force Z. This measuring device is connected via signal lines 27 and 28 to the regulators 23 and 23 respectively. 25. In this case, the middle bogie II is provided with a set of steel springs which have a constant characteristic and which are indicated schematically by a single spring 29.

Ved utførelsen ifølge fig. 2 vil trykket i de to fjærer In the embodiment according to fig. 2 will the pressure in the two springs

20 ved tilstedeværelsen og økningen av trekkraften Z bli forandret, således at der oppnåes ideelle forandringer av akselbelastningene. Forandringen av fjærkreftene vil i dette tilfelle for boggienes I og III vedkommende bli styrt av de to regulatorer 23 og 24 innbyr-des uavhengig av hverandre. Når trekkraften øker vil fjærkraften for de to boggiers I og III fjærer bli øket, dvs. at de i disse fjærer virkende lufttrykk økes.. 20 by the presence and increase of the traction force Z be changed, so that ideal changes in the axle loads are achieved. The change in the spring forces will in this case, for the bogies I and III, be controlled by the two regulators 23 and 24 independently of each other. When the traction force increases, the spring force for the two bogies' I and III springs will be increased, i.e. the air pressure acting in these springs is increased.

Også ved denne utførelse er det, på samme måte som ved utførelsen ifølge fig. 1, mulig å oppnå de innledningsvis nevnte betingelser, nemlig samme belastning av de avlastede boggier I og III. Ved egnet valg av fjæringen er det mulig å oppnå denne avlastning ved hjelp av det samme forløp av trykkene i de to boggiers I og III fjærer, således at også anvendelsen av en eneste regulator eller to sådanne som virker og påvirkes på samme måte, i prinsippet er Also in this embodiment, in the same way as in the embodiment according to fig. 1, it is possible to achieve the initially mentioned conditions, namely the same load of the unloaded bogies I and III. With a suitable choice of the suspension, it is possible to achieve this relief by means of the same course of the pressures in the two bogies I and III springs, so that also the use of a single regulator or two such that act and are affected in the same way, in principle is

mulig. possible.

I tillegg til utligningen av belastningene av de enkelte boggier henholdsvis hjulaksler ved utøvelsen av en trekkraft foreligger i visse tilfelle det krav at den valgte belastning av boggiene bare i uvesentlig grad skal påvirkes som følge av ujevnheter i skinnegangen eller sogar ved fallforandring ved overgangen fra en horisontal til en oppad eller nedad skrånende kjørestrekning. In addition to the equalization of the loads on the individual bogies or wheel axles when a traction force is exerted, there is in certain cases the requirement that the selected load on the bogies should only be affected to an insignificant extent as a result of unevenness in the rail path or even in the event of a change in grade when transitioning from a horizontal to an upward or downward sloping road section.

For oppnåelse av denne nedsatte påvirkning er der ifølge fig. 3, som ellers i det vesentlige tilsvarer fig. 1, i den ledning 11 som fører til luftfjæren 6, innkoblet en beholder 30 med et ekstra stort volum. Luftfjærens 6 og regulatorens 10 virkning er i dette tilfelle den samme som ved utførelsen ifølge fig. 1. Ved hjelp av luftfjærens forstørrede volum som følge av beholderen 30, oppnås der imidlertid at fjæren får en særlig flat arbeidskarakteri-stikk som har tilfølge at dens fjærkraft, dvs. den belastning som virker på boggiens II hjulaksler 3, bare blir uvesentlig forandret når boggien II utsettes for en vertikalt rettet bevegelse. To achieve this reduced impact, according to fig. 3, which otherwise essentially corresponds to fig. 1, in the line 11 which leads to the air spring 6, a container 30 with an extra large volume is connected. The effect of the air spring 6 and the regulator 10 is in this case the same as in the embodiment according to fig. 1. By means of the enlarged volume of the air spring as a result of the container 30, it is achieved, however, that the spring gets a particularly flat working characteristic which has the consequence that its spring force, i.e. the load acting on the bogie's II wheel axles 3, is only insignificantly changed when bogie II is subjected to a vertically directed movement.

Det er innlysende at den ovenfor beskrevne forholdsregel på samme måte også kan finne anvendelse ved drivkjøretøyer med mer enn tre boggier henholdsvis enkeltaksler. I sådanne tilfelle vil det som regel være nødvendig med ekstra regulatorer som styrer de ytterligere luftfjærer på den beskrevne måte. It is obvious that the precaution described above can also be applied in the same way to drive vehicles with more than three bogies or single axles. In such cases, it will usually be necessary to have additional regulators that control the additional air springs in the manner described.

Claims

Rail-running power vehicle with a carriage body supported on three bogies with drive axles and secondary suspensions, one of which bogies is arranged at the center of the carriage and the other two are arranged symmetrically to the center of the carriage body, and where the jib must be at least one bogie has an unchanging characteristic, characterized by the fact that either only the secondary suspensions for the bogie arranged at the center of the box (II), or only the secondary suspension for the bogies arranged symmetrically to the center of the box (I, III) are designed as adjustable suspensions ( 6, 20), in that in the former case the bogies (I, III) arranged symmetrically to the center of the box and in the latter case the bogie (II) arranged in the middle of the box are provided with secondary suspensions with unchanging characteristics, and that the adjustable suspensions (6 , 20) is connected to at least one regulator (10, 23, 24) for controlling its spring force, which regulator is connected to a measuring device (13) for measuring the traction force (Z), as the adjustable spring force can be controlled in such a way that the relief of the two front bogies (I, II) considered in the direction of travel, which is produced by the traction force (Z), is the same.