NO139730B

NO139730B - ARRANGEMENT FOR BOGGIZED RAILWAY TRUCKS

Info

Publication number: NO139730B
Application number: NO75753770A
Authority: NO
Inventors: Evert Andersson; Nils Gustaf Nilstam; Fredrik Schmiterloew
Original assignee: Asea Ab
Priority date: 1974-11-14
Filing date: 1975-11-11
Publication date: 1979-01-22
Also published as: DK137078B; NO753770L; NO139730C; SE386628B; DK506575A; SE7414301L; DK137078C

Description

Oppfinnelsen angår en anordning ved boggiforsynte jern-banekjøretøyer, for forhindring av forplantning av bevegelser av boggien til kjøretøykurven og for begrensning av sidebevegelse mellom boggi og kjøretøykurv. The invention relates to a device for bogie-equipped railway vehicles, for preventing propagation of movements of the bogie to the vehicle basket and for limiting lateral movement between the bogie and the vehicle basket.

Vanligvis blir det for avfjæring av boggiforsynte jern-banekjøretøyer benyttet to adskilte fjærsett, nemlig et mellom hjul-par og boggiramme anordnet første fjærsett og et mellom boggiramme og kjøretøykurv anordnet andre fjærsett. Usually, two separate spring sets are used for the suspension of bogie-equipped railway vehicles, namely a first spring set arranged between the wheel pair and the bogie frame and a second spring set arranged between the bogie frame and the vehicle basket.

Selv om disse fjærsett eller fjæroppsetninger forsynes med dempningsutrustninger, vil det, når en i boggien på grunn av sporfeil og liknende oppstått forstyrrelsesfrekvens ligger i nær-heten av kjøretøy- eller vognkurvens egen grunnfrekvens, skje en forplantning og forsterkning av foreliggende forstyrrelsesamplituder og akselerasjoner til vognkurven, hvilket oppleves som meget ubeha-gelig av passasjerer i vognkurven. Even if these spring sets or spring arrangements are supplied with damping equipment, when a disturbance frequency that has arisen in the bogie due to track errors and the like is close to the vehicle or wagon curve's own fundamental frequency, there will be a propagation and amplification of the existing disturbance amplitudes and accelerations to the wagon curve , which is experienced as very uncomfortable by passengers in the carriage basket.

Når det er anordnet en spesiell hellingsutrustning for helling av vognkurv i forhold til boggi i kurver, gis mulighet til å øke hastigheten vesentlig ved kurvekjøring. På grunn av de her-ved økede sidekrefter oppstår en øket lateral forskyvning av vognkurven i forhold til boggi, hvorved det foreligger velterisiko dersom denne blir for stor, og det er fare for at deler av kjøretøy-eller vognkurven vil ligge utenfor den tillate konstruksjonsprofil. When special tilting equipment has been installed for tilting the wagon body in relation to the bogie in curves, it is possible to increase the speed significantly when cornering. Because of the increased lateral forces, there is an increased lateral displacement of the cart curve in relation to the bogie, whereby there is a risk of overturning if this becomes too large, and there is a risk that parts of the vehicle or cart curve will lie outside the permitted construction profile.

Som løsning på det førstnevnte problem er det i det amerikanske patentskrift nr. 3 695 186 foreslått å anordne regulerbare gassfjærer mellom spesielt anordnede, utragende deler på boggiramme hhv. vognkurv, hvilke gassfjærers reguleringsanordninger påvirkes av bevegelsen mellom boggiramme og vognkurv. Den kjente anordning bygger imidlertid på det såkalte on-off-prinsipp, dvs. anordningen arbeider bare med to stillinger, en til- og en fra-stilling i hver forskyvningsretning. Videre omfatter det foreslåtte reguleringssystem en vesentlig tidsforsinkelse, hvilket innebærer at det foreligger stor akselerasjon .før denne kan begrenses. As a solution to the first-mentioned problem, it is proposed in American patent document no. 3,695,186 to arrange adjustable gas springs between specially arranged, projecting parts on the bogie frame or wagon basket, which gas spring regulating devices are affected by the movement between the bogie frame and wagon basket. However, the known device is based on the so-called on-off principle, i.e. the device only works with two positions, one on and one off position in each displacement direction. Furthermore, the proposed regulation system includes a significant time delay, which means that there is a large acceleration before this can be limited.

Som løsning på d^£ sistnevnte av ovennevnte problemer er det i det amerikanske pasbefftskrift nr. 3 717 104 foreslått å anordne stive forbindelser mellom boggirammen og vognkurven, hvilke forbindelser er lagret til hver enhet og begrenser sideforskyvning mellom disse. As a solution to the latter of the above-mentioned problems, it is proposed in American Patent No. 3,717,104 to arrange rigid connections between the bogie frame and the carriage basket, which connections are stored to each unit and limit lateral displacement between them.

Ved hjelp av en anordning ifølge den foreliggende opp-finnelse gis mulighet til en vesentlig og kontinuerlig regulerbar reduksjon av forplantningsmulighetene av boggiens bevegelse til kjøretøykurven, og mulighet til umiddelbar begrensning av en oppstått sideforskyvning mellom boggi og kjøretøykurv i et jernbane-kjøretøy. With the aid of a device according to the present invention, the possibility of a significant and continuously adjustable reduction of the propagating possibilities of the bogie's movement to the vehicle basket is provided, and the possibility of immediate limitation of an arising lateral displacement between the bogie and the vehicle basket in a railway vehicle.

Anordningen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved de trekk som fremgår av patentkravene, og skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med tegningene, der fig. 1 skjematisk viser hvordan en anordning ifølge oppfinnelsen kan være tilkoplet til et bpggiforsynt jernbanekjøretøy, fig. 2a, 2b, 2c og 2d viser akselerasjonen og sideforskyvningen mellom kjøretøykurv og boggi ved forskjellige baneforhold når en anordning ifølge oppfinnelsen ikke anvendes, hhv. anvendes på kjøretøyet, og fig. 3a og 3b viser to alternative anvendelsesmuligheter av et i anordningen ifølge The device according to the invention is characterized by the features that appear in the patent claims, and shall be described in more detail below in connection with the drawings, where fig. 1 schematically shows how a device according to the invention can be connected to a bpggi-equipped railway vehicle, fig. 2a, 2b, 2c and 2d show the acceleration and lateral displacement between vehicle basket and bogie at different track conditions when a device according to the invention is not used, respectively. is applied to the vehicle, and fig. 3a and 3b show two alternative application possibilities of a in the device according to

oppfinnelsen inngående fjærelement med alternative boggiutførelser. spring element comprising the invention with alternative bogie designs.

Det aktive fjærelement kan The active spring element can

1) alternativt helt erstatte den normale sidefjæringsoppsetning mellom kjøretøykurv og boggi, 2) alternativt monteres parallelt med den nevnte sidefjæringsoppsetning, 3) eller alternativt monteres i serie med den nevnte sidefjæringsoppsetning. 1) alternatively completely replace the normal side suspension setup between vehicle basket and bogie, 2) alternatively mount in parallel with the aforementioned side suspension setup, 3) or alternatively mount in series with the aforementioned side suspension setup.

Det aktive fjærelement kan videre alternativt omfatte en enkelt- eller dobbeltvirkende sylinder, pneumatisk eller i ovennevnte alternativ 3) også hydraulisk. Dersom en dobbeltvirkende sylinder utnyttes, turde én sådan sylinder pr. boggi være tilstrek-kelig . The active spring element can further alternatively comprise a single- or double-acting cylinder, pneumatic or in the above-mentioned alternative 3) also hydraulic. If a double-acting cylinder is used, one such cylinder per boggi be sufficient.

På fig. 1 er i skjematisk utførelse vist hvordan en an- In fig. 1 schematically shows how an

ordning ifølge oppfinnelsen er benyttet på et jernbanekjøretøy, arrangement according to the invention is used on a railway vehicle,

idet det aktive fjærelement er tilkoplet parallelt med normal sidefjæring. in that the active spring element is connected in parallel with normal side suspension.

Kjøretøy- eller vognkurven og boggien er på fig. 1 re-presentert av en blokk 10 hhv. 11. Mellom disse elementer er inn-koplet en stillingsgiver 12. Videre er det på hver side av kjøre-tøyet og parallelt med hverandre anordnet en sidefjæring 13, en dempningsanordning 14 og et regulerbart fjærelement vist i form av en regulerbar sylinder 15. Videre er det til kjøretøykurven 10 til-ordnet et akselerometer 16. Et akselerometer kan alternativt an-ordnes i boggien eller også både i kjøretøykurv og boggi. The vehicle or cart basket and the bogie are in fig. 1 re-presented by a block 10 or 11. A position sensor 12 is connected between these elements. Furthermore, a side suspension 13, a damping device 14 and an adjustable spring element shown in the form of an adjustable cylinder 15 are arranged on each side of the vehicle and parallel to each other. an accelerometer 16 is assigned to the vehicle basket 10. An accelerometer can alternatively be arranged in the bogie or also both in the vehicle basket and the bogie.

For regulering av sylindrene 15 er anordnet en elektro-pneumatisk (alternativt elektro-hydraulisk) ventilanordning 17 og dessuten en reguleringsanordning 18 som er innrettet til å til-føres signaler fra stillingsgiveren 12, alternativt akselerometeret 16, eller begge disse, og ved hjelp av disse signaler frembringe for ventilanordningen 17 nødvendige styresignaler for regulering av sylindrene 15. For regulation of the cylinders 15, an electro-pneumatic (alternatively electro-hydraulic) valve device 17 and also a regulating device 18 are arranged which are designed to supply signals from the position sensor 12, alternatively the accelerometer 16, or both of these, and with the help of these signals generate for the valve device 17 necessary control signals for regulation of the cylinders 15.

Ved sideforskyvning av kjøretøykurven i forhold til boggien og/eller akselerasjon av kjøretøykurven i sideretning, til-veiebringes signaler til reguleringsanordningen 18 fra stillingsgiveren 12 og/eller akselerometeret 16, hvorved reguleringsanordningen ved hjelp av retning og størrelse av sideforskyvning og/eller sideakselerasjon via ventilanordningen 17 bringer sylindrene 15 til å arbeide slik at de i hvert øyeblikk motvirker sidebevegelsen hhv. akselerasjonen inntil anordningens signaler fra stillingsgiveren hhv. akselerometeret gir beskjed om at en ønsket normalstilling foreligger, og slik at sylindrene 15 deretter blir-::stående i sine oppnådde stillinger inntil det fra reguleringsanordningen mottas nye styresignaler som kan bero på at sporfeilen eller kurven har opphørt, slik at en tilbakegang til normalstilling av fjærelementene innebærer at kjøretøyet selv uten styring holder seg innenfor til-latte toleranser, eller som beror på et annet endret forhold. In case of lateral displacement of the vehicle curve in relation to the bogie and/or acceleration of the vehicle curve in a lateral direction, signals are provided to the control device 18 from the position transmitter 12 and/or the accelerometer 16, whereby the control device uses the direction and magnitude of the lateral displacement and/or lateral acceleration via the valve device 17 brings the cylinders 15 to work so that at every moment they counteract the lateral movement or the acceleration until the device's signals from the position transmitter or the accelerometer gives notice that a desired normal position exists, and so that the cylinders 15 then remain in their achieved positions until new control signals are received from the control device which may be due to the fact that the track error or the curve has ceased, so that a return to the normal position of the spring elements mean that the vehicle stays within permitted tolerances even without steering, or that is due to another changed condition.

Ventilanordningen 17 regulerer hensiktsmessig til- The valve device 17 appropriately regulates the

hhv. bortføring av trykkmedium til hhv. fra de to kamre i en sylinder 15 ved at den via f.eks. en parallellkopling av et stort antall ventilenheter regulerer tilførsel av trykkmedium til sylindrene fra respectively removal of pressure medium to or from the two chambers in a cylinder 15 in that it via e.g. a parallel connection of a large number of valve units regulates the supply of pressure medium to the cylinders from

en ikke vist trykkmediumbeholder, og ved at den på samme måte kon-trollerer bortføring av trykkmedium fra sylindrene til atmosfæren når sylindrene er pneumatiske og til en ikke vist beholder når sylindrene er hydrauliske. a pressure medium container, not shown, and in that it similarly controls removal of pressure medium from the cylinders to the atmosphere when the cylinders are pneumatic and to a container not shown when the cylinders are hydraulic.

Reguleringsanordningen 18 kan med fordel arbeide i overensstemmelse med det prinsipp som fremgår av E K Bender: Optimization of the Random Vibration Characteristics of Vehicle Suspensions, Massachusetts Institute of Technology, Juni 1967, The regulating device 18 can advantageously work in accordance with the principle stated in E K Bender: Optimization of the Random Vibration Characteristics of Vehicle Suspensions, Massachusetts Institute of Technology, June 1967,

side 37 - 42, hvorved en kontinuerlig regulering av de aktive fjærelementer er mulig. pages 37 - 42, whereby a continuous adjustment of the active spring elements is possible.

På fig. 2a, b, c og d er vist hvordan kjøretøykurvens akselerasjon a hhv. forskyvninger b mellom kjøretøykurv og boggi forholder seg på rette spor hhv. kurvespor med hensyn til om et aktivt fjærelement alternativt en passiv bufferanordning benyttes eller ikke. In fig. 2a, b, c and d show how the acceleration of the vehicle curve a and displacements b between vehicle basket and bogie relate to straight tracks or curve track with regard to whether an active spring element or alternatively a passive buffer device is used or not.

Av fig. 2b og 2c fremgår at ved hjelp av en anordning ifølge oppfinnelsen reduseres akselerasjonen på kjøretøykurven vesentlig både på rette spor og i kurver, og videre reduseres sideforskyvningen mellom kjøretøykurv og boggi til et minimum. From fig. 2b and 2c shows that by means of a device according to the invention, the acceleration of the vehicle curve is significantly reduced both on straight tracks and in curves, and the lateral displacement between the vehicle curve and bogie is further reduced to a minimum.

På fig. 3a og 3b er vist hvordan et aktivt fjærelement ifølge oppfinnelsen passende tilkoples til et kjøretøy som er forsynt med en i forhold til boggirammen parallell tverrbjelke hhv. et kjøretøy som er forsynt med én tippbar tverrbjelke. In fig. 3a and 3b show how an active spring element according to the invention is suitably connected to a vehicle which is equipped with a transverse beam parallel to the bogie frame or a vehicle fitted with one tiltable cross member.

På fig. 3a er det mellom kjøretøykurven 20 og en i forhold til boggirammen 21 parallelt anordnet tverrbjelke 22 anordnet en sekundær fjæringsopphengning i form av en på hver side av kjøretøyet anordnet gassfjær 23 som fortrinnsvis er regulerbar og utnyttes for helling av kjøretøyet ved kurvepassasje med høy hastig-het. Et aktivt fjærelement i form av en sylinder 24 er her lagret mellom en nedragende del 25 på kjøretøykurven 20 og boggirammen 21. Øvrige på fig. 1 viste enheter er ikke vist på fig. 3a og 3b. In fig. 3a, between the vehicle curve 20 and a transverse beam 22 arranged parallel to the bogie frame 21, a secondary suspension suspension is arranged in the form of a gas spring 23 arranged on each side of the vehicle which is preferably adjustable and is used for tilting the vehicle when passing curves at high speed . An active spring element in the form of a cylinder 24 is here stored between a lowering part 25 on the vehicle basket 20 and the bogie frame 21. Others in fig. 1 units shown are not shown in fig. 3a and 3b.

På fig. 3b er vist hvordan en tippbar tverrbjelke 26 er tilkoplet til kjøretøykurven 20 via en passiv, sekundær fjæringsopphengning i form av mekaniske fjærelementer 27 og til boggirammen 21 dels via gassfjærer 28 som utnyttes for regulert helling av kjøre-tøykurven i forhold til boggien, og dels via en til boggirammen 21 lagret sentrumtapp 29. Et aktivt fjærelement 30, også her i form av en sylinder, er lagret mellom den fra kjøretøykurven 20 nedragende del 25 og den tippbare tverrbjelke 26. In fig. 3b shows how a tiltable cross beam 26 is connected to the vehicle curve 20 via a passive, secondary suspension suspension in the form of mechanical spring elements 27 and to the bogie frame 21 partly via gas springs 28 which are used for regulated inclination of the vehicle curve in relation to the bogie, and partly via a center pin 29 stored for the bogie frame 21. An active spring element 30, also here in the form of a cylinder, is stored between the part 25 extending down from the vehicle basket 20 and the tiltable cross beam 26.

Claims

1. Device for bogie-equipped vehicles, for preventing the propagation of movements of the bogie to the vehicle basket and for be-

limitation of lateral movement between bogie and vehicle basket, characterized in that the device comprises one or more between vehicle basket (10; 20) and bogie (11; 21) mainly horizontal and perpendicular to the vehicle's direction of travel arranged, continuously adjustable spring elements ( 15; 24; 30), a device (12) which senses the lateral position between the vehicle basket and the bogie, and a control device (17, 18) connected to the said spring element which is arranged to control the movement of the spring element by means of the signals received from the said device signals.

2. Device according to claim 1, characterized in that the said spring element is arranged parallel to a side suspension device (13) arranged between the vehicle basket and the bogie, known in and of itself.

3. Device according to claim 1, characterized in that the said spring element is arranged in series with a known per se side suspension device (13) arranged between the vehicle basket and bogie.

4. Device according to claim 1, characterized in that said spring element consists of a single- or double-acting pneumatic or possibly hydraulic cylinder (15; 24; 30).

5. Device according to claim 1, where the vehicle comprises a cross beam (22) arranged parallel to the bogie frame (21) and connected to the bogie frame via a center pin, characterized in that the said spring element is stored between the vehicle basket (20) and the said cross beam (22).

6. Device according to claim 1, where the vehicle comprises a connected to the vehicle curve via mainly vertical spring devices (27) and to the bogie frame (21) via maneuvering devices (28) for the slope of the vehicle curve in relation to the bogie connected, tippable cross beam (26), characterized in that the said spring element is stored between the vehicle curve (20) and the mentioned tippable cross beam (26).