NO165388B - Boggi for jernbanevogner av typen med vippbar kropp. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører boggi for jernbanevogner av typen med vippbar kropp, omfattende en vippbar tverrgående bjelke som er innsatt mellom boggi-rammen og kroppen, og et støttelager som kopler den vippbare bjelken med boggirammen eller legemet, idet støttelageret innbefatter forbindelsesmiddel i form av en pivot-stift som strekker seg i alt vesentlig vertikalt gjennom komponentene i støtte-

lageret, og sammenkopler de nevnte komponenter og tillater relativ rotasjon av delene som er koplet ved hjelp av støttelageret om pivot-aksen.

Det er kjent at jernbaner, i kurver, oppviser en viss

grad av superelevasjon av banen, i den hensikt å redusere virkningen av sentrifugalakselerasjonen som vognene utsettes for.

En slik superelevasjon tillater at kurvene kan gjennomkjøres med høyere hastigheter.

Av stabilitetsgrunner er superelevasjonsverdien

begrenset av internasjonale bestemmelser.

I denne hensikt ytterligere øker hastigheten for

vognene i kurvene, uten å utsette passasjerene for uaksep-

table sentrifugalakselerasjonsverdier, er prinsippet kjent å

gjøre posisjonen for jernbanevognens kropp variabel, ved hensiktsmessig å vippe denne relativt boggiene mot kurvens innside, ved hjelp av egnede mekaniske anordninger. På denne måte blir kroppsvippevinkelen tilføyet banesupereleva-sjonsvinkelen, hvilket kompenserer i kurven fullstendig eller delvis hva angår passasjerene de større akselerasjoner som frembringes ved den høyere hastigheten.

De kjente systemer lider imidlertid av den ulempe at

de ikke tillater kroppen av tradisjonell konstruksjon å bli anvendt i forbindelse med vippekroppvogner, og krever derfor at spesielle boggier og kropper bygges.

Formålet med den,foreliggende oppfinnelse er en konstruksjon for en jernbaneboggi, enten drivboggi eller, tomgangsboggi, for anvendelse i passasjervogner og også i lokomotiver, som er egnet til på passende måte å vippe vognkroppen relativt krumningsradiusen for sporet, ved den høyest oppnåelige hastighet, samt de^generelle betingelser for sporutstyret, idet nevnte konstruksjon er slik at den er i stand til å anvende, uten konstruksgpnsmessige endringer, de eksisterende vognkropper, eller nyeckropper av tradisjonell konstruksjon, ved å erstattende eksisterende boggier med de som tilveiebringes ifølge oppfinnelsen.

For dette formålet tilveiebringes en boggi av den innledningsvis nevnte type, og som kjennetegnes ved at

støttelageret også er konstruert till å.' tillate relativ vippebevegelse av delene soim er koplet veddhjelp av lageret om en horisontal langsgående akse, at støttelageret innbefatter en del-sfærisk hul del som er bevegelig.mellom tilpassede deler som er festet til hverandre ved hjelpppivot-stiften, og at den del-sfæriske del har en sentral åpning rundt pivot-stiften som tillater nevnte vippebevegelse.

En boggi ifølge oppfinnelsen gir derfor, relativt de allerede kjente eksisterende boggier-, mange fordeler, slik som f.eks. konstruksjonsmessig enkelhet, hurtig omdanning av eksisterende vogner, ved at det ikke kreves lang tid og store investeringer for nye vogner, og følgelig stor reduksjon av stårtinvesteringen og av tilgjengelighetsforsinkelser for vogner med vippbar kropp som skal sette i tjeneste.

Boggien, som er formålet med den foreliggende oppfinnelse, kan f.eks. ha sin ramme av sveiset type, bestående av to sidestykker, og av en eller flere tverrbjelker, idet disse også er sveiset. Til tross for dette kan slike konstruksjonselementer i rammen også støpes, istedenfor å være sveiset.

Boggien kan forsynes med primære og sekundære opphengninger, som kan være av en hvilken som helst kjent anvendt type, og er ikke bundet til den bestemte konstruksjon som realiserer den variable posisjon for den vippende kroppen relativt boggien, ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Ifølge ytterligere kjennetegnende trekk ved oppfinnelsen innbefatter støttelageret to sett av lagerdeler som sammenholdes av pivotstiften, idet hvert sett har tilpassete sylindriske overflater som er relativt roterbare1om de respektive felles akser for de sylindriske overflater, idet en av de felles akser sammenfaller med den for pivotstiften, og idet den andre er ortogonal på denne. De hydrauliske sylindre kan monteres mellom den vippbare bjelken og boggiens ramme eller kroppen for å utføre nevnte relative bevegelse. Videre er det fordelaktig at stemplene i de hydrauliske sylindre danner inngrep med delen som skal beveges gjennom skyvelagre som reduserer horisontale påkjenninger under rotasjonen av boggien relativt kroppen.

Det er tenkelig å la boggiens vippende tverrbjelke være plassert på oversiden, eller på undersiden relativt fjærende for sekundæropphengningen.

Boggien kan integreres ved sideopphengninger av den pneumatiske sylindertypen, eller av den pneumatiske-hydrauliske sylindertypen, hvis funksjon er å holde midten av støttelageret ved midten av boggirammen under kjøring i kurven, for å utligne sentrifugalkraften. Vippingen av kroppen finner sted rundt en akse som ligger i det langsgående symmetriplanet. På denne måte oppnås vippingen av kroppen, hvilket gir delvis eller total kompensering av sentrifugalakselerasjonen i kurver.

Ytterligere detaljer ved oppfinnelsen vil fremgå klarere av den etterfølgende beskrivelse som er relatert til noen eksemplifiserende utførelsesformer av oppfinnelsen, vist i tegningene. Figur 1 er et tverrgående riss, delvis i snitt, av en boggi ifølge oppfinnelsen. Figur 2 er et riss tilsvarende det i figur 1, men med et forskjellig opphengningssystem. Figurene 3 og 4 er tverrgående riss, delvis i snitt, av en annen praktisk utførelsesform av oppfinnelsen, med to forskjellige opphengningssystemer. Figur 5 er et toppriss av en boggi ifølge oppfinnelsen. Figur 6 viser en ytterligere praktisk utførelses-form av en boggi i tverrgående riss og delvis i snitt.

Det sfæriske støttelageret 1 tillater dreining av en vippebjelke 3 og av en boggiramme 4 i allenretninger relativt kroppen 2, dvs. både ora en vertikal akseeogom en horisontal akse. Det sfæriske støttelageret 1 er fomsynt med en vertikal sikkerhetspivot-stift 20 og med to parrav mot hverandre vendende støtteorgan 21 og 22 (figur 5)l.Elementene 21 er massive ved den øvre komponenten av støttelageret, og ele-mentene 22 med den nedre komponenten av/støttelageret. Hen-sikten med nevnte støtteorgan er hensiktsmessig å begrense vippevinkelen for støttelageret 1 i detclangsgående vertikale plan.

Den foreliggende oppfinnelse harrsamtlige av de sær-pregede fordeler som er angitt ovenfor,,som følge av sys-temets enkelhet, hvilket skyldes det faktum at det kjennetegn som er beskrevet ovenfor i forbindédse med det sfæriske støttelageret også"'anvendes i den hensik<*>t å oppnå den vinkelmessige bevegelse^av kroppen, -ved å variere dens posisjon relativt vippebjelken 3 og boggirammen 44i det tverrgående vertikale plan, som angitt med strek<p>rikkede linjer.

Slik det vil fremgå av figurene Vog 2, omfatter støttelageret 1 i alt vesentlig halvkuleformet hul del, som er bevegelig mellom to konjugerte deler som holdes sammen og respektivt er festet til den oscillerende; tverrbjelken 3 og til kroppen 2. Den hule halvkulef ormede .'delen har en slik åpning at den tillater den å dreie relativt de konjugerte delene også om en horisontal akse.

Driften av kroppens 2 vipping relativt den oscillerende tverrbjelken 3 som funksjon av sentrifugalkraften F, utføres ved hjelp av hydrauliske sylindret'5 av enkel type, eller av teleskopisk type:. Sylindrene 5!:)er. beskyttet av egnede beskyttelsesdeksler 17. Basisen i f or:, hver sylinder 5 er festet innenfor et egnet hulrom som.ie-rrtilveiebragt i den oscillerende bjelken 3, mens den øvre enden av det relevante stempelet opptas og hviler mot, med eti: innskutt trykklager av kulelagertypen eller av annen type it innenfor et tilsvarende hulrom som er tilveiebragt i legemet, for derved å redusere det rom som opptas av disse.

Sylindrene 15 av pneumatisk type eller av pneumatisk-hydraulisk type er i tillegg tilveiebragt, for driften av den sideveis aktive opphengning. De installeres mellom den oscillerende tverrgående bjelken 3 og sidestykkene 4 av boggirammen og deres stempler beskyttes av beskyttelses-dekslene 17'.

Stopputer 16 plassert mellom den oscillerende tverrbjelken 3 og kroppen 2 har funksjonen mekanisk å begrense kroppens 2 dreining relativt den oscillerende tverrbjelken 3 til den maksimalt tillatelige grense, samtidig som det unngås eventuelle farlige støtpåkjenninger på sylindrene 5.

Nevnte stopputer 16 er forsynt med antifriksjons-kontaktflater for en stiv eller elastisitetsgjort kontakt, samt med en anordning for justeringen, etter sammenstillin-gen, på en nøyaktig måte, av maksimumsverdien for dreinings-vinkelen av kroppen i dens hellningstilstand.

Stopputene 16 kan være av fast type, eller av bevegelig type. Stopputene av den bevegelige typen er i sin hviletilstand under den normale operasjon av vippesystemet, hvorved de virker i det henseende kun som slagendeputer. Under deres virksomme tilstand, strekker de seg ut av sitt sete, idet de er hydraulisk og/eller mekanisk aktivert, går sammen med et samme slag, i den hensikt å virke som en sikkerhetsanordning, som bringer kroppen 2 til sin vertikale posisjon og blokkerer den i nevnte posisjon, dersom vippesystemet skulle tre ut av funksjon. De bevegelige puter 16 kan også anvendes som nødanordning, ved totalt å erstatte drivsylindrene 5, for aktivering av vippeposisjoneringen.

Figurene 1 og 2 avviker fra hverandre kun ved at i figur 1 er sekundæropphengningen for boggien realisert ved hjelp av pneumatiske fjærer 6, mens den i figur 2 er realisert ved hjelp av vanlige spiralfjærer 6' av stål. I begge tilfeller er sekundæropphengningen integrert med sideveis 18 og vertikale 19 sidehydrauliske dempere, plassert mellom den tverrgående bjelken 3 og sidestykkene 4 på boggirammen.

I praktisk utførelsesform vistci figur 3 og 4, blir dreiefunksjonen for boggien relativt kroppen i det horisontale planet utført ved hjelp av det nedrecsylindriske støtte-lageret 7, mens funksjonen for dreiningcrav kroppen 2 i det tverrgående vertikale planet utføres kunnav det øvre støtte-lageret 8 som har sylindrisk sektorform..Fremre og bakre ender, i langsgående retning, av det mellomliggende elemen-tet 9 hos støttelageret er dannet av vertikale vegger som er egnet til å bære de langsgående skyvekrefter som er vist mellom kroppen 2 og boggien 3-4.

I grunntrekk omfatter støttelageret i dette tilfellet en mellomliggende del 9 som er forbundettmed en sylindrisk geometrisk kobling til støttelagerets deler som er respek-■ tivt festet til kroppen og til rammen, idet aksene for de sylindriske deler er innbyrdes ortogonale. Delene sammen-stilles ved hjelp av den vertikale pivot:20.

I figur 5 er en boggitype vist,,for eksemplifiserende formål, med sine grunnkomponenter, som har en konstruksjon ifølge oppfinnelsen.

Boggien er dannet av akslene 10, av skivebremsene 11, av bremsesylindrene 12, mens boggirammen er dannet av tverrgående endebjelker 13, mellomliggende tverrbjelker 14, sidestykker 4 samt den oscillerende tverrgående bjelken 3, hydrauliske drivsylindre 5 og sfærisk støttelager 1, f.eks. av den type som er vist i figur 1 og 2;.

Figur 6 viser det tverrgående snittet, for eksemplifiserende formål, av "en annen mulig boggdtypé ifølge oppfinnelsen. Denne muliggjør de fordelaktige kjennetegn ifølge oppfinnelsen som skal redegjøres for, hvilken, alltid takket være sine konstruksjonsmessig enkle trekk, ,kan anvendes på en enkel måte på hvilke som helst boggityper som er forsynt med den vippende tverrbjelken 3, hvilket omdanner boggien fra en boggi av normal type vtil en boggi av typen, for vippekropp-systemer.

Boggien vist i figur 6 avviker fra den som er vist

i figur 1 - 5, ved at den vippende tverrbjelken 3 er montert under fjærene 6 som er av den pneumatiske type vist i figuren, eller av den sylindriske spiralfjærtypen.

I denne figur understøttes kroppen 2 av den tverrgående vippebjelken 3 ved at fjærene 6 er innskutt, og at den samme tverrbjelken 3 hviler på boggirammen 4 med støtte-lageret 7, 8, 9 av sammensatt type innskutt, som vist i figur 3 eller 4, eller med støttelageret 1 innskutt og av den type som er vist i figur 1 eller 2. Vippingen av boggi-rammen 4 i kurver, i det horisontale plan, finner sted relativt tverrvippebjelken 3 og derved relativt kroppen 2, etter-som disse sistnevnte ikke dreier relativt hverandre i kurve i dette plan. Vippingen av legemet 2 og av den tverrgående vippebjelken 3 i det tverrgående vertikale plan finner sted alltid ved hjelp av støttelageret av den sammensatte typen 7,8, 9 eller ved hjelp av støttelageret av den enkle typen 1 , relativt boggirammen 4.

De hydrauliske drivsylindre 5 gir til den tverrgående vippebjelken 3 og derved til kroppen 2 den vinkelmessige tverrgående vippeposisjoneringsbevegelsen.

Basisen for sylindrene 5 festes f.eks. innenfor sidestykkene 4, mens de øvre ender av relevante stempler hviler innenfor et hulrom tilveiebragt innenfor tverrbjelken 3 med et trykklager av kulelagertypen innskutt. Lageret anvendes for det formål å bevirke fri glidning av den øvre enden av det relevante stempelet relativt tverrbjelken 3 under glidebevegelsen som finner sted når boggirammen 4 dreier når den går inn i en kurve.

Boggien vist i figur 6 er utstyrt med samtlige funda-mentale elementer som er typiske for en jernbaneboggi, som allerede vist i figur 5.

Som det lett vil ses fra hva som er omtalt, er en jernbaneboggi av vippetypen, forsynt med systemet ifølge oppfinnelsen, egnet til å tillate under kjøring i en kurve, med fullstendig sikkerhet, høyere hastighet enn de som kan oppnås med tradisjonelle boggier, med delvis eller total kompensering av virkningen av sentrifugalakselerasjonen på passasjerene.

Dessuten, med en boggi ifølge oppfinnelsen, kan kroppskonstruksjonen være. den tradisjonelle konstruksjonen,

slik at en boggi ifølge oppfinnelsen ogsåf-er egnet til å

anvendes på allerede eksisterende jernbanevogner, som en erstatning for de tradis jjonelle boggiers,med merkbare øko-

nomiske fordeler.

Den omhandlede boggi, i tillegg.til å utføre samt-

lige eksisterende funksjoner mellom kroppen og boggien,

dvs. dreining i alle plan og i alle retninger, innbefattet dreiningen av legemet i det vertikale tverrgående plan for oppnåelse av vippeposisjoneringsvirkningen;, utfører også

funksjonen med å overføre alle dynamiske:.og statiske krefter som frembringes av vektene", og samtlige av\ de horisontale dynamiske, langsgående' og tverrgående krefter som frembringes av trekkraften, av bremsingen og av sentrifugalkraften.

Claims (4)

1. Boggi for jernbanevogner av typen med vippbar kropp, omfattende en vippbar tverrgående bjelke (3) som er innsatt mellom boggi-rammen (4) og kroppen (2), og et støttelager som kopler den vippbare bjelken (3) med boggirammen (4) eller legemet (2), idet støttelageret (1) innbefatter forbindelsesmiddel i form av en pivot-stift (20) som strekker seg i alt vesentlig vertikalt gjennom komponentene i støttelageret (1), og sammenkopler de nevnte komponenter og tillater relativ rotasjon av delene som er koplet ved hjelp av støttelageret (1) om pivot-aksen, karakterisert ved at støttelageret (1) også er konstruert til å tillate relativ vippebevegelse av delene som er koplet ved hjelp av lageret om en horisontal langsgående akse, at støttelageret (1) innbefatter en del-sfærisk hul del som er bevegelig mellom av txlpassede deler som er festet til hverandre ved hjelp"»pivot- stiften, og at den del-sfæriske del har en sentral åpning rundt pivot-stiften som tillater nevnte vippebevegelse.

2. Boggi som angitt i krav 1, karakterisert ved at støttelageret (1) innbefatter to sett av lagerdeler som sammenholdes av pivotstiften (20), idet hvert sett har tilpassede sylindriske overflater som er relativt roterbare om de respektive felles akser for de sylindriske overflater, idet en av de felles akser sammenfaller med den for pivotstiften (20) , og idet den andre er ortogonal på denne.

3. Boggi som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at hydrauliske sylindre (5) er montert mellom den vippbare bjelken (3) og boggiens ramme (4) eller kroppen (2) for å utføre nevnte relative bevegelse.

4. Boggi som angitt i krav 3, karakterisert ved at stemplene i de hydrauliske sylindre (5) danner inngrep med delen som skal beveges gjennom skyvelagre som reduserer horisontale påkjenninger under rotasjonen av boggien relativt kroppen.