NO170067B - Skinnekjoeretoey med tverrhellingsinnretning. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et skinnekjøretøy med tverrhellingsinnretning, hvor det mellom vognkassen og dreieboggien er anordnet et fjærsystem som avstøtter vognkassen mot dreieboggien, samt en i tverretningen forløpende mellombærer, som ved hjelp av innbyrdes og relativt vognens lengdemidtplan skråstilte pendler er slik forbundet med vognkassen at det muliggjøres en tverrhelling av vognkassen i forhold til mellombæreren, og hvor vognkassen avstøtter seg mot dreieboggien via fjærsystemet.

Hastigheten til et skinnekjøretøy, som befordrer personer, er ved kjøring i en kurve begrenset ved at den sentrifugalkraft som virker på de reisende, ikke må overskride en bestemt verdi. For den ikke utlignende, parallelt med vogngulvet målte sentrifugalakselerasjon er det fastsatt grenseverdier, som ligger mellom 0,65 og 1 m/sekund^, avhengig av hvilket jernbaneselskap det dreier seg om. Disse grenseverdier bestemmer den tillatte kurvehastighet. Andre grenseverdier med hensyn til påkjenninger på overbygningene og kjøresikker-heten, blir først nådd ved større kurvehastigheter.

Det har derfor vært utviklet innretninger med sikte på å skråstille vognkassen innover i kurven. Dette gir en kraftkomponent som helt eller delvis kompenserer for den sentrifugalakselerasjon som virker på vognkassen, slik at man kan tillate en høyere kurvehastighet enn for et normalt kjøretøy.

Det er kjent flere systemer med innretninger for oppnåelse av en tverrhelling av vognkassen (se eksempelvis DE-OS 21 45 738, DE-AS 21 45 747).

1. Bærende systemer med skrå pendler.

Ved disse systemer avstøtter vognkassen seg mot en mellombærer ved hjelp av et fjærsystem. Mellombæreren er opphengt i dreieboggirammen ved hjelp av pendler. Pendlene er slik skråstilt i forhold til vertikalen at deres midtlinjeforlengelser ved horisontal vogn vil skjære hverandre i kjøretøyets lengdemidtplan, tilnærmet i høyde med vognens tyngdepunkt. En skråstilling av vognkassen oppnås ved hjelp av et drivverk som bevirker en sidefor-skyvning av mellombæreren relativt dreieboggirammen. Derved reduseres skråstillingen til pendelen på den ene dreieboggislden, mens skråstillingen økes på den andre siden. De til mellombæreren tilknyttede pendelender vil endre høydestilling, og mellombæreren skråstilles tilsvarende.

For at hele anordningen skal være stabil, må det anvendes hengende pendler. Innretningen for tverrhelling må, fordi vognkassen avstøtter seg på mellombæreren, bære vekten til den ene vognenden og blir tilsvarende stor og kraftig.

En annen ulempe er at de hengende pendler gir en reverser-ing av kraftstrømmen, fordi pendelenden på dreieboggislden ligger opp mens pendelen på vognkassesiden ligger ned.

Systemet har dessuten en meget høy egenstabilitet. Dette betyr at det er nødvendig med en stor kraft for å styre mellombæreren ut for dens midtstilling, og dette krever et tilsvarende kraftig drivverk. Derfor er et slikt system ikke anvendbart som passivt system, uten eget drivverk.

2. Bærende systemer med ruller.

Ved disse systemer for oppnåelse av en tverrhelling av vognkassen, anvendes det likeledes en mellombærer, men denne avstøter seg ved hjelp av ruller i dreieboggien.

På mellombæreren er det anordnet rullebaner, for det meste i form av sirkelsegmenter, hvis midtpunkt midt i vognen ligger tilnærmet i samme høyde som vognens tyngdepunkt, slik at ved en tverrforskyvning av mellombæreren vil det oppstå en dreiebevegelse om vognens lengdeakse.

De ved hjelp av ruller og rullebaner arbeidende systemer har den fordel sammenlignet med pendelsystemene, at egenstabiliteten kan påvirkes innenfor vide grenser, via rullebanenenes geometri. Således ' kan eksempelvis midt-punktet til sirkelsegmentene, hvor rullebanene er anordnet, legges i en høyde som klart ligger over vognens tyndepunkt, slik at det oppnås et passivt tverrhellings-system, altså et system som av seg selv heller innover i kurven under påvirkning av sentrifugalkraften.

En ulempe ved dette system er at innretningen for tverrhelling også her må bære vognvekten.

Da støtterullene, som følge av den begrensede plass som er til rådighet i dreieboggiområdet, må være relativt små, oppstår det et høyt flatetrykk mellom rulle og løpebane. Det må derfor anvendes herdede materialer. For at man ikke skal få kantpressing mellom ruller og løpebaner, er det nødvendig med en stiv konstruktiv utførelse av de bærende deler og en særlig nøyaktig fremstilling.

Tverrhellingsinnretningen ifølge dette system er altså tunge og dyre. 3. Systemer med i takområdet avstøttet vognkasse (se eksempelvis "Elektrische Bahnen, 83. Jahrgang, Heft 5/1985, S. 160 bis 162).

Ved disse systemer er fjærsystemet (luftfjærer) anordnet i kjøretøyets takområde. Dette medfører at vognens tyngdepunkt klart vil ligge under avstøttingen, slik at vognkassen under påvirkning av sentrifugalkraften kan helle innover i kurven uten bruk av ytre drivverk. Det dreier seg her altså om et passivt system.

En ulempe ved dette system er at det i hovedsaken bare egner seg for leddtog, hvor det mellom vognendene, som hviler på et felles løpeverk, er plass for avfNærings-støttene .

Oppfinnelsen går ut fra et skinnekjøretøy med tverrhellingsinnretning av den innledningsvis nevnte type, som eksempelvis kjent fra DE-OS 21 45 738. Ved dette kjente system avstøtter mellombæreren seg på dreieboggien ved hjelp av fjærsystemet, og vognkassen er pendelopphengt i mellombæreren. Innretningen faller altså prinsippielt inn under det foran beskrevne system 1.

Hensikten med oppfinnelsen er å utforme et slikt skinnekjøre-tøy med tverrhellingsinnretning på en slik måte at innretningen for oppnåelsen av vognkassens tverrhelling for det første får en konstruktiv enkel oppbygging, med unngåelse av stor vekt og store kostnader, og for det andre slik at det muliggjøres en høy fleksibilitet, idet innretningen skal kunne utføres både som aktivt såvel som passivt system og skal kunne anvendes i skinnekjøretøyer både med og uten vuggebærere.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor at mellombæreren ved hjelp av pendlene er fritt opphengt i vognkassen eller i en mellom øvre ende av fjærsystemet og vognkassen anordnet vuggebærer, og via er krengestøtter samt i tverretningen virkende fjærer forbundet med dreieboggien eller en mellom fjærsystemets nedre ende og dreieboggien anordnet vuggebærer.

For oppnåelse av et aktivt system er det fordelaktig å anordne pendlene slik at deres midtlinjer i det minste tilnærmet krysser hverandre i et høydenivå over eller i høyde med vognens tyngdepunkt, og at vognkassens tverrhelling relativt mellombæreren kan fremtvinges ved hjelp av et regulert drivverk.

Oppfinnelsen tar utgangspunkt i den grunnidé at man kan unngå de ved de kjente systemer forekommende vanskeligheter dersom man sørger for at en avstøtting av vognkassen mot dreieboggien via fjærsystemet ikke skjer via mellombæreren. Dette medfører at innretnngen for oppnåelse av vognkassens tverrhelling ikke belastes med vognkassens vekt.

Ved et skinnekjøretøy uten vuggebærer betyr dette at vognkassen, som ved en normal dreieboggi, avstøttes via fjærsystemet direkte mot dreieboggien. Fjærsystemets ettergivenhet i vertikal og horisontal retning muliggjør vognens hellingom en dreiepol som bestemmes av den nå parallelt med avfjæringen liggende hellingsinnretning.

Ved et skinnekjøretøy med en vuggebærer er dette grunn-prinsipp anvendbar på samme måte. I denne forbindelse kan vuggebæreren på kjent måte enten være anordnet under fjærsystemet, på dreieboggien, eller over fjærsystemet, dvs. på vognkassen. I førstnevnte tilfelle er vuggebæreren dreibart lagret om en vertikal akse relativt dreieboggirammen. Dreieboggirammen kan altså svinge ut uten derved å deformere fjærsystemet. I det andre tilfelle er vuggebæreren dreibart lagret om en vetikal akse relativt vognkassens understell, slik at vognkassen kan svinge ut uten å deformere fjærsystemet.

I begge tilfeller tjener vuggebæreren bare til å muliggjøre dreieboggiens utsvinging uavhengig av fjærsystemet. Den har ingen innflytelse på funksjonen til innretningen for tverrhelling av vognkassen.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor underhenvisning til tegningene, som viser et utførelseseksempel av et skinne-kjøretøy med en tverrhelleinnretning ifølge oppfinnelsen.

På tegningene viser

Fig. 1 et skjematisk tverrsnitt gjennom et skinne-kjøretøy, etter linjen A-A iflg.2, og

fig. 2 viser et skjematisk sideriss av skinnekjøretøyet

i fig. 1, i området ved én dreieboggi.

Av det i fig. 1 og 2 viste skinnekjøretøy, av eksempelvis

en jernbanevogn, er bare de deler som er av interesse i forbindelse med innretningen for tverrhelling av vognkassen i skinnekurven vist.

Det dreier seg om et skinnekjøretøy med en vuggebærerløs dreieboggi, hvor vognkassen 1 avstøtter seg direkte mot dreieboggien 3 ved hjelp av fjærsystemet 2. Ved denne byggetypen er avfjæringen ettergivende også i den horisontale lengderetning, slik at en utsvinging av dreieboggien 3 om den vertikale akse relativt vognkassen 1 er mulig. Videre muliggjør fjærsystemets ettergivenhet i såvel vertikal som horisontal retning en helling av vognkassen 1 om en dreiepol P. Dreiepolen bestemmes av en parallelt med fjærsystemet 2 liggende hellingsinnretning.

Denne hellingsinnretning har to innbyrdes og relativt vognens lengdemidtplan skråstilte pendler 4. Pendlenes respektive øvre ender er festet i vognkassen 1 og de respektive nedre pendelender er festet til en mellombærer 5. Pendlenes 4 skråstilling er valgt slik at deres forlengede midtlinjer ved horisontalt stående vogn vil skjære hverandre i høyde med tyngdepunktet S eller over dette.

Mellombæreren 5 holdes ved hjelp av en i og for seg kjent krengningsstøtte 6 tilnærmet parallelt med dreieboggirammens 3 horisontale xy-plan og styres i tverretningen ved hjelp av en tverravfjæring 7.

Den foran beskrevne innretning for helling av vognkassen i tverretningen kan være utført som et aktivt eller som et passivt system.

Ved et aktivt system ligger skjæringspunktet for pendlenes forlengelser ved horisontal vogn i det minste tilnærmet i høyde med vognkassens tyndepunkt S. Hellingen av vognkassen 1 relativt mellombæreren 5 ved kjøring i en skinnekurve tilveiebringes av et stilldrivverk. Dette stilldrivverk kan eksempelvis være en elektromotor, som via et ikke vist gir virker inn på den i fig. 1 viste veivmekanisme 8. Drivverket kan være forbundet med et reguleringssystem. Da slike drivverk og reguleringssystemer er i og for seg kjent, skal de her ikke beskrives nærmere.

Ved et passivt system ligger skjæringspunktet mellom pendel-midtlinjenes forlengelser klart over vognkassens tyngdepunkt S. Under påvirkning av sentrifugalkraften, som virker i tyngdepunktet S, vil vognkassen 1 ha en tendens til å gå ut over i kurven. De skråttstilte pendler 4, hvis virkningslinje ligger i høyde med midtlinjenes skjæringspunkt over tyngdepunktet S, holder vognkassen igjen. På denne måten oppstår det et moment som bevirker at vognkassen 1 krenger eller heller innover i kurven.

Av utførelseseksempelet går det frem at i dette system bære vognkassens 1 vekt ikke av innretningen for tilveiebringelse av tverrhellingen. Denne innretning behøver derfor bare å overføres stillkrefter. Stillkreftene er meget mindre enn vognkassevekten og systemet kan derfor gjøres lettere og spinklere enn ved vanlige systemer.

Det i forbindelse med fig. 1 og 2 beskrevne system kan også anvendes i forbindelse med en vuggebærer.

Ved en anordning av vuggebæreren under fjærsystemet 2 vil fjæren 2 og krengningsstøtten 6 avstøtte seg mot denne vuggebærer. Vuggebæreren har styring relativt vognkassen ved hjelp av sideveis plasserte leddstenger (en på hver vogn-side).

Ved en anordning av vuggebæreren over fjærsystemet 2 vil vuggebæreren være styrt relativt dreieboggirammen ved hjelp av sideveis plasserte leddstenger eller glideflater. I dette tilfelle er de skråttstående pendler 4 knyttet til vuggebæreren og ikke til vognkassen.

Claims (2)

1. Skinnekjøretøy med tverrhellingsinnretning, hvor det mellom vognkassen og dreieboggien er anordnet et fjærsystem som avstøtter vognkassen mot dreieboggien, samt en i tverretningen forløpende mellombærer, som ved hjelp av innbyrdes og relativt vognens lengdemidtplan skråstilte pendler er slik forbundet med vognkassen at det muliggjøres en tverrhelling av vognkassen i forhold til mellombæreren, og hvor vognkassen (1) avstøtter seg mot dreieboggien via fjærsystemet (2), eventuelt med en mellomkoplet vuggebærer, karakterisert ved at mellombæreren (5) ved hjelp av pendlene (4) er fritt opphengt i vognkassen (1) eller i en mellom øvre ende av fjærsystemet (2) og vognkassen (1) anordnet vuggebærer, og er via krengestøtter (6) samt i tverretningen virkende fjærer (7) forbundnet med dreieboggien (3) eller en mellom fjærsystemets nedre ende og dreieboggien anordnet vuggebærer.

2. Skinnekjøretøy ifølge krav 1, karakterisert ved at pendlene (4) er anordnet slik at deres midtlinjer krysser hverandre i et høydenivå over eller i det minste tilnærmet i høyde med vognens tyngdepunkt (S), og ved at vognkassens tverrhelling relativt mellombæreren (5) kan frembringes ved hjelp av et regulert drivverk (8).