NO180626B

NO180626B - Wheel alignment of a bogie

Info

Publication number: NO180626B
Application number: NO941323A
Authority: NO
Inventors: Hans-Peter Dipl-Ing Lang; Wolfgang-Dieter Dipl-I Richter; Winfried Dipl-Ing Fh Wolff
Original assignee: Man Ghh Schienenverkehr
Priority date: 1993-05-10
Filing date: 1994-04-13
Publication date: 1997-02-10
Also published as: HU216964B; NO941323D0; KR100190487B1; PL173498B1; DE4315568A1; NO180626C; NO941323L; CZ280375B6; FI942136A; HUH3833A; FI108015B; ES2102721T3; ZA943192B; DE4315568C2; FI942136A0; HU9400369D0; EP0624505A1; DE59403209D1; DK0624505T3; EP0624505B1

Abstract

Wheel set guide of a bogie (1), consisting of the helical spring (6), arranged individually or in pairs on a bearing housing of a wheel set (5), of the primary suspension and a rubber element (7) which is arranged individually or in pairs, the wheel set being guided jointly by the flexicoil effect of the helical springs (6) and the radial rigidity of the rubber element (7). <IMAGE>

Description

Oppfinnelsen vedrører en hjulsatsføring av en boggi med ingressen i krav l's kjennetegn. The invention relates to a wheel set guidance of a bogie with the characteristics of the preamble in claim 1.

Føringen av hjulsatser kan skje uavhengig av primærfjæringen ved diskrete elementer, ved samvirkning av føringselementene og primærfj æringen eller ved en motsvarende utformet primærfj æring, for eksempel i form av en vinkelblokk-gummisjiktfjær, eller gummirullefj ær. The guidance of wheel sets can take place independently of the primary suspension by discrete elements, by interaction of the guide elements and the primary suspension or by a correspondingly designed primary suspension, for example in the form of an angle block rubber layer spring, or rubber roller spring.

Ved en mengde anvendelsestilfeller ligger den for traksjon og hjulsatsføring nødvendige stivheten kun i liten grad over den ved en motsvarende utformet skruefjær foreliggende fleksispiralstivhet. In a number of application cases, the stiffness required for traction and wheel alignment is only slightly above the flexi-spiral stiffness present in a correspondingly designed coil spring.

Ved den kjente hjulsatsføringen av en boggi ifølge CH-175 221 er en hjulsats' lagerhus tilordnet et par av skruefjærer, på hvis øvre ender boggirammen sitter og hvis nedre ender en bunnplate som er fast forbundet med lagerhuset, avstøtter seg via et gummielement. Sentralt innenfor skruefj ærene befinner det seg en respektivt på boggirammen festet nødføringstapp, som griper gjennom det tilhørende gummielementet med radielt spillerom og en boring i bunnplaten med større diameter. Ved denne oppbygningen er skruefj æren og gummielementet koplet virkningsmessig i serie, hvorved nødførings-tappen blir virksom for tverrkrefter og dermed for føringen først når det radielle spillerommet i gummielementet er overvunnet. Her består hele gummielementet av massiv gummi og oppviser i alle tverrettede belastningsretninger lik fjærkarakteristikk. In the known wheelset guidance of a bogie according to CH-175 221, a wheelset's bearing housing is assigned to a pair of coil springs, on whose upper ends the bogie frame sits and whose lower ends a bottom plate which is firmly connected to the bearing housing, is supported via a rubber element. Centrally within the coil springs is an emergency guide pin, respectively attached to the bogie frame, which grips through the associated rubber element with radial clearance and a larger-diameter bore in the bottom plate. With this structure, the coil spring and the rubber element are effectively connected in series, whereby the emergency guide pin becomes effective for lateral forces and thus for the guide only when the radial clearance in the rubber element has been overcome. Here, the entire rubber element consists of solid rubber and exhibits similar spring characteristics in all transverse load directions.

Ved den ytterligere kjente hjulsatsføringen av en boggi ifølge EP-421 864 er en hjulsats' lagerhus likeledes tilordnet et par av skruefjærer, hvorved skruefj ærene på den ene siden avstøtter seg på boggirammen og på den andre siden avstøtter seg på en med lagerhuset forbundet bunnplate. På bunnplaten er i tillegg et gummielement fastsatt, som griper konsentrisk inn i den respektive skruefjæren og omslutter konsentrisk den deri anordnede føringstappen, samt er spilleromsfritt festet til denne. Gummielementet består av konsentrisk i forhold til hverandre anordnede gummiringelementer, hvorved det i disse gummiringelementene er utformet et respektivt luftkammer. Luftkarnrene er utformet aksielt fra begge frontsider i de aktuelle gummiringelementene og ligger i et felles diameterplan. Gummielementet oppviser derved i radiell retning forskjellige fj ærkarakteristikker. In the further known wheelset guidance of a bogie according to EP-421 864, a wheelset's bearing housing is likewise assigned a pair of coil springs, whereby the coil springs on one side rest on the bogie frame and on the other side rest on a bottom plate connected to the bearing housing. A rubber element is also fixed on the bottom plate, which engages concentrically into the respective coil spring and concentrically surrounds the guide pin arranged therein, and is attached to this without any play. The rubber element consists of rubber ring elements arranged concentrically in relation to each other, whereby a respective air chamber is formed in these rubber ring elements. The air cores are designed axially from both front sides in the relevant rubber ring elements and lie in a common diameter plane. The rubber element thereby exhibits different spring characteristics in the radial direction.

Oppfinnelsen legger den oppgaven til grunn å treffe tiltak i forhold til teknikkens stand, ved en hjulsatsføring av en boggi ifølge ingressen til krav 1, gjennom hvilke en The invention is based on the task of taking measures in relation to the state of the art, in the case of a wheel set guide of a bogie according to the preamble to claim 1, through which a

understøttelse av selvinnstillingen av hjulsatsene ved kurvekjøring oppnås. support for the self-adjustment of the wheel sets when cornering is achieved.

Denne oppgaven løses ved de trekk som er angitt i den karakteriserende del av krav 1. Videreutviklinger og fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen omfattes av de This task is solved by the features indicated in the characterizing part of claim 1. Further developments and advantageous embodiments of the invention are covered by the

5 ytterligere krav. 5 additional requirements.

Ifølge oppfinnelsen skjer føringen av hjulsatsen ved en boggis hjulsatsføring, bestående av en enkel eller parvis på en hjulsats' lagerhus anordnet skruefjær eller primærfjæring According to the invention, the wheel set is guided by a bogie's wheel set guidance, consisting of a single or paired coil spring or primary suspension arranged on a wheel set's bearing housing

og et enkeltvis eller parvis anordnet gummielement, hvor hjulsatsens føring skjer ved 10 fleksispiralvirkning av skruefj æren/e samt gummielementenes radielle stivhet tilsammen, og gummielementet oppviser forskjeller i føringens lengde- og tverrkarakteristikk ved utforming av lokalt anordnede luftkammere, som er karakterisert ved at luftkamrene er anordnet i en vinkel i forhold til boggiens lengdeakse, slik at det and a rubber element arranged singly or in pairs, where the guidance of the wheelset takes place by the flexi-spiral action of the coil spring(s) as well as the radial stiffness of the rubber elements together, and the rubber element exhibits differences in the longitudinal and transverse characteristics of the guidance when designing locally arranged air chambers, which are characterized by the fact that the air chambers are arranged at an angle in relation to the longitudinal axis of the bogie, so that

oppnås en sentrifugalkraftavhengig radiell innstilling av hjulsatsene. a centrifugal force-dependent radial adjustment of the wheel sets is achieved.

15 15

Gummielementet er fortrinnsvis utformet som et forspent, konsentrisk oppbygget konuselement, hvilken trykkfor spenning oppnås ved kjøretøyets egenvekt og konisitetsvinkelen velges slik, at det ikke opptrer trekkspenninger i gummielementet i The rubber element is preferably designed as a prestressed, concentrically constructed cone element, which pressure for tension is achieved by the vehicle's own weight and the conicity angle is chosen so that no tensile stresses occur in the rubber element in

noen driftstilstand. any operating condition.

20 20

Gummielementet er lagret nedenfor primærfj æringen på eller for eksempel i et hulrom i hjulsatslagerhuset og forbundet med en nedoverrettet nødføringstapp på boggirammen. The rubber element is stored below the primary suspension on or, for example, in a cavity in the wheel set bearing housing and connected to a downward-directed emergency guide pin on the bogie frame.

Gummielementenes vinkelstilling fikseres fortrinnsvis ved et spor i dennes ytre ring og 25 en skrubar tapp i et hulrom i hjulsatslagerhuset og i hulrommet befinner det seg flere innbyrdes høydeforskjøvne gjengeboringer, hver med forskjellige vinkelstillinger, som muliggjør en enkel etterhåndstilpassing til skiftende driftsbetingelser. The angular position of the rubber elements is preferably fixed by a groove in its outer ring and a screwable pin in a cavity in the wheel set bearing housing, and in the cavity there are several mutually height-shifted threaded bores, each with different angular positions, which enable easy subsequent adaptation to changing operating conditions.

I det etterfølgende vil oppfinnelsen beskrives nærmere under henvisning til tegningenes 30 utførelseseksempel. Deviser: In what follows, the invention will be described in more detail with reference to the 30 exemplary embodiments of the drawings. Currency:

Fig. 1) et sideriss av endel av boggien, Fig. 1) a side view of part of the bogie,

fig. 2) et planriss av anordningen av gummielementer i en første utførelsesform, fig. 2) a plan view of the arrangement of rubber elements in a first embodiment,

fig. 3) et planriss av anordningen av gummielementer i en andre utførelsesform. 35 fig. 3) a plan view of the arrangement of rubber elements in a second embodiment. 35

Fig. 1 viser en boggi 1 med boggiramme 2, hjulskive 3, hjulsatslager 4 og hjulsatslagerhus 5. Mellom hjulsatslagerhuset 5 og boggirammen 2 er det anordnet skruefjærer 6 som primærfj æring. Skruefjærene 6 avstøtter seg på hjulsatslagerhuset 5 på bunnplaten 11. I passende hulrom 12 i hjulsatslagerhuset 5 nedenfor bunnplaten 11, er det fast opplagret konusformede megifjærer (gummi-metallfjærer) 7. Megifjærene 7 er utstyrt med sentrale tapper 9, som rager gjennom boringene i bunnplaten 11 oppover og er dreiefast forbundet med nedoverrettede nødføringstapper 8 på boggirammen 2 innenfor skruefjærene 6. Megifjærene 7 er tegnet i snitt gjennom halvparten og gjennom 90°, slik at dels kan hele gummimaterialet skjelnes og dels luftkamrene 10. Fig. 1 shows a bogie 1 with bogie frame 2, wheel disc 3, wheel set bearing 4 and wheel set bearing housing 5. Between the wheel set bearing housing 5 and the bogie frame 2, coil springs 6 are arranged as primary suspension. The coil springs 6 rest on the wheel set bearing housing 5 on the base plate 11. In suitable cavities 12 in the wheel set bearing housing 5 below the base plate 11, cone-shaped mega springs (rubber-metal springs) 7 are firmly mounted. The mega springs 7 are equipped with central pins 9, which project through the bores in the base plate 11 upwards and is rotatably connected with downwardly directed emergency guide pins 8 on the bogie frame 2 within the coil springs 6. The mega springs 7 are drawn in section through half and through 90°, so that partly the entire rubber material can be distinguished and partly the air chambers 10.

Ifølge oppfinnelsen er megifjærene 7 slik anordnet som fig. 2 og fig. 3 viser. Her er utenom hjulskiven 3 og boggirammen 2, alle de beskrevne elementer ved boggien fjernet. I figur 2 er megifjærenes 7 luftkammere 10 anordnet symmetrisk foran og bak i fartsretningen, slik at det gis en mykere karakteristikk i denne retningen enn i sideområdet. En spesielt fordelaktig anordning av luftkamrene 10, spesielt for skinneradier under grensen for radiell selvinnstilling av hjulsatsen, er vist i figur 3. Her er luftkamrene 10 innsatt dreid om en vinkel mellom 5° og 60° på boggiens lengdeakse innover mot fartsretningen. Ved kurvekj øring virker, alt etter retningen, sentrifugal-krefter F\ eller F 2 på boggirammen og overføres sammen over primærfj æringen og megifjærene 7 til hjulsatsen. Derved gir den fordreide innstillingen av megifjærenes luftkammere en karakteristikk som resulterer i vektorkreftene Vj eller V2 og som understøtter selvinnstillingen av hjulsatsene. According to the invention, the mega springs 7 are arranged as shown in fig. 2 and fig. 3 shows. Here, apart from the wheel disc 3 and the bogie frame 2, all the described elements of the bogie have been removed. In Figure 2, the air chambers 10 of the main springs 7 are arranged symmetrically at the front and rear in the direction of travel, so that a softer characteristic is given in this direction than in the side area. A particularly advantageous arrangement of the air chambers 10, especially for rail radii below the limit for radial self-adjustment of the wheelset, is shown in figure 3. Here, the air chambers 10 are inserted turned at an angle between 5° and 60° on the bogie's longitudinal axis inwards towards the direction of travel. When cornering, depending on the direction, centrifugal forces F\ or F 2 act on the bogie frame and are transmitted together via the primary suspension and the main springs 7 to the wheelset. Thereby, the distorted setting of the mega springs' air chambers gives a characteristic which results in the vector forces Vj or V2 and which supports the self-adjustment of the wheelsets.

Claims

1. Wheel set guidance of a bogie, consisting of a single or paired coil spring or primary suspension arranged on a wheel set's bearing housing and a single or paired rubber element, where the wheel set is guided by the flexi-spiral action of the coil spring(s) (6) and the radial stiffness of the rubber elements (7) together, and the rubber element (7) exhibits differences in the longitudinal and transverse characteristics of the guide when designing locally arranged air chambers (10), characterized in that the air chambers (10) are arranged at an angle in relation to the longitudinal axis of the bogie (1), so that it is achieved a centrifugal force-dependent radial setting of the wheelsets.

2. Wheel set guidance of a bogie according to claim 1, characterized in that the rubber element (7) is designed as a pre-stressed, concentrically constructed cone element.

3. Wheel alignment of a bogie according to claim 2, characterized in that the rubber element (7) is compressed by the vehicle's own weight and that the conicity angle is chosen so that tensile stresses do not occur in the rubber element in any operating condition.

4. Wheel set guide of a bogie according to any one of the preceding claims, characterized in that the rubber element (7) is stored below the primary suspension on or in the wheel set bearing housing (5), for example in a cavity (12) and is connected to a downwardly directed emergency guide pin ( 8) on the bogie frame (2).

5. Wheel set guidance of a bogie according to one of the preceding claims, characterized in that the angular position of the rubber elements (7) is fixed by a groove in its outer ring and a screwable pin in a cavity (12) in the wheel set bearing housing (5).

6. Wheel set guidance of a bogie according to claim 5, characterized in that several threaded holes are arranged in the cavity (12) at different heights and each with different angular positions and that a simple subsequent adjustment to changing operating conditions is thus made possible.

7. Wheel alignment of a bogie according to one of the preceding claims, characterized in that the air chambers (10) are arranged at an angle of between 5° and 60° on the longitudinal axis of the bogie (1).