NO780460L

NO780460L - JOINT DEVICE FOR MOUNTING A SHAFT BEARING ON A RAILWAY TROLLEY

Info

Publication number: NO780460L
Application number: NO780460A
Authority: NO
Inventors: Rudy Mertens
Original assignee: Henricot Usines Emile Sa
Priority date: 1977-05-10
Filing date: 1978-02-10
Publication date: 1978-11-13
Also published as: ES467013A1; AU510732B2; SE7801585L; FR2390317A1; AU3338578A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en sammenkoplings-.innretning for montering av en aksellagring på et jerbanekjøre-tøy av den type hvor de rullende elementer er aksler som hver hovedsakelig "består av en stang eller aksel, på hvilken to hjul er fastkilt og som er forsynt med to akseltapper som dreier seg i lågere eller lagerbokser som kjøretøyet hviler på. The present invention relates to a coupling device for mounting an axle bearing on a railway vehicle of the type where the rolling elements are axles, each of which mainly consists of a rod or axle, on which two wheels are wedged and which is provided with two axle studs that turn in bearings or bearing boxes on which the vehicle rests.

Kjøretøy av denne type anvendes i stor utstrekningVehicles of this type are used to a large extent

på jernbanenett over-hele verden. Når kjøretøyenes aksler ikke har fått tilstrekkelig mulighet til orientering i forhold til kjøretøyets lengdeakse, vil kjøring gjennom kurver med liten radius bevirke hurtig slitasje av hjulflensene og av skinnene og medføre betydelige vedlikeholdsomkostninger. on railway networks all over the world. When the vehicle's axles have not been given sufficient opportunity to be oriented in relation to the vehicle's longitudinal axis, driving through curves with a small radius will cause rapid wear of the wheel flanges and the rails and entail significant maintenance costs.

De midler som hittil har vært foreslått for å oppnå den påkrevede mulighet for å orientering, er vanligvis om-stendelige og kostbare og også temmelig ømfintlige. The means that have been proposed so far to achieve the required possibility of orientation are usually cumbersome and expensive and also rather delicate.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å skaffe en enkel, effektiv og økonomisk løsning på det ovenfor nevnte problem. The purpose of the present invention is to provide a simple, efficient and economical solution to the above-mentioned problem.

I samsvar med oppfinnelsen er dette formål oppnådd ved hjelp av en sammenkoplingsinnretning som omfatter to ekstra bæreflater, hvorav den ene er funksjonelt 'i ett stykke med den del av kjøretøyet som 'er' beregnet på å hvile mot lagringen, og den andre er funksjonelt i ett stykke med sistnevnte, idet disse flater er utformet på en slik måte at de kan rulle på hverandre om momentane akser som er parallelle med rulleaksen for den angjeldende aksel,- idet der er anordnet organer for å hindre eventuell glidning mellom de nevnte flater. In accordance with the invention, this purpose is achieved by means of a coupling device comprising two additional bearing surfaces, one of which is functionally in one piece with the part of the vehicle that is intended to rest against the storage, and the other is functionally in one piece with the latter, as these surfaces are designed in such a way that they can roll on each other about instantaneous axes that are parallel to the rolling axis of the axle in question, - as organs are arranged to prevent any sliding between the said surfaces.

For oversiktens skyld er oppfinnelsen i det følgende beskrevet detaljert under henvisning til tegningene som uten begrensning viser på fig. 1 et oppriss av sammenkoplingen av en aksellagring med et sideelement under, anvendelse av innretningen ifølge oppfinnelsen, fig. 2 et delvis snitt etter linjen II-II på fig. 1, fig. 3 et planriss sett ovenfra av fig. 1, fig. 4 et adskilt riss av elementene på fig. 1, fig. 5 et adskilt riss av en alternativ anordning av stopperne som hindrer glidning, fig. 6-en del av et snitt av kontaktområdet i det midtre plan vinkelrett på akselens akse i det spesielle tilfelle hvor kontaktflatene har sylindrisk form, fig. 7 et oppriss av et eksempel på.anvendelse av oppfinnelsen i det.tilfelle hvor et kjøretøy er . forsynt med et primært trinn med fjæring på lagerbokser, og fig. 8 et adskilt riss av hovedelementene på fig. 7. For the sake of overview, the invention is described in detail in the following with reference to the drawings which, without limitation, show in fig. 1 a plan view of the connection of an axle bearing with a side element below, application of the device according to the invention, fig. 2 a partial section along the line II-II in fig. 1, fig. 3 a top view of fig. 1, fig. 4 is an exploded view of the elements of fig. 1, fig. 5 is an exploded view of an alternative arrangement of the stops which prevent sliding, fig. 6-a part of a section of the contact area in the middle plane perpendicular to the axis of the shaft in the special case where the contact surfaces have a cylindrical shape, fig. 7 an outline of an example of application of the invention in the case where a vehicle is . provided with a primary stage with suspension on bearing boxes, and fig. 8 is an exploded view of the main elements of fig. 7.

I eksempelet på løsning vist på fig. 1 til 6 må en forbindelse opprettes mellom sideelementer 1 (bare delvis vist) på et jernbanekjøretøy og aksler 2, som hver hovedsakelig består av en stang 3, på hvilken to hjul er fastkilt, hvorav bare etter vist ved 4, idet akselen 3 er avsluttet ved begge sine ender med en akselstump 5 som dreier seg i en lagerboks eller en lagring 6 f.eks. av typen "patronlagring", vanlig anvendt i jernbaneteknikken. In the example solution shown in fig. 1 to 6, a connection must be made between side members 1 (only partially shown) of a railway vehicle and axles 2, each of which consists mainly of a rod 3, on which two wheels are wedged, of which only as shown at 4, the axle 3 being terminated at both ends with an axle stub 5 which turns in a bearing box or a bearing 6 e.g. of the "cartridge storage" type, commonly used in railway engineering.

For hvert av lagrene 6 er det tilsvarende sideelement 1 forsynt med en lagerflate 7 såvel som med to stoppere 8 som befinner seg på hver side av.sistnevnte. For each of the bearings 6, the corresponding side element 1 is provided with a bearing surface 7 as well as with two stoppers 8 located on each side of the latter.

Et avstandselement 9 som er slik utformet at det passer på lageret 6, befinner seg på dette. Den øvre del av dette element 9 danner en bæreflate 10 beregnet på samvirke med lagerflaten 7. A spacer element 9 which is designed so that it fits on the bearing 6 is located on this. The upper part of this element 9 forms a bearing surface 10 intended for cooperation with the bearing surface 7.

Flatene 7 og 10 er slik utformet at de kan rulle på hverandre rundt momentane akser som er parallelle med rulleaksen A for akselen 2. For dette formål- har tverrsnitt av disse flater i et plan som går på midten av lagringen 6 og vinkelrett på aksen A, form av to kurver som er gjensidig tangent til hverandre, idet de fullstendige flater 7 og 10 bestem-mes av generatriser, rettlinjede eller buede, som ligger an mot nevnte to kurver som lederkurver. The surfaces 7 and 10 are designed in such a way that they can roll on each other around instantaneous axes that are parallel to the rolling axis A for the shaft 2. For this purpose, cross-sections of these surfaces in a plane that runs in the middle of the bearing 6 and perpendicular to the axis A , form of two curves which are mutually tangent to each other, the complete surfaces 7 and 10 being determined by generatrices, rectilinear or curved, which lie against said two curves as leading curves.

I det spesielle eksempel på fig. 6 er de nevnte lederkurver sirkulære buer, idet generatrisene er rette linjer parallelle med aksen A. Videre faller aksen for bueformen av flaten 10 (radien r) sammen med aksen A,, mens aksen for flaten 7 (radien R) befinner seg i et vertikalt plan B-B som går gjennom aksen A. In the particular example of fig. 6, the aforementioned guide curves are circular arcs, the generatrices being straight lines parallel to the axis A. Furthermore, the axis of the arc of the surface 10 (radius r) coincides with the axis A, while the axis of the surface 7 (radius R) is in a vertical plane B-B passing through axis A.

For å unngå eventuell glidning mellom flatene 7 og 10 er en klaring 11 anordnet ved senter av hver sidevegg 12 av delen 9. Hver klaring 11 er slik utformet at den kontakter den tilsvarende stopper 8 på det angjeldende sideelement 1. To avoid possible sliding between the surfaces 7 and 10, a clearance 11 is arranged at the center of each side wall 12 of the part 9. Each clearance 11 is designed so that it contacts the corresponding stop 8 on the relevant side element 1.

I den på fig. 5 viste alternative utførelse er delen 9 forsynt med to knaster 15 som befinner seg på hver side av sistnevnte, hvis form er^slik at de kontakter stopperpar 16 som er i ett stykke med sideelementet 1 og befinner seg på hver side av lagerflaten 7.- In the one in fig. 5 shown alternative embodiment, the part 9 is provided with two lugs 15 which are located on each side of the latter, the shape of which is such that they contact stop pairs 16 which are in one piece with the side element 1 and are located on each side of the bearing surface 7.-

Bevegelser i lengderetningen av delen 9 i forhold til sideelementet 1 er begrenset av stoppere 13 på sideelementet, hvilke kontakter endeflatene 14 på delen 9. Movements in the longitudinal direction of the part 9 in relation to the side element 1 are limited by stops 13 on the side element, which contact the end surfaces 14 of the part 9.

Bevegelsene av delen 9 i tverretningen (i retningThe movements of the part 9 in the transverse direction (in the direction

av aksen A) er hindret ved samvirke mellom forlengelser 15of axis A) is prevented by cooperation between extensions 15

av sideflatene på nevnte del med sporene 16 i huset for lageret 6-Den ovenfor beskrevne innretning tillater således rulling uten glidning av presseflaten 10 på lagerflaten .7. of the side surfaces of said part with the grooves 16 in the housing for the bearing 6-The device described above thus allows rolling without sliding of the pressing surface 10 on the bearing surface .7.

Dette gir foranledning til to adskilte komponenter i høyde med akselstumpen 5: - en forskyvning av lageret i lengderetningen som virkeliggjør.den ønskede effekt, - en dreining av lageret om.seg selv muliggjort ved den virkelige dreiefrihet av lageret på sin akseltapp eller respektive sin akselstump. This gives rise to two separate components at the height of the axle stub 5: - a displacement of the bearing in the longitudinal direction which realizes the desired effect, - a rotation of the bearing about itself made possible by the real freedom of rotation of the bearing on its axle journal or respective axle stub .

Hvis materialene var ikke deformerbare ville kontak-ten mellom flatene 7 og 10 opptre i et punkt eller langs en generatrise. I praksis vil imidlertid trykket som frembringes av den vertikale belastning av kjøretøyet, bevirke en defor-mering av materialene og således gi foranledning til en kontaktsone, hvis areal avhenger av stivheten av de anvendte ma-terialer. If the materials were not deformable, the contact between the surfaces 7 and 10 would occur at a point or along a generatrix. In practice, however, the pressure produced by the vertical load of the vehicle will cause a deformation of the materials and thus give rise to a contact zone, the area of which depends on the stiffness of the materials used.

Under de ovenfor beskrevne bevegelser, av lagrene be-veger denne kontaktsone seg samtidig på .hver av flatene .7 og 10 og utsetter således materialene i. kontakt for deformerings-sykluser. Den derved forbrukte energi demper lagrenes bevegelser i lengderetningen. Dette fenomen forbedrer kjøretøyets dynamiske stabilitet. During the above-described movements of the bearings, this contact zone moves simultaneously on each of the surfaces 7 and 10 and thus exposes the materials in contact to deformation cycles. The energy thus consumed dampens the movements of the bearings in the longitudinal direction. This phenomenon improves the vehicle's dynamic stability.

Når det gjelder fig. 5 kan innretningen rose seg av en stivhet i lengderetningen (k), hvis verdi er uavhengig av amplituden av den .relative bevegelse av flatene 7 og 10 og omvendt proporsjonal med differansen for radiene (R og r). Størrelsen av denne stivhet er proporsjonal med den vertikale As regards fig. 5, the device can boast a stiffness in the longitudinal direction (k), the value of which is independent of the amplitude of the relative movement of the surfaces 7 and 10 and inversely proportional to the difference of the radii (R and r). The magnitude of this stiffness is proportional to the vertical

belastning (P) overført til lageret load (P) transferred to the bearing

Oppfinnelsen kan også anvendes når det på lagringene er anordnet et trinn med fjæring som vist på fig. 7 og 3. I dette eksempel bærer opphengningsfjærene 20 boggien eller kjøretøychassiset 21 og hviler på en fundamentplate 22. Sistnevnte glir vertikalt og på tvers mellom føringer 2.3 som er i ett stykke med chassiset 21. I en spesiell utførelse kan denne fundamentplate 22 være påført i lengderetningen mot en av de ovennevnte føringer 2 3 ved virkningen av en eller flere f riks jonsblokke.r (ikke vist) som er en del av f jæringens demper-innretning. Fundamentplaten 22 er forsynt med en séntral åpning 24, hvori lageret passer inn. Sistnevnte kan være bygget i samsvar med to alternativer: enten med et hus 25 (kaldt lager-hus) som ved sin topp omfatter flater 26.med en form som er spesiell for oppfinnelsen og på hver side har knaster 27 adskilt ved hjelp av en klaring 28 med utformede sider 29 for anlegg mot stoppere 30 som er i ett stykké med fundamentplaten 22 eller med et lager 31 av patrontypen som bærer en adaptor 32 forsynt med elementer 26, 27, 28 og 29 som er karakterist-iske for oppfinnelsen. The invention can also be used when a stage with suspension is arranged on the bearings as shown in fig. 7 and 3. In this example, the suspension springs 20 carry the bogie or vehicle chassis 21 and rest on a foundation plate 22. The latter slides vertically and transversely between guides 2.3 which are in one piece with the chassis 21. In a special embodiment, this foundation plate 22 can be applied in the longitudinal direction towards one of the above-mentioned guides 2 3 by the action of one or more friction blocks (not shown) which are part of the suspension's damper device. The foundation plate 22 is provided with a central opening 24, into which the bearing fits. The latter can be built in accordance with two alternatives: either with a housing 25 (cold storage housing) which at its top includes surfaces 26 with a shape that is special to the invention and on each side has knobs 27 separated by means of a clearance 28 with designed sides 29 for abutment against stoppers 30 which are in one piece with the foundation plate 22 or with a bearing 31 of the cartridge type which carries an adapter 32 provided with elements 26, 27, 28 and 29 which are characteristic of the invention.

I hvert av disse to alternativer er der anordnet.en langsgående klaring 33 mellom lageret og fundamentplaten for å tillate de påkrevede langsgående relative bevegelser for den radiale orientering av akslene i en kurve. In each of these two alternatives, a longitudinal clearance 33 is provided between the bearing and the foundation plate to allow the required longitudinal relative movements for the radial orientation of the shafts in a curve.

Fordelene ved en slik sammenkoplingsinnretning er The advantages of such an interconnection device are

tallrike og méd betraktelig betydning.numerous and of considerable importance.

Ved et passende valg av bueradiene for kontaktflatene kan det frembringes ytterst svake eller sogar ingen eller nega-tive returkrefter. Følgelig vil en slik sammenkoplingsinnretning gjøre det mulig at orienteringen av akselen i en kurve motvirkes av ytterst liten motstand og derved sikrer rullingen av kjøretøyet i en kurve med liten radius uten at hjulenes flen-ser får kontakt med skinnene. With a suitable choice of the arc radii for the contact surfaces, extremely weak or even no or negative return forces can be produced. Consequently, such a coupling device will make it possible for the orientation of the axle in a curve to be counteracted by extremely small resistance and thereby ensure the rolling of the vehicle in a curve with a small radius without the flanges of the wheels coming into contact with the rails.

Den vesentlige fordel må gi foranledning til en be-tydelig reduksjon av slittasjén på hjulene og skinnene og til en merkbar besparelse i vedlikeholdsomkostninger. The significant advantage must lead to a significant reduction in the wear and tear on the wheels and rails and to a noticeable saving in maintenance costs.

Ved et passende valg av materialene og formene av de deler som er i kontakt med hverandre, kan det oppnåes retur-og dempningsegenskaper som når de kombineres med de virkelige . fjærende egenskaper av hjulene vil sikre en god dynamisk stabilitet ved alle arbeidshastigheter. By an appropriate choice of the materials and shapes of the parts that are in contact with each other, return and damping properties can be achieved as when combined with the real ones. springy properties of the wheels will ensure good dynamic stability at all working speeds.

På grunn av sin store enkelhet er innretningen i det hele tatt ikke kostbar, idet ikke en eneste ekstra del er på-krevet sammenlignet med de konvensjonelle arrangementer som anvendes på jernbaneteknisk område. Due to its great simplicity, the device is not expensive at all, as not a single extra part is required compared to the conventional arrangements used in the railway engineering field.

Innretningen kan eventuelt også anvendes for å for-bedre foreliggende kjøretøyer ved montering av sett av deler som kan rose seg av'kontaktflater med passende bueform mellom lagrene og opphengningene i kjøretøyet. The device can possibly also be used to improve existing vehicles by installing a set of parts that can boast contact surfaces with a suitable arc shape between the bearings and the suspensions in the vehicle.

Claims

1. Coupling device for mounting one axle bearing on a railway vehicle, characterized in that it comprises two additional bearing surfaces, one of which is functionally in one piece with the part of the vehicle intended to rest against the bearing, and the other is functionally in one piece with the latter, as these surfaces are designed in such a way that they can roll on each other about momentary axes that are parallel to the rolling axis of the axle in question, as organs are arranged to prevent any sliding between the said surfaces.

2. Device according to claim 1, characterized in that the aforementioned surfaces are designed in such a way that their cross-section in a plane in the middle of the bearing and perpendicular to the axis of the shaft appears as curves that form mutual tangents to each other, as the complete surfaces is determined by generatrices which respectively adjoin the aforementioned two curves which thus form governing curves.

3. Device according to claim 2, characterized in that the control curves are circular arcs, the generatrices being straight lines and parallel to the axis of the axle.

4. Device according to claim -3, characterized in that the axis of the surface which is in one piece with the bearing coincides with the axis of the axle, the axis of the other surface being in a vertical plane that passes through said axis of the axle.

5. Device according to claim 1, characterized in that at least one of the mentioned support surfaces is part of a distance element that fits on the corresponding part of the vehicle and/or the bearing.

6. Device according to claim 1, characterized in that the organs that prevent slippage of the bearing surfaces consist of at least one set of additional stops that are in mutual contact, the first one or the first being functionally in one piece with the vehicle and the other or the others with the stock.

7. Device according to claim 6, characterized in that each set comprises a central stopper and a pair of stoppers arranged on the side.

8. Device according to claims 5 to 7, characterized in that the central stop or respective pair of side-directed stops is part of said distance element.