PL207920B1

PL207920B1 - Rail vehicle suspension gear, particularly for the four-wheel cars

Info

Publication number: PL207920B1
Application number: PL378162A
Authority: PL
Inventors: Tomasz Adamczewski; Stanisław Koźbiał; Przemysław Październiak; Dionizy Studziński
Original assignee: Wagony Świdnica Społka Akcyjna
Priority date: 2005-11-29
Filing date: 2005-11-29
Publication date: 2011-02-28
Also published as: EP1790547A1; PL378162A1

Abstract

The invention provides a design solution for a suspension system of a railway vehicle, especially four-wheel freight car, that assures the system functioning at possibly low rolling resistance; at the same time this is solution assures that wheel sets can be correctly aligned in relation to tracks and stabilized, owing to which increased rolling resistance and wear-and-tear of both the wheel sets and rails is reduced. The objective has been achieved in such a way that in order to reduce friction resistance, rollers (9), preferably up to two of them, were incorporated in friction wedges (6) on a sloped surface, while other surfaces were provided with friction lining pads (7) and (8). Working surfaces of the wedge (13), also mating surfaces of the base plate (1) and saddle column (5) were provided with friction pads (7) of a material having low friction factor, below 0.2. For better stabilization of the suspension system, the crosswise rigidity of spring sets (2) was enhanced, and rigidity of conventional spring sets was increased by dividing the springs with a plate (10) at half height. Further increase of the spring system rigidity was achieved by connecting the dividing plates (10) from adjoining spring sets (2) to each other, and joining the matching connected plates (10) on both sides of a car by use of stabilizing rods (12).

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ zawieszenia pojazdu kolejowego, zwłaszcza dwuosiowego wagonu towarowego, zawierający zestaw sprężyn, siodło oraz kliny cierne.The present invention relates to a suspension system for a railway vehicle, in particular a two-axle freight car, comprising a set of springs, a fifth wheel and friction wedges.

Cierny tłumik drgań pojazdu, zwłaszcza w wagonach towarowych o usprężynowaniu przyosiowym, znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL146471. Tłumik posiada dociskacz i wstawkę cierną, która jest prowadzona w ramie wózka lub pojazdu w kierunku wzdłuż pojazdu. Wstawka ta jest dociskana do korpusu łożyska osi przez dociskacz, który opiera się na skośnym występie korpusu łożyska i jest dociskany do niego siłą pionową wywieraną przez element sprężysty zawieszenia pojazdu. Podczas pionowych i poprzecznych ruchów zestawu kół względem ramy wózka lub pojazdu na powierzchniach wstawki ciernej, stykającej się z jednej strony z korpusem łożyska osi a z drugiej z dociskaczem, powstają sił y tarcia tł umią ce drgania pojazdu. Podczas przemieszczania się zestawu kół względem ramy wzdłuż pojazdu wstawka cierna i dociskacz przemieszczają się wraz z korpusem łożyska osi.A friction damper for vehicle vibration, especially in freight wagons with paraxial springing, is known from the Polish patent description No. PL146471. The muffler has a hold-down device and a friction insert that is guided in the frame of the bogie or vehicle along the length of the vehicle. The insert is pressed against the axle bearing body by a presser which rests on the oblique projection of the bearing body and is pressed against it by a vertical force exerted by an elastic element of the vehicle suspension. During the vertical and transverse movements of the wheel set relative to the bogie or vehicle frame, friction forces arise on the surfaces of the friction insert in contact with the axle bearing body on one side and the pusher on the other, which dampen the vehicle vibrations. As the wheel set moves relative to the frame along the length of the vehicle, the friction block and the hold-down device move with the axle bearing body.

Urządzenie osadcze zespołu usprężynowania przyosiowego zawieszenia pojazdu kolejowego znane jest z polskiego opisu patentowego nr PL175856. Mechanizm sprężysty złożony jest z resora śrubowego, zwanego tarą, w którym umieszczony jest drugi resor, zwany ładunkiem. Podczas pracy resory współpracują z podparciem dolnym i podparciem górnym. Urządzenie utrzymujące posiada pokrywę, która osłaniając mechanizm sprężysty przyjmuje ciężar ramy, oraz mechanizm centrujący końca górnego zespołu sprężystego. Ponadto, podparcie górne resora ładunku jest niebezpośrednio połączone z pokrywą.The settling device of the paraxial suspension of a railway vehicle is known from the Polish patent description No. PL175856. The spring mechanism consists of a coil spring, called the tare, in which a second spring, called the load, is placed. During operation, the springs cooperate with the lower support and the upper support. The holding device comprises a cover which, while shielding the elastic mechanism, takes the weight of the frame, and a centering mechanism for the upper end of the elastic assembly. Moreover, the upper support of the load spring is indirectly connected to the cover.

Podwozie do pojazdów szynowych znane z polskiego zgłoszenia patentowego nr P-340485 może być eksploatowane przy prędkości powyżej 90 km/godz. i przy obciążeniach kół przekraczających 22,5 t, przy stosowaniu którego nie zostają przekroczone dopuszczalne siły wywierane na torowisko i którego masa nie wzrasta ze wzrostem masy całego pojazdu lub wzrasta mniej niż proporcjonalnie do niej, przy czym podatna na nadążanie za krzywizną toru rama wózka posiada odporną na skręcanie belkę poprzeczną i dźwigary wzdłużne. Prowadnice łożysk osi są osadzone bezpośrednio w pasie dolnym dź wigara wzdł u ż nego, a przy prowadnicach ł o ż ysk osi umieszczone są zarówno przesuwne elementy dociskowe z luzem, korzystnie dwa, jak również połączone za pośrednictwem ogniw miseczki sprężyn, które prócz tego opierają się za pośrednictwem zespołów sprężyn na łożyskach osi. Elementy dociskowe są dociskane z obydwóch stron do łożysk osi przez miseczki sprężyn.The chassis for rail vehicles known from the Polish patent application no. P-340485 can be operated at speeds above 90 km / h. and with wheel loads exceeding 22.5 t, with the application of which the permissible forces exerted on the track are not exceeded and the mass of which does not increase with the increase of the weight of the entire vehicle or increases less than proportionally to it, while the bogie frame is susceptible to following the curvature of the track. torsion-resistant crossbeam and longitudinal girders. Axle bearing guides are mounted directly in the lower belt of the longitudinal beam, and at the axle bearing guides there are both sliding pressure elements with play, preferably two, as well as connected by links of the spring cup, which also rest by means of spring units on axle bearings. The pressure elements are pressed against the axle bearings on both sides by the spring cups.

Znany ze stosowania układ zawieszenia ma ramę podwozia z każdego końca, która po obu stronach w strefie zawieszenia posiada podstawy. Każda podstawa podparta jest zespołem sprężyn zawieszenia na towarzyszącym siodle. Siodło zaś osadzone jest na korpusie łożysk zestawu kołowego. Każda podstawa ma w środkowej części przestrzeń ograniczoną powierzchniami, z którymi współpracują kolumny siodła. Pomiędzy kolumny siodła a współpracujące z nimi powierzchnie podstaw, po obu stronach kolumny, stosuje się kliny cierne wsparte na zespołach sprężyn osadzonych na siodle. Kliny cierne najczęściej są kształtu trójkątnego o różnym pochyleniu płaszczyzn, oraz stosowane są nakładki na powierzchniach klina, siodła i podstawy współpracujących ze sobą. Opór ruchu ślizgowego klina ciernego względem podstawy i siodła, który z kolei zapewnia tłumienie ruchu, powstaje dzięki siłom ciernym wytworzonym między klinem a kolumną siodła. Przy tak zestawionych środkach technicznych w pewnych warunkach atmosferycznych, niewłaściwym doborze gatunków materiałów, zbyt dużym współczynniku tarcia, niewłaściwym ukształtowaniu części współpracujących ze sobą oraz niewystarczającej sztywności, zwłaszcza poprzecznej zespołów sprężyn stabilizujących pracę zawieszenia, mogą wystąpić różne siły powodujące niewłaściwą pracę klinów przy tłumieniu ruchu. Takie zmiany są niepożądane i mogą prowadzić do zakleszczeń, co z kolei prowadzi do niewłaściwego ustawienia się zestawu kołowego zarówno na torze prostym jak i na jego łuku. Konsekwencją takiego faktu jest wzrost oporów toczenia oraz niszczenia zestawów kołowych i szyn.The suspension system known in use has a chassis frame at each end which has bases on both sides in the suspension zone. Each base is supported by a set of suspension springs on the accompanying saddle. The saddle is mounted on the bearing body of the wheelset. Each base has a space in the central part limited by the surfaces with which the saddle columns cooperate. Between the saddle columns and the surfaces of the bases cooperating with them, on both sides of the column, friction wedges are used, supported on sets of springs mounted on the saddle. Friction wedges are most often triangular in shape with different plane inclinations, and overlays are used on the surfaces of the wedge, saddle and the base cooperating with each other. The resistance to the sliding movement of the friction wedge against the base and the saddle, which in turn dampens the movement, arises due to the frictional forces generated between the wedge and the saddle column. With such a combination of technical measures in certain weather conditions, improper selection of material types, too high coefficient of friction, improper shape of the parts cooperating with each other and insufficient stiffness, especially of the transverse sets of springs stabilizing the suspension operation, various forces may occur, causing improper operation of the wedges while damping the movement. Such changes are undesirable and may lead to jamming, which in turn leads to incorrect alignment of the wheelset on both a straight track and its curve. The consequence of this fact is the increase in rolling resistance and the destruction of wheelsets and rails.

Istota układu zawieszenia według wynalazku, polega na tym, że klin cierny ma powierzchnię pochyłą utworzoną przez zamocowane w nim rolki, korzystnie w ilości do dwóch, przy czym klin cierny i podstawa są podparte zespołami sprężyn i posadowione na siodle. Zespoły sprężyn przedzielone są płytą na części, korzystnie dwie, przy czym płyty sąsiadujących ze sobą zespołów sprężyn są połączone, a odpowiadające sobie płyty po obu stronach wagonu są połączone ze sobą drążkami stabilizatora.The essence of the suspension system according to the invention consists in the fact that the friction wedge has an inclined surface formed by rollers mounted therein, preferably in the number of up to two, the friction wedge and the base being supported by spring assemblies and set on the saddle. The spring units are divided by a plate into parts, preferably two, where the plates of adjacent spring units are connected, and the corresponding plates on both sides of the car are connected with each other by stabilizer bars.

PL 207 920 B1PL 207 920 B1

Korzystnie, płyta ma w osi zespołu sprężyn otwór.Preferably, the plate has a hole in the axis of the spring assembly.

Korzystnym jest również to, że klin cierny jednorolkowy ma odbijak usytuowany obok rolki przy końcu klina ciernego, natomiast klin cierny dwurolkowy ma płaszczyznę utworzoną przez rolki, nachyloną do poziomu pod kątem 10°-40°, korzystnie 35°.It is also advantageous that the single-roller friction wedge has a bumper located next to the roller at the end of the friction wedge, and that the two-roller friction wedge has a plane formed by rollers inclined horizontally at an angle of 10 ° -40 °, preferably 35 °.

Zaletą wynalazku jest taka konstrukcja klinów ciernych, która zapewnia mały współczynnik tarcia między pochyłą powierzchnią klina i współpracującą z nią powierzchnią podstawy. Przez zwiększenie sztywności zespołów sprężyn w kierunku wzdłużnym i poprzecznym wagonu bez zmiany jej charakterystyki pionowej i zmian pod względem wymiarowym, oraz bez zmian konstrukcyjnych podstawy i siodła, układ nie destabilizuje pracy zawieszenia wagonu na torze prostym.An advantage of the invention is such a design of the friction wedges that provides a low coefficient of friction between the sloping surface of the wedge and the mating base surface. By increasing the stiffness of the spring assemblies in the longitudinal and transverse directions of the car without changing its vertical characteristics and dimensional changes, and without changing the design of the base and the fifth wheel, the system does not destabilize the work of the suspension of the car on a straight track.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ zawieszenia z klinem dwurolkowym, fig. 2 - układ zawieszenia z klinem jednorolkowym, fig. 3 - klin dwurolkowy, a fig. 4 - klin jednorolkowy.The subject of the invention is presented in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a suspension system with a two-roller wedge, Fig. 2 - a suspension system with a single-roller wedge, Fig. 3 - a two-roller wedge, and Fig. 4 - a single-roller wedge.

Układ zawieszenia pojazdu kolejowego, zwłaszcza dwuosiowego wagonu towarowego, ma podstawy 1 zamocowane do podwozia wagonu po obu jego stronach w strefach zestawów kołowych, które podparte są na zespołach sprężyn 2 osadzonych na towarzyszących siodłach 3. Siodło 3 osadzone jest na korpusie łożysk (maźnicy) zestawu kołowego. Każda podstawa 1 ma w części środkowej przestrzeń 4 ograniczoną powierzchniami, z którymi współpracują kolumny siodła 5. Pomiędzy kolumnami siodła 5 a współpracującymi z nimi podstawami 1, po obu stronach, są kliny cierne 6. Kliny cierne 6 mają zabudowane rolki 12, jedną albo dwie. W klinie ciernym 6 dwurolkowym płaszczyzna utworzona przez rolki 12 jest nachylona do poziomu pod kątem 30°, a powierzchnia pionowa ma nakładkę 7 z materiału o niskim współczynniku tarcia mniejszym od 0,2, której powierzchnia zewnętrzna jest w kształcie wycinka walca o osi poziomej. Klin cierny 6 jednorolkowy ma pionową płaszczyznę pochyloną w kierunku spadku klina o kąt 3°, wyposażoną w nakładkę 8 z materiału o niskim współczynniku tarcia mniejszym od 0.2, a na płaszczyźnie pochyłej obok rolki 12, po stronie niższej klina 6, ma odbijak 9. Zespoły sprężyn 2 są przedzielone płytą 10, korzystnie w połowie wysokości. Płyty 10 z każdych dwóch sąsiadujących ze sobą zespołów sprężyn 2 są połączone. Odpowiadające sobie płyty 10 po obu stronach wagonu są połączone za pomocą drążka stabilizującego 11. Takie zestawienie środków technicznych zapewnia, że konstrukcja układu zawieszenia pracuje poprawnie.The suspension system of a railway vehicle, especially a two-axle freight car, has bases 1 attached to the chassis of the wagon on both sides in the zones of wheelsets, which are supported on sets of springs 2 mounted on the accompanying saddles 3. The saddle 3 is mounted on the body of the bearings (axle box) of the set circular. Each base 1 has in its central part a space 4 limited by surfaces with which the saddle columns cooperate 5. Between the saddle columns 5 and the cooperating bases 1, on both sides, there are friction wedges 6. The friction wedges 6 have built-in rollers 12, one or two . In the two-roller friction wedge 6, the plane formed by the rollers 12 is inclined horizontally at an angle of 30 °, and the vertical surface has an overlay 7 of a material with a low friction coefficient of less than 0.2, the outer surface of which is shaped like a section of a cylinder with a horizontal axis. The single-roller friction wedge 6 has a vertical plane inclined in the direction of the wedge slope by an angle of 3 °, equipped with an overlay 8 of a material with a low friction coefficient of less than 0.2, and on an inclined plane next to the roller 12, on the lower side of the wedge 6, it has a bumper 9. Assemblies the springs 2 are separated by a plate 10, preferably halfway up. The plates 10 of each two adjacent spring units 2 are connected. Corresponding plates 10 on both sides of the wagon are connected by means of a stabilizing bar 11. This combination of technical means ensures that the structure of the suspension system works correctly.

Claims

A suspension system for a railway vehicle, in particular a two-axle freight car, comprising a base, a fifth wheel and friction wedges of spring units, characterized in that the friction wedge (6) has an inclined surface formed by rollers (12) fixed therein, preferably in the number of up to two, with whereby the friction wedge (6) and the base (1) are supported by the sets of springs (2) and placed on the saddle (3).

2. The system according to claim The spring units (2) as claimed in claim 1, characterized in that the plate (10) is divided into parts, preferably two, where the plates (10) of adjacent spring units (2) are connected, and the corresponding plates (10) on both sides of the wagon are connected with each other by means of stabilizer bars (11).

3. The suspension system according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the plate (10) has a hole in the axis of the spring assembly (2).

4. The suspension system according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the friction wedge (6) has a bumper (9) located next to the roller (12) at the end of the friction wedge (6).

5. Suspension system according to claim The method of claim 1, characterized in that the two-roller friction wedge (6) has a plane formed by rollers (12) inclined horizontally at an angle of 10 ° -40 °, preferably 35 °.