PT1610995E - Running gear for a railway vehicle provided with an improved transversal suspension - Google Patents
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Abstract
Description
11
DESCRIÇÃODESCRIPTION
TREM DE RODAGEM PARA UM VEÍCULO FERROVIÁRIO EQUIPADO COM UMA SUSPENSÃO TRANSVERSAL MELHORADA A invenção diz respeito a um trem de rodagem para um veiculo ferroviário com pelo menos um eixo, uma estrutura do trem de rodagem apoiada no eixo através de uma suspensão primária, uma suspensão secundária para apoio de uma carroçaria na estrutura do trem de rodagem, um dispositivo de inclinação para uma inclinação controlada da carroçaria em torno de um eixo longitudinal do veiculo ferroviário e uma suspensão transversal.The invention relates to a train for a railway vehicle with at least one axle, a chassis of the train supported on the axle by a primary suspension, a secondary suspension for supporting a body in the undercarriage structure, a tilting device for a controlled inclination of the body about a longitudinal axis of the railway vehicle and a transverse suspension.
As molas pneumáticas dos veículos ferroviários de suspensão pneumática correspondem, geralmente, a molas transversais e amortecedores transversais. No tipo de construção clássico de veículos ferroviários de suspensão pneumática com duas molas pneumáticas e um braço rotativo central, as molas e os amortecedores transversais são normalmente dispostos numa posição longitudinal excêntrica ou central profunda. Ambas as posições provocam sobretudo um comportamento dinâmico desfavorável. A disposição numa posição longitudinal excêntrica provoca vibrações de torção parasitas e uma redução da eficiência dos elementos de suspensão. A posição central profunda aumenta as oscilações os movimentos de balanço, reduzindo assim o amortecimento dos movimentos transversais e de balanço.The pneumatic springs of pneumatic suspension rail vehicles generally correspond to transverse springs and transverse dampers. In the classic construction type of pneumatic suspension railway vehicles with two pneumatic springs and a central rotary arm, the springs and the transverse dampers are usually arranged in an eccentric longitudinal or deep central position. Both of these positions cause a particularly unfavorable dynamic behavior. The arrangement in an eccentric longitudinal position causes parasitic torsional vibrations and a reduction in the efficiency of the suspension elements. The deep central position increases the oscillations of the rocking movements, thus reducing the damping of the transverse and rocking movements.
No documento US 6,247,413 BI é descrito um trem de rodagem de plataforma rotativa para um veículo ferroviário com um mecanismo de dois eixos. 0 trem de rodagem é fixado, por meio de uma suspensão primária, a uma estrutura na qual, através da interposição de uma 2 suspensão secundária, é disposto um suporte pendular transversal ao sentido de andamento. 0 suporte pendular pode rodar em torno de um eixo que se estende no sentido longitudinal do veiculo e que está unido a uma travessa transversal configurada como moldura que suporta a carroçaria e que possui longarinas transversais ao sentido de andamento, dispostas à frente e/ou atrás do suporte pendular. Estas longarinas são apoiadas no apoio pendular no sentido de andamento e dispostas de forma móvel neste apoio, transversalmente ao sentido de andamento. Além disso, a travessa possui uma secção central que une ambas as longarinas por debaixo do suporte pendular e que está unida à estrutura do trem de rodagem através de uma guia em forma de lemniscata para absorção das forças longitudinais, união esta que permite a torção da travessa em torno de um eixo praticamente vertical e a deflexão da mesma transversalmente ao sentido de andamento. 0 documento US 3,877,389 descreve um veiculo de transporte de passageiros de dois andares com trens de rodagem de dois eixos que apresentam, respectivamente, uma estrutura do trem de rodagem apoiada no eixo através de uma suspensão primária e uma suspensão secundária para apoio da carroçaria na estrutura do trem de rodagem. Além disso, cada um dos trens de rodagem dispõe de uma suspensão transversal disposta sobre a suspensão secundária e sob o piso do tecto da carroçaria superior, num espaço intermédio da mesma. A presente invenção tem a finalidade de disponibilizar um trem de rodagem do tipo inicialmente referido que não apresente as desvantagens dos veículos ferroviários de suspensão pneumática convencionais acima mencionados. Trata-se de um trem de rodagem enquadrado 3 nesta categoria que, graças à sua construção compacta, proporciona a máxima funcionalidade com um excelente conforto de suspensão.In US 6,247,413 B1 there is described a rotary platform undercarriage for a railway vehicle with a two-axis mechanism. The undercarriage is fixed by means of a primary suspension to a structure in which, by interposing a secondary suspension, a pendular support transverse to the direction of travel is arranged. The pendulum bracket is pivotable about an axis extending in the longitudinal direction of the vehicle and which is attached to a transverse beam configured as a frame supporting the bodywork and having longitudinal cross-members in the direction of travel, arranged at the front and / or at the rear of the pendular support. These struts are supported on the pendulum support in the direction of travel and movably arranged in this support, transversely to the direction of travel. In addition, the beam has a central section which joins both of the spars underneath the pendulum support and which is attached to the structure of the train by means of a lemnische guide for absorbing the longitudinal forces, which enables the about a substantially vertical axis and the deflection thereof transversely to the direction of travel. US 3,877,389 discloses a two-stage passenger transport vehicle with two-axle undercarriages respectively having a chassis structure supported on the axle through a primary suspension and a secondary suspension for supporting the body in the structure of the train. In addition, each of the trains has a transverse suspension arranged on the secondary suspension and under the roof of the upper body in an intermediate space thereof. The present invention has the purpose of providing a chassis of the aforementioned type which does not exhibit the disadvantages of the above mentioned conventional pneumatic suspension railway vehicles. This is a chassis-mounted 3 in this category, thanks to its compact construction, provides maximum functionality with excellent suspension comfort.
Esta finalidade é concretizada através de um trem de rodagem do tipo inicialmente referido, de acordo com a invenção e com as caracteristicas da reivindicação 1.This purpose is achieved by means of a train of the type initially referred to, according to the invention and with the features of claim 1.
No trem de rodagem de acordo com a invenção, é instalada uma suspensão transversal ou um amortecedor transversal por cima da suspensão secundária e por baixo do piso da carroçaria. Além disso, por cima da suspensão secundária é disposto um suporte intermédio no qual está apoiado um actuador para regulação da inclinação da carroçaria em relação à estrutura do trem de rodagem. 0 suporte intermédio possui um entalhe através do qual se projecta um suporte para apoio da suspensão transversal ou do amortecedor transversal.In the undercarriage according to the invention, a transverse suspension or a transverse damper is installed above the secondary suspension and under the floor of the bodywork. Furthermore, on top of the secondary suspension is arranged an intermediate support on which is supported an actuator for adjusting the inclination of the body in relation to the structure of the train. The intermediate support has a notch through which a support for supporting the transverse suspension or the transverse damper projects.
Como tal, a suspensão transversal é preferencialmente colocada a meio do trem de rodagem. Este posicionamento elevado e central da suspensão transversal e/ou do amortecedor transversal permite um melhor controlo e uma menor influência recíproca dos movimentos transversais, de balanço e de rolamento. Graças ao posicionamento central (a meio) da suspensão transversal e/ou do amortecedor transversal, dá-se um acoplamento das oscilações transversais e rotativas do trem de rodagem, o que aumenta a eficiência dos elementos de suspensão e permite um melhor desempenho dos sistemas de regulação activos. 0 trem de rodagem de acordo com a invenção proporciona uma funcionalidade e um desempenho máximos com uma construção extremamente compacta. Este distingue-se por uma construção relativamente simples, o que se traduz em baixos custos de produção. 4As such, the transverse suspension is preferably placed in the middle of the undercarriage. This high central positioning of the transverse suspension and / or the transverse damper allows better control and less reciprocal influence of transverse, swing and rolling movements. Thanks to the central positioning (in the middle) of the transverse suspension and / or the transverse damper, the transverse and rotational oscillations of the undercarriage are coupled, which increases the efficiency of the suspension elements and allows a better performance of the suspension systems. regulation. The undercarriage according to the invention provides maximum functionality and performance with an extremely compact construction. This is distinguished by a relatively simple construction, which translates into low production costs. 4
Nas reivindicações dependentes são apresentadas outras configurações vantajosas do trem de rodagem de acordo com a invenção.Further advantageous configurations of the undercarriage according to the invention are set forth in the dependent claims.
Seguidamente, a invenção será explicada de forma mais pormenorizada com base em desenhos que ilustram várias formas de execução. São ilustrados:Thereafter, the invention will be explained in more detail on the basis of drawings illustrating various embodiments. The following are illustrated:
Fig. 1 Uma vista esquemática de uma primeira forma de execução de um trem de rodagem de acordo com a invenção; eFig. 1 is a schematic view of a first embodiment of a train according to the invention; and
Fig. 2 Uma vista esquemática de uma segunda forma de execução de um trem de rodagem de acordo com a invenção. 0 trem de rodagem representado na Fig. 1 é composto por vários eixos, dos quais, para facilitar a compreensão, é ilustrada apenas uma secção do eixo 1 com uma roda ferroviária 2 de um eixo. Cada eixo é equipado com travões (não ilustrados), por exemplo travões de disco, e inserido em guias para eixos (não ilustradas).Fig. 2 is a schematic view of a second embodiment of a train according to the invention. The drive train shown in Fig. 1 is composed of several axes, of which, for ease of understanding, only one section of the axle 1 with a one-axle railway wheel 2 is shown. Each axle is equipped with brakes (not shown), for example disc brakes, and inserted into axle guides (not shown).
Além disso, o trem de rodagem é composto por uma estrutura do trem de rodagem 3, apoiada no eixo através de uma suspensão primária 4 em forma de molas helicoidais. Na estrutura do trem de rodagem 3, a carroçaria 5 de um veiculo ferroviário, por exemplo a carroçaria de um comboio de longo curso para transporte de passageiros, é apoiada através de uma suspensão secundária 6. Da carroçaria 5, a figura ilustra apenas o respectivo piso. A suspensão secundária é composta por pelo menos duas unidades de suspensão, configuradas como molas pneumáticas 6. Cada mola pneumática 6 dispõe de um 5 fole 7, um volume adicional 8 e uma mola adicional 9 que actua no sentido vertical. Se possível, os componentes 7 a 9 das molas pneumáticas 6 são preferencialmente dispostos próximos uns dos outros. Deste modo, é possível evitar a instalação de cabos de união longos que, possivelmente, provocariam efeitos de estrangulamento indesejados e/ou um endurecimento dinâmico com frequências elevadas. Conforme ilustrado na Fig. 1, os componentes 7 a 9 das molas pneumáticas 6 são dispostos imediatamente junto uns dos outros.In addition, the undercarriage is composed of a structure of the undercarriage 3, supported on the axle by a primary suspension 4 in the form of helical springs. In the structure of the undercarriage 3, the body 5 of a railway vehicle, for example the body of a long-distance train for passenger transport, is supported by a secondary suspension 6. Of the body 5, the figure only illustrates the respective floor. The secondary suspension is composed of at least two suspension units, configured as pneumatic springs 6. Each air spring 6 has a bellows 7, a further volume 8 and an additional spring 9 acting in the vertical direction. If possible, the components 7 to 9 of the pneumatic springs 6 are preferably arranged close to one another. In this way, it is possible to avoid the installation of long connecting cables which would possibly cause undesired bottlenecks and / or dynamic hardening with high frequencies. As shown in Fig. 1, the components 7 to 9 of the pneumatic springs 6 are arranged immediately next to one another.
Por cima das molas pneumáticas 6 é disposto um suporte intermédio 10 sob a forma de travessa, sobre o qual se encontra montado um dispositivo de inclinação de tipo já conhecido, através do qual a carroçaria 5 pode ser inclinada em torno do seu eixo longitudinal, especialmente em trajectos com curvas. O dispositivo de inclinação montado na travessa intermédia 10 inclui preferencialmente quatro rolos 11 que assentam em suportes especiais na travessa 10. Destes quatro rolos 11, a figura ilustra apenas dois. Nos rolos 11 assenta uma travessa da carroçaria 12, em cuja parte inferior se encontram as vias de rolamento 13 associadas aos rolos 11. As vias de rolamento 13 podem ter configuração côncava e/ou convexa. No exemplo de forma de execução ilustrado, trata-se basicamente de vias de rolamento planas 13, inclinadas em diferentes sentidos, de modo a que os respectivos prolongamentos se cruzem num ponto como as pernas de um V. A travessa da carroçaria 12 é unida à carroçaria 5 através de elementos de união especiais 14. Os rolos 11, assim como as vias de rolamento 13, são dispostos de forma sensivelmente simétrica em relação ao eixo longitudinal central e/ou a zona longitudinal central vertical. 6Above the pneumatic springs 6 there is arranged an intermediate support 10 in the form of a beam, on which there is mounted a tilting device of the known type, by means of which the body 5 can be inclined about its longitudinal axis, especially on curved paths. The tilt device mounted on the intermediate beam 10 preferably includes four rollers 11 which rest on special supports on the beam 10. Of these four rollers 11, the figure illustrates only two. In the rollers 11 there is a bodywork crosspiece 12, in the lower part of which are the rolling paths 13 associated with the rollers 11. The roller paths 13 may have concave and / or convex configuration. In the illustrated exemplary embodiment, these are basically flat raceways 13, inclined in different directions, so that the respective extensions intersect at a point like the legs of a V. The bodywork 12 is attached to the body body 5 through special joining elements 14. The rollers 11, as well as the bearing paths 13, are arranged substantially symmetrically with respect to the central longitudinal axis and / or the vertical central longitudinal zone. 6
Na travessa intermédia 10 e na travessa da carroçaria 12 estão articuladas as extremidades de um elemento actuador 15, que se pode tratar, por exemplo, de um actuador de inclinação electromecânico, hidráulico ou electro-hidráulico, especialmente um cilindro hidráulico de efeito duplo.The ends of an actuating member 15, which may be for example an electromechanical, hydraulic or electrohydraulic tilt actuator, in particular a double acting hydraulic cylinder, are hinged to the intermediate crossbar 10 and the body crosspiece 12.
Por cima da travessa intermédia 10 está montado um amortecedor transversal 16. Uma das extremidades do amortecedor transversal 16 está apoiada na travessa intermédia 10 e a outra na estrutura do trem de rodagem 3 através de um suporte 17. O amortecedor transversal 16 pode ser especialmente um amortecedor transversal semiactivo. O suporte 17 associado ao amortecedor transversal 16 é instalado sensivelmente a meio entre ambas as molas pneumáticas 6 e estende-se desde a estrutura do trem de rodagem 3 até um nível acima das molas pneumáticas 6. Para este efeito, a estrutura do trem de rodagem 3 pode, por exemplo, apresentar uma abertura e/ou entalhe em forma de caixa 18 através do qual se projecta o suporte. A estrutura do trem de rodagem 3 possui dois amortecedores transversais. O suporte 17 que apoia o amortecedor transversal 16 está unido a ambos os suportes transversais da estrutura do trem de rodagem 3 e/ou, preferencialmente, é formado pela união longitudinal de ambos os amortecedores transversais da estrutura 3. Neste suporte 17 está, além disso, montada uma mola transversal progressiva 19, destinada à limitação da via lateral relativa entre a estrutura do trem de rodagem 3 e a travessa intermédia 10 ("Holdoff device"), estando igualmente apoiada na travessa intermédia 10. A mola transversal de efeito progressivo 19 é montada imediatamente por baixo da travessa intermédia 10. 7A transverse damper 16 is mounted above the intermediate beam 10. One end of the transverse damper 16 is supported on the intermediate beam 10 and the other on the structure of the train 3 through a support 17. The transverse damper 16 may be especially a semi-active transverse bumper. The support 17 associated with the transverse damper 16 is installed substantially midway between both of the pneumatic springs 6 and extends from the structure of the undercarriage 3 to a level above the air springs 6. To this end, the structure of the train 3 may, for example, have a box-shaped aperture and / or notch 18 through which the carrier projects. The chassis of the undercarriage 3 has two transverse buffers. The carrier 17 which supports the transverse damper 16 is attached to both transverse supports of the chassis 3 of the undercarriage 3 and / or is preferably formed by the longitudinal attachment of both transverse dampers of the frame 3. In this support 17 there is furthermore , a progressive transverse spring 19 is mounted, designed to limit the relative side track between the undercarriage structure 3 and the intermediate crossbar 10 (" Holdoff device "), and is also supported on the intermediate crossbar 10. The transverse spring of progressive effect 19 is mounted immediately below the intermediate beam 10.
No sentido longitudinal, atrás e à frente de cada mola pneumática 6, é disposta uma mola transversal 20 entre a estrutura do trem de rodagem 3 e a travessa intermédia 10, sendo ilustrada na figura apenas uma destas molas transversais. As molas transversais 20, apoiadas através de suportes na estrutura do trem de rodagem 3 e na travessa intermédia 10, são preferencialmente instaladas em nichos da estrutura.In the longitudinal, rear and forward direction of each pneumatic spring 6, a transverse spring 20 is arranged between the undercarriage frame 3 and the intermediate beam 10, only one of these transverse springs being shown in the figure. The transverse springs 20, supported by supports in the chassis of the undercarriage 3 and the intermediate beam 10, are preferably installed in niches of the frame.
Deve salientar-se que o amortecedor transversal 16 está montado entre dois dos quatro rolos 11 do dispositivo de inclinação. Entre os outros dois rolos é montado o elemento actuador 15 do dispositivo de inclinação.It should be noted that the transverse damper 16 is mounted between two of the four rollers 11 of the tilting device. Between the other two rollers is mounted the actuating element 15 of the tilting device.
Na parte exterior de cada mola pneumática 6 é disposto um amortecedor vertical 21 entre a estrutura do trem de rodagem 3 e a travessa intermédia 10. Conforme os requisitos, poderão ser previstos um ou dois estabilizadores de oscilações 22. A barra de torção do estabilizador de oscilações assenta na estrutura do trem de rodagem 3, enquanto o braço do estabilizador (elemento de guia) 23 está articulado na parte exterior das molas pneumáticas 6 no suporte intermediário 10. O exemplo de forma de execução esquematicamente ilustrado na Fig. 2 distingue-se do exemplo de forma de execução apresentado na Fig. 1 sobretudo pelo facto de, em vez das molas transversais de efeito passivo e do amortecedor transversal de efeito passivo, estar montada uma suspensão transversal por cima da travessa intermédia 10 e, como tal, por cima das molas pneumáticas 6 (suspensão secundária). Neste caso, a suspensão transversal activa é composta por duas molas transversais activas 24, 25, as quais estão fixadas à extremidade superior do suporte 17 que se projecta pela abertura 18 da travessa intermédia 10 e à travessa intermédia 10 propriamente dita. Também é possível a instalação simples de uma mola transversal activa no suporte 17 em vez de duas molas transversais activas 24, 25. Por sua vez, o suporte 17 é instalado na zona longitudinal central da carroçaria 5 e fixado pela outra extremidade à estrutura do trem de rodagem 3. Neste caso, a carroçaria 5 está igualmente equipada com um dispositivo de inclinação. Deve salientar-se que na carroçaria 5 está montada uma travessa da carroçaria 12, em cuja parte inferior existem vias de rolamento 13 côncavas através das quais a carroçaria 5 assenta nos rolos 11 existentes na travessa intermédia 10.On the outside of each air spring 6 is a vertical damper 21 between the undercarriage 3 and the intermediate beam 10. Depending on the requirements, one or two oscillation stabilizers 22 may be provided. The stabilizer torsion bar oscillations rests on the structure of the undercarriage 3, while the stabilizer arm (guide element) 23 is hinged on the outside of the pneumatic springs 6 in the intermediate support 10. The exemplary embodiment schematically illustrated in Fig. 2 is distinguished from of the exemplary embodiment shown in Fig. 1 in particular in that instead of the transverse springs of passive effect and the transverse passive damper, a transverse suspension is mounted above the intermediate beam 10 and, as such, above of the pneumatic springs 6 (secondary suspension). In this case, the active transverse suspension is composed of two active transverse springs 24, 25, which are secured to the upper end of the bracket 17 which projects through the aperture 18 of the intermediate beam 10 and to the intermediate beam 10 itself. It is also possible to simply install an active transverse spring on the support 17 instead of two active transverse springs 24, 25. In turn, the support 17 is installed in the central longitudinal region of the body 5 and fixed at the other end to the structure of the train In this case, the body 5 is also equipped with a tilting device. It should be noted that in the body 5 there is mounted a body crosspiece 12, in the lower part of which there are concave bearing paths 13 through which the body 5 rests on the rollers 11 on the intermediate beam 10.
Deste modo, a invenção disponibiliza um trem de rodagem modular que pode ser opcionalmente equipado com molas transversais activas, um amortecedor transversal semiactivo e um dispositivo de inclinação, sem qualquer necessidade de alteração profunda da interface entre o trem de rodagem e a carroçaria ou de intervenção na estrutura da carroçaria.Accordingly, the invention provides a modular undercarriage which can be optionally equipped with active transverse springs, a semi-active transverse damper and a tilt device, without any need for a profound change in the interface between the undercarriage and the bodywork or intervention in the body structure.
Lista de referências numéricas 1. Secção do eixo 2. Roda ferroviária 3. Estrutura do trem de rodagem 4. Suspensão primária (mola helicoidal) 5. Carroçaria 6. Mola pneumática (suspensão secundária) 7. Fole da mola pneumática 8. Volume adicional da mola pneumática 9. Mola adicional da mola pneumática 10. Suporte intermédio (travessa intermédia) 9 11. Rolo 12. Travessa da carroçaria 13. Via de rolamento 14. Elemento de união 15. Elemento actuador 16. Amortecedor transversal 17. Suporte 18. Abertura (entalhe) 19. Mola transversal progressiva 20. Mola transversal 21. Amortecedor vertical 22. Estabilizador de oscilações 23. Braço estabilizador 24. Mola transversal activa 25. Mola transversal activaList of numerical references 1. Axle section 2. Railway wheel 3. Undercarriage frame 4. Primary suspension (coil spring) 5. Body 6. Pneumatic spring (secondary suspension) 7. Pneumatic spring bellows 8. Additional volume of pneumatic spring 9. Auxiliary spring of the pneumatic spring 10. Intermediate support (intermediate beam) 9 11. Roller 12. Body rail 13. Rolling track 14. Connecting element 15. Actuator element 16. Transverse damper 17. Bracket 18. Opening (notch) 19. Progressive cross spring 20. Transverse spring 21. Vertical damper 22. Oscillation stabilizer 23. Stabilizer arm 24. Active cross spring 25. Active cross spring
DOCUMENTOS REFERIDOS NA DESCRIÇÃO A lista de documentos referidos pelo autor do presente pedido de patente foi elaborada apenas para informação do leitor, não sendo parte integrante do documento de patente europeia. Não obstante o cuidado na sua elaboração, o IEP não assume qualquer responsabilidade por eventuais erros ou omissões.DOCUMENTS REFERRED TO IN THE DESCRIPTION The list of documents referred to by the author of the present application was made solely for the reader's information and is not an integral part of the European patent document. Notwithstanding careful preparation, the IEP assumes no responsibility for any errors or omissions.
Documentos de patente referidos na descrição • US 6247413 BI [0003] • US 3877389 A [0004]Patent documents referred to in the specification • US 6247413 BI [0003] • US 3877389 A [0004]
Lisboa, 29.08.2007Lisbon, 08/29/2007
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