PT81353B - BOGIE FOR RAIL VEHICLES OF TYPE PERMITTING VARIABLE POSITIONING - Google Patents
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Abstract
Description
presente invento rsfere-se a um bogie para veículos ferroviários do tipo permitindo posicionamento variável.the present invention relates to a bogie for railway vehicles of the type allowing for variable positioning.
Ξ sabido que as linhas ferroviárias, nas curvas, apresentam uma certa sobreelevação da via, para reduzir o efeito da aceleração centrífuga a que são sujeitos os veículos.It is known that the railway lines, in the curves, present a certain elevation of the track, to reduce the effect of the centrifugal acceleration to which the vehicles are subjected.
Esta sobreelevação permite descrever as curvas a. velocidades superiores.This superelevation allows to describe curves a. higher speeds.
Por razões de estabilidade, os valores da sobreelevação são limitados por normas internacionais.For reasons of stability, the values of superelevation are limited by international standards.
Para aumentar ainda mais a velocidade do veículo nas curvas, sem sujeitar os passageiros a valores inaceitáveis da aceleração centrífuga, é conhecido o princípio de tornar variável o posicionamento da caixa do veículo ferroviário, inclinando a mesma de forma adequada em relação aos bogies, em direcção à parte interior da curva, por meio de dispositivos mecânicos apropriados. Desta maneira, ao ângulo de sobreelevação da via, soma-se o ângulo de rotação da caixa, compensando-se os passageiros, na curva, totalmente ou em parte, das maiores acelerações produzidas pela velocidade mais elevada.To further increase the speed of the vehicle in curves, without subjecting passengers to unacceptable values of centrifugal acceleration, the principle of making the positioning of the railway vehicle box variable by tilting it appropriately in relation to the bogies, is known to the inner part of the curve, by means of appropriate mechanical devices. In this way, the angle of superelevation of the track adds the angle of rotation of the box, compensating passengers, in the curve, totally or in part, for the greatest accelerations produced by the highest speed.
Os sistemas conhecidos têm, no entanto, o inconveniente de não consentir a utilização de caixas de estrutura tradicional em sistemas de posicionamento variável, requerendo portanto a construção de bogies e caixas especiais.The known systems, however, have the disadvantage of not allowing the use of boxes of traditional structure in systems of variable positioning, therefore requiring the construction of bogies and special boxes.
presente invento tem por objectivo uma estrutura de oogio para veículo ferroviário, motora ou de suporte, para uso em carruagens de passageiros e também da locomotiva , apta a inclinar de forma adequada raio de curvatura da via. à racão a caixa do- veículo em relação ao maior velocidade atingível sem altedo material utilizado, como seja o ar, sem modificações estruturais, as caixas dos veí das condições gorais utili i:The present invention aims at an oogium structure for railway, motor or support vehicle, for use in passenger carriages and also of the locomotive, able to properly tilt the radius of curvature of the track. the vehicle box in relation to the highest attainable speed without high material used, such as air, without structural modifications, the vehicle boxes of the typical conditions used:
também caixas novasalso new boxes
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File No Cal 55 Q93File No Cal 55 Q93
J invento.I invent.
Para ati ngir este abjectivc está previsto, dade con 0 permitindo posicionamento variável, cor.i uma travessa oscilante para 0 s □aTo achieve this objective, it is planned, with 0 allowing variable positioning, with an oscillating crosspiece for 0 s □ a
CIO rotação eni torno caracterizado pslCIO rotating on lathe featured psl
-i to, eia relação veículos irandes nvsstir.srtopara 0 ção do investi mento serviço os veículos novos permitindo, portanto, grande redu invento pode ter, por dS:-i to, the relation between iran vehicles nvsstir.srtopara for investment investment service new vehicles allowing, therefore, a great reduction in invention may have, by dS:
ser munido dária, asbe equipped with daria,
No ent de suspeDo not suspect
ária e secundros pneumáticos ou hidro-pneuoáticos, com a função de i * ' 64 276pneumatic or hydro-pneumatic arteries and seals, with the function of i * '64 276
File No Cal 55 095File No Cal 55 095
A rotação da caixa ocorre sei torno de um eixo assente no plano longitudinal de simetria, obtém-se assim o posicionamento variável que produz a compensação' parcial ou total da ace leração centrífuga nas curvas.The rotation of the box takes place around an axis based on the longitudinal plane of symmetry, thus obtaining the variable positioning that produces the partial or total compensation of the centrifugal acceleration in the curves.
Outras particularidades do invento serão melhor evidenciadas pela descrição seguinte, relativa a alguns exemplos de concretização do invento, representados nos desenhos, nos quais:Other features of the invention will be better evidenced by the following description, relating to some examples of embodiment of the invention, represented in the drawings, in which:
a fig. 1 á um alçado lateral parcialmente en corte de um bogie em conformidade com o invento;fig. 1 is a side elevation partially cut through a bogie according to the invention;
a fig. 2 é uma vista semelhante à da fig. 1, mas com um sistema de suspensão diferente;fig. 2 is a view similar to that of fig. 1, but with a different suspension system;
as figuras 3 e 4 são alçados laterais parcialmente em corte de uma outra forma de concretização do invento, com dois sistemas de suspensão diferentes ;figures 3 and 4 are side elevations partially in section of another embodiment of the invention, with two different suspension systems;
a fig. 5 è uma planta de um bogie em conformidade com o invento;fig. 5 is a bogie plant according to the invention;
a fig. 6 mostra uma outra forma de concretização de um bogie, em alçado lateral parcialmente em corte.fig. 6 shows another embodiment of a bogie, in side elevation partially in section.
A chumaceira esférica 1 permite a rotação da travessa oscilante 3 e do chassis do bogie 4 em todas as direcçães em re lação à caixa do veículo 2, ou seja tanto em torno ds um eixo vertical como em torno de um eixo horizontal. A chumaceira, esférica 1 está munida ds um perno de segurança 20 vertical s de dois pares de suportes 21 e 22 (fig. 5). Os elementos 21 são solidários com a meia chumaceira superior, cs elementos 22 com a meie chumaceira inferior. Os referidos suportes têm a função de limitar o ângulo de rotação da chumaceira 1 no plano vertical longitudinal.The spherical bearing 1 allows the swinging beam 3 and the bogie chassis 4 to be rotated in all directions in relation to the vehicle body 2, that is, both around a vertical axis and around a horizontal axis. The spherical bearing 1 is provided with a vertical safety pin 20 with two pairs of supports 21 and 22 (fig. 5). The elements 21 are attached to the upper half bearing, the elements 22 to the lower half bearing. The said supports have the function of limiting the rotation angle of the bearing 1 in the vertical longitudinal plane.
presente invento oferece todas as grandes vantagens ar. tsriormente referidas, dada a simplicidade do sistema , decorrente do facto de as características acima descritas da chumaceira esférica serem exploradas para realizar o movimento angular da caixa, variando a posição em relação à travessa oscilantethe present invention offers all the great air advantages. as mentioned above, given the simplicity of the system, due to the fact that the characteristics described above of the spherical bearing are exploited to perform the angular movement of the box, varying the position in relation to the oscillating crosspiece
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-53 e ao chassis do bogie 4 no plano vertical transversal, confo.r me está indicado pelas linhas tracejadas.-53 and the bogie 4 chassis in the vertical transverse plane, as shown by the dashed lines.
Como se vê, nas figs. 1 e 2, a. chumaceira compreende uma parte sensivelmente semi-ssférica côncava, móvel entre duas partes conjugadas, que formam um conjunto estando estas e aquela fixadas respectivamente à travessa oscilante 3 e à caixa do veículo 2. fi parte semi-esférica côncava tem uma abertura que permite a.rotação da mesma em relação às partes conjugadas também em torno de um eixo horizontal.As can be seen, in figs. 1 and 2, a. The bearing comprises a substantially semi-spherical concave part, movable between two conjugated parts, which form a set, these and that being fixed respectively to the oscillating crosspiece 3 and to the vehicle housing 2. The concave semi-spherical part has an opening that allows. its rotation in relation to the conjugated parts also around a horizontal axis.
comando da rotação da caixa 2 em relação à travessa oscilante 3 em função da força centrífuga F, faz-se por meio de cilindros hidráulicos 5 do tipo simples ou telescópico, Os cilindros 5 são protegidos por capas de protecção 17 .The rotation of the box 2 in relation to the oscillating beam 3 according to the centrifugal force F, is carried out by means of hydraulic cylinders 5 of the simple or telescopic type. The cylinders 5 are protected by protective covers 17.
A base de cada cilindro 5 está fixada num recesso existente na travessa oscilante 3, enquanto que □ topo do respectivo pistão entra e se apoia, por intermédio de uma chumaceira de esferas ou de outro tipo, num recesso existente na caixa do vagão, permitindo-se assim reduzir o espaço ocupado.The base of each cylinder 5 is fixed in a recess in the oscillating beam 3, while □ the top of the respective piston enters and rests, by means of a ball bearing or other type, in a recess in the box of the wagon, allowing if so reducing the space occupied.
Estão ainda previstos outros cilindros 15 do tipo pneumático ou hidro-pneumático para o comando da suspensão lateral activaj estes estão instalados entre a travessa oscilante 3 e as longarinas 4 do chassis do bogie e os seus pistões estão pro tegidos por capas 17lOther cylinders 15 of the pneumatic or hydro-pneumatic type are also provided for the control of the active side suspension. These are installed between the swinging beam 3 and the side members 4 of the bogie chassis and their pistons are protected by 17l covers.
Os tampões de fim de curso dispostos entre a travessa, oscilante 3 e a caixa 2 tem a função de limitar mecanicamente a rotação da caixa 2 em relação à travessa oscilante 3 ao valor máximo admitido, evitando-se ao mesmo tempo, solicitações de choque prejudiciais sobre os cilindros 5.The limit switches placed between the beam, oscillating 3 and the box 2 have the function of mechanically limiting the rotation of the box 2 in relation to the oscillating beam 3 to the maximum allowed value, avoiding, at the same time, harmful shock demands on the cylinders 5.
Os referidos tampões de fim de curso 16 são munidos de superfícies de contacto rígido ou elástico de material anti-fricção e também de um dispositivo para regulação, de modo pre ciso, do valor máximo do ângulo de rotação referente ao posicio namento variável da caixa do vagão.Said limit plugs 16 are provided with rigid or elastic contact surfaces made of anti-friction material and also with a device for precisely regulating the maximum value of the angle of rotation for the variable position of the housing. wagon.
Os tampões de fim de curso 16 podem ser do tipo fixo ou do tipo móvel.The limit plugs 16 can be fixed or movable.
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File No Cal 55 093File No Cal 55 093
-6Os do tipo móvel encontram-se em condições de repouso durante o funcionamento normal do sistema de posicionamento variável, assumindo, para esse efeito, a simples função de tampões de fim de curso. Em condições de trabalho, eles sobressaem da sua sede, accionados hidraulicamente e/ou mecanicamente, efectu ando um curso igual, a fim de actuarem como dispositivo de sequ rança, que leva a caixa do vagão à posição vertical e a bloqueia nessa posição no caso de não existir o sistema de posicionamento variável.-6The mobile type are at rest during normal operation of the variable positioning system, assuming, for this purpose, the simple function of limit switches. In working conditions, they protrude from their seat, actuated hydraulically and / or mechanically, making an equal stroke, in order to act as a safety device, which takes the box of the wagon to the vertical position and locks it in that position in the case there is no variable positioning system.
Os tampões móveis 16 podem ainda ser utilizados como dispositivo de emergência que substitui inteiramente os cilindros de comando 5, para accionamento do sistema de posicionamento variável.The movable plugs 16 can also be used as an emergency device that entirely replaces the control cylinders 5, for driving the variable positioning system.
As figs. 1 e 2 diferem apenas no facto de, na fig. 1, a suspensão secundária do bogie ser feita por moías pneumáticas 6, enquanto que, na fig. 2, a suspensão é realizada por meio de mo íFigs. 1 and 2 differ only in that, in fig. 1, the secondary suspension of the bogie is made by pneumatic grips 6, whereas, in fig. 2, the suspension is carried out by means of
las vulgares helicoidais, de aço, 6. Em ambos os casos a suspensão secundária compreende amortecedores hidráulicos laterais 18 e verticais 19, que se encontram montados na travessa oscilante 3 e nas longarinas 4 do chassis do bogie.ordinary helicoidal steel steel 6. In both cases the secondary suspension comprises lateral 18 and vertical hydraulic shock absorbers, which are mounted on the swinging beam 3 and the side members 4 of the bogie chassis.
Na concretização das figs. 3 e 4 a rotação do bogie em relação à caixa do vagão, no plano horizontal, faz-se por meio da chumaceira inferior cilíndrica 7, enquanto a rotação da caixa 2 no plano vertical transversal se faz unicamente por meio da chumaceira superior 8, constituída por um sector cilíndrico. Os extremos anterior e posterior, em sentido longitudinal, da peça intermédia 9 da chumaceira são constituídos por paredes ver ticais capazes de suportar as solicitações longitudinais que se manifestam entre a caixa do vagão 2 e o bogie 3-4.In the embodiment of figs. 3 and 4 the rotation of the bogie in relation to the wagon box, in the horizontal plane, is done by means of the cylindrical lower bearing 7, while the rotation of the box 2 in the vertical transverse plane is made only by means of the upper bearing 8, constituted by a cylindrical sector. The front and rear ends, in the longitudinal direction, of the intermediate part 9 of the bearing consist of vertical walls capable of withstanding the longitudinal stresses that manifest between the box of the wagon 2 and the bogie 3-4.
Essencialmente, a chumaceira compreende, neste caso, uma peça intermédia 9, ligada por um acoplamento geométrico cilíndrico com as peças da chumaceira fixas, respectivamente, ao chassis e à caixa do vagão, sendo os eixos das peças cilíndricas perpendiculares entre si. As partes são mantidas juntas pe_ lo perno vertical 20.Essentially, the bearing comprises, in this case, an intermediate part 9, connected by a cylindrical geometric coupling with the bearing parts fixed, respectively, to the chassis and the wagon box, the axes of the cylindrical parts being perpendicular to each other. The parts are held together by the vertical pin 20.
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-7Na fig. 5 representa-se, a título exemplificatiuo, um tipo de bogie nas suas partes fundamentais, concebido em confor midade com o invento.-7In fig. 5 is shown, by way of example, a type of bogie in its fundamental parts, designed in accordance with the invention.
bogie é constituído pelos eixos 10, freios de disco 11, cilindros de freio 12, enquanto que o chassis do bogie á composto por: travessa de topo 13, travessa intermédia 14, lori garinas 4 e ainda pela travessa oscilante 3, cilindros hidráuli cos de comando 5 e chumaceira esférica, por exemplo do tipo indicado nas figs. 1 e 2.bogie consists of axles 10, disc brakes 11, brake cylinders 12, while the bogie chassis consists of: top crosspiece 13, intermediate crosspiece 14, lori garinas 4 and also the oscillating crosspiece 3, hydraulic cylinders of control 5 and spherical bearing, for example of the type indicated in figs. 1 and 2.
Na fig. 6 mostra-se, a título exemplificativo, o corte transversal de um outro tipo possível de bogie concebido em con formidade com o invento. Serve a figura para evidenciar as características vantajosas do presente invento, que, sempre graças às suas características de simplicidade de construção pode ser empregada de uma maneira simples em qualquer tipo de bogie munido da travessa oscilante 3, transformando^o bogie de bogie normal em bogie de posição variável.In fig. 6 shows, by way of example, the cross-section of another possible type of bogie designed in accordance with the invention. The figure serves to show the advantageous characteristics of the present invention, which, thanks to its simplicity of construction characteristics, can be used in a simple way in any type of bogie equipped with the oscillating beam 3, transforming the normal bogie bogie into bogie. variable position.
bogie da fig. 6 difere do representado nas figuras 1-5, pelo facto de a travessa oscilante 3 estar montada por baixo das molas 6, do tipo pneumático, representado no desenho, ou do tipo com molas cilíndricas de aço.bogie of fig. 6 differs from that shown in figures 1-5, in that the oscillating beam 3 is mounted under the springs 6, of the pneumatic type, shown in the drawing, or of the type with cylindrical steel springs.
Nesta figura, a caixa do vagão 2 apoia-se sobre a travessa oscilante 3, por meio das molas 6, e a travessa 3 apoia-se no chassis do bogie 4, por meio da chumaceira de tipo composto 7, 8, 9, como se representa nas figuras 3 ou 4 ou por intermédio da chumaceira do tipo 1 representada nas figuras 1 ouIn this figure, the box of the wagon 2 rests on the oscillating crossmember 3, by means of the springs 6, and the crossmember 3 rests on the chassis of the bogie 4, by means of the compound bearing 7, 8, 9, as shown in figures 3 or 4 or by means of the type 1 bearing shown in figures 1 or
2.2.
fi rotação do chassis 4 do bogie ao descrever uma curva, no plano horizontal, faz-se em relação à travessa oscilante 3 e portanto em relação à caixa do vagão 2, dado que estes, nas cur vas, não rodam um em relação ao outro neste plano.fi rotation of the bogie's chassis 4 when describing a curve, in the horizontal plane, is made in relation to the oscillating crossmember 3 and therefore in relation to the box of the wagon 2, since these, in the curves, do not rotate in relation to each other in this plane.
A rotação da caixa do vagão 2 é da travessa oscilante 3, no plano vertical transversal, faz-se sempre por meio da chumaceira do tipo composto 7, 8, 9 ou da chumaceira do tipo simplesThe rotation of the box of the wagon 2 is of the oscillating crosspiece 3, in the vertical transverse plane, it is always done through the bearing of the compound type 7, 8, 9 or the bearing of the simple type
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1, em relação ao chassis do bogie 4.1, in relation to the bogie chassis 4.
Os cilindros hidráulicos de comando 5 conferem, à travessa oscilante 3 e portanto à caixa do vagão 2, o movimento a_n guiar transversal de posicionamento variável.The hydraulic control cylinders 5 give the oscillating cross-member 3 and therefore the wagon box 2, the transverse motion of variable positioning.
A base dos cilindros 5 é fixada, por exemplo, no interi or das longarinas 4, enquanto que o extremo dos respectivos pis tões se apoia num recesso praticado na travessa oscilante 3, por intermédio de um rolamento de esferas ou de outro tipo. 0 rolamento serve para deixar correr livremente o extremo do respectivo êmbolo, em relação à travessa 3 durante o movimento de escorregamento que se manifesta quando o chassis 4 do bogie roda entrando na curva.The base of the cylinders 5 is fixed, for example, inside the side members 4, while the end of the respective studs rests on a recess practiced on the oscillating crosspiece 3, by means of a ball bearing or other type. The bearing serves to allow the end of the respective piston to run freely, in relation to the crossmember 3 during the sliding movement that manifests itself when the bogie frame 4 rotates entering the curve.
bogie, representado na Fig. 6, á munido de todos os elementos fundamentais, típicos de um bogie ferroviário, já indjL cados na Fig. 5.bogie, shown in Fig. 6, is equipped with all the fundamental elements, typical of a railway bogie, already indicated in Fig. 5.
Como se depreende facilmente do que foi.descrito, um bo gie ferroviário ds posicionamento variável, munido do sistema, em conformidade com o invento, está apto a permitir, durante a. marcha, nas curvas, com total segurança, maiores velocidades do que as possibilitadas pelos bogies tradicionais, compensando parcial ou totalmente o efeito da aceleração centrífuga sobre os passageiros.As can be easily understood from what has been described, a variable positioning rail tank equipped with the system, in accordance with the invention, is capable of allowing, during the. driving in corners, with total safety, higher speeds than those made possible by traditional bogies, partially or totally compensating the effect of centrifugal acceleration on passengers.
Por outro lado, com um bogie, em conformidade com o invento, a estrutura da caixa do vagão pode ser a. tradicional, à qual um bogie, em conformidade com o invento, pode ser aplicado, do mesmo modo que a veículos ferroviários já existentes, em substituição dos bogies tradicionais, com apreciáveis vantagens económicas.On the other hand, with a bogie, in accordance with the invention, the structure of the wagon box can be a. traditional, to which a bogie, in accordance with the invention, can be applied, in the same way as to existing railway vehicles, to replace traditional bogies, with appreciable economic advantages.
bogie descrito além de perfazer todas as funções exis tentes entro a caixa do vagão e o bogie, isto é rotações em todos os planos e em todas as direcções, inclusivamente a da caixa do vagão no plano vertical transversal para obter o posicionamento variável, desempenha ainda as funções de transmitir todas as forças verticais estáticas e dinâmicas produzidas pelosbogie described in addition to performing all the existing functions between the wagon box and the bogie, that is to say rotations in all planes and in all directions, including that of the wagon box in the vertical transverse plane to obtain the variable positioning, also plays the functions of transmitting all the static and dynamic vertical forces produced by
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