SE460466B

SE460466B - BOGGIE IS SUPPORTING THE BASKET BASKET FOR A RAEL VEHICLE AND RAEL VEHICLE WITH AATMINSTONE TWO BIG BOGGIES

Info

Publication number: SE460466B
Application number: SE8501397A
Authority: SE
Inventors: G Harsy
Original assignee: Sig Schweiz Industrieges
Priority date: 1984-04-27
Filing date: 1985-03-21
Publication date: 1989-10-16
Also published as: NO159583C; IT1186862B; DE3510454C2; FI81311B; CH665808A5; NL8500942A; DK186485A; DK159724B; FR2563487B1; FR2563487A1; SE8501397L; IT8512477A0; NO851562L; NO159583B; DE3510454A1; SE8501397D0; FI851538L; BE902265A; NL191459C; NL191459B

Description

r 4.60 466 anordnade parvis på bestämda basavstând i förhållande till varandra i boggins tväraxelled och symmetriskt mot vagnens längdaxel. r 4.60 466 arranged in pairs at certain base distances in relation to each other in bogies transverse axle joint and symmetrical to the longitudinal axis of the trolley.

(DE-AS 21 07 073) Alla de nämnda kända utföringsformerna är ofördelaktiga i det att nödstöden därvid uteslutande faller tillbaka på en dimensione- ringsfråga, nämligen antingen beroende på det inbördes basavstândet mellan luftfjädrarna, eller fjäderstyvheten på nödstödet som sådant.(DE-AS 21 07 073) All the mentioned known embodiments are disadvantageous in it that the emergency aid then falls exclusively back on a dimensional question, namely either depending on the mutual base distance between the air springs, or the spring stiffness of the emergency support as such.

Därmed besitter dessa lösningar konkreta gränser, vilka framstår tydligast vid de speciellt på senare tid, beroende på fordon med högt tyngspunktsläge och höga körhastigheter, ställda kraven på ett nöd- stöd för vagnskorgen till ett rälsfordon.Thus, these solutions have concrete limits, which appear most evident in those especially in recent times, due to vehicles with high center of gravity and high driving speeds, set the requirements for an support for the trolley for a rail vehicle.

Vidare uppstår vid assymitrisk belastning i boggier, vilket speciellt förekommer vid kurvor, icke önskade tillkommande moment med avseende på boggins längsgående mittplan vid den parvisa anordningen av nödstöden och bortfall av luftfjädringen.Furthermore, it occurs during asymmetric loading in bogies, which especially occurs with curves, unwanted additional elements with with respect to the longitudinal center plane of the bogies at the pairwise device of emergency supports and loss of air suspension.

Den därigenom ställda uppgiften är att åstadkomma en anordning för nöduppstödning av vagnskorgen, vilken är oberoende av luftfjäd-~ rarnas samt nödstödens inbördes basavstånd eller deras styvhet, och som i stället under beaktande av de vid ku vkörning med nödfjäder- drift förmår uppfánga systembetingat upptläfande hjullaständringar, så att urspârningssäkerheten ökar.The task thereby provided is to provide a device for emergency support of the car body, which is independent of the air spring the mutual base distance or rigidity of emergency and emergency supports, and which, instead, taking into account the operation is capable of intercepting systemically occurring wheel changes, so that the cut-out safety increases.

Denna uppgift löses vid en boggi, vilken kännetecknas därigenom att den har ett enda nödstödställe för vagnskorgen, vilket är anordnat längd-excentriskt med avseende på vridpunkten boggilvagns- korg och i boggins längsgäende_mittplan.This task is solved by a bogie, which is characterized thereby that it has a single emergency support point for the trolley, which is lengthwise eccentrically with respect to the pivot point of the bogie carriage basket and in the bogies' longitudinal_mid plane.

Ett utföringsexempel på uppfinningsföremálet skall i det följande förklaras i anslutning till bifogade ritningar.An embodiment of the object of the invention shall appear therein the following is explained in connection with the accompanying drawings.

Pâ ritningarna visar figur 1 schematiskt två boggier med vardera två hjulpar med uppträdande krafter vid kurvkörning i relativt låg hastighet utan inverkan av ett nödstöd. Figur 2 visar samma sak som _ i figur 1 men med inverkan av nödstödet enligt uppfinningen. Figur 3 är en sidovy av en boggi enligt uppfinningen sedd i körriktningen, figur 4 visar boggin enligt figur 3 sedd uppifrån, och figur 5 visar boggin i figur 3 sedd framifrån.In the drawings, figure 1 schematically shows two bogies with each two pairs of wheels with occurring forces when cornering at relatively low speeds speed without the impact of an emergency aid. Figure 2 shows the same thing as _ in figure 1 but with the effect of the emergency support according to the invention. Figure 3 is a side view of a bogie according to the invention seen in the direction of travel, figure 4 shows the bogie according to figure 3 seen from above, and figure 5 shows the bogie in figure 3 seen from the front.

I figurerna 3 och 4 antyds en vagnskorg 1. Vagnskorgens 1 4eo 4e6 luftfjädring åstadkoms med hjälp av två luftfjädrar 3, vilka är anordnade symmetriskt mot boggins 5 längsgående mittplan 12. Dessa båda luftfjädrar 3 är förbundna med varandra över en utjämningsled- ning 2. Det visas vidare en boggiram 4 till boggin 5. l _För nöduppstödning i det fall att den ena eller båda luftfjäd- rarna 3 skulle fallera finns det ett nödstödställe 7, vilket kan bestå av gummielastiskt material och/eller av stålfjädrar. Varje boggi 5 har ett enda nödstödställe 7. Såsom visas i figur 4 är nödstödstället anordnat i boggins 5 längsgående mittplan 12 och befinner sig på ett avstånd “e“ från vridpunkten 11 mellan boggin och _vagnskorgen. De båda luftfjädrarna 3 i boggin 5 är belastnings- beroende styrda medelst en styrning 8.» För stabilisering av vagns- korgens 1 sidorörelser eller svängningsrörelser är ett svängningsstöd 9 monterat mellan vagnskorgen 1 boggiramen 4.In Figures 3 and 4, a trolley basket 1 is indicated 4eo 4e6 air suspension is provided by means of two air springs 3, which are arranged symmetrically towards the longitudinal center plane 12 of the bogies 5 both air springs 3 are connected to each other via a leveling joint. ning A bogie frame 4 is further displayed to bogie 5. l For emergency support in the event that one or both air springs should 3 fail, there is an emergency support point 7, which can consist of rubber-elastic material and / or steel springs. Each bogie 5 has a single emergency support point 7. As shown in figure 4 is the emergency support point arranged in the longitudinal center plane 12 of the bogies 5 and is at a distance "e" from the pivot point 11 between the bogie and _wagon basket. The two air springs 3 in the bogie 5 are load- dependent controlled by a control 8. » For stabilization of wagon the side movements or swinging movements of the basket 1 are a swinging support 9 mounted between the trolley basket 1 bogie frame 4.

Vid en bestämd hastighet Vo försvinner för en bestämd rälslut- ningsvinkel Cl och en bestämd krökningsradie R på rälsen hjullast- avvikelserna lá QF, eftersom då resultanten av centrifugalkraften F och viktskraften G står vertikalt och mitt på rälsplanet.At a certain speed Vo disappears for a certain rail closure. angle of inclination C1 and a fixed radius of curvature R on the rails. the deviations lay QF, since then the resultant of the centrifugal force F and the gravitational force G is vertical and in the middle of the rail plane.

Vid större hastigheter än den utjämnade hastigheten Vo är .ÛQF positiv beroende på centrifugalkraftöverskottet vid den kröknings- yttre skenan. v I Vid hastigheter mindre än Vo är i motsvarighet till hjullast- avvikelsen AQF negativ och det uppkommer därmed en hjulavlastning.At speeds greater than the equalized speed Vo is .ÛQF positive due to the excess centrifugal force at the curvature outer rail. we At speeds less than Vo is equivalent to wheel load the deviation AQF is negative and thus a wheel relief arises.

Den största hjulavlástningen på det krökningsyttre hjulet uppträder alltså vid stillaständ och det påverkas endast genom de tvärs mot (den lutande) rälsen verkande komponenterna för viktskraften G (s k sluttnings- eller hängavdrift). - De i kröken med konstant radie mot horisontalplanet lutande skenorna är genom övergångskrökar förbundna med de horisontellt och .rakt förlagda skenorna. I detta avsnitt tilltar successivt krök- ningen och den horisontella lutningen på skenorna från det raka partiet fram till kröken. ' ' W ADe_båda skenorna ligger sålunda inte längre i ett plant läge ll}.! utan är vridna i förhållande till varandra. (figur 1) " 7 Säkerheten mot urspårning bestäms av förhållandet mellan den vid É' 460 466 hjulflänsen verkande horisontella framföringskraften Y och hjullasten Q vid det_krökningsyttre hjulet i den framåtgående hjulsatsen.The largest wheel unloading on the curved outer wheel occurs thus at standstill and it is affected only by those across (the inclined) rails acting the components for the gravitational force G (so-called slope or hanging drift). - Those in the bend with a constant radius inclined towards the horizontal plane the rails are connected by transition bends to the horizontal and .right placed rails. In this section, the curvature gradually increases. and the horizontal slope of the rails from the straight the party up to the bend. '' W ADe_both rails are thus no longer in a flat position ll}.! but are twisted relative to each other. (figure 1) "7 The safety against derailment is determined by the ratio of the at É '460 466 the horizontal flange acting on the wheel flange and the wheel load Q at the_curve outer wheel in the forward wheel set.

Urspårningskoefficient Y/Q måste vid alla driftstillfällen vara mindre än ett bestämt kritiskt värde: v/o l Denna kritiska urspårningskoefficient är beroende av hjulfläns- flankvinkeln och friktionskoefficienten mellan hjulsflänsen och räls- skenan. Den kännetecknar det tillstånd, vid vilket hjulflänsen kan klättra upp på skenan.. Vid den för normalspår vanliga hjulfläns- vinkeln av 70° uppgår detta värde till Y/Qkrit Såsom beräkningar visar uppkommer optimala betingelser för urspårningssäkerheten då vid den i figur 1 visade anordningen *11/011 = '31/031- Härav följer med hänsyn till en utjämning av de resulterande hjullasterna på hjulen 11 och 31 betingelsen: Det karakteristiska vid denna nöduppstödning med hjälp av ett nödstödställe 7 per boggi 5 enligt figur 2 ligger däri, att detta är anordnat förskjutet i boggins 5 längsgående mittplan 12 från vridpunkten 11 mellan boggin och vagnskorgen. Detta medför i jämförelse med kända konstruktioner en väsentlig förenkling, eftersom det normalt måste finnas två respektive fyra sådana nöduppstödningar, vilka inte ligger i boggins 5 längsgående mittplan utan symmetriskt Å kring detta mittplan. Utöver detta säkerställer denna förenklade konstruktion att vid nödfjäderdrift, speciellt vid olikformiga hjullaster genom kurvkörning med låga _ hastigheter, inga tillkommande moment kan uppträda, vilka inverkar på í i Ip :_i.. urspårningssäkerheten. Tvärtom blir genom den visade anordningen med V -gïiett nödstödställe urspårningssäkerheten väsentligt ökad för det vid' 460 46es 5 varje tillfälle främre och krökningsyttre hjulet i den i färdrikt- ningen främre boggin. - Om man även betecknar boggins axelavstând med 2a+ så ger en optimeringsberäkning för värdet "e" gränserna g o < e I optimalfallet blir ÅQg' =ÄQe eller uttryckt i ord så kompenseras hjullaständringen på grund av förvridningen av vagns- _ korgen genom den vilolaständring som ástadkoms av nödstödet 7.Derailment coefficient Y / Q must be at all operating times less than a certain critical value: v / o l This critical derailment coefficient depends on the wheel flange the flank angle and the coefficient of friction between the wheel flange and the rail rail. It characterizes the condition in which the wheel flange can climb up on the rail .. At the normal wheel flange the angle of 70 ° this value amounts to Y / Qkrit As calculations show, optimal conditions for the derailment safety then with the device shown in figure 1 * 11/011 = '31 / 031- This follows with regard to an equalization of the resulting the wheel loads on wheels 11 and 31 condition: The characteristic of this emergency support with the help of a emergency support point 7 per bogie 5 according to figure 2 lies in the fact that this is arranged offset in the longitudinal center plane 12 of the bogies 5 from pivot point 11 between the bogie and the trolley. This entails in comparison with known constructions a significant simplification, because there must normally be two or four such emergency supports, which do not lie in the longitudinal center plane of the bogies 5 but symmetrically Oh around this midfield. In addition to this, this ensures simplification construction that in case of emergency spring operation, especially in the case of non-uniform wheel loads by cornering with low _ speeds, no additional moments can occur, which affect í i Ip: _i .. urspårningssäkerheten. On the contrary, through the device shown V -gïiett emergency support site derailment safety significantly increased for it at ' 460 46es 5 each time the front and curved outer wheels of the the front bogie. - If you also denote the bogie's wheelbase by 2a +, you give one optimization calculation for the value "e" limits g o <e In the optimal case, ÅQg '= ÄQe or expressed in words so the wheel load change is compensated for due to the distortion of the the basket through the rest load change caused by the emergency support 7.

(Figur 2) Såsom visats bygger uppfinningen på kunskapen om att förhållan- dena vid kurvutgângen vid doserad räls“för ett lângsamgâende räls- ' fordon med defekt luftfjädring är som mest allvarliga, eftersom det främre och kurvyttre och det av systemet mest urspárningsbetingade hjulet enligt figur 1 uppvisar den största resulterande hjulavlast- ningen. ' I figurerna 1 och 2 betecknar: Q 11 = resulterande hjullast på det i färdriktningen främre och krökningsyttre hjulet i den främre boggin Q 12A= resulterande hjullast på det i färdriktningen främre och krökningsinre hjulet i den främre boggin Q 21 = resulterande hjullast på det i färdriktningen bakre och krökningsyttre hjulet i den främre boggin Q 22 = resulterande hjullast pâ det i färdriktningen bakre och krökningsinre hjulet i den främre boggin Q 31 = resulterande hjullast på det i färdriktningen främre och krökningsyttre hjulet i den bakre bogginv Q 32 resulterande hjullast på det i färdriktningen främre och krökningsinre hjulet i den bakre boggin Q 41 = resulterande hjullast på det i färdriktningen bakre och krökningsyttre hjulet i den bakre boggin Q 42 = resulterande hjullast på det i färdriktningen bakre och , s krökningsinre hjulet i den boggin ' ' ¿ﬂ Q g* = hjullaständring till följd av förvridning av vagsnkorgen ' 4 o g* = njuiiastänaring m1 fuuaav förvrianing av boggin ¿?4'Q Fp' hjullaständring till följd av centrifugalkraft resp. 4eo 4ee sluttningsdrift A - 4ﬂQe = hjullaständring till följd av längdexcentrisk nöduppstödning Åtgärder för förbättrning av urspärningssäkerheten vid bortfall av normalfjädringen: Med denna nödfjädringsanordning àstadkoms att den största resulterande hjulavlastningen på det främre och krökningsyttre hjulet i den främre boggin enligt figur 2 minskas med beloppet ¿9Qe.(Figure 2) As shown, the invention is based on the knowledge that conditions at the curve exit at dosed rails 'for a slow-moving rails' Vehicles with defective air suspension are the most serious, because it front and curved outer and the most recessive of the system the wheel of Figure 1 shows the largest resulting wheel unloading ningen. ' In Figures 1 and 2, denote: Q 11 = resulting wheel load on the front and rear travel direction curvature outer wheel of the front bogie Q 12A = resulting wheel load on the front and rear travel direction the curved inner wheel of the front bogie Q 21 = resulting wheel load on it in the rear direction and curvature outer wheel of the front bogie Q 22 = resulting wheel load on it in the direction of travel rear and the curved inner wheel of the front bogie Q 31 = resulting wheel load on the front and front travel direction curving outer wheel in the rear bogiev Q 32 resulting wheel load on it in the direction of travel front and the curved inner wheel of the rear bogie Q 41 = resulting wheel load on it in the rear direction and curvature outer wheel in the rear bogie Q 42 = resulting wheel load on it in the rear direction and 's curving inner wheel in the boggin ' '¿Fl Q g * = change in wheel load due to distortion of the car body '4 o g * = njuiiastänaring m1 fuuaav distortion of the bogie ¿? 4'Q Fp 'wheel load change due to centrifugal force resp. 4eo 4ee slope operation A - 4ﬂ Qe = wheel load change due to longitudinal eccentric emergency support Measures to improve cut-out safety in the event of a failure of the normal suspension: With this emergency suspension device it is achieved that the largest resulting wheel relief on the front and outer outer wheel in the front bogie according to Figure 2 is reduced by the amount ¿9Qe.

Andelen! ¿0 Qe verkar vid ett i cmnvända riktningar körbart fordon alltefter färdriktningen positiv på det för tillfället främre och krökningsyttre hjulet på den för tillfället främre boggin och oberoende av luftfjädrarnas inbördes basavstând genom en i längdrikt- ningen excentrisk anordning av det fjädrande nödstödet, vilket är monterat förskjutet från_vridpunkten mellan boggin och vagnskorgen ett stycke "e" i riktning mot vagnsänden.Share! ¿0 Qe operates on a vehicle that can be driven in different directions depending on the direction of travel positive on the currently front and curvature outer wheel on the currently front bogie and independent of the mutual base distance of the air springs through a longitudinal eccentric arrangement of the resilient emergency support, which is mounted offset from_the pivot point between the bogie and the trolley a piece "e" in the direction of the carriage end.

Vid ett enriktningsfordon är den längsexcentriska anordningen med det fjädrande nödstödet motsvarande förskjutet vid boggins längsgående mittplan vid de båda boggierna från vridpunkten mellan boggin och vagnskorgen med ett avstånd "e" i riktning mot förar- hyttsänden. .In a one-way vehicle, the longitudinal eccentric device with the resilient emergency support corresponding to the offset at the bogies longitudinal center plane at the two bogies from the pivot point between the bogie and the wagon body at a distance "e" in the direction of the driver cab end. .

Nödstödet kan företrädesvis utformas som ett förspänt, fler- skiktigt gummielement 7, varvid ett sådant fjäderelement måste vara i stånd att genom deformation jämte vertikalfjädringen elastiskt kunna uppta uppträdande sidorörelser hos boggin i förhållande till vagns- korgen och beroende på fjäderstyvheten hos anlänkningselement mellan boggin och vagnskorgen kunna åstadkomma en viss förskjutning av boggivridpunkten i fordonets längdriktning med avseende på en i längdriktningen elastisk medbringning. ' I g,Det är också möjligt att använda en nöduppstödning av en eller flera förspända stàlfjädrar resp. en kombinerad stål-gummifjäder- _ anordning." 7 9 IThe emergency support can preferably be designed as a prestressed, multi- layered rubber element 7, wherein such a spring element must be in able to elastically with deformation together with the vertical suspension observe the lateral movements of the bogie in relation to the carriage the basket and depending on the spring stiffness of the link elements between the bogie and the wagon basket can cause a certain displacement of the bogie turning point in the longitudinal direction of the vehicle with respect to an i longitudinal elastic entrainment. ' In g, it is also possible to use an emergency support of one or several prestressed steel springs resp. a combined steel-rubber spring device. "7 9 I

Claims

460 466 P a t e n t k r a v

A bogie for supporting the trolley body (1) to a rail vehicle by means of an air suspension system (3, 2, 8) in combination with a pivot support (9) between the bogie (5) and the trolley body (1), and in which there is a single emergency support point (7) for the vertical emergency suspension and for accommodating lateral and rotational movements in the trolley, characterized in that the emergency support point (7) is arranged -length-eccentric (e) with respect to a fictitious pivot point (11) between the bogie (5) and the trolley (1) and in the longitudinal median plane (12) of a pivotless bogie.

Bogie according to Claim 1, characterized in that the dimension of the longitudinal eccentric position of the emergency support fulfills the condition o where 2a + corresponds to the axle distance of the bogie.

Bogie according to Claim 1 or 2, characterized in that the emergency suspension (7) consists of a prestressed, multilayer rubber element.

Bogie according to Claim 1 or 2, characterized in that the emergency suspension (7) consists of one or more prestressed steel springs.

Bogie according to at least one of the preceding claims, characterized in that the emergency suspension (7) consists of a combination of steel and rubber spring elements. IN

Rail vehicles with at least two bogies according to one of the preceding claims, characterized by the bogies present at least at the nearest carriage ends, are provided with emergency support points (7), which for vehicles which are drivable in the two opposite directions are closer to the respective carriage ends and for unidirectional vehicles is closer to the cab sand, '