SE460466B - Boggie foer uppstoedning av vagnskorgen till ett raelsfordon samt raelsfordon foersett med aatminstone tvaa dylika boggier - Google Patents

Description

r 4.60 466 anordnade parvis på bestämda basavstând i förhållande till varandra i boggins tväraxelled och symmetriskt mot vagnens längdaxel.

(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.

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.

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.

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.

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.

Ett utföringsexempel på uppfinningsföremálet skall i det följande förklaras i anslutning till bifogade ritningar.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

(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.

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.

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. .

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 I

Claims (6)

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

1. Boggi för uppstödning vagnskorgen (1) till ett rälsfordon med hjälp av ett luftfjädringssystem (3, 2, 8) i kombination med ett svängningsstöd (9) mellan boggin (5) och vagnskorgen (1), och vid vilken det finns ett enda nödstödställe (7) för den vertikala nöd- fjädringen och för upptagning av sidorörelser och utvridningsrörelser i vagnskorgen, kännetecknad av att nödstödstället (7) är anordnat -längdexcentriskt (e) med avseende på en fiktiv vridpunkt (11) mellan boggin (5) och vagnskorgen (1) och i det längsgående mittplanet (12) för en vridtappslös boggi.

2. Boggi enligt krav 1, kännetecknad av att måttet på den längdexcentriska placeringen av nödstödet upfyller villkoret o där 2a+ motsvarar boggins axelavstånd.

3. Boggi enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att nöd- Vfjädringen (7) består av ett förspänt, flerskiktigt gummielement.

4. Boggi enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att nödfjäd- ringen (7) består av en eller flera förspända stålfjädrar.~ i

5. Boggi enligt åtminstone något av föregående krav, kännetecknad av att nödfjädringen (7) består av en kombination av stål- och gummifjäderelement. I

6. Rälsfordon med åtminstone två boggier enligt något av före- i gående patentkrav, kännetecknat av åtminstone de närmast vagnsändarna förefintliga boggierna är försedda med nöduppstöd- ningsställen (7), vilka för fordon som är körbara i de båda motsatta riktningarna ligger närmare respektive vagnsändar och för enrikt- ¿Vningsfordon ligger närmare förarhyttsönden,'