CS259962B1 - Frame for rail vehicle's bogie - Google Patents

Abstract

Rám podvozku pro osobní, motorové a elektrické kolejové vozy, v provedení bez kolébky, kde ve druhém stupni svislého vypružení je bud kovová pružina flexi-coil nebo pryžina vzduchová. Sestává z podélníků skříňového průřezu, ve střední části ponížených a z příčníků skříňového průřezu.Chassis frame for passenger, motor and electric rail cars, without cradle, where in the second degree vertical suspension is either a metal spring flexi-coil or air rubber. It consists of side members box section, in the middle section humiliated and crosspieces of box section.

Description

Vynález ae týká rámu podvozku kolejového vozidla, sestávajícího z podélníků skříňového průřezu, ve střední části ponížených a z příčníku skříňového průřezu. Takové rámy podvozků se nejčastěji užívají u osobních, motorových a elektrických vozů, u nichž podvozky jsou v provedení bez kolébky a v druhém stupni svislého vypružení mají buá kovovou pružinu flexi-coil, nebo pružinu vzduchovou.The invention relates to a bogie frame of a rail vehicle comprising box body longitudinal members, lowered in the central part and box body cross-member. Such bogie frames are most commonly used in passenger cars, motor cars and electric cars in which the bogies are cradle-free and have either a flexi-coil metal spring or an air spring in the second stage of the vertical suspension.

Dosud známá řešení rámů podvozků užívajících u podélníků i příčníků skříňových průřezů mají tyto průřezy sestaveny z pásnic a stojin ve vzájemně kolmých polohách a se stojinami umístěnými v těsné blízkosti okraje pásnic, nebot při takovéto vzájemné disposici mají průřezy nejvyšší hodnoty modulu odporu v ohybu· a na technologii svařování nejsou kladeny mimořádné požadavky. Umístění stojin v těsné blízkosti okraje pásnic se dosud užívá i u podélníků, jejichž střední část je ponížené, tj. i v jejich esovitě tvarované části.Previously known chassis frame solutions employing box and cross-member cross-sections have cross-sections made of flanges and webs perpendicular to each other and with the webs located close to the flange edge, since the cross-sectional modulus has the highest bending resistance modulus. Welding technology does not require extraordinary requirements. The location of the webs in close proximity to the edge of the flanges is still used for longitudinal members whose central part is lowered, i.e. also in their S-shaped part.

U dosud známých řešení rámů podvozků je dále obvyklé, že podélníky i příčníky se vyrábějí jako samostatné nosníky a při jejich spojování se spojovací svary po celém spojovaném obvodu příčníku svařují najednou.It is furthermore customary in the known chassis frame solutions that the longitudinal members and the crossbeams are manufactured as separate beams and, when joining them, the weld seams are welded together all over the joining circumference of the crossbeam.

Nevýhodou dosud známých řešení je zejména nerovnoměrné rozdělení tahového a tlakového napětí od svislého ohybu po průřezu pásnic podélníků v místě jejich esovitého tvarová· ní, neboK ve vláknech vzdálenějších od stojin jsou pásnice od napětí odlehčeny, zatím co v těsné blízkosti stojin jsou pásnice přetěžovány» Důsledkem nerovnoměrného rozdělení napětí je buá nutnost jejich předimenzování zvětšováním jejich tloušťky, nebo potřeba vytvoření další opory pásnice, např. formou dosazení třetí stojiny doprostřed průřezu.A disadvantage of the known solutions is in particular an uneven distribution of tensile and compressive stress from vertical bending to the cross-section of the longitudinal flanges at the point of their S-shaped form, for the uneven distribution of stresses is either the necessity of over-dimensioning them by increasing their thickness, or the need to create an additional support of the flange, for example by placing a third web in the middle of the cross section.

Oboje vede k nárůstu hmotnosti podélníku.Both lead to an increase in the weight of the side member.

U příčníku se jeho horní plocha využívá k uložení pružin, nouzových opěr, podélných a příčných narážek, tlumičů a dalších, takže rostou požadavky na šířku horní pásnice příčníku. Jestliže příčník je obdélníkového průřezu, stejnou šířku má i jeho dolní pásnice, takže jsou prostorově stísněny díly nacházející se v této Oblasti. To má za následek jednak nárůst hmotnosti dolní pásnice, jednak u některých koncepcí podvozku i zvětšení rozvoru a jemu odpovídající zvětšení hmotnosti dalších nosných částí podvozku·At the crossbar, its top surface is used to accommodate springs, emergency supports, longitudinal and transverse stops, shock absorbers, and so on, so that the width requirements of the crossbar of the crossbar increase. If the cross-member is of rectangular cross-section, its lower flange has the same width, so that the parts located in this area are spatially cramped. This results in an increase in the weight of the lower flange as well as an increase in the wheelbase in some chassis concepts and a corresponding increase in the weight of the other chassis support parts.

Nevýhodou dosud známých řešení je i stávající způsob svařování podélníků a příčníků po celém spojovaném obvodu najednou, nebot plochy svarů otočené dovnitř skříňových průřezů nejsou přístupné ani pro svařování a opracování povrchu ani ke kontrole kvality, např. rentgenem.A disadvantage of the previously known solutions is also the existing method of welding longitudinal members and crossbars all over the connected perimeter at the same time, since the weld surfaces turned inwardly of the box cross sections are not accessible for welding and surface treatment or quality control, for example by X-ray.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny rámem podvozku kolejového vozidla podle vynálezu, jehož podstatou je, že podélník je v esovitě tvarované části takového profilu, u něhož stojiny jsou od okraje pásnic odsazeny o míru x, jejíž velikost je nejméně jedna desetina šířky y pásnic^a příčník prizma tického tvaru je lichoběžníkového profilu, u něhož stojiny jsou vzhledem ke svislé rovině skloněny pod úhlem , jehož velikost je nejvýše 10°. Stojiny příční- . ku se skládají ze středního dílu a koncového dílu, který kryje vnitřní plochy svarů, spojujících pásnice podélníku s pásnicemi příčníku·The above drawbacks are overcome by the chassis frame of the rail vehicle according to the invention, the essence of which is that the longitudinal member is in the s-shaped portion of such a profile in which the webs are offset by x at least one tenth of the width y of the flanges. The prismatic shape is a trapezoidal profile in which the webs are inclined at an angle of not more than 10 ° to the vertical. Cross-bars. They consist of a central part and an end part which covers the inner surfaces of the welds connecting the flange of the longitudinal member with the flange of the cross member.

K výhodám rámu podvozku kolejového vozidla podle vynálezu patří zejména možnost úsporného dimenzování průřezu podélníků rámu podvozku, resp. vytvoření převislých částí pásnic jako dílů stálé pevnosti, dále možnost minimalizace rozměrů příčníku v oblasti dolní pásnice, aniž by to bylo na úkor prostorových disposic v oblasti horní pásnice, zejména lze s výhodou použít zařízení pro přenos podélných sil mezi podvozkem a skříní kolejového vozidla podle čs. AO č.The advantages of the bogie frame of the rail vehicle according to the invention include, in particular, the possibility of economical dimensioning of the cross-section of the bogie frame longitudinal members, respectively. creation of overhanging parts of flanges as parts of permanent strength, furthermore possibility of minimizing the dimensions of the crossbeam in the region of the lower flange without compromising the spatial disposition in the region of the upper flange; . AO č.

253685 ^a konečně možnost vytvořit plně nosný svarový spoj mezi pásnicemi podélníků a příčníku, které se tudíž v důsledku tohoto kritického místa nemusí předimenzovávat.253685 ^and finally the possibility to create a fully load-bearing weld joint between the flanges of the longitudinal members and the cross-member, which therefore does not have to be oversized due to this critical point.

K výhodám lichoběžníkového průřezu příčníku oproti obdélníkovému průřezu se stejně širokou spodní pšenicí patří jednak zvýšení modulu odporu v krutu příčníku, jednak, při svislém zatěžování horní pásnice příčníku, rozpírací funkce tlačených šikmých stojin, která má za následek napínání horní pásnice příčníku v podélném směru_}a tím snižování jejího průhybu.The advantages of the trapezium cross member opposite a rectangular cross-section with equally wide bottom wheat include both an increase in modulus of resistance in torsion crossmember, secondly, when the vertical load of the upper flange crossbar expander function printed oblique struts, which results in tensioning of the upper flange traverse _{longitudinally}} and thereby reducing its deflection.

Na připojeném výkrese jě znázorněn příklad provedení rámu podvozku kolejového vozidla podle vynálezu,kde na obr.l je znázorněn podélný řez rámem podvozku, vedený rovinou A-A z obr. 2. Na obr· 2 je nakreslen půdorys rámu podvozku, přičemž pohled je veden směrem S z obr. 1. Obr. 3 představuje řez podélníkem rámu podvozku, vedený rovinou B - B z obr.2·1 is a longitudinal section through the chassis frame taken along line AA in FIG. 2. FIG. 2 is a plan view of the chassis frame, with the view taken in the direction S; FIG. 3 is a cross-sectional view of the chassis frame longitudinal line taken along line B-B in FIG.

Podélník 1 má skříňový profil sestavený z pásniCv4 a stojin 3, přičemž stojiny 3 jsou v esovitě tvarované části 2 od. okraje pásnice i odsazeny o míru x, jejíž velikost je nejméně jedna desetin,» šířky y pásnice 4.·The longitudinal member 1 has a box profile made up of webs 4 and webs 3, the webs 3 being in the s-shaped part 2 from. the edges of the flange i are offset by an x dimension of at least one tenth »of the width y of the flange 4. ·

Příčník 2 prismatického tvaru má lichoběžníkový profil sestavený z pásnic 10 a stojin 6, přičemž stojiny 6 jsou vzhledem ke svislé rovině skloněny pod úhlea ojt » jehož velikost je nejméně 10°,The prismatic crossbar 2 has a trapezoidal profile made up of flanges 10 and webs 6, wherein the webs 6 are inclined with respect to the vertical plane at an angle o of at least 10 °,

Stojiny 6 příčníku 2 jsou vytvořeny z jednoho nebo dvou koncových dílů 8 a ze středního dílu 2· Koncové díly 8 mají takovou velikost, že kryjí vnitřní plochy svarů 9 spojujících pásnice 4 podélníků 1 s pásnicemi 10 příčníku 2·The webs 6 of the crossbeam 2 are formed of one or two end pieces 8 and a central part 2. The end pieces 8 are sized to cover the inner surfaces of the welds 9 connecting the flanges 4 of the side members 1 to the flanges 10 of the crossbeam.

Rám podvozku kolejového vozidla podle vynálezu má takovou funkci, že β podélníků 1 skříňového průřezu následkem vzájemně přiblížené polohy stojin 3 má pásnice 4 ^v esovitě tvarované části 2 optimálně rozloženy průběh tahového a tlakového napětí od svislého ohybu. Nejvýšší hodnoty napětí jsou v těsné blízkosti 3tojin J, odlehčené části průřezu pásniceThe chassis frame of the rail vehicle according to the invention has the function that the β longitudinal members 1 of the box cross-section due to the mutually approached position of the webs 3 have the flange 4 ^{in the} S-shaped part 2 optimally distributed by tensile and compressive stress from vertical bending. The highest stress values are in close proximity to 3tojin J, the lightened part of the flange cross-section

4. jsou však nejen mezi stojinami 3, kde již odlehčení není4. however, they are not only between the webs 3 where the relief is no longer present

- 4.tak výrazné, ale i na okrajích pásnice 4, tedy vně stojin Průběh napětí po průřezu pásnic podélníků je značně rovnoměrnější. Nevznikají vysoké špičky napětí, vyžadující předimenzování celé pásnice. Stojiny je možno s výhodou umístit do takové vzájemné vzdálenosti, při které odlehčení napětí na převislém okraji pásnic 4 od svislého ohybu v součtu β napětím od příčného ohybu dává konstantní průběh, a tedy nejvýhodnější využití materiálu.- 4. so pronounced, but also at the edges of the flange 4, ie outside the webs The course of stress along the cross-section of the longitudinal flanges is considerably more uniform. There are no high voltage peaks requiring oversizing the entire flange. Advantageously, the webs can be placed at a distance relative to each other such that the relief of stresses at the overhanging edge of the flanges 4 from the vertical bending at the sum of β stresses from the transverse bend gives a constant course and thus the most advantageous use of the material.

U příčníku 2 je následkem šikmé polohy stojin 6 výrazně rozdílná šířka pásnic 10, takže horní plocha příčníku může být dostatečně široká pro umístění všech uzlů, zatím co dolní plocha je úzkája tím prostorově úsporná.In the crossbar 2, due to the inclined position of the webs 6, the width of the flanges 10 is significantly different so that the upper surface of the crossbar can be wide enough to accommodate all nodes, while the lower surface is narrower and thus space saving.

Rozdělení stojiny 6 příčníku 2 na střední díl 2 a koncový díl 8 umožňuje provést svary pásnice 4 podélníků 1 s pásnicemi 10 příčníku 2 před dosazením koncových dílů 8. Pak jsou vnitřní plochy těchto svarů přístupné k podložení svaru, jeho opracování , např. broušení a ke kontrole kvality svaru , např. rentgenem.Splitting the web 6 of the crossbeam 2 into the middle piece 2 and the end piece 8 allows to weld the flanges 4 of the side members 1 with the flanges 10 of the crossmember 2 before fitting the end pieces 8. Then the inner surfaces of these welds are accessible to support the weld, weld quality control, eg by X-ray.

Claims (1)

Rám podvozku kolejového vozidla^sestává jící z podélníků skříňového průřezu, ve střední části ponížených, a z příčníku skříňového průřezu, vyznačený tím, že v esovitě tvarované části (2) podélníků (1) jsou stojiny (3) od okraje pásnic (4) odsazeny o míru (x), jejíž velikost je nejméně jedna desetina šířky (y) pásnic (4); a příčník (5) prizmatického tvaru je lichoběžníkového profilu, u něhož stojiny C6) jeou vzhledem ke svislé rovině skloněny pod úhlem ), jehož velikost je nejméně 10°, přičemž stojiny C6) se skládají ze středního dílu (7) a koncového dílu (8), který kryje vnitřní plochy svarů (9), spojujících pásnice (4) podélníků (1) s pásnicemi ( 10) příčníku (5)·The frame of a bogie of a rail vehicle consisting of box-section longitudinal members, lowered in the central part, and a box-cross member, characterized in that in the s-shaped part (2) of the side members (1) the webs (3) are offset by a measure (x) of at least one tenth of the width (y) of the flanges (4); and the cross-member (5) of prismatic shape is a trapezoidal profile in which the webs C6) are inclined at an angle of at least 10 ° to the vertical plane, the webs C6) consisting of a central part (7) and an end part (8). ), which covers the inner surfaces of the welds (9) connecting the flanges (4) of the side members (1) to the flanges (10) of the cross-member (5) ·