HU177621B - Supporting and engageing locomative trucks with lever - torsion mechanism - Google Patents

Abstract

The carriage is supported on the bogie at a central point near the middle wheel of the bogie. The inner ends of each bogie are attached to a torsion bar (2) which is located under the carriage body and attached to it by means of brackets under the carriage. The torsion bar (2) is keyed at each end to a vertical arm (1). The bottom end of the vertical bar is pinned to a bracket on the bogie. The bar is off set from the centre-line of the carriage so that the bogies may take a curve on the rails.

Description

A találmány forgóvázas vasúti vontató járművekre, főleg villamos vagy Diesel-mozdonyokra vonatkozik, s azok alvázai és forgóvázai közötti összekötésének tökéletesítését célozza.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to bogie railway traction vehicles, especially electric or diesel locomotives, and aims at improving their connection between chassis and bogies.

A mozdonyok hord-müvébe, különösen a vegyes szolgálatra alkalmas, tehát nagyobb sebességű és nagyobb vonóerejű mozdonyok esetében célszerű a csapágyszerkezet és a forgóváz közé beiktatott primer rugózáson kivül a forgóváz és a szekrény kapcsolatába szekunder rugózást beépíteni, amely lehetővé teszi a szekrény elsősorban keresztirányú és bizonyos mértékben függőleges rugózását a forgóvázhoz viszonyítva. Ez a szekunder rugózás azonban — funkciójából következően — lehetővé teszi a forgóvázkeret billenését, holott a vegyes szolgálatra és ezen belül a tehervonati szolgálatra való tekintettel a szekrénykapcsolatnak biztosítani kell azt, hogy vonóerő kifejtésnél a forgóváz a mozdonyszekrény alatt ne billenjen, mert az ilyen jellegű billenés a forgóváz szélső tengelyeinél nagymérvű tengelynyomás-változást idéz elő, s ez a mozdony vonóerökifejtö-képességét és így a vontatható vonat súlyát csökkenti, illetve indításnál sínköszörüléshez vezethet.In addition to the primary suspension between the bearing structure and the bogie, it is desirable to incorporate a secondary suspension in the linkage between the bogie and the cabinet, particularly for mixed-service locomotives, especially for mixed service, ie higher speed and higher traction. degree of vertical suspension relative to the bogie. However, this secondary suspension, due to its function, allows the bogie frame to be tilted, although in view of the mixed service, including the freight train service, the cabinet connection must ensure that the bogie does not tilt under the locomotive when traction is applied. it causes a large change in axle pressure at the bogie axles, which reduces the traction capacity of the locomotive and thus the weight of the towable train and may lead to ground grinding at start.

Ugyancsak káros jelenség a vasúti vontató járművek kocsiszekrénye és forgóvázai közötti jelenlegi kapcsolatoknál, hogy kanyarban a forgóvázak jelentősen, különböző mértékben kitérnek, ami a sín és a kerék közötti nekifutási szög növekedése folytán fokozott nyomkarima-élesedést okoz.It is also a detrimental phenomenon in the current connections between the wagon body and bogies of railway vehicles that the bogies bend significantly, to varying degrees, resulting in increased track edge sharpening due to the increase of the run-in angle between the rail and the wheel.

A szekunder rugózású vagy általában billenő szekrénykapcsolatú mozdonyoknál fentiek szerint jelentkező hátrányos billenés megakadályozására különböző konstrukciós megoldásokhoz folyamodtak. így alkalmazásra került olyan szerkezeti megoldás, melynél a forgóvázról a vonóerőt a forgóváz középsíkjában olyan ferde rúd 5 segítségével továbbítják a szekrényre, melynek hatásvonala a sínkorona felső síkját a szekrény-alátámasztás függőlegesében metszi át. Ez a szerkezeti megoldás ugyan elvileg egyszerű, de gyakorlati megvalósítását a legtöbb esetben a gépi berendezéssel (pl. vontató moto10 rokkal) kitöltött forgóváz nem teszi lehetővé. A nehézségeket növeli az a körülmény, hogy forgóvázanként két ferde vonórúd beépítése szükséges, miután a forgóváz mindkét irányban vontat és célszerű, ha a szóbanforgó ferde rúd csak húzott rúdként működik.In the case of locomotives with secondary suspension or generally with tilting cabinet connection, various design solutions have been applied to prevent the above-mentioned overturning. Thus, a constructional solution is implemented in which the traction force from the bogie is transmitted to the cabinet by means of an oblique rod 5 having a line of action intersecting the upper plane of the rail crown in a vertical plane. Although this design is theoretically simple, in most cases it is not possible to implement it in a bogie filled with machinery (eg traction motor). The difficulty is exacerbated by the fact that two slanting drawbars per bogie are required after the bogie is towed in both directions, and it is desirable that the biased bar in question only functions as a drawn bar.

A forgóváz vonóerő-kifejtéskor fellépő billenését megkísérelték járulékos szerkezettel, nevezetesen léghengerekkel megakadályozni. Ezekbe a léghengerekbe a nagy vonóerő kifejtése alkalmával, tehát általában indításkor nagynyomású levegőt bocsátanak be, aminek 20 hatására fellépő dugattyúerö megakadályozza a forgóváz billenését. Az ilyen léghengereket a forgóvázak mindkét végén el kell helyezni, hogy a menetiránytól függően felváltva működhessenek, és ugyanakkor a levegőnyomás szabályozása is szükséges az éppen kifejtett 25 vonóerő értékétől függően. Ezek a járulékos pneumatikus szerkezetek tehát vezérlő szerkezetet is igénylő, bonyolult berendezések.Attempts have been made to prevent the bogie from tilting during traction by means of an auxiliary device, namely air cylinders. These air cylinders are supplied with high-pressure air during application of high traction force, usually at start-up, which causes the piston force 20 to prevent the bogie from tilting. Such air cylinders must be positioned at each end of the bogies to operate alternately depending on the direction of travel, and at the same time the air pressure must be controlled depending on the traction force being exerted. These additional pneumatic structures are thus complex equipment requiring a control structure.

További hátrány, hogy a fentiekben ismertetett ferde vonórudas, vagy légbengeres szerkezetek semmilyen kedvező hatással nincsenek a nyomkarima-élesedést előidéző káros forgóváz-elfordulásokra.A further disadvantage is that the aforementioned drawbar or air cylinder structures do not have any beneficial effect on the harmful bogie rotations causing the flange sharpening.

Elsősorban hattengelyü, vagyis két darab háromtengelyű forgóvázzal épített mozdonyoknál a forgóvázak nyomkarima-élesedést okozó káros mértékű elfordulást igyekeztek olyan összekötő elemekkel kiküszöbölni, amelyek közvetlen kapcsolatot létesítenek a forgóvázkeretek erre alkalmas, a járműközép felé eső részei között. Ezek az összekötő szerkezetek hatékonyan csökkentik is a káros mértékű forgóváz-elfordulásokat és így a nyomkarima-élesedés csökkenését eredményezik, alkalmazásuk azonban azzal a nehézséggel jár, hogy a forgóváz-keretek közötti térben, az alváz alatt a vontató jármű gépi berendezéseit, különféle szerkezeti egységeit kell elhelyezni (légtartályokat, üzemanyagtartályt, akkummulátor-szekrényt stb.). A viszonylag helyigényes forgóváz-összekötő szerkezeteknek a szűkre szabott térben való elhelyezése tehát igen nagy, gyakran megoldhatatlan nehézségekkel jár. További hátrány, hogy a most ismertetett forgóváz-összekötő szerkezetek a forgóváz-kereteknek indításkor jelentkező billenősét érezhetően nem gátolják, mivel függőleges erőt általában felvenni nem képesek.In particular, in the case of locomotives with six axles, that is to say with two three-axle bogies, the bogies have been designed to eliminate the harmful rotation caused by the flange sharpening by means of connecting members directly connecting the bogie frame to the center of the vehicle. These coupling structures also effectively reduce harmful bogie rotations and thus reduce traction flange sharpening, but their use has the disadvantage of requiring the various machine components of the towing vehicle to be mounted under the bogie frame under the chassis. place (air tanks, fuel tank, accumulator cabinet, etc.). Thus, the placement of relatively space-consuming bogie coupling structures in a confined space presents great, often insurmountable, difficulties. A further disadvantage is that the bogie coupling devices described herein do not appreciably inhibit the tilting of the bogie frames at startup, since they are generally unable to apply vertical force.

Fentiekből következik, hogy a billenő szekrénykapcsolatú, vegyes forgalomra rendelt forgóvázas mozdonyok esetében jelentős fejlődést jelent az olyan megoldás, mely biztosítja a kocsiszekrény és forgóvázak között a szükséges keresztirányú és függőleges elmozgásokat és beállásokat, de megakadályozza az indításkor a forgóvázkeret billenősét és így a tengelynyomások közötti eltérés káros mértékűre való növekedését, és ugyanakkor határt szab a kanyarban a forgóváz elfordulásának, és így kiküszöböli a nagymérvű nyomkarima-élesedést.It follows from the foregoing that, in the case of mixed-bogie rotary-type locomotives, a solution is provided which provides the necessary transverse and vertical displacements and adjustments between the bogie and bogies, but prevents tilting and swinging of the bogie frame at start-up. at the same time limits the turning of the bogie, thereby eliminating large-scale flange sharpening.

A találmány elsősorban a hattengelyű, forgóvázas mozdonyok forgóváz keretei és járműszekrények közötti kapcsolat jelenleg ismert szerkezeteinél jelentkező, a fentiekben vázolt hátrányok kiküszöbölését célozza, és olyan megoldás létrehozására irányul, mely egyszerű, könnyű, olcsó és könnyen karbantartható szerkezettel, kis helyigényű és így jól elhelyezhető megoldással megakadályozza a forgóváz keretek káros mértékű billenését és káros mértékű elfordulását.The present invention is primarily directed to eliminating the above-mentioned drawbacks for the currently known structures between bogie frame and vehicle bodies of six-axle bogie locomotives and to provide a solution that is simple, light, inexpensive and easy to maintain, prevents harmful tilting of the bogie frames and harmful rotation.

A találmány alapja az a felismerés, hogy a fenti cél elérhető, s a fentiekben vázolt hátrányok kiküszöbölhetők, illetve a problémák áthidalhatók olyan egyszerű forgóváz-megtámasztó-összekötő emeltyűs szerkezettel, melynél a mozdony középsíkjában, vagy azzal párhuzamos hosszsíkban a forgóváz-kereteknek a járműközép felé eső tartóit függőleges elrendezésű emeltyűvel kötjük össze a mozdony-alvázzal oly módon, hogy ezek az emeltyűk a forgóvázzal, illetve az alvázzal való összekötésnél lehetővé tegyék a forgóvázak szükséges elmozdulását, s ezen emeltyűk alvázhoz csatlakozó végeit az alvázon ágyazott rúddal kötjük össze, s ezáltal az egy hosszanti síkba eső emeltyűket együttes mozgásra kényszerítjük. Az így kialakított szerkezet egyrészt kapcsolatot létesít a forgóváz-keret és az alváz között, felveszi a vonóerő-kifejtéskor a forgóvázra ható nyomatéket, ezáltal megakadályozza a forgóváz billenését és a tengelynyomások jelentős változását, másrészt az egy hosszanti síkba eső két emeltyű közötti torziós kapcsolat megakadályozza a kanyarban való futásnál a forgóvázak szögkitéréseinek nagyfokú eltérését, azt eredményezi, hogy a két forgóváz kitérése közel egyenlő és minimális lesz, és ezáltal csökkenti a nyomkarimaélesedést.The present invention is based on the discovery that the above object can be achieved and the drawbacks outlined above can be overcome or the problems can be overcome by a simple bogie-support linkage having a bogie frame in the median plane or parallel to the longitudinal plane of the vehicle. its brackets are connected to the locomotive chassis by means of a vertical arm so that these arms allow the necessary movement of the bogies when coupled to the bogie and chassis, and the ends of these arms are connected to the chassis by means of a longitudinal bar, flat levers are forced to move together. The structure thus formed establishes a connection between the bogie frame and the chassis, absorbing torque on the bogie during traction, thereby preventing the bogie from tilting and changing axial pressures, and preventing torsional contact between two levers in a longitudinal plane The large deviation of the bogie angles during cornering results in the bogie being almost equal and minimal, thereby reducing the flange sharpening.

A találmány szerinti forgóváz-megtámasztó-összekötő szerkezet tehát szerkezetenként két függőleges emeltyűből és az azokat összekötő, alvázban vagy közvetlenül az alváz alatt haladó, csavarásra igénybevett rúdból áll. Feladata a forgóvázkeret alvázhoz viszonyított függőleges elmozdulásának kiküszöbölése, illetve minimálissá tétele. Ugyanakkor lehetővé kell tennie a forgóváz elfordulását kanyarban az alvázhoz képest, továbbá biztosítania kell a szükséges keresztirányú lengések létrejöttét. Erre a célra olyan csuklós szerkezet felel meg, mely a jármű hosszanti síkjába eső csapjaival lehetővé teszi az emeltyűk keresztsíkban való elmozgását. Ezek a csapok egyrészt a forgóvázkereten, másrészt az alvázon vannak kiképezve. Ugyanakkor a kapcsolatnak biztosítania kell az egy hosszsíkba eső emeltyűk kellő merevségű összekötését.The bogie support-linking device according to the invention thus consists of two vertical arms per structure and a tensioning rod connecting them to the chassis or directly below the chassis. Its function is to eliminate or minimize the vertical movement of the bogie frame relative to the chassis. At the same time, it must allow the bogie to rotate in a bend relative to the chassis, and to provide the necessary transverse oscillations. For this purpose, an articulated device is provided which, by means of its pins in the longitudinal plane of the vehicle, enables the levers to move in a transverse plane. These pins are formed on the bogie frame on the one hand and on the chassis on the other. However, the connection must ensure that the rigidity of the longitudinal planes is sufficiently rigid.

A találmány szerinti szerkezet ilyen módon az alváz alatti térnek a forgóváz-keretek közötti részét teljesen szabadon hagyja az előzőkben említett gépi berendezések elhelyezésére és egyidejűleg biztosítja több olyan cél elérését, amelyeket az eddigiekben bonyolultabb berendezéssel lehetett csak megoldani és nem ilyen eredményesen.The structure of the invention thus leaves a portion of the space under the chassis between the bogie frames completely free to accommodate the aforementioned mechanical equipment and at the same time achieves several goals that could only be solved with more sophisticated equipment to date and less efficiently.

A találmányt részletesen rajzok segítségével ismertetjük, amelyeken :DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention will be described in detail with reference to the drawings in which:

az 1. ábra a találmány szerinti forgóváz-megtámasztó-összekötő szerkezet általános elrendezését szemlélteti, példaképpen 2 db 3-tengelyű forgóvázzal felszerelt mozdonyra vonatkozóan, oldalnézetben, a 2. ábra a találmány szerinti megtámasztó-összekötő szerkezetet felülnézetben ábrázolja abban az esetben, amikor a mozdony pályaívben halad és így forgóvázai β szöggel kitérnek, a 3. ábra az 1. ábra A részletét mutatja, nevezetesen a szerkezet példaképpeni csatlakozását a forgóvázkerethez, a 4. ábra az 1. ábra B részletét mutatja, nevezetesen a szerkezet két elemének példaképpeni csatlakoztatását.Figure 1 is a plan view of a general arrangement of the bogie support link assembly of the present invention, for example, two 2-axle bogie locomotives; Figure 3 shows detail A of Figure 1, namely an exemplary connection of the structure to the bogie frame, Figure 4 showing detail B of Figure 1, namely an exemplary connection of two elements of the structure.

Az ábrákon láthatók a találmány szerinti forgóvázmegtámasztó-összekötő szerkezet elemei, így a főbb elemek is: a mozdony alváza alatt ágyazott 2 torziós rúd és az ehhez csatlakozó két függőleges 1 emeltyű. Ezek összekötését a csavarónyomaték átvitelét lehetővé tevő módon a 3 harántékek biztosítják a 4 fémperselyek közbeiktatásával. Az 1 függőleges emeltyűk a forgóváz célszerűen mélyenfekvőre kialakított 7 kereszttartójához csatlakoznak az A részletből a 3. ábrán jól látható 5 csavaros rögzítés segítségével. Az 1 emeltyű rugalmasan, a 6 gumipersely közvetítésével csatlakozik a forgóvázkerethez, illetve az ebben vezetett 5 csavaros rögzítéshez; így tehát az 1 emeltyűkből és a 2 torziós rúdból álló támasztó-összekötő szerkezet feszülésmentesen képes kisebb elfordulásokra, de merev kapcsolatot létesít a két forgóvázkeret között, valamint az alváz és a forgóvázkeretek között.The figures show the elements of the bogie-support structure according to the invention, including the main elements: a torsion bar 2 mounted under the locomotive of the locomotive and two vertical arms 1 connected thereto. They are connected by means of transverse arms 3, which enable the torque transmission to be carried out by inserting the metal bushes 4. The vertical levers 1 are connected to the transverse support 7 of the bogie, which is preferably deep-seated by means of a screw fastening 5, as shown in detail in FIG. The lever 1 is resiliently connected to the bogie frame by means of the rubber bushing 6 and the screw fixing 5 guided therein; Thus, the support-coupling structure consisting of the arms 1 and the torsion bar 2 is capable of small rotations without stress, but provides a rigid connection between the two bogie frames and between the chassis and bogie frames.

A fentiekben példaképpen ismertetett szerkezet egyenértékű gépelemekkel természetesen más módon is kialakítható. így például a rugalmas gumipersely helyett alkalmazható bármilyen gömbcsukló, úgyszintén retesz helyett alkalmazható bármilyen olyan kötés, amely az emeltyűk és a torziós rúd között csavarás szempontjából merev kapcsolatot létesít. Ilyenek például az ékes kötés, a zsugorkötés, a hegesztés stb.Of course, the structure exemplified above may be constructed in other ways with equivalent machine elements. For example, any ball joint may be used in place of the elastic rubber sleeve, and any joint that provides a rigid connection between the arms and the torsion bar for twisting may be used. These include wedge, shrink, welding, etc.

A találmány szerinti forgóváz-megtámasztó-összekötő szerkezet szerepét működés közben a következőképpen tölti be:The function of the bogie support-coupling device according to the invention during operation is as follows:

A vonóerő-kifejtéskor a forgóvázkeretre ható függőleges erőt az elöl futó forgóváz 1 emeltyűje húzás, a hátul futó forgóváz 1 emeltyűje pedig nyomás formájában felveszi. Ezzel az emeltyűk mindkét forgóváznál megakadályozzák a forgóváz billenését és a tengelynyomás változását, amelynek értéke egyébként több tonna nagyságrendű lehet. 10During traction, the vertical force acting on the bogie frame is drawn by the front bogie 1 lever and by the rear bogie 1 lever. By doing so, the levers at both bogies prevent the bogie from tipping and changing the axial pressure, which can otherwise be in the order of several tons. 10

Kanyarban haladásnál pedig, amidőn a forgóvázak β szöggel, illetve y elmozdulással kitérnek, a mindkét 1 emeltyűhöz mereven kapcsolódó 2 torziós rúd együtt dolgozásra kényszeríti a két emeltyűt, illetve az azokhoz kapcsolt forgóvázkeretet. Ennek során az emeltyűk a kitért helyzetnek megfelelően a forgóváz kerethez csatlakozó végeiknél kis mértékben megemelkednek, de ez az emelkedés csak néhány milliméter és így nem okoz lényeges tengelynyomás-változást. Ugyanakkor az együtt dolgozó forgóvázak szögkitérése közel egyenlő és minimális értékű lesz (βι ~ %)’ miért is a mozdony vezetése kedvező, a forgóváz első vezetőkereke és a sín között a nekifutási szög kisebb lesz. Ennek következtében a nyomkaríma nyomása csökken, ami előnyös a kerékabroncs élettartama szempontjából.When cornering, while the bogies are deflected by angle β or y, the torsion bar 2 rigidly attached to both arms 1 forces the two arms and the bogie frame associated with them to work together. During this, the levers are slightly elevated at their ends connected to the bogie frame according to the displaced position, but this elevation is only a few millimeters and thus does not cause a significant change in axial pressure. However, the angular misalignment of the bogies working together will be approximately equal and minimal (βι ~%) 'why the locomotive is favorable to drive, and the run-in angle between the first bogie of the bogie and the rail will be lower. As a result, the pressure on the tire rim is reduced, which is advantageous for the life of the tire.

A találmány szerinti forgóváz-megtámasztó-összekötő 5 szerkezet tehát csekély ráfordítást jelentő, egyszerű szerkezet beiktatása révén jelentősen javítja a nagyteljesítményű mozdonyok üzemi viszonyait és futási tulajdonságait, s növeli azok élettartamát.The bogie-support linkage 5 according to the invention thus significantly improves the operating conditions and running properties of high-performance locomotives and increases their service life by incorporating a simple, low-cost structure.

Claims (1)

Szabadalmi igénypontA patent claim Forgóvázas vasúti vontató járművek, főleg villamos vagy Diesel-mozdonyok, melyeknél az alváz és a forgó15 vázkeret kapcsolata billenő jellegű, azzal jellemezve, hogy a forgóvázkeretek billenésének csökkentésére és kanyarba való beállásuk szabályozására a forgóvázkeretek jármüközép felé eső kereszttartói (7) függőleges emeltyűkkel (1) vannak az alvázzal összekötve olymó20 dón, hogy az emeltyűk (1) az alvázban vagy közvetlenül az alváz alatt ágyazott torziós rúddal (2) vannak összekötve csavarónyomaték átvitelére alkalmas módon.Bogie traction units, mainly electric or diesel locomotives, where the linkage between the chassis and the bogie frame 15 is characterized by the fact that the bogie frames are moved from the transverse to the center (7) to reduce the inclination of the bogie frames and control they are connected to the chassis so that the levers (1) are connected to the torsion bar (2) embedded in the chassis or directly below the chassis in a manner suitable for transmitting torque.