DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal tito lo: DESCRIPTION of the industrial invention entitled:
"Carrello per veicoli ferroviari" "Trolley for railway vehicles"
TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce ai carrelli per veicoli ferroviari, del tipo comprendente un telaio, due sale i cui assili sono connessi al telaio attraverso rispettive boccole di estremità, una traversa di carico disposta al di sopra della zona mediana del telaio e destinata ad essere fissata ad una cassa di veicolo ferroviario, mezzi elastici di sospensione interposti fra la zona mediana del telaio e la traversa di carico, mezzi ammortizzatori verticali e mezzi ammortizzatori trasversali operativamente associati a detti mezzi elastici di sospensione, e mezzi ammortizzatori antiserpeggio disposti sostanzialmente longitudinalmente sui lati opposti del carrello. The present invention refers to bogies for railway vehicles, of the type comprising a frame, two axles whose axles are connected to the frame through respective end bushings, a load crossbar arranged above the median area of the frame and intended to be fixed to a railway vehicle body, elastic suspension means interposed between the median zone of the frame and the load beam, vertical shock absorber means and transverse shock absorber means operatively associated with said elastic suspension means, and anti-kerf shock absorber means arranged substantially longitudinally on opposite sides of the trolley.
Tradizionalmente, nei carrelli per veicoli ferroviari noti del tipo sopra definito i mezzi ammortizzatori antiserpeggio comprendono, per ciascun lato del carrello, un unico ammortizzatore interposto, sostanzialmente orizzontalmente, fra il telaio del carrello e la corrispondente estremità della traversa di carico fissata alla cassa del veicolo ferroviario. Traditionally, in known bogies for railway vehicles of the type defined above, the anti-worsening shock absorber means comprise, for each side of the bogie, a single shock absorber interposed, substantially horizontally, between the chassis of the bogie and the corresponding end of the load beam fixed to the vehicle body. railway.
Questa disposizione, oltre a comportare una elevata energia da dissipare, presenta limiti funzionali derivanti dal fatto che l'intervento degli ammortizzatori antiserpeggio per smorzare l'instabilità delle sale è indiretto, dal momento che* come spiegato in precedenza, tali ammortizzatori agiscono fra la cassa ed il telaio del carrello. ;Lo scopo della presente invenzione è quello di ovviare ai suddetti inconvenienti, e di realizzare un carrello per veicoli ferroviari del tipo definito all'inizio dotato di una maggiore efficacia funzionale in relazione allo smorzamento delle instabilità al serpeggio, e quindi avente un comportamento dinamico migliorato . ;Un ulteriore scopo dell'invenzione è quello di semplificare la costruzione del carrello, con particolare riferimento alla disposizione dei mezzi ammortizzatori verticali e/o dei mezzi ammortizzatori laterali. ;In vista di raggiungere tale scopo, l'invenzione ha per oggetto un carrello per veicoli ferroviari del tipo definito all'inizio, la cui caratteristica essenziale risiede nel fatto che i suddetti mezzi ammortizzatori antiserpeggio comprendono, per ciascun lato del carrello, una coppia di ammortizzatori telescopici contrapposti aventi ciascuno un'estremità articolata alla traversa di carico e l’estremità opposta articolata alla corrispondente boccola di un rispettivo assile. ;Grazie a questa idea di soluzione, le caratteristiche antiserpeggio del carrello secondo l'invenzione risultano sensibilmente migliorate, in quanto le due coppie di ammortizzatori antiserpeggio agiscono direttamente sulle sale, evitando che le instabilità di queste siamo trasmesse al telaio del carrello e da questo alla cassa del veicolo ferroviario. Il miglioramento della stabilità del carrello equivale ad una riduzione delle oscillazioni di serpeggio trasmesse da questo alla cassa, e si traduce quindi in un migliore comfort di marcia per i passeggeri del veicolo ferroviario equipaggiato con carrelli secondo l'invenzione. Inoltre l’energia che deve essere dissipata dagli ammortizzatori antiserpeggio è inferiore al caso dei carrelli tradizionali. ;Un ulteriore vantaggio della disposizione secondo l'invenzione, apprezzabile nel caso di veicoli ferroviari non dotati di sistemi di rotazione della cassa tendenti ad equilibrare l'accelerazione centrifuga non compensata in curva, risiede nel fatto che le due coppie di ammortizzatori antiserpeggio esercitano sulle sale forze sterzanti lungo i raccordi di ingresso e uscita dalle curve. ;Secondo una forma preferita di attuazione dell'invenzione, gli ammortizzatori telescopici antiserpeggio di ciascuna coppia sono disposti obliquamente: più in particolare, essi presentano un'inclinazione nel piano verticale dell'ordine di 10-202, convenientemente fra 12 e 152, ed un'inclinazione nel piano orizzontale dell'ordine di 4-62. ;Questa disposizione, oltre a migliorare il suddetto effetto di auto-sterzatura delle sale, permette inoltre di utilizzare le due coppie di ammortizzatori antiserpeggio eventualmente anche per integrare ο sostituire la funzione degli ammortizzatori verticali e/o la funzione degli ammortizzatori laterali. Nel caso ottimale gli ammortizzatori verticali e/o gli ammortizzatori laterali utilizzati nei carrelli ferroviari tradizionali potranno essere soppressi, con evidenti vantaggi in termini di maggiore semplicità di costruzione e di riduzione di peso, ingombro e costi. ;L'invenzione verrà ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, nei quali: ;la figura 1 è una vista schematica in elevazione laterale di un carrello per veicoli ferroviari secondo la prima forma di attuazione del1 1invenzione , ;la figura 2 è una vista in pianta dall’alto della figura 1, ;la figura 3 è una vista analoga alla figura 1 che mostra una seconda forma di attuazione del carrello ferroviario secondo l’invenzione, e ;la figura 4 è una vista in pianta dall'alto della figura 3. ;Riferendosi inizialmente alle figure 1 e 2, un carrello per veicoli ferroviari secondo l'invenzione comprende un telaio 1 formato da due elementi longitudinali 2,3 collegati da due elementi trasversali 4,5 e portanti in prossimità delle rispettive estremità due sale 6,7. Ciascuna sala 6,7 è formata in modo convenzionale da un assile 8,9 recante una coppia di ruote 10,11 e le cui estremità sono connesse agli elementi longitudinali 2,3 del telaio 1 tramite rispettive boccole 12,13 di tipo convenzionale. ;Fra il telaio 1 del carrello e le sale 6,7 sono previsti organi di sospensione primaria anch'essi di tipo convenzionale, indicati genericamente con 14,15 nella figura 1. ;Con 16 è indicata una traversa di carico disposta al di sopra della zona mediana del telaio 1, parallelamente agli elementi trasversali 4,5, la quale è destinata ad essere fissata rigidamente al fondo di una cassa di veicolo ferroviario. Fra la traversa di carico 16 ed il telaio 1 sono interposte, pure in modo convenzionale, molle di sospensione primaria verticale e laterale 17, attraverso le quali vengono anche consentite le necessarie rotazioni del carrello rispetto alla cassa intorno all'asse verticale . ;Nell'esempio rappresentato nella figura 1, sono inoltre previsti ammortizzatori verticali 18 disposti a fianco delle molle di sospensione 17 fra le zone centrali degli elementi longitudinali 2,3 e la traversa di carico 16, ed ammortizzatori laterali 19 disposti trasversalmente con un’estremità articolata ad un rispettivo elemento longitudinale 2,3 e l'estremità opposta destinata ad essere articolata ad un corrispondente attacco fissato al fondo della cassa del veicolo ferroviario. Nella figura 2, con 20 sono indicati schematicamente due attuatori lineari, normalmente idraulici, disposti trasversalmente e facenti parte di un sistema di sospensione laterale attivo operante, in modo per se noto, durante la marcia in curva del veicolo. Il carrello può inoltre essere equipaggiato con un sistema di rotazione della cassa intorno all'asse longitudinale in curva, anch'esso di tipo per se noto, per equilibrare la forza centrifuga non compensata . ;Il carrello è dotato di un sistema di smorzamento antiserpeggio che, secondo l'invenzione, comprende due coppie di ammortizzatori telescopici contrapposti 21,22 disposti sui lati opposti del telaio 1. In particolare, ciascun ammortizzatore antiserpeggio 21,22 presenta un'estremità articolata ad una mensola 23,24 solidale alla boccola 12,13 della corrispondente sala 6,7, e l'altra estremità articolata alla traversa di carico 16. Nell'esempio rappresentato nelle figure 1 e 2, ciascuna estremità della traversa 16 reca inferiormente un attacco centrale 25,26 per l'articolazione dei corrispondenti ammortizzatori antiserpeggio 21 e, rispettivamente, 22. ;Gli ammortizzatori 21 e 22 di ogni coppia sono disposti obliquamente sia nel piano verticale, sia nel piano orizzontale. Come è illustrato nella figura 1, l'inclinazione nel piano verticale è dell'ordine di 10-202, e preferibilmente fra 12 e 152. come è invece illustrato nella figura 2, l'inclinazione nel piano orizzontale è dell'ordine di 4-62. ;Grazie alla disposizione sopra descritta degli ammortizzatori antiserpeggio 21 e 22, il carrello secondo l'invenzione presenta un comportamento dinamico sensibilmente migliorato. Più in dettaglio, si ottengono i seguenti vantaggi : ;- maggiore efficacia di stabilizzazione del carrello, grazie all'intervento diretto degli ammortizzatori 21,22 sul moto di oscillazione di serpeggio delle sale 6,7. Ciò permette sia di ridurre l'energia da dissipare, sia di incrementare la velocità di intervento e l'efficacia di smorzamento nei confronti delle realizzazioni convenzionali nelle quali gli ammortizzatori antiserpeggio sono interposti fra la cassa del veicolo ed il telaio del carrello; ;le simmetrie nel piano verticale determinano l'annullamento delle forze verticali per i movimenti nel piano orizzontale, e di conseguenza vengono annullate le eccitazioni di vibrazioni verticali della cassa del veicolo; ;per i veicoli normali (senza rotazione della cassa) si esercitano, durante le fasi di raccordo di ingresso e di uscita delle curve, forze sterzanti sulle sale 6,7. ;Un ulteriore ed importante vantaggio che può essere conseguito attraverso l'invenzione consiste nel fatto che gli ammortizzatori 21,22, oltre alla funzione antiserpeggio, possono svolgere anche la funzione di ammortizzatori verticali e/o ammortizzatori laterali. ;Le figure 3 e 4 mostrano una seconda forma di realizzazione dell'invenzione, in cui appunto gli ammortizzatori verticali 18 e laterali 19 della forma di attuazione descritta in precedenza sono soppressi, e la loro funzione viene svolta dalle due coppie di ammortizzatori 21,22. Nelle figure 2 e 3, in cui parti identiche simili a quelle descritte in precedenza con riferimento alle figure 1 e 2 sono indicate con gli stessi riferimenti numerici, gli ammortizzatori 21 e 22 presentano un*inclinazione nel piano verticale maggiore rispetto al caso precedente: ciò si realizza spostando i punti di articolazione di tali ammortizzatori 21,22 rispetto alla traversa di carico 16 in posizioni piQ vicine alle sale 6,7, cioè in corrispondenza di attacchi 27,28 prossimi ai bordi di tale traversa di carico 16. This arrangement, in addition to involving a high energy to be dissipated, has functional limits deriving from the fact that the intervention of the anti-worsening shock absorbers to dampen the instability of the rooms is indirect, since * as explained above, these shock absorbers act between the body and the frame of the trolley. ; The purpose of the present invention is to obviate the aforementioned drawbacks, and to produce a bogie for railway vehicles of the type defined at the beginning, which is endowed with a greater functional efficiency in relation to the damping of the instabilities at meandering, and therefore having an improved dynamic behavior. . A further object of the invention is to simplify the construction of the trolley, with particular reference to the arrangement of the vertical shock-absorbing means and / or of the lateral shock-absorbing means. In order to achieve this object, the invention relates to a bogie for railway vehicles of the type defined at the beginning, the essential feature of which lies in the fact that the aforesaid anti-wasting shock-absorbing means comprise, for each side of the bogie, a pair of opposed telescopic shock absorbers each having one end articulated to the load beam and the opposite end articulated to the corresponding bushing of a respective axle. Thanks to this solution idea, the anti-worming characteristics of the trolley according to the invention are significantly improved, since the two pairs of anti-worming shock absorbers act directly on the halls, avoiding that the instabilities of these are transmitted to the frame of the trolley and from this to the case of the railway vehicle. Improving the stability of the bogie is equivalent to a reduction in the meandering oscillations transmitted by it to the body, and therefore translates into a better ride comfort for the passengers of the railway vehicle equipped with bogies according to the invention. Furthermore, the energy that must be dissipated by the anti-wasting shock absorbers is lower than in the case of traditional trolleys. ; A further advantage of the arrangement according to the invention, appreciable in the case of railway vehicles not equipped with body rotation systems tending to balance the uncompensated centrifugal acceleration when cornering, lies in the fact that the two pairs of anti-kerf shock absorbers exert on the halls steering forces along the inlet and outlet junctions of curves. According to a preferred embodiment of the invention, the telescopic anti-wasting shock absorbers of each pair are arranged obliquely: more particularly, they have an inclination in the vertical plane of the order of 10-202, conveniently between 12 and 152, and a inclination in the horizontal plane of the order of 4-62. ; This arrangement, in addition to improving the aforementioned self-steering effect of the halls, also allows the two pairs of anti-wasting shock absorbers to be used, possibly also to integrate or replace the function of the vertical shock absorbers and / or the function of the side shock absorbers. In the optimal case, the vertical shock absorbers and / or the lateral shock absorbers used in traditional railway bogies can be eliminated, with obvious advantages in terms of greater simplicity of construction and a reduction in weight, bulk and costs. The invention will now be described in detail with reference to the attached drawings, provided purely by way of non-limiting example, in which: Figure 1 is a schematic side elevation view of a trolley for railway vehicles according to the first embodiment of the 1 invention,; figure 2 is a top plan view of figure 1,; figure 3 is a view similar to figure 1 showing a second embodiment of the railway trolley according to the invention, and; figure 4 is a top plan view of Figure 3. Referring initially to Figures 1 and 2, a bogie for railway vehicles according to the invention comprises a frame 1 formed by two longitudinal elements 2,3 connected by two transverse elements 4,5 and bearing two rooms 6,7 near their respective ends. Each hall 6,7 is formed in a conventional way by an axle 8,9 carrying a pair of wheels 10,11 and whose ends are connected to the longitudinal elements 2,3 of the frame 1 by means of respective bushings 12,13 of the conventional type. ; Primary suspension members are also provided between the frame 1 of the trolley and the rooms 6,7, also of a conventional type, indicated generically with 14,15 in figure 1; Reference 16 indicates a load crossbar arranged above the median zone of the frame 1, parallel to the transverse elements 4,5, which is intended to be rigidly fixed to the bottom of a railway vehicle body. Between the load crosspiece 16 and the frame 1 are interposed, also in a conventional manner, primary vertical and lateral suspension springs 17, through which the necessary rotations of the trolley with respect to the body around the vertical axis are also allowed. In the example shown in Figure 1, vertical shock absorbers 18 are also provided, arranged alongside the suspension springs 17 between the central areas of the longitudinal elements 2,3 and the load crosspiece 16, and lateral shock absorbers 19 arranged transversely with one end articulated to a respective longitudinal element 2,3 and the opposite end intended to be articulated to a corresponding attachment fixed to the bottom of the body of the railway vehicle. In Figure 2, 20 schematically indicates two linear actuators, normally hydraulic, arranged transversely and forming part of an active lateral suspension system operating, in a per se known manner, during the curving of the vehicle. The trolley can also be equipped with a system for rotating the body around the longitudinal axis in the curve, also of a per se known type, to balance the uncompensated centrifugal force. ; The trolley is equipped with an anti-worsening damping system which, according to the invention, comprises two pairs of opposed telescopic shock absorbers 21,22 arranged on opposite sides of the frame 1. In particular, each anti-worming shock absorber 21,22 has an articulated end to a bracket 23,24 integral with the bushing 12,13 of the corresponding room 6,7, and the other end articulated to the loading crosspiece 16. In the example shown in Figures 1 and 2, each end of the crosspiece 16 bears a lower attachment central 25,26 for the articulation of the corresponding anti-wasting shock absorbers 21 and 22 respectively. The shock absorbers 21 and 22 of each pair are arranged obliquely both in the vertical plane and in the horizontal plane. As shown in Figure 1, the inclination in the vertical plane is of the order of 10-202, and preferably between 12 and 152. As it is instead shown in Figure 2, the inclination in the horizontal plane is of the order of 4- 62. Thanks to the above described arrangement of the anti-wasting shock absorbers 21 and 22, the trolley according to the invention exhibits a significantly improved dynamic behavior. More in detail, the following advantages are obtained:; - greater stabilization efficiency of the trolley, thanks to the direct intervention of the shock absorbers 21,22 on the swinging motion of the halls 6,7. This allows both to reduce the energy to be dissipated and to increase the intervention speed and the damping effectiveness compared to conventional embodiments in which the anti-kink shock absorbers are interposed between the vehicle body and the chassis of the trolley; ; the symmetries in the vertical plane determine the cancellation of the vertical forces for the movements in the horizontal plane, and consequently the excitations of vertical vibrations of the vehicle body are canceled; ; for normal vehicles (without body rotation), steering forces are exerted on the wheelbases 6,7 during the entrance and exit phases of the curves. A further and important advantage which can be achieved through the invention consists in the fact that the shock absorbers 21, 22, in addition to the anti-worsening function, can also perform the function of vertical shock absorbers and / or lateral shock absorbers. Figures 3 and 4 show a second embodiment of the invention, in which the vertical 18 and lateral 19 shock absorbers of the previously described embodiment are suppressed, and their function is performed by the two pairs of shock absorbers 21,22 . In Figures 2 and 3, in which identical parts similar to those described above with reference to Figures 1 and 2 are indicated with the same numerical references, the shock absorbers 21 and 22 have a greater inclination in the vertical plane than in the previous case: this it is accomplished by moving the articulation points of these shock absorbers 21,22 with respect to the load crosspiece 16 to positions closest to the rooms 6,7, that is, in correspondence with attachments 27,28 close to the edges of said load crosspiece 16.
Naturalmente sono possibili configurazioni intermedie fra la soluzione rappresentata nelle figure 1 e 2 e la soluzione rappresentata nelle figure 3 e 4, in cui soltanto gli ammortizzatori verticali 18 oppure soltanto gli ammortizzatori laterali 19 sono soppressi. In tal caso gli ammortizzatori 21,22 realizzeranno, oltre alla specifica funzione antiserpeggio , soltanto anche la funzione di smorzamento nel piano verticale oppure soltanto anche la funzione di smorzamento nel piano orizzontale. Of course, intermediate configurations are possible between the solution represented in Figures 1 and 2 and the solution represented in Figures 3 and 4, in which only the vertical shock absorbers 18 or only the lateral shock absorbers 19 are suppressed. In this case the shock absorbers 21,22 will perform, in addition to the specific anti-wasting function, only also the damping function in the vertical plane or only also the damping function in the horizontal plane.
Naturalmente i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione, così come definita nelle rivendicazioni che seguono. Naturally, the details of construction and the embodiments may be widely varied with respect to what has been described and illustrated, without thereby departing from the scope of the present invention, as defined in the following claims.