SE461970B - Raelskroekavhaengigt styrd anordning vid raelsfordon foer begraensning av vagnskorgens tvaerspel - Google Patents

Description

461 970 nämnda utföringsformen saknar emellertid den senare utföringsformen av tvär- anslagen varje elastiskt uppfångingsområde.

Utföringsformen enligt stort CH-PS 504t330 försöker ta hänsyn till denna omständighet genom att en kring vridpunkten mellan boggien och vagns- korgen anordnad, på vagnskorgssidan befintlig medbringarplatta på ena sidan bär ett elastiskt tväranslag för det konstanta tvärfjädringsområdet och på andra sidan ett metalliskt fast anslag för den maximalt tillåtliga tvärfjäd- ringsvägen, vilka på boggiesidan är hopparade med motsvarande motstycken.

Denna konstruktion eller omvändningen av denna konstruktion är emel- lertid av utrymmesskäl inte praktiskt användbar för alla användartillfällen, speciellt genom sin i fordonets längsgående mittplan förlagda anordning.

Detta kan speciellt vara fallet vid drivfordon, vilkas drivmotorer är anord- nade i boggien och där medför en väsentlig begränsning av utrymmet. Vidare får man vid den kända lösningen, beroende på systemet som sådant en kinema- tiskt tvångsmässig rälsbågberoende styrd tvärspelsbegränsning, vilken endast tillåter en linjär förändring av tvärspelet som funktion av rälsbågradien.

Det finns ingen möjlighet för anpassning till individuella krav, t ex mindre stark begränsning vid stora rälsbågar eller rälskrökar eller extremt stark begränsning vid kraftiga rälsbågar. Inte heller finns det vid den kända alösningen någon möjlighet att åstadkomma en vid kurvkörning lika stor be- gränsning av tvärspelet mellan boggien och vagnskorgen på kurvans utsida och kurvans insida beroende på den alltid mot boggien vända, ensidiga anord- ningen med elastiska anslag respektive fasta anslag. En ytterligare nackdel vid den kända lösningen ligger däri att längdelasticiteten, vilken förekom- mer mellan boggien och vagnskorgen och vilken är önskvärd, vid kurvkörning leder till ständig friktion och allt för tidig förslitning av elementen vid tvärbuffertens anliggning mot motstycket.

Genom den i det följande beskrivna uppfinningen skall uppgiften lösas att åstadkomma en rälsbåg- eller rälskurvavhängigt styrd, elasticisk begränsningsanordning för vagnskorgens tvärspel, vilken uppfyller« följande fordringar: a) Individuellt användbar, dvs för motorboggie, drivboggie eller löpvagnsboggie, b) Användbar för vilken som helst typ av utformning på sekundärfjäd- ringen, c) Oberoende av läget på vridpunkten mellan boggien och vagnskorgen, 461 970 d) Oberoende av om vridpunkten mellan boggien och vagnskorgen är utformad såsom effektiv eller ideell vridpunkt, e) Genom fasta anslag begränsat tvärspel mellan boggien och vagns- korgen vid körning rakt framåt, f) Mjuka och elastiska uppfångningar inom de fasta anslagen av tvärspelsaccelerationer vid körning rakt framåt och vid kurvkörning, g) Rälskurvberoende förstoring av tvärspelet på kurvans utsida, h) Den enligt g) uppstående situationen ska vid behov kunna kombine- ras en minskning av tvärspelet på kurvans insida, i) Rälskurvavhängig variation av det elastiska anslagsområdet liksom även dess anordning i rummet, valvis i funktion elle oberoende av använd- ningen av fasta anslag, k) Enkel och kompakt konstruktion, vars aktiva eller passiva delar efter önskan kan anordnas på vagnskorgen eller boggien, l) Efter önskan med eller utan integrerade ändanslag för vertikalin- fjädring av sekundärsteget, oberoende av det använda fjädringssystemet, m) En utföringsform som inte är bunden till en bestämd anordning i boggien.

Uppfinningen, vilken löser dessa uppgifter kännetecknas av ordaly- delsen i patentkravet 1. Lösningen enligt uppfinningen utesluter nackdelarna vid de kända begränsningsanordningarna för vagnskorgens tvärspel genom att den medelst en fjädrande, rullande rörelse har förmåga att röra sig på en rälsbågavhängigt individuellt utformad kuliss. Därigenom kan angreppspunkten för det progressiva uppfångningsområdet, beroende på tvärfjädringsvägens storlek liksom även anordningen i rummet, och detta kan alternativt ske beroende av eller oberoende av ett fast anslag.

Uppfinningen ska nu beskrivas i anslutning till bifogade ritningar.

På dessa visar: Figur 1 en vertikalprojektion av en rälskurvavhängigt styrd, elas- tisk begränsningsanordning för vagnskorgens tvärspel vid en sida av boggien/vagnskorgen; Figur 2 begränsningsanordningen för vagnskorgens tvärspel i ett snitt efter linjen II-II i figur 1; Figur 3 diverse anordningsmöjligheter vid rälskurvavhängigt styrda elastiska begränsningsanordningar för vagnskorgens tvärspel vid ett fordon i en horisontalprojektion i ett rent schematiskt utförande; 461 970 Figur 4 en schematisk framställning av en “boggieintern" anordning av ett komplett system för en rälskrökavhängigt styrd, elastisk begräns- ningsanordning för vagnskorgens tvärspel vid användning av en torsions- luftsfjädring i sekundärsteget; Figur 5 en schematisk framställning av en "boggieintern" anordning av ett komplett system till en begränsningsanordning för en rälskurvav- hängigt styrd elastisk begränsning av vagnskorgens tvärspel vid användning av en skruvfjäder i sekundärsteget; Figur 6 tvärkraftkarakteristikan för ett sekundärfjädersystem med progressivt uppfångningsområde och fast anslag; Figur 7 tvärkraftskarakteristikan för ett sekundärfjädersystem, vid vilket det progressiva uppfångningsområdet ändrats i enlighet med uppfinningens lösning; Figur 8 ett möjligt förlopp för kurvkarakteristikan för att uppfånga uppträdande tvärkrafter genom förspänning av det PP09PGSSlVf verkande elementet i det elastiska området.

Uppbyggnaden av en visad rälskurvavhängigt styrd elastisk anordning för begränsning av vagnskorgens tvärspel enligt uppfinningen framgår av figurerna 1 och 2. För varje fordon kan dessa anordnas t ex såsom visas i figur 3 genom att antingen den aktiva delen 1 placeras i boggien 11 och den -passiva delen 10 i vagnskorgen eller tvärtom. För totalsystemet bestående av den aktiva delen 1 och passiva delen 2 är det härvid oväsentligt om denna hopparning, såsom visas är anordnad omedelbart i tvärmittplanet till boggien eller om den är anordnad vid sidan härav i riktning mot boggieändarna för att möjliggöra vissa konstruktiva utformningar.

I vissa fall,'Lex. vid boggier med sekundärfjädersystem utformade som torsionsluftsfjädringar 14 enligt figur 4 eller som skruwüädringar 15 enligt figur 5 är det också tänkbart att anbringa den aktiva delen 1 vid de ovanför nämnda fjädrarna anordnade konstruktionsdelarna, Lex. tillsatts- luftbehållaren 21 eller den övre fjäderhållaren 22 eftersom dessa konstruk- tionsdelar redan åstadkommer tvär- och utdragningsrörelser hos vagnskorgen 12 i förhållande till boggien 11, medan den passiva delen 10 kan anbringas som motstycke härtill på den primärt avfjädrade boggiedelen 13, eller Detta medför den stora fördelen, att då både den aktiva delen 1 och den passiva delen 10 är anordnade fullständigt på boggiesidan och tvärspels- begränsningen så att säga kan betraktas som ett i sig slutet inuti boggien 461 970 anordnat system, vilket med sina element inte delas i två delar tillhörande boggien 11 och vagnskorgen 12. _ Givetvis medför den nämnda konstruktionen även tillverkningsmässiga fördelar, speciellt vad avser de nödvändiga konstruktionstoleranserna i totalsystemet.

Uppbyggnaden av den aktiva delen i den rälskrökavhängigt styrda elastiska anordningen för begränsning av vagnskorgens tvärspel vid uppfin- ningen består enligt figurerna 1 och 2 i huvudsak en i ett övre och ett undre lagerställe 2 respektive 3 vertikalt lagrad vridsäkrad bult 4, på vilken en som en elastisk rulle 6 utformad tvärbuffert 5 befinner sig i horisontellt läge. Tvärbufferten 5 består förutom av en rulle 6 även av en ovanför och under denna rulle anordnad stödplatta 7 respektive 8 och den är i sin helhet vridbart lagrad på bulten 4.

Den elastiska rullen 6 är utförd av ett stödeftergivande material, vars progressiva karakteristikkurva 9 (figur 7) kan uppnås och'varieras i huvudsak genom sin materialkvalitet och speciella formgivning. Genom inver- kan av stödet på båda sidor från den övre och den undre stödplattan 7 och 8 uppnås vidare fördelen att den progressiva karakteristikkurvan 9 hos den elastiska rullen 6 vid varje tillfälle ytteligare kan påverkas på beroende på formgivningen.

Vidare visas i figurerna 1 och 2 hur det övre lagerstället 2 för bulten 4ßär utformat med en krökt eflerrak anslagsyta 20, vilken övertar det fasta anslagets funktion för tvärfjädervägen i en valfri sekundärfjädring oberoende av det använda fjädersystemet 14, 15.

Det är också tänkbart att ersätta det fasta anslaget 20 med ett separat element vid det övre lagerstället 2, eventuellt även vid det undre lagerstället 3. ' Det visas också i figur 2 att det finns möjlighet att förse Lex. det undre lagerstället 3 för den vertikalt lagrade bulten 4 med en horison- tell anslagsyta 16, så att man får en gentemot det motsvarande sätt utbil- dade anslagspartiet 17 vid den passiva delen 10 integrerat ändanslag för vertikalinfjädringen av sekundärfjädringen, oavhängigt av det använda fjädersystemet 14 eller 15. Så som visas i figurerna 1 och 2 kan uppbyggna- den av den passiva delen 10 efter önskan göras i en del eller i flera delar varvid den olikartade kulissformade utformningen av anslagsytan 18 och löpytan 19 är ett måttgivande kriterium. 461 970 Vid en utformning av den passiva delen 10 i ett stycke är denna utformad med en anslagsyta 18 och en löpyta 19, vilka är utformade indivi- duellt och oberoende av varandra som krökta elle som raka kulissytor, varvid anslagsytan 18 verkar såsom motstycke till ett vid den aktiva delen 1 utfor- mat fast anslag med anslagsytan 20, och löpytan 19 är utformad förlängd i höjdled och fungerar som motstycke till tvärbufferten 5 i den aktiva delen 1. Det är också tänkbart att utforma den passiva delen 10 i ett stycke varvid man antingen kan eliminera anslagsytan 18 för anslaget 20 eller löpytan 19 för tvärbufferten 5.

Det är också tänkbart att utforma den passiva delen 10 i flera delar, varvid antingen anslagsytan 18 för det fasta anslaget med anslagsytan 20 eller löpytan 19 för tvärbufferten ansätts separat respektive utformas utbytbar för alla tänkbara förändringar. Funktionssättet hos ett av en aktiv del 1 och en passiv del 10 bestående totalsystem för den rälskrökavhängigt styrda anordingen för elastisk begränsning av vagnskorgens tvärspel sker oberoende av de speciella behoven hos de aktuella användningsfallet efter samma princip. Ett för körning rakt framåt åt båda sidor lika stort fritt tvärspel erhålls av de på båda sidor med lika stora avstånd mot varandra anordande medlen 5 och 19. Om krökningen på den totala löpytan 19 hela tiden beskriver en radie kring den effektiva eller ideella vridpunkten i boggien 11 och vagnskorgen 12 så får man kurvkörning ett åt båda sidor dvs åt kurvyttersidan likaväl som åt kurvinnersidan lika stort fritt tvärspel.

Vid lösningen enligt uppfinningen kan löpytan 19 utföras med en kombination av olika krökningar, så att därmed det fria tvärspelet vid kurvkörning förstoras i riktning mot krökens yttersida och/eller minskas mot krökens innersida. För de till begränsning av det totala tvärspelet anord- nade fasta anslagen med anslagsytorna 18 och 20 gäller i princip samma sak, varvid givetvis avståndet mellan medlen 18 och 20 måste vara större än avståndet mellan tvärbufferten 5 och löpytan 19. Genom kombinationen av olika krökningar hos anslagsytan 18 kan det totala tvärspel som står till förfogande vid kurvkörning likaledes öka mot krökens yttersidan och/eller minskas mot krökens innesida. Om krökningsformerna hos löpytan 19 och an- slagsytan 18 utformas olika i förhållande till varandra och integreras i den passiva delen 10 får man genom denna överlagrade anordning den önskade effekten med en tidigare förläggning av det progressiva uppfångningsområdet med en karakteristikakurva enligt figurerna 7 och 8. 461 970 För att förtydliga den förbättring som uppnås genom uppfinningen visas ett ofördelaktigt utgångsläge i figur 6, vilket erhålls vid den tidi- gare nämnda teknikens ståndpunkt: En kurva 43 över tvärkraftkarakteristikan hos ett valfritt fjäder- system 14, 15 ger i kombination med en anordning för elastisk tvärspels- begränsning ett progressivt uppfångningsområde med en kurva 39, som begrän- sas av ett fast anslag med anslagsytan 40. Det visar sig att en uppträdande tvärkraft 24 av en viss storleksordning beroende på systemet inte längre kan upptas av det progressiva uppfångningsområdet med kurvan 39 utan träffar direkt mot anslagsytan 40 till det fasta anslaget och påverkar de resande såsom ett oangenämt uppkommet slag.

Samma situation beskrivs med figur 7, dock med skillnaden att man erhåller en inverkan av den enligt uppfinningen rälskrökavhängigt styrda anordningen för elastisk begränsning av vagnskorgens tvärspel. Det visas en tvärkraftkurva 23 till ett valfritt sekundärfjädersystem 14, 15 i kombina- tion med ett i förhållande till figur 6 numera tidigarelagt progressivt uppfångningsområde med en kurva 9 och fast anslag med anslagsytorna 18, 2D.

Det framgår att en uppträdande tvärkraft 24 av samma storleksordning som den som visas i figur 6 vid denna senare anordning utan problem upptas inom det progressiva uppfångningsområdet för kurvan 9 utan att träffa det fasta anslaget med anslagsytorna 18, 20, vilket medför att dessa tvärkraftrörelser inte uppfattas av de resande.

Tidigarförläggningen av ett progressivt uppfångningsområde med kur- van 9 erhålls genom den parallella anordningen med den elastiska rullen 6 i tvärbufferten 5 med hänsyn till det fasta anslaget med anslagsytorna 18, 20, varvid ingreppsförhållandena för tvärbufferten genom den olika utformningen av löpytan 19 i förhållande till anslagsytan 18 kan varieras efter önskan.

Den rälskrökberoende styrningen av vagnskorgens tvärspel erhålls genom att den som elastisk rulle utformade tvärbufferten 5 avrullar på den efter speciella behov anpassningsbara kulissformat utbildade löpytan 19 i den passiva delen 10.

Genom den som en elastisk rulle 6 urformade tvärbufferten kan indi- viduellt utformade kulisser eller kurvor i en fjädrande rullrörelse avrulla för rälskrökberoende styrning av vagnskorgens tvärspel.

På grund av den ständiga växlingen av det på löpytan 19 anliggande periferisegmentet till den som elastisk rulle utformade tvärbufferten är en 461 970 förslitning av detta materialpar uteslutet, och även de mellan boggien och vagnskorgen 12 förekommande relativrörelserna i längdriktningen kan omsättas till en rullande rörelse vid tvärspelsbegränsningsanordningar för vagnskor- gen.

I figur 8 visas slutligen en tvärkraftkurva 23 för ett valfritt sekundärfjädersystem 14, 15 i kombination med ett förspänt progressivt uppfångningsområde med en kurva 26 och ett fast anslag med anslagsytorna 18, 20. Denna figur visar en ytteligare möjlighet att med lösningen enligt uppfinningen uppta en maximalt uppträdande tvärkraft 24 i ett progressivt uppfångningsområde motsvarande kurvan 26. Förspänningen av det progressiva uppfångningsområdet för kurvan 26 åstadkoms genom en motsvarande utformning av ingreppsförhållandena mellan tvärbufferten 5 och dess löpyta 19, varvid även här, liksom beskrivits i figur 7, kombinationen av en rälskrökberoende styrning av vagnskorgens tvärspel är möjlig.

Som exempel på en möjlig, samtidigt inskränkning av tvärspelet i riktning mot rälskrökens utsida och insida, vilken kan uppnås med lösningen enligt uppfinningen tack vare de olika utformningsbara kurvytorna för det elastiska anslaget och det fasta anslaget skall följande rekommenderade värden hämtade ur en kravspecifikation från ett järnvägsbolag tjäna: Rätlinjig körning och oändlig m krök = 3 50 mm 1.000 m krök = i 50 mm 500 m krök = i 50 mm 250 m krök =;t 25 mm 180 m krök = j; 18 mm 150 m krök = 1 14 mm l20mkrök =¿ 9mm 90 m krök = 1 0 mm

Claims (17)

461 970 P a t e n t k r a v

1. Rälskrökavhängigt styrd anordning för begränsning av vagns- korgens tvärspel vid rälsfordon och utformad med fasta anslag (18, 20) för begränsning av det maximala tvärspelet mellan boggin (11) och vagnskorgen (12) samt med medel (6) med fjädrande upptagningsför- måga för det konstanta tvärfjädringsomrádet, genom att det finns ett för begränsning av ett maximalt tvärspel avsett fast anslag (20) och ett för det konstanta fjäderomrädet avsett fjäderelement (6), där fjäderlementet (6) och det fasta anslaget (20) är sammansatta till en aktiv del (1), som bildar ett par med en passiv del (10), vilken är utformad som ett motstycke till den aktiva delen (1), och vilken är utformad med en anslagsyta (18) för det fasta anslaget samt en löpyta (19) för fjäderelementet (6), kännetecknad av att anslagsytan (18) och löpytan (19) är utformade som kurvytor med olika krökning, så att fjäderelementet (6) vid kurvkörning avrullar på löpytan (19), och en maximalt uppträdande tvärkraft (24) upptas med en karakteristik- kurva (9) i det elastiska uppfângningsomrâdet utan att beröra det för 'begränsning av det maximala tvärspelet avsedda fasta anslaget (18, 20). (Fig. 7 och 8)

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att löpytan (19) för fjäderelementet (6) vid den passiva delen (10) är utformad på sådant sätt, att fjäderelementets (6) avstånd från löpytan (19) ändras med tilltagande utlänkning, speciellt så att den växer på rälskrökens utsida. (Fig. 1, 3)

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att läget på det progressiva uppfàngningsområdet med karakteristikkurvan (9) till den som elastisk rulle (6) utformade tvärbufferten (5) kan varieras i förhållande till det fasta anslaget (20) inom en tvärkraftkarakte- ristikkurva (23) genom den olika formgivning av anslagsytan (19) till löpytan (19) i den passiva delen (10) och åstadkommer en märkbart positiv tvärförspänningskraft vid vid tvärvägens omrâde "nollfl

(Fig. 7, 8) ' 461 970 10 4t Anordning enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att medlen (6) omfattar form och/eller material och/eller anordning av avfjäd- ringselementen (6), vilka avfjädringselement företrädesvis är utformade som rullar (6) eller valsar, vilka åtminstone delvis består av t ex gummielastiskt material.

5. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att avfjädringselementen (6) är uppbyggda på sådant sätt, speciellt formmässigt, att deras fjäderkraft växer progressivt i förhållande till fjädringsvägen.

6. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att anordningen med en aktiv del (1) och en passiv del (10) åstad- kommits antingen omedelbart i vagnsboggins (11) tvärgående mittplan eller förskjuten i riktning mot boggiändarna.

7.Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att hopparningen av en aktiv del (1) med en passiv del (10) utförts så, att den aktiva delen (1) är anordnad i boggin (11) och den passiva delen i vagnskorgen (12), eller omvänt.

8. Anordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att hopparningen av en aktiv del (1) med en passiv del (10) i kombination med ett såsom en torsionsluftfjädring (14) eller spriral- fjädring (15) utbildat sekundärfjädersteg kan kombineras konstruktivt på sådant sätt, att såväl den aktiva delen (1) som den passiva delen (10) är anordnade vid boggin (11).

9.Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att ett flertal element (20, 16, 5) med olika funktion tillsammans bildar en konstruktiv enhet med utbytbara delar och anordnad i en aktiv del (1), och av att en aktiv del (1) består av ett horison- tellt, fast anslag med en vertikal anslagsyta (16) och ett vertikalt, fast anslag med horisontell anslagsyta (16) samt en tvärbuffert (5) för elastisk upptagning av en tvärkraft (24), varvid tvärbufferten (5) är utformad som en elastisk rulle (6) med en genom materialet och/eller formgivningen åtstadkommen progressiv karakteristikkurva (9). 461 970 11

10.Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att det finns medel för att genom en på vardera sidan av den elastiska rullen (6) anordnad övre och undre stödplatta (7, 8) åstadkomma en progressiv kurvkarakteristika (9) för den elastiska rullen (6) genom variering av formgivningen på vardera stödplattan (7, 8).

11. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att ett flertal element (18, 19, 17) med olika funktion tillsammans bildar en konstruktiv enhet med utbytbara delar i en passiv del (10), och av att en passiv del (10) består av ett horisontellt, fast anslag med en vertikal anslagsyta (18) och ett vertikalt, fast anslag med en horisontell anslagsyta (17) samt en vertikalt riktad löpyta för en såsom motstycke verkande tvärbuffert (5).

12. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att en anslagsyta (18) och en löpyta (19) till en passiv del (10) är utformade rälskrökberoende såsom på olika sätt krökta kulisser eller kurvor, och av att de ligger an mot varandra i ett vertikalt plan.

13. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att avståndet mellan den elastiska rullen (6) och löpytan (19) till den aktiva delen (10) vid kurvkörning ändras rälskrökberoende med tilltagande utböjning av boggin (11) i förhållande till vagskorgen ' (12), och av att begränsningen av vagnskorgens (12) tvärspel vid körning rakt framåt och vid kurvkörning är påverkbar genom utform- ningen av löpytans (19) krökning, varvid vagnskorgens (12) tvärspel vid kurvkörning förstoras i riktning mot krökningens utsida och/eller minskas i riktning mot krökningens insida genom kombina- tionen av bestämd krökningsform på löpytan (19)

14, Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att fjäderelementen (6) omfattar stålelastiska fjäderelement.

15. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att de fasta anslagselementen (10, 20) och fjäderelementen (6) bildar en konstruktiv enhet med utbytbara delar, vars begränsningskrafter i varje läge på boggin (11) och vagnskorgen (12) har i huvudsak direkt bredvid varandra liggande samma verkningsplan, och speciellt ligger 461 970 12 paraHeHt med varandra.

16. Anordning enligt nagot av föregående krav, kännetecknad av att det fasta ansïagseïementets ansïagsyta (18) och 'löpytan (19) för fjäderruïïen (6) ïigger i ett pian eHer är utformade kurvartat.

17. Anordning en1igt något av föregående krav, kännetecknad av att den i konstruktivt hänseende kan kombineras med ett sekundär- fjädersystem (14, 15), (Fig. 4, 5)