SE502361C2 - Boggi för rälsfordon - Google Patents

Description

502 361 2 Genom den såsom sammanhängande konstruktionsdel utförda kopplings- anordningen är det möjligt att i en enhet förena tjädrings- och/ eller dämpningsegenskapema och att i överensstämmelse därmed fritt utforma kraven, nämligen oberoende av den lastupptagande konstruktionsdelen, vilken vid dimensioneringen underkastas kraven på hållfasthet och följaktligen till sina egenskaper inte är godtyckligt variabel. Genom kopplingsanordningen enligt uppfinningen möjliggöres emellertid också en mjuk primär fjädring i längs- och/eller tvärriktriingen, utan att minska på urspåmingssäkerheten, eftersom trots de mjuka fiädringsegenskaperna hos den primära fiädern hjulsatsema styrs tillförlitligt relativt varandra medelst kopplingsanordningen.

En fördelaktig utföringsform av uppfinningen består i att kopplingsramen är utformad som en ihålig lâdprofil, att därvid två längsgående balkar är anordnade symmetriskt med det längsgående mittplanet hos boggin, vilka balkar är förbundna medelst två tvärgående strävor i området mellan boggins mitt och hjulsatsema, och att längsgående balkar är cirkelformigt böjda och vid sina ändar kopplade till lijulsatsema.

Genom den speciella formgivningen och valet av material är det möjligt att förläna kopplingsanordningen önskade tjädrings- och dämpningsegenskaper, samtidigt som en slitstyrka.

Ytterligare fördelaktiga utföringsformer har givits de av underkraven 3-6 framgående kännetecknen.

Uppfmningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till bifogade ritningar, som visar en föredragen utföringsform. Fig. 1 är en sidovy av en boggi med kopplingsram för inbördes koppling av hjulsatserna. Fig. 2 är en planvy av boggin med elastisk kopplingsram. Fig. 3 är en tvärsektion efter linjen lll-Ill i fig. 2 genom ett tvärgående mittplan genom boggin. Fig. 4 visar en detalj Z med virvelströmsbroms.

En boggi för ett rälsfordon av höghastighetstyp visas i fig. 1 i sidovy. Boggin är medelst en luftfjäder 1 såsom sekundär fiäder avtjädrad mot en icke närmare visad vagnkorg 2. Lnfizfjädern 1 anligger mot en svanhalsartat utformad längsgående bärande balk 3 för boggin och denna är via en primär fjäder 4 lagrad på hiulsatslager 5. Hjulsatslagren 502 361 3 är i sin tur via vardera en bladfjäderlänk 6 elastiskt förbundna med boggins längsgående bärande balk 3, varvid förbindningen mellan hjulsatslagret 5 och bladfjäderlänken 6 sker medelst gumrnielement 7, medan kopplingen till boggins längsgående balk 3 är fast medelst en sågtandsförbindning 8. Medan fjäderkonstantema i längs- och/eller i tvärriktningen för hoplänkrringen av hjulsatslagren 5 på konventionellt sätt genom den speciella utformningen av bladfjäderlänkanordningen 6 och förbindningselementen enbart sker på dess ändar, åstadkommes enligt uppfinningen en extra förbindning av hjulsatsema relativt varandra genom att hjulsatslagren 5 kopplas medelst en kopplingsram 9 av speciell formgivning och dimensionering, så att stabilitetsgränserna respektive gränshastigheten påverkas på ett sätt, som genom konventionell hoplänkning av hjulsatsema inte är möjlig.

Enligt en på rirningarna icke visad version är det möjligt att koppla kopplingsramen 9 till kompletterande, hjulsatsaxeln omgripande lagerhus, om av konstruktiva skäl det inte är möjligt att ansluta kopplingsramen 9 till hjulsatslagren.

Kopplingsramen 9 är utformad som en ihålig lådprofil och förbinds medelst skruvar 10 direkt med lrjulsatslagren 5. Genom sin formgivning och genom dimensioneringen av den ihåliga lådprofilen inses lätt, att därmed fiäderkonstantema för kopplingen är variabla genom vidsträckta områden och anpassas till de till varandra kopplade massorna. Eftersom inga rörliga delar föreligger, är kopplingen dessutom fullkomligt fri från förslirning och underhållsfri. Förbindningen mellan en boggiram 11 och vagnskorgen 2 sker på i och för sig känt sätt medelst en länk, vilken är utformad som en kort länk 12 och vilken via gummilänkar l3a och 13b är förbunden såväl med en tvärgående balk l4 över en andra konsol 15, som även vid sin andra ände över en första konsol l6 med en tapp 17 på vagnkorgen 2.

Den primära fjädringen bestående av den inledningsvis nämnda primära fjädern 4 och det därtill kinematiskt visade i rad kopplade gummielementet 7, kan såväl i längs- som även i tvärriktningen utföras med en fiäderhållfastlret av cp < 2,0 - l0° N/m, eftersom den urspårningssäkra stymingen av hjulsatsema säkerställes relativt varandra genom kopplingsramen 9. 502 361 4 I fig. 2 visas boggin med kopplingsramen 9 i planvy. Kopplingsramen 9 förbinder direkt hjulsatslagren 5 med varandra. Kopplingsramen 9 är uppdelad i vardera två relativt längsplanet för boggin symmetriska längsgående balkar 18a och l8b, vilka är cirkelformade. De längsgående balkarna 18a och 18b är symmetriskt förbundna relativt varandra relativt tvärplanet genom tvärsträvoma 19a och l9b. I längsmittplanet i färdriktningen sett är den korta lärrken 12 anordnad, vilken är förbunden via tapparna 17 hos den däröver anordnade vagnkorgen 2 (fig. 1) med boggins tvärgående balk 14 och överför drag- och tryckkrafter, utan att mer än skäligt begränsa boggins rörlighet i tvärriktningen och förmåga att vrida sig. Boggins spel i tvärriktningen fastställes medelst begränsningsanslag 20, vilka är försedda med gummidämpare 21 och omger tapparna 17 med spel "W". En sektion genom halva boggin i tvärmittplanet visas i fig. 3. Vagnkorgen 2 är lagrad via lufdjädrar 1 och en tillsats- och nödljäder 23 på boggins längsgående bärande balk 3. Boggins längsgående bärande balk 3 är medelst den tvärgående balken 14 förbunden med den rnittför belägna längsgående balken. I boggins mitt är vagnskorgen 2 via tappar 17 och länkar 12 förbunden med den tvärgående balken 14 för överföring av drag- och tryckkrafter. Den tvärgående rörelsen begränsas genom gummidämpare 21. Kopplingsramen 9 ligger upptill mellan rälsens ovankant 24 och den tvärgående balken 14, varvid kopplingsramen 9 förbinder hjulsatslagren 5 elastiskt med varandra.

Vad beträffar den konstruktiva utformningen av kopplingsramen 9, så visar ritningen endast en av flera utföringsmöjligheter. Kopplingsramen kan även vara utformad som en platta, vars material består av en fiberförstärkt plast.

Som tillsatsbroms för nödsituationer är en virvelströmsbromsanordning 25 anordnad, vilken visas i fig. 4 såsom detaljen "z" i fig. 1.

För att bättre förstå det fysikaliska sammanhanget skall förklaras att boggier för rälsfordon på grund av löpytans koniska lutning på hjulsatsema utför vågforrnade rörelser tvärs mot spåret. Dämpningen av dessa vågformade, även “sinusgång" benämnda rörelser är beroende på hastigheten och på amplituden. För att minska gångtillstånd med rörelseamplituder, vilka leder till omväxlande lrjulringsberöring, som är förenad med hög 502 361 5 fórslitriing och minskad komfort, skall boggin drivas under sin stabilitetsgräns. De uppträdande svängningarna hos ett svängningssystem pâverkas av förbindningselementen hos massorna, vid rälsfordonet således av de primära och sekundära förbindningselementen.

Genom ändring av fórbindningselementens placering eller parametervärde kan gränshasligheten, den stabilitetsgränsen tillhörande hastigheten, påverkas. Måttgivande för effekten av elementen är huruvida förskjutningsfrihetsgradema hos hjulsatsema kopplas.

Genom en konventionell primär fórbindning kopplas fiihetsgradema hos de båda hjulsatsema via boggiramen och kopplingshållfastheten kan anges med 'k CS z d2/4 . cxcy 2 2 a /4CY+d /4CX 'k 2 .

CB - d/4 CX med CX = hållfastlieten hos axellagerlänken i längsriktningen CY = hållfastheten hos axellagerlängden i tvärriktningen a = axelavståndet d = axellagerslänkens stödbas.

Visserligen visar det sig att inte varje hållfasthetsvärde CS' vid konventionell fórbindning kan uppnås. Det gäller nämligen C*/c* = a2/4 +a2/4 ° c/c B S X y' 502 361 så att konventionellt endast *f 2 c/C > a/4 B S kan inställas. För att täcka det totala parameterutrymmet sker enligt uppfinningen en extra direkt koppling av lijulsatserna medelst den kompletterande ramen. Följaktligen är det möjligt att realisera stabilitetsoptimala boggilänkar, vilket vid konventionell hjulsatsstyming inte är möjligt utan införandet av extra kopplingar till vagnkorgen.

Claims (4)

502 561 PATENTKRAV

1. Boggi för ett rälsfordon med åtminstone två hjulsatser med axellager sammankopplade medelst en med lagren förbunden kopplingsanordning, vilka axellager är avfjädrade medelst en primär upphängning med ringa styvhet i längd- och/eller tvärriktningen hos fordonets rörelse i förhållande till en lastbärande boggiram, kânnetecknad av att nänmda kopplingsanordning utgöres av en kopplingsram (9) utformad som en enhetlig komponent med en ihålig sektion i form av en lådprofil och inneboende fjädrings- och/eller dämpnings-egenskaper till följd av dess form och/eller dess material- egenskaper samt innefattar två balkar (l8a, l8b) anordnade symmetriskt i förhållande till boggins längdmittplan, vilka balkar i ett område mellan boggins mitt och hjulsatsema är sammankopplade medelst två tvärgående strävor (l9a, l9b) varvid nämnda balkar är krökta i cirkel och vid sina ändar kopplade till hjulsatsema.

2. Boggi enligt krav 1, kíinneteclmad av att kopplingsanordningen vid sina höm och/eller över huvuddelen av balkarna är kopplade direkt till axellagren.

3. Boggi enligt krav 1, kännctecknad av att kopplingsanordningen (9) vid sina höm och/eller över huvuddelen av nämnda balkar är kopplade till ytterligare lagerhus, som omgiver axeln.

4. Boggi enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att nämnda primära upphängning såsom förbindelseorgan mellan hjulsatserna och den lastbärande boggiramen och en vagnskorg i längd- och/eller tvärrikmingen har en fiäderkonstant cp < 2. lO°Nl m.