CS268878B1

CS268878B1 - Emergency bearing of the wagon body on rail vehicles

Info

Publication number: CS268878B1
Application number: CS884204A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Ing Maruna
Original assignee: Maruna Zdenek
Priority date: 1988-06-16
Filing date: 1988-06-16
Publication date: 1990-04-11
Also published as: CS420488A1

Abstract

Nouzové uložení vozové skříně na podvozcích kolejového vozidla se vzduohovým vypražením tvoří narážky svislým pohybům vozové skříně na vzduchovém vypražení a současně vytváří soustavu opěr vozová skříně pro případ nedostatku přetlaku vzduchu ve vzduohovóm vypražení. Výškově stavitelné opěry a přibližně, tříbodové nouzové uložení vozové skříně i v nouzovém stavu zajištují výěku nárazníků v předepsaných mezích a plnou bezpečnost proti vykolejení'. Přibližně Jednobodového uložení na jednom z podvozků se dosahuje užitím oelku sestaveného ze dvou pohyblivých kluznic a trámoet na kterém hlavní příčník vozové skříně spočívá prostřednictvím ěikmých opěrek. Užité díly jsou namáhány pouze osovými silami, což je výhodné při přenášení vysokých provozních zatížení. Zjednodušuje se konstrukce i technologie, snižuje se hmotnost sestavy nouzového uložení vozové skříně.The emergency support of the car body on the bogies of a rail vehicle with air suspension creates obstacles to the vertical movements of the car body on the air suspension and at the same time creates a system of supports for the car body in the event of a lack of air pressure in the air suspension. Height-adjustable supports and approximately three-point emergency support of the car body even in an emergency ensure the height of the buffers within the prescribed limits and full safety against derailment. Approximately One-point support on one of the bogies is achieved by using a frame made up of two movable skids and beams on which the main cross member of the car body rests by means of inclined supports. The parts used are stressed only by axial forces, which is advantageous when transferring high operating loads. The design and technology are simplified, the weight of the emergency support assembly of the car body is reduced.

Description

Vynález se týká nouzového uložení vozová skříně na podvozcích kolejového vozidla bo vzduchovým vypražením, které vchází v činnost v případě, kdy za jízdy nebo u stojícího vozidla je nedostatečný nébo žádný přetlak vzduchu. Nouzové uložení vozové skříně v takových případech zajlSšuje aspoň minimální kvalitu chodu vozidla a plnou bezpečnost proti vykolejení.The invention relates to an emergency support of the car body on the chassis of a rail vehicle by means of air pressure, which is activated when there is insufficient or no air pressure while the vehicle is moving or stationary. In such cases, the emergency support of the car body ensures at least a minimum quality of vehicle operation and full safety against derailment.

Dosud známá řešení nouzového uložení vozové skříné užívají jednak opěr umístěných v prostora vzduchových pružin, jednak opěr umístěných mimo vzduchové pružiny, tedy za provozu vozidla přístupných a zpravidla výěkově nastavitelných. Vozová skříň je u známých’ řešení na opěráoh uložena dvoubodově, tříbodově nebo čtyřhodově. Ke známým řešením, která v největší míře přispívají k zajištění bezpečnosti proti 'vykolejení a k dodržení výěky nárazníků v předepsaných mezích nad úrovní koleje patří tříbodové uložení vozové skříně s výSkově stavitelnými opěrami podle čs. autorského osvědčení 253821; u něho jsou na jednom podvozku uspořádány dvě samostatné výěkově stavitelné opěry, na druhém jsou dvě výškově stavitelné opěry propojeny trámcem, v jehož středu je vytvořena úložná plocha vozové skříně. Drahým případem tříbodového uložení vozové skříně s výškově stavitelnými opěrami je řešení podle PV 2694-88. U něho jsou na podvozcích čtyři samostatné výěkově stavitelné opěry, zatímco protikusy na vozové skříni jsou u jednoho hlavního příčníku provahadlované pomocí dvou úhlových pák a táhla propojujícího jejich ramena.The previously known solutions for emergency support of the car body use supports located in the air spring space, as well as supports located outside the air springs, i.e. accessible during vehicle operation and usually height-adjustable. In the known solutions, the car body is supported on supports in a two-point, three-point or four-point manner. The known solutions that contribute most to ensuring safety against derailment and to maintaining the height of the buffers within the prescribed limits above the track level include a three-point support of the car body with height-adjustable supports according to Czechoslovak author's certificate 253821; in this case, two separate height-adjustable supports are arranged on one bogie, and on the other, two height-adjustable supports are connected by a beam, in the center of which the car body support surface is created. An expensive case of a three-point support of the car body with height-adjustable supports is the solution according to PV 2694-88. In this case, there are four separate height-adjustable supports on the bogies, while the counterparts on the car body are connected to one main cross member by means of two angle levers and a rod connecting their arms.

Citovaná dosud známá řešení fungují tak, že v případě nedostatečného nebo žádného přetlaku vzduchu ve vzduchovém vypražení vozová skříň poklesne a uloží se na operách namontovaných na podvozcích. Výšková stavitelnost opěr umožňuje docílit toho, aby i v tomto nouzovém případě a i při plně zatíženém voze nebyla podkročena dolní mez výšky nárazníků nad úrovní koleje, což je nezbytný předpoklad k tomu, aby vůz byl připuštěn do provozu. Tříbodové uložení vozové skříně na opěrách umožňuje, aby podvozek s jednobodovým uložením se vzhledem k vozové skříni natáčel okolo podélné vodorovné osy a tím se vůz jako celek může snadno přizpůsobovat zborcené koleji. Z funkčního hlediska obě citovaná řešení fungují shodně.The previously known solutions cited operate in such a way that in the event of insufficient or no air pressure in the air fryer, the car body drops and rests on supports mounted on the bogies. The height adjustment of the supports allows for the lower limit of the height of the buffers above the track level to not be exceeded even in this emergency and even with a fully loaded car, which is a necessary condition for the car to be allowed into service. The three-point support of the car body on the supports allows the bogie with a single-point support to rotate around a longitudinal horizontal axis relative to the car body, and thus the car as a whole can easily adapt to the collapsed track. From a functional point of view, both cited solutions work identically.

Nevýhody těchto dosud známých řešení spočívají v obtížném dimenzování jejich jednotlivých partií, které je důsledkem značně velikých přenášených sil. U prvního citovaného řešení je kritickým dílem trámec, což je v podstatě nosník na dvou podporách uprostřed zatížených tíhovou a dynamickou silou odpovídající polovině zatížené vozové skříně, tedy nosník namáhaný velkým ohybovým momentem. U drahého citovaného řešení jsou kritickými díly úhlové páky, které vyžadují speciální konstrukční přístup a pro něž je zpravidla nutno vytvořit dutiny v hlavním příčníku vozové skříně. Související nevýhodou v obou případech je i technologická náročnost.The disadvantages of these previously known solutions lie in the difficult dimensioning of their individual parts, which is a consequence of the considerably large transmitted forces. In the first cited solution, the critical part is the beam, which is essentially a beam on two supports in the middle loaded with a gravity and dynamic force corresponding to half of the loaded car body, i.e. a beam stressed by a large bending moment. In the expensive cited solution, the critical parts are the angle levers, which require a special design approach and for which it is usually necessary to create cavities in the main cross member of the car body. A related disadvantage in both cases is the technological complexity.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny nouzovým uložením vozové skříně na podvozcích kolejového vozidla podle vynálezu, jehož podstatou je, že na příčnících rámů podvozků jsou uloženy dvojice výškově stavitelných nebo pevných oper a na vozové skříni jeou jako protikusy na jednom hlavním příčníku upevněny kluznice pevné, na druhém hlavním příčníku kluznice pohyblivé vzájemně spojené trámcem a s hlavním příčníkem se stýkající prostřednictvím šikmých opěrek.The above-mentioned shortcomings are eliminated by the emergency mounting of the car body on the bogies of the rail vehicle according to the invention, the essence of which is that pairs of height-adjustable or fixed supports are mounted on the crossbars of the bogie frames and on the car body, fixed skids are mounted as counterparts on one main crossbar, and on the other main crossbar, movable skids are mounted, interconnected by a beam and contacting the main crossbar by means of inclined supports.

Na připojeném výkrese na obr, 1 je znázorněn příčný řez kolejovým vozem v partii hlavního příčníku vozové skříně a příčníku rámu podvozku s užitím kluznic pevných představující dvoubodové uložení vozové skříně. Obr. 2 ukazuje týž uzel kolejového jvozu s užitím kluznic pohyblivých, přičemž šikmé opěrky jsou situovány do tvaru písmene A první varianta přibližně jednobodového uložení vozové skříně. Na obr. 3 je vyznačen stejný uzel s užitím kluznic pohyblivých, přičemž šikmé opěrky jsou situovány do tvaru písmene V - druhá varianta přibližně jednobodového uložení vozové skříně.The attached drawing in Fig. 1 shows a cross-section of a rail car in the area of the main cross member of the car body and the cross member of the bogie frame with the use of fixed skids representing a two-point support of the car body. Fig. 2 shows the same node of the rail car with the use of movable skids, with the inclined supports situated in the shape of the letter A - the first variant of approximately one-point support of the car body. Fig. 3 shows the same node with the use of movable skids, with the inclined supports situated in the shape of the letter V - the second variant of approximately one-point support of the car body.

Nouzové uložení vozové skříně na podvozcích kolejového vozidla podle vynálezu má na příčnících 1 rámů obou podvozků uloženy-dyoj^ee opěr 2, a to buá pevných nebo výškově stavitelných např. podle čs. autorského osvědčení č. 253821. Z tohoto hlediska jsou oba podvozky pod toutéž vozovou skříní záměnné. Na vozové skříni jsou jako protikusy na . CS 268 878 B1 .The emergency support of the car body on the bogies of a rail vehicle according to the invention has supports 2 mounted on the cross members 1 of the frames of both bogies, either fixed or height-adjustable, e.g. according to Czechoslovak author's certificate No. 253821. From this point of view, both bogies are interchangeable under the same car body. On the car body, there are as counterparts to . CS 268 878 B1 .

jednom hlavním příčníku £ upevněny pevné kluzní o e £ (obr. 1), na druhém hlavním příčníku pohyblivé klůznioe .6 vzájemné spojené trámcem 2 ^{a 8} hlavním příčníkem £ se stýkájíoí prostřednictvím šikmých opěrek 8. Tyto mohou být orientovány buň do tvaru písmene A (obr. 2) nebo do tvaru písmene V (obr. 3). Ve výchozí poloze mohou být šikmé opěrky 8 s výhodou skloněny od svislioe o úhel blízký 45°.Fixed slides 6 are attached to one main crossbar £ (Fig. 1), and movable slides 6 are connected to each other by beams 2 ^{and 8} of the main crossbar £ and are connected by inclined supports 8. These can be oriented either in the shape of the letter A (Fig. 2) or in the shape of the letter V (Fig. 3). In the initial position, the inclined supports 8 can preferably be inclined from the vertical by an angle close to 45°.

Vzhledem k tomu, že provozní natáčení šikmých opěrek 8 je poměrné malé a síly působící na opérku jsou vždy tlakové, lze s výhodou opérku zjednodušit, a to namísto jejího vytvoření jako vzpérného táhla s oky a čepy lze opérku upravit jako prostou desku s válcovými opěrnými plochami zapadajícími do jiných válcových ploch o větším poloměru, jak je naznačeno na obr. 2 a 3. Tím se čepové tření při natáčení šikmých opěrek 8 nahradí odválováním.Given that the operational rotation of the inclined supports 8 is relatively small and the forces acting on the support are always compressive, the support can be simplified to the advantage, and instead of creating it as a buckling rod with eyes and pins, the support can be modified as a simple plate with cylindrical support surfaces fitting into other cylindrical surfaces of a larger radius, as indicated in Fig. 2 and 3. This replaces the pin friction during the rotation of the inclined supports 8 with rolling.

Aby se mechanismus nerozložil v uvolněném stavu působením vlastní tíže, lze užít jednoduchých příchytek, které nejsou v obr. 2 a 3 neznačeny.To prevent the mechanism from breaking apart in the released state due to its own weight, simple clips can be used, which are not marked in Fig. 2 and 3.

Nouzové uložení vozové skříně podle vynálezu funguje tak, že při ztrátě tlaku vzduchu ve vzduchovém vypružení je vozová skříň na rámech podvozků svým hlavním příčníkem £ s pevnými kluznioemi 4 uložena dvoubodově, hlavní příčník £ s pohyblivými kluzničemi 6 představuje uložení se zápornou úhlovou tuhostí se středem vypružení v průsečíku os vedených šikmými opěrkami 8. Jakmile při jízdě na zborcené koleji dojde k natočení rámu podvozku se šikmými opěrkami 8 vůči vozové skříni okolo podélné vodorovné osy, dojde k odlehčení té šikmé opěrky 8, příslušné pohyblivé kluznice 6 a tedy i vypružení příslušné strany podvozku, která se zboroením koleje přizvedla. Důvodem k tomu je vzniklá změna sklonu šikmých opěrek 8, jejichž osové síly mají, nepůsobí-li mezi vozovou skříní a nosníkem 2 žádná vnější síla, vodorovné složky ve vzájemné rovnováze. Vozová skříň se tak naklání proti smyslu naklonění očekávaného od zborcení koleje. Při zaujetí rovnovážné polohy vozové skříně však příznivě působí nevyrovnané příčné zrychlení vznikající při jízdě přechodnioí a obloukem. Jeho důsledkem je to, že změny kolových sil podvozku na čele vozu s pohyblivými kluznioemi 6 jsou menší než při uložení vozové skříně na čtyřech pevných kluznicích a za obvyklých provozních podmínek jsou malé, čímž se toto uložení vozové skříně blíží tříbodovému.The emergency support of the car body according to the invention works in such a way that, in the event of a loss of air pressure in the air suspension, the car body is supported on the bogie frames by its main cross member £ with fixed slides 4 in a two-point manner, the main cross member £ with movable slides 6 represents a support with negative angular stiffness with the center of suspension at the intersection of the axes guided by the inclined supports 8. As soon as the bogie frame with the inclined supports 8 rotates relative to the car body around the longitudinal horizontal axis when driving on a collapsed track, the weight of the inclined support 8, the respective movable slide 6 and therefore the suspension of the respective side of the bogie that was lifted by the collapse of the track are relieved. The reason for this is the resulting change in the inclination of the inclined supports 8, the axial forces of which have, if no external force acts between the car body and the beam 2, horizontal components in mutual equilibrium. The car body thus tilts against the direction of tilt expected from the collapse of the track. However, when the car body assumes an equilibrium position, the unbalanced transverse acceleration arising when driving on a transition and a curve has a positive effect. Its consequence is that the changes in the wheel forces of the bogie at the front of the car with movable skids 6 are smaller than when the car body is supported on four fixed skids and are small under normal operating conditions, which makes this car body support approach a three-point support.

Poloha průsečíku os vedených šikmými opěrkami 8 má vliv na choy/nf vozidla na zborcené koleji, Jsou-li orientovány do tvaru písmene V, průsečík se nachází poblíž úrovně temen kolejnic a při natočení podvozku vynuceném zborcenou kolejí se poloha vozové skříně v příčném směru nemusí změnit a natočení podvozku se odbude změnou šikmosti šikmých opěrek 8. Jsou-li orientovány do tvaru písmene A, průsečík se nachází poblíž těžiště vozové skříně, tedy vysoko nad úrovní koleje, pak natočení podvozku okolo podélné osy vynucené zborcenou kolejí způsobí přesunutí tohoto průsečíku vodorovně v příčném směru a důsledkem toho je vynucený pohyb vozové skříně do boku. Tato vazba obecně ztěžuje přizpůsobivost sledovaného podvozku zborcené koleji, neboť způsobuje méně příznivé změny svislých kolových sil. V tomto případě však lze s výhodou užít ve styku pohyblivých klužnic £ a opěr 2 materiálů s nízkým součinitelem tření. Pak ee vozová skříň vzhledem k opěrám _2 snadno příčně posune a změny svislých kolových sil nemusí být nepříznivé. Rozvaha, zda pro konkrétní vozidlo^- jsou vhodnější šikmé opěrky 8 orientované do tvaru písmene A nebo V, ae provede na zákl^dš výpočtu dynamických stavů. Pro příznivé chování nouzového uložení je výhodné, když i při nouzovém stavu uložení vozové skříně pohyblivými 6 a pevnými kluznioemi £ na opěráoh 2 funguje příčné vypružení, které vozovou skříň v-příčném- směru vychýlenou vrací do osové polohy vzhledem k podvozkům.The position of the intersection of the axes guided by the inclined supports 8 has an effect on the choy/nf of the vehicle on the collapsed track. If they are oriented in the shape of the letter V, the intersection is located near the level of the rail tops and when the bogie is rotated by the collapsed track, the position of the car body in the transverse direction does not have to change and the rotation of the bogie is compensated by changing the inclination of the inclined supports 8. If they are oriented in the shape of the letter A, the intersection is located near the center of gravity of the car body, i.e. high above the track level, then the rotation of the bogie around the longitudinal axis forced by the collapsed track causes the displacement of this intersection horizontally in the transverse direction and the consequence is the forced movement of the car body to the side. This connection generally makes it difficult for the monitored bogie to adapt to the collapsed track, as it causes less favorable changes in vertical wheel forces. In this case, however, it is advantageous to use materials with a low coefficient of friction in the contact between the movable skids £ and the supports 2. Then the car body can easily move laterally with respect to the supports _2 and changes in the vertical wheel forces may not be unfavorable. Consideration of whether inclined supports 8 oriented in the shape of the letter A or V are more suitable for a specific ^vehicle is carried out on the basis of a calculation of dynamic states. For favorable behavior of the emergency support, it is advantageous if, even in the emergency state of the car body being supported by the movable 6 and fixed skids £, the transverse suspension functions on the supports 2, which returns the car body, deflected in the transverse direction, to the axial position with respect to the bogies.

V případě, když se u šikmých opěrek 8 namísto čepových spojů užije odvalovacích ploch /znázorněno na obr. 2 a 3/, funguje nouzové uložení i na zborcené koleji bez pasivních odporů, takže změny svislých kolových sil jsou minimalizovány.In the case where rolling surfaces are used instead of pin joints in the inclined supports 8 (shown in Figs. 2 and 3), the emergency support works even on a collapsed track without passive resistance, so that changes in vertical wheel forces are minimized.

Trámec 2 stabilizuje pohyblivé kluznice 6 proti samovolnému natočení. Jinak přenáší pouze osovou sílu. Rozdíl mezi variantami přibližně jednobodového uložení spočívá v tom.,-..^^ že při orientaci šikmých opšrek 8 do tvaru písmene A je trámec 7 tažen, při orientaci do ' v ’ 'The beam 2 stabilizes the movable slides 6 against spontaneous rotation. Otherwise, it only transmits axial force. The difference between the variants of approximately one-point support lies in the fact that when the inclined supports 8 are oriented in the shape of the letter A, the beam 7 is pulled, when oriented in the ' v '

- ·.. ^; . T' .' ' ‘' ··'- ·.. ^; . T'.''''··'

•. .,.... ... . >. ’ . ' ·..- · - ν·<·-/ζ· . - CS 268 878 B1 ’ . .3•. .,.... ... . >. ’ . ' ·..- · - ν·<·-/ζ· . - CS 268 878 B1 ’ . .3

-tvaru písmene V je vzpírán.-V-shaped is supported.

. Výhodou nouzového uložení vozové skříně podle vynálezu je zajištění plné bezpečnosti proti vykolejení i na koleji s mezním zhořčením» dále též, že k totauto účelu se užívá mechanismu sestaveného pouze z dílů namáhaných osovými silami, tedy velmi úsporně dimenzovatslných. Nejsou použity trámoe namáhané velkými ohybovými momenty, ani páky» ěitapá opěrky buS vyžadují jen malé dutiny v hlavním příčníku, nebo je lze umístit pod úroveň hlavních příčníků. Odtud vyplývá, že oproti dosud známým řečením lze dosáhnout zjednodušení výroby, snížení hmotnosti a zlevnění. Protože vlastní mechanismus v kloubech užívá odvalování, za provozu vůbea nedochází k jeho opotřebování. Poloměry odvalovacích ploch a jejich velikost lze užít takové, aby měrné tlaky ve styku byly minimalizovány.. The advantage of the emergency support of the car body according to the invention is to ensure full safety against derailment even on a track with limited deflection. Furthermore, for this purpose, a mechanism is used that is assembled only from parts stressed by axial forces, i.e. very economically dimensioned. Beams stressed by large bending moments are not used, nor are levers and supports. They only require small cavities in the main cross member, or they can be placed below the level of the main cross members. This means that, compared to previously known solutions, it is possible to achieve simplification of production, weight reduction and cost reduction. Since the mechanism itself uses rolling in the joints, it does not wear out during operation. The radii of the rolling surfaces and their size can be used such that the specific pressures in contact are minimized.

Claims

Emergency support of the car body on the bogies of a rail vehicle with air suspension, characterized in that pairs of height-adjustable or fixed supports (2) are mounted on the crossbars (1) of the bogie frames and on the car body, fixed slides (4) are mounted as counterparts on one main crossbar (3), and movable slides (6) are mounted on the other main crossbar (5), interconnected by a beam (7) and contacting the main crossbar (5) by means of inclined supports (8).