PL164514B1

PL164514B1 - Rail vehicle bogie with mechanisms for radial alignment of wheel sets along the curve of the track

Info

Publication number: PL164514B1
Application number: PL28948391A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Madej; Janusz Kostro; Jan Matej; Radoslaw Zolnierzak; Jerzy Piotrowski
Original assignee: Politechnika Warszawska
Priority date: 1991-03-19
Filing date: 1991-03-19
Publication date: 1994-08-31
Also published as: PL289483A1

Abstract

Wózek pojazdu szynowego z mechanizmami promieniowego ustawienia osi zestawów kół w łuku toru, łączący dwa nadwozia poprzez oddzielne belki skrętowe osadzone obrotowo w ramie wózka, zawierający dwa zestawy kół i elementy zawieszenia, znamienny tym, że oś każdego zestawu ułożyskowana jest w dźwigniowych obudowach (2, 2') których dolne punkty obrotu połączone są z ramą (3,3'), przy czym górne punkty obrotu dźwigniowych obudów (2,2') pierwszego zestawu połączone są, korzystnie popi zez cięgna wahaczowe (10), z ramionami pierwszej belki skrętowej (6'), zaś górne punkty obrotu dźwigniowych obudów (2,2') drugiego zestawu połączone są, korzystnie popi zez cięgna waha-· czowe (11), z ramionami drugiej belki skrętowej (6"), tak, że każdy zestaw połączony jest z oddzielnym nadwoziem sterującym tym zestawem.A rail vehicle bogie with mechanisms for radially adjusting the axles of wheel sets in a track curve, connecting two bodies via separate torsion beams mounted in a rotatable manner in the bogie frame, comprising two sets of wheels and suspension elements, characterized in that the axle of each set is mounted in lever housings (2, 2') whose lower pivot points are connected to the frame (3, 3'), wherein the upper pivot points of the lever housings (2, 2') of the first set are connected, preferably by rocker links (10), to the arms of the first torsion beam (6'), and the upper pivot points of the lever housings (2, 2') of the second set are connected, preferably by rocker links (11), to the arms of the second torsion beam (6"), so that each set is connected to a separate body controlling this set.

Description

Przedmiotem wynalazku jest wózek pojazdu szynowego z mechanizmami promieniowego ustawienia osi zestawów kół w łuku toru, mający zastosowanie w transporcie szynowym do zabudowy międzywagonowej, szczególnie w transporcie drogowo-szynowym systemem Road Railer.The subject of the invention is a rail vehicle bogie with the mechanisms of radial alignment of wheel sets in the curve of the track, applicable in rail transport for inter-car construction, especially in road-rail transport with the Road Railer system.

Znane są wózki pojazdów szynowych z mechanizmami promieniowego ustawienia położenia osi zestawów kół w łuku toru, w których obydwa zestawy doznają przeciwnie skierowanych, jednakowych co do wartości kątowej przemieszczeń względem ramy wózka. W rozwiązaniach tych przemieszczenia kątowe zestawów są sterowane sygnałem kątowego położenia nadwozia względem ramy wózka na której nadwozie jest oparte, w przeciwieństwie do wózków, w których przemieszczenia kątowe zestawów zachodzą samoczynnie w następstwie oddziaływań sił prowadzących wywiązywanych pomiędzy kolami a szynami toru kolejowego.Rail vehicle bogies with mechanisms for radial alignment of the axes of the wheel sets in the curve of the track are known, in which both sets experience oppositely directed displacements of the same angular value in relation to the bogie frame. In these solutions, the angular displacements of the sets are controlled by the signal of the angular position of the car body in relation to the bogie frame on which the car body is based, as opposed to carriages in which the angular displacements of the sets occur automatically as a result of the interaction of guiding forces between the wheels and the rails of the railway track.

Wadą tych wózków jest równoczesność występowania kątowych przemieszczeń osi nie związana z kolejnością wchodzenia zestawów wózka w łuku toru.The disadvantage of these bogies is the simultaneous occurrence of angular displacements of the axes, which is not related to the order in which the bogie sets enter the track curve.

Celem wynalazku jest zapewnienie' nastawienia promieniowego położenia osi zestawów kół wózka stosownie do waitości promienia krzywizny w łuku toiu.The object of the invention is to adjust the radial position of the axis of the bogie wheelsets according to the radius of curvature in the arc of the toe.

164 514164 514

Wózek według wynalazku, łączący dwa nadwozia poprzez oddzielne belki skrętowe osadzone obrotowo w ramie wózka, zawierający dwa zestawy kół i elementy zawieszenia, charakteryzuje się tym, że oś każdego zestawu kół ułożyskowana jest w dźwigniowych obudowach, których dolne punkty obrotu połączone są z ramą. Ponadto górne punkty obrotu dźwigniowych obudów pierwszego zestawu kół połączone są, korzystnie poprzez cięgna wahaczowe, z ramionami pierwszej belki skrętowej, zaś górne punkty obrotu dźwigniowych obudów drugiego zestawu kół połączone są, korzystnie poprzez inne cięgna wahaczowe, z ramionami drugiej belki skrętowej, tak, że każdy zestaw kół sprzężony jest z oddzielnym nadwoziem sterującym tym zestawem.The trolley according to the invention, connecting two bodies through separate torsion beams pivotally mounted in the trolley frame, including two sets of wheels and suspension elements, is characterized in that the axis of each set of wheels is mounted in lever housings, the lower pivot points of which are connected to the frame. Moreover, the upper pivot points of the lever housings of the first set of wheels are connected, preferably via rocker rods, to the arms of the first torsion beam, and the upper pivot points of the lever housings of the second set of wheels are connected, preferably via other rocker rods, to the arms of the second torsion beam such that each set of wheels is coupled to a separate body steering that set.

Korzystne jest wykonanie wózka, w którym rama zaopatrzona jest w elementy sprężyste podpierające ramiona belek skrętowych.It is advantageous to make the trolley in which the frame is provided with resilient elements supporting the arms of the torsion beams.

W innym korzystnym wykonaniu wózka, rama oparta jest sprężyście na osiach zestawów, przy czym dolne punkty obrotu dźwigniowych obudów są przyłączone do ramy za pośrednictwem wahaczy.In another preferred embodiment of the trolley, the frame resiliently rests on the axes of the assemblies, with the lower pivot points of the lever housings connected to the frame via rockers.

Inny wózek, łączący dwa nadwozia, jedno poprzez belkę skrętową, zaś drugie poprzez belkę zderzakowo-cięgłową, które to belki osadzone są obrotowo w ramie wózka, zawierający dwa zestawy kół i elementy zawieszenia, charakteryzuje się tym, że oś każdego zestawu kół ułożyskowana jest w dźwigniowych obudowach, których dolne punkty obrotu połączone są z ramą. Ponadto górne punkty obrotu dźwigniowych obudów pierwszego zestawu kół połączone są, korzystnie poprzez cięgna wahaczowe, z ramionami belki skrętowej, zaś górne punkty obrotu dźwigniowych obudów drugiego zestawu kół połączone są, korzystnie poprzez inne cięgna wahaczowe, z ramionami belki zderzakowo-cięgłowej tak, że każdy zestaw kół sprzężony jest z oddzielnym nadwoziem sterującym tym zestawem.Another bogie, connecting two bodies, one through a torsion beam and the other through a buffer-draw beam, which beams are rotatably mounted in the bogie frame, containing two sets of wheels and suspension elements, characterized in that the axle of each wheel set is mounted on lever casings, the lower pivot points of which are connected to the frame. Moreover, the upper pivot points of the lever housings of the first set of wheels are connected, preferably via rocker rods, to the arms of the torsion beam, and the upper pivot points of the lever housings of the second wheel set are connected, preferably via other rocker rods, to the arms of the buffer-draw beam such that each the set of wheels is coupled to a separate body controlling this set.

W korzystnym wykonaniu tego wózka rama oparta jest sprężyście na osiach zestawów kół, zaś dolne punkty dźwigniowych obudów są przyłączone do ramy za pośrednictwem wahaczy. Możliwe jest także wykonanie, w którym rama zaopatrzona jest w elementy sprężyste podpierające ramiona belek skrętowych.In a preferred embodiment of this bogie, the frame rests resiliently on the axles of the wheel sets, and the lower points of the lever housings are connected to the frame via rockers. It is also possible to make an embodiment in which the frame is provided with resilient elements supporting the arms of the torsion beams.

W rozwiązaniu według wynalazku obydwa połączone z wózkiem nadwozia niezależnie od siebie sterują położeniem osi zestawów kół wózka. Wartość promienia krzywizny toru pod pierwszym zestawem wózka jest sygnalizowana kątowym (względem ramy wózka) położeniem nadwozia poprzedzającego wózek, natomiast oś drugiego zestawu wózka jest sterowana sygnałem kątowego nadwozia przemieszczającego się za wózkiem. Rozwiązanie według wynalazku umożliwia zmniejszenie zużycia obręczy kół i szyn kolejowych oraz wydłużenie przebiegów międzynaprawczych wózków.In the solution according to the invention, the two bogie connected to the bogie independently control the position of the axle sets of the bogie wheels. The value of the radius of curvature of the track under the first bogie set is indicated by the angular (relative to the bogie frame) position of the car body preceding the bogie, while the axis of the second bogie set is controlled by the angular signal of the car body following the bogie. The solution according to the invention makes it possible to reduce the wear of wheel rims and rails and to extend the inter-repair mileages of the bogies.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok boczny wózka z dwiema belkami skrętowymi i ramą sztywno zawieszoną na osiach zestawów kół, fig. 2 przedstawia widok czołowy wózka z fig. 1, fig. 3 przedstawia wózek z dwiema belkami skrętowymi i ramą sprężyście opartą na osiach zestawów kół w widoku z boku, fig. 4 przedstawia wózek z belką skrętową i belką zderzakowo-cięgłową oraz ramą sprężyście opartą na osiach zestawów kół w widoku z boku.The subject of the invention is illustrated in the drawing examples, in which fig. 1 shows a side view of a trolley with two torsion beams and a frame rigidly suspended on the axles of wheel sets, fig. 2 shows a front view of the trolley from fig. 1, fig. 3 shows a trolley from fig. side view with two torsion beams and a frame resiliently resting on the axles of the wheelsets, Fig. 4 shows a bogie with a torsion beam and a buffer beam and a frame resiliently resting on the axles of the wheel sets in a side view.

Wózek przedstawiony na fig. 1 wyposażony jest w dwie belki skrętowe, pierwszą 6' i drugą 6, oparte na ramie 3 za pośrednictwem sprężyn 7. Obie belki skrętowe 6', 6 są połączone obrotowo z dźwignią cięgnową 5 osadzoną na usytuowanym centralnie w ramie 3 czopie skrętu. Ponadto każda belka skrętowa 6', 6 połączona jest z poprzeczną belką ramy 3 oddzielnym łącznikiem poziomym 4, którego usytuowanie przedstawiono na fig. 2. Zestawy kół 1 ułożyskowano są w dźwigniowych obudowach 2. Dolne punkty obrotu dźwigniowych obudów 2 łożysk są przyłączone do ramy 3. Górne punkty obrotu dźwigniowych obudów 2 pierwszego zestawu połączone są poprzez cięgna wahaczowe 10 z ramionami pierwszej belki skrętowej 6', do której przyłączone jest prawe nadwozie P, zaś górne punkty obrotu dźwigniowych obudów 2 drugiego zestawu połączone są poprzez cięgna wahaczowe 11, z ramionami drugiej belki skrętowej 6, do której przyłączone jest lewe nadwozie L. W wózku przedstawionym na fig. 3, z ramą 3'sprężyście opartą na osiach zestawów kół 1, sprężyny 7, na których podparta jest rama 3', są osadzone pomiędzy gniazdem wykonanym w podstawie dłuższego ramienia dźwigniowej obudowy 2', a gniazdem wykonanym w ramie 3', przy czym dłuższe lamię dźwigniowej obudowy 2' prowadzone jest we wzdłużnym wycięciu wykonanym w ramie 3'. Górne punkty obrotu dźwigniowych obudów 2' każdego zestawu .są przyłączone doThe trolley shown in Fig. 1 is equipped with two torsion bars, the first 6 'and the second 6, supported on the frame 3 by means of springs 7. Both torsion bars 6', 6 are pivotally connected with a link lever 5 mounted on a centrally located frame 3 torsion pins. Moreover, each torsion beam 6 ', 6 is connected to the transverse beam of the frame 3 by a separate horizontal connector 4, the position of which is shown in Fig. 2. The wheel sets 1 are mounted in lever housings 2. The lower pivot points of the lever bearing housings 2 are connected to the frame 3 The upper pivot points of the lever casings 2 of the first set are connected by rocker rods 10 to the arms of the first torsion beam 6 'to which the right-hand body P is attached, and the upper pivot points of the lever housings 2 of the second set are connected by the rocker rods 11 to the arms of the second. of the torsion beam 6 to which the left-hand body L is attached. In the bogie shown in Fig. 3, with the frame 3 'springly resting on the axles of the wheel sets 1, the springs 7 on which the frame 3' is supported are seated between a seat made in the base. of the longer arm of the lever housing 2 ', and the seat made in the frame 3', the longer arm of the lever housing 2 'being guided in the longitudinal m cut-out in the 3 'frame. The upper pivot points of the lever housings 2 'of each assembly are connected to

164 514 odpowiedniej belki skrętowej, pieiwszej 6' lub drugiej 6, tak jak dźwigniowe obudowy 2 na fig. 1, natomiast dolne punkty obrotu dźwigniowych obudów 2' połączone są z ramą 3' za pośrednictwem wahaczy dolnych 8. Pomiędzy belkami skrętowymi 6', 6 a podłużnicami ramy 3' umieszczone są sprężyste podpory w postaci pakietów gum.164 514 of the respective torsion beam, foot 6 'or second 6, such as the lever casings 2 in Fig. 1, while the lower pivot points of the lever casings 2' are connected to the frame 3 'via lower rockers 8. Between the torsion beams 6', 6 and the frame members 3 'are elastic supports in the form of packets of rubber.

W przedstawionych przykładach wartość promienia krzywizny toru pod pierwszym zestawem wózka jest sygnalizowana kątowym (względem ramy wózka) położeniem prawego nadwozia P poprzedzającego wózek, natomiast oś drugiego zestawu jest sterowana sygnałem kątowego położenia lewego nadwozia L przemieszczającego się za wózkiem. Obrót belki skrętowej 6', 6 względem ramy 3, 3' wózka wywołuje przeciwne co do kierunku zmiany kątowego położenia dźwigniowych obudów 2, 2', w których osadzone są łożyska osi, dzięki czemu zestaw kół 1 uzyskuje odpowiednie położenie kątowe względem ramy 3, 3' wózka, stosownie do wartości promienia krzywizny toru.In the presented examples, the value of the radius of curvature of the track under the first bogie set is signaled by the angular (relative to the bogie frame) position of the right body P preceding the bogie, while the axis of the second set is controlled by the angular position signal of the left body L moving behind the bogie. The rotation of the torsion beam 6 ', 6 in relation to the bogie frame 3, 3' causes the angular position of the lever housings 2, 2 ', in which the axle bearings are mounted, to change the angular position opposite to the direction, so that the wheel set 1 obtains the appropriate angular position in relation to the frame 3, 3 'bogie, according to the value of the radius of curvature of the track.

Wózek przedstawiony na fig. 4, z ramą 3 sprężyście opartą na osiach zestawów kół 1, wyposażony jest w belkę skrętową 6 osadzoną obrotowo na usytuowanym centralnie w ramie 3 czopie skrętu, oraz w belkę zderzakowo-cięgłową 9 osadzoną obrotowo na czopie cięgła usytuowanym w czołowej części ramy 3. Czop skrętu i czop cięgła połączone są łącznikiem cięgłowym 12. Pomiędzy belką skrętową 6 a podłużnicami ramy 3 umieszczone są sprężyste podpory. Sprężyny 7, na których podparta jest rama 3, są osadzone pomiędzy gniazdem wykonanym w podstawie dłuższego ramienia dźwigniowej obudowy 2' a gniazdem wykonanym w ramie 3, przy czym dłuższe ramię dźwigniowej obudowy 2' prowadzone jest we wzdłużnym wycięciu wykonanym w ramie 3. Dolne punkty obrotu dźwigniowych obudów 2' połączone są z ramą 3 za pośrednictwem wahaczy dolnych 8. Górne punkty obrotu dźwigniowych obudów 2' pierwszego zestawu kół 1 przyłączone są za pośrednictwem cięgna wahaczowego 10 do belki skrętowej 6. Górne punkty obrotu dźwigniowych obudów 2' drugiego zestawu kół 1 są połączone za pośrednictwem cięgna wahaczowego 11' z belką zderzakowo-cięgłową 9.The trolley shown in Fig. 4, with the frame 3 resiliently resting on the axles of the wheel sets 1, is equipped with a torsion beam 6 rotatably mounted on a pivot pin located centrally in the frame 3, and a buffer-drawbeam 9 rotatably mounted on a drawbar pin located in the frontal frame parts 3. The turning pin and the drawbar pin are connected by a draw bar 12. Resilient supports are placed between the torsion beam 6 and the frame longitudinal members. The springs 7 on which the frame 3 is supported are embedded between a seat made in the base of the longer arm of the casing lever 2 'and a seat made in the frame 3, the longer arm of the lever casing 2' being guided in a longitudinal cut made in the frame 3. Bottom points of the rotation of the lever housings 2 'are connected with the frame 3 via lower rockers 8. The upper pivot points of the lever housings 2' of the first set of wheels 1 are connected via the rocker rod 10 to the torsion beam 6. The upper pivot points of the lever housings 2 'of the second set of wheels 1 they are connected via a control rod 11 'to the buffer-drawbar beam 9.

W wózku z belką skrętową 6 i belką zderzakowo-cięgłową 9, tak jak w przykładach przedstawionych na fig. 1 i fig. 3, obydwa zestawy kół 1 są sterowane niezależnie od siebie sygnałami zmiany kątowego położenia obydwu połączonych z wózkiem nadwozi. Obrót belki skrętowej 6 z opartym na niej nadwoziem wywołuje przeciwne co do kierunku zmiany kątowego położenia dźwigniowych obudów 2' zestawu połączonego z tą belką. Natomiast radialność osi drugiego zestawu kół 1 realizowana jest analogicznie, przez obrót belki zderzakowo-cięgłowej 9 połączonej z nadwoziem sterującym tym zestawem. W przypadku wózka znajdującego się na końcu lub początku składu, zestaw ten sterowany jest samoczynnie w następstwie oddziaływań toru jezdnego na koła 1.In a bogie with a torsion beam 6 and a buffer-draft beam 9, as in the examples shown in Fig. 1 and Fig. 3, both sets of wheels 1 are controlled independently of each other by the angular position change signals of both car bodies connected to the bogie. The rotation of the torsion beam 6 with the body based thereon causes an opposite angular change of the angular position of the lever housings 2 'of the assembly connected to the beam. On the other hand, the radiality of the axis of the second set of wheels 1 is performed analogously by rotating the buffer-drawbar beam 9 connected to the body controlling this set. In the case of a trolley at the end or beginning of the train, this set is automatically controlled as a result of the actions of the runway on the wheels 1.

Wózek według wynalazku może mieć własny napęd zestawów kół, na przykład za pomocą silników elektrycznych przyłączonych do ramy wózka. Dźwigniowe obudowy mogą być osadzone pomiędzy kołami zestawów. Wózek według wynalazku szczególnie dobrze nadaje się do stosowania w transporcie drogowo-szynowym systemem Road Railer. W systemie tym dwa kontenery lub naczepy drogowe, ogólnie o różnych długościach, swymi dolnymi belkami czołowymi są przyłączone do belek skrętowych wózka sterując położeniem poszczególnych zestawów kół wózka.The trolley according to the invention may have its own drive of the wheel sets, for example by means of electric motors connected to the frame of the trolley. The lever casings may be mounted between the wheels of the sets. The bogie according to the invention is particularly well suited for use in road-rail transport with the Road Railer system. In this system, two road containers or semi-trailers, generally of different lengths, with their lower end beams are attached to the torsion beams of the bogie controlling the position of the individual wheel sets of the bogie.

tó4M Itó4M I

FIG 2 ¹ 5 'FIG 2 ¹ 5 '

MAOrtłVPL i /— I NAOnOZIEPMAOrtłVPL and / - I NAOnOZIEP

FIG 3FIG 3

FIGAFIG

FIG1FIG1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies

Cena 10 000 złPrice: PLN 10,000

Claims

Patent claims

1. Rail vehicle bogie with mechanisms for radial alignment of wheel sets in the track curve, connecting two bodies through separate torsion beams rotatably mounted in the bogie frame, including two wheel sets and suspension elements, characterized in that the axle of each set is mounted in lever housings ( 2,2 '), the lower pivot points of which are connected to the frame (3,3'), the upper pivot points of the lever housings (2.2 ^r ) of the first set being connected, preferably via rocker links (10), to the arms of the first beam of the torsion beam (6 ') and the upper pivot points of the lever casings (2.2') of the second set are connected, preferably via rocker bars (11), to the arms of the second torsion beam (6), so that each set is connected to a separate control body this set.

2. Trolley according to z.astrz. 6. A method as claimed in claim 1, characterized in that the frame (3) is provided with resilient elements supporting the arms of the torsion beams (6 ', 6).

3. A cart according to claim. I, characterized in that the frame (3 ') resiliently rests on the axes of the assemblies, the lower points of the lever casings (2') being connected to the frame (3 ') via rockers (8).

4. A trolley of a vehicle with mechanisms for radially aligning the wheel sets in the curve of the track, connecting two bodies, one through the torsion beam and the other through the buffer beam, which beams are rotatably mounted in the bogie frame, containing two sets of wheels and suspension elements, characterized by that the axis of each set is mounted in lever housings (2 '), the lower pivot points of which are connected to the frame (3), the upper pivot points of the lever housings (2') of the first set are connected, preferably via rocker links (10) , with the arms of the torsion beam (6), and the upper pivot points of the lever housings (2 ') of the second set are connected, preferably via rocker links (11), to the arms of the buffer beam (9), so that each set is connected to a separate body that controls this set.

5. A cart according to claim 1 A device as claimed in claim 1, characterized in that the frame (3) rests resiliently on the axes of the assemblies, the lower points of the lever casings (2 ') being connected to the frame (3) via rockers (8).