|
(11) | EP 0 683 081 B1 |
| (12) | EUROPEAN PATENT SPECIFICATION |
|
|
| (54) |
A bogie equipped with a body-tilt system for a railway car Ein mit einem Wagenkasten-Neigungssystem ausgerüstetes Drehgestell für ein Eisenbahnfahrzeug Un bogie avec un système d'inclinaison de la caisse pour une voiture de chemin de fer |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
| Note: Within nine months from the publication of the mention of the grant of the European patent, any person may give notice to the European Patent Office of opposition to the European patent granted. Notice of opposition shall be filed in a written reasoned statement. It shall not be deemed to have been filed until the opposition fee has been paid. (Art. 99(1) European Patent Convention). |
FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION
OBJECTS OF THE INVENTION
SUMMARY OF THE INVENTION
a wheelset including a wheel, an axle and an axle box;
a bogie frame supported on said wheelset;
a support pedestal standing upwardly from said bogie frame to a position adjacent to a roof of the car body; a tilting member which is disposed on an upper position of said pedestal and pendulates around a center of tilting in a lower portion of the car body;
an actuator with a controller therefor for tilting the car body disposed between said support pedestal and said tilting member; and
an elastic suspension means such as a bolster spring provided between said tilting member and the car body.
a wheel set of a railway car;
a bogie frame supported on said wheel set through an axle spring;
a body suspension system composed of an air-spring and the like for suspending a car body, the body suspension system suspended at a high position close to a body roof;
a body-tilt system of bearing guide type, roller type or link type and the like for tilting the car body toward centers of curves when the car going around curves;
a body-tilt control system composed of a hydraulic or air cylinder and the like for controlling body tilting; and
a support pedestal fixed on said bogie frame for suspending said body suspension system
and body-tilt system at a high position close to the body roof,
wherein, the curvature of the bearing guide or roller type guide or a construction
of a link in the link type is arranged to position the center of tilting below the
center of gravity of the car body and at around floor level of the body, when the
body tilts toward the center of the curve, the center of gravity of the body moves
to inside from the center of a track, thereby preventing wheel load reduction of an
inner rail wheel and consequently improving running performance, and also improving
riding comfort by reducing lateral movement of the body floor during the tilting operation,
and the body suspension system such as an air spring and the like is suspended at
a high position close to the body roof to cause the body naturally to tilt by a few
degrees toward the center of the curve by centrifugal force during the car going around
the curve in addition to body tilting angle produced by the body-tilt system, consequently
reducing lateral normal acceleration on the body floor and thereby enhancing riding
comfort, and, even when the body-tilt system fails, the riding comfort is not extremely
deteriorated by the natural tilting action.
a wheel set of a railway car;
a bogie frame supported on said wheel set through an axle spring;
a body suspension system composed of an air-spring and the like for suspending a car body, the body suspension system suspended at a high position close to a body roof;
a body-tilt system of bearing guide type, roller type or link type and the like for tilting the car body toward centers of curves when the car going around curves;
a body-tilt control system composed of a hydraulic or air cylinder and the like for controlling body tilting; and
a support pedestal fixed on said bogie frame for suspending said body suspension system
and body-tilt system at a high position close to the body roof,
wherein, the curvature of the bearing guide or roller type guide or a construction
of a link in the link type is arranged to position the center of tilting below the
center of gravity of the car body and at around floor level of the body, when the
body tilts toward the center of the curves, the center of gravity of the body moves
toward the center of the curve from the center of a track, thereby preventing wheel
load reduction of an inner rail wheel and consequently improving running performance,
and also improving riding comfort by reducing lateral movement of the body floor during
the tilting operation, and even when the body-tilt system fails, the body suspension
system such as an air spring and the like is suspended at a high position close to
the body roof, so that the body naturally tilts by a few degrees to the center of
the curve by centrifugal force during the car going around the curve, consequently
reducing lateral normal acceleration on the body floor, thereby preventing riding
comfort from being extremely deteriorated.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Fig. 1 is a schematic diagram illustrating height relations between the center of gravity, the center of tilting and the center of bolster springs in a car equipped with a body-tilt system;
Fig. 2 is a side view of a bogie equipped with a body-tilt system for a railway car according to an embodiment of the present invention applied to an articulated car and disposed between car bodies;
Fig. 3 is a view of the bogie and the car body in Fig. 2 taken along the line A-A;
Fig. 4 is a view of the bogie and the car body in Fig. 2 taken along the line B-B;
Fig. 5 is a detailed perspective view of a bearing guide which partly constitutes a bearing guide type body-tilt system installed in the bogie in Figs. 2 to 4;
Fig. 6 is a view of the bogie and the car body in Fig. 2 taken along the line C-C;
Fig. 7 is a front view of a bogie according to another embodiment of the present invention which includes a body-tilt hold-back cylinder for sustaining the car body at a neutral position;
Fig. 8 is a schematic front view illustrating positional relations between the center of gravity, the center of tilting, the center of axle springs and the center of bolster springs of a car body in a conventional railway car equipped with a body-tilt system (so called a pendulum train);
Fig. 9 is a schematic front view illustrating the car in Fig. 8 in a tilted state;
Fig. 10 is a front view schematically showing a tilting suspension mechanism for a car body in a railway car bogie equipped with a body-tilt system according to an embodiment of the present invention;
Fig. 11 is a front view schematically showing an actuated state of pendulum mechanism in the bogie in Fig. 10; and
Fig. 12 is a front view schematically showing an actuated state of a body tilting mechanism with bolster springs in the bogie shown in Fig. 10.
EMBODIMENTS
1. Tilting member (pendulum beam etc.) which tilts around the center of tilting located at a lower portion of the body, and driving actuator thereof (hereinafter called as pendulum mechanism); and
2. Elastic suspension means provided between the tilting member disposed at a higher portion of a car body (upper portion of support pedestal) and the car body (hereinafter called as tilting mechanism with bolster springs).
(1) MODE activating both pendulum mechanism and bolster spring tilting mechanism:
(2) MODE activating only pendulum mechanism
(3) MODE activating only tilting mechanism with bolster springs:
ADVANTAGEOUS EFFECT OF THE INVENTION
a wheelset including a wheel, an axle and an axle box;
a bogie frame supported on said wheelset;
a support pedestal standing upwardly from said bogie frame to a position adjacent to a roof of the car body;
a tilting member which is disposed on an upper position of said pedestal and pendulates around a center of tilting in a lower portion of the car body;
an actuator with a controller therefor for tilting the car body disposed between said support pedestal and said tilting member; and
an elastic suspension means provided between said tilting member and the car body.
a wheel set of a railway car;
a bogie frame supported on said wheel set through an axle spring;
a body suspension system composed of an air-spring and the like for suspending a car body, said body suspension system suspended at a high position close to a body roof;
a body-tilt system of bearing guide type, roller type or link type and the like for tilting the car body toward centers of curves when the car going around curves;
a body-tilt control system composed of a hydraulic or air cylinder and the like for controlling body tilting; and
a support pedestal fixed on said bogie frame for suspending said body suspension system
and body-tilt system at a high position close to the body roof,
wherein, the curvature of the bearing guide or roller type guide or a construction
of a link in the link type is arranged to position the center of tilting below the
center of gravity of the car body and at around floor level of the body, when the
body tilts toward the center of the curve, the center of gravity of the body moves
to inside from the center of a track, thereby preventing wheel load reduction of an
inner rail wheel and consequently improving running performance, and also improving
riding comfort by reducing lateral movement of the body floor during the tilting operation,
and the body suspension system such as an air spring and the like is suspended at
a high position close to the body roof to cause the body naturally to tilt by a few
degrees toward the center of the curve by centrifugal force during the car going around
the curve in addition to body tilting angle produced by the body-tilt system, consequently
reducing lateral normal acceleration on the body floor and thereby enhancing riding
comfort, and, even when the body-tilt system fails, the riding comfort is not extremely
deteriorated by the natural tilting action.
a wheel set of a railway car;
a bogie frame supported on said wheel set through an axle spring;
a body suspension system composed of an air-spring and the like for suspending a car body, the body suspension system suspended at a high position close to a body roof;
a body-tilt system of bearing guide type, roller type or link type and the like for tilting the car body toward centers of curves when the car going around curves;
a body-tilt control system composed of a hydraulic or air cylinder and the like for controlling body tilting; and
a support pedestal fixed on said bogie frame for suspending said body suspension system
and body-tilt system at a high position close to the body roof,
wherein, the curvature of the bearing guide or roller type guide or a construction
of a link in the link type is arranged to position the center of tilting below the
center of gravity of the car body and at around floor level of the body, when the
body tilts toward the center of the curves, the center of gravity of the body moves
toward the center of the curve from the center of a track, thereby preventing wheel
load reduction of an inner rail wheel and consequently improving running performance,
and also improving riding comfort by reducing lateral movement of the body floor during
the tilting operation, and even when the body-tilt system fails, the body suspension
system such as an air spring and the like is suspended at a high position close to
the body roof, so that the body naturally tilts by a few degrees to the center of
the curve by centrifugal force during the car going around the curve, consequently
reducing lateral normal acceleration on the body floor, thereby preventing riding
comfort from being extremely deteriorated.
- einen Radsatz mit einem Rad, einer Achse und einem Achslager;
- einen auf dem Radsatz gelagerten Drehgestellrahmen;
- eine von dem Drehgestellrahmen nach oben zu einer an ein Dach des Wagenkastens angrenzenden Position ragende Achslagerführung;
- ein Neigungselement, das an einer oberen Position der Achslagerführung angeordnet ist und um ein Neigungszentrum in einem unteren Abschnitt des Wagenkastens pendelt;
- ein zwischen der Achslagerführung und dem Neigungselement angeordnetes Betätigungselement mit einem Regler dafür zum Neigen des Wagenkastens; und
- eine zwischen dem Neigungselement und dem Wagenkasten vorgesehene elastische Aufhängungsvorrichtung.
- einen Radsatz eines Eisenbahnfahrzeugs;
- einen durch eine Achsfeder auf dem Radsatz gelagerten Drehgestellrahmen;
- eine Wagenkasten-Aufhängungseinrichtung bestehend aus einer Luftfeder und dergleichen zum Aufhängen eines Wagenkastens, wobei die Wagenkasten-Aufhängungseinrichtung in hängender Anordnung an einer hohen Position nahe an einem Wagenkastendach angebracht ist;
- ein Wagenkasten-Neigungssystem in Art eines Führungslagers, Rollenlagers oder Gelenklagers und dergleichen zum Neigen des Wagenkastens zu Kurvenmittelpunkten hin, wenn das Fahrzeug Kurven durchfährt;
- ein Wagenkasten-Neigungssteuersystem bestehend aus einem Hydraulik- oder Luftzylinder und dergleichen zum Steuern der Wagenkastenneigung; und
- eine auf dem Drehgestellrahmen befestigte Achslagerführung zur hängenden Anordnung der Wagenkasten-Aufhängungseinrichtung und des Wagenkasten-Neigungssystems an einer hohen Position nahe am Wagenkastendach;
wobei die Krümmung der Lagerführung oder rollenartigen Führung oder ein Gelenkaufbau bei dem Gelenktyp so angeordnet ist, daß das Neigungszentrum unter dem Schwerpunktzentrum des Wagenkastens und etwa auf Bodenhöhe des Kastens liegt, wenn der Wagenkasten sich zum Mittelpunkt der Kurve hinneigt, das Schwerpunktzentrum des Wagenkastens sich von der Mitte einer Spur nach innen verlagert, wodurch folglich eine Radlastbeschränkung eines inneren Schienenrades verhindert und die Laufleistung verbessert wird und durch eine Beschränkung der Seitwärtsbewegung des Kastenbodens während des Neigungsvorgangs auch der Fahrkomfort verbessert wird, und sich der Wagenkasten durch die hängende Anordnung der Wagenkasten-Aufhängungseinrichtung, wie einer Luftfeder und dergleichen, an einer hohen Position nahe am Kastendach zusätzlich zu dem von dem Wagenkasten-Neigungssystem erzeugten Wagenkasten-Neigungswinkel durch die Zentrifugalkraft auf natürliche Weise um ein paar Grad zum Mittelpunkt der Kurve hinneigt, während das Fahrzeug die Kurve durchfährt, wodurch folglich die seitliche Normalbeschleunigung am Kastenboden reduziert und der Fahrkomfort erhöht wird und der Fahrkomfort durch die natürliche Neigungsbewegung selbst dann nicht extrem verschlechtert wird, wenn das Wagenkasten-Neigungssystem aussetzt.- einen Radsatz eines Eisenbahnfahrzeugs;
- einen durch eine Achsfeder auf dem Radsatz gelagerten Drehgestellrahmen;
- eine Wagenkasten-Aufhängungseinrichtung bestehend aus einer Luftfeder und dergleichen zum Aufhängen eines Wagenkastens, wobei die Wagenkasten-Aufhängungseinrichtung in hängender Anordnung an einer hohen Position nahe an einem Wagenkastendach angebracht ist;
- ein Wagenkasten-Neigungssystem in Art eines Führungslagers, Rollenlagers oder Gelenklagers und dergleichen zum Neigen des Wagenkastens zu Kurvenmittelpunkten hin, wenn das Fahrzeug Kurven durchfährt;
- ein Wagenkasten-Neigungssteuersystem bestehend aus einem Hydraulik- oder Luftzylinder und dergleichen zum Steuern der Wagenkastenneigung; und
- eine auf dem Drehgestellrahmen befestigte Achslagerführung zur hängenden Anordnung der Wagenkasten-Aufhängungseinrichtung und des Wagenkasten-Neigungssystems an einer hohen Position nahe am Wagenkastendach;
wobei die Krümmung der Lagerfuhrung oder rollenartigen Führung oder ein Gelenkaufbau bei dem Gelenktyp so angeordnet ist, daß das Neigungszentrum unter dem Schwerpunktzentrum des Wagenkastens und etwa auf Bodenhöhe des Kastens liegt, wenn der Wagenkasten sich zum Mittelpunkt der Kurven hinneigt, das Schwerpunktzentrum des Wagenkastens sich von der Mitte einer Spur zum Mittelpunkt der Kurve hin verlagert, wodurch folglich eine Radlastbeschränkung eines inneren Schienenrades verhindert und die Laufleistung verbessert wird und durch eine Beschränkung der Seitwärtsbewegung des Kastenbodens während des Neigungsvorgangs auch der Fahrkomfort verbessert wird, und selbst, wenn das Wagenkasten-Neigungssystem aussetzt, die Wagenkasten-Aufhängungseinrichtung, wie eine Luftfeder und dergleichen, an einer hohen Position nahe am Kastendach hängend angeordnet ist, so daß sich der Wagenkasten durch die Zentrifugalkraft auf natürliche Weise um ein paar Grad zum Mittelpunkt der Kurve hinneigt, während das Fahrzeug die Kurve durchfährt, wodurch folglich die seitliche Normalbeschleunigung am Kastenboden reduziert und eine extreme Verschlechterung des Fahrkomforts verhindert wird.un ensemble à roue comprenant une roue, un essieu et une boîte d'essieu,
un châssis de bogie supporté sur l'ensemble à roue,
un socle de support dépassant au-dessus du châssis de bogie vers une position adjacente à un toit du châssis du véhicule,
un organe de basculement disposé à une position supérieure du socle et présentant un mouvement pendulaire autour d'un centre de basculement à une partie inférieure du châssis du véhicule,
un organe de manoeuvre ayant un organe de commande de basculement du châssis du véhicule placé entre le socle de support et l'organe basculant, et
un dispositif de suspension élastique placé entre l'organe basculant et le châssis du véhicule.
un ensemble à roue d'un véhicule de chemin de fer,
un châssis de bogie supporté par l'ensemble à roue par un ressort d'essieu,
un système à suspension de châssis composé d'un ressort pneumatique et analogue destiné à suspendre un châssis de véhicule, le système de suspension du châssis de véhicule étant suspendu à une position élevée proche du toit de châssis de véhicule,
un système d'inclinaison de châssis de véhicule du type à guidage à palier, du type à rouleau ou du type à bielle ou analogue destiné à incliner le châssis du véhicule vers les centres des courbes lorsque le véhicule décrit des courbes,
un système de commande de basculement de châssis de véhicule composé d'un vérin hydraulique ou pneumatique et analogue destiné à commander le basculement du châssis du véhicule, et
un socle de support fixé sur le châssis de bogie et destiné à suspendre le système
de suspension du châssis de véhicule et le système de basculement du châssis de véhicule
à une position proche du toit du châssis du véhicule,
dans lequel la courbure du guide à palier ou du guide à rouleau ou une construction
de bielle du type à bielle est destinée à positionner le centre de basculement au-dessous
du centre de gravité du châssis du véhicule et au voisinage du niveau du plancher
du châssis du véhicule lorsque le châssis du véhicule bascule vers le centre de la
courbe, le centre de gravité du châssis du véhicule se déplace vers l'intérieur depuis
le centre d'une voie, et empêche ainsi une réduction de la charge d'une roue du rail
interne et en conséquence augmente les performances de roulement et augmente aussi
le confort de déplacement par réduction du mouvement latéral du plancher du châssis
du véhicule pendant une opération de basculement, et le système de suspension du châssis
de véhicule, tel qu'un ressort pneumatique ou analogue, est suspendu en position haute
proche du toit du châssis du véhicule afin que ce châssis bascule naturellement de
quelques degrés vers le centre de la courbe sous l'action de la force centrifuge lorsque
le véhicule passe dans une courbe, en plus de l'angle de basculement du châssis du
véhicule produit par le système de basculement du châssis, avec réduction en conséquence
de l'accélération normale latérale agissant sur le plancher du châssis du véhicule
et en augmentant ainsi le confort de déplacement et, même lorsque le système de basculement
du châssis du véhicule est en panne, le confort de déplacement n'est pas considérablement
détérioré par l'action de basculement naturel.
un ensemble à roue d'un véhicule de chemin de fer,
un châssis de bogie supporté sur l'ensemble à roue par un ressort d'essieu,
un système de suspension de châssis de véhicule composé d'un ressort pneumatique ou analogue destiné à suspendre un châssis de véhicule, le système de suspension de ce châssis étant suspendu en position élevée proche du toit du châssis du véhicule,
un système de basculement de châssis de véhicule du type à guide de palier, du type à rouleau ou du type à bielle et analogue destiné à provoquer le basculement du châssis du véhicule vers le centre des courbes lorsque le véhicule décrit des courbes,
un système de commande de basculement de châssis de véhicule composé d'un vérin hydraulique ou pneumatique et analogue pour la commande du basculement du châssis, et
un socle de support fixé sur le châssis de bogie et destiné à suspendre le système
de suspension du châssis de véhicule et le système de basculement du châssis du véhicule
en position élevée proche du toit du châssis du véhicule,
dans lequel la courbure du guide de palier ou du guide du type à rouleau ou une
construction de bielle du type à bielle est destinée à positionner le centre de basculement
au-dessous du centre de gravité du châssis du véhicule et au niveau du plancher environ
du châssis du véhicule, lorsque le châssis du véhicule bascule vers le centre de la
courbe, le centre de gravité du châssis du véhicule se déplace vers le centre de la
courbe depuis le centre de la voie, en empêchant ainsi une réduction de la charge
de roue du rail interne et en conséquence en augmentant les performances de roulement
et aussi en améliorant le confort de déplacement par réduction du mouvement latéral
du plancher du châssis du véhicule pendant l'opération de basculement et, même lorsque
le système de basculement du châssis du véhicule est en panne, le système de suspension
de ce châssis, par exemple un ressort pneumatique ou analogue, est suspendu en position
haute proche du toit du châssis du véhicule, si bien que le châssis du véhicule bascule
naturellement de quelques degrés vers le centre de la courbe sous l'action de la force
centrifuge lorsque le véhicule décrit la courbe, et réduit en conséquence l'accélération
normale latérale agissant sur le plancher du châssis du véhicule et empêche une détérioration
considérable du confort de déplacement.