CS195832B1 - Kloub pro pružné přikloubení součástí na podvozku, zejména u kolejových vozidel - Google Patents

Description

Vynález se týká kloubu pro pružné přikloubení součástí na podvozku, zejména u kolejových vozidel, přičemž na nosném čepu a v hlavě kloubu je upevněno pružné pouzdro, které je jednodílné nebo ve směru svojí podélné osy vícedílné.

U známého provedení otočného podvozku pro rychlá kolejová vozidla, zejména vozy pro osobní vlaky, viz patentový spis NDR č. 58 107, jsou podélná vodítka kolébky upevněna jak na rámu otočného podvozku, tak i na kolébce prostřednictvím pryžových prvků v kloubech, čímž se mimo jiné v podélném směru vozidla, tedy například v radiálním směru k pryžovému prvku ve tvaru pouzdra, přenášejí síly, které jsou při výkyvném kmitání rámu podvozku jen malé, avšak při brzdění jsou značné.

Hlavní nevýhoda tohoto uspořádání spočívá v tom, že velká konstanta pružení pryžového prvku, která odpovídá velkým silám a má jen nepatrně progresivní průběh, je prakticky k dispozici již při malých posunech výkyvných kmitů rámu otočného podvozku, a tak vytváří větší síly, kterými se vybuzují zejména u moderních dlouhých a hospodárných vozových skříní lehké konstrukce svislé ohybové kmity o vysoké frekvenci, které v případě rezonací mohou vést ke značnému obtěžování cestujících nebo k poškození přepravovaného materiálu.

Při velké konstantě pružení pružného pouzdra může dojít k vybuzení bočních ohybových kmitů o vysoké frekvenci i u vozové skříně, opřené na bočních smýkadlech kolébky, a to tím, že podélné závěsy kolébky přenášejí na kolébku a odtud třením bočních smýkadel na skříň vozu větší síly, vyvolané bočním najížděním kol na nerovnou kolej.

U známého uspořádání hydraulického tlumiče viz patentový spis NSR č. 1 011 912, mají na svém vnějším konci jak těleso válce, tak i pístnice oko, ve kterém je prostřednictvím vloženého pružného prstence s vnitřní nosnou objímkou uložen čep, který tvoří část jednoho z prvků, které se mohou navzájem přesouvat.

Jestliže se uvedený nebo jiný tlumič rázů, například třecí tlumič, upevní tímto způsobem svisle, například jak je to obvyklé mezi kolébku a částmi na rámu otočného podvozku, může rovněž dojít k již uvedenému nedostatku, totiž k vybuzení svislých ohybových kmitů a vysokou frekvencí u skříně vozu, protože se přenášejí kmity o větší frekvenci vznikající odvalováním kol po kolejnici, která ani ve svislém směru není nikdy dokonale hladká, a to tím, že pružný prs195632 tenec má velkou tuhost, potřebnou pro větší amplitudy výkyvu.

U známého vedení soukolí kolejového vozidla viz vyložená přihláška vynálezu NSR č. 1 011 912, je uloženo svisle uspořádané vodítko prostřednictvím oka s vloženým pružným pouzdrem s vnější nosnou objímkou výkyvné ve svislém směru na příčném čepu rámu vozidla.

Hlavní nevýhoda tohoto uspořádání s listovím vodítkem spočívá v tom, že při použití u podvozku rychlých kolejových vozidel má pružné pouzdro v radiálním směru rovněž značně velkou a jen velmi málo progresivní konstantu pružení, se kterou nelze v každém případě dosáhnout požadovanou větší pružnost v podélném směru listového vedení. Použití pružného materiálu a/nebo zvětšení tloušťky materiálu pružného pouzdra pro zvýšení této pružnosti nepřináší zpravidla požadovaný průběh konstanty pružení a bez dalších opatření není přípustné, protože se tím rovněž zvětšuje pružnost pružsil.

Další známý, ve všech směrech pružný kloubový spoj pro závěsy náprav nebo podobně, zejména u kolejových vozidel, viz patentový spis NSR č. 942 931, má vícedílné pružné pouzdro, které je tvořeno větším počtem axiálně uspořádaných pružných prstenců z pryže nebo podobně, mezi které je vložen vždy jeden ocelový kotouč. Toto pružné pouzdro je předpjato prstencovou maticí, zašroubovanou v osovém směru do hlavy vodítka, a to tak, že ulpívá v hlavě vodítka a na čepu dík tření, čímž se zabraňuje navulkanizování.

U dalšího známého uložení otočného čepu pro kolejová vozidla viz vyložená přihláška vynálezu NSR č. 1187 662, je tvořeno vícedílné pružné pouzdro dvěma pryžokovovými bloky s vnitřním a vnějším pouzdrem, která jsou držena v rozpěrné vzdálenosti vždy jedním mezi nimi na pouzdru otočného čepu a na tělese uložení otočného čepu vedeným vnitřním, případně vnějším prstencem. Vnější a vnitřní prstenec slouží současně pro uložení příložek, které jsou při značně velkém namáhání pružných pouzder spoluunášeny Tyto úpravy však nezpůsobují ovlivnění konstanty pružení.

Hlavní nevýhoda obou naposledy uvedených uspořádání spočívá v tom, že maximálním silám odpovídající a pouze progresivně procházející velká konstanta pružení pružného pouzdra je prakticky k dispozici již při malých působících silách.

Jak je patrno z britských patentových spisů č 1 134 688 a č. 1 332 954, je rovněž známé vytvářet u jednotlivých válcových tlačných pružm z pružn^óho materiálu progresivní charakteristiky pružení prostřednictvím obvodových drážek, uspořádaných v rovině kolmé na směr působící síly. Progresivita charakteristiky při vzrůstajícím zatížení vzmká kontinuálním přibíráním dalších průřezů do silového toku.

Tlačné pružiny tohoto typu nejsou vhodné pro výrobu pružných kloubů, protože tyto klouby se stávají potřebným přibíráním dalších průřezů při propružení příliš objemnými a mimoto nemohou mimo podélných sil zachycovat žádné jiné podstatnější síly a momenty.

Účelem vynálezu je odstranit uvedené nedostatky známého stavu techniky, případně je zmenšit, a tak zdokonalit jízdní vlastnosti kolejových vozidel, zejména odstraněním nebo zmenšením škodlivých ohybových kmitů skříně vozu o vysoké frekvenci a u rychle se pohybujících kolejových vozidel s tak zvaným stabilním chováním za jízdy umožnit, aby se jednoduchým způsobem dalo vytvořit vhodné, podélně pružné vedení náprav, které v případě potřeby může být v ostatních směrech působících sil jen nepatrně pružné.

Vynález si klade za úkol vytvořit klouby s pružným pouzdrem v úvodu zmíněného typu tak, aby měly v radiálním směru k pružnému pouzdru pro menší působící síly menší konstantu pružení a pro velké síly v podstatě stejně velkou konstantu pružení, jakou mají obvyklá pružná pouzdra, a tak aby touto úpravou zůstala konstanta pružení v ostatních směrech působících sil prakticky nezměněna.

Tento úkol se řeší vynálezem, jehož podstata spočívá v tom, že pružné pouzdro má po celém obvodě nebo jen v oblasti radiálním zatížení zatížených stran alespoň jednu obvodovou drážku, která má takové rozměry a tvar, že je na tlačné straně pružného pouzdra při dosažení předem stanovené radiální složky síly vyplněna pružným materiálem, vytlačeným z pružného pouzdra.

Hlavní výhoda řešení podle vynálezu spočívá v tom, že vzájemným vzrůstajícím omezováním jednotlivých pružících úseků pružného pouzdra na propružení se dosahuje progresivní charakteristiky pružení, aniž by k tomu bylo třeba dalších pryžových průřezů.

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na dvou příkladech provedení ve spojení s přiloženým výkresem, kde značí obr. 1 čelní pohled na kloub podélného vodítka kolébky s pružným pouzdrem, které má pouze zcela nebo z části po jeho obvodě uspořádanou drážku.

obr. 2 pohled shora podle obr. 1 v řezu podle čáry A—A, a to v nezatíženém stavu, obr. 3 pohled shora podle obr. 1 v řezu podle čáry A—A, a to při radiálním zatížení kloubu podélného vodítka kolébky, obr. 4 diagram konstanty pružení kloubu podélného vodítka kolébky podle obr. 1 až obr. 3, obr. 5 pohled zepředu na kloub tlurmče rázů s vícedílným pružným pouzdrem se třemi zcela po jeho obvodě uspořádanými drážkami v řezu podle čáry B—B z obr. 6 a obr. 6 bokorys kloubu podle obr 5

Kloub podélného vodítka kolébkv pnúie obr. 1 až obr. 4 je tvořen kulovým čepem 1, který je svými lichoběžníkovitými konci 2 upevněn v úložných koníkách 3 neznázorněné kolébky nebo rámu podvozku prostřednictvím šroubů 4 a zajišťovacích plechů 5. Koule kulového čepu 1 je uložena v pružném pouzdře 6 z pryže, které má na svém vnějším obvodu vytvořenou drážku 7 ve tvaru písmene V, která je bud' po celém obvodu, nebo pouze z části v oblasti zatížených stran, to je v oblasti tlačné strany 20 a tažené sraný 21. Další části tvoří hlava 9 táhla, dva vodicí prstence 10, 10‘, které z části objímají pružné pouzdro 6, a tlačný prstenec 11 se šrouby 12 a zajišťovacími plechy 13. Vodicí prstence 10, 10* jsou drženy na válcové vnitřní ploše 14 a vodicí prstenec 10 ještě na vnitřní ěelní ploše 15 hlavy 9 táhla. Pružné pouzdro 6 je zatlačeno prostřednictvím šroubů 12, tlačného prstence 11 a vodicího prstence 10* do hlavy 9 táhla, čímž se dosáhne jeho pevného uložení na vnější ploše 17 kulové části 8 kulového čepu 1 a na vnitřních plochách 18 vodicích prstenců 10, 10*, jakož i na vnitřní ploše 19 ve střední oblasti válcové vnitřní plochy 14 hlavy 9 táhla.

Kloub podélného vodítka kolébky pracuje bez opotřebení, protože pružně připouští pohyby ve všech směrech působících sil. Při radiálním zařízení kloubu podélného vodítka kolébky silou P propruží pružné pouzdro 6 podle obr. 3 o hodnotu f, čímž se na obvodu upravená drážka 7 na tlačené straně 20 pružného pouzdra 6 zcela nebo zčásti uzavře a na tažené straně 21 se rozšíří.

Jak je to patrno z obr. 4, křivky a, má kloub podélného vodítka kolébky v radiálním směru při působících malých silách až do hodnoty Pi menší konstantu pružení, než při působících větších silách nad hodnotu Pi, takže menší síly, vytvářené klopným kmitáním rámu podvozku, nevybuzují žádné ohybové kmity skříně vozu o vysoké frekvenci, tedy například kmity o hodnotě 7 až 11 Hz u moderních osobních vozů, a velké síly, které vznikají při brzdění, se spolehlivě přenášejí, přičemž konstanta pružení pro velké síly podle křivky a v podstatě odpovídá křivce b, která je i dispozoci u pružného pouzdra 6 bez obvodové drážky 7, která by jej zcela nebo z části obklopovala.

Průřez ve tvaru písmene V obvodové drážky 7 se neuzavírá při radiálním zatížení materiálem vytlačeným z pružného pouzdra 6 náhle, nýbrž pozvolna se vzrůstajícím zatížením, čímž se zabrání náhlému přechodu z malé na velkou konstantu pružení v oblasti síly o hodnotě Pl.

Kloub tlumiče rázů podle obr. 5 a 6 je tvořen válcovým čepem 22, který je svými lichoběžníkovitými konci 23 upevněn v úložných koníkách 24 neznázorněné kolébky nebo rámu podvozku prostřednictvím šroubů 25 a zajišťovacích plechů 26. Dále má tento kloub dvoudílná pružná pouzdra 27, 27* z pryže s vnějšími nosnými objímkami 28, 28* a vnitřními nosnými objímkami 29, 29*, které jsou opatřeny vnějšími rameny 30, 30*. Vnější nosné objímky 28, 28* jsou uloženy pevně v hlavě 31 Válcového tlumiče 32 rázů a vnitřní nosné objímky 29, 29* na válcovém čepu 22. Pružné pouzdro 27, 27* je tedy mezi vnějšími nosnými objímkami 28, 28* a vnitřními objímkami 29, 29*.

Pro pružné pouzdro 27, 27* jsou tedy k dispozici dvě vnější obvodové drážky 33, 33* s pravoúhlým průřezem mezi vnějšími rameny 30, 30* a pružným pouzdrem 27, 27* a střední obvodová drážka 34 s pravoúhlým průřezem, přičemž střední obvodová drážka 34 je vytvořena tím, že pružná pouzdra 27, 27* jsou přesazena nazad vzhledem ke sbíhajícím se koncům 35, 35* vnějších nosných objímek

28, 28* a 36, 36* vnitřních nosných objímek

29, 29*.

Při malých amplitudách vysokofrekvenčních kmitů jsou obvodové drážky 33, 33*, 34 na neznázorněné tlačné straně pružného pouzdra 27, 27* vyplňovány vytlačeným pružným materiálem. Tím má i toto provedení obdobný průběh konstanty pružení, avšak s okamžitým přechodem konstanty pružení na hodnotě Pi podle křivky a z obr. 4, čímž se zamezí vybuzování vysokofrekvenčích ohybových kmitů skříně vozu.

Popsaný kloub je rovněž prakticky bez opotřebení, protože přenáší síly ve všech směrech pružně a lze jej případně použít pro uložení vodítka nápravy podvozků se stabilním chováním při jízdě, které je pružné v podélném směru.

Claims (1)

1. PÍEDMĚT

   Kloub pro pružné přikloubení součástí na podvozku, zejména u kolejových vozidel, přičemž na nosném čepu a v hlavě kloubu je upevněno pružné pouzdro s obvodovou drážkou, které je jednodílné nebo ve směru svojí podélné osy vícedílné, vyznačený tím, že pružné pouzdro (6, případně 27, 27*) má po

   VYNALEZU celém obvodě nebo jen v oblasti radiálním zatížením zatížených stran, například tlačené strany (20) a tažené strany (21), alespoň jednu obvodovou drážku (7, případně 33, 33‘, 34), která má ve smontovaném stavu střední šířku 5 až 25 % a hloubku více než 40 % síly stěny pružného materiálu.

   1 list výkresů