CZ106599A3 - Kolejové vozidlo s vertikálním nosným aktuátorem - Google Patents

Description

ridla sYnosnym aktuát

Vynález se týká kolejového vozidla sYnosnym aktuátorem s měnitelnou délkou ve vertikálním směny působícím jako podpěrná pružina mezi vagónovou skříní a pod ní uspořádaným rámem podvozku.

Dosavadní stav techniky

U kolejových vozidel je všeobecně známo, že k uložení vagónové skříně na pod ní umístěném podvozku se používají vzájemně paralelně nebo X vzájemně v sérii mechanicky uspořádané pružící prvky. V případě, že jeden z těchto pružících prvků selže, zůstává činnost druhého^ jemu přiřazeného^ pružícího prvku zachována. U paralelního uspořádání je však tento stav doprovázen značným poklesem podpěrné síly, zatím co u Sériového řazení prvků je totéž opatření spojeno se značnou stavební výškou ve směru působení pružících prvků.

Úlohou vynálezu je takové opatření výše ve stavu techniky popsaného kolejového vozidla ^ u kterého je při stísněných konstrukčně stavebních poměrech při normálních provozních podmínkách v činnosti pouze jeden pružící prvek.

Podstata vynálezu.

Podstata vynálezu kolejového vozidla sýnosnyni aktuátorem s měnitelnou délkou ve vertikálním směny působícím jako podpěrná pružina mezi vagónovou skříní a pod ní uspořádaným rámem podvozku, který řeší výše uvedenou úlohy spočívá v tom, že kolem nosného aktuátoru je koncentricky uspořádána pomocná pružina · ^mocná pružina a nosný aktuátor jsou na jednom konci uloženy na rámu podvozku a v oblasti druhého konce nosného aktuátoru je na aktuátoru upevněn nárazník a mezi nárazníkem a přilehlým koncem pomocné pružiny je za provozních podmínek i při značně vysunutém nosném aktuátoru zachován volný prostor.

Dále jsou uvedena další výhodná nebo konkretizující provedení výše definovaného vynálezu.

r c;-c - '· ^Γ· -· ’· ^L r r - r r r r < Γ * · ' ι- ě r π f

Nosný aktuátor je hydrc^pneumaticky řízený válec, jehož válcové těleso je pevně uloženo na rámu podvozku a nárazník je upevněn na pístní tyči prostřednictvím kulového kloubu a pomocné pružiny jsou uspořádány koncentricky vzhledem k válcovému tělesu.

Nárazník má koncentricky kolem písteHf tyče umístěný kruhový nákružek, jehož vnitřní průměr je větší jak vnější průměr válcového tělesa a je vzhledem k pomocné pružině otevřený a je umístěn proti přilehlému konci pomocné pružiny v prodlouženém směru jejího axiálního chodu.

. Eomocná-pružina_je_v_axiálním.směru.mechanicky-předepjata____,_,____ ti

Konec pomocné pružiny^ přivrácený k nárazníku^ doléhá na nejméně jednu zarážku, která je upevněna na rámu podvozku.

Nárazník jé na aktuátoru na jedné straně uložen prostřednictvím kloubově spojky^ vytvořené jako kulový klouby a na druhé straně.je připevněn na desce., posuvného adaptéru, jehož další deska uspořádaná rovnoběžně s ní je upevněna na spodní straně, vagónové / / skříně.

U konstrukce kolejového vozidla podle vynálezu je při provozu využita pomocná pružina při jejím paralelním uspořádáni vzhledem k nosnému aktuátoru pouzejsituac|, kdy nosný aktuátor ztratil přinejmenším značnou Část své pružící nosné funkce. Pouze za této situace dosedne nárazník, který je spojen s posuvným koncem nosného aktuátoru a umístěn proti protilehlé nouzové pružině^ na přilehlou čelní plochy pružiny. Za obvyklých provozních podmínek tudíž nedojde k žádnému ovlivnění funkce nosného aktuátoru. Naproti tomu-, v

Λ ..

případě selháni nosného aktuátoru přebírá pomocná pnižína plné zatížení^ přenášené z vagónové skříně, přičemž vagónová skříň pouze poklesne na svou nejnižší spodní úroveň. Pomocná pružina může být takto dimenzována na skutečné zatížení vagónové skříně a k tomuto účelu je mechanicky předepjata a omezena v podélném zdvihu tak, že je zaručen volný prostor mezi pomocnou pružinou a nárazníkem^ potřebný pro normální pracovní zdvih. Aktuátor je vytvořen přednostně jako hydro^pneumaticky řízený válec, který má odpovídající pružící vlastnosti a je řízen podle aktuálních provozních podmínek pokud jde ojím vynakládanou sílu nebo rozsah pohybu. Válcové těleso tohoto aktuátoru je s výhodou pevně spojeno s rámem podvozku, na kterém je uložen rovněž jeden konec pomocné pružiny. Nárazníl·^ přiřazený k pístní tyči aktuátoruynůže být přitom upevněn bezprostředně na pístní tyči. Přednost je však dána jeho uloženjjjprostřednictvím kloubové spojky na způsob kulového kloubu, který je spojen s volným koncem pístové tyče* Tím lze nárazník

Γ Γ. r C re r K r i f r. (·;' c c f r r r c r r c r i c r:

<· ¢spojit pevně s deskou posuvného adaptéru, jehož protilehlá deska, vůči které je první deska v rovině volně posouvatelná, je pevně spojena s podlahovou stěnou vagónové skříně.

Pomocná pružina je s výhodou vytvořena jako válcová pružina^ která je umístěna koncentricky kolem válcového tělesa. Rovněž nárazník má přitom válcový tvar a jeho průměr je uzpůsoben tak, aby v případě selhání aktuátoru dosedl na přivrácenou čelní plochu pomocné pružiny bez zešikmení a mohl takto umístěnou pomocnou pružinu stlačovat podél vnější stěny pláště tělesa válce. Aby bylo možno vymezit zdvih pomocné pružiny v případě jejího mechanického předpětí, je zde provedena vícedílná zarážka, která zasahuje přes konec pomocné pružiny přivrácený k nárazníku^ která je na druhé straně připevněna k rámu podvozku. Při tomto uspořádání je pomocná pružina vedena k vyloučení stranového vybočení jak válcovým tělesem nosného aktuátoru tak částmi nárazníku^působícími na vnější plochy této pomocné pružiny.

Vynález je dále blíže popsán pomocí výkrestykterý odpovídá příkladu provedení vynálezu. Na výkrese značí^ Ok.l jf schematický perspektivní nákres podvozku se zařízeními^ spojujícími jej s vagónovou skřínýuspořádanou na nímjOfcr.2^spojovací zařízení v nárysu s přiřazenou pomocnou pružinová ok .3 χ půdorysný řez podél linie I -1 v Obr 2.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 a obr. 2 je schematicky znázorněna vagónová skříň 1 vozidla, respektive kolejového vozidla, pod jejíž podlahovou stěnou 2 je umístěn podvozel^odvozek má nejméně jednu osu, respektive dvě kola 3, v daném případě však dvě rovnoběžné osy^ respektive čtyři kola 3. Kola 3 jsou tvarově provedena jako kolejová kola. Rám 4 podvozku přitom spočívá se svými podélnými nosníky ^umístěnými ve směru jízdy podvozku a navzájem spojenými nejméně jedním příčným nosníkem na primárních pružinách 2y umístěných na ložiskách 8 kol 3^a tímto způsobem jsou kola 3 navzájem spřažena tak, aby vytvářela stabilní pohyblivý celek. Přibližně uprostřed dvou za sebou uspořádaných kol 3 je na každém podélném nosníku 5 kolmo k rovině, ve které se nacházejí podélpé nosníky 5y spojovací zařízení , prostřednictvím kterého je vagónová skříň^ložena svou podlahovou stěnou 2 na podvozku.

Ί 1 Ί '

-ι Λ 1

Spojovací zařízení je tvořeno, aktuátorem 9, na všechny strany výkyvnou kloubovou Lcýo re hf>UÍ spojkou l_0, a posuvnou spóikoujTl, kteréžto všechny součásti jsou ve směru působeni aktuátoru 9 uspořádány mechanicky v sérii, respektive za sebou. Aktuátory 9, které mohou být provedeny zejména ia^o hydraulický yálce, mají dva axiální, vůči sobě v přímém směru posuvné stavěči členvtTl art/Z Kloubové spojky IQ mohou být vytvořeny jako za tím účelem, aby mohly výkyvné pohyby. Posuvná křížový nebo kulový kloub, pružný gumový kloub nebo na způsob pružící tyče a to pouze tohly ye všech směrech v iedné rovině provádět v omezeném rozsahu suvnáspoitaiyPj^nápouze tratlslantacnTý posuviryTstupen volnogti v jedné rovině, která je rovnoběžná se stěnod^odíahy^ vagónové skříně L Rozsah posunutí této posuvné spojlsy ^írtěiýjěVážáňmá^_lměřVjě3ňe'řbviSěJje^HtóTtňT3mezenjna'předem^_ spojovacího určené hodnoty. Přiřazení jednotlivých konstrukčních prvků zařízení má za následek, že rozdíly ve vzdálenosti mezbotočným podvozkem s rámem 4_ a vagónovou skříní 1 může vyrovnávat pouze aktuáto^/a že kloubová spojka 10 může může vyroynávat pouze kývavé pohyby nezávisle na jejich směru a posuvná spojka vyrovnávat pouze pohyby ve směny příčném ke směru posuvu respektive k ose 15 podél které se přestavuje aktuátoiX 9. Přitom v zásadě nezáleží na tom, v jakém pořadí jsou konstrukční prvky \ za sebou spojeny, jestliže jsou oba koncové prvky upevněny na jedné straně na podvozku s rámem 4 a na druhé straně na vagónové skříni J......- .

U daného příkladu provedení jsou válcová tělesa 9.1 , například hydraulických aktuátorů 9 s kolmou osou 15 přestavený upevněna vždy na jednom podélném nosníku 5. Druhý stavěči člen(92jaktuátoru 9 je vytv^en jako pístní tyčfoístu válce,vedený pouze přímo ve smě^£sy 15 přestavení vTsiSvecímčlei~ čienUjváýie pevně spojen s prvním kývavým členem 10.1 výáývh^wky 10 , zatímco druhý-výkyvný člen 10,2 le^evně spojen * primárním nngnvným áenenti/flýposuvného

11· Kloubová spojk^ytvořená jako kulový kloub, dovoluje pouze kývavé pohyby, které se uskutečňují pouze mezi rovinamýtvořenými podélnými nosníky 5 a podlahovou stěnou 2. Aby mohly být přitom vyrovnány také boční pohyby mezí částmi vozidla Poíí.ZjÍq/ nebo boční posuv, vymývající z natočení rovin, je zde apotoimM posuvná spojka

WígAy ý c@ni.iprimární posuvný člěi£ spojky 10 a jehož sekundární vagónové skříně i.

jejíž

Aktuátor 9 může u této konstrukce nahrazovat pružné prvky, které působí jako sekundární odpružení. Přitom může být zejména vytvořen jako hydro-zpneumaticky poháněný válec, který umožňuje nejen vyrovnání výšky mezi vagónovou skříní^rámem^odvozku, aýbafr může mít rovněž pružící vlastnost^, které jinak vykazují šroubové pružiny, vzduchové

Γ ΓΓΓ r i* r ( c < C C < r r » r c '

Ρ f ι' C «.

< r < γ r ι. ‘7 .* r <· Γ f pružiny nebo podobné pružící prvky. Přitom je charakteristika pružiny nastavitelná podle potřeby.

Silové spřažení vagónové skříně I a podvozku k přenášení podélných a příčných sil lze provést konvenčními způsoby, například pomocí vodících tyčí, otočných čepů nebo lemnískátových spojovacích prvků nebo elastických tlumících či pružících prvků.

Spojovací zařízení lze samozřejmě vestavět mezi vagónovou skříň I a podvozek šrámem 4 i v obráceném uspořádání.

Aby bylo možno provozovat takto konstruované kolejové vozidlo s dostatečným komfortem a jistotou i při selhání aktuátoru 9 je koncentricky vzhledem k aktuátoru 9 instalována pasivní pomocná pružina 12. Pomocná pružina 12 je přitom uložena stejně jako válcové těleso 9.1 aktuátoru 9 jedním axiálním koncem na podélném nosníku 5 rámu 4 podvozku. Druhý konec 12.1 pomocné pružiny 12 , přilehlý k vagónové skříni lj je umístěn proti kruhovému nárazníku 13 a v určité vzdálenosti od něhc^ a kruhový nárazník . 12 je rovněž umístěn koncentricky vzhledem k aktuátoru 9 a jeho volná kruhová čelní plocha 13. ^přivrácená k pomocné pružině 12 ^má stejný průměr jako pomocná pružina 12. Kruhový nárazníkl3je na druhém konci pevn^sgojen s primárním posuvným clenemjfll.1 _ posuvnéno^ftSřn. Protože primární posuvny Člerýl 1.1 ^neprovádí žádný boční posuvný pohyb vzhledem ke střední podélné ose 15 aktuátoru 9, zůstává jeho osová poloha vzhledem k pomocné pružině 12 stálá.

Volná osová vzdálenost mezi horním koncem 12.1 pomocné pružiny 12 a přivrácenou volnou čelní plochou 13.1 kruhového nárazníku 13 je přitom stanovena měřením tak, aby při zdvihu aktuátoru ^odpovídajícím^obvyklým provozním podmínkánytedošlo k dotyku mezi nárazníkem 13 a pomocnou pružinou 12. Při velmi vysokých zatíženích* nebo při selhání aktuátoru fy poklesne naproti tomu nárazník 1_3 redukčním pohybem aktuátoru 9 ve směru osy nad horní volný konec pomocné pružiny 12. Pomocná pružince přitom vypočtena tak, aby mohla absorbovat statické a dynamické sílyy vznikající mezi rámem 4 podvozkem a vagónovou skříní 1 wBRtfeajwp při normálním provozu, přičemž za těchto provozních podmínek se zdvih aktuátoru 9 ještě nepřesune do své spodní krajní polohy. Pružící efekt tedy trvale působí pouze při poklesu polohy vagónové ,skřmg 1. Vnitrní průměr kruhového nárazníku 13 je přitom větší jak vnější průměr váleli . abv mohl být odpovídajícím způsobem co nejvíce využit pracovní rozsah pružiny při přejetí dó spodní polohy. Nárazník neotevřený ke styku s pomocnou pružinou 12ymůže tudíž v axiálním směru překrývat plášť pístového válce aktuátoru 9.

Aby pomocná pruží na/zá ujímal a v axiálním směru pouze malý výškový prostor, je v daném případě v axiálním směru mechanicky předepjata. Za tím účelem doléhá její konec 12. ^přivráceny k nárazníku 13^ na nejméně jednu omezující zarážku 14, která je vytvořena ze dvou částí a upravena na poloskořepinách 14.1^, které jsou v místě ploch vnějšího pláště pomocné pružiny 12 umístěny vůči v sobě v diametrální poloze na podélném nosníku 5. Zarážky 14 přitom vyčnívají jako kruhové ploché části v radiálním směru horizontálně před vnější okraj volného horního konce 12.1 pomocné pružiny 12. Mezi oběma omezujícími zarážkami 14 zůstává v obvodovém směru volný prostor, ve kterém může nárazník 13 dosednout vždy na celou radiální šíři pomocné pružiny 12 svými proti ní se nacházejícími Částmi. Volná délka mezi opěrným bodem pomocné pružiny 12 na podvozkovém rámu 4 a omezující zarážkou 14 je menší jak axiální délka uvolněné pružiny. Volbou vzdálenosti mezi podélným nosníkem 5 a omezující zarážkou 14 lze tudíž přizpůsobit sílu předpětí pomocné pružiny 12 provozním podmínkám.

Průmyslová využitelnost

Konstrukce kolejového vozidla podle vynálezu je využitelná u všech vozidel, u.kterých jsou z důvodu bezpečnosti potřeba ^glš^ružící prvky^ přebírající funkci částí odpružení vozidla při jejich selhání, zejména pakÝiošneho aktuátoru.

Claims (5)

1. Patentové nároky

   Kolejové vozidlo sínosným aktuátorem^ s měnitelnou délkou ve vertikálním směru působícím jako podpěrná pružina mezi vagónovou skříní a pod ní uspořádaným rámem podvozku^ vyznačené kolem nosného aktuátoru /9/je koncentricky uspořádána pomocná pružina /12^ ^pomocná prudina /12/ a nosný aktuátor /9/ jsou na jednom konci uloženy na rámu /4/ podvozku^ χ^ν oblasti drphého konce nosného aktuátoru /9/ je na aktuátoru /9 / upevněn nárazník /13 / aýrríezi nárazníkem /13/ a přilehlým koncem /12,1/ pomocné pružiny /12/ je za provozních podmínek i při značně vysunutém nosném aktuátoru /9/ zachován volný prostor.
2. 2. Kolejové vozidlo podle nároku lj vyznačené tím, že nosný aktuátor /9/ je hydropneumaticky řízený válec, jehož válcové těleso /9.1 / je pevně uloženo na rámu /4/ podvozku a nárazník /13/ je upevněn na pístní tyči /9.1/ prostřednictvím kulového kloubu a pomocné pružiny /12/ jsou uspořádány koncentricky vzhledem k válcovému tělesu /9.1/.

   Kolejové vozidlo podle nároku 2^vyznačené tím, že nárazník/13/ má koncentricky kolem pístm^íyče /9.2/ umístěný kruhový nákružek, jehož vnitřní průměr je větší jak vnější průměr válcového tět5ŠatfTje vzhledem k pomocné pružině /12/ otevřený a je umístěn proti přilehlému konci /12.1/ pomocné pružiny /12/ ve směru jejího prodlouženého axiálního chodu.
3. 4. Kolejové vozidlo podle nároků 1 až 3^ vyznačené tím, že pomocná pružina /12/ je v axiálním směru mechanicky předepjata.
4. 5. Kolejové vozidlo podle nároku 4^ vyznačené tím, že konec /12.1/ pomocné pružiny /12j přivrácený k nárazníku /13/j doléhá na nejméně jednu zarážku /14/, která je připevněna na rámu /4/ podvozku.
5. 6. Kolejové vozidlo podle nároků 1 až 5^ vyznačené tím, že nárazník /13/ je na nosném aktuátoru /9/ na jedné straně uložen prostřednictvím kloubové spojky /10j vytvořené jako kulový klouby a na druhé straně připevněn na desce /11.1 / posuvného adaptéru /11/, jehož další deska /11.2 /^uspořádaná rovnoběžně s nýje upevněna na spodní straně vagónové skříně /1/.