CZ17502U1 - Zařízení podvozku kolejových vozidel, zvláště tramvají - Google Patents

Description

Zařízení podvozku kolejových vozidel, zvláště tramvají, obsahuje zařízení pro sypání písku a zařízení pro mazání okolků, přičemž zařízení pro sypání písku obsahuje alespoň jeden zásobník písku, alespoň jednu výstupní trubici písku ústící nad kolejnici do prostoru blízkému místu dotyku pojezdového kola kolejového vozidla s povrchem kolejnice, dávkovači ústrojí písku a prostředky rozvodu tlakového vzduchu a písku, a přičemž zařízení pro mazání okolků obsahuje mazací pumpu, směšovač mazacího tuku se vzduchem, dělič mazací směsi, mazací trysky a prostředky rozvodu maziva a tlakového vzduchu.

Dosavadní stav techniky

Podvozky moderních kolejových vozidel obsahují prostředky, kterými se řeší specifické jízdní poměry mezi kolem a kolejnicí zvláště při rozjezdu a brzdění a při jízdě v oblouku. To se týká jak tramvají, tak i železničních lokomotiv. Rozdíly jsou dány především profilem kolejnice. Nákolek železničního kola se odvaluje po horní ploše hlavy kolejnice, která má přibližně profil písmene „I“, železniční náprava je vedena přivrácenými boky hlav levé a pravé kolejnice, o které se zejména při změnách směru opírají okolky čelními plochami přilehlými k nákolkům. Nákolek tramvajového kola se odvaluje po horní ploše kolejnice, jejíž profil má žlábek, a kolo je bočně vedeno střídavě vnitřním i vnějším bokem žlábku kolejnice, o který se kolo opírá střídavě vnější nebo vnitřní plochou svého okolku.

Okolek kola se bočně opírá o bok hlavy kolejnice nebo o boky žlábku kolejnice nejen při jízdě v oblouku, ale i v přímé jízdě, kdy kola jedné nápravy jsou při jízdě střídavě bočně vymezována vzhledem k bokům hlav nebo žlábků obou kolejnic.

Z důvodu zabránění prokluzu nákolků na horní pojezdové ploše kolejnice při rozjezdu, brzdění a jízdě do svahu nebo naopak ze svahu, jsou prakticky všechna tažná kolejová vozidla vybavena zařízením pro sypání písku. Tato zařízení obsahují zásobníky písku, potrubí dopravující sypaný písek pod příslušná hnací nebo brzděná kola a ovládací prostředky. Zařízení pro sypání písku byla původně ovládána řidičem, dnes jsou nejčastěji ovládána automaticky signály od trakce vozidla, které jsou vyvolány prokluzem kola při rozjezdu, brzdění a jízdě do svahu nebo ze svahu. Původně bylo k sypání využíváno jen gravitační síly, pomocí které byl písek po otevření výsyp30 ného otvoru zásobníku přiváděn trubicí na hlavu kolejnice pod nákolek kola. Dnes se používají pneumatické nebo elektrické dávkovače, které zkracují prodlevu mezi signálem o potřebě písku a okamžikem dopravení písku pod kolo. Nejčastěji používaná pneumaticky ovládaná zařízení obsahují pneumatický kompresor a tlakový zásobník vzduchu.

Při bočním vedení kola boky žlábku kolejnice dochází ke vzájemnému relativnímu pohybu boku okolku a příslušného boku žlábku kolejnice. K tomu dochází jak pri jízdě v oblouku, tak i v přímé jízdě. Vznikající tření zkracuje životnost okolků kola kolejového vozidla i životnost kolejnic. Tento problém je zvláště patrný v provozu tramvají vzhledem k malým poloměrům oblouků v městských ulicích. Navíc některé typy kloubových tramvají mají dvounápravové podvozky uspořádány na skříni tramvaje pevně, bez možnosti natáčení podvozku kolem svislé osy vzhle40 dem ke skříni tramvaje. Z těchto důvodů se velmi rozšiřuje osazování kolejových vozidel zařízením pro mazání okolků, které zabezpečuje cyklické nanášení maziva na bok okolku, který je u železničních vozidel ve styku s bokem hlavy kolejnice, a na oba boky okolků u tramvají, které jsou ve styku s jedním nebo druhým bokem žlábku kolejnice. Takto je mazána obvykle jen přední náprava lokomotivy nebo motorového vozu tramvaje. Tuk přenesený z okolku na bok nebo boky kolejnice slouží i k mazání okolků následujících náprav.

Zařízení k mazání okolků obsahuje obvykle mazací pumpu, pneumatický systém se zdrojem tlakového vzduchu, kterým je pneumatický kompresor a tlakový zásobník, směšovač tuku se vzduchem, ve kterém se vytváří vhodná mazací směs, děliče množství a mazací trysky uspořádané v blízkosti mazaných okolků.

-1 CZ 17502 Ul

Nákladnou a současně rozměrnou a hmotnou částí obou zařízení jsou samostatné zdroje a zásobníky tlakového vzduchu. Oba systémy totiž vyžadují jiný pracovní tlak i přiváděné množství vzduchu. Navíc mají oba systémy samostatné řídicí prostředky.

Podstata technického řešení

Cílem tohoto technického řešení je snížit cenu zařízení podle dosavadního stavu techniky při zachování technických parametrů a zmenšit prostorové nároky na instalaci zařízení na vozidle.

Cíle technického řešení je dosaženo zařízením, jehož podstata spočívá v tom, že zařízení pro sypání písku a zařízení pro mazání okolků mají společný centrální zdroj tlakového vzduchu, centrální zásobník tlakového vzduchu a rozváděči prostředek pro rozdělení tlakového vzduchu za centrálním zásobníkem tlakového vzduchu do zařízení pro sypání písku a do zařízení pro mazání okolků.

Výhodou je zjednodušení prostorového uspořádání na vozidle, zjednodušené ovládání a snížení pořizovacích nákladů a nákladů na jeho údržbu.

Výhodné je, když prostředkem pro rozdělení tlakového vzduchu za centrálním zásobníkem tlako15 vého vzduchu je prioritní rozvaděč s přednostním připojením přívodu tlakového vzduchu k zařízení pro sypání písku.

V případě požadavku na sypání písku, při rozjezdu vozidla, při brzdění, při jízdě v kopci za mokra a například po napadaném listí, je výhodným způsobem při současně probíhajícím mazacím cyklu přerušena dodávka tlakového vzduchu pro zařízení k mazání okolků a je bezprostředně spuštěno sypací zařízení. To je důležitý předpoklad bezpečné a spolehlivé jízdy kolejového vozidla.

Přitom je výhodné, když je tlak vzduchu v rozvodu zařízení pro sypání písku odlišný od tlaku vzduchu v rozvodu zařízení pro mazání okolků. S výhodou je tlak vzduchu v rozvodu zařízení pro sypání písku nižší než tlak vzduchu v rozvodu zařízení pro mazání okolků.

Pro ovládání dávkovače pískuje dostatečný nižší tlak vzduchu než pro zařízení k mazání okolků. Kompresor při nižším tlaku na výstupu dodává větší množství vzduchu, což je pro dávkovač písku výhodné zvláště s ohledem na možný požadavek dlouhodobějšího kontinuálního sypání písku.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení je znázorněno na výkresech, kde je na obr. 1 společné schéma obvodů zařízení pro sypání písků a zařízení pro mazání okolků a na obr. 2 schéma se společnou skříní obsahující část zařízení.

Příklady provedení technického řešení

Technické řešení se týká zařízení podvozku motorového kolejového vozidla, kterým je podle vy35 obražení poháněný vůz tramvaje, obsahující alespoň jednu hnací nápravu L V provedení znázorněném na obr. 1 je kolo JI nápravy I v kontaktu s pojezdovou plochou neznázoměné žlábkové kolejnice známým nákolkem 111 a s boky vodicího žlábku kolejnice boky známých okolků 112.

Zařízení obsahuje zdroj 2 tlakového vzduchu, kterým je elektromotorem poháněný pneumatický kompresor s neznázoměným sacím filtrem na vstupu 21 nasávaného vzduchu. Z výstupního po40 trubí 22 zdroje 2 tlakového vzduchu je odbočen pojišťovací ventil 221 pro ochranu vlastního kompresora a odlehčovací ventil 222, kterým může být výstupní potrubí 22 tlakově odlehčeno propojením s vnější atmosférou. Ve výstupním potrubí 22 zdroje 2 tlakového vzduchu je dále zařazen zpětný ventil 223, za kterým vstupuje výstupní potrubí 22 do tlakového zásobníku 23. Výstupní potrubí 231 z tlakového zásobníku 23 vstupuje do třícestného prioritního rozvaděče 24.

K výstupnímu potrubí 231 ze zásobníku 23 tlakového vzduchu je připojen tlakový spínač 232 registrující okamžitý tlak v zásobníku 23 tlakového vzduchu. Z výstupů třícestného prioritního

-2CZ 17502 Ul rozvaděče 24 je tlakovým vzduchem zásobováno zařízení 3 pro sypání písku a zařízení 4 pro mazání okolků.

Vzduchové potrubí 3J. zařízení 3 pro sypání pískuje rozdvojeno a následující větve 32 jsou zavedeny do zásobníků 33 písku. Zásobníky 33 písku jsou umístěny ve skříních uspořádaných napří5 klad v prostoru pro cestující tramvaje pod sedadly přibližně nad obsluhovanou nápravou 1. V každé skříni je na spodní části zásobníku 33 uspořádán neznázoměný známý pneumatický sifonový uzávěr, který tvoří dávkovači zařízení písku. Obvykle je ve skříni dále umístěno neznázorněné topné těleso pro ohřev a sušení písku. Přívodní větve 32 rozdvojeného vzduchového potrubí 31 jsou zavedeny do trysek ústících známým způsobem do pneumatického sifonového uzávěru, ío Za sifonovými uzávěry jsou připojeny ohebné trubice 34, které ústí sypacími hubicemi 35 nad pojezdovou plochu kolejnice ve směru jízdy vozidla před místo dotyku nákolku 111 s kolejnicí.

Vzduchové potrubí 44 zařízení 4 pro mazání okolků je za prioritním rozvaděčem 24 rozvětveno, přičemž jedna větev 411 potrubí je zavedena do pneumatického přímočarého motoru mazací pumpy 42, druhá větev 412 potrubí je zavedena do směšovače 43. V přívodní větvi 411 potrubí je zařazen uzavírací kohout 413.

Mazací pumpa 42 obsahuje v příkladném provedení neznázoměný integrální zásobník maziva a výstupní potrubí 421 maziva z mazací pumpy 42 je zavedeno do vstupu směšovače 43. Ke směšovaěi 43 je připojen kontrolní tlakový spínač 431.

Ze směšovače 43 vystupuje mazací potrubí 432, které je zavedeno do vstupu děliče 44. Z děliče

44 jsou vyvedena čtyři výstupní potrubí 441, která jsou vedena ve dvojicích do blízkosti pojezdových hnacích kol 14. Na koncích potrubí 441 jsou uspořádány mazací trysky 442, které jsou svými otvory namířeny tak, že vždy jedna tryska 442 ze dvojice míří k vnější ploše okolku 112 a druhá tryska 442 k vnitřní ploše okolku 112. Potrubí 441 jsou s výhodou tvarována tak, že délka všech čtyř potrubí 441 obsluhujících jednu nápravu 1 je stejná.

Na neznázoměném zásobníku maziva mazací pumpy 42 je umístěna rychlospojka 423 pro doplňování zásobníku mazivem. Zásobník maziva je opatřen snímači maximální a minimální hladiny maziva. K větvi 411 vzduchového potrubí před směšovačem 43 je připojena rychlospojka 414 pro připojení vnějšího zdroje tlakového vzduchu pro profukování mazacího systému na odstaveném vozidle ve vozovně.

Centrální řídicí systém 5 obsahuje řídicí jednotku 51 s ovládací a kontrolní elektronikou připojenou na zdroj 511 stejnosměrného elektrického proudu a spojenou s regulátorem 512 trakčního pohonu vozidla, jehož prostřednictvím je řídicí jednotka 51 spřažena s protiskluzovou ochranou vozidla. Kromě toho je řídicí jednotka 51 spojena s ručními ovladači 513 zařízení 3 pro sypání písku a ručními ovladači 514 zařízení 4 pro mazání okolků umístěnými na panelu v kabině řidiče.

Řídicí jednotka 51 je elektricky spojena s hnacím elektromotorem zdroje 2 tlaku, odlehčovacím ventilem 222, tlakovým spínačem 232, prioritním rozvaděčem 24, neznázoměnými snímači hladiny maziva v zásobníku mazací pumpy 42 a s kontrolním tlakovým spínačem 431 směšovače 43.

K řídicí jednotce 51 je připojen taktovač 52 mazacích cyklů, jehož prostřednictvím se volí pra40 covní režim mazání, tzn. délka mazacího cyklu, doba přestávek mezi cykly, startovací režim několikanásobného rychlého opakování mazacího cyklu, případně dlouhodobé profukování systému vzduchem pro odstranění maziva před delším odstavením vozidla z provozu.

V provedení znázorněném na obr. 2 obsahuje zařízení skříň 6, která je jako celek umístěna na vhodném místě podvozku kolejového vozidla, a ve které jsou uspořádány jednotlivé prvky zaří45 zení. Tím se podstatná část zařízení stává kompaktním celkem, ke kterému jsou připojeny vývody k ručním ovládačům 513, 514, přípoj od regulátoru 512 trakčního pohonu vozidla, přívod od zdroje 511 elektrického proudu, taktovač 52, potrubí 31 tlakového vzduchu vedené k zásobníkům 33 písku a potrubí 432 mazací směsi vedené k děliči 44.

Uvedení zařízení 3 pro sypání písku do chodu je vyvoláno zásahem řidiče prostřednictvím ruční50 ho ovladače 513 umístěného na panelu v kabině, nebo po signálu od regulátoru 512 trakčního

-3CZ 17502 Ul pohonu vozidla spřaženého s protiskluzovou ochranou vozidla v případě, že došlo k nežádoucímu prokluzu hnacích kol H. v důsledku ztráty adheze buď při rozjezdu, nebo při brzdění. V případě, že hodnota tlaku vzduchu v zásobníku 23 je v rozmezí nastaveném tlakovým spínačem 232, je kompresor zdroje 2 tlaku vypnut, zásobník 23 tlakového vzduchuje uzavřen na vstupu zpětným ventilem 223 a na výstupu prioritním rozvaděčem 24, přičemž výstupní potrubí 22 zdroje 2 tlaku je otevřeným odlehěovacím ventilem 222 propojeno s atmosférou.

Třícestný prioritní rozvaděč 24 povelem z řídicí jednotky 51 propojí výstupní potrubí 231 zásobníku 23 tlakového vzduchu potrubím 31 s dávkovači zásobníků 33 písku. Protože průtočný průřez potrubí 31 a jeho větví 32 je prakticky konstantní, ke škrcení vzduchu dochází až v sifonovém io uzávěru zásobníků 33 písku. Potřebný tlak vzduchu je dán výstupní tryskou v sifonovém uzávěru a odporem hmoty písku, která je proudícím vzduchem v sifonovém uzávěru přesypávána do trubice 34. Hladina tlaku vzduchu v potrubí 31 za prioritním rozvaděčem 24 je v rozmezí 0,05 až

0,15 MPa. Písek přesypávaný do trubic 34 je z ústí hubic 35 sypán pod nákolky 111 kol UL Po ukončení působení řidiče na ruční ovladač 513, nebo po signálu od regulátoru 512 trakčního po15 honu vozidla o ukončení prokluzu, uzavře prioritní rozvaděč 24 ihned přívod tlakového vzduchu do zásobníků 33 písku, čímž bez prodlevy končí sypání písku. Doba sypání pískuje při rozjezdu nebo brzdění v zastávce obvykle velmi krátká, prodlužuje se podstatně při jízdě s prokluzem do dlouhého stoupání, případně při brzdění z dlouhého kopce, zvláště jsou-li koleje pokryty například mokrým listím.

Uvedení zařízení 4 pro mazání okolků do chodu je vyvoláno signálem z taktovaěe 52 podle požadovaného režimu. U zařízení podle technického řešení se jeden cyklus skládá z doby mazání nastavitelné na 1 až 15 s a doby přestávky nastavitelné na 24 až 260 s. Časové hodnoty se nastavují na taktovači 52. Doba mazání začíná povelem z taktovaěe 52 přes řídicí jednotku 51, po kterém propojí třícestný prioritní rozvaděč 24 výstupní potrubí 231 zásobníku 23 tlakového vzduchu s potrubím 44. Dále je tlakový vzduch přiveden větví 411 do přímočarého pneumatického motoru mazací pumpy 42, přičemž pumpa 42 vytlačí jedním zdvihem pneumatického motoru jednorázově množství cca 0,4 cm³ polotekutého maziva potrubím 421 do směšovače 43. Současně je přiváděn tlakový vzduch potrubím 41 a větví 412 do paralelně připojeného směšovače 43. Do proudu vzduchu za neznázoměnou tryskou ve vstupu do směšovače 43 je ve směšovací 43 přisáváno polotekuté mazivo, čímž se tvoří směs vzduchu a v něm rozptýleného polotekutého maziva. Minimální tlak vzduchu v potrubí 41 za prioritním rozvaděčem 24 je dán spodní hladinou tlaku v zásobníku 23 tlakového vzduchu a odporem prioritního rozvaděče 24. Hodnota tohoto tlaku je asi 0,25 MPa, přičemž za vstupem do směšovače 43 tlak dále klesá. Pokud tlak směsi vzduchu a maziva ve směšovací 43 nedosahuje hodnotu nastavenou na kontrolním tlakovém spínači 431, která u příkladného provedení činí 0,1 MPa, vyšle kontrolní tlakový spínač 431 do řídicí jednotky 51 impulz, po kterém taktovač 52 hlásí světelným signálem poruchu. Směs vzduchu a maziva je potrubím 432 dopravována do děliče 44, ve kterém se rovnoměrně dělí do čtyř potrubí 441. Směs maziva se vzduchem je potom mazacími tryskami 442 stříkána na oba boky obou okolků 112. Doba mazání končí po uplynutí času nastaveného příslušným režimem na taktovači 52, který sig40 nálem přes řídicí jednotku 51 uzavře vývod z prioritního rozvaděče 24 do potrubí 41.

V případě, že hladina maziva v zásobníku mazací pumpy 42 klesne na minimum, spustí řídicí jednotka 51 varovnou světelnou, případně zvukovou, signalizaci. Zásobník maziva je potom nutno doplnit mazivem pomocí rychlospojky 423, přičemž krátce před dosažením maximální hladiny spustí řídicí jednotka 51 varovnou světelnou, případně zvukovou, signalizaci, upozorňu45 j ící na nutnost ukončit plnění zásobníku.

Pokud v průběhu sypání písku nebo mazání okolků 112 poklesne tlak v zásobníku 23 vzduchu pod nastavenou spodní hodnotu, je povelem tlakového spínače 232 prostřednictvím řídicí jednotky 51 nastartován zdroj 2 tlakového vzduchu a ihned po jeho rozběhu uzavřen odlehčovací ventil 222. Zdroj 2 tlakového vzduchu se automaticky vypne po dosažení horní nastavené hodnoty tlaku. V příkladném provedení je tlakovým spínačem 232 nastavena horní hodnota tlaku v zásobníku 23 vzduchu 0,50 MPa a spodní hodnota tlaku v zásobníku 23 vzduchu 0,35 MPa. Vzhledem k relativně malé spotřebě tlakového vzduchu při činnosti zařízení 4 pro mazání okolků 112 neklesá tlak vzduchu při mazání okolků 112 pod tuto spodní hodnotu.

-4CZ 17502 Ul

Vzhledem k odporům části obvodu zařízení 3 pro sypání písku za prioritním rozvaděčem 24 je i při výše uvedeném nastavení tlakového spínače 232 tlak vzduchu v okruhu pro sypání písku pouze v rozmezí 0,05 až 0,15 MPa. Dojde-li při dlouhodobém sypání písku k poklesu tlaku vzduchu v zásobníku 23 pod spodní nastavenou hranici 0,35 MPa a níže, stačí i množství vzduchu o tlaku 0,05 až 0,15 MPa dodávané kontinuálně zdrojem 2 tlakového vzduchu pro spolehlivé zajištění sypání písku.

V případě, že během probíhajícího cyklu mazání okolků 112 dostane řídicí jednotka 51 signál o potřebě sypání písku, od ručního ovladače 513 nebo po signálu od regulátoru 512 trakčního pohonu vozidla, je impulzem od řídicí jednotky 5J. přestaven prioritní rozvaděč 24 tak, že okamžitě ío uzavírá přívod tlakového vzduchu do potrubí 44 do části obvodu zařízení 4 pro mazání okolků a otevírá přívod tlakového vzduchu do potrubí 31 do části obvodu zařízení 3 pro sypání písku.

Před odstavením vozidla z provozu je výhodné uzavřít uzavírací kohout 413, kterým se uzavře přívod tlakového vzduchu do přímočarého pneumatického motoru mazací pumpy 42. Spuštěním režimu profukování dojde ke spuštění kompresoru zdroje 2 tlaku a propojení potrubí 231 s potru15 bím 41 prostřednictvím prioritního rozvaděče 24. Profukováním mazacích potrubí 432 a 441, směšovaěe 43, děliče 44 a trysek 442 se ze zařízení 4 pro mazání okolků odstraní mazivo, které by mohlo ztuhnout a způsobit neprůchodnost zařízení. Ve vozovně je možné pro profukování připojit zařízení 4 pro mazání okolků prostřednictvím rychlospojky 414 k vnějšímu zdroji tlakového vzduchu.

Přidružením systémů sypání písku a mazání okolků k jednomu zdroji 2 tlakového vzduchu a společnému centrálnímu řídicímu systému 5 je dosaženo zjednodušení zařízení, úspory místa na kolejovém vozidle a samozřejmě snížení pořizovacích nákladů.

Je zřejmé, že technické řešení není omezeno jen na znázorněné a výše popsané zařízení. Zařízení podle tohoto technického řešení se může lišit umístěním jednotlivých prvků v prostoru vozidla, umístěním pomocných profukovacích rychlospojek, modifikovaným uspořádáním ovládacích prostředků a podobně. Je možné realizovat mazání okolků, případně sypání písku, u více náprav jednoho vozidla, například u kloubových tramvají, nebo vícenápravových železničních lokomotiv. Mazací trysky u kol používaných na železnici budou uspořádány pouze z vnitřní strany okolku 112 vzhledem k profilu železničních kolejí.

Průmyslová využitelnost

Zařízení podle tohoto technického řešení je aplikovatelné na veškerá tažná kolejová vozidla, přičemž stávající vozidla je možné zařízením dodatečně vybavit.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (4)

1. Zařízení podvozku kolejových vozidel, zvláště tramvají, obsahující zařízení pro sypání

35 písku a zařízení pro mazání okolků, přičemž zařízení pro sypání písku obsahuje alespoň jeden zásobník písku, s nímž je spřažena alespoň jedna výstupní trubice písku ústící nad kolejnici do prostoru blízkému místu dotyku pojezdového kola kolejového vozidla s povrchem kolejnice, dávkovači ústrojí písku a prostředky rozvodu tlakového vzduchu, a přičemž zařízení pro mazání okolků obsahuje mazací pumpu, směšovač mazacího tuku se vzduchem, dělič mazací směsi, ma40 žací trysky, prostředky rozvodu maziva a prostředky rozvodu tlakového vzduchu, vyznačující se tím, že zařízení pro sypání písku a zařízení pro mazání okolků mají společný centrální zdroj (2) tlakového vzduchu, centrální zásobník (23) tlakového vzduchu a rozváděči prostředek pro rozdělení tlakového vzduchu za centrálním zásobníkem (23) tlakového vzduchu do zařízení pro sypání písku a do zařízení pro mazání okolků.

-5CZ 17502 Ul

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že rozváděcím prostředkem pro rozdělení tlakového vzduchu za centrálním zásobníkem (23) tlakového vzduchu je prioritní rozvaděč (24) s přednostním připojením přívodu tlakového vzduchu k zařízení (3) pro sypání písku.

3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že tlak vzduchu v rozvodu 5 zařízení (3) pro sypání písku je odlišný od tlaku vzduchu v rozvodu zařízení (4) pro mazání okolků.

4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že tlak vzduchu v rozvodu zařízení (3) pro sypání pískuje nižší než tlak vzduchu v rozvodu zařízení (4) pro mazání okolků.

2 výkresy