CZ20004691A3 - Pojezd tramvajového vozidla se značným podílem nízké podlahy pro normální i úzký rozchod se sníženými účinky na trať - Google Patents

Abstract

Pojezd tramvajového vozidla se značným podílem nízké podlahy (5) pro normální i úzký rozchod se sníženými účinky na trať sestává z jednoho základního článku (1) několika návěsných článků (2) a z dvounápravových nízkopodlažních otočných podvozků (7) s krátkým rozvorem menším než 1,5 m a vnějším podvozkovým rámem (8) s malou vzdáleností otočných čepů (3) podvozků umístěných pod základním článkem (1) a s malou vzdáleností otočného čepu (3) podvozku umístěného pod návěsným článkem (2) od osy kloubového spojení (4) se sousedním základním článkem (1) nebo sousedním návěsným článkem (2) bližším základnímu článku (1). Tyto vzdálenosti vyhovují vztahu, že a je přibližně úměrné R.s3Z2/3,25.u.t<7m, kde znamená a [m] vzdálenost otočných čepů (3) dvou sousedních podvozků (7) pod základním článkem (1) nebo vzdálenost otočného čepu (3) podvozku návěsného článku (2) od osy kloubového spojení (4) se sousedním základním článkem (1) nebo sousedním návěsným článkem (2) bližším základnímu článku (1), s [m] redukovanou šířkou rozkolí o příslušný rozměr svislých ramen nápravnice (14), u [m] požadovanou šířkou podélné průchozí uličky (6) a t [m] rozvor nízkopodlažního podvozku (7).

Description

Pojezd tramvajového vozidla se značným podílem nízké podlahy pro normální i úzký rozchod se sníženými účinky na trať

Oblast techniky

Řešení podle vynálezu se vztahuje k oblasti konstrukce nízkopodlažních tramvají.

Dosavadní stav techniky

Pro urychlení provozu a pro usnadnění výstupu a nástupu imobilním cestujícím slouží tramvajová vozidla s určitým podílem nízké podlahy ve výšce cca 350 mm od temene kolejnice. Snahou všech výrobců i dopravců je, aby podíl nízké podlahy byl co největší, pokud možno 100 %. Vzhledem ktomu, že podlaha tramvaje v tomto případě prochází mezi koly, je zapotřebí volit netradiční konstrukce hnacích podvozků. Jsou používány konstrukce dvounápravových neotočných nebo otočných podvozků nebo otočných jednonápravových podvozků.

Při konstrukci stoprocentně nízkopodlažních vozidel jsou nejčastěji používány neotočné dvounápravové podvozky ve spojení se článkovou skříní. Výhodou tohoto řešení je poměrně jednoduchá konstrukce a možnost použití jak pro normální, tak i pro úzký rozchod. Nevýhodou dvounápravových neotočných podvozků je právě jejich neotočnost, která v důsledku podstatně zvětšeného momentu setrvačnosti vede při použití na obloukových tratích k vyššímu opotřebení kol a kolejnic a z toho důvodu vyžaduje velmi dobrý stav tramvajového svršku. Vzhledem ktomu, že tato koncepce vyžaduje poměrně velký počet poměrně nákladných kloubových spojení, bývá pojezd vozidel s takovými podvozky koncipován tak, že vzdálenost otočných dvou sousedních podvozků je velká a počet podvozků poměrně malý. Z toho plyne i vysoké nápravové zatížení s negativním účinkem na kolejový svršek.

Použití pojezdů s jednonápravovými otočnými podvozky umožňuje vytvoření dostatečně široké podélné průchozí nízkopodlažní uličky jak na normálním, tak i na úzkém rozchodu i částečné snížení opotřebení okolků při průjezdu oblouky. Nevýhodou jednonápravových otočných podvozků je složitost jejich řízení a též vysoké nápravové zatížení, které pramení z toho, že ani při menším rozvoru jednonápravových podvozků není vhodné ani dobře možné docílit na stejné délce tramvaje stejného počtu náprav jako u provedení s dvounápravovými podvozky. I toto řešení vyžaduje poměrně značné množství kloubových přechodů, které vozidlo prodražuje a snižuje kapacitu vozidla.

Je známo i řešení pojezdu používající otočné podvozky s krátkým rozvorem a s poměrně velkou vzdáleností otočných čepů. Toto řešení vykazuje vysoké nápravové zatížení a dovoluje vytvoření jen úzké podélné nízkopodlažní průchozí uličky, zejména při použití na úzkém rozchodu.

Všechna tato v současnosti používaná řešení pojezdu pro stoprocentně nízkopodlažní tramvaje vykazují vysoké nápravové zatížení, zhoršené Chodové

9 • 9 4 · * • 9 vlastnosti, komplikovaná technická řešení a/nebo vytvoření jen úzké nízkopodlažní průchozí uličky.

Podstata vynálezu

Řešení dle vynálezu umožňuje při relativně jednoduchém řešení docílit nízkého nápravového zatížení, nízkého opotřebení okolků i vytvoření dostatečně široké podélné průchozí nízkopodlažní uličky při relativně nízkém počtu kloubových spojení skříně. Tramvajové vozidlo se stoprocentním nebo vysokým podílem nízké podlahy vytvořené podle tohoto vynálezu umožňuje hospodárný provoz i na značně obloukových tramvajových tratích s méně únosným kolejovým svrškem. Dvou a vícečlánkové tramvajové vozidlo vytvořené podle tohoto vynálezu lze pak vložením dalšího(ch) článku(ů) kdykoliv později libovolně prodlužovat

Princip tohoto řešení spočívá v tom, že pro tramvajové vozidlo se stoprocentním nebo vysokým podílem nízké podlahy je použit pojezd s otočnými podvozky s vnějším podvozkovým rámem s krátkým rozvorem a s volnými koly a nápravnicemi pro normální i úzký rozchod a s běžnými dvojkolími pro úzký rozchod, které jsou umístěny pod skříní tramvajového vozidla v poměrně malých vzdálenostech vyhovujících vztahu

R. s^3/2 a »- < 7 m

3,25 . u . t kde znamená a (m)... vzdálenost otočných čepů dvou sousedních podvozků pod základním článkem nebo vzdálenost otočného čepu podvozku návěsného článku od osy kloubového spojení se základním článkem nebo sousedním článkem bližším základnímu článku s (m).... redukované rozkolí (o příslušný rozměr svislých ramen nápravnice) u (m).... požadovaná šířka podélné průchozí uličky t (m)... rozvor podvozku (méně než 1,5 m)

Princip řešení dále spočívá v tom, že vozidlo samotné je koncipováno tak, že jeden (základní) článek skříně vozidla spočívá na dvou výše uvedených podvozcích, a to na podvozcích s volnými koly a nápravnicemi pro normální rozchod a na podvozcích s běžnými dvojkolími pro úzký rozchod, a že všechny ostatní články vozidla jsou opatřeny vždy jedním podvozkem s volnými koly a nápravnicemi a delším koncem se opírají o převislý konec sousedního článku. První a poslední článek jsou opatřeny čely, mezi články jsou uspořádány přechodové měchy s klouby.

Výhodou řešení podle vynálezu je, že uspořádání pojezdu podle vynálezu umožňuje při normálním rozchodu zachovat nad podvozky poměrně širokou průchozí nízkopodlažní uličku i při uvažování průjezdu oblouky malého poloměru, snížit podstatně nápravové zatížení a použít i u stoprocentně nízkopodlažních tramvají otočné podvozky s příznivým vlivem na Chodové vlastnosti vozidla a snížení opotřebení kol a kolejnic.

Pro úzký rozchod jsou pak použity pod základním článkem shodné podvozky s tím rozdílem, že místo dvojkolí s volnými koly a nápravnicemi jsou použita běžná dvojkolí sestávající z kol nalisovaných na společné nápravě, přičemž toto dvojkolí je ložiskováno vně rozkolí. Toto uspořádání sice vyžaduje zvýšení podlahy nad podvozkem o jeden stupeň nad úroveň nízké podlahy, nicméně v důsledku odstranění • 0 • 0

9499

· · «

0 0 0

0 Β 0 0

0 0 0 » 0 0 prolomené nápravnice z prostoru rozkolí a tím zvětšení hodnoty redukovaného rozkolí s umožňuje i pro úzký rozchod vytvoření dostatečně široké podélné uličky. Zbývající články mohou pak být vybaveny podvozky s volnými koly a nápravnicemi, neboť jejich natočení vůči článkům je i v obloucích malého poloměru malé a nezabraňuje ve vytvoření dostatečně široké průběžné podélné nízkopodlažní uličky. Použití zvýšené podlahy o jeden stupeň se tak omezuje na délku přibližně 3 m, ve zbývající délce může být i úzkorozchodné tramvajové vozidlo plně nízkopodlažní.

Z rozboru vzorce pro výpočet vzdálenosti otočných čepů pak vyplývá, že pro tramvajové vozidlo, které má projíždět oblouky o minimálním poloměru cca 15 m při použití otočných podvozků s rozvorem cca 1,2 m, který ještě umožňuje použití pojezdových kol s dostatečně velkým průměrem, a při vzdálenosti a_cca 6 m lze u normálně rozchodného vozidla při úsporné konstrukci nápravnice (s = 1,2 m) docílit šířky průchozí nízkopodlažní uličky cca 0,85 m, což je dostatečná hodnota pro pohodlný průchod dvou osob. Hodnota a = 6 m pak umožňuje koncipovat vhodným způsobem základní článek i rozměrný návěsný článek.

U úzkorozchodného vozidla (s rozchodem 1000 mm) znamená hodnota a = 6 m zúžení průběžné uličky na hodnotu přibližně poloviční proti normálnímu rozchodu. U návěsného článku lze hodnotu a zmenšit na hodnotu cca 4,5 m, čímž šířka průchozí podélné nízkopodlažní uličky vzroste na hodnotu cca 0,55 m, což je už hodnota přijatelná. U základního článku se dvěma podvozky však hodnotu a nelze podstatným způsobem snižovat. Dvojkolí svolnými koly a nápravnicemi však lze nahradit běžným dvojkolím s koly nalisovanými na ose ložiskované vně kol. Odstraněním nápravnice vzroste poněkud hodnota redukovaného rozkolí s a šířka podélné průchozí uličky vzroste též na hodnotu cca 0,55 m. V délce rozvoru podvozku je sice nutno výšku podlahy podélné průchozí uličky zvýšit (o jeden stupeň), nicméně procento nízké podlahy se příliš nesníží.

Tímto způsobem lze vytvořit modulární tramvajové vozidlo s velkým procentem nízké podlahy nebo stoprocentně nízkopodlažní shodné nebo téměř shodné konstrukce pro úzký i normální rozchod, které v důsledku malé vzdálenosti a vykazuje nízké nápravové zatížení a které disponuje plně otočnými podvozky s příznivým vlivem na Chodové vlastnosti a opotřebení okolků.

Přehled obrázků na vvkresegANa obr.1 je znázorněno v půdoryse tramvajové vozidlo s vysokým podílem nízké podlahy se sníženými účinky na trať sestávající z jednoho základního článku (1) a dvou návěsných článků (2) a z pojezdu sestávajícího ze čtyř nízkopodlažních otočných podvozků (7), z nichž dva jsou umístěny pod základním článkem (1) a dva jso umístěny po jednom pod každým návěsným článkem (2).

Na obr. 2 je znázorněn v příčném řezu nízkopodlažní otočný podvozek (7) pro normální rozchod s volnými koly (9) a nápravnicí (10).

Na obr. 3 je znázorněn v příčném řezu otočný podvozek (7) pro úzký rozchod 1000 mm s běžným dvojkolím (11) s koly nalisovanými na ose dvojkolí (12).

• 9 ···· 0 • » « • ·Λ ·· · · • * • ♦ · • · >1« ««·· ·» *· t · · · • Φ · · • · · · • · · · ·· ·«

Příkladyprovedertí vynálezu

Na obr.1 je znázorněno v půdoryse tramvajové vozidlo pro normální rozchod se stoprocentním podílem nízké podlahy se sníženými účinky na trať sestávající z jednoho základního článku (1) a dvou návěsných článků (2) a z pojezdu sestávajícího ze čtyř nízkopodlažních otočných podvozků (7), z nichž dva jsou umístěny pod základním článkem (1) a dva jsou umístěny po jednom pod každým návěsným článkem (2). Šrafováním je znázorněna nízká podlaha (5). Nevyšrafované plochy znázorňují vyvýšená místa nad podvozky, která jsou využita pro umístění sedacích ploch. Otočné nízkopodlažní podvozky (7) mají krátký rozvor t = 1,2 m a vzdálenost jejich otočných čepů a od otočného čepu (3) sousedního podvozku (7) resp. od osy kloubového spojení (4) se sousedním článkem je menší než je u nízkopodlažních vozidel obvyklé a vyhovuje vztahu

R. s^3/2 a »- < 7 m

3,25 . u . t

To umožňuje vytvořit veškerou podlahu jako nízkopodlažní, přičemž i podélné průběžné uličky (6) nad nízkopodlažními otočnými podvozky (7) jsou nízkopodlažní v dostatečné šíři.

Na obr. 2 a 3 je znázorněna podélná průchozí ulička (6) nad podvozkem (7) na základním článku (1) pro normální rozchod (obr. 2) a pro úzký rozchod 1000 mm (obr.3). Z obrázků je patrné, že zatímco pro normální rozchod lze použít dvojkolí sestávající z volných kol (9) a nápravnic (10), které umožňuje docílit podélné průchozí uličky (6) ve výši nízké podlahy (5) v dostatečné šířce cca 850 mm, pro úzký rozchod by byla průchozí podélná ulička příliš úzká. Proto jsou použita běžná dvojkolí (11) sestávající z kol nalisovaných na ose běžného dvojkolí (12) s vnějším ložiskováním (13). To umožňuje zvětšit redukovanou šířku rozkolí s až na celou hodnotu rozkolí a tím rozšířit podélnou průchozí uličku na přijatelnou míru cca 550 mm. Tato ulička je v délce podvozku (7) na základním článku (1) zvýšena o jeden stupeň na hodnotu cca 550 mm. Vzhledem k možnosti zmenšení hodnoty a u návěsných článků na hodnotu cca 4,5 m mohou být u návěsných článků (2) použity i u úzkorozchodných vozidel otočné nízkopodlažní podvozky (7) s dvojkolími sestávajícími z volných kol (9) a nápravnic (10), přičemž podélná průchozí nízkopodlažní ulička (6) má šířku cca 550 mm.

Průmyslová využitelnost

Řešení podle vynálezu se výhodně využije při konstrukci 100% nízkopodlažních tramvajových vozidel s normálním rozchodem a úzkorozchodných vozidel s vysokým podílem nízké podlahy. Takové tramvaje využijí s výhodou všichni provozovatelé tramvají, neboť toto řešení znamená snížení opotřebení kol a kolejnic a zlepšení Chodových vlastností tramvají. Pro dopravce, jejichž tramvajové sítě nejsou v příliš dobrém stavu, představuje toto řešení prozatím nejschůdnější cestu k provozování stoprocentně nízkopodlažních tramvají či tramvají s vysokým podílem nízké podlahy. Významnou výhodou pro provozovatele je též ta skutečnost, že mohou provozovat vozidla různé délky sestávající z týchž komponent a že vozidla mohou být při požadavku vyšší přepravní kapacity dodatečně prodloužena.

Claims (2)

1. Patentové nároky

   1) Pojezd tramvajového vozidla se značným podílem nízké podlahy (5) pro normální i úzký rozchod se sníženými účinky na trať sestávajícího z jednoho základního článku (1) a několika článků návěsných (2) vyznačený tím, že sestává z dvounápravových nízkopodlažních otočných podvozků (7) s krátkým rozvorem menším než 1,5 m a vnějším podvozkovým rámem (8) s malou vzdáleností otočných čepů podvozků (3) umístěných pod základním článkem (1) a s malou vzdáleností otočného čepu podvozku (3) umístěného pod návěsným článkem (2) od osy kloubového spojení (4) se sousedním základním článkem (1) nebo sousedním návěsným článkem (2) bližším základnímu článku (1), přičemž tyto vzdálenosti vyhovují vztahu

   R. s^3/2

   - < 7 m

   3,25 . u . t kde znamená a (m)... vzdálenost otočných čepů (3) dvou sousedních podvozků (7) pod základním článkem (1) nebo vzdálenost otočného čepu podvozku (3) návěsného článku (2) od osy kloubového spojení (4) se sousedním základním článkem (1) nebo sousedním návěsným článkem (2) bližším základnímu článku (1) s (m).... redukovaná šířka rozkolí flfpříslušný rozměr svislých ramen nápravnice (14) u (m).... požadovaná šířka podélné průchozí uličky (6) t (m)... rozvor nízkopodlažního otočného podvozku (7)
2. 2) Pojezd tramvajového vozidla se značným podílem nízké podlahy (5) pro normální i úzký rozchod se sníženými účinky na trať sestávajícího z jednoho základního článku (1) a několika článků návěsných (2) podle nároku 1 vyznačený tím, že pod základním článkem (1) vozidla jsou pro normální rozchod použity podvozky s volnými koly a nápravnicemi a pro úzký rozchod jinak shodné podvozky (7) s běžnými dvojkolími (11) sestávajícími z kol nalisovaných na osu běžné dvojkolí (12), přičemž na návěsných článcích (2) jsou pro normální i úzký rozchod použity podvozky (7) s volnými koly (9) a nápravnicemi (10).