CZ20920U1

CZ20920U1 - Rail vehicle axle housing, particularly that of low-floor tramway

Info

Publication number: CZ20920U1
Application number: CZ201022537U
Authority: CZ
Inventors: Šíma@Pavel
Original assignee: Mosled, S.R.O.
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2010-05-24

Description

Nápravnice kolejového vozidla, zejména nízkopodlažní tramvajeAxles of rail vehicles, especially low-floor trams

Oblast technikyTechnical field

Technické řešeni se týká nápravnice pro kolejová vozidla, zejména pro nízkopodlažní kolejová vozidla.The technical solution relates to a rail vehicle for rail vehicles, in particular for low-floor rail vehicles.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Jsou známé tažené nedělené duté nápravy kolejových vozidel. Duté nápravy se vyrábějí ze silnostěnných trubek jejich dalším tvářením a mechanickým opracováním, což je zdlouhavé, pracné a neekonomické. Např. podle patentového spisu CZ 54957 se vyrábí tažené duté nápravy, které nahrazují starší plné nápravy, a to tak, že tloušťky stěn nápravnice kruhového průřezu jsou přizpůio sobeny různým namáháním nápravy a zesíleny dovnitř, zvláště na vysoce namáhaném nábojovém sedle.Drawn non-split hollow axles of rail vehicles are known. Hollow axles are made of thick-walled tubes by further forming and mechanical machining, which is lengthy, laborious and uneconomical. E.g. according to CZ 54957, tapered hollow axles are manufactured which replace older solid axles in such a way that the wall thicknesses of the axle cross-section are adapted to different axle loads and reinforced inwards, especially on a highly stressed hub seat.

Dále jsou známé železniční nápravy, které se vyrábí volným kováním, načež se jako dokončující operace provede dokování nebo lisování v zápustkách, a to oboustranným nebo pouze jednostranným pěchováním do dělených zápustek. Taková náprava je známá např. z patentového spisu CZFurthermore, rail axles are known which are produced by free forging, whereupon docking or die pressing is performed as a finishing operation, either by double-sided or only one-sided ramming into split dies. Such an axle is known, for example, from the patent CZ

120679.120679.

Nízkopodlažní tramvajová vozidla se v současnosti vyrábějí s nízkou podlahou ve většině délky vozidla, přičemž tato výška se pohybuje v rozmezí od 350 mm do 450 mm nad temenem kolejnice. Aby byla výška podlahy zachována v této standardní úrovni, jsou podvozky nízkopodlažních tramvají většinou vybaveny prolomenými nápravnicemi s volně uloženými páry kol, která mají společnou geometrickou osu otáčení, avšak jsou na samostatných Čepech. Tyto nápravnice nahrazují obvyklá dvojkolí, tedy dvojice kol nalisované na společných osách, a umožňují průchod podlahy v nízkopodlažní úrovni i v prostoru mezí koly. Takové nápravnice jsou popsány např. v patentu CZ 297213 a zveřejněné přihlášce vynálezu PV 2007-519.Low-floor tram vehicles are currently produced with a low floor in most vehicle lengths, with a height ranging from 350 mm to 450 mm above the top of the rail. In order to keep the floor height at this standard level, the bogies of low-floor trams are mostly equipped with breakable axles with loosely mounted pairs of wheels that share a common geometric axis of rotation but are on separate pins. These axles replace the usual wheelsets, ie pairs of wheels pressed on common axles, and allow the floor to pass at a low level as well as in the space between the wheels. Such axles are described, for example, in patent CZ 297213 and published patent application PV 2007-519.

Známé nápravnice tohoto druhu se vyrábí jako plné ocelové odlitky a jsou tvořeny dvěma rame25 ny, z nichž každé je opatřeno čepem pro uložení kola hlavou, pro osazení brzd a kapsou pro uložení pružiny. Ramena jsou navzájem spojena dvěma spojnicemi, které se vyrábí jako duté svařence z ohýbaných plechů.Known axle bars of this kind are manufactured as solid steel castings and are made up of two arms, each of which is provided with a head for a wheel bearing, a brake fitting and a spring storage pocket. The arms are connected to each other by two joints, which are manufactured as hollow weldments of bent sheets.

Výhody známých odlévaných prolomených nápravnic spočívají zejména v jejich jednodušší výrobě, nižší ceně a dostatečné pevnosti. Nevýhodou je jejich vysoká hmotnost. Na jednom podvoz30 ku je 8 ks nápravnic, z nichž každá váží cca 346 kg. Velká hmotnost vede k vyšší spotřebě energie, zejména při rozjezdech.The advantages of the known cast-in-breakaway axle rests in particular in its simpler manufacture, lower cost and sufficient strength. The disadvantage is their high weight. On one bogie there are 8 axle boxes, each weighing about 346 kg. Heavy weight leads to higher energy consumption, especially when starting off.

Podstata technického řešeniThe essence of the technical solution

Úkolem tohoto technického řešení je vytvoření nápravnice, která by odstraňovala tyto nedostatky.The task of this technical solution is to create a axle which would eliminate these drawbacks.

Tento úkol je vyřešen nápravnicí kolejového vozidla, zejména nízkopodlažní tramvaje, podle předloženého technického řešení. Jedná se o klasickou „prolomenou“ nápravnicí, sestávající z odlitků ramen spojených spojnicemi, které jsou snížené oproti čepům pro kola. Podstata tohoto technického řešení nápravnice spočívá v tom, že každé z ramen je opatřeno alespoň jednou odlehčovací dutinou, která je uspořádána mimo oblast průmětu čepu. Odlehčovací dutina nebo dutiny musí být voleny tak, aby byly plně zachovány mechanické a pevnostní hodnoty nápravnice. Snížení hmotnosti nápravnice přináší úspory spočívající ve snížení hmotnosti celé tramvaje, snížení provozní spotřeby energie a zvýšení přepravní kapacity.This task is solved by a rail vehicle axle, in particular a low-floor tram, according to the present technical solution. It is a classic “breakaway” axle, consisting of castings of the arms connected by links, which are lowered than the wheel studs. The principle of this technical solution of the axle is that each of the arms is provided with at least one relief cavity which is arranged outside the projection region of the pin. The relief cavity (s) shall be chosen so as to fully maintain the mechanical and strength values of the axle box. Reducing the weight of the axle brings savings by reducing the weight of the whole tram, reducing operating energy consumption and increasing transport capacity.

Ve výhodném provedení je technické řešení aplikováno na nápravnicí, u které je každé z ramen tvořeno deskou se dvěma kapsami pro uložení pružin a s dvěma patkami pro připojení první spojnice a druhé spojnice. Z desky vystupuje hlava opatřená čepem a nálitkem pro brzdu. Experimentálně a výpočetně bylo ověřeno takové výhodné uspořádání odlehčovacích dutin, kde alespoňIn a preferred embodiment, the technical solution is applied to the axle, in which each arm is formed by a plate with two pockets for receiving the springs and with two feet for connecting the first link and the second link. A head with a pin and a riser for the brake protrudes from the plate. Experimentally and computationally, such a preferred relief cavity arrangement has been verified, where at least

-1 CZ 20920 Ul jedna odlehčovací dutina je vytvořena v tělese desky a/nebo hlavy a alespoň jedna odlehčovací dutina je vytvořena v alespoň jedné patce.One relief cavity is formed in the body of the plate and / or the head and the at least one relief cavity is formed in the at least one foot.

V dalším ještě výhodnějším provedení technického řešení je první odlehčovací dutina a/nebo druhá odlehčovací dutina vytvořena tak, Že její spodní část se rozkládá v tělese desky mimo oblast kapes a její homí část zasahuje do hlavy, kde se rozkládá mimo oblast průmětu čepu. Tato oblast ramene nápravnice se ukázala jako nejvhodnější pro lokalizaci odlehčovacích dutin při zachování pevnostních parametrů.In a still more preferred embodiment of the invention, the first relief cavity and / or the second relief cavity is formed such that its lower portion extends outside the pocket area in the plate body and its upper portion extends into the head where it extends beyond the pin projection area. This region of the axle arm has proven to be the most suitable for locating the relief cavities while maintaining the strength parameters.

V nej výhodnějším provedení mohou být první odlehčovací dutina a druhá odlehčovací dutina uspořádány symetricky proti sobě vzhledem ke svislé rovině procházející osou čepu a mezi nimi je středová přepážka, která není pro funkci ramene bezpodmínečně nutná, takže obě dutiny mohou být propojené a mohou vytvářet jednu velkou středovou dutinu, avšak je výhodnější z pevnostního hlediska.In the most preferred embodiment, the first relief cavity and the second relief cavity may be arranged symmetrically with respect to a vertical plane passing through the pin axis, and therebetween there is a central partition, which is not absolutely necessary for arm function, so that both cavities can be connected and form one large central cavity, but is more advantageous in strength.

V dalším výhodném provedení nápravnice podle tohoto technického řešení jsou dvě odlehčovací dutiny, třetí a čtvrtá, vytvořeny v patkách ramen, kde na jedné straně tvoří otevřené otvory dutých ís patek, směřované ke spojnicím, a na druhé straně jsou uzavřeny dnem, které je v desce ramene odděluje od první odlehčovací dutiny, druhé oddělovací dutiny a od kapes.In a further preferred embodiment of the axle according to the invention, the two relief cavities, the third and the fourth, are formed in the legs of the shoulders, on the one hand forming the open holes of the hollow legs directed towards the connectors, and the arm separates from the first relief cavity, the second separation cavity and the pockets.

Nakonec je výhodné, když i spojnice jsou odlitky a jsou opatřeny podélnými dutinami, které navazují na otevřená ústí odlehčovacích dutin v patkách.Finally, it is advantageous if the connectors are also cast and are provided with longitudinal cavities which adjoin the open mouths of the relief cavities in the feet.

Výhody odlehčené nápravnice podle tohoto technického řešení spočívají zejména v tom, že umožňuje maximální možné využití mechanických vlastnosti oceli při zachování dostupné a realizovatelné technologie odlévání a při dosažení podstatné snížení hmotnosti cca o 56 kg na jednu nápravnici, tedy o cca 448 kg na jeden podvozek. Tato úspora hmotnosti znamená jednak snížení ceny nápravnice, ale zejména přináší úspory finálnímu zákazníkovi, projevující se ve snížení hmotnosti celého kolejového vozidla, snížení provozní spotřeby energie a zvýšení přepravní kapacity.The advantages of the lightweight axle box according to the present invention are, in particular, that it allows the maximum possible use of the mechanical properties of the steel while maintaining an available and feasible casting technology and achieving a substantial weight reduction of about 56 kg per axle, ie about 448 kg per chassis. This weight reduction means not only a reduction in the cost of the axle, but also brings savings to the end customer, resulting in a reduction in the weight of the entire rail vehicle, a reduction in operating energy consumption and an increase in transport capacity.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí výkresů, na nichž znázorňuje obr. 1 perspektivní pohled na sestavu nápravnice, obr. 2 perspektivní pohled na sestavu nápravnice, obr. 3 perspektivní pohled na pravé rameno nápravnice, obr. 4 půdorys ramene nápravnice, obr. 5 řez rame30 nem rovinou E-E vyznačenou na obr. 4, obr. 6 boční pohled na rameno nápravnice, obr. 7 řez ramenem rovinou A-A vyznačenou na obr. 6 a obr. 8 podélný řez nápravnici vedený středem spojnice.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of the axle assembly; FIG. 2 is a perspective view of the axle assembly; FIG. 3 is a perspective view of the right axle arm; FIG. 4, FIG. 6 shows a side view of the axle arm, FIG. 7 is a sectional view of the arm by the plane AA shown in FIG. 6, and FIG.

Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solution

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní příklady uskutečnění technického řešení jsou představovány pro ilustraci, nikoli jako omezení příkladů provedení technického řešení na uvedené případy. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zjistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním technického řešení, která jsou zde speciálně popsána. I tyto ekvivalenty mají tedy být zahrnuty v rozsahu tohoto technického řešení.It is to be understood that the specific embodiments of the invention described and illustrated below are presented by way of illustration and not by way of limitation of the exemplary embodiments of the invention to the present cases. Those skilled in the art will find or be able to detect, using routine experimentation, more or less equivalents to the specific embodiments of the technical solutions specifically described herein. These equivalents are therefore to be included within the scope of this invention.

Nápravnice 1, znázorněná na obr. 1 v perspektivním pohledu na celou sestavu, je tvořená pravým ramenem 2 a levým ramenem 21, z nichž každé je opatřeno dvěma patkami 8. Protilehle uspořádané patky 8 jsou svařeny s první spojnicí 3 a druhou spojnicí 31. Ramena 2, 21 i spojnice 3, 31 jsou ocelové odlitky.The axle 1 shown in FIG. 1 in a perspective view of the entire assembly is formed by a right arm 2 and a left arm 21, each provided with two feet 8. Opposed feet 8 are welded to the first connector 3 and the second connector 31. The arms 2, 21 and connectors 3, 31 are steel castings.

Ramena 2, 21 jsou tvořena základními deskami 7, ze kterých vybíhají horizontálně patky 8 pro přivaření spojnic 3, Γ. V okrajových částech desky 7 jsou dvě kapsy 6 pro uložení pružin systému odpružení podvozku. Z desky 7 vybíhá vertikálně hlava 9, nesoucí čep 4 pro kolo a nálitek 5 pro brzdu. Geometrická osa čepů 4 na protilehlých ramenech 2, 21 tvoří osu otáčení kol a jeThe arms 2, 21 are formed by base plates 7, from which the feet 8 extend horizontally for welding the connectors 3, Γ. In the edge portions of the plate 7 there are two pockets 6 for accommodating the springs of the chassis suspension system. A head 9 extends vertically from the plate 7, bearing a pin 4 for a wheel and a boss 5 for a brake. The geometrical axis of the pins 4 on opposite arms 2, 21 forms the axis of rotation of the wheels and is

-2CZ 20920 Ul umístěna nad úrovní spojnic 3, Γ, což umožňuje snížení podlahy u nízkopodlažních kolejových vozidel.-220920 Ul located above level 3, Γ, which allows the floor to be lowered on low-floor rail vehicles.

Odlehčení nápravnice 1 je vyřešeno vytvořením několika odlehčovacích dutin 10, 11, 13, 14 v ramenech 2,21 a dále podélnými dutinami 16 ve spojnicích 3, L.Axle 1 relief is solved by providing several relief cavities 10, 11, 13, 14 in the arms 2,21 and further with longitudinal cavities 16 in the connectors 3, L.

První odlehčovací dutina 10 a druhá odlehčovací dutina LL jsou vytvořeny v ramenech 2, Γ proti sobě symetricky vůči středové rovině procházející geometrickou osou čepů 4. Obě dutiny 10, Ll mají v řezu dle obr. 4 a obr. 5 přibližně trojúhelníkovitý tvar, přičemž základna trojúhelníku tvořící spodní část dutiny 10, JL leží v desce 2 mimo oblast kapes 6 a vrchol trojúhelníku vybíhá do hlavy 9 mimo oblast průmětu čepu 6, Dutiny 10, Ll jsou uzavřené a první odlehčovací dutina io 10 je od druhé odlehčovací dutiny H oddělena středovou přepážkou 12 zvyšující pevnost odlitku ramene 2, 2\The first relief cavity 10 and the second relief cavity LL are formed in the arms 2, Γ symmetrically to each other in a central plane passing through the geometric axis of the pins 4. The two cavities 10, L1 are approximately triangular in cross-section according to FIGS. The cavity 10, L1 are closed and the first relief cavity 10 is separated from the second relief cavity 10 by a central partition. 12 Increasing Arm Casting Strength 2, 2 \

Další odlehčení ramen 2, 21 tvoří třetí odlehčovací dutina 13 a čtvrtá odlehčovací dutina 14, které jsou vytvořeny v patkách 8. Vzhledem k tomu, že patky 8 jsou čtyrúhelníkového průřezu, je i profil odlehčovacích dutin 13, 14 Čtyřúhelníkový. Patky 8 jsou na svých koncích otevřené a odlehčovací dutiny j3, 14 procházejí po celé délce patek 8 až do desky 7, kde jsou uzavřeny dnem 15.Further relief of the arms 2, 21 is formed by a third relief cavity 13 and a fourth relief cavity 14, which are formed in the feet 8. As the feet 8 are of quadrangular cross-section, the relief cavities 13, 14 are also quadrangular. The feet 8 are open at their ends and the relief cavities 13, 14 extend along the entire length of the feet 8 up to the plate 7 where they are closed by the bottom 15.

Spojnice 3, Γ mohou být vyrobeny z ohýbaného a svařeného plechu a tak vytvářet dutý čtyřúhelníkový profil s podélnou dutinou 16. Ve výhodném provedení jsou ale spojnice 3, 31 vyrobeny jako ocelové odlitky s podélnými dutinami 16, které navazují na otevřená ústí třetích odlehčova20 cích dutin 13 a čtvrtých odlehčovacích dutin 14 v patkách 8.The connectors 3, 3 may be made of bent and welded sheet metal to form a hollow quadrangular profile with a longitudinal cavity 16. However, in a preferred embodiment, the connectors 3, 31 are manufactured as steel castings with longitudinal cavities 16 which follow the open mouths of the third relief cavities. 13 and the fourth relief cavities 14 in the feet 8.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Odlehčenou nápravnici podle tohoto technického řešení lze využít jako nápravnici kolejových vozidel, zejména nízkopodlažních tramvají.The lightened axle according to this technical solution can be used as a axle of rail vehicles, especially low-floor trams.

Claims

25 1. The axle of a rail vehicle, in particular a low-floor tramway, consisting of steel arm castings (

2, 2 ') connected by at least one link (3, 3') and provided with wheel studs (4), the common axis forming the geometric axis of rotation of the wheels being above the level of the link (3, 3 '), characterized in that The arms (2, 2 ') are provided with at least one relief cavity (10, 11, 13, 14) which is arranged outside the projection region of the pin (4).

Axle assembly according to Claim 1, characterized in that each of the arms (2, 2 ') is formed by a plate (7) with two spring pockets (6) and two feet (8) for connecting the first link (3). and a second connector (3 ') and head (9) extending from the plate (7) and provided with a pin (4) and a boss (5) for the brake, wherein at least one relief cavity (10, 11) is formed in the plate body (7) and / or the head (9) and the at least one relief cavity (13, 14) is formed in

35 of at least one foot (8).

Axle assembly according to claim 2, characterized in that the first relief cavity (10) and / or the second relief cavity (11) are formed such that their lower part is in the body of the plate (7) outside the area of the pockets (6) and their the upper part extends into the head body (9) outside the projection region of the pin (6).

40

Axle assembly according to claim 3, characterized in that the first relief cavity (10) and the second relief cavity (11) are arranged symmetrically to each other relative to a vertical plane passing through the axis of the pin (4) and separated from each other by a central partition (12).

-3EN 20920 Ul

Axle according to at least one of Claims 1 to 4, characterized in that the third relief cavity (13) and the fourth relief cavity (14) are formed in the feet (8), where they form open holes on one side and closed by a bottom (15) separating them from the first relief cavity (10), the second relief cavity (11) and the pockets (6).

5

Axle assembly according to claim 5, characterized in that the connectors (3,3 ') are made of steel castings with longitudinal cavities (16) adjoining the open holes of the third relief cavity (13) and the fourth relief cavity (14) in the feet (8). ).