CZ284317B6 - Podvozek kolejových vozidel - Google Patents

Abstract

U tohoto podovozku kolejových vozidel je podvozkový rám (2) unášen prostřednictvím kol, případně dvojkolí (1), a primárních pružin. Na podvozku je prostřednictvím sekundárních pružin (3) a kolébky (5) podepřena vozová skříň (4). Vozová skříň (4) kolejového vozidla je případně podepřena přímo a kolébka (5) nebo vozová skříň (4) je dále s podvozkovým rámem (2) spojena prostřednictvím, svislé a kývavé pohyby tlumicích , tlumičů nárazů a prostřednictvím nejméně jedné, kývavé pohyby vypružující, kyvné podpěry, která je opatřena pevnými pákami (9), spojenými prostřednictvím kloubově uložených kyvných částí (10) s kolébkou (5), případně s vozovou skříní (4). Nejméně jedna z kyvných částí (10) kyvné podpěry sestává z nastavovacího členu, tvořeného například pracovním válcem nebo mechanickým lineárním pohonem, který je při poklesu nebo při nadzdvižení jednoho příčného konce kolébky (5) nebo jedné strany vozové skříně (4) ovlivnitelný v opačném směru. Nastavovací člen může být integrován v torznŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká podvozku kolejových vozidel, u kterého je koly, popřípadě dvojkolími, prostřednictvím primárních pružin unášen podvozkový rám, na kterém je vozová skříň podepřena prostřednictvím sekundárních pružin a kolébky, popřípadě na kterém je vozová skříň kolejového vozidla podepřena přímo, přičemž kolébka nebo vozová skříň je dále spojena s podvozkovým rámem prostřednictvím tlumičů nárazů, tlumících svislé a kývavé pohyby vůči podvozkovému rámu, a prostřednictvím nejméně jedné kyvné podpěry, odpružující pohyby, která je opatřena pevnými pákami, spojenými prostřednictvím kloubově uložených kyvných částí s kolébkou, popřípadě s vozovou skříní.

Dosavadní stav techniky

Takový podvozek je známý například z DE-OS 41 22 741.

Zejména při jízdě v kolejových obloucích se vytvářejí působením odstředivých sil kývavé pohyby vozové skříně, které jsou zpravidla vypruženy prostřednictvím kyvné podpěry. Při těchto kyvných pohybech se naklání vozová skříň v souladu s odstředivou silou na systému vypražení k vnější straně oblouku a zvětšuje působící boční zrychlení na cestující. Tato subjektivně nepříjemná boční zrychlení omezují rychlost jízdy, zejména na tratích s velkým množstvím oblouků.

Z praxe je již známé naklánět při jízdě v kolejovém oblouku vozovou skříň proti odstředivým silám a tak redukovat boční zrychlení.

U jednoho z těchto známých systémů naklánění, takzvaného Talgo - Pendular systému, viz ETR 42(1993) Hl-2, str. 39, se prostřednictvím vysoko uspořádané sekundární pružiny provádí vykyvování vozové skříně s vysoko uloženým pólem otáčení tak, že se vozová skříň pohybuje obdobně jako volné kyvadlo, čímž se odstředivé síly, které působí na cestující, redukují. Nevýhoda tohoto systému spočívá v tom, že vůz musí být ve své spodní oblasti, to je v rovině sedadel, z hlediska svého vnějšího obrysu omezen, což přináší zmenšení prostora, který je k dispozici pro cestující.

U dalšího známého systému naklánění, takzvaného SIG-Neitec, viz ETR42 (1993)Hl-2, str. 36, 37, je uspořádáno kyvné ústrojí mezi kolébkou podvozku a mezi podvozkovým rámem, přičemž mezi kolébkou a mezi podvozkovým rámem je po vybuzení odstředivé síly aktivován pneumatický válec, který je uspořádán mezi kolébkou a mezi podvozkovým rámem vodorovně v příčném směru, a který naklání kolébku, popřípadě vozovou skříň, zdvihovým pohybem směrem dovnitř oblouku, přičemž tento zdvihový pohyb je vytvářen nestabilně působícím pneumatickým válcem, který reaguje na příčné pohyby mezi kolébkou a mezi podvozkovým rámem. Pól otáčení kyvného systému je přitom zhruba v těžišti vozové skříně. Nevýhoda tohoto provedení spočívá v tom, že pro aktivování nakláněcího systému, to je kyvného ústrojí, jsou nutné poměrně značné příčné pohyby mezi kolébkou a podvozkovým rámem, aby se vytvořilo naklonění. Tím se ve značné míře zmenšuje využitelný příčný průřez vozové skříně.

Dále je z praxe známé kyvné zavěšení vozové skříně, jak již bylo popsáno, nazývané ABB Nejtec X2000, viz ETR 42 (1993) H1 -2, str. 31, 32, u kterého je však v příčném směru mezi rámem podvozku a kolébkou uspořádán pracovní válec, přičemž tento pracovní válec je aktivně ovlivňován prostřednictvím ovládací elektroniky, závislé na příčném zrychlení. Tento pracovní válec vytváří prostřednictvím kyvného systému naklonění vozové skříně proti odstředivé síle,

- I CZ 284317 B6 přičemž dosažitelný úhel naklonění má hodnotu zhruba 8°. Pól otáčení tohoto systému je také zhruba v těžišti vozové skříně. Nevýhoda tohoto systému spočívá v tom, že uspořádáním pólu otáčení v ose těžiště dochází opět ke zmenšení využitelného průřezu vozové skříně.

Z časopisu Ó & P Ólhydraulik und Pneumatik, sešit 36 (1992). číslo 10, je dále známé uspořádat pro korekci úhlu výkyvu mezi jízdní dráhou a vozovou skříní při přebytku odstředivé síly pracovní válec mezi podvozkem a vozovou skříní, přičemž v podélném směru vozové skříně je za sebou uspořádáno více pracovních válců, které jsou navzájem spojeny a jsou zapojeny tak, že se zajistí rovnoměrné rozdělení zatížení na všechny podvozky. Uhly výkyvu jsou přitom vyrovnávány prostřednictvím příslušně elektronicky řízeného ovládání pracovních válců a jsou přitom korigovány na střední úhel výkyvu o hodnotě O. Úkol tohoto známého zařízení je proto omezen na korekci úhlu výkyvu pro rovnoměrné zatížení podvozků.

Vynález si klade za úkol nalézt pro dosažení do největšího průřezu vozu ústrojí pro naklánění, u kterého by výkyvu vozové skříně při přebytku odstředivé síly ležel pól otáčení pokud možno v rovině pólu výkyvu, které by bylo možné dodatečně upravit u současných podvozků, které by bylo možné upravit pod stávajícími vozovými skříněmi a které by se vyznačovalo jednoduchými konstrukčními elementy.

Podstata vynálezu

Vytčený úkol je vyřešen podvozkem kolejových vozidel, u kterého je koly, popřípadě dvojkolími, prostřednictvím primárních pružin unášen podvozkový rám, na kterém je vozová skříň podepřena prostřednictvím sekundárních pružin a kolébky , popřípadě na kterém je vozová skříň kolejového vozidla podepřena přímo, přičemž kolébka nebo vozová skříň je dále spojena s podvozkovým rámem prostřednictvím tlumičů nárazů, tlumících svislé a kývavé pohyby vůči podvozkovému rámu, a prostřednictvím nejméně jedné kyvné podpěry, odpružující pohyby, která je opatřena pevnými pákami, spojenými prostřednictvím kloubově uložených kyvných částí s kolébkou, popřípadě s vozovou skříní, podle vynálezu, jehož podstatou je, že alespoň jedna z kyvných částí sestává z nastavovacího členu.

Podle výhodného provedení vynálezu sestávají s výhodou obě kyvné části z nastavovacích členů. Dále mají s výhodou nastavovací členy blokovací polohu. Dále je výhodné, že nastavovací členy mají koncovou blokovací polohu. Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je nejméně jeden nastavovací člen na obou stranách podélné osy kolejového vozidla opatřen měřicím ústrojím dráhy pro měření potřebného zdvihového pohybu nastavovacích členů pro vyrovnávání kývavého pohybu. S výhodou jsou souměrně k příčné ose podvozku s kyvnými částmi, sestávajícími z nastavovacích členů, uspořádány dvě kyvné podpěry. Podle vynálezu je dále možné, aby nastavovací člen byl tvořen pracovním válcem. Jako alternativa může být podle vynálezu vytvořen nastavovací člen jako mechanický lineární pohon.

Prostřednictvím popsaného řešení může být výhodně podvozek kolejového vozidla opatřen ústrojími pro naklánění, které lze dodatečně upravit i do současných podvozků. Ústrojí pro naklánění podle vynálezu lze dále upravit pod stávajícími vozovými skříněmi a vyznačuje se jednoduchými konstrukčními elementy. Zejména se také dosáhne ústrojím pro naklánění podle vynálezu co největšího využitelného průřezu vozu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladu provedení ve spojení s výkresovou částí, kde na obr. 1 je znázorněn příčný řez podvozkem podle vynálezu, na obr. 2 část půdorysu podvozku podle obr. 1 a na obr. 3 část středního podélného řezu podvozkem podle obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

Podvozek podle vynálezu sestává v podstatě z podvozkového rámu 2, který je prostřednictvím neznázoměných primárních pružin unášen dvěma dvoj kol ími J, a na kterém je prostřednictvím pneumatických sekundárních pružin 3 svisle pohyblivě uložena kolébka 5, unášející vozovou skříň 4. Vozová skříň 4 je přitom na podvozku uložena prostřednictvím bočních, nad sekundárními pružinami 3 na kolébce 5 upevněných, kluznic 6 a je prostřednictvím, centrálně v kolébce 5 uspořádaného otočného čepu 7 vedena na podvozku horizontálně. Kromě potřebných, pro vynález nerelevantních, svislých a stabilizujících tlumičů je kolébka 5 dále odpružena proti podvozkovému rámu 2 prostřednictvím nejméně jedné, u znázorněného příkladu provedení dvou kyvných podpěr. Každá z těchto kyvných podpěr sestává z vodorovně v příčném směru podvozku na podvozkovém rámu 2 otočně uloženého torzního hřídele 8, které mají na svých podélných koncích neotočně upravené páky 9, na jejichž volném konci je zhruba svisle kloubově uložena kyvná část JO. Tato kyvná část 10 je svým opačným volným koncem upevněna také kloubově na kolébce 5.

Při kývavém pohybu vozové skříně 4 s kolébkou 5 v příčném směru vozu poklesne kolébka 5 svým jedním příčným koncem do sekundární pružiny 3 a nadzdvihne se svým opačným příčným koncem o odpovídající hodnotu ze sekundární pružiny 3, upravené na této straně. Tyto kývavé pohyby jsou prostřednictvím kyvných částí 10 a pák 9 přenášeny na torzní hřídel 8 a torzní hřídel 8 natáčejí. Prostřednictvím pružícího účinku torzního hřídele 8 jsou kývavé pohyby vypružovány. Při tomto kývavém namáhání způsobí torzní hřídel 8 prostřednictvím páky 9 a kyvné části 10 tak potřebnou tuhost ve výkyvu pro dobré jízdní vlastnosti. Vozidlo přitom vykyvuje kolem pólu výkyvu, který je dán systémovými parametry vozidla, jako jsou tuhost primární pružiny, tuhost kyvné podpěry, základna sekundární pružiny a poloha těžiště. Působením odstředivé síly je přitom torzní hřídel 8 kyvné podpěry napínán do té míry, až se dosáhne požadované protipůsobící síly, která vytvoří rovnováhu sil. U provedení podle vynálezu je u podvozku nejméně jedna z kyvných částí 10 vytvořena jako nastavovací člen. Tento nastavovací člen kyvné části 10 kompenzuje prostřednictvím vysunutí, popřípadě zasunutí, deformaci torzního hřídele 8, takže při nezměněné tuhosti výkyvu a nezměněném pólu výkyvu se v kolejových obloucích vozidlo nakloní do oblouku. Nastavovací člen kyvné části 10 přitom nepůsobí proti vlastní hmotnosti vozidla, nýbrž natáčí jen vozovou skříň 4 kolem pólu vozu. Přitom je na vnější straně oblouku sekundární pružina 3 natahována ve svislém směru a na vnitřní straně oblouku je odpovídající sekundární pružina 3 stlačována. Prostřednictvím dvoubodového řízení pneumatickou pružinou se to uskutečňuje sjen nepatrným odporem sekundárních pružin 3, to znamená jen s odporem proudění vzduchu. Svislé vypražení se přitom uskutečňuje jako v normálním stavu prostřednictvím stlačené, popřípadě protažené, sekundární pružiny 3. Řízení potřebného naklonění vozové skříně 4 se přitom uskutečňuje v závislosti na přebytku odstředivé síly a v závislosti na dráze nebo na síle. Toto řízení nastavovacích členů kyvných částí 10 však není předmětem vynálezu.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (8)

1. Podvozek kolejových vozidel, u kterého je koly, popřípadě dvojkolími, prostřednictvím primárních pružin unášen podvozkový rám, na kterém je vozová skříň podepřena prostřednictvím sekundárních pružin a kolébky, popřípadě na kterém je vozová skříň kolejového vozidla podepřena přímo, přičemž kolébka nebo vozová skříň je dále spojena s podvozkovým rámem prostřednictvím tlumičů nárazů, tlumících svislé a kývavé pohyby vůči podvozkovému rámu, a prostřednictvím nejméně jedné kyvné podpěry, odpražující pohyby, která je opatřena pevnými

-3 CZ 284317 B6 pákami, spojenými prostřednictvím kloubově uložených kyvných částí s kolébkou, popřípadě s vozovou skříní, vyznačující se tím, že alespoň jedna z kyvných částí (10) sestává z nastavovacího členu.

2. Podvozek podle nároku 1, vyznačující se tím, že obě kyvné části (10) sestávají z nastavovacích členů.

3. Podvozek podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že nastavovací členy mají blokovací polohu.

4. Podvozek podle nároků laž3, vyznačující se tím, že nastavovací členy mají blokovací polohu v koncové poloze.

5. Podvozek podle nároků laž4, vyznačující se tím, že nejméně jeden nastavovací člen je na obou stranách podélné osy kolejového vozidla opatřen měřícím ústrojím dráhy pro měření zdvihového pohybu nastavovacích členů, potřebného k vyrovnání kývavých pohybů.

6. Podvozek podle nároků laž5, vyznačující se tím, že souměrně k příčné ose podvozku s kyvnými částmi (10), sestávajícími z nastavovacích členů, jsou uspořádány dvě kyvné podpěry.

7. Podvozek podle nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že nastavovací člen je tvořen pracovním válcem.

8. Podvozek podle nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že nastavovací člen je vytvořen jako mechanický lineární pohon.

3 výkresy