CZ285211B6 - Kolo z jednoho kusu pro železniční vozový park - Google Patents

Abstract

Kolo pro železniční vozový park, například pro motorové vozy nebo vago'ny, sestává z náboje (5), který nese na své ose, v předem stanovené vzdálenosti odvalovací část, jejíž strany tvoří přímo brzdové plochy (4) pro dosedání brzdového obložení (3). Mezi nábojem (5) a brzdovými plochami (4) pro dosedání brzdových obložení (3) je uspořádáno střední pásmo (10), jehož šířka je podstatně zmenšena oproti šířce kola, měřené mezi brzdovými plochami (4), osazenými na bocích obvodové části (11). Toto střední pásmo (10) je tvořeno střední clonou (12) uspořádanou mezi obvodovou částí (11) a nábojem (5) kola. Šířka střední clony (12) se zmenšuje od náboje (5) směrem ke spoji s obvodovou částí (11), na níž jsou umístěny brzdové plochy (4) pro dosedání brzdových obložení (3). Tento spoj s obvodovou částí (11) tvoří spojovací prvky (14) pro omezení koncentrace namáhání.ŕ

Description

Kolo z jednoho kusu pro železniční vozový park

Oblast techniky

Vynález se týká kola z jednoho kusu pro železniční vozový park, jakým je například motorový vůz nebo vagón. Kolo sestává z náboje, který nese obvodovou část, jejíž strany tvoří přímo brzdové plochy pro dosedání brzdového obložení a která má odvalovací část, přičemž kolo je opatřeno prostředky pro snížení přenosu tepla v okamžiku brzdění.

Dosavadní stav techniky

Výkonnost těchto vozidel souvisí zejména se soustrojím, tvořeným koly a použitým brzdovým systémem, který určuje zejména zatížení na nápravu a mezní rychlost pro jízdu vlaku, aby bylo brzdění dostatečné.

Běžně užívané kolo vypadá tak, že obvodový věnec tvoří odvalovací část a samo kolo je spojeno s nábojem clonou ve tvaru S.

Kola z jednoho kusu jsou vyrobena kováním na rozdíl od kol s obručí, od nichž se už dávno upustilo, neboť nemají dostatečnou odolnost proti zatížení.

Jeho výhoda spočívá v tom, že díky cloně ve tvaru S se dosáhne jisté pružnosti tohoto kola.

Nejrozšířenějším brzdovým systémem u tohoto typu kola je systém s brzdovými špalíky.

V takovém uspořádání je tudíž odvalovací část zároveň použita k brzdění, a to tak, že na ni dosedá dvojice brzdových špalíků. Nevýhodou tohoto uspořádání je jednak to, že opotřebení, způsobené otáčením a brzděním kola, se projevuje na téže ploše, čímž dochází k výrazně rychlejšímu opotřebení kola, a jednak to, že zahřátí, způsobené otáčením a brzděním kola, vyvolává roztažení tohoto kola, a to jak paprskovitě, tak i osově, což má za následek kromě koncentrace namáhání v disku ve tvaru S značně prodloužený posun vnější hrany kola, což vyvolává jev zvaný zakřivení. Pro omezení tohoto jevu na přijatelné hodnoty, je třeba buď snížit rychlost nebo zatížení.

Rovněž je známo provedení, které tvoří brzdový systém s brzdovou deskou, která je pevně uložena na nápravě nezávisle na kole a na jejíž plochy působí tlak brzdových špalíků. Zejména kvůli rozměrům nelze toto řešení použít u kol o malém průměru, například menším než šestsetpadesát milimetrů. Navíc vyžaduje rovněž neobyčejně přesnou montáž a zvýšení počtu disků při zvýšení zatížení, přičemž zde vznikají zejména problémy s uložením zmiňovaných disků.

V jedné variantě provedení se místo minimálně jednoho disku, pevně uloženého na nápravě nezávisle na kole, použije kolo, které nese přímo unášeč tak, že se dá sejmout, přičemž jeho vnější strany tvoři brzdné plochy. V tomto řešení mají spojovací prvky unašečů na kole a zejména na náboji kola složité tvary, které se stávají místem vzniku značných místních napětí.

V jiné variantě, vyhrazené kolům o malém průměru, se místo unašečů použijí obě vnější strany kola k tomu, aby sloužily jako brzdné plochy.

V případě známých provedení má kolo tudíž již od náboje přibližně až po okraj odvalovací části stálou šířku.

-1 CZ 285211 B6

Bohužel tímto bezpochyby zajímavým řešením dochází při brzdění v místech uložení brzdových obložení k zahřátí, které se přenáší velice rychle na náboj a ložiska a vyvolává roztažením kola velice neblahé účinky, zejména v místě naražení kol na nápravu.

Z dokumentů EP-A-0320616 a GB-2.182.108 je známo provedení, u kterého je na boku kola v místě blízko náboje vytvořena kruhová drážka.

Toto řešení však nedává uspokojivé výsledky, neboť vzhledem kmalé hloubce drážky v porovnání se šířkou kola dochází nadále k přenášení tepla téměř po celé šířce kola.

Cílem vynálezu je kromě jiného zkonstruovat kolo, které může snášet intenzivnější brzdění, aniž by to vyvolalo deformace, překračující přijatelné meze.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky odstraňuje kolo z jednoho kusu pro železniční vozový park, sestávající z náboje, který nese obvodovou část, jejíž strany tvoří přímo brzdové plochy pro dosedání brzdového obložení a která má odvalovací část, přičemž kolo je opatřeno prostředky pro snížení přenosu tepla v okamžiku brzdění, podle vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že mezi nábojem a brzdovými plochami pro dosedání brzdových obložení je uspořádáno střední pásmo, jehož šířka je menší než šířka kola mezi brzdovými plochami. Toto střední pásmo je tvořeno střední clonou, uspořádanou mezi obvodovou částí a nábojem kola. Střední clona má šířku, která se zmenšuje od náboje směrem ke spoji s obvodovou částí, přičemž tento spoj s obvodovou částí tvoří spojovací prvky pro omezení koncentrace namáhání.

Podle výhodného provedení je výška střední clony alespoň rovna, nebo je větší než vzdálenost pro vytvoření teplotní zábrany mezi obvodovou částí a nábojem.

Podle dalšího výhodného provedení je šířka střední clony menší než polovina šířky mezi brzdovými plochami.

Podle jiného výhodného provedení má střední clona v řezu rovinou, proloženou osou otáčení kola, průřez souměrný podle osy, která protíná osu otáčení kola.

Je též výhodné, když je osa střední clony kolmá k ose otáčení kola a střední pásmo je tvořeno rovnou souměrnou střední clonou.

Podle dalšího výhodného provedení je osa střední clony odkloněna od kolmice, vedené na osu otáčení kola, a střední pásmo je tvořeno kuželovitou střední clonou.

U jiného provedení jsou spojovací prvky vytvořeny postupným zvětšováním hmoty od střední clony až po obvodovou část, přičemž toto zvětšování hmoty začíná širokou přechodnicí.

Podle dalšího výhodného provedení je mezi každou z vnějších brzdových ploch obvodové části a přechodnicí střední clony uspořádána vnitřní válcovitá dosedací plocha pro centrování kola.

Podle ještě dalšího výhodného provedení je mezi odvalovací částí, a částí opatřenou brzdovými plochami, vytvořen na vnějších bocích kruhovitý žlábek ve tvaru písmene V, přičemž stěna žlábku, která je nejblíže k náboji, tvoří vnitřní válcovou dosedací plochu, soustřednou s osou otáčení kola.

Toto řešení umožňuje snížit rychlost šíření zahřátí, způsobeného třením brzdových obložení na brzdových plochách, směrem k náboji. V důsledku toho lze zvýšit zatížení nápravy, aniž by byla

-2CZ 285211 B6 porušena pravidla, která je nutno dodržovat při brzdění na železničních tratích. Kromě toho je zachována pružnost kola. Rovněž souměrnost brzdění a souměrnost kola omezuje dilataci pouze na téměř radiální roztažení, čímž se zabraňuje zkroucení, k němuž obvykle docházelo u známých provedení.

Výrobní náklady na toto nové kolo jsou poměrně nízké v porovnání s kolem, majícím clonu ve tvaru S.

Řešení podle vynálezu eliminuje koncentrace namáhání a lze jej využít i u kol s malým průměrem, zejména s průměrem nižším než 650 milimetrů.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, na kterém je znázorněn jeden z příkladů provedení kola ve zjednodušeném řezu.

Příklady provedení vynálezu

Na výkrese je kolo 1, zhotovené z jednoho kusu a určené k vybavení železničního vozového parku, například nezobrazeného motorového vozu nebo vagónu.

Toto kolo £ je namontováno klasicky na nápravě 2, například na jedné z náprav podvozku.

Přitom je železniční vozový park normálně vybaven známým brzdovým zařízením, které uvádí do chodu brzdová obložení 3, přičemž každé obložení 3 působí přímo na brzdovou plochu 4, která je unášena kolem £. Tato brzdová obložení 3 mají stejnou velikost.

Kolo £ je tvořeno nábojem 5, na jehož ose 6 otáčení je osazena v předem stanovené vzdálenosti odvalovací část 7 a dva vnější boky 8 a 9, tvořící přímo přinejmenším místně úložné brzdové plochy 4 výše jmenovaného brzdového systému.

Podle vynálezu má kolo £ mezi nábojem 5 a brzdovými plochami 4 pro dosedání brzdových obložení 3 střední pásmo £0, jehož šířka je podstatně zmenšena oproti šířce kola £, měřené mezi brzdovými plochami 4, umístěnými na bocích obvodové části 11, přičemž toto střední pásmo £0 tvoří spojovací střední clona 12, uspořádaná mezi obvodovou částí 11 a nábojem 5 kola.

Střední clona 12 má šířku, která se zmenšuje od náboje 5 směrem k místu spojení s obvodovou částí 11, na níž jsou umístěny brzdové plochy 4 pro dosedání brzdových obložení 3, přičemž tento spoj mezi střední clonou 12 a obvodovou částí 11 tvoří spojovací prvky 14, zamezující koncentraci namáhání.

Výška H této clony 12 je dostatečná v porovnání s poloměrem kola £ a může tudíž vytvářet tepelnou zábranu mezi obvodovou částí 11 a nábojem 5.

Šířka střední clony 12 by měla být spíše menší, než je polovina šířky, naměřené mezi brzdovými plochami 4 pro dosedání obložení 3.

V řezu rovinou, procházející osou otáčení 6 kola £, je vidět, že příčný profil střední clony 12 je v porovnání se sečnou osou 13 souměrný vůči uvedené ose otáčení 6 kola.

Výhodné je takové provedení, kdy je sečná osa 13 kolmá k ose 6 kola a střední pásmo 10 tvoří souměrná rovná clona.

-3CZ 285211 B6

V jiné variantě provedení, která není zobrazena, netvoří tato v podstatě souměrná sečná osa 13 kolmici, nýbrž je nakloněna k ose otáčení 6 kola a střední clona 12 tvoří mírně kuželovitou clonu.

Střední pásmo 10 tvoří přechodové tepelněmechanické pásmo, která brání šíření teploty mezi nábojem 5 a obvodovou částí 11.

Podle vynálezu jsou spojovací prostředky 14 vytvořeny postupným zvětšováním hmoty od střední clony 12 až po obvodovou část 11 a toto zvětšování hmoty začíná širokou přechodnicí 15, přičemž její tvar a charakteristika jsou předem stanoveny. U přechodnice 15 se doporučuje eliptický tvar.

Mezi každou z vnějších brzdových ploch 4 obvodové části 11 a příslušnou plochou přechodnice 15 prvků, spojujících střední clonu 12 s touto obvodovou částí 11, má kolo 1 vnitřní válcovou dosedací plochu 16, umožňující zejména centrovat kolo 1 na stroji pro reprofilaci odvalovací části.

Kolo 1 má mezi odvalovací částí a částí, opatřenou brzdovou plochou 4 pro dosedání brzdových obložení 3, na každém boku kruhový žlábek 17 a 18 tvaru písmene V, přičemž stěna 19 žlábků 17 a 18, která je nejblíže náboji 5, tvoří vnitřní válcovou dosedací plochu, soustřednou kose 6 otáčení kola.

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Kolo zjednoho kusu pro železniční vozový park, sestávající z náboje (5), který nese obvodovou část (11), jejíž strany tvoří přímo brzdové plochy (4) pro dosedání brzdového obložení (3) a která má odvalovací část (7), přičemž kolo (1) je opatřeno prostředky pro snížení přenosu tepla v okamžiku brzdění, vyznačující se tím, že mezi nábojem (5) a brzdovými plochami (4) pro dosedání brzdových obložení (3) je uspořádáno střední pásmo (10) , jehož šířka je menší než šířka kola (1) mezi brzdovými plochami (4), přičemž toto střední pásmo (10) je tvořeno střední clonou (12), uspořádanou mezi obvodovou částí (11) a nábojem (5) kola (1), a střední clona (12) má šířku, která se zmenšuje od náboje (5) směrem ke spoji s obvodovou částí (11), přičemž tento spoj s obvodovou částí (11) tvoří spojovací prvky (14) pro omezení koncentrace namáhání.
2. 2. Kolo podle nároku 1, vyznačující se tím, že výška (H) střední clony (12) je alespoň rovna nebo větší než vzdálenost pro vytvoření teplotní zábrany mezi obvodovou částí (11) a nábojem (5).
3. 3. Kolo podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že šířka střední clony (12) je menší než polovina šířky mezi brzdovými plochami (4).
4. 4. Kolo podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se t í m, že střední clona (12) má v řezu rovinou, proloženou osou (6) otáčení kola (1), průřez souměrný podle sečné osy (13), která protíná osu (6) otáčení kola (1).

   -4CZ 285211 B6
5. 5. Kolo podle nároku 4, vyznačující se tím, že sečná osa (13) střední clony (12) je kolmá kose (6) otáčení kola (1) a střední pásmo (10) je tvořeno rovnou souměrnou střední clonou (12).
6. 6. Kolo podle nároku 4, vyznačující se tím, že sečná osa (13) střední clony (12) je odkloněna od kolmice, vedené na osu (6) otáčení kola (1), a střední pásmo (10) je tvořeno kuželovitou střední clonou (12).
7. 7. Kolo podle nároku 1, vyznačující se tím, že spojovací prvky (14) jsou vytvořeny postupným zvětšováním hmoty od střední clony (12) až po obvodovou část (11), přičemž toto zvětšování hmoty začíná širokou přechodnicí (15).
8. 8. Kolo podle některého z nároků laž7, vyznačující se tím, že mezi každou z vnějších brzdových ploch (4) obvodové části (11) a přechodnicí (15) střední clony (12) je uspořádána vnitřní válcovitá dosedací plocha (16) pro centrování kola (1).
9. 9. Kolo podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že mezi odvalovací částí (7) a částí, opatřenou brzdovými plochami (4), je na vnějších bocích (8, 9) vytvořen kruhovitý žlábek (17, 18) ve tvaru písmene V, přičemž stěna (19) žlábku (17, 18), která je nejblíže k náboji (5), tvoří vnitřní válcovou dosedací plochu, soustřednou s osou (6) otáčení kola (1).