CZ289496B6 - Sloľené kolo pro kolejové vozidlo - Google Patents

Abstract

Kolo obsahuje obru (1), kter m na sv radi ln vnit°n stran (9) boky (10, 11) s konk vn m projmut m, v podstat symetrick a vz jemn spojen axi ln p° m²m prstencov²m st nov²m ·sekem (12). Tlumi (5) m , po celkov m sestaven , v radi ln m °ezu pr °ezov² tvar poh rku s v podstat ploch²m dnem, konk vn projmut²mi bo n mi st nami, v nich se roz i°uje sm rem od dna, a se zaoblen²mi p°echody mezi boky a dnem, a sest v ze dvou prstencov²ch d l (19, 20), z nich ka d² sest v z j dra (30) z pru n polymern hmoty, ulo en ho mezi radi ln vn j m kovov²m pl t m (31) a radi ln vnit°n m kovov²m pl t m (32), k nim toto j dro ulp v . Pl t (31, 32) prstencov²ch d l (19, 20), kter tvo° povrch sestaven ho tlumi e (5), spolup sob s vnit°n stranou (9) obru e (1) a s uveden²m nejm n jedn m v ncov²m prstencov²m d lem (3, 4).\

Description

Vynález se týká složeného kola pro kolejové vozidlo, obsahujícího obruč, střední díl a tlumič, uložený mezi středním dílem a obručí.

Dosavadní stav techniky

Složená kola železničních vozidel jsou dobře známa. Používají se zejména pro tramvaje pro městskou dopravu za účelem snížení hluku, vznikajícího jízdou kol po kolejích.

Například je známé kolo, ve kterém tlumič sestává ze dvou prstenců z pryže, přisazených k sobě a uložených mezi středním dílem kola a obručí a majících tvar velmi otevřeného písmene V. Při takovém uspořádání však není možné vhodně nastavit dynamické chování kola v axiálním směru, tj. ve směru rovnoběžném s osou otáčení kola.

Rovněž je známé kolo, jehož tlumič je vytvořen z několika jednotlivých dílů z pryže, lokálně uložených na obvodě středního dílu kola mezi středním dílem a obručí. Kolo tohoto typu je značně složité a výrobně nákladné. Základní nevýhodou je, že pryžové lokální díly zajišťují pouze nízkou axiální tuhost kola, což působí axiální nestabilitu při provozu.

Evropská přihláška vynálezu číslo 489 455 popisuje složené kolo, u kterého je tlumič vytvořen jako pryžový prstenec obsahující dvě ramena, svírající s osou kola úhel asi 60°, přičemž pryžový prstenec nevyplňuje zcela prostor mezi středním dílem kola a obručí. Takové kolo má dobrou pružnost v axiálním směru, ale je obtížné nastavit jeho pružnost současně v axiálním směru a v radiálním směru pro optimalizaci jeho chování z hlediska tlumení hluku.

U výše popsaných tří typů složeného kola je pryž v přímém styku s kovem kola, takže při napětích se tlumič deformuje tečením. Tyto deformace mění dynamické charakteristiky tlumiče a zhoršují jeho účinnost.

U všech těchto typů složených kol je kromě toho nutné kovat odděleně obruč a střední díl, což komplikuje výrobu.

Vynález si klade za úkol odstranit uvedené nevýhody stavu techniky a vytvořit složené kolo pro kolejové vozidlo, jehož výroba by byla dostatečně jednoduchá a jehož axiální i radiální dynamické vlastnosti by bylo možno optimalizovat a vlastnosti jeho tlumiče by byly v provozu stálé.

Podstata vynálezu

Vynález řeší tento úkol tím, že vytváří složené kolo pro kolejové vozidlo, obsahující obruč, střední díl sestávající z náboje a stěny, tlumič uložený mezi středním dílem a obručí, nejméně jeden věncový prstenec, určený pro upevnění tlumiče mezi obručí a středním dílem kola, a prostředky pro upevnění uvedeného nejméně jednoho věncového prstence na radiálně vnějším okraji středního dílu, přičemž podstata řešení spočívá v tom, že obruč má na své radiálně vnitřní části boky s konkávním projmutím, vzájemně spojené prstencovou stěnou, která je v podstatě axiálně přímá a která je přivrácení k ose otáčení kola, přičemž konkávně projmuté boky jsou v podstatě symetrické vzhledem ke středové rovině stěny středního dílu, přičemž tlumič má, po celkovém sestavení, v radiálním řezu průřezový tvar pohárku s v podstatě plochým dnem, konkávně projmutými bočními stěnami, v nichž se rozšiřuje radiálně směrem ven ode dna, a se

-1 CZ 289496 B6 zaoblenými přechody mezi boky a dnem, a sestává ze dvou prstencových dílů, z nichž každý sestává z jádra z pružné polymemí hmoty, uloženého mezi kovovým radiálně vnějším pláštěm a kovovým radiálně vnitřním pláštěm, k nimž toto jádro ulpívá, přičemž radiálně vnější pláště prstencových dílů, které tvoří radiálně vnější povrch sestaveného tlumiče (s prstencovými díly, přisazenými svými konci k sobě), spolupůsobí s vnitřní částí obruče a radiálně vnitřní pláště prstencových dílů, které tvoří radiálně povrch sestaveného tlumiče (s prstencovými díly přisazenými svými konci ksobě), spolupůsobí s uvedeným nejméně jedním věncovým prstencem.

Podle výhodného provedení vynálezu jsou věncové prstence dva, jsou upevněny šrouby, procházejícími skrz střední díl složeného kola, a svěmě přitlačují tlumič k povrchu vnitřní části obruče.

Obruč s výhodou dále obsahuje na své vnitřní straně kroužek, uložený vprstenovité drážce obruče, pro tlumení vibrací pocházejících ze skřípání kol, třením o kov obruče.

Pro minimalizaci hlučnosti ze skřípání kol je výhodné, je-li hmotnost obruče menší než 110 kg, její radiální dynamická tuhost je od 6x10⁸ do 16x10⁸ N/m a její axiální dynamická tuhost je od 3xl0⁸ do 8xl0⁸ N/m.

Pro minimalizaci přenášení vibrací kolejí na náboj je výhodné, je-li hmotnost obruče menší než 110 kg a její radiální dynamická tuhost je menší než lxlO⁸ N/m, její axiální dynamická tuhost je větší než lxlO⁸ N/m a její axiální statická tuhost je větší než 0,5xl0⁸ N/m.

Kolo se s výhodou vyrábí tak, že se z ocelového bloku kováním zhotoví monoblokové kolo sestávající ze střední části složené z náboje a stěny a z obručové oblasti připojené ke kotoučové stěně s projmutími s poloměrem srovnatelným s polovinou tloušťky obruče, od sebe oddělí obručová oblast a střední část děrováním podél linie přechodu střední části do projmutí obruče, a oddělená obruč a střední díl se obrobí.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. 1 axiální řez polovinou složeného kola podle vynálezu, obr. 2 zvětšený řez jedním prstencovým dílem tlumiče a obr. 3 zvětšený radiální řez jedním věncovým prstencem.

Příklad provedení vynálezu

Složené kolo pro kolejové vozidlo podle vynálezu je sestava dílců tvaru rotačních těles, zahrnující obruč £, střední díl 2 sestávající z náboje 22 a z kotoučové stěny 6, ze dvou věncových prstencových dílů 3, 4 uložených na obvodu kotoučové stěny 6 a z tlumiče 5 uloženého mezi prstencovými díly 3,4 a mezi obručí £. Prstencové díly 3, 4 jsou uloženy proti sobě každý na jedné straně kotoučové stěny 6 středního dílu 2 a jsou sevřeny ke kotoučové stěně 6 šrouby 7, procházejícími jedním prstencovým dílem 3 a kotoučovou stěnou 6 a zašroubovanými do závitových otvorů 8 ve druhém prstencovém dílu 4. Šrouby 7 jsou rozmístěny po kružnici okolo osy AA otáčení kola. Kolo může rovněž obsahovat kroužek 28, určený pro snižování hluku ze skřípání kola, vsazený do prstencovité drážky obruče £.

Na radiálně vnitřní straně 9, tj. straně nejblíže k ose AA otáčení kola, má obruč 1 boky 10, 11 s konkávním projmutím, o poloměru srovnatelném s polovinou tloušťky obruče, vzájemně spojené stěnovým úsekem 12 ve tvaru v podstatě kruhové válcové plochy, přičemž projmuté boky 10. H jsou v podstatě symetrické vzhledem ke středové rovině kotoučové stěny 6 středního

-2CZ 289496 B6 dílu 2. Vnitřní obrys profilu obruče 1 tak má pohárkovitý tvar (tvar tulipánu), s plochou patou přivrácenou kose AA otáčení kola a otevřeného a rozšiřujícího se směrem kvnějšímu obvodu kola.

Každý věncový prstenec 3, 4 má na ploše 13, určené ke spolupůsobení s kotoučovou stěnou 6, v části nejbližší k ose otáčení AA kola, prstenovité vybrání 15, tvaru doplňkového vůči polovině tloušťky konce 18 kotoučové stěny 6, takže prstencové díly 3, 4 mohou obemknout konec 18 kotoučové stěny 6. Část plochy 13, nejvzdálenější od osy AA otáčení kola, má zakřivený plochový úsek 24 sestávající z konkávního přechodu 25, a vypouklé části 26, na níž na radiálně vnějším okraji navazuje rovinná část 27, takže dva věncové prstencové díly 3, 4, upevněné na kole proti sobě, vytvářejí drážku mající průřez pohárkovitého („tulipánovitého“) tvaru, vytvářející mezi věncovými prstencovými díly 3, 4 a obručí 1 prstencový prostor, ve kterém je uložen tlumič 5. Vybrání 15 má v axiálním směru osy hloubku o něco menší než je tloušťka konce 18 kotoučové stěny 6, takže po montáži se oba věncové prstencové díly 3, 4 opřou o kotoučovou stěnu 6, aniž by se vzájemně dotýkaly.

Tlumič 5 sestává ze dvou na sebe navazujících shodných prstencových dílů 19, 20. Každý prstencový díl 19,20 obsahuje jádro 30 z polymemí pružné hmoty, vlepené mezi kovovými plášti 31, 32. Radiálně vnější (homí) kovový plášť 31 je tvarově přizpůsoben povrchu vnitřní strany 9 obruče 1 a radiálně vnitřní (spodní) kovový plášť 32 je tvarově přizpůsoben obrysu drážky vymezované věncovými prstencovými díly 3, 4. Polymemí hmota je přednostně kaučuk s přísadami pro nastavení tuhosti.

Tloušťka tlumiče 5 mírně přesahuje tloušťku volného prostoru mezi obručí 1 a věncovými prstencovými díly 3, 4, takže tlumič 5 je po osazení věncových prstencových dílů 3, 4 stlačen o přibližně 1 mm.

Takto vytvořené složené kolo se dá velmi snadno montovat a jeho výhodou je snadné optimální nastavení axiálního a radiálního chování podle požadavků uživatele. Pro tento účel postačí nastavit tuhost pryže, z níž je vytvořen tlumič 5, nebo výšku jeho ramen.

Je možno tak buď minimalizovat hluk vznikající jízdou kola po kolejích, nebo vibrace přenášené na nápravu, zejména je-li přímo spojená s motorem.

Přihlašovatel zjistil, že je v obou případech důležité, aby hmotnost obruče 1 byla co nejmenší, a to menší než 110 kg, když je obruč 1 nová.

Přihlašovatel dále zjistil, že:

- když je požadováno minimalizovat hluk z jízdy, musí být radiální dynamická tuhost obruče 1 od 6xl0⁸ do 16xl0⁸ N/m a axiální dynamická tuhost od 3xl0⁸ do 8xl0⁸ N/m, a že

- když je požadováno snížit přenášení vibrací, musí být její radiální dynamická tuhost menší než lxlO⁸ N/m a její axiální dynamická tuhost větší než lxlO⁸ N/m, přičemž s výhodou je její radiální statická tuhost od 0,3x10⁸ N/m do 0,5x10⁸ N/m a axiální statická tuhost větší než 0,5x10⁸ N/m.

Skutečnost, že tlumič 5 je z prstencových dílů 19, 20 majících jádro 30 z pryže, ulpívající ke dvěma kovovým plášťům 31, 32 a sevřené mezi nimi, značně zlepšuje chování kola za provozu. Kovové pláště 31, 32, ke kterým pryžové jádro 30 ulpívá, zamezují tečení pryže při napětích. Z toho plyne mnohem lepší stabilita vlastností tlumiče 5 při provozu.

Takový tlumič 5 může být snadno vyroben přímým vlitím kaučuku mezi kovové pláště 31, 32. Pro zajištění přilnuti kaučuku postačí připravit povrch kovových plášťů 31, 32 pískováním nebo hrubým otryskáním.

Složené kolo podle vynálezu má dále výhodu v tom, že může být vyrobeno snadněji a levněji než kola podle dosavadního stavu techniky. Je možné vykovat monoblokové kolo zahrnující náboj

-3CZ 289496 B6

22, kotoučovou stěnu 6 a obručovou část s projmutými boky 10, 11, a poté oddělit obruč 1 od střední části tvořené nábojem 22 a kotoučovou stěnou 6, například děrováním podél spojovací linie, v níž navazují plochy projmutých boků 10, 11 oddělované obruče 1 od kotoučové stěny 6. Potom postačí lehké obrobení pro odstranění otřepu po děrování.

Složená kola podle vynálezu se zvlášť dobře hodí pro městskou nebo příměstskou kolejovou dopravu, jako tramvaje nebo metro. Kola mají zpravidla jmenovitý průměr v rozmezí přibližně 400 mm až 920 mm.

Claims (5)

1. Složené kolo pro kolejové vozidlo, obsahující obruč (1), střední díl (2) sestávající z náboje (22) a stěny (6), tlumič (5) uložený mezi středním dílem (2) a obručí (1), nejméně jeden věncový prstencový díl (3, 4), určený pro upevnění tlumiče (5) mezi obručí (1) a středním dílem (2) kola, a prostředky pro upevnění nejméně jednoho věncového prstencového dílu (3, 4) na radiálně vnějším okraji středního dílu (2), vyznačené tím, že obruč (1) má na své radiálně vnitřní straně (9) boky (10, 11) skonkávním projmutím, vzájemně spojené prstencovým stěnovým úsekem (12), který je v podstatě axiálně přímý a kteiý je přivrácen k ose otáčení (AA) kola, přičemž konkávně projmuté boky (10,11) jsou v podstatě symetrické vzhledem ke středové rovině stěny (6) středního dílu (2) kola, přičemž tlumič (5) má, po celkovém sestavení, v radiálním řezu průřezový tvar pohárku s v podstatě plochým dnem, konkávně projmutými bočními stěnami, v nichž se rozšiřuje radiálně směrem ven ode dna, a se zaoblenými přechody mezi boky a dnem, a sestává ze dvou prstencových dílů (19, 20), z nichž každý sestává z jádra (30) z pružné polymerní hmoty, uloženého mezi radiálně vnějším kovovým pláštěm (31) a radiálně vnitřním kovovým pláštěm (32), k nimž toto jádro (30) ulpívá, přičemž radiálně vnější kovové pláště (31) prstencových dílů (19, 20), které tvoří radiálně vnější povrch sestaveného tlumiče (5) s prstencovými díly (19, 20) přisazenými svými konci ksobě, spolupůsobí s vnitřní stranou (9) obruče (1), a radiálně vnitřní kovové pláště (32) prstencových dílů (19, 20), které tvoří radiálně vnitřní povrch sestaveného tlumiče (5) s prstencovými díly (19, 20) přisazenými svými konci k sobě, spolupůsobí s nejméně jedním věncovým prstencovým dílem (3,4).

2. Složené kolo podle nároku 1, vyznačené tím, že věncové prstencové díly (3, 4) jsou upevněny šrouby (7), procházejícími skrz střední díl (2) složeného kola pro svěmé přitlačení tlumiče (5) k povrchu vnitřní strany (9) obruče (1).

3. Složené kolo podle nároku 1 nebo 2, vyznačené tím, že obruč (1) dále obsahuje na své vnitřní straně kroužek (28), uložený v prstenovité drážce obruče (1), pro tlumení vibrací.

4. Složené kolo podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačené tím, že hmotnost obruče (1) je menší než 110 kg, její radiální dynamická tuhost je od 6x10* do 16xl0⁸ N/m a její axiální dynamická tuhost je od 3xl0⁸ do 8xl0⁸ N/m.

5. Složené kolo podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačené tím, že hmotnost obruče (1) je menší než 110 kg a její radiální dynamická tuhost je menší než lxl0⁸ N/m, její axiální dynamická tuhost je větší než lxlO⁸ N/m a její axiální statická tuhost je větší než 0,5xl0⁸N/m.