CZ293083B6 - Vozidlové kolo, obzvláště pro nízkopodlažní vozidla - Google Patents

Abstract

Vozidlové kolo (3) má vnější čelní plochu náboje (7) kola (3) opatřenu jak připevňovacím místem k připojení dílu přenášejícího krouticí moment mezi nábojem a připojeným dílem, které může být tvořeno např. radiálním odstupňováním (8) v náboji (7) a vývrtem (24) pro šroubové či čepové připojení, tak i připevňovacím místem k připojení dílu nepřenášejícího krouticí moment, které může být tvořeno např. vývrty (25) pro šroubové spojení a které je prostorově odděleno od připevňovacího místa k připojení dílu přenášejícího krouticí moment.ŕ

Description

Vozidlové kolo, obzvláště pro uizkopodlažní vozidla

Oblast techniky

Vynález se týká vozidlového kola, obzvláště pro nízkopodlažní vozidla, jehož náboj je otočně uložen na pevné ose a je popřípadě elasticky spojen s pojezdovým věncem nebo pneumatikou a na své vnější čelní straně je opatřen připevňovacím místem k připojení dílu, přenášejícího kroutící moment mezi nábojem a tímto dílem, na příklad hnacím dílem nebo brzdovým kotoučem.

Dosavadní stav techniky

U vozidel se v první řadě rozlišuje mezi koly hnacími, která jsou poháněna motorem a koly hnanými, která nejsou poháněna. Dalšími rozlišujícími znaky je vybavení kol brzdami a podobně. Podle druhu vozidlového kola se většinou liší i jeho konstrukce. Je-li kolo hnací, je spojeno pomoci převodu s motorem, zatímco hnané kolo je pouze otočně uloženo na pevné ose. Spojení kola s převodem a motorem je u známých vozidel většinou doprovázeno vysokými montážními a demontážními náklady. Obzvláště u nízkopodlažních vozidel, která získávají ve veřejné dopravě stále větší význam, je kvůli malému prostoru, který je k dispozici, velmi obtížné umístění převodovky a motoru. Aby byly splněny požadavky na minimální požadovanou šířku vnitřního prostoru nízkopodlažního vozidla, jsou motor a převod resp. převodovka uloženy obvykle mimo kola. Přitom rozchod kol u kolejových vozidel je přesně určen rozchodem kolejnic. Aby se nezvětšovaly rozměry vozidla, je snaha o co možná prostorově nenáročné uspořádání převodu a pohonu. U známých kolejových vozidel je pohon uspořádán většinou vedle kola a kroutící moment je na kolo přenášen převodem, na př. kardanovým převodem. Obzvláště u nízkopodlažních vozidel existuje přitom ještě dodatečný požadavek na dostatečnou velikost prostoru mezi oběma osami otočného podvozku, pro umístění sedadel.

Např. z DE 3507232 Al nebo EP 0626286 A2 jsou známy pohony náboje kola, u kterých je kolo spojeno pomocí převodovky s pohonem. Nedostatkem těchto pohonů jsou vysoké náklady na montáž a demontáž.

Existují také motory nábojů kol, u nichž je kolo spojeno přímo s pohonem, aniž by mezi ním a kolem byl vložen převod resp. převodovka. Jejich výroba je však většinou drahá. Dále jsou známé pohony, připevněné pomocí příruby ke kotouči kola a vytvářející tak spojení mezi pohonem a kolem. Takováto vozidlová kola jsou známa na př. z EP 0464929 A2, EP 0579084 Al nebo US 4 913 258. Na př. vozidlové kolo podle EP 0 464 929 A2, které je uloženo na ložiskách na pevné ose, je opatřeno na vnější čelní ploše náboje připevňovacím místem v podobě závitových vývrtů na roztečné kružnici, ke kterému je pomocí šroubů připevněna tvarovaná příruba rotoru elektromotoru, přenášející na náboj kola kroutící moment. Rotor je uložen vně statoru, přičemž stator je připevněn svoji vnitřní stranou do pevné osy vozidlového kola a k vnější straně statoru je rozebíratelně připevněna hmcovitá krycí skříň elektromotoru, jejíž obvod je uložen v osazení náboje kola.

Nevýhodou této konstrukce je jak nemožnost vložení převodovky či převodu mezi hnací motor a náboj kola, což má za následek nutnost použití složitějšího a dražšího hnacího elektromotoru, tak i komplikovaná montáž a demontáž kola, při které se musí rozebírat elektromotor.

Jednotlivě poháněná kola s nalisovanou převodovkou jsou z hlediska zástavbového prostoru výhodná, ale výměna kola je následkem těžko rozebíratelné převodovky nákladná. Rovněž tak je výměna kola s kuželovou převodovkou spojena vždy s kompletním rozebráním převodovky.

-1 CZ 293083 B6 »

Cílem předkládaného vynálezu je vytvoření takového vozidlového kola, které by bylo lehce, nekomplikovaně a bez vysokých nákladů na montáž a demontáž připojitelné k převodovce či převodu hnacího motoru a které by bylo současně univerzálně použitelné jako hnané s přídavnými díly, jako např. brzdou nebo bez přídavných dílů. Přestrojení kola z hnacího na hnané a naopak nebo opatření kola například brzdou by mělo být proveditelné snadno a rychle Takto může výrobce lehce přizpůsobovat vozidlo jakýmkoliv požadavkům

Podstata vynálezu

Výše uvedené nevýhody v podstatě odstraňuje a vytyčený cíl splňuje vozidlové kolo, obzvláště pro nízkopodlažní vozidla, s nábojem otočně uloženým na pevné ose a s oběžným věncem nebo pneumatikou, spojeným případě elasticky s nábojem, přičemž vnější čelní plocha náboje kola je opatřena připevňovacím místem k připojení dílu, přenášejícího kroutící moment mezi nábojem a připojeným dílem, jehož podstata spočívá vtom, že vnější čelní plocha náboje kola je dále opatřena připevňovacím místem k připojení dílu nepřenášejícího kroutící moment, které je prostorově odděleno od připevňovacího místa k připojení dílu přenášejícího kroutící moment.

Díky prostorovému oddělení přenosu kroutícího momentu od ostatních připevnění je ulehčena montáž a demontáž kola, přičemž je současně umožněno, že jedno kolo může být použito jak jako hnací, tak i jako hnané a je kněmu možné podle potřeby volitelně připojit bud, to převod, nebo brzdový kotouč nebo jen krytku nebo vůbec žádný díl. Takováto konstrukce kola značně usnadňuje výrobu a minimalizuje počet komponentů, které se dříve zhotovovaly podle specielních požadavků, zatímco nyní se vystačí s několika moduly. Tak například u tramvají, které musí zvládat větší stoupání, je požadováno více hnacích kol, než u tramvají, které jezdí v rovinném terénu. Výrobce tak může vyrábět komponenty nezávisle na budoucím odběrateli a teprve při montáži vozidla je smontovat podle požadavků odběratele.

Je výhodné, je-li připevňovací místo k připojení dílu přenášejícího kroutící moment opatřeno tvarováním pro zaklesnutí tvarově odpovídajících vybrání na připojovaném dílu přenášejícím kroutící moment za účelem vytvoření neotočného tvarového spojení mezi nábojem a připojeným dílem přenášejícím kroutící moment. __

Toto opatření zajistí bezpečný přenos kroutícího momentu na kolo resp. z kola.

Je rovněž výhodné, je-li připevňovací místo k připojení dílu přenášejícího kroutící moment dále opatřeno alespoň dvěma děrami pro upevňovací šrouby nebo čepy, upravenými ve stejné vzdálenosti od otočné osy náboje a ve stejných úhlových odstupech.

Toto opatření dále přispívá k bezpečnému přenosu kroutícího momentu a zajišťuje klidný běh kola.

Dále je výhodné, je-li tvarování tvořeno výstupky z vnější čelní plochy náboje ve formě zubů, vytvořenými přednostně ve stejné vzdálenosti od otočné osy náboje ave stejných úhlových odstupech.

Takovéto opatření zajistí jak bezpečný přenos kroutícího momentu, tak i klidný běh vozidlového kola v provozu.

Podle další alternativy provedení je výhodné, je-li tvarování tvořeno radiálním odstupňováním vnější čelní plochy náboje.

Volitelně připojitelný díl, např. část pohonu nebo brzdový kotouč je přitom vytvořen tak, aby se vsadil do zmíněného radiálního odstupňováni.

-2CZ 293083 B6

Je výhodné, je-li připevňovací místo k připojení dílu nepřenášejícího kroutící moment opatřeno alespoň dvěma vývrty pro šroubové nebo čepové spojeni, upravenými přednostně ve stejné vzdálenosti od otočné osy náboje kola a ve stejných úhlových odstupech.

Symetrické uspořádání vývrtů opět zabezpečuje klidný běh kola v provozu.

V případě hnacího kola je podle výhodného provedení připojovaným dílem přenášejícím kroutící moment prstencovitý adaptér s čelním ozubením pro záběr s čelním ozubením duté hřídele, uspořádané okolo osy a upravené k hnacímu propojení s pastorkem motoru, přičemž připojovaným dílem nepřenášejícím kroutící moment je propojovací mezikus, kjehož druhé straně je připevněna dutá hřídel s výhodou pomocí centrálního šroubu, zašroubovaného do centrálního vývrtu propojovacího mezikusu.

Touto konstrukcí se dosáhne oddělení přenosu kroutícího momentu od silového připevněni, což podstatně usnadňuje montáž a demontáž a tím údržbu kola, neboť napojení převodových dílů na kolový náboj není provedeno silovým spojem. Kolo tedy může být odděleno od převodu pouhým odšroubováním centrálního šroubu. Prstencovitý adaptér, spojený s kolovým nábojem, zajišťuje přenos kroutícího momentu na kolo. U tohoto provedení se na rozdíl od známého stavu techniky nemusí rozebírat převodovka, neboť spojení převodu školovým nábojem je zajištěno bez slisování.

Podle další alternativy provedení je připojovaným dílem přenášejícím kroutící moment brzdový kotouč, jehož třmen je pomocí třmenového adaptéru připevněn k ose, přičemž připojovaným dílem nepřenášejícím kroutící moment je těsnicí kroužek, opatřený s výhodou labyrintovým těsněním.

Brzdový třmen a osa jsou oproti rotujícímu brzdovému kotouči v klidu. Tak je možné při provádění údržby několika málo hmaty přimontovat resp. odmontovat brzdu nehnaného kola.

U nebržděného hnaného kola může být připojovaným dílem nepřenášejícím kroutící moment kiytka, která ochraňuje pod ní ležící konstrukci před poškozením a vniknutím nečistot.

Přehled obrázků na výkresech

Na přiložených výkresech je znázorněn příklad provedení vynálezu, kde obr. la představuje půdorys otočného podvozku nízkopodlažního kolejového vozidla, obr. lb nárys otočného podvozku z obr. 1 a, obr. 2 jedno provedení kola kolejového vozidla, obr. 3a variantu kola z obr. 2 jako hnacího kola bez brzdy, obr. 3b variantu kola z obr. 2 jako hnaného kola bez brzdy a obr. 3c variantu kola z obr. 2 jako hnaného kola s kotoučovou brzdou.

Příklad provedení vynálezu

Jak vyplývá z obr. la, lb, sestává otočný podvozek 1 nízkopodlažního kolejového vozidla ze dvou os 2, z nichž kola 3 jedné osy 2, ve znázorněném příkladě pravá, jsou hnací a kola 3 druhé osy 2 jsou hnaná. Obvykle je podvozek 1 spojen s nástavbou vozidla pružinami. Obzvláště u nízkopodlažních vozidel by měl být prostor mezi koly 3 jedné osy 2 volný, aby byl umožněn průchod pasažérů bez překonávání schodů a proto by neměly být mezi koly 3 v šířce L^, žádné zástavby. Přitom je účelné a často i požadované, aby oblast mezi osami 2 podvozku 1 v délce L? byla optimálně využita k umístění sedadel s dostatečným prostorem pro nohy. Z výše uvedených požadavků vyplývá, že pro umístění pohonu kol 3 je k dispozicí jen velmi malý prostor Ve znázorněném příkladě jsou dvě hnací kola 3 poháněna podélně uloženým motorem 4, např.

-3CZ 293083 B6 orientovaným ve směru jízdy, ktérý je pomocí převodovky 5. spojen s kolem 3. Jak hnací, tak i hnaná kola 3 mohou také obsahovat brzdu 6. Obzvláště demontáž hnacího kola 3 je u známých napojení kol 3 relativně obtížná, protože se nejdříve musí demontovat brzdy 6, potom musí být otevřena převodovka 5 a stažena z kola 3. a teprve poté se může demontovat kolo 3.

Navíc jsou u známých konstrukcí vytvořena hnaná kola 3 odlišně od hnacích kol 3, což znesnadňuje dodatečné změny podle rozličných požadavků. Proto je nutné zhotovovat vozidla a jejich součásti většinou podle jednotlivých požadavků.

Obr. 2 představuje jedno vynálezecké provedení kola 3 pro kolejové vozidlo. Kolo 3 může být vyrobeno buď jako jeden kus, nebo jeho věnec 21 může být spojen s kolovým nábojem 7 prostřednictvím elastického elementu 22. Kolový náboj 7 je uložen pomocí valivých ložisek 23 na pevné ose 2. Podle vynálezu obsahuje kolový náboj 7 na své vnější čelní ploše připevňovací místo k přípojem dílu přenášejícího kroutící moment mezi kolovým nábojem 7.. a připojeným dílem, které je tvořeno radiálním odstupňováním 8 v kolovém náboji 77. K zabezpečení napojeného dílu přenášejícího kroutící moment před pootočením na kolovém náboji 7, mohou být vytvořeny např. vývrty 24, které jsou uspořádány přednostně ve stejné vzdálenosti od otočné osy náboje 7 kola 3. a ve stejných úhlových odstupech a mohou být opatřeny vnitřním závitem k zašroubování upevňovacích šroubů 16. Místo vývrtů 24 mohou být na kolovém náboji 7 i neznázoměné čepy. K připevnění dalšího komponentu je na nejvíce vyčnívající čelní ploše kolového náboje 7 vytvořeno připevňovací místo k připojení dílu nepřenášejícího kroutící moment např. v podobě vývrtů 25. přednostně s vnitřním závitem. Také zde mohou být namísto vývrtů 25 použity neznázoměné čepové nebo šroubové spoje. Na toto místo se připevňují různé díly podle použití kola, např. krytka 28 nebo těsnicí kroužek 30.

Na obr. 3a je znázorněna varianta kola 3 nízkopodlažního kolejového vozidla z obr. 2, provedeného jako hnací kolo 3 bez brzdy. Kolo 3 je napojeno na neznázoměnou podélně uloženou převodovku, jejíž pastorek 11 je viditelný. Do připevňovacího místa k připojení dílu přenášejícího kroutící moment, vytvořeného ve tvaru radiálního odstupňování vnější čelní plochy náboje 7, je vsazen prstencovitý adaptér 9, který je pomocí připevňovacích šroubů 16, zašroubovaných do vývrtů 24 kolového náboje 2 neotočně připevněn. Za účelem vytvoření neotočného tvarového spojení je vnější čelní plocha náboje 7 opatřena výstupky v podobě zubů a prstencovitý adaptér 9 je opatřen komplementárními vybráními. Ve znázorněném případě je kroutící moment z motoru 4 přenášen přes pastorek 11 převodovky 5. na dutou hřídel 12 a přes její čelní ozubení 10' do čelního ozubení 10 prstencovitého adaptéru 9.

K zajištění dostatečného silového spojení je kpřipevňovacímu místu k připojení dílu nepřenášejícího kroutící moment připojen propojovací mezikus 26 pomocí připevňovacích šroubů 18. které jsou zašroubovány do vývrtů 25 kolového náboje 7. Na opačné straně je propojovací mezikus 26 opatřen centrálním vrtáním 27, do kterého je zašroubován centrální šroub 13, připevňující přes podložku 14 dutou hřídel 12 ke kolovému náboji 2· Namísto centrálního šroubu 13 a vrtání 27 mohou být použity i jiné připevňovací elementy. Rovněž tak podložka 14 není bezpodmínečně nutná. Podstatné pro tuto konstrukci je prostorové oddělení přenosu kroutícího momentu od silového připevnění, jinými slovy prostorové oddělení připevňovacího místa k připojení dílu přenášejícího kroutící moment od připevňovacího místa k připojení dílu nepřenášejícího kroutící moment. Tím se docílí snadnější montáže a demontáže hnacího kola, protože se nemusí rozebírat ani části převodu ani lisované spoje.

Na obr. 3b je znázorněn příklad provedení kola 3 podle vynálezu jakožto hnaného nebržděného kola. V tomto případě se připevní k připojovacímu místu k připojení dílu nepřenášejícího kroutící moment pouze krytka 28 pomocí připevňovacích šroubů 18, které se zašroubuji do vývrtů 25 kolového náboje 2- Protože zde nedochází k přenosu kroutícího momentu na žádnou součást, není na radiálním odstupňování 8 vnější čelní plochy náboje 2, tj. na připevňovacím místě k připojení dílu přenášejícího kroutící moment připevněna žádná součást.

-4CZ 293083 B6

Na obr. 3c je znázorněna varianta kola 3 jakožto hnaného kola 3 s brzdou 6. V tomto případě je místo prstencového adaptéru 9, použitého u hnacího kola 3 (viz obr. 3a), připevněn k připevňovacímu místu k připojení dílu přenášejícího kroutící moment brzdový kotouč 17 pomocí připevňovacích šroubů 16. Brzdový třmen 20 s brzdovými čelistmi je přes adaptér 19 připojen pomocí připevňovacích šroubů 29 k pevné ose 2. Kolový náboj 7 a brzdový kotouč 17 se otáčejí, zatímco brzdový třmen 20 stojí. Těsnící kroužek 30 s labyrintovým těsněním 21, připojený pomocí šroubů 18 do připevňovacího místa k připojení dílu nepřenášejícího kroutící moment zajišťuje těsnění mezi rotujícím a nerotujícím dílem.

Průmyslová využitelnost

Vozidlové kolo podle předkládaného vynálezu lze univerzálně použít u všech nízkopodlažních vozidel kolejových a silničních, jako např. tramvají, příměstských vlaků, trolejbusů a městských autobusů, a to jako kola hnacího, ke kterému je připojen převod od hnacího motoru nebo jako kola hnaného bud, to s brzdou, nebo i bez brzdy.

Claims (9)

1. Vozidlové kolo, obzvláště pro nízkopodlažní vozidla, s nábojem (7) otočně uloženým na pevné ose (2) as oběžným věncem (21) nebo pneumatikou, spojeným případě elasticky s nábojem (7) kola (3), přičemž vnější čelní plocha náboje (7) je opatřena připevňovacím místem k připojení dílu, přenášejícího kroutící moment mezi nábojem (7) a připojeným dílem, vyznačené tím, že vnější čelní plocha náboje (7) kola (3) je dále opatřena připevňovacím místem k připojení dílu nepřenášejícího kroutící moment, které je prostorově odděleno od připevňovacího místa k připojení dílu přenášejícího kroutící moment.

2. Vozidlové kolo podle nároku 1, vyznačené tím, že připevňovací místo kpřipojení dílu přenášejícího kroutící moment je opatřeno tvarováním pro zaklesnutí tvarově odpovídajících vybrání na připojovaném dílu přenášejícím kroutící moment za účelem vytvoření neotočného tvarového spojení mezi nábojem (7) a připojeným dílem přenášejícím kroutící moment.

3. Vozidlové kolo podle nároků 1 nebo 2, vyznačené tím, že připevňovací místo k připojení dílu přenášejícího kroutící moment je dále opatřeno alespoň dvěma děrami (24) pro upevňovací šrouby (16) nebo čepy, upravenými ve stejné vzdálenosti od otočné osy náboje (7) a ve stejných úhlových odstupech.

4. Vozidlové kolo podle nároku 2 nebo 3, vyznačené tím, že tvarování je tvořeno výstupky z vnější čelní plochy náboje (7) ve formě zubů, vytvořenými přednostně ve stejné vzdálenosti od otočné osy náboje (7) a ve stejných úhlových odstupech.

5. Vozidlové kolo podle nároku 2 nebo 3, vyznačené tím, že tvarování je tvořeno radiálním odstupňováním (8) vnější čelní plochy náboje (7).

6. Vozidlové kolo podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačené tím, že připevňovací místo k připojení dílu nepřenášejícího kroutící moment je opatřeno alespoň dvěma vývrty (25) pro šroubové nebo čepové spojení, upravenými přednostně ve stejné vzdálenosti od otočné osy náboje (7) kola (3) a ve stejných úhlových odstupech.

-5CZ 293083 B6

7. Vozidlové kolo podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačené tím, že připojovaným dílem přenášejícím kroutící moment je prstencovitý adaptér (9) s čelním ozubením (10), pro záběr s čelním ozubením (10') duté hřídele (12), uspořádané okolo osy (2), a upravené k hnacímu propojení s pastorkem (1 1) motoru (4), přičemž připojovaným dílem nepřenášejícím kroutící moment je propojovací mezikus (26), kjehož druhé straně je připevněna dutá hřídel (12) s výhodou pomocí centrálního šroubu (13), zašroubovaného do centrálního vývrtu (27) propojovacího mezikusu (26).

8. Vozidlové kolo podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačené tím, že připojovaným dílem přenášejícím kroutící moment je brzdový kotouč (17), jehož třmen (20) je pomocí třmenového adaptéru (19) připevněn kose (2), přičemž připojovaným dílem nepřenášejícím kroutící moment je těsnicí kroužek (30), opatřený s výhodou labyrintovým těsněním.

9. Vozidlové kolo podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačené tím, že připojovaným dílem nepřenášejícím kroutící moment je krytka (28).