Ing. Jarmila Loskotová, K Závětinám 727, Praha 5, 15500 (54) Název vynálezu:

Nízkopodlažní článkové kolejové vozidlo, zejména tramvajové (57) Anotace:

Nízkopodlažní článkové kolejové vozidlo, zejména tramvajové, uspořádané jako dvoučlánkové a třípodvozkové, případně prodloužené o alespoň jeden střední článek a alespoň jeden podvozek, je vybaveno vždy jedním otočným krajním podvozkem /1/ pod čelní a zadní partií vozidla a vždy jedním středním podvozkem /2/ pod každým kloubem, to je spojením článků vozidla, přičemž na každém středním podvozku /2/ spočívají otočně vždy obě sousední skříně vozidla, každá v samostatném úložném bodě /3/, přičemž v prostoru mezi dvojicemi samostatně uložených kol podvozku jsou umístěny prvky primárního i sekundárního vypražení /5/ a na vnější straně kol podvozku, vzhledem k podélné ose vozidla, jsou umístěny pohony a brzdy, zejména motory, převodovky, kotoučové a kolejnicové brzdy /6/, čímž je i nad podvozky zachována podlaha vozidla v nízké standardní úrovni, která je pouze mírně zvýšená oproti ostatnímu prostora pro cestující, přičemž obě tyto části podlahy jsou spojené bezbariérovým přechodem prostřednictvím pozvolně stoupajících ramp, při zachování standardní šířky průchodu vozidlem.

O

Z 297213 B6

Nízkopodlažní článkové kolejové vozidlo, zejména tramvajové

Oblast techniky

Vynález se týká uspořádání nízkopodlažního článkového tramvajového vozidla pro dopravu osob, určeného zejména pro městský provoz.

io Dosavadní stav techniky

Nízkopodlažní tramvaje se v současnosti vyrábějí s nízkou podlahou ve většině délky vozidla, přičemž za standardní výšku podlahy lze považovat výšku v rozmezí 350 až 450 mm nad temenem kolejnice a za minimální standardní průchozí šířku vozidlem 600 mm. Aby byla výška pod15 lahy zachována v této standardní úrovni, jsou podvozky těchto tramvají většinou vybaveny prolomenými nápravnicemi s volně uloženým páry kol, která mají společnou geometrickou osu otáčení. Tyto nápravnice s volně uloženými páry kol nahrazují obvyklá dvojkolí, tedy dvojice kol nalisované na společných osách, a umožňují průchod podlahy v nízkopodlažní úrovni i v prostoru mezi koly.

Při použití otočných podvozků však kola a mezi koly ležící nosné konstrukce podvozku omezují při svém otáčení kolem svislé osy vůči skříni vozidla prostor pro cestující natolik, že šířka X průchodu pro cestující podle obr. 1 je v prostoru podvozku nevyhovující, tedy menší než standardní.

Jestliže je nízkopodlažní vozidlo složeno zvíce článků, kdy pod každým lichým článkem je neotočně uložen podvozek, šířka Y nízkopodlažního průchodu vozidlem nad podvozkem se zvětší na standardní úroveň podle obr. 2. Je to však na úkor jízdních vlastností vozidla a zvýšení opotřebení kol a kolejnic, protože v tomto případě je umožněna jen velmi malá otočnost podvozku kolem svislé osy vůči příslušnému článku skříně vozidla, cca 3°. To má za následek nárůst sil mezi skříní vozidla a podvozkem kolem svislé osy je silově zachycena až ve styku kol s kolejnicí. Tato vozidla mají navíc z důvodu snížení počtu kloubů a tedy i podvozků menší počet dvojkolí, párů kol, než vozidla s vysokou úrovní podlahy, a tedy rovněž větší svislé zatížení jednoho dvojkolí, cožje provozně nevýhodné.

Šířku průchodu pro cestující lze zvětšit při zachování otočného uložení skříně vozidla na podvozcích umístěním otočného bodu skříně vozidla na podvozku půdorysně do středu dvojkolí, tedy páru protilehlých kol. Uložením skříní vozů sousedních článků tramvajového vozidla na jednom podvozku tímto způsobem dojde k možnosti relativního rozšíření průchodu pro cestující. Při snaze o zachování nízké úrovně výšky podlahy i nad podvozky ale dochází k prostorovým problé40 mům, kdy nelze např. podvozek vybavit dvojím vypražením, případně nejsou tyto podvozky vybaveny pohony, například podle patentu IT 1174 114, případně jsou tyto podvozky vybaveny pohony, ale z prostorových důvodů nelze použít kotoučové brzdy a podvozek má pouze brzdu špalíkovou, například podle patentu IT1216453. U dvoučlánkového vozidla může být takto proveden pouze střední podvozek a krajní podvozky jsou potom otočné se zvýšením podlahy o cca 45 200 mm.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje článkové nízkopodlažní tramvajové vozidlo, které je uspořádáno jako dvoučlánkové a třípodvozkové, případně může být prodlouženo o alespoň jeden střední článek a alespoň jeden podvozek, jehož podstata spočívá v tom, že je vybaveno vždy jedním krajním otočným podvozkem pod čelní a zadní partií vozidla, a vždy jedním středním podvozkem pod každým kloubem, to je spojením článků vozidla, přičemž na každém střed ním podvozku spočívají otočně vždy obě sousední skříně vozidla, každá v samostatném úložném bodě.

Podvozky jsou uspořádány tak, že v prostoru mezi dvojicemi samostatně uložených kol jsou umístěny prvky primárního i sekundárního vypražení a na vnější straně kol, vzhledem k podélné ose vozidla, jsou umístěny pohony a brzdy. Díky tomuto uspořádání je i nad podvozky možné zachovat podlahu vozidla v nízké standardní úrovni, která je pouze mírně zvýšená oproti ostatnímu prostoru pro cestující, přičemž obě tyto části podlahy jsou spojené bezbariérovým přechodem prostřednictvím pozvolně stoupajících ramp, při zachování standardní šířky průchodu vozidlem. Spojení jednoduchých článků skříně s podvozky je provedeno tak, že otočný bod každé ze sousedních skříní vozidla na středním podvozku leží geometricky vždy na svislé ose procházející středem společné osy otáčení jednoho páru kol a otočný bod krajního podvozku je půdorysně situován v podélné ose podvozku relativně blízko, cca 1/3 rozvoru podvozku, středu společné osy otáčení jednoho páru kol podvozku, více vzdáleného od čela vozidla, čímž je minimalizován relativní příčný pohyb příslušných kol podvozku vůči skříni vozidla při otáčení kolem svislé osy vedené otočným bodem středního podvozku, popřípadě bodem uložení skříně vozidla na příslušném krajním podvozku, a tím dojde jen k menšímu omezení průchozí šířky vozidla než u jiných vozidel s otočnými podvozky, tedy šířka zachovává u středních podvozků standardní šířku a u krajních podvozků se této šířce blíží.

U krajních podvozků pod přední a zadní částí vozidla se tato výhoda projeví pouze u párů kol bližších středu vozidla a krajní páry kol vykazují větší rozsah pohybu vůči skříni vozidla, přičemž tyto páry kol ovšem neomezují prostor pro cestující, protože se pohybují v přední části vozidla pod kabinou řidiče a v zadní části vozidla pod vhodně uspořádanými sedadly pro cestující, například uspořádanými do oblouku nad prostorem, ve kterém se pohybuje krajní pár kol. Průchod do kabiny řidiče, respektive k sedadlům v zadní části vozidla, bude zachován v přijatelné šířce odpovídající intenzitě pohybu osob v těchto oblastech.

Každý článek skříně vozidla uložený na středním podvozku je uložený prostřednictvím ložiska, v provedení například axiálního valivého ložiska nebo naklápěcího kulového ložiska, uspořádaného na kolébce, přičemž obě kolébky v každém středním podvozku jsou navzájem propojeny podélným táhlem, které přenáší podélné síly mezi články. Uspořádání táhla a jeho upevnění ke kolébkám umožňuje sousedním článkům vozidla vzájemný pohyb kolem podélné a příčné osy v rámci směrového a výškového vedení koleje. Jestliže jsou pro uložení článků skříně na kolébkách použita kulová ložiska, mohou obě kolébky tvořit jeden tuhý celek, protože vzájemné pohyby článků kolem podélné a příčné osy se uskuteční v kulových ložiskách. Podélné síly ze skříní vozidla na podvozek jsou přenášeny táhlem spojujícím vždy jednu z kolébek středního podvozku s rámem tohoto středního podvozku.

U krajních podvozků je skříň vozidla na tomto podvozku uložena prostřednictvím ložiska a kolébky s vyloženým uložením skříně vozidla vůči sadám vypražení, resp. středu podvozku. Zde je pro uložení skříně vozidla použito například axiální valivé ložisko schopné přenést i moment způsobený excentrickým zatížením kolébky.

Uspořádání obou druhů podvozků podle vynálezu umožní zachovat nízkou podlahu v celé délce vozidla, a to i nad podvozky, ve standardní výšce, při uspořádání podlahy bez stupňů, pouze s rampami s pozvolným stoupáním max. 1:10, pří zachování alespoň standardní šířky průchodu vozidlem pro cestující nad středními podvozky a 70 % standardní šířky průchodu vozidlem nad krajními podvozky, přičemž vozidlo vykazuje velmi dobré jízdní vlastnosti díky použití primárního i sekundárního vypražení a současně vozidlo vykazuje velmi dobré jízdní vlastnosti a nízké opotřebení kola a kolejnic díky otočnému uložení skříně vozidla na podvozcích, které není u nízkopodlažních vozidel obvyklé, přičemž všechna kola všech podvozků vozidla mohou být poháněna a brzděna kotoučovou brzdou.

-2CZ 297213 B6

Přehled obrázků na výkresech

Řešení podle vynálezu je blíže objasněno na přiložených výkresech, kde na obr. 3 je zobrazeno dvoučlánkové třípodvozkové vozidlo, na obr. 4 tříčlánkové čtyřpodvozkové vozidlo, na obr. 5, 6 a 7 uspořádání vozidla nad podvozky a na obr. 8 a 9 uložení skříní na podvozcích.

Příklady provedení vynálezu

Nízkopodlažní článkové kolejové vozidlo, zejména tramvajové, vyobrazené na obr. 3, je uspořádáno jako dvoučlánkové s články A a B a třípodvozkové.

Na obr. 4 je vozidlo prodlouženo o jeden střední článek C a je čtyřpodvozkové.

Článkové nízkopodlažní tramvajové vozidlo, znázorněné na obr. 3, je vybaveno prvním otočným krajním podvozkem 1 pod čelní partií článku A a druhým krajním podvozkem £ pod zadní partií článku B a jedním středním podvozkem 2 pod kloubem spojením článků A a B vozidla, přičemž na tomto středním podvozku 2 jsou otočně uloženy oba přilehlé konce skříní článků A a B vozidla, každý v samostatném úložném bodě 3.

Uložení podvozků je vyobrazeno na obr. 8 a 9. Podvozky £ i 2 jsou uspořádány tak, že v prostoru mezi dvojicemi samostatně uložených kol podvozku jsou umístěny prvky primárního i sekundárního vypružení 5 a na vnější straně kol, vzhledem k podélné ose vozidla, jsou umístěny pohony a brzdy, tedy motory, převodovky, kotoučové a kolejnicové brzdy 6. Díky tomuto uspořádání je i nad podvozky možné zachovat podlahu vozidla v nízké standardní úrovni, která je pouze mírně zvýšená oproti ostatnímu prostoru pro cestující, přičemž obě tyto části podlahy jsou spojené bezbariérovým přechodem prostřednictvím pozvolně stoupajících ramp při zachování standardní šířky průchodu vozidlem. Spojení jednotlivých článků skříně s podvozky je provedeno tak, že otočný bod 3 středního podvozku 2 leží vždy geometricky na svislé ose procházející středem společné osy otáčení jednoho párů kol podvozku a otočný bod 4 krajního podvozku £ je půdorysně situován v podélné ose podvozku relativně blízko, cca 1/3 rozvoru podvozku, středu společné osy otáčení jednoho páru kol podvozku, více vzdáleného od čela vozidla, čímž je minimalizován relativní příčný pohyb příslušných kol podvozku vůči skříni vozidla při otáčení kolem svislé osy vedené otočným bodem 3, popřípadě bodem 4, uložení skříně vozidla na příslušném podvozku, a tím dojde podle obr. 5 a 6 jen k menšímu omezeni průchozí šířky W a Z vozidla než u jiných vozidel s otočnými podvozky, přitom šířka W zachovává standardní průchozí šířku vozidla.

U krajních podvozků £ pod přední a zadní částí vozidla se tato výhoda projeví pouze u párů kol podvozku bližších středu vozidla, krajní páry kol vykazují větší rozsah pohybu vůči skříni vozidla ovšem tyto páry kol neomezují prostor pro cestující, protože se pohybují v přední části vozidla pod kabinou řidiče a v zadní části vozidla pod vhodně uspořádanými sedadly pro cestující. Sedadla v zadní části vozidla jsou uspořádána do oblouku nad prostorem, ve kterém se pohybuje krajní pár kol podvozku £ podle obr. 7. Průchod do kabiny řidiče, resp. k sedadlům v zadní části vozidla, bude zachován v přijatelné šířce Z, vyhovující s ohledem na intenzitu pohybu osob v těchto místech.

Každý článek skříně vozidla, uložený na středním podvozku 2 je uložený prostřednictvím ložiska 7, v provedení například axiálního valivého ložiska nebo naklápěcího kulového ložiska, uspořádaného na kolébce 8 podle obr. 8, přičemž obě kolébky 8 ve středním podvozku £ jsou navzájem propojeny podélným táhlem 9, které přenáší podélné síly mezi články vozidla. Uspořádání táhla 9 a jeho upevnění ke kolébkám 8 umožňuje sousedním článkům vozidla vzájemný pohyb kolem podélné a příčné osy v rámci směrového a výškového vedení koleje. Jestliže jsou pro uložení článků skříně na kolébkách použita kulová ložiska, mohou obě kolébky tvořit jeden tuhý celek, protože vzájemné pohyby článků kolem podélné a příčné osy se uskuteční v kulových ložiskách

-3CZ 297213 B6

7. Podélné síly z článků skříně vozidla na podvozek jsou přenášeny táhlem 10, spojujícím vždy jednu z kolébek 8 středního podvozku 2 s rámem 11 tohoto středního podvozku 2.

U krajních podvozků 1 je příslušný článek skříně vozidla na tomto podvozku uložen prostřednictvím ložiska 14 a kolébky 12 s podélně vyloženým uložením skříně vůči sadám druhotného vypražení 13, resp. středu podvozku. U krajních podvozků 1 je pro uložení článku skříně vozidla použito axiální valivé ložisko 14 schopné přenést i moment způsobený excentrickým zatížením kolébky 12.

Uspořádání obou druhů podvozků u nízkopodlažního článkového kolejového vozidla, zejména tramvajového, podle vynálezu umožní zachovat nízkou podlahu 15 v celé délce vozidla, a to i nad podvozky, ve standardní výšce běžné u nízkopodlažních tramvají, při uspořádání podlahy bez stupňů, pouze s rampami s pozvolným stoupáním max. 1 : 10, při zachování alespoň standardní šířky průchodu vozidlem pro cestující nad středními podvozky 2 a 70 % standardní šířky průchodu vozidlem nad krajními podvozky 1, a zároveň vozidlo vykazuje velmi dobré jízdní vlastnosti díky použití primárního i sekundárního vypražení a současně vozidlo vykazuje velmi dobré jízdní vlastnosti a nízké opotřebení kol a kolejnic díky otočnému uložení článků skříně vozidla na podvozcích, které není u nízkopodlažních vozidel obvyklé. Přitom všechna kola všech podvozků vozidla mohou být poháněna a brzděna kotoučovou brzdou.

Průmyslová využitelnost

Řešení podle vynálezu je využitelné pro nízkopodlažní kolejová vozidla, zejména tramvaje, určené zejména pro městský provoz.

PATENTOVÉ NÁROKY