CZ302385B6

CZ302385B6 - Vysocepoddajné kolo kolejových vozidel

Info

Publication number: CZ302385B6
Application number: CZ20100097A
Authority: CZ
Inventors: Martinásek@Marek; Pavco@Jaromír
Original assignee: Bonatrans Group A.S.
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2011-04-27
Also published as: EP2357092A1; ES2423834T3; EP2357092B1; PL2357092T3; CZ201097A3

Abstract

Vysocepoddajné kolo je tvoreno obrucí (1), kotoucem (2) a tlumicími pryžovými bloky (4) rovnomerne umístenými po obvode kola mezi kotoucem (2) a obrucí (1) a mezi obrucí (1) a prítlacným kruhem (3), který je umísten na vnitrní strane (1c) nebo na vnejší strane (1b) kola a je držen pojistným kroužkem (5) zajišteným šroubovým spojením (6). Pryžové bloky (4) mají tvar prstencové výsece a jsou v radiálním smeru umísteny kolmo vuci ose otácení kola, pricemž každý pryžový blok (4) bud sestává ze dvou samostatných oddelených pryžových segmentu (4a, 4b), anebo je zhruba v polovine své výšky po obvodu opatren delicí drážkou pro uchycení na kotouc (2) a prítlacný kruh (3) kola. Tato delicí drážka rozdeluje pryžový blok (4) na dva spojené pryžové segmenty (4a, 4b). Operné plochy na obruci (1), kotouci (2) a prítlacném kruhu (3) kola pro spolupusobení a uchycení pryžových bloku (4) jsou tvoreny prstencovými drážkami, které jsou upraveny podle tvaru pryžových bloku (4). Pryžové bloky mohou být na své celní ploše opatreny vybráním nebo výstupkem (4d) pro zasunutí do kotouce (2) nebo prítlacného kruhu (3).

Description

Vysocepoddajné kolo kolejových vozidel

Oblast techniky

Vynález se týká konstrukce pryží odpruženého složeného kola kolejových vozidel, zejména tramvajového a železničního kola, tvořeného z kotouče, obruče, pryžových vložek, přítlačného kruhu a pojistného kruhu se spojovacím materiálem. Vynález řeší zejména tvar a způsob uchycení pružného členu, to je pryžových bloků, v kole,

Dosavadní stav techniky

Složená, pryží odpružená kola pro kolejová vozidla jsou z praxe dlouhou dobu známá. Jsou tvo15 řena kotoučem a obručí, mezi něž je vložen pružný člen, který je v daném místě držen tvarově přizpůsobeným přítlačným kroužkem spojeným s kotoučem kola například šrouby nebo pojistným kroužkem. Pružný člen je obvykle tvořen dvěma pryžovými prstenci anebo je pryžový prstenec celistvý, případně je použita řada pryžových segmentů umístěných v drážkách kotouče a obruče. Tvar celistvého, pryžového, segmentuje blízký podobě otevřeného písmene V nebo U, v případě dvou pryžových prstenců jsou tyto umístěny kolmo nebo šikmo vůči ose kola. Pryžové segmenty nebo prstence přitom bývají z důvodu dosažení vysoké tuhosti při zatížení kola celistvé, neperforované.

Odpružená kola s pryžovými prstenci jsou známá například z patentových spisů DE 24 06 206,

DE 44 30 342, DE 33 18 617, DE 59 4792 nebo EP 1 896 274, které řeší tvar a uchycení pružných členů v kole s cílem optimalizace axiální tuhosti a dobrých radiálních pružících vlastností kola.

Nevýhodou těchto známých řešení, zejména EP 1 896 274, je skutečnost, že pryžové kroužky jsou navulkanizovány na nosném plechu ve tvaru mezikruží. Tyto plechy jsou potřebné z důvodu vedení pryže při deformaci obruče kola vůči jeho kotouči. Nevýhodou je rovněž vysoké předpětí pryžových kroužků v axiálním směru, kdy vratnou sílu vzniklou od předpětí zachycují úkosy kuželových ploch na náboji kotouče a přítlačného kroužku. Vlivem tohoto konstrukčního řešení je kolo hůře demontovatelné a vzniká tak nebezpečí poškození přítlačného kroužku a kotouče.

Ke zvýšení bezpečnosti je nezbytné spoj zajistit po obvodu rovnoměrně rozloženými šroubovými spoji, čímž se zvyšují výrobní náklady kola. Proti zamezení protočení obruče kola vůči kotouči je nutné použít jeden či více kovových dílů, například kolíků, pevně spojujících obruč s kotoučem kola, což komplikuje celou konstrukci, výrobu a montáž kola.

Další známá řešení odpružených kol mají vždy jednu řadu pryžových segmentů mezi obručí a kotoučem kola, která je rozmístěna po obvodu kola. Při zatížení těchto kol maximální radiální silou dochází jenom k minimální deformaci obruče vůči kotouči, protože tyto konstrukce umožňují přenesení svislých sil pouze v místě jejich působení a v nejbližším okolí a tím dochází k přetěžování pryžových segmentů. Při působení axiálních sil, například při jízdě v oblouku nebo na výhybkách, pak dochází naopak k velké deformaci obruče vůči kotouči kola. Aby bylo dosaženo požadované bezpečnosti při provozu kola, je nutné k výrobě použít pryžové segmenty s vyšší tvrdostí a tuhostí, což má za následek snížení životnosti těchto segmentů.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje složené vysocepoddajné kolo kolejových vozidel, které sestává z obruče, kotouče a tlumicích pryžových bloků rovnoměrně rozmístěných po obvodě kola mezi kotoučem a obručí a mezi obručí a přítlačným kruhem, který je umístěn na vnitřní straně kola nebo na vnější straně kola a je držen pojistným kroužkem zajištěným šroubovým

- 1 CZ 302385 B6 spojením, jehož podstata spočívá vtom, že pryžové bloky mají tvar prstencové výseče a jsou v radiálním směru umístěny kolmo vůči ose otáčení kola, přičemž každý pryžový blok bud’ sestává ze dvou samostatných oddělených pryžových segmentů, anebo je zhruba v polovině své výšky po obvodu opatřen dělicí drážkou pro zasunutí na kotouč a na přítlačný kruh kola, přičemž tato dělicí drážka rozděluje pryžový blok na dva spojené pryžové segmenty a opěrné plochy na obruči, kotouči a přítlačném kruhu kola pro spolupůsobení a uchycení pryžových bloků jsou tvořeny prstencovými drážkami, které jsou upraveny podle tvaru pryžových bloků.

S výhodou lze použít pryžové bloky, které jsou na čelní ploše opatřeny vybráním nebo výstupio kem pro zasunutí do kotouče nebo přítlačného kruhu kola.

Výhodné je také provedení vysocepoddajného kola kolejových vozidel, kdy součet objemů vnitřních pryžových segmentů se rovná 0,8 až 1,2 násobku součtu objemů vnějších pryžových segmentů.

Výhodně lze použít pryžové bloky, které mají v radiálním řezu rozdílné tloušťky pryžových segmentů.

Výhodou takového konstrukce odpruženého koiaje skutečnost, že vlivem uvedeného tvaru a roz20 místění pryžových segmentů po obvodu kola dochází při zatížení kola radiální silou k několikanásobně větší deformaci obruče kola vůči jeho kotouči oproti doposud známým kolům s pryžovými segmenty. Tato výhoda vzniká tím, že radiální sílu v jednom okamžiku přenáší vyšší počet pryžových segmentů, neboť nedochází k jejich odlehčování v axiálním směru, což způsobuje rovnoměrnější rozložení tlakových sil mezi pryžovými segmenty a obručí, kotoučem a přítlačným kruhem kola. Uspořádání pryžových segmentů ve dvou řadách nad sebou umožňuje zvolit pro výrobu segmentů měkčí směs a dosáhnout tak zvýšení její životnosti při zachování bezpečnosti provozu.

Výhodou je dále skutečnost, že změnou výšky zubového prstence v axiálním směru, který oddě30 luje prstencové drážky pro umístění pryžových bloků v kotouči kola a přítlačném kruhu a změnou radiálního poloměru tohoto zubového prstence, a to vzhledem k velikosti pryžových segmentů, lze měnit podle potřeby velikost radiální i axiální tuhosti kola.

Velikost axiální tuhosti kola lze měnit také změnou vzdálenosti pryžových bloků od svislé osy obruče kola v radiálním řezu, přičemž tato vzdálenost může být jak symetrická, tak asymetrická.

Jsou-li pryžové bloky na čelní ploše opatřeny vybráním nebo výstupkem pro zasunutí do kotouče nebo přítlačného kruhu, je tím zamezeno pootočení kotouče nebo přítlačného kruhu vůči obruči kola v tangenciálním směru.

Takto konstruované kolo tlumí výrazně hluk vznikající při valení kol po kolejnici a snižuje vibrace při průjezdu vozidla oblouky s malými poloměry, neboť jeho podstatnou výhodou je vysoká poddajnost obruče vzhledem ke kotouči, což napomáhá vy pružení podvozku a zvyšuje komfort jízdy cestujících ve vozidle.

Přehled obrázků na výkresech

Na obr. 1 je ve svém příčném řezu znázorněna polovina řezu vysocepoddajného kola kolejového so vozidla, kde pryžové bloky jsou tvořeny dvěma samostatnými segmenty, na obr. 2 je v příčném řezu znázorněna polovina řezu kola, kde jsou pryžové bloky opatřeny dělicí drážkou, na obr. 3 je znázorněn příklad tvaru pryžového bloku, který sestává ze dvou samostatných pryžových segmentů a na obr. 4 pak pryžový blok opatřený dělicí drážkou.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Vysocepoddajné kolo kolejových vozidel, podle obrázků 1 a 3, sestává z obruče i kola, kotouče 2 kola, přítlačného kruhu 3, pojistného kroužku 5, šroubového spojení 6 a pryžových bloků 4. Pryžové bloky 4 jsou rovnoměrně umístěny po obvodě kola mezi kotoučem 2 a obručí 1 a mezi io obručí I a přítlačným kruhem 3, který je umístěn na vnitřní straně Ic kola a je držen pojistným kroužkem 5 zajištěným proti vysunutí šroubovým spojením 6. Každý pryžový blok 4 sestává ze dvou samostatných pryžových segmentů 4a a 4b, které mají po sestavení kola v radiálním řezu v podstatě tvar čtyřúhelníku a tloušťka u pryžového segmentu 4a je v radiálním řezu menší než tloušťka v pryžového segmentu 4b. Opěrná plocha pro spolupůsobení s pryžovými segmenty 4a a 4b je na obou bocích radiálně vnitřní strany obruče I kola tvořena dvěmi prstencovými drážkami a opěrné plochy na axiálně vnitřních bocích kotouče 2 kola a přítlačného kruhu 3 rovněž dvěmi prstencovými drážkami, které zhruba v polovině radiální výšky opěrné plochy od sebe odděluje zubový prstenec 2a, 3a o středním poloměru R. Každý pryžový segment 4a, 4b je opatřen výstupkem 4c, 4d pro zasunutí do přítlačného kruhu 3 kola a do kotouče 2 kola a vzdálenost pryžových bloků 4 od svislé osy J_a obruče I kola je symetrická.

Příklad 2

Vysocepoddajné kolo kolejových vozidel, podle obrázků 2 a 4, sestává z obruče 1 kola, kotouče 2 kola, přítlačného kruhu 3, pojistného kroužku 5, šroubového spojení 6 a pryžových bloků 4. Pryžové bloky 4 jsou rovnoměrně umístěny po obvodě kola mezi kotoučem 2 a obručí 1 a mezi obručí 1 a přítlačným kruhem 3, který je umístěn na vnější straně ]_b kola a je držen pojistným kroužkem 5 zajištěným proti vysunutí šroubovým spojením 6. Každý pryžový blok 4 je zhruba v polovině své výšky po obvodu opatřen dělicí drážkou pro uchycení na kotouč 2 nebo na přítlačný kruh 3 kola, přičemž tato dělicí drážka rozděluje celý pryžový blok 4 na dva spojené pryžové segmenty 4a a 4b, které mají po sestavení kola v radiálním řezu v podstatě tvar čtyřúhelníku a tloušťka u pryžového segmentu 4a je v radiálním řezu v podstatě tvar čtyřúhelníku a tloušťka u pryžového segmentu 4a je v radiálním řezu menší než tloušťka y pryžového segmentu 4b.

Opěrná plocha pro spolupůsobení s pryžovými segmenty 4a a 4b je na obou bocích radiálně vnitřní strany obruče I kola tvořena prstencovou drážkou a opěrné plochy na axiálně vnitřních bocích kotouče 2 kola a přítlačného kruhu 3 kola dvěmi prstencovými drážkami, které zhruba v polovině radiální výšky opěrné plochy od sebe odděluje zubový prstenec 2a, 3a o středním poloměru R. Každý pryžový segment 4a, 4b je opatřen výstupkem 4c, 4d pro zasunutí do kotouče

2 kola a do přítlačného kruhu 3 kola a vzdálenost pryžových bloků 4 od svislé osy J_a obruče 1 kola je symetrická.

Průmyslová využitelnost

Vysocepoddajné kolo lze využít pro všechny typy kolejových vozidel, zejména pak u tramvajových a železničních kol, kde významně snižuje hluk při provozu vozidel.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

5 1. Vysocepoddajné kolo kolejových vozidel, tvořené obručí (1), kotoučem (2) a tlumicími pryžovými bloky (4) rovnomémě rozmístěnými po obvodě kola mezi kotoučem (2) a obručí (1) a mezi obručí (1) a přítlačným kruhem (3), který je umístěn na vnitřní straně (lc) kola nebo na vnější straně (lb) kola a je držen pojistným kroužkem (5) zajištěným šroubovým spojením (6), vyznačující se tím, že pryžové bloky (4) mají tvar prstencové výseče a jsou v radiálio ním směru umístěny kolmo vůči ose otáčení kola, přičemž každý pryžový blok (4) buď sestává ze dvou samostatných oddělených pryžových segmentů (4a, 4b), anebo je zhruba v polovině své výšky po obvodu opatřen dělicí drážkou pro zasunutí na kotouč (2) a na přítlačný kruh (3) kola, přičemž tato dělicí drážka rozděluje pryžový blok (4) na dva spojené pryžové segmenty (4a, 4b), a opěrné plochy na obruči (1), kotouči (2) a přítlačném kruhu (3) kola pro spolupůsobení a uchy15 cení pryžových bloků (4) jsou tvořeny prstencovými drážkami, které jsou upraveny podle tvaru pryžových bloků (4).
2. Vysocepoddajné kolo kolejových vozidel podle nároku 1, vyznačující se tím, že pryžové bloky (4) jsou na čelní ploše opatřeny vybráním nebo výstupkem (4d) pro zasunuti do

2o kotouče (2) nebo přítlačného kruhu (3).
3. Vysocepoddajné kolo kolejových vozidel podle nároků la2, vyznačující se tím, že součet objemů vnitřních pryžových segmentů (4b) se rovná 0,8 až 1,2 násobku součtu objemů vnějších piyžových segmentů (4a).
4. Vysocepoddajné kolo kolejových vozidel podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že pryžové bloky (4) mají v radiálním řezu rozdílné tloušťky (u, v) pryžových segmentů (4a, 4b).