CZ307515B6

CZ307515B6 - Železniční samovýsypný vůz

Info

Publication number: CZ307515B6
Application number: CZ2011-609A
Authority: CZ
Inventors: Miroslav Donner
Original assignee: Legios Europe Ag
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2018-11-07
Also published as: PL2760721T3; EP2760721A1; TR201906534T4; CZ2011609A3; WO2013046072A1; EP2760721B1; HRP20190810T1

Abstract

Železniční samovýsypný vůz zahrnuje rám (5) opatřený dvěma podvozky (20) a skříň (2) uspořádanou na rámu (5) a rozdělenou na dvě jehlanovité násypky (3), z nichž každá je po obou stranách opatřená výsypnými klapkami (4) s ovládacím mechanismem. Rám (5) je svařená konstrukce sestávající ze dvou představků (6) spojených se dvěma podélníky (7) s příčnými výztuhami (8), přičemž představky (6) jsou složeny z čelního příčníku (9) s nárazníky (11) a spřáhlem (12) a z hlavního příčníku (10) spojeného s čelním příčníkem (9) plechy (13) komory. Plechy (13) komory jsou svou zadní částí alespoň částečně zanořeny do předního příčníku (9) a/nebo do hlavního příčníku (10).

Description

Železniční samovýsypný vůz

Oblast techniky

Vynález se týká železničního samovýsypného vozu, určeného pro přepravu sypkých materiálů, zejména písku nebo štěrku.

Dosavadní stav techniky

Železniční samovýsypné vozy pro přepravu sypkých materiálů se liší svou konstrukcí podle druhu přepravovaného materiálu. Samovýsypné vozy pro přepravu uhlí se vyznačují např. většími výsypnými klapkami a jinými výsypnými úhly než samovýsypné vozy pro přepravu štěrku a písku. Známá konstrukce samovýsypného vozu je tvořena skříní rozdělenou na dvě násypky s oboustranně uspořádanými výsypnými klapkami, uspořádanou na rámu, který je zpravidla opatřen dvěma dvounápravovými podvozky s ěelníky. Rám je svařovaná skříňová konstrukce sestávající ze dvou představků spojených dvěma vnějšími podélníky s příčnými výztuhami. Představek zahrnuje čelní příčník, na jehož přední straně jsou upevněny nárazníky a manuální spřáhlo, a hlavní příčník, spojený s čelním příčníkem pomocí středového nosníku přivařeného k přivráceným stranám čelního příčníku a hlavního příčníku. Na představcích jsou přechodové plošiny s oboustrannými roštovými stupačkami.

Skříň upevněna na rámuje svařovaná shora otevřená nádoba, rozdělená na dvě násypky, každá ve tvaru čtyřbokého dole seříznutého jehlanu svrchní nástavbou zužující násypný profil. Všechny stěny jehlanu tvořící plášť každé z násypek jsou skloněny pod určitým úhlem vůči rovině temene kolejnice. Tento úhel, označovaný jako výsypný úhel, se liší podle druhu a objemu přepravovaného materiálu. Čím větší je výsypný úhel, tím menší je objem násypky a tedy i objem přepravovaného materiálu, s ohledem na to, že výška vozu je limitována výškou jeho těžiště, které nesmí ležet vysoko, aby nedošlo k převrácení vozu.

V bočních stěnách násypek jsou lichoběžníkové otvory osazené výsypnými klapkami pro řízené vykládání přepravovaného materiálu s možností jeho dávkování. Klapky jsou tvarové svařence, přičemž otevírání a zavírání každé výsypné klapky je ovládáno samostatným ovládacím mechanismem se strojním pohonem, jakož i ruční pákou pro nouzové otevření nebo zavření příslušné výsypné klapky.

Samovýsypné vozy jsou vybaveny brzdovou jednotkou uspořádanou na rámu vozu, od níž se pomocí táhel přenáší brzdná síla na kola podvozku.

Šikmé čelní stěny násypek jsou nad představky podepřeny různými podpěrnými konstrukcemi, např. samostatnými vzpěrami nebo výztužnými žebry směřovanými šikmo proti sobě do středu představků.

Je žádoucí, a pro zákazníky železnic je tento parametr velmi důležitý, aby výsyp z násypek byl možný i na pásový dopravník přes koleje, tzn., aby výška výsypky nad temenem kolejnice byla dostatečná pro ustavení a funkci pásového dopravníku. Tento požadavek vede opět ke zvýšení těžiště vozu. Důležitá je i vlastní hmotnost vozu pro optimální ekonomiku přepravy.

Samovýsypný železniční vůz je popsán v dokumentech EP 0262035 A1 nebo US 2008/223252 A1 a US 3921537 A.

Nevýhody stávajících železničních samovýsypných vozů pro přepravu sypkých materiálů spočívají zejména v tom, že nejsou univerzálně konstruované pro přepravu různých druhů sypkých materiálů při optimálním poměru délky vozu, ložného objemu, hodnoty výsypného úhlu,

- 1 CZ 307515 B6 polohy těžiště vozu a výšky výsypky nad kolejnicemi. Zejména jsou tyto vozy příliš dlouhé, a tudíž mají i nevyhovující poměr délky k objemu, tzn., že do vlakové soupravy jich lze zařadit pouze určitý počet.

Podstata vynálezu

Úkolem tohoto vynálezu je vytvoření univerzálního samovykládacího železničního vozu, který by odstraňoval výše uvedené nedostatky a při velkém ložném objemu by se vyznačoval kratší délkou, která by umožňovala zvýšení počtu vozů zapojených ve vlaku při standardní délce vlakové soupravy kolem 600 m, čímž by bylo dosaženo zvýšení objemu přepravovaného nákladu ve vlaku a zlepšení ekonomiky vlakové nákladní přepravy.

Předmětem zlepšení je podle tohoto vynálezu železniční samovýsypný vůz zahrnující rám opatřený dvěma podvozky a skříň uspořádanou na rámu a rozdělenou na dvě jehlanovité násypky, z nichž každá je po obou stranách opatřená výsypnými klapkami s ovládacím mechanismem, přičemž rám je na obou koncích zakončen představky sestávajícími z čelního příčníku s nárazníky a spřáhlem a z hlavního příčníku spojeného s čelním příčníkem středovými plechy komory představku, přičemž představky jsou navzájem spojeny podélníky s příčnými výztuhami.

Zkrácení představků je dosaženo tak, že plechy komory představku zasahují svou koncovou oblastí alespoň částečně do tělesa čelního příčníku a/nebo hlavního příčníku.

Z hlediska konstrukčního je výhodné, když plechy komory představku prostupují celou šířkou tělesa čelního příčníku a vykazují středovou dutinu, která je vyústěna jako otvor na přední straně čelního příčníku a která je připravena pro uložení automatického spřáhla.

Ve středové dutině jsou dále s výhodou umístěny dvě opěrky automatického spřáhla pro uložení automatického spřáhla do středové dutiny.

V dalším výhodném provedení tohoto vynálezu je každá čelní stěna násypky, uspořádaná nad představkem, spojena s představkem prostřednictvím alespoň dvou výztužných sedel nepravidelného tvaru, kde spodní strana každého výztužného sedla je spojena svarem s podélníkem, přední strana tvořící obdélníkový výstupek zasahuje pod boční stěnu násypky a je s ní spojena svarem, horní strana přiléhá k čelní stěně násypky a je s ní spojena svarem a zadní strana výztužného sedla ve střední části tvoří oblouk vypouklý směrem k čelní stěně násypky a ve spodní části tvoří spolu se spodní stranou klín směřující směrem od čelní stěny násypky, přičemž ve středové oblasti výztužného sedla je vytvořen odlehčovací otvor přibližně trojúhelníkového tvaru.

Ve výhodném materiálovém a pevnostním provedení je výztužné sedlo z plechu a zadní strana výztužného sedla a okraje odlehčovacího otvoru jsou opatřeny plochými pásovitými lemy spojenými svarem s výztužným sedlem a uspořádanými kolmo na rovinu plochy výztužného sedla.

V dalším výhodném pevnostním provedení tohoto vynálezu jsou dvě výztužná sedla uspořádána nad podélníky a mezi nimi je uspořádáno středové žebro spojené svarem s čelní stěnou násypky a s příčnou výztuhou rámu, přičemž výztužná sedla i středové žebro jsou opatřena vybráními, do kterých zapadá horizontální výztuh čelní stěny násypky.

Pro zkrácení celkové délky vozu je dále výhodné, že podvozky jsou bez čelníků, a uvnitř každého podvozku je integrovaná brzdová jednotka.

V dalším výhodném provedení železničního samovýsypného vozu podle tohoto vynálezu ovládací mechanismus výsypné klapky sestává z pneumatického dvoučinného válce upevněného

-2CZ 307515 B6 k boční stěně násypky, z otočného ramene spojeného s pístnicí pneumatického dvoučinného válce a z ovládací hřídele pro ovládání pohybu výsuvné klapky, přičemž hřídel je spojena s otočným ramenem a opatřena násobičem momentu pro ulehčení manuálního otvírání.

V nej výhodnějším poměru rozměrů a hmotností je délka vozu přes nárazníky 12 680 mm, výsypný úhel (a) čelních stěn i bočních stěn násypek je 50°, světlá výška násypek nad kolejnicemi je 680 mm, ložný objem vozu je 48 m³, a vlastní hmotnost vozu je 21 t.

Výhody železničního samovýsypného vozu podle tohoto vynálezu spočívají v tom, že při značném ložném objemu a malé vlastní hmotnosti dosahuje optimálních výsypných a přepravních vlastností, a to při malé délce vozu, která vede ke zlepšení ekonomiky železniční nákladní přepravy, když na stejnou délku vlakové soupravy je možno naložit větší objem a hmotnost přepravovaného materiálu. Uvedené výhody vozu přináší konstrukce zkrácených představků, podvozky bez čelníků, shodné výsypné úhly a = 50°± 2% u čelních i bočních stěn násypek a rovněž konstrukce výztužných sedel, která je ideální pro přenos zatížení a sil působících na prázdný i naložený vůz v podélném i příčném směru.

Objasnění výkresů

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresů, na nichž znázorňují obr. 1 boční pohled na železniční samovýsypný vůz, obr. 2 zadní pohled na železniční samovýsypný vůz, obr. 3 půdorys železničního samovýsypného vozu, obr. 4 perspektivní axonometrický pohled na železniční samovýsypný vůz, obr. 5 půdorys rámu, obr. 6 perspektivní axonometrický pohled na představek, obr. 7 perspektivní axonometrický pohled na výztužné sedlo, obr. 8 detailní pohled na ovládací mechanismus výsypné klapky, a obr. 9 půdorys podvozku.

Příklady uskutečnění vynálezu

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní příklady uskutečnění tohoto vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoli jako omezení příkladů provedení vynálezu na uvedené případy. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zjistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním tohoto vynálezu, která jsou zde speciálně popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty do rozsahu patentových nároků.

Čtyřnápravový podvozkový železniční samovýsypný vůz 1 řady Faccns, znázorněný na obr. 1 až obr. 8, je určen zejména pro přepravu písku a štěrku na železnici s rozchodem kolejnic 25 1435 mm. Podvozek tvoří rám 5 vytvořený jako svařovaná konstrukce složená ze dvou představků 6 spojených dvěma vnějšími podélníky 7 s příčnými výztuhami 8. Představky 6 jsou oproti běžnému provedení zkrácené, přičemž jejich délka je I = 2040 mm. Jsou svařené z ocelových profilů tvořících čelní příčník 9, hlavní příčník 10 a plechy 13 komory představků 6. Zkrácení délky 1 je dosaženo tak, že jedna koncová oblast plechů 13 komory prochází zcela čelním příčníkem 9 v celé jeho šířce a zasahuje částečně do hlavního příčníku 10. Mezi plechy 13 komory představků 6 je středová dutina 26 vyústěná jako otvor 27 na přední straně čelního příčníku 9, přičemž obsahuje opěrky 28 automatického spřáhla pro uložení nezobrazeného automatického spřáhla. Dále je na přední straně čelního příčníku 9 mezi nárazníky 11 uspořádáno manuální spřáhlo 12. Na čelním příčníku 9 jsou dále i madla pro spřahače a držáky návěstních svítilen.

Podvozky 20 upevněné k hlavním příčníkům 10 rámu 5 pod představky 6 jsou rovněž zkrácené, neboť nejsou opatřeny tzv. čelníky, které běžně slouží k vyztužení konstrukce podvozku, ale prodlužují jeho celkovou délku. Podvozky 20 vozu 1 bez čelníků jsou upraveny tak, aby se vešly před dna výsypek, resp. před skluzy 21 pro výsyp materiálu. Vnitřní část podvozků 20 je

-3 CZ 307515 B6 upravena pro uložení integrovaných brzdových jednotek 36 působících přímo na kola podvozku

20, bez nutnosti převodu brzdné síly pomocí táhel v boční nebo spodní části vozu 1. Na představcích 6 jsou dále přechodové plošiny 14 s dvojitými roštovými stupačkami ]_5.

Na rámu 5 je svařovaná skříň 2 pro nakládku, přepravu a vykládku sypkého materiálu. Konstrukce skříně 2 je volena tak, aby spolu s rámem 5 tvořila kompaktní, pevný, dostatečně objemný, nosný a přitom zkrácený celek. Skříň 2 je svařena z plechů a profilů a je tvořena dvěma násypkami 3 ve tvaru čtyřbokého seříznutého jehlanu, přičemž horní část násypek 3 tvoří kupolovité nástavby vytvářející na vrcholu vozu 1 jeden společný obdélníkový násypný otvor o rozměrech 1600 x 10 365 mm. Střední a spodní část každé násypky 3 je tvořena dvěma protilehlými bočními stěnami 16 a dvěma protilehlými čelními stěnami 17, svařenými do tvaru jehlanu. Vůz 1 je konstruován pro vykládání přepravovaného materiálu vlastní gravitací, s možností jeho dávkování. K tomu slouží výsypné otvory ve tvaru rovnoramenného lichoběžníku v bočních stěnách 16 násypek 3. Výsypné otvory jsou uzavřeny výsypnými klapkami 4, tvořenými vypouklými ocelovými svařenci, které je možno ovládat pneumaticky nebo manuálně. Pneumatický ovládací mechanismus 18 výsypné klapky 4 zahrnuje pneumatický dvoučinný válec 22 upevněný na boční stěně 16, jehož pístnice 35 je otočně spojena se zahnutým otočným ramenem 34 na ovládací hřídeli 23, která je navíc vybavena násobičem 24 momentu uspořádaným na konci ovládací hřídele 23. Ruční ovládání ovládací hřídele 23 zajišťuje ruční páka pro manuální ovládání výsypných klapek 4, připojená k násobiči 24 momentu.

Otvory sloužící pro výsyp přepravovaného materiálu pomocí výsypných klapek 4 násypek 3 jsou postupně redukovány na rozměry pevného výsypného žlabu o šířce 700 mm, jehož světlá výška nad temenem kolejnic je H = 680 mm. Vůz 1 je vybaven přídavnými skluzy 21 pro prodloužení výsypného žlabu pro výsyp materiálu až za temeno kolejnic 25.

Čelní stěny 17 násypek 3 uspořádané nad představky 6 jsou spojeny s rámem 5 vozu 1 pomocí výztužných sedel 19 přivařených k podélníkům 7 rámu 5. Výztužné sedlo 19 je nepravidelný výpalek ze silnostěnného ocelového plechu, jakož tvar je navržen tak, aby eliminoval optimální zatížení vozu 1 od naložených násypek 3 v podélném i příčném směru. Spodní rovná strana výztužného sedla 19 je přivařena k podélníku 7. Přední strana tvořící obdélníkový výstupek zasahuje až pod boční stěnu 16 násypky 3 a je k ní přivařena. Šikmá horní strana výztužného sedla 19 probíhá podél čelní stěny 17 násypky 3 a je k ní přivařena. Zadní strana výztužného sedla 19 probíhající od horní části násypky 3 k podélníku 7 má první přímkový úsek, dále ve střední části tvoří oblouk vypouklý směrem k čelní stěně 17 násypky 3 a ve spodní části tvoří spolu se spodní stranou klín vybíhající a zužující se směrem od čelní stěny 17 násypky 3 k čelnímu příčníku 9. Přibližně uprostřed výztužného sedla 19 je trojúhelníkovitý odlehčovací otvor 29, jehož okraje jsou zpevněny kolmo přivařenými plochými pásovitými lemy 30. Stejné ploché pásovité lemy 30 jsou navařeny i po celé zadní straně výztužného sedla 19. Mezi dvěma výztužnými sedly 19 přivařenými k podélníkům 7 se nachází středové žebro 31, které je rovněž svařené s čelní stěnou 17 násypky 3 a navíc je stejně jako obě výztužná sedla 19 opatřeno vybráním 33, do kterého je uložena a přivařena horizontální výztuha 32 čelní stěny 17 násypky 3.

V zobrazeném příkladu provedení má železniční samovýsypný vůz 1 přes nárazníky 11 délku L = 12 680 mm, výsypný úhel α čelních stěn 17 i bočních stěn 16 je 50°, světlá výška násypek 3 nad kolejnicemi 25 je H = 680 mm, ložný objem vozu 1 je 48 m³ a vlastní hmotnost vozu 1 je 21 t. Ložná hmotnost vozu 1 je 69 t, tzn. že celková hmotnost loženého vozu 1 je max. 90 t. V zatíženém stavu při hmotnosti na jednu nápravu 22,5 t je vůz 1 konstruován pro maximální rychlost 100 km/hodinu, v prázdném nezatíženém stavu je maximální rychlost vozu 1 120 km/hodinu.

-4CZ 307515 B6

Průmyslová využitelnost

Železniční samovýsypný vůz podle tohoto vynálezu lze využít pro přepravu sypkých materiálů, zejména písku nebo štěrku.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Železniční samovýsypný vůz, zahrnující rám (5) opatřený dvěma podvozky (20) a skříň (2) uspořádanou na rámu (5) a rozdělenou na dvě jehlanovité násypky (3), z nichž každá je po obou stranách opatřená výsypnými klapkami (4) s ovládacím mechanismem (18), vyznačující se tím, že rám (5) je svařená konstrukce sestávající ze dvou představků (6) spojených se dvěma podélníky (7) s příčnými výztuhami (8), přičemž představky (6) jsou složeny z čelního příčníku (9) s nárazníky (11) a spřáhlem (12) a z hlavního příčníku (10) spojeného s čelním příčníkem (9) plechy (13) komory, přičemž plechy (13) komory jsou svou zadní částí alespoň částečně zanořeny do předního příčníku (9) a/nebo do hlavního příčníku (10).
2. Železniční samovýsypný vůz podle nároku 1, vyznačující se tím, že plechy (13) komory představků (6) prostupují celou šířkou tělesa čelního příčníku (9) a tvoří středovou dutinu (26), která je vyústěna jako otvor (27) na přední straně čelního příčníku (9).
3. Železniční samovýsypný vůz podle nároku 2, vyznačující se tím, že ve středové dutině (26) jsou uspořádány dvě opěrky (28) automatického spřáhla, pro automatické spřáhlo.
4. Železniční samovýsypný vůz podle alespoň jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že každá čelní stěna (17) násypky (3), uspořádaná nad představkem (6), je s představkem (6) spojena prostřednictvím alespoň dvou výztužných sedel (19) nepravidelného tvaru, kde spodní strana každého výztužného sedla (19) je spojena svarem s podélníkem (7), přední strana tvořící obdélníkový výstupek zasahuje pod boční stěnu (16) násypky (3) a je s ní spojena svarem, horní strana přiléhá k čelní stěně (17) násypky (3) a je s ní spojena svarem a zadní strana výztužného sedla (19) ve střední části tvoří oblouk vypouklý směrem k čelní stěně (17) násypky (3) a ve spodní části tvoří spolu se spodní stranou klín směřující směrem od čelní stěny (17) násypky (3), přičemž ve středové oblasti výztužného sedla (19) je vytvořen odlehčovací otvor (29) přibližně trojúhelníkového tvaru.
5. Železniční samovýsypný vůz podle nároku 4, vyznačující se tím, že výztužné sedlo (19) je z plechu, a zadní strana výztužného sedla (19) a okraje odlehčovacího otvoru (29) jsou opatřeny plochými pásovitými lemy (30) spojenými svarem s výztužným sedlem (19) a uspořádanými kolmo na rovinu plochy výztužného sedla (19).
6. Železniční samovýsypný vůz podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že mezi výztužnými sedly (19) uspořádanými nad podélníky (7) a mezi nimi je uspořádáno středové žebro (31) spojené svarem s čelní stěnou (17) násypky (3) a s příčnou výztuhou (8) rámu (5), přičemž výztužná sedla (19) i středové žebro (31) jsou opatřena vybráními (33), do kterých zapadá horizontální výztuha (32) čelní stěny (17) násypky (3).
7. Železniční samovýsypný vůz podle alespoň jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že podvozky (20) jsou bez čelníků a uvnitř každého podvozku (20) je integrovaná brzdová jednotka (36).
8. Železniční samovýsypný vůz podle alespoň jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že ovládací mechanismus (18) výsypné klapky (4) sestává z pneumatického dvoučinného válce (22)

-5CZ 307515 B6 upevněného k boční stěně (16) násypky (3), z otočného ramene (34) spojeného s pístnicí (35) pneumatického dvoučinného válce (22) a z ovládací hřídele (23) pro ovládání pohybu výsuvné klapky (4), přičemž hřídel (23) je spojena s otočným ramenem (34) a opatřena násobičem (24) momentu pro usnadnění manuálního otevírání.
9. Železniční samovýsypný vůz podle alespoň jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že délka (L) vozu (1) přes nárazníky (11) je L = 12 680 mm, výsypný úhel (a) čelních stěn (17) i bočních stěn (16) násypek (3) je a = 50°, světlá výška (H) násypek (3) nad kolejnicemi (25) je H = 680 mm, ložný objem vozu (1) je 48 m³, a vlastní hmotnost vozu (1) je 21 t.