CZ9503433A3 - Dvojice odpružených kol, zejména pro kolejová vozidla - Google Patents

Abstract

Kola (1) kolejového vozidlajsou jednotlivě zavěšena na unašečích (2) ajsou pružně uložena na unašeči (6) vozidla prostřednictvím horních a spodních opěrných elementů, například pružnicových vodítek (3, 4), které jsou uspořádány napříč k podélné ose vozidla, Kola (1)jsou při propružení vedena unašeči (2) v kombinaci s horními a spodními opěrnými elementy ve vodorovné rovině v pevném úhlu vzhledem k unašeči (6) vozidla. Horní část unašeče (2) má větší vodorovné vychýlení než spodní část unašeče (2) a to takové, že se rozměr rozchodu při propružení mění pokud možno málo.

Description

Dvojice odpružených kol, zejména pro kolejová vozidla

Oblast _ chn í ÍSX

Vynález se týká podvozku s nezávislými koly pro kolejová vozidla, jehož kola jsou jednotlivě zavěšena na unášečích kol a jsou pružně uložena na unášeči vozidla prostřednictvím horních a spodních pružin.

Dosavadní

Obvyklá dvojkolí mají za úkol přenášet nosné, vodicí, poháněči a brzdicí síly z vozidla na kolej a opačně, jakož i zajištovat rozchodové vedení podvozků kolejového vozidla v rozchodovém kanálu koleje. K tomu účelu jsou u všech až dosud používaných konstrukcí dvojkolí, a to bez ohledu na to, zda jsou provedena s koly pevně spojenými s hřídelem dvojkolí nebo s volně uloženými koly, uložení kol protilehle upravených pevně navzájem spojena tuhými konstrukcemi, jako hřídelem dvojkolí, nápravou volných kol, můstkem volných kol, například v provedení TALGO, nebo třmeny volných kol, například v provedení BUGATTI. Tím je jednak pevně stanovena míra rozchodu a při všech zatíženích je téměř konstantně dodržována. Jednak zvětšuje tuhá mezilehlá konstrukce neodpruženou hmotnost dvojkolí, která připouští zejména u rychle jedoucích vozidel a na nikoli dokonale uložených kolejích vznik velkých setrvačných sil.

Je známé, že pro zmenšení neodpružených hmot se používají lehké materiály nebo se upraví v kole, převážně mezi okolkem a kotoučem kola,pryžové pružné pružící elementy.

- 2 Nevýhoda lehkých materiálů spočívá v tom, že mají zpravidla menší pevnost než ocel. Proto se musí používat ve větších objemech, aby se prostřednictvím velkých ploch nebo momentů v odporu vyrovnala specificky menší možnost namáhání. Pokud mají lehké hmoty dostatečnou pevnost, jsou bu3 příliš drahé nebo nejsou dostatečně odolné v otěru nebo mají obe tyto nevýhody, jako je tomu například u titanu, a proto nejsou vhodné pro praktické využití ve dvojkolí.

Tak zvaná pryží odpružená kola mají tu nevýhodu, že prstencová pružná vložka na obvodu kola při každé otáčce kola jednou úplně propruží. To vede vzhledem k vnitřnímu tření v pružném materiálu pryže ke ztrátám energie a tím i ke zvětšení odporu v odvalování takových kol.

Z FR-PS 645 581 je známý podvozek s jednotlivými koly pro tři za sebou upravené dvojice kolejových kol. Tato kola podvozků s jednotlivými koly jsou držena pružinovými dvojicemi, sestávajícími z horních a spodních pružin. Pružiny každé pružinové dvojice mají v podstatě shodné rozměry a jsou uspořádány vodorovně a navzájem rovnoběžně. Jak ve směru jízdy na přední straně, tak také na zadní straně každého unášeče kol je v záběru napříč k ose unášeče vozidla uspořádaná dvojice pružin. Mimoto jsou za sebou upravené unášeče kol navzájem spojeny prostřednictvím dvojic pružin, které jsou opřeny na unášeči vozidla a které jsou uspo řádány k němu rovnoběžně. Tak je každý unášeč kol podepřen celkem šesti, případně osmi pružinami. Podstatná nevýhoda tohoto podvozku jednotlivých kol spočívá v tom, že horní a spodní pružiny napříč k nápravě vozidla uspořádané dvojice pružin se při propružení rovnoměrně vychýlí, čímž se unášeče kol a kola vodorovně posunou, což způsobí změnu míry rozchodu podvozku jednotlivých kol. Z toho vyplývá další nevýhoda, protože vzhledem k proměnlivé míře rozchodu musejí být nasazeny dvojice pružin uspořádané rovnoběžně s osou vozidla, aby tak každý unášeč kol a tím i podvozek jednotlivých kol byl úhlově pevně držen ve vodorovné rovině. Toto opatření je příčinou na podkladě počtu pružin značně velké se pohybující hmotnosti, která právě u rychle jezdících vlaků má mnoho negativních účinků.

_vynálezu

Vynález si klade za úkol vytvořit podvozek s jednotlivými koly v úvodu popsaného typu, který by při pokud možno malé hmotnosti zajištoval v podstatě konstantní míru rozchodu při propružení.

Vytčený úkol se u podvozku s jednotlivými koly řeší podle vynálezu tak, že kola jsou jednotlivě zavěšena na unášečích kol a jsou pružně uložena na unášeči vozidla prostřednictvím napříč k podélné ose vozu uspořádaných horních $ spodních opěrných elementů, přičemž kola jsou při propružení vedena unášeči kol v kombinaci s horními a spodními opěrnými elementy ve vodorovné rovině v pevném úhlu vzhledem k unášeči vozidla a horní část unášeče kol má větší vodorovné vychýlení než spodní část unášeče kol, a to tak, že se rozměr rozchodu při propružení pokud možno málo mění.

Dvojice odpružených kol podle vynálezu přejímá přídavně k vedení v koleji také podstatné funkce podvozku, jako je rozdělení zatížení od otočného čepu na kola, odpružení kol relativně vzhledem k přivádění zatížení z vo4 zové skříně a příčné a podélné silové podepření kol proti vozové skříní. Vzhledem ke geometrickému rozčlenění opěrných elementů a vzhledem k jejich vícenásobné funkci jsou použité materiály lépe využity, čímž se konstrukce celkově stává lehčí.

Základní myšlenka vynálezu spočívající v tom, že se rotující hřídel obvyklého dvojkolí nahradí lehkými, pružnými a odpruženými konstrukčními elementy, které zabezpečují konstantní rozměr rozchodu při propružení, vyplývá také z důsledků uvedených příkladů.

Přehled_obrázků_na_výkresech

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příkla dech provedení ve spojení s výkresovou částí.

Na obr. 1 je znázorněna dvojice odpružených kol s listovými pružnicovými vodítky při pohledu zepředu.

Na obr. 2 je znázorněn půdorys dvojice odpružených kol

Na obr. 3 je znázorněno zvláště účelné vytvoření dvojice odpružených kol.

Na obr. 4 je znázorněna dvojice odpružených kol s dovnitř skloněnými listovými pružnicovými vodítky.

Na obr. 5 je znázorněno další výhodné provedení dvojice odpružených kol při pohledu zepředu.

Na obr. 6 je znázorněna dvojice odpružených kol s torz ní tyčí v půdoryse.

Na obr. 7 je znázorněno další vytvoření dvojice odpružených kol s torzní pružinou. Na obr. 8 je znázorněna dvojice odpružených kol s torzní pružinou, která se jen nepatrně liší od provedení podle obr. 7.

Na obr. 9 je v axonometrickém pohledu znázorněno další provedení dvojice odpružených kol s torzní pružinou.

Jak je patrno z obr. 1, jsou kola JL uložena otočně na nebo v unášečích 2 kol JL. Zatížení kol 2 je přenášeno prostřednictvím unášečů 2 kol 1 na spodní listové pružnicové vodítko 3 a na horní listové pružnicové vodítko 4. Pro tlumení kmitů dosedá na spodní listové pružnicové vodítko 3 list 5 pružnice. Tím se dosáhne toho, že se při propružení vytvářejí mezi spodním listovým pružnicovým vodítkem 3 a mezi konci listu 5 pružnice relativní pohyby, které odebírají pohybu energii.

Spodní listové pružnicové vodítko 3 a horní listové pružnicové vodítko 4, jakož i list 5 pružnice jsou upevněny na unášeči 6 vozidla, který je sám o sobě spojen prostřednictvím zde jako šroubovité pružiny znázorněné pružiny 7 se skříní vozu. Pokud se nepoužije pružina 7, tvoří unášeč (3 vozidla bezprostředně konstrukční část vozové skříně.

Z obr. 2 je patrno, že u tohoto provedení jsou vně uložená kola JL a unášeče 2 kol 1_ v příčném směru navzájem «· 6 — spojeny prostřednictvím spodních listových pružnicových vo dítek 3, která mají souměrný trojúhelníkovitý tvar, a prostřednictvím jednoduchých horních listových pružnicových vodítek 4.

Podle obr. 3, který znázorňuje zvláště účelné vytvoře ní, jsou opět kola 1 spojena prostřednictvím unášečů 2 kol JL a listových pružnicových vodítek 3 a 4 s unášečem 6 vozidla. Listová pružnicová vodítka 3a 4 jsou přitom uspořádána tak, že se jejich přes kola 1_ navenek smyšlená prodloužení protínají daleko vně roviny kol 1. v jednom bodě, který je ve výšce horní hrany kolejnice. Tím se dosáhne to ho, že se při propružení kola JL rozměr rozchodu dvojice kol 2 jen minimálně mění. Velmi podobného účinku lze také dosáhnout listovými pružnicovýrai vodítky 3 a 4, která jsou upravena u uspořádání znázorněného na obr. 4.

U dvojice odpružených kol podle obr. 4 jsou uspořádán dovnitř skloněná listová pružnicová vodítka 3 a 4. Tato li tová pružnicová vodítka 3 a 4 jsou uspořádána tak, že se přes na protilehlé straně upravené kolo JL smyšlená prodloužení listových pružnicových vodítek 3 a 4 protínají daleko vně roviny kol JL v bodě ve výšce horní hrany kolejnice.

U provedení podle obr. 5 jsbu unášeče 2 kol JL, které unášejí kola J,, spojeny spodním vodítkem 8 á horním vodítkem 9 kloubově s unášečem 10 vozidla. V principu znázorněné poloze a uspořádání vodítek 8 a 9 se mohou kola JL proti unášeči 10 vozidla pohybovat relativně ve svislém směru, aniž by se přitom citelně měnil vodorovný odstup kol 1,. Odpružení kol 1 proti unášeči 10 vozidla může být vytvo7 řeno pružinami 11.

U provedení dvojice torzně odpružených kol podle obr. 6 jsou kola 1^ a unášeče 2 kol JL upevněny na příčných vodítkách 12, která jsou sama o sobě uspořádána výkyvné kolem podélné osy unášeče 13 vozidla. Příčné vodítko 12 spojuje podélně upravenou torzní tyč 14. Ze zatížení kol X vyplývající momenty zátěže jsou prostřednictvím torzní tyče 14 zapojovány proti sobě a tak jsou kompenzovány. Tím zůstává unášeč 13 vozidla bez působících momentů a v souladu s tím může mít malé rozměry.

U provedení dvojice torzně odpružených kol podle obr. 7 je unášeč 2 kola JL na jedné straně dvojice kol 1. veden příčným spodním vodítkem 15 a příčným horním vodítkem 16 v podélném, příčném a svislém směru. Vedení unášeče 0 kola ± na druhé straně zajištují příčná spodní vodítka 17 a příčná horní vodítka 18. Příčná spodní vodítka 15 a 17 a příčná horní vodítka 16 a 18 obou stran dvojic kol 1^ jsou navzájem spojena prostřednictvím torzní spodní pružiny 19 a torzní horní pružiny 20. Torzní pružiny 19 a 20 jsou samy o sobě výkyvné uloženy v unášeči 21 vozidla nebó přímo v hlavní části vozidla. Na rozdíl od obr. 6 zde vytvořené dvojité uspořádání příčných vodítek 15, 16, 17, 18 a torzních pružin 19, 20 zajišíuje menší změny v rozměru rozchodu a lepší podepření kol JL proti působení momentů.

Dvojice torzně odpružených kol podle obr. 8 se liší jen nepatrně od uspořádání podle obr. 7. Unášeče 2 kol JL mají směrem vpřed a dozadu směřující a nad a pod středem kol 1 uspořádané výložníky, které jsou upraveny uvnitř a vně na různých stranách kol JL. Toto uspořádání poskytuje výhodné pohyby kol 1, pro vedení v rozchodu relativně vzhledem k unášeči 21 vozidla.

U provedení dvojice torzně odpružených kol podle obr. 9 jsou unášeče 2 kol 1. výkyvně kloubově uloženy v unášeči 26 vozidla prostřednictvím spodních trojúhelníkových vodítek 22. 24 a horních příčných vodicích tyčí 23, 25. Vnější konec spodního trojúhelníkového vodítka 22 je s ostatními vnějšími konci spodního trojúhelníkového vodítka 24 spojen torzně pružně prostřednictvím torzní tyče 27.

Claims (16)

1. Dvojice odpružených kol» zejména pro kolejová vozidla, vyznačující se t í m , že její kolja (1)'Γ'2 jsou jednotlivě zavěšena na unášečich (2) kol (1) a jsou pružně uložena na unášeči (6, 10, 13, 21, 26) vpzidla prostřednictvím napříč k podélné ose vozidla uspořádaných horních a spodních opěrných elementů (3, 4, 5, 8, 9, 11, 12»

14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 25, 27), přičemž kola (1) jsou při propružení vedena unášeči (2) kol Cl) v kombinaci s horními a spodními opěrnými elementy (3, 4»

5, 8, 9, 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24,

25, 27) ve vodorovné rovině v pevném úhlu vzhledem k unášeči (6, 10, 13, 21, 26) vozidla a horní část unašeče (2) kol (1) má větší vodorovné vychýlení než spodní část unášeče (2) kol (1), a to tak, že se rozměr rozchodu při propružení pokud možno málo mění.

2* Dvojice odpružených kol podle nároku 1, vyznačující se tím, že opěrné elementy mají horní a spodní pružiny (3, 4, 5), přičemž kola Cl) jsou při propružení vedena unášeči (2) kol (1) v kombinaci s horními a spodními pružinami Í3, 4, 5) ve vodorovné rovině v tuhém úhlu vzhledem k unášeči (6) vozidla a horní část unášeČů (2) kol (l) má větší vodorovnou výchylku než spodní část unášečů (2) kol (1).

3. Dvojice odpružených kol podle nároku 1, vyznačující se tím, že napříč k podélné ose vozidla uspořádané opěrné elementy mají spodní pružinu Cil, 27), horní vodítka (9, 23, 25) a spodní vodítka (8, 22, 24), přičemž kola íl) jsou při propružení vedena unášeči (2) kol (1) v kombinaci s vodítky (8, 9, 22, 23, 24, 25) ve vodorovné rovině v tuhém úhlu vzhledem k unášeči (10, 26) vozidla a horní část unášečů (2) kol (1) má větší vodorovnou výchylku než spodní část unášečů (2) kol (1).

4. Dvojice odpružených kol podle nároku 1, vyznačující se tím, že opěrné elementy mají horní vodítka (16, 18) a spodní vodítka (15, 17) a horní pružinu (20) a spodní pružinu (19), přičemž kola (1) jsou při propružení vedena unášeči (2) kol (1) v kombinaci s vodítky (15, 16, 17, 18) ve vodorovné rovině v tuhém úhlu vzhledem k unášeči (21) vozidla a horní část unášečů (2) kol (l) má větší vodorovnou výchylku než spodní část unášečů (2) kol (l), a to tak, že se rozměr rozchodu při propružení co néjméně mění.

5. Dvojice odpružených kol podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že smyšlená prodloužení k unášeči (2) kol (1) přiřazených částí horních a spodních opěrných elementů (3, 4, 5, 8, 9, 11, 12, 14,

15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 25, 27) se protínají v bodě v blízkosti vodorovné roviny horní hrany kolejnice.

6. Dvojice odpružených kol podle jednoho z nároků 1, 3 nebo 4, vyznačující se tím, že vodítka (8, 9, 12, 15, 16, 17, 18, 22, 23, 24, 25) vedou spojovací body k unášečům (2) kol (1) kolem ták uspořádaných bodů výkyvu v takovém poloměru výkyvu, že při propružení vykoná horní část unášečů (2) kol (1) větší vodorovné vychýlení než spodní Část unášečů (2) kol (1).

7. Dvojice odpružených kol podle nároku 6, vyznačující se tím, že jak horní, tak i spodní část unášeče (2) kol (1) je vedena horními vodítky (9, 23, 25) a spodními vodítky (8, 22, 24) a horní vodítko (9, 23, 25) má menší poloměr výkyvu než spodní vodítko (8, 22, 24),

8. Dvojice odpružených kol podle jednoho z nároků 1, 2 nebo 5, vyznačující se tím, že napříč k podélné ose vozidla uspořádané pružnice (3, 4, 5) jsou vytvořeny jako ohýbané pružiny, zejména listové pružiny,

9. Dvojice odpružených kol podle jednoho z nároků 1, 2, 5 nebo 8, vyznačující se tím, že napříč k podélné ose vozidla uspořádané pružnice (3, 4, 5) jsou ke středu unášeče (6) vozidla rozšířeny ve tvaru trojúhelníku.

10. Dvojice odpružených kol podle nároku 1 nebo 3 až 9, vyznačující se tím, že vodítka (8, 9, 12,

15, 16, 17, 18, 22, 23, 24, 25) jsou vytvořena jako tuhé tyče, které jsou přikloubeny výkyvné kolem vodorovných os na unášeči (10, 13, 21, 26) vozidla a které jsou zde podepřeny na pružinách (11, 14, 19, 20, 27).

11. Dvojice odpružených kol podle nároku 10, vyznačující se tím, že pružiny (11, 14, 19, 20, 27) jsou v tlaku pružné elementy, zejména šroubovité pružiny (11) nebo torzní pružiny (14, 19, 20, 27).

12. Dvojice odpružených kol podle nároku 11, vyznačující se tím, že jako tyče vytvořená vodítka (12, 15, 16, 17, 18, 22, 24) jsou v záběru na společné torz12 ní pružině (14, 19, 20, 27).

13. Dvojice odpružených kol podle nároku 12, vyznačující se tím, že pro závěs každého kola (1) jsou upravena horní vodítka (16, 18) a spodní vodítka (15,

17) , přičemž jak spodní vodítka (15, 17), tak i horní vodítka (16, 18) jsou v záběru vždy na jedné společné torzní pružině (19, 20).

14. Dvojice odpružených kol podle nároku 13, vyznačující se tím, že horní vodítka (16, 18) a spadni vodítka (15, 17) jsou spojena s unašečem (2) kol (1) v bodech, které jsou přesazeny ve směru podélné osy vozidla.

15. Dvojice odpružených kol podle nároku 13 nebo 14, vyznačující se tím, že horní vodítka (16,

18) a spodní vodítka (15, 17) jsou spojena s unášečem (2) kola (l) na různých stranách kola (1).