CZ99899A3 - Vozidlové kolo, obzvláště pro nízkopodlažní vozidla - Google Patents

Description

Vozidlové kolo, obzvláště pro nízkopodlažní 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, pneumatikou nebo podobně a na své vnější čelní straně je opatřen zařízením k připojení dílů, jako na př. hnacího dílu nebo brzdového kotouče, k přenášení kroutícího momentu mezi nábojem a těmito připojenými díly.

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 pomocí převodu s motorem, zatímco hnané koloje 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 převodu 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 dán 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 unízkopodlažních vozidel existuje přitom ještě dodatečný požadavek na dostatečnou velikost prostoru mezi oběma osami otočného podvozku, pro umístění sedadel.

···· ·· • 9

Z DE 3507232 Al nebo EP 0626286 A2 jsou známy pohony náboje kola, u kterých je kolo spojeno pomocí převodu 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 převodovky, připevněné pomocí příruby ke kotoučikola a vytvářející tak spojení mezi pohonem a kolem. Takováto vozidlová kola jsou známa na př. z EP 0464929 A2, EP 0579084 Al nebo US 491*3258 A.

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.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nevýhody v podstatě odstraňuje vozidlové kolo, obzvláště nízkopodlažního vozidla, s nábojem, uloženým na pevné ose a s pojezdovým věncem, pneumatikou a podobně, spojeným popřípadě elasticky s nábojem, přičemž čelní plocha náboje je opatřena zařízením k připojení dílů, na příklad pohonné části nebo brzdového kotouče, k přenášení kroutícího momentu mezinábojem a připojeným dílem, jehož podstata spočívá v tom, že je použito zařízení k volitelnému připojení dílů a že vnější čelní plocha náboje kola je opatřena alespoň jedním připevňovacím zařízením, prostorově odděleným od zařízení k volitelnému připojení dílů.

Tím se docílí, že jedno kolo může být použito jak jako hnací, tak i jako hnané, přičemž je k němu možné podle potřeby připojit budto převod nebo brzdový kotouč nebo vůbec žádný díl resp.jen krytku. Takováto konstrukce kola značně usnadňuje výrobu a'minimalizuje počet komponentů, které se dřívg 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 ro vinném terénu. Výrobce tak může vyrábět komponenty nezávisle na budoucím odběrateli a teprve při montáži je smontovat podle poža davků odběratele. Díky prostorovému oddělení přenosu kroutícího momentu od připevnění je ulehčena montáž resp. demontáž kola.

Je výhodné, je-li zařízení k volitelnému připojení dílů opatřeno tvarováním, na př. ozubením nebo podobně, a k němu připojitelné díly jsou opatřeny odpovídajícím doplňujícím tvarováním k vytvoření neotočného tvarového spojení mezi nábojem a připojitelnými díly.

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

Je rovněž výhodné, je-li zařízení k volitelnému připojení dílů tvořeno radiálním odstupňováním v náboji a je opatřeno alespoň dvěma upevňovacími možnostmi, na př. děrami s vnitřním závitem, čepovými spojeními, šroubovými spojeními a pod., přednostně ve stejné vzdálenosti od otočné osy a ve stejných úhlových odstupech.

Volitelně připojitelný díl, na př. část pohonu nebo brzdový kotouč je přitom vytvořen tak, aby se vsadil do zmíněného radiálního vybrání. Místo radiálního vybrání je možné použít i přírubového napojení na čelní plochu náboje kola. Symetrické uspořádání spojovacích šroubů a pod., k rozebíratelnému připojení náboje k odpovídajícímu dílu_zzajištuje společně s radiálním vybráním klidný běh kola.

Je výhodné, je-li alespoň jedno připevňovací zařízení tvořeno alespoň dvěma vývrty s vnitřním závitem, čepovými spojeními, šroubovými spojeními a podobně, přednostně ve stejné vzdálenosti od osy a ve stejných úhlových odstupech.

Symetrické uspořádání opět zabezpečuje klidný běh kola v provozu.

V případě hnacího kola je výhodné, je-li na zařízení k volitelnému připojení dílů uspořádán prstencovitý adaptér s čelním ozubením, které zabírá do čelního ozubení dutého hřídele, který je uspořádán okolo osy a je v pohonném spojení s pastorkem motoru a že s připevňovacím zařízením je spojen přípojný kus s přednostně centrálním vývrtem s vnitřním závitem nebo podobně a dutý hřídel je silově spojen s nábojem kola, s výhodou přes tlakovou podložku, šroubem, zabírajícím do vývrtu.

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

Je výhodné, je-li prstencovitý adaptér s čelním ozubením vytvořen v jednom kuse s nábojem kola, například litím.

Takováto konstrukce přináší další úspory při výrobě kola.

U nepoháněného kola je výhodné, je-li na zařízení k volitelnému připojení dílů uspořádán brzdový kotouč a k ose je připojen třmenový adaptér k připojení brzdového třmenu.

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

K utěsnění rotačních částí na pevných částech je_z podle další konstrukční alternativy brzděného nepoháněného kola_zuspořádán na jednom nebo každém připevňovacím zařízení těsnící kroužek, přednostně s labyrintovým těsněním.

U nebrzděného nepoháněného kola může být na zařízení k volitelnému připojení dílů uspořádán krycí element nebo podobně a/nebo na jednom nebo každém připevňovacím zařízení může být uspo • · • · · · · · · · • ···· ···· • · · · ···· · ··· ··· řádána krycí čepička nebo podobně a tím ochraňovat pod ní ležící konstrukci před poškozením a vniknutím nečistot.

Přehled obrázků na výkresech

Na přiložených výkresech je znázorněn příklad provedení vynálezu, kde obr. Ia představuje půdorys otočného podvozku nízkopodlažního kolejového vozidla, obr. lb nárys otočného podvozku z obr. Ia , obr. 2 jedno provedení kola kolejového vozidla, obr. 3 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. Ia, lb, sestává otočný podvozek .1 nízkopodlažního kolejového vozidla ze dvou os 2^, z nichž kola jedné osy, ve znázorněném příkladě pravé, jsou hnací a kola druhé osy jsou hnaná. Obvykle je podvozek .1 spojen s nástavbou vozidla pružinami. Obzvláště u nízkopodlažních vozidel by měl být prostor mezikoly 2 jedné osy 2_ volný, aby byl umožněn průchod pasažérů bez překonávání schodů a proto by neměly být mezi koly _3 v šířce žádné zástavby. Přitom je účelné a často i požadované, aby oblast mezi osami 2 podvozku 1 v délce L₂ byla optimálně využita k umístění sedadel s dostatečným prostorem pro nohy. Z výše uvedených požadavků vyplývá, že pro umístění pohonu kol 3 je k dispozici jen velmi malý prostor. Ve znázorněném příkladě jsou dvě hnací kola 2 poháněna podélně uloženým motorem 4_, to jest orientovaným ve směru jízdy, který je pomocí převodovky spojen s kolem 2· ^Jak hnací, tak i hnaná kola 2 mohou také obsahovat brzdu 2· Obzvláště demontáž hnacího kola 2 j^{e u} známých napojení kol relativně obtížná, protože se nejdříve musí demontovat brzdy potom otevřít převodovka 2 ^a stáhnout ji z kola a následně se demontuje kolo.

• ·

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

Obr. 2 představuje jedno vynálezecké provedení kola _3 pro kolejové vozidlo. Kolo _3 může být vyrobeno buč jako jeden kus nebo jeho věnec 21 může být spojen s kolovým nábojem T_ prostřednictvím elastického elementu 22. Kolový náboj 2. j^e uložen pomocí valivých ložisek 23 na pevné ose 2· Podle vynálezu obsahuje kolový náboj T_ na své vnější čelní straně zařízení k volitelnému připojení dílů k přenášení kroutícího momentu mezi kolovým nábojem Ί_ a připojeným dílem, které je tvořeno radiálním odstupňováním 2 ^v kolovém náboji T_. K zajištění oněch dílů, na které má být kroutící moment přenášen, mohou být vytvořeny připevňovací možnosti, na příklad ve tvaru vývrtů 24.· Vývrty 24 jsou uspořádány přednostně ve stejné vzdálenosti od osy a ve stejných úhlových odstupech a mohou být opatřeny vnitřním závitem k přijmutí upevňovacích šroubů 16. Místo vývrtů mohou být na kolovém náboji 7_ i neznázorněné čepy. Účelem vývrtů 24, čepových spojů, šroubových spojů a pod. je zabezpečení napojených dílů, na které se má přenášet kroutící moment, před pootočením na kolovém náboji_7· K připevnění dalších komponentů jsou na nejvíce vyčnívající čelní ploše kolového náboje T_ uspořádány vývrty 25 a pod., přednostně s vnitřním závitem. Také zde mohou být namísto vývrtů 25 použity neznázorněné čepové spoje, šroubové spoje a pod. Na toto místo se připevňují různé díly podle použití kola.

Na obr. 3a je znázorněna varianta kola 2 nízkopodlažního kolejového vozidla z obr. 2 jako hnacího kola 2 bez brzdy.

Kolo 2 je napojeno na neznázorněný, podélně uložený převod, jehož pastorek 11 je viditelný. Do zařízení k volitelnému připojení dílů ve tvaru radiálního odstupňování je vsazen prstencovitý adaptér 9_, a pomocí připevňovacích šroubů 16, zašroubovaných do vývrtů 24 kolového náboje T_, je neotočně připevněn.

K centrování a zabránění pootočení mohou být kolový náboj T_ a prstencovitý adaptér 9 opatřeny neznázorněnými komplementárními

Ί ··· · • · • ·

elementy. Ve znázorněném případě hnacího kola _3 má prstencový adaptér í) čelní ozubení 10, přes které je přenášen kroutící moment z motoru _4 na kolo _3. Kroutící moment motoru £ je přenášen přes pastorek převodu na dutou hřídel 12, která zabírá svým čelním ozubením 10/ do čelního ozubení 10 prstencovitého adaptéru 9. K zajištění dostatečného silového spojení je ke kolovému náboji připevněn připojovací kus 26 na př. pomocí připevňovacích šroubů 18, které jsou zašroubovány do vrtání 25 kolového náboje T_. Připojovací kus 26 obsahuje centrální vrtání 27, přes které je pomocí centrálního šroubu 13 a podložky 14 připojena dutá hří del 12 ke kolovému náboji j7· Namísto centrálního šroubu 13 a vrtání 27 mohou být použity i jiné připevňovací elementy. Rov něž tak podložka 14 není bezpodmínečně nutná. Podstatné pro tuto konstrukci je prostorové oddělení přenosu kroutícího momentu od silového přenosu. Tím se docílí snadnější montáže resp. demontáže hnacího kola, protože se nemusí rozebírat ani části převodu ani lisované spoje.

Na obr. 3b je znázorněn příklad provedení kola 2 podle vynálezu jakožto hnaného nebrzděného kola. V tomto případě se připevní ke kolu pouze krycí kotouč 28 pomocí připevňovacích šroubů 18, které se zašroubují do vrtání 25 kolového náboje 2* Protože v tomto případě nedochází k přenosu kroutícího momentu z resp. na žádné součásti, není na radiálním odstupňování £3 vnější čelní plochy kolového náboje 7_ připevněna nějaká součást.

Na obr. 3c je znázorněna varianta kola .3 jakožto hnaného kola s brzdou. V tomto případě je místo prstencového adaptéru 9_, použitého u hnacího kola (viz obr. 3a)_zpřipevněn ke kolovému náboji T_ brzdový kotouč 17, na př. pomocí připevňovacích šroubů 16 Brzdový třmen 20 s brzdovými čelistmi je přes adaptér 19 připojen pomocí připevňovacích šroubů 29 k pevné ose ý. 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 ke kolovému náboji 2,^zajiščuje těsnění mezi rotujícími a nerotujícími díly.

···· ··

9 ·

• 9 9 ·

999 999 • 9 9 · ·

9 9 9 · ·

9 9 9 · ·

99 ·♦

Předkládaný vynález se vztahuje obzvláště na kolejová vozidla, je však použitelný i na vozidla nekolejová, u kterých je použita namísto věnce pneumatika nebo podobně, jako na př. na autobusy nebo trolejbusy, obzvláště nízkopodlažní.

Průmyslová využitelnost

Vozidlové kolo podle předkládaného vynálezu lze s výhodou použít u všech nízkopodlažních vozidel kolejových a silničních, jako na př. tramvají, příměstských vlaků, trolejbusů a městských autobusů.

Claims (8)

1. Vozidlové kolo, obzvláště'nízkopodlažní vozidla, s nábojem, otočně uloženým na pevné ose a s oběžným věncem, pneumatikou nebcjpod. , spojeným popřípadě elasticky s nábojem, přičemž vnější čelní plocha náboje je opatřena zařízením k připojení dílů, jako na př. pohonné části nebo brzdového kotouče, k přenášení kroutícího momentu mezi nábojem a připojeným dílem, vyznačené tím, že je použito zařízení k volitelnému připojení dílů a že vnější čelní plocha náboje (7) kola je opatřena alespoň jedním připevňovacím zařízením, prostorově odděleným od zařízení k volitelnému připojení dílů.

2. Vozidlové kolo podle nároku 1, vyznačené tím, že zařízení k volitelnému připojení dílů je opatřeno tvarováním, na př. ozubením a pod. a k němu připojitelné díly jsou opatřeny odpovídajícím doplňujícím tvarováním k vytvoření neotočného tvarového spojení mezi nábojem (7) a připojitelnými díly.

3. Vozidlové kolo podle nároku 1 nebo 2, vyznačené tím, že zařízení k volitelnému připojení dílů je tvořeno radiálním odstupňováním (8) v náboji (7) a je opatřeno alespoň dvěma upevňovacími možnostmi, na př. děrami (24) s vnitřním závitem, čepovými spojeními, šroubovými spojeními a pody přednostně ve stejné vzdálenosti od otočné osy a ve stejných úhlových odstupech.

4. Vozidlové kolo podle jednoho z nároků 1 až 3 vyznačené tím, že alespoň jedno připevňovací zařízení je tvořeno alespoň dvěma vývrty (25) s vnitřním závitem, čepovým spojením, šroubovým spojením a pod. , přednostně s-a stejné vzdálenosti od osy a ve stejných úhlových odstupech.

toto·· toto • * to • · · • · to « · · · · · • ·· · ·· ·«

Vozidlové kolo podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačené tím, že na zařízení k volitelnému připojení dílů je uspořádán prstencovítý adaptér (9) s čelním ozubením (10), které zabírá do čelního ozubení (10') dutého hřídele (12), uspořádaného okolo osy (2) a dutá hřídel (12) je v pohonném spojení s pastorkem (11) motoru (4) a že s připevňovacím zařízením je spojen přípojný kus (26) s přednostně centrálním vývrtem (27) s vnitřním závitem nebo podobně a dutá hřídel (12) je silově spojena s nábojem (7) kola, s výhodou přes tlakovou podložku (14), šroubem (13), zabírajícím do vývrtu (27).

6. Vozidlové kolo podle nároku 5 vyznačené tím, že prstencový adaptér (9) s čelním ozubením (10) je vytvořen v jednom kuse s nábojem (7) kola na př. litím.

7. Vozidlové kolo podle jednoho z nároků 1 až 3 vyznačené tím, že na zařízení k volitelnému připojení dílů je uspořádán brzdový kotouč (17) a třmenový adaptér (19) k připojení brzdového třmenu (20) je připojen k ose (2).

8. Vozidlové kolo podle nároku 7 vyznačené tím, že na připevňovacím zařízení je připevněn těsnící kroužek (30), přednostně s labyrintovým těsněním (31) .

9. Vozidlové kolo podle jednoho z nároků 1 až 4 vyznačené tím, že na zařízení k volitelnému připojení dílů a/nebo na zařízení k připevnění je uspořádána krytka (28).