PL118876B2 - Railway buffer - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest zderzak kolejowy z tlumieniem mechanicznym o zwiekszonej zdolnosci po¬ chlaniania energii. Dotychczas stosowane sa w kolejnictwie zderzaki z mechanicznym lub hydraulicznym elemen¬ tem tlumiacym. W sklad zderzaków z tlumieniem mechanicznym wchodza elementy sprezyste (stalowe lub gumowe) sluzace do lagodzenia uderzen oraz tlumiki, z reguly cierne, do rozpraszania energii zderzenia.

Glówne wady zderzaków z tlumieniem mechanicznym to: niezbyt duza sila koncowa, ograniczona dopusz¬ czalnymi naprezeniami jakie moze przejac element sprezysty, ograniczona wartosc przejmowanej energii, wyni¬ kajaca z tego, ze charakterystyka jest zblizona do prostoliniowej, a sila koncowa ograniczona oraz niski stopien rozproszenia energii, wynikajacy z malej sprawnosci stosowanych tlumików. Dotychczas stosowane zderzaki z tlumieniem mechanicznym tlumiajedynie nieco wiecej niz 50% energii.

Celem wynalazku jest usuniecie wyzej wymienionych niedogodnosci.

Cel ten zostal osiagniety przez opracowanie konstrukcji zderzaka skladajacego sie z tulei zderzakowej wsunietej do pochwy zderzakowej z przymocowana do niej tarcza zderzakowa, który posiada zamontowane wewnatrz urzadzenie cierne.

Urzadzenie cierne sklada sie z prowadnicy klinów, umieszczonych w niej dwunastu klinów objetydi stoz¬ kowym pierscieniem naciskowym i stozkowym pierscieniem segmentowym oraz przylegajacy do niego stozkowo zakonczonej tulei naciskowej polaczonej z tuleja odstepowa i tarcza zderzakowa. Po przeciwnej stronie kliny objete sa pierscieniem katowym na którym opiera sie trójczlonowa szeregowa sprezyna sterujaca. Trójczlonowa szeregowa sprezyna sterujaca sklada sie z mniejszej sprezyny pierscieniowej zlozonej z segmentów, krótkiej tulei laczeniowej, wiekszej sprezyny pierscieniowej zlozonej z segmentów, dlugiej tulei laczeniowej oraz walcowej sprezyny srubowej, opartej na tarczy oporowej. Prowadnica klinów opiera sie na dnie tulei zderzakowej za posrednictwem tuki oporowej, tarczy oporowej i pierscienia oporowego.

Sila koncowa przylozona do tarczy zderzaka jest przenoszona przez zakonczona stozkowo tuleje nacisko¬ wa na stozkowy pierscien segmentowy oraz na stozkowy pierscien naciskowy i dwanascie klinów prowadzonych w prowadnicy.2 118876 Zastosowanie powierzchni stozkowydi w pierscieniu segmentowym oraz pierscieniu naciskowym powoduje uzyskanie znacznych sil promieniowych dzialajacych na kliny urzadzenia ciernego. Promieniowe dociskanie klinów do prowadnicy wywoluje powstanie znacznych sil normalnych pomiedzy sciankami prowadnicy a pobo- cznicami klinów.

Jednoczesnie duza powierzchnia laczna klinów sprawia, ze naciskijednostkowe sa niskie.

Dzieki takiej konstrukcji urzadzenie cierne realizuje stale przelozenie pomiedzy sila dzialajaca na tarcze, a sila wystepujaca w sprezynie sterujacej.

Opracowana konstrukcja umozliwia uzyskanie sily koncowej w zderzaku 1000 kN przy nieprzekraczaniu naprezen dopuszczalnych wystepujacych w sprezynach. Pod wzgledem parametrów techniczno-eksploatacyjnych zderzak wedlug wynalazku dorównuje zderzakom hydraulicznym bardzo drogim, trudnym do wykonania i w utrzymaniu, ze wzgledu na koniecznosc zapewnienia znacznej szczelnosci przy cisnieniach dochodzacych do 2000 at.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia zderzak w przekroju podluznym, fig. 2 — w przekroju poprzecznym, a fig. 3 — przedstawia charakterystyke zderzaka.

Zderzak sklada sie z tulei zderzakowej 1, pierscienia dzielonego 20, pochwy zderzakowej 2 i przykreconej do niej tarczy z^derzakowej 3. Tarcza zderzakowa 3 przykrecona jest dziesiecioma srubami 23 z nakretkami 24 zabezpieczonymi zawleczkami 25. Wewnatrz zderzaka zamontowane jest urzadzenie cierne zlozone z gwiazdzi¬ stej prowadnicy klinów 4, umieszczonych w niej dwunastu klinów 8 objetych stozkowym pierscieniem nacisko¬ wym 6 i trójsegmentowym 7 oraz przylegajacej do niego zakonczonej stozkowo tulei naciskowej 5 polaczonej z tuleja odstepowa 9 i tarcza zderzakowa 3. Po przesuwnej stronie kliny 8 objete sa pierscieniem katowym 14, na którym opiera sie trójczlonowa szeregowa sprezyna sterujaca. Zespól trójczlonowej sprezyny sterujacej stano¬ wia: mniejsza sprezyna pierscieniowa zlozona z segmentów 18, 19, wieksza sprezyna pierscieniowa zlozona z segmentów 16, 17 i walcowa sprezyna srubowa 15, oddzielone od siebie krótka tuleja laczeniowa 13 i dluga tuleja laczeniowa 12. Sprezyna srubowa 15 opartajest na tarczy oporowej 21. Prowadnica klinów 4 opiera sie na dnie tuki zderzakowej 1 poprzez tuleje oporowa 11, tarcze oporowa 21 i pierscien oporowy 10. Elementem laczacym ten zespól jest sruba 22 z nakretka 26 i zawleczka 27. Sprezyna sterujaca przytrzymujaca kliny 8 ma zmienna charakterystyke.

W pierwszym zakresie skoku tarczy zderzakowej 3 ugina sie caly uklad szeregowy, co umozliwia przyjego malej sztywnosci powolny przyrost sily na tarczy zderzakowej 3, az do wartosci ugiecia wynoszacej 25 mm. Sila na tarczy zderzakowej 3 ma wtedy wartosc okolo 125 KN.

W tym czasie kolnierz dlugiej tulei laczeniowej 12 opiera sie o dno tulei zderzakowej 1. Walcowa sprezyna srubowa 15 wylacza sie z pracy, a wiec sztywnosc sprezyny sterujacej wzrasta. Powoduje to zalamanie charakte¬ rystyki zderzaka i szybki przyrost sily dzialajacej na tarcze zderzakowa 3, az do momentu, gdy tuleja odstepowa 9 oprze sie o czolo krótkiej tulei laczeniowej 13. Nastepuje to po przesunieciu tarczy zderzakowej 3 o 67 mm, przy sile na tarcze zderzakowa 3 932 KN.

W tym zakresie pracy zderzaka sprezyna sterujaca powoduje stale rosnacy nacisk na kliny 8, w wyniku czego wzrasta sila tarcia w urzadzeniu ciernym.

W trzecim zakresie pracy zderzaka, przy dalszym przesunieciu tarczy, sila nacisku sprezyny sterujacej na kliny 8 jest stala (ze wzgledu na oparcie krótkiej tulei laczeniowej 13 o tuleje odstepowa 9), a dalszy wzrost sily na tarczy zderzakowej 3 wynikajedynie ze sztywnosci ostatniego pracujacego czlonu sprezyny sterujacej.

W tym zakresie charakterystyka zderzaka ma charakter plaski, ale ze wzgledu na znaczna wartosc sily na tarczy zderzakowej 3 zderzak przejmuje wtedy duza ilosc energii.

Takzaprojektowana sprezyna sterujaca umozliwia realizacje charakterystyki zblizonej do charakterystyki zderzaków hydraulicznych, dzieki czemu uzyskuje sie przejecie energii rzedu 61100 J, podczas gdy dotychczas stosowane zderzaki z mechanicznym urzadzeniem tlumiacym przejmuja okolo 30000J energii. Przy powrocie tarczy zderzakowej 3 sila tarcia w urzadzeniu ciernym (miedzy klinami 8 i prowadnica klinów 4) zmienia zwrot, a zatem tarcza zderzakowa 3 moze rozpoczac powrót, gdy sila tarcia zmaleje do wartosci nizszej od sily napiecia sprezyny sterujacej. Dzieje sie to przy sile na tarczy równej okolo 47 KN. W zwiazku z tym energia rozproszona przez zderzak wynosi 59 100 J,7cojest równowazne tlumieniu 96 7%.

Zderzak wedlug wynalazku dzieki duzej zdolnosci pochlaniania energii gwarantuje dobra wspólprace ze zderzakami dotychczas stosowanymi, jak równiez poprawia ochrone taboru i ladunku podczas rozrzadu, zwlasz¬ cza wagonów ciezkich oraz lagodzi szarpania w skladach dlugich pociagów towarowydi, co ma decydujacy wplyw na poprawe bezpieczenstwajazdy.118876 3 Z.astrzezenie patentowe Zderzak kolejowy z tlumieniem mechanicznym skladajacy sie z tuki zderzakowej wsunietej do pochwy zderzakowej z przymocowana do niej tarcza zderzakowa, znamienny tym, ze posiada zamontowane wewnatrz urzadzenie cierne zlozone z prowadnicy klinów (4), umieszczonych w niej dwunastu klmow (8)obje¬ tych stozkowym pierscieniem naciskowym (6) i stozkowympierscieniem segmentowym (7) oraz przylegajacej do niego stozkowo zakonczonej tulei naciskowej (5)polaczonej z tuleja odstepowa (9) i tarczazderzakowa (3), przy czym po przeciwnej stronie kliny (8) objete sa pierscieniem katowym (14), na którym opiera sie taójczlonowa szeregowa sprezyna sterujaca skladajaca sie z mniejszej sprezyny pierscieniowej,zlozonej z segmentów (18,19), krótkiej tuki laczeniowej (13X wiekszej sprezyny pierscieniowej zlozonej z segmentów (16,17) i dlugiej tuki laczeniowej (12) oraz walcowej sprezyny srubowej (15) opartej na tarczy oporowej (21), natomiast prowadnica klinów (4) opiera sie na dnie tuki zderzakowej (1) za posrednictwem tulei oporowej (11), tarczy oporowej (21) i pierscienia oporowego (10).

B-B fig.1118876 A-A 3 24 25 4_ 8 \B fig. 2 20 40 60 80 100 fig. 3 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 120 cgz.

Cena 100 zl