PL173044B1 - Wózek wagonowy - Google Patents

Abstract

1. Wózek wagonowy z rama, zlozona z dwóch podluznie oraz z polaczonych z nimi poprzecznie, wyposazony przynajmniej w dwa zestawy kolowe z kolami o malej srednicy, przy czym korpusy osiowych lozysk glównych osi tych zestawów sa polaczone za pomoca prowadników widlowych z podluznicami ra- my, zaopatrzonymi na koncach w koziolki re- sorowe, z którymi sa przegubowo polaczone, umieszczone z obydwu stron wózka, resory piórowe, osadzone w umieszczonych w ich srodku opaskach, polaczonych z nasadzonym na nie kolpakiem, zaopatrzonym w glowice kulkowa, znamienny Dym, ze jest wyposazony w wahadlo oporowe (14), zlozone z dolnej czesci, stanowiacej obejme w postaci czaszy kulistej, wspólpracujacej z glowica kulawa kolpaka (12) oraz z polaczonej z nia czesci górnej, stanowiacej kolyske (16) z zewnetrzna powierzchnia lukowa, na której oparte jest plaskie lozysko oporowe (20) wagonu (1). Fig 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest wózek wagonowy z ramą, złożoną z dwóch podłużnie oraz z połączonych z nimi poprzecznie, wyposażony przynajmniej w dwa zestawy kołowe z kołami o małej średnicy, przy czym korpusy osiowych łożysk głównych osi tych zestawów są połączone za pomocą prowadników widłowych z podłużnicami ramy, zaopatrzonymi na końcach w koziołki resorowe, z którymi są przegubowo połączone, umieszczone z obydwu stron wózka, resory piórowe osadzone w umieszczonych w ich środku opaskach, połączonych z nasadzonym na nie kołpakiem, zaopatrzonym w głowicę kulową.

Znane są wózki wagonowe z kołami o małej średnicy, w których obciążenie przekazywane jest przez czop skrętowy, zamocowany na belce poprzecznej wózka na obydwa, umieszczone wzdłuż jego boków, resory piórowe połączone za pomocą przegubów lub ogniw z poprzecznicą ramy wózka.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 1 530 146 znany jest dwuosiowy wózek wagonowy, którego konstrukcja umożliwia przenoszenie obciążeń pionowych od belek ramy wagonu na środek wózka, a następnie przez czop skrętowy na umieszczone po obydwu jego bokach resory piórowe. Rozwiązanie to wymaga jednak zarówno odpowiednio dużej wysokości zabudowy, jak i stosowanie masywnych, a więc ciężkich, elementów wózka przenoszących siły.

Z polskiego opisu patentowego nr PL 58104 znany jest dwuosiowy wózek szynowy, umożliwiający wychylanie się kół jezdnych wózka z płaszczyzny poziomej. W tym celu wózek jest wyposażony w dwuczęściową ramę nośną, przy czym każda z tych części składa się z belki podłużnej i sztywnie z nią związanej belki poprzecznej i jest połączona z drugą taką samą częścią w układzie odwróconym. Obydwie części ramy są połączone za pomocą specjalnej konstrukcji przegubów ze stożkowymi powierzchniami roboczymi. Przymocowane do ramy łożyska osi kół jezdnych są zaopatrzone w uszczelnienia labiryntowe, umożliwiające wychylanie osi z płaszczyzny poziomej. Wózek ten ze względu na brak resorowania oraz delikatną konstrukcję ma zastosowanie wyłącznie dla tramwajów z ograniczoną prędkością jazdy, nie nadaje się natomiast do wagonów kolejowych, zwłaszcza dostosowanych do znacznej prędkości jazdy.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 3 205 126 znana jest konstrukcja węzła łożyskowego wózka szynowego, w której obejma podporowa kadłuba łożyskowa ma postać litery U i jest osadzona pod podłużnicą ramy wózka, a znajdujące się w jego górnej części kołnierze są przyspawane do tej podłużnicy. Obejma podporowa kadłuba łożyska jest w swej górnej części zaopatrzona w rozszerzające się przęsło z kołnierzem, które od strony obejmy jest łukowo zaokrąglone, przy czym podłużna linia przekroju tego łuku tworzy linię styku z obejmą podporową kadłuba łożyska. Rysunek ilustrujący przykład rozwiązania tej konstrukcji przedstawia zawieszenie węzła łożyskowego w ramie za pomocą resorów piórowych, osadzonych w obejmie sztywno przymocowanej do kadłuba łożyska o połączonych przez zawieszenia ogniwowe z wspornikami poprzecznicy ramy wózka.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 3 839 994 znany jest zespół jezdny pojazdu szynowego z obniżoną podłogą, złożony przynajmniej z dwóch zestawów kołowych, ułożyskowanych w famie wózka, złożonej z podłużnie i poprzecznie, zamocowanych między osiami zestawów kołowych. Zespół jezdny jest przy tym połączony z pojazdem bez czopa skrętnego lecz wyłącznie za pomocą umieszczonego z boku resoru piórowego zawieszonego na ogniwach i zaopatrzony w zderzaki, ograniczające wzajemny ruch zespołu jezdnego i pojazdu szynowego. Zawieszenie ogniwowe resoru piórowego jest osadzone na wystających z boku ramy wózka i z boku pojazdu sprężynowych podporach, i znajduje się ponad osiami zestawów kołowych.

Celem wynalazku jest opracowanie takiej konstrukcji wózka wagonowego, która wyeliminuje wspomniane wyżej wady i niedogodności znanych dotychczas konstrukcji wózków, a w szczególności zapewni możliwość maksymalnego zmniejszenia wysokości zabudowy oraz przekroju poprzecznego elementów wózka przenoszących siły.

Zadanie to zrealizowano w konstrukcji wózka wagonowego według wynalazku, który jest wyposażony w wahadła oporowe złożone z dolnej części, stanowiącej obejmę w postaci czaszy kulistej, współpracującej z głowicą kulową kołpaka oraz z połączonej z nią części górnej, stanowiącej kołyskę z zewnętrzną powierzchnią łukową, na której oparte jest płaskie łożysko oporowe wagonu.

Łukowa powierzchnia zewnętrzna kołyski jest w przekroju (II-II) płaszczyzną pionową, prostopadłą do kierunku jazdy wózka, zakreśloną promieniem toczenia ze środka, stanowiącego równocześnie środek promienia wewnętrznej powierzchni czaszy kulistej wahadła oporowego, natomiast w przekroju (I-I) płaszczyzną pionową, zawierającą kierunek jazdy wózka - promieniem przechylania większym od promienia toczenia.

W odmianie rozwiązania konstrukcyjnego wahadła oporowego wózka, powierzchnia zewnętrzna kołyski w przekroju (I-I) płaszczyzną pionową, przez którą przechodzi kierunek jazdy wózka, składa się z dwóch części bocznych, zakreślonych promieniami przechylania, prowadzonymi z oddzielnych środków, umieszczonych symetrycznie względem osi kołyski w tym przekroju, we wzajemnej odległości oraz z części środkowej, stanowiącej w tym przekroju odcinek prostej, stycznej do obydwu części bocznych o szerokości równej wzajemnej odległości środków obydwu promieni.

Opaska resorów piórowych jest korzystnie zaopatrzona we wkładkę kompensacyjną, umieszczoną w niej nad resorem piórowym.

Podłużnice ramy wózka według wynalazku są korzystnie połączone na przemian za pomocą przegubów z poprzecznicami ramy wózka.

Wózek wagonowy według wynalazku jest ponadto zaopatrzony w drążki sterujące, połączone z jednej strony przegubem ze środkiem poprzecznicy ramy, z drugiej zaś za pomocą łożyska z czopem skrętowym, przymocowanym do ramy wagonu nad środkiem geometrycznym wózka.

Podłużnice ramy wózka są korzystnie połączone ze zderzakami, współpracującymi z elastycznymi zderzakami poprzecznymi, przymocowanymi do wsporników wagonu.

Dzięki opisanym cechom konstrukcyjnym wózek wagonowy według wynalazku umożliwia uzyskanie minimalnej wysokości zabudowy, zaś skrócenie łańcucha elementów, przenoszących siły obciążenia pionowego, umożliwia maksymalne zmniejszenie przekrojów tych elementów, a więc również masy całego wózka. Zastosowanie wahadeł oporowych z kołyską o zewnętrznej powierzchni w kształcie beczkowym zapewnia prawidłowe przenoszenie obciążeń z wagonu na wózek przy zachowaniu dopuszczalnych oporów ruchu i luzu poprzecznego również w trakcie jazdy na ostrych łukach toru.

Wynalazek jest przykładowo wyjaśniony na rysunku, na którym fig. 1 - przedstawia dwuosiowy wózek wagonowy, umieszczony pod wagonem z obniżoną podłogą, w widoku z boku; fig. 2 - wózek wagonowy według fig. 1, w widoku z góry; fig. 3 - wózek w przekroju podłużnym wzdłuż linii I - I na fig. 2; fig. 4 - wahadło oporowe z kołyską w przekroju wzdłuż linii II - II na fig. 2; fig. 5 - wahadło oporowe z kołyską w przekroju wzdłuż linii I - I na fig. 2; a fig. 6 - wózek w przekroju podłużnym wzdłuż linii HI - III na fig. 2.

Przedstawiony na fig. 1 i 2 dwuosiowy wózek wagonowy, umieszczony pod fragmentarycznie zilustrowanym wagonem 1 z obniżoną podłogą, jest wyposażony w ramę 2 (ostoję) złożoną z podłużnie 3 (belek ostojnicowych) oraz poprzecznie 4, przy czym podłużnice 3 są połączone z poprzecznicami 4 za pośrednictwem zamocowanych w nich na przemian przegubów 5, umożliwiających skręcanie ramy 2.

W podłużnicach 3 są zamocowane prowadniki widłowe 7 kadłubów osiowych łożysk głównych 6 (maźnic), w których ułożyskowane są osie zestawów kołowych 8. Obydwa zestawy kołowe 8 wózka mają koła o małej średnicy.

Do wszystkich czterech końców poprzecznie 4 są przymocowane koziołki resorowe 9 z osadzonymi w nich przegubowo resorami piórowymi 10. W swej środkowej części, znajdujące się po obydwu stronach wózka resory piórowe 10 są osadzone w opasce 11, umieszczonej wewnątrz kołpaka 12 z głowicą kulową (fig. 3, 4 i 5). Między opaską 11 a jej gniazdem w kołpaku 12 jest osadzona wkładka 13, kompensująca ubytek wysokości po dokonanej korekcie zarysu zewnętrznego powierzchni tocznej kół zestawów kołowych 8.

Na głowicy kulowej kołpaka 12 jest osadzone wahadło oporowe, mające postać półkulistej obejmy, osadzonej na głowicy kulowej kołpaka 12 i połączonej w górnej części z kołyską 16. Wewnętrzny promień 15 kulistej obejmy wahadła oporowego 14 jest równy promieniowi 15 głowicy kulowej kołpaka 12, umożliwiając dowolne przestrzenne ustawienie wahadła oporowego 14. Kołyska 16 jest zaopatrzona w swej górnej części w łukową kulistą powierzchnię, której promień 17 ma wspólny środek z pro173 044 mieniem 15 kulistej wewnętrznej powierzchni wahadła oporowego 14, umożliwiając bezzwrotne skręcanie wózka przy wjeździe na hak toru. Wielkość tarcia, powstającego na kulistej wewnętrznej powierzchni kołyski 16, zależy od obciążenia kołyski, jak również od wielkości obydwu promieni 15 oraz 17.

W celu umożliwienia wahadłowego ruchu poprzecznego, kołyska 16 ma zarys nie kulisty lecz beczkowaty, który w płaszczyźnie przekroju II-II na fig. 2 jest określony wartością promienia 17, natomiast w płaszczyźnie przekroju I-I na fig. 2 - wartością promienia przechylania 18, przy czym promień 18 jest większy od promienia 17. Stosunek obydwu promieni (18:17) jest miarą wielkości siły, niezbędnej dla powrotnego obrócenia wahadła oporowego 14 w położenie wyjściowe. Siła hamowania poprzecznego wahadła oporowego, będąca wynikiem oddziaływania sił tarcia na powierzchniach kulistych o promieniu 15, jest jak już wyżej wspomniano, zależna od wartości obciążenia i od stosunku długości obydwu promieni 17 i 18. W celu łatwiejszego uzyskania dokładnego środkowego położenia kołyski 16, środki obydwu promieni przechylania 18 zostały nieco rozsunięte na odległość 19 (fig. 5), wskutek czego na górnej powierzchni kołyski 16 utworzona została wąska powierzchnia walcowa o promieniu 17, styczna do walcowej powierzchni o promieniu przechylania 18, której szerokość równa jest odległości 19. Dzięki temu uzyskuje się odpowiedni dla danej wartości odległości 19 wzrost siły niezbędnej dla poprzecznego przesunięcia kołyski 16.

Kołyski 16 obustronnie podpierają swą górną powierzchnią, za pośrednictwem łożyska oporowego 20, ramę wagonu 1 o obniżonej podłodze. W kierunku jazdy wagon jest połączony z ramą 2 wózka za pośrednictwem - umieszczonego pod ramą wagonu 1 a nad środkiem geometrycznym wózka - czopa skrętowego 21, przy czym nasadzone na ten czop 21 łożysko 23 jest połączone, za pośrednictwem drążka sterującego 22 i przegubu 23, z poprzecznicą 4 ramy 2 wózka (fig. 6).

W kierunku poprzecznym wychylenia wózka wagonowego są ograniczone przez elastyczne zderzaki poprzeczne 24, zamocowane na wspornikach 25 wagonu 1 w sposób umożliwiający nastawianie ich odległości od zderzaków 26, przymocowanych do podłużnicy 3 między łożyskami 6 zestawów kołowych.

Badania eksploatacyjne wykazały, że wózki kolejowe według wynalazku umożliwiają obrót i przesuw poprzeczny wózków w płaszczyźnie poziomej w stosunku do osi podłużnej pojazdu, jak i obrót w płaszczyźnie pionowej, leżącej w osi pojazdu, prawidłowe przenoszenie obciążeń pionowych, poprzecznych i wzdłużnych w sposób zapewniający równomierny rozkład nacisków wózków na tor zarówno w czasie jazdy jak i podczas hamowania, a ponadto wymaganą spokojność biegu zarówno na torze prostym jak i w łukach.

173 044

I -<=4

Fig. 2

173 044

16 12 13 11 15 17

Fig. 3

173 044

12 13 11 17 10 15 12 18 19 18

Fig. 4 Fig. 5

173 044

Fig. 6

173 «44

Fig.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wózek wagonowy z ramą, złożoną z dwóch podłużnie oraz z połączonych z nimi poprzecznie, wyposażony przynajmniej w dwa zestawy kołowe z kołami o małej średnicy, przy czym korpusy osiowych łożysk głównych osi tych zestawów są połączone za pomocą prowadników widłowych z podłużnicami ramy, zaopatrzonymi na końcach w koziołki resorowe, z którymi są przegubowo połączone, umieszczone z obydwu stron wózka, resory piórowe, osadzone w umieszczonych w ich środku opaskach, połączonych z nasadzonym na nie kołpakiem, zaopatrzonym w głowicę kulkową, znamienny tym, że jest wyposażony w wahadło oporowe (14), złożone z dolnej części, stanowiącej obejmę w postaci czaszy kulistej, współpracującej z głowicą kulową kołpaka (12) oraz z połączonej z nią części górnej, stanowiącej kołyskę (16) z zewnętrzną powierzchnią łukową, na której oparte jest płaskie łożysko oporowe (20) wagonu (1).
2. 2. Wózek według zastrz. 1, znamienny tym, że łukowa powierzchnia zewnętrzna kołyski (16) jest w przekroju (II-II) płaszczyzną pionową, prostopadłą do kierunku jazdy wózka, zakreśloną promieniem toczenia (17) ze środka, stanowiącego równocześnie środek promienia (15) wewnętrznej powierzchni czaszy kulistej wahadła oporowego (14), natomiast w przekroju (I-I) płaszczyzną pionową, zawierającą kierunek jazdy wózka - promieniem przechylania (18) większym od promienia toczenia (17).
3. 3. Wózek według zastrz. 2, znamienny tym, że powierzchnia zewnętrzna kołyski (16) w przekroju (I-I) płaszczyzną pionową, przez którą przechodzi kierunek jazdy wózka, składa się z dwóch części bocznych, zakreślonych promieniami przechylania (18), prowadzonymi z oddzielnych środków, umieszczonych symetrycznie względem osi kołyski w tym przekroju, we wzajemnej odległości (19) oraz z części środkowej, stanowiącej w tym przekroju odcinek prostej, stycznej do obydwu części bocznych o szerokości równej wzajemnej odległości (19) środków obydwu promieni.
4. 4. Wózek według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że opaska (11) resoru piórowego (10) jest zaopatrzona we wkładkę kompensacyjną (13), umieszczoną w niej nad resorem piórowym (10).
5. 5. Wózek według zastrz. 1, znamienny tym, że podłużnice (3) jego ramy (2) są połączone na przemian za pomocą przegubów (5) z poprzecznicami (4) ramy (2) wózka.
6. 6. Wózek według zastrz. 1, znamienny tym, że jest zaopatrzony w drążek sterujący (22), połączony z jednej strony przegubem ze środkiem poprzecznicy (4) ramy (2), z drugiej zaś za pomocą łożyska (23) z czopem skrętowym (21), przymocowanym do rany wagonu (1) nad środkiem geometrycznym wózka.
7. 7. Wózek według zastrz. 1, znamienny tym, że jego podłużnice (3) są połączone ze zderzakami (26), współpracującymi z elastycznymi zderzakami poprzecznymi (24), przymocowanymi do wsporników (25) wagonu (1).