PL175243B1 - Układ prowadzenia do zestawu czterokołowych wózków zwrotnych o zmiennym rozstawie kół - Google Patents

Abstract

Uklad prowadzenia do zestawu czterokolowych wózków zwrotnych o zmiennym rozstawie kól, zawierajacy cztery zespoly toczne kazdego wózka zamocowane na jego centralnej ramie i majace pólosie i zamontowane na nich zespoly lozyskowe, kola oraz tarcze hamulcowe, przy czym zespoly toczne maja elementy robocze do wspólpracy ze stacjonarna instalacja zmieniajaca, a uklad zawiera ponad to zespól drazków polaczonych zwózkami i z karoseria wagonu osadzonana wózkach, znamienny tym, ze zawiera dwie pomocnicze ramy (4), na kazdej z których jest osadzony zespól toczny i która jest obroto- wo polaczona z centralna rama (1) za posrednictwem obrotowego zlacza (2), a na kazdej pomocniczej ramie (4) jest zamontowana za posrednictwem zlacza (5) para widelek (6) wahaczy, a kazde widelka (6) na koncu podpieraja obudo- we, w której jest umieszczany zespól lozyskowy (12) zespolu tocznego, a tak- ze zawiera centralny regulator balansowy (43), który jest umieszczony na srodku wagonu i którego os obrotu jest polaczona z karoseria wagonu, a po obu stronach centralnego regulatora balansowego (43) jest rozmieszczona para skrajnych regulatorów balansowych (36), których osie obrotu sa sztywno polaczone z centralna rama (1) kazdego wózka, przy czym górny koniec kaz- dego skrajnego regulatora balansowego (36) jest polaczony z górnym drazkiem skrajnym (37), którego drugi koniec jest polaczony z podpora nosna (38) polaczona sztywno z karoseria, zas dolny koniec skrajnego regulatora ba- l ansowego (36) jest polaczony z dolnym drazkiem skrajnym (39), którego przeciwlegly koniec jest sztywno polaczony z zewnetrzna obudowa skraj- n ych widelek (6) z pary widelek (6) wahaczy, a ponadto skrajny regulator ba- lansowy (36) ma, usytuowany ponad jego osia obrotu w równej odleglosci od niej jak i dolnego jego konca, posredni przegub (40), z którym polaczone sa górne drazki srodkowe, krótszy (41) i dluzszy (42), przy czym drugi koniec krótszego górnego drazka srodkowego (41) jest przymocowany do obudowy wewnetrznych widelek (6) z pary widelek (6) wahaczy, a drugi koniec dluz- szego górnego drazka srodkowego (42) jest polaczony z jednym z konców centralnego regulatora balansowego (43) FIG. 16 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ prowadzenia do zestawu czterokołowych wózków zwrotnych o zmiennym rozstawie kół.

Znane są w kolejnictwie problemy wynikające ze stosowania różnych rozstawów torów w różnych sieciach kolejowych w transporcie ludzi i towarów'. Dotychczas nie znaleziono zadowalającego rozwiązania tego problemu, zwłaszczajeżeli chodzi o adaptację wagonów pasażerskich lub towarowych z wózkami konwencjonalnymi.

Jedno z dotychczas stosowanych rozwiązań polega na całkowitym zastępowaniu wózków. Wymaga to podnoszenia karoserii wagonów po uprzednim odłączeniu zespołów amortyzujących lub mechanicznych, łączących wózek z karoserią, takich jak układ hamulcowy, instalacja elektryczna i podobne, co wymaga szeregu pracochłonnych czynności.

175 243

Różny rozstaw kół wózków uzyskuje się również innymi sposobami, na przykład rozstawiając koła wzdłuż osi w taki sposób, żeby stopień bezpieczeństwa, wytrzymałość mechaniczna i inne cechy charakterystyczne konstrukcji były takie same jak podczas naciskania osi na koła w typowym układzie.

W praktyce jest bardzo trudno skonstruować układ spełniający warunek bardzo szybkiej automatycznej zmiany rozstawu kół, a jednocześnie o takiej żywotności i trwałości, żeby mógł znakomicie pracować bez konieczności częstego zatrzymywania zespołu w warsztatach naprawczych.

Oczywistym rozwiązaniem istniejących problemów tego typu jest skonstruowanie wózka nie tylko z niezależnymi kołami o zmiennym rozstawie, co umożliwia jego jazdę po różnych torowiskach, ale również z ramą w której osadzone są koła, o konstrukcji umożliwiającej odpowiednie prowadzenie i ustawianie się kół podczas jazdy wózka tego typu po torowisku biegnącym po linii krzywej. W rozwiązaniu tego typu należy uwzględnić, że taki układ prowadzenia powinien nadawać się również do wózków z kołami niezależnymi o stałym rozstawie, które powinny móc jeździć po różnych torowiskach.

Znany jest układ prowadzenia do wózków o zmiennym rozstawie z hiszpańskiego opisu patentowego nr 9201934.

Według tego rozwiązania, układ prowadzenia do czterokołowych zestawów wózków zwrotnych o zmiennym rozstawie kół składa się z czterech zespołów tocznych każdego wózka zamocowanych najego centralnej ramie i mających półosie i zamontowane na nich zespoły łożyskowe, koła oraz tarcze hamulcowe. Zespoły toczne mają elementy robocze do współpracy ze stacjonarną instalacją zmieniającą. Układ zawiera ponad to zespół drążków połączonych z wózkami i z karoserią wagonu osadzoną na wózkach.

Sztywność widełek wahacza z zespołami tocznymi, a także sposób ich osadzenia w ramie, zapewniają zarówno równoległość jak i zbieżność kół podczas ich osadzania na jednym z dwóch typów torowisk o różnych rozstawach oraz odpowiednie reagowanie na naturalne pionowe i poprzeczne ruchy zespołu podczas jazdy po torach. Układ ten jednak nie zapewnia odpowiedniej stabilności pojazdu przy jego skręcaniu w lewo lub w prawo.

Według wynalazku, układ prowadzenia do zestawu czterokołowych wózków zwrotnych z zmiennym rozstawie kół, zawiera cztery zespoły toczne każdego wózka zamocowane na jego centralnej ramie i mające półosie i zamontowane na nich zespoły łożyskowe, koła oraz tarcze hamulcowe, przy czym zespoły toczne mają elementy robocze do współpracy ze stacjonarną instalacją zmieniającą, a układ zawiera ponad to zespół drążków połączonych z wózkami i z karoserią wagonu osadzoną na wózkach.

Układ charakteryzuje się tym, że zawiera dwie pomocnicze ramy, na każdej z których jest osadzony zespół toczny i którajest obrotowo połączona z centralnąramąza pośrednictwem obrotowego złącza, a na każdej pomocniczej ramie jest zamontowana za pośrednictwem złącza para widełek wahaczy, a każde widełka na końcu podpierają obudowę, w której jest umieszczany zespół łożyskowy zespołu tocznego. Układ także zawiera centralny regulator balansowy, który jest umieszczony na środku wagonu i którego oś obrotu jest połączona z karoserią wagonu, a po obu stronach centralnego regulatora balansowego jest rozmieszczona para skrajnych regulatorów balansowych, których osie obrotu są sztywno połączone z centralną ramą każdego wózka. Górny koniec każdego skrajnego regulatora balansowego jest połączony z górnym drążkiem skrajnym, którego drugi koniec jest połączony z podporą nośną połączoną sztywno z karoserią, zaś dolny koniec skrajnego regulatora balansowego jest połączony z dolnym drążkiem skrajnym, którego przeciwległy koniec jest sztywno połączony z zewnętrzną obudową skrajnych widełek z pary widełek wahaczy. Ponadto skrajny regulator balansowy ma, usytuowany ponad jego osią obrotu w równej odległości od niej jak i dolnego jego końca, pośredni przegub, z którym połączone sągórne drążki środkowe, krótszy i dłuższy. Drugi koniec krótszego górnego drążka środkowego jest przymocowany do obudowy wewnętrznych widełek z pary widełek wózka, a drugi koniec dłuższego górnego drążka środkowego jest połączony z jednym z końców centralnego regulatora balansowego.

175 243

Wózek jest zamontowany do karoserii wagonu obrotowo wokół pionowej geometrycznej osi wózka, a centralny regulator balansowy i skrajny regulator balansowy wraz z połączonymi z nimi drążkami są zamontowane obrotowo wokół osi pionowej względem karoserii wagonu.

Zespoły toczne są zawieszone na centralnej ramie za pośrednictwem sprężyn spiralnych, a pomiędzy centralną ramą i ramami pomocniczymi, pod dolnym końcem sprężyn sąumieszczone odkształcalne pod wpływem sił tnących gumowe przekładki.

Według tego rozwiązania układ prowadzenia czterokołowego wózka zwrotnego o zmiennym rozstawie kół ma konstrukcję rozwiązującą istniejące obecnie problemy, ponieważ zespoły toczne są takiego samego typu, jaki jest stosowany przez wiele lat w systemie transportowym. Zespoły te są wykorzystywane w dwukołowych zestawach Talgo jeżdżących w sieci kolejowej w Europie oraz na dwóch liniach w sieci kolei hiszpańskich. Zmiana z jednego rozstawu kół na inny, może być dokonana w stacjonarnych instalacjach zmieniających, podobnych do stosowanych obecnie urządzeń do zmiany rozstawu kół we wspomnianych powyżej zespołach tocznych.

Odpowiednia adaptacja układu kierowania i hamulcowego jest taka sama w obu typach zespołów jezdnych, i nie wymaga żadnych dodatkowych czynności związanych ze zmianą rozstawu. Jej istotą, est to, że każdy z obu układów prowadzenia poprawia poruszanie się wózków tego typu po torach zakrzywionych, przyczyniając się tym samym do eliminacji efektów dynamicznych, które w wózkach zwrotnych z niezależnymi kołami są zjawiskiem naturalnym, i do zmniejszania zużycia powierzchni tocznych kół, zwłaszcza ich obręczy.

Będący przedmiotem wynalazku układ prowadzenia zawierający wózek i zmieniającą stacjonarną instalację poprawia poruszanie się obu osi wszystkich wózków po torach biegnących po linii krzywej. Poprawę tę podczas jazdy po torze krzywoliniowym uzyskuje się poprzez prawidłowe prowadzenie wózków bez względu na promień krzywizny. Układ umożliwia eliminacj ę efektów dynamicznych występujących w wózkach tego typu z niezależnymi kołami. Zmniejsza również zużycie powierzchni jezdnej ponieważ oś nie jest podpierana w sposób pseudoślizgowy, jak to ma miejsce podczas samocentrowania, a zwłaszcza zmniejsza zużycie obręczy dzięki odpowiedniemu prowadzeniu kół.

Układ prowadzenia umożliwia odpowiednie prowadzenie obu wózków zwrotnych z niezależnymi kołami o zmiennym rozstawie, przeznaczonych do konwencjonalnych wagonów pasażerskich lub towarowych. Ponad to nie musi łączyć wspomnianego wagonu pasażerskiego lub towarowego z innymi wagonami albo z lokomotywą, ponieważ podczas jazdy pociągu po torze krzywoliniowym działa on na zasadzie obracania się wózka znajdującego się z przodu, patrząc w kierunku jazdy, względem karoserii wagonu. Dzięki symetrii względem płaszczyzny poprzecznej, biegnącej przez środek karoserii, konstrukcja ta jest niezależna funkcjonalnie względem kierunku jazdy.

Jak już wspomniano, układ prowadzenia tego typu można również stosować do wózków prowadzących z niezależnymi kołami o stałym rozstawie.

W związku z geometryczną konfiguracją układu pierwszej i drugiej osi każdego wózka zwrotnego, układ prowadzenia według wynalazku jest dokładnie równoważny ze względu na jednakowe osie w każdym z wózków zwrotnych. W związku z tym na układ nie ma wpływu kierunek ruchu wagonu i nie sąpotrzebne żadne połączenia z pojazdami, które można sprzęgać z danym wagonem.

Przedmiot wynalazku pokazano w przykładach wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia dolną część czterokołowego wózka zwrotnego o zmiennym rozstawie kół, w rzucie bocznym pionowym, wraz z układem prowadzenia według niniejszego wynalazku, pokazanym bardziej szczegółowo na fig. 16-19; fig. 2 - wózek z fig. 1z układem prowadzenia w rzucie głównym poziomym, fig. 3 - spiralna sprężyna do wózka z fig. 1 i 2 w przekroju płaszczyzną A-B; fig. 4 - fragment wózka pokazanego na fig. 1i 2, w widoku z kierunku C; fig. 5 - jedno z kół wózka w rzucie perspektywicznym; fig. 6 - dolną część czterokołowego wózka zwrotnego o zmiennym rozstawie kół, w rzucie bocznym pionowym, z ukazaniem zespołów tocznych wózka osadzonych na wahaczu; fig. 7 - wózek z fig. 6 w rzucie poziomym głównym, z ukazaniem zespołów tocznych; fig. 8 - zespół łożyskowy zespołu tocznego wózka, w rzucie per175 243 spektywicznym, fig. 9 - elementy ustalające i blokujące zespołu łożyskowego w obudowie wahacza zawieszenia, w przekroju poprzecznym; fig. 10 - fragment pomocniczego zespołu zabezpieczającego z fig. 9, w przekroju płaszczyznąD-E; fig. 11 - zespół toczny wózka z obudowami łożysk, w rzucie pionowym z przodu, w przekroju poprzecznym; fig. 12 - zespół zatrzaskowy zespołu tocznego wózka w rzucie perspektywicznym; fig. 13 - obiekt z fig. 12 w rzucie pionowym z przodu; fig. 14 - schemat stacjonarnej instalacji zmieniającej do zmiany rozstawu kół wózka; fig. 15 - płozy ślizgowe i nastawcze oparte na szynie ślizgowej instalacji z fig. 14, w przekroju; fig. 16 - układ prowadzenia zamontowany w konwencjonalnym wagonie, w rzucie schematycznym, wskazano kierunek jazdy składu; fig. 17 - zespół układu prowadzenia wózków z fig. 16, w rzucie schematycznym przy skręcaniu w prawo; fig. 18 - rozmieszczenie regulatorów balansowych i drążków układu prowadzenia z fig. 16 znajdujących się po zewnętrznej stronie zakrzywionego toru, fig. 19 - rozmieszczenie regulatorów balansowych i drążków układu prowadzenia z fig. 16 znajdujących się po wewnętrznej stronie zakrzywionego toru.

Na fig. 1, 2 pokazano czterokołowy wózek zwrotny o zmiennym rozstawie kół 10 z układem prowadzenia, zawierającym części składowe 30-42, które zostanąomówione później.

Wózek składa się z centralnej ramy 1, w której osadzone są za pośrednictwem złącza 2 i przekładek gumowych 3 dwie takie same ramy pomocnicze 4 z zespołami tocznymi. Dwie pomocnicze ramy 4 sąobrotowe wokół pionowej osi złącza 2, umożliwiając, jak wspomniano dalej, prowadzenie dwóch zespołów tocznych. W ramie 4 są osadzone za pomocą złączy 5 dwie pary wahaczy. Każda para wahaczy, łącznie z tuleją łączącą, tworzy sztywne widełki 6. Na końcach obu widełek 6 są osadzone zespoły łożyskowe każdego koła 10, a także urządzenia umożliwiające osadzanie zespołów tocznych na torach o każdym z dwóch rozstawów, oraz blokowanie ich w celu zapewnienia pełnej blokady podczas jazdy.

Obciążenia pionowe przenoszone od karoserii wagonu, a także siły wynikające z toczenia, hamowania i siły poprzeczne, są przenoszone na centralną ramę 1 wózka za pośrednictwem pary amortyzatorów pneumatycznych 7 i odpowiedniego mechanizmu zwrotniczego, tzw. zawieszenia pomocniczego.

Istnieje również możliwość zastąpienia amortyzatorów pneumatycznych 7 sprężynami spiralnymi, co pokazano na fig. 3 i 4, gdzie jest pokazana rama centralna 1 i oś obrotu P wagonu kolejowego względem wózka (fig. 4). Obciążenia i siły sąprzenoszone z ramy centralnej 1 na zespoły toczne za pośrednictwem sprężyn spiralnych 8 pokazanych na fig. 1 i 2, tj. za pomocą zawieszenia głównego.

Jak pokazano na fig. 1 w wahaczach i centralnej ramie 1 wózka są umieszczone płozy ślizgowe 33, a po obu stronach widełek 6 wahaczyjest umieszczona podpora 26 (fig. 2) podpierająca cylindry hamulcowe i zespół kierowniczy i przenosząca ruch na hamulcowe drążki łączące podtrzymujące okładziny hamulców'.

Każdy wózek posiada cztery zespoły toczne, podobne do pokazanych na fig. 5. Każdy z nich składa się z półosi 9, koła 10, tarcz hamulcowych 11, stanowiących integralną całość, oraz z zespołów łożyskowych 12, zamontowanych na końcu półosi 9.

Jak widać na fig. 5 i 8, w górnej części zespołów łożyskowych 12 jest ukształtowana cylindryczna powierzchnia 13, na której, j ak pokazano w przekroju na fig. 6, w normalnym położeniu roboczym jest oparty odpowiedni jeden koniec widełek 6 wahaczy.

Pomiędzy zespołem łożyskowym 12, a kołyską korzystnie jest umieszczona sprężysta płyta mająca na celu bardziej równomierne rozprowadzanie obciążeń po powierzchni nośnej. Płyta ta musi być trwale przymocowana do tych powierzchni. Dzięki takiemu rozwiązaniu zespoły łożyskowe 12 zajmują odpowiednie położenie względem wahaczy 6.

Dla lepszego zrozumienia istoty niniejszego wynalazku, należy wziąć pod uwagę, że w poziomej płaszczyźnie osie wzdłużne, siły i przemieszczenia są równoległe do toru, a osie, siły i przemieszczenia poprzeczne są do niego prostopadłe.

W kierunku wzdłużnym wspomniana powierzchnia jest powierzchnią cylindryczną, a oś zespołu łożyskowego 12 automatycznie centruje się w swoim położeniu teoretycznym.

175 243

Płaskie powierzchnie pionowe 14, pokazane na fig. 8, po jednej z przodu i z tyłu, są odpowiednio pasowane na odpowiednich płaskich powierzchniach pionowych wkładek 15 i 16, co pokazano na fig. 9.

Pomiędzy zewnętrzną obudową zespołu łożyskowego 12, a jego gniazdem znajduje się sprężysta tuleja, dzięki której łożyska mają niewielki stopień swobody umożliwiający kompensację wszelkich małych niewspółosiowości, niezbędnych do przenoszenia na wahacz 6 wózka sił poprzecznych, wywieranych podczas jazdy wózka przez oba zespoły łożyskowe 12 każdej półosi 9.

Pokazane na fig. 8, łapy 17 znajdujące się na przedniej i tylnej pionowej powierzchni 14 każdego zespołu łożyskowego 12 i stanowiące jego integralną część, są poprzecznymi elementami mocującymi zespołów łożyskowych 12.

Pomiędzy ogranicznikami 18 i 18' obudowy widełek 6 wahaczy, pokazanej na fig. 11, znaj dują się zatrzaski 19, pokazane na fig. 9 i 11 -13, które uniemożliwiająjakiekolwiek poprzeczne przemieszczenie zespołów łożyskowych 12.

Każda z łap 17 ma dwie pionowe powierzchnie stykowe, a odległość pomiędzy nimi jest równa różnicy połowie rozstawu kół 10 i grubości zatrzasku 19.

Podłużne położenie zatrzasków 19, stanowiących integralny element mostu 20, pokazanego na fig. 12 i 13, jest regulowane za pomocą ich zewnętrznych powierzchni poprzecznych pomiędzy obu pionowymi powierzchniami obudowy pokazanej na fig. 11. Poprzeczne położenie tych zatrzasków 19 jest utrzymywane dzięki ich odpowiedniemu osadzeniu pomiędzy podłużnymi powierzchniami pionowymi wkładek 15 i 16, integralnych z obudową widełek 6 wahaczy. Dzięki takiemu rozwiązaniu, zatrzaski 19 mogąporuszać się tylko w pionie, a ich przemieszczenia w jakimkolwiek innym kierunku uniemożliwiają sztywne ograniczniki 18 i 18'.

Robocze położenia zatrzasków 19 w kierunku pionowym ograniczają stałe sprężyny 21, pokazane na fig. 9, których wstępne naprężenie jest dobrane w taki sposób, że równoważy wagę zespołu zatrzaskowego plus ewentualne siły dynamiczne. Ponadto sprężyny 21 sąkorzystnie dodatkowo wyposażone w pomocniczy zespół zabezpieczający 22, pokazany na fig. 9 i 10.

Most 20 zespołu zatrzaskowego jest skonstruowany w taki sposób, że w jego dolny koniec można wkładać teową część prowadnicy zwalniająco-blokującej 30, pokazaną na fig. 6, 7 i 14, stanowiącą fragment stacjonarnej instalacji zmieniającej 34, która wymusza jego przesunięcie pionowe i opuszczenie zatrzasków 19, pokonując siłę wywieraną przez sprężynę, zespół utrzymujący i tarcie.

Most 20 jest skonstruowany w taki sposób, że jest on ustawiany w skośnych płaszczyznach na prowadnicach zwalniająco-blokujących 30 stacjonarnej instalacji zmieniającej 34, w wyniku czego prowadnice zwalniająco-blokujące 30 oddziałują na jego centralną część.

Na fig. 12 i 13 pokazano w rzucie perspektywicznym i w przekroju konstrukcję zespołów zatrzaskowych typu opisanego wcześniej. Most 20 zespołu zatrzaskowego zawiera części cierne 35 (fig. 13).

Wkładki 15 i 16, pokazane na fig. 9, stanowiące integralną część powierzchni pionowych obudowy widełek 6, nie tylko stanowią ograniczniki poprzeczne zatrzasków 19, ale mają również pionowe powierzchnie poprzeczne, na których opierająsię w kierunku podłużnym powierzchnie pionowe 14 zespołów łożyskowych 12. Jedna z wkładek 16, pokazana na fig. 9, ma ponadto prowadnicę poprzeczną 23 ze skośną powierzchnią górną, stanowiącą powierzchnię ślizgową zespołu łożyskowego 12 podczas poprzecznego przemieszczania się zespołu tocznego. Dolne powierzchnie 24 łap 17 mają taki sam skos i podczas normalnej pracy nie stykają się z górnymi powierzchniami prowadnicy poprzecznej 23, biegnąc do nich równolegle.

Podczas zawieszania wózka zespoły łożyskowe 12 opadają do położenia, w którym dolne powierzchnie 24 łap 17 są oparte na prowadnicach poprzecznych 23, co umożliwia następnie ich przemieszczenie poprzeczne. Pochylenie ślizgowych powierzchni prowadnic poprzecznych 23 umożliwia podczas ruchu osiadanie na nich innych zespołów, które mogą ograniczać poprzeczne przemieszczanie kół podczas zmiany rozstawu.

175 243

Pokrycie skośnych powierzchni 24 łap 17 spiekiem metalowym o niskim współczynniku tarcia ślizgowego i zastosowanie na tych powierzchniach ślizgaczy o bardzo wysokiej wytrzymałości na ściskanie ułatwia przemieszczanie zespołów tocznych podczas ich przesuwania do każdego z dwóch rozstawionych położeń.

Chociaż nie pokazano tego na fig. 8, to na pionowej płaszczyźnie poprzecznej 25 łap 17 korzystnie jest przymocowany wspornik 26 pokazany na fig. 2 i 7, z cylindrem hamulcowym oraz mechanizm zwrotniczy przenoszący ruch na tłoczki hamulcowe z przymocowanymi do nich okładzinami ciernymi.

Sztywność widełek 6 wahaczy z zespołami tocznymi, a także sposób ich osadzenia w ramie pomocniczej 4 za pomocą złącza 5, zapewniają zarówno równoległość jak i zbieżność kół 10 podczas ich osadzania najednym z dwóch typów torowisk o różnych rozstawach oraz odpowiednie reagowanie na naturalne pionowe i poprzeczne ruchy zespołu tocznego podczasj azdy po torach.

Zmiana rozstawu kół 10 w celu jego dostosowania do toru o innej szerokości jest wykonywana za pośrednictwem stacjonarnej instalacji 34 na przejściowej stacji kolejowej. Zmiana ta odbywa się kolejno w każdym wózku zwrotnym przejeżdżającym z prędkościązmniejszonądo 15 km/godz. przez tę instalację 34.

W celu lepszego zrozumienia całej operacji, na fig. 14 pokazano schematycznie instalację 34 do zmiany rozstawu kół 10 wózka. Instalacja 34 zawiera końcówki szyn o większym rozstawie 27 z jednej strony, końcówki szyn o mniejszym rozstawie 28 z drugiej strony, umieszczone pomiędzy nimi ślizgowe szyny centrujące 29 oraz prowadnice zwalniająco-blokujące 30 do zwalniania i blokowania zatrzasków, a także zespół prowadnic przejściowych do przemieszczania zespołów tocznych zawierający części sprężyste 31 i części sztywne 32.

Załóżmy, że wózek podjeżdża do instalacji 34 od strony toru o większym rozstawie szyn 27, na fig. 14 od strony lewej. Zmiana rozstawu kół 10 odbywa się w następujący sposób:

Początkowo następuje odciążenie. Uzyskuje się to osadzając wózek na szynach prowadzących, to jest odciążając koła. Operacja odciążenia polega na delikatnym obniżeniu szyn o większym rozstawie 27 przed ich końcem, a następnie, w ściśle określonym czasie, uzależnionym od średnicy kół, doprowadzeniu do zetknięcia ślizgowych płóz 33 połączonych z widełkami 6 wahaczy i ramą 1 wózka z fig. 1, z ich odpowiednią ślizgową szynącentrującą29.

W celu uzyskania możliwie dużej powierzchni współpracy pomiędzy płozami ślizgowymi 33, fig. 15, a ślizgową szyną centrującą 29, zwłaszcza w punkcie styku początkowego, jedna część 33B ślizgowej płozy jest osadzona na podporze 33A za pośrednictwem przegubu kulowego, a druga część 33C ślizgowej płozy styka się z wewnętrznym bokiem ślizgowej szyny centrującej 29. Części płóz 33B i 33A są wykonane z tworzywa sztucznego i smarowane wodą, dzięki czemu uzyskano bardzo niski współczynnik tarcia ślizgowego po ślizgowej szynie centrującej 29. Zaletą smarowania wodnego w porównaniu z innymi typami smarowania jest eliminacja przyczepności i zanieczyszczenia środowiska.

Po odciążeniu zespołów tocznych następuje odblokowanie ich zespołów łożyskowych 12 i zwolnienie podwójnych blokad zatrzasków 19.

W tym celu instalacja 34 jest wyposażona w cztery prowadnice zwalniająco-blokujące 30, jak pokazano na fig. 14, rozmieszczone wzdłuż jej osi wzdłużnej.

W przekroju poprzecznym, górne części prowadnic zwalniająco-blokujących 30 mają kształt litery “T”, dzięki czemu mogą przez nie przechodzić mosty 20 zespołów zatrzaskowych. Dzięki takiemu kształtowi ich profilu pionowego, zespół zatrzaskowy opada i jest przytrzymywany w położeniu odblokowanym na centralnej części prowadnicy zwalniająco-blokującej 30, gdzie jej profil jest poziomy.

W związku z tym, że części cierne 35 mostów 20 zatrzasków 19 z fig. 13, są również wykonane z tworzywa sztucznego, również one są smarowane wodą.

Podczas operacji zwalniania zatrzasków 19, sprężysta część 31 prowadnic przejściowych do przemieszczania zespołów tocznych, odpowiednio do danego rozstawu, (fig. 14), styka się z wewnętrzną powierzchnią kół 10. Nacisk wywierany na te koła wspomaga operację zwalniania blokad.

175 243

Przed odblokowaniem, zaraz po odciążeniu kół, zespoły toczne lekko opadają, i przestają podpierać cylindryczną powierzchnię 13 zespołów łożyskowych 12 w ich gniazdach w obudowach wahaczy, a następnie skośne powierzchnie 24 łap 17 są oparte na skośnej powierzchni prowadnicy poprzecznej 23.

Nieco później, po przesunięciu się zespołów tocznych wózka zwrotnego w stacjonarnej instalacji 34 do przodu, koła tracą styczność ze sprężystą częścią 31 prowadnic przejściowych do przemieszczania zespołów tocznych po stronie, z której weszły, a następnie stykają się ze sztywną częścią 32 tych prowadnic po przeciwnej stronie instalacji 34, a mianowicie po stronie toru o mniejszym rozstawie szyn 28. Podczas stykania się kół z częścią sztywną 32, zatrzaski 19 są odblokowane, a rozstaw kół jest zmieniany na mniejszy. Następnie koła nadal zachowująstyczność ze sprężystą częścią 31 prowadnic przejściowych, a prowadnice zwalniająco-blokujące 30 unoszą zatrzaski 19 do góry i blokują je w tym położeniu. Nacisk wywierany na sprężystą część 31 prowadnic przejściowych pomaga w zablokowaniu zatrzasków 19. Zaraz po zakończeniu operacji zmiany rozstawu kół, zespoły toczne są blokowane w położeniu odpowiadającym mniejszemu rozstawowi.

Podczas dalszej jazdy zespołu tocznego do przodu koła w końcu zetkną się z uniesionymi do góry szynami 28 o mniejszym rozstawie, w wyniku czego ślizgowe płozy 33 stracą kontakt ze ślizgową szyną centrującą 29, a wózek zwrotny jest gotowy dojazdy po torach o mniejszym rozstawie szyn 28.

W podobny sposób przebiega operacja odwrotna, czyli zmiana rozstawu kół z mniejszego na większy.

Według wynalazku, układ prowadzenia jest wyposażony w centralny regulator balansowy 43 umieszczony w centralnej części karoserii wagonu pasażerskiego lub towarowego, co pokazano schematycznie na fig. 16. Na rysunku widać tylko układ z jednej strony wagonu, ale oczywiście z jego przeciwległej strony znajduje się drugi taki sam układ.

Układ prowadzenia według tego przykładu wykonania zawiera skrajny regulator balansowy 36, którego oś obrotu stanowi integralny element centralnej ramy 1 każdego wózka, co pokazano na fig. 1. W górnym końcu skrajnego regulatora balansowego 36 jest zamontowany górny drążek skrajny 37, którego drugi koniec jest z kolei zamontowany w podporze nośnej 38, stanowiącej integralny element karoserii wagonu pasażerskiego lub towarowego. W dolnym końcu skrajnego regulatora balansowego 36 jest zamontowany dolny drążek skrajny 39, którego przeciwległy koniec stanowi integralny element zewnętrznej obudowy widełek 6 wahaczy usytuowanych bliżej końca wagonu, pokazanych na fig. 1. Z kolei widełki 6 wahaczy stanowią integralną część ramy 4, pokazanej na fig. 1, w której sąosadzone zespoły toczne. Powyżej osi skrętnej skrajnego regulatora balansowego 36, w równej odległości odjego dolnego końca, znajduje się górny przegub 40. W górnym przegubie 40 są zamocowane dwa górne drążki środkowe krótszy 41 i dłuższy 42. Drugi koniec krótszego górnego drążka środkowego 41 stanowi integralny element zewnętrznej obudowy widełek 6 wahaczy, znajdujących się bliżej środka wagonu, i będącej integralnym elementem drugiej ramy 4. Niektórych z tych elementów układu prowadzącego nie pokazano na fig. 1, 2, 6, 7.

Drugi koniec dłuższego górnego drążka środkowego 42 jest połączony z dolnym lub górnym końcem centralnego regulatora balansowego 43, którego oś obrotu stanowi integralny element ramy karoserii wagonu pasażerskiego lub towarowego.

Na szkicu na fig. 16 pokazano położenie, jakie przyjmują poszczególne elementy układu prowadzenia według wynalazku podczas jazdy wagonu po torze skręcającym w prawo, patrząc w kierunku jazdy. Dla lepszego zrozumienia działania tego układu, na fig. 17 pokazano w powiększeniu szkic poszczególnych elementów układu prowadzenia po obu stronach wagonu oraz pozycje, jakie zajmą podczas jazdy wagonu zarówno po torze prostoliniowym jak i krzywoliniowym. Szczegółowe tory usytuowania części układu prowadzenia są zaznaczone przerywanymi liniami V, W, X, Z na fig. 17 - 19.

175 243

Podczas ruchu wagonu po torze krzywoliniowym, wózek zwrotny obraca się względem karoserii wagonu. Geometryczna oś takiego obrotu jest linią pionową przechodzącą przez punkt P pokazany na fig. 4.

Załóżmy, że wagon pasażerski lub towarowy porusza się ruchem wskazanym strzałką na fig. 16, i skręca w prawo. Z chwilą wejścia przedniego wózka zwrotnego w zakręt i stopniowego jego skręcenia podczas jazdy wagonu po torze krzywoliniowym, przegub skrajnego regulatora balansowego 36, będący integralnym elementem ramy centralnej 1 pokazanej na fig. 1, cofnie się do tyłu, co widać na fig. 17-19. Skutkiem tego przesunięcia przegubu skrajnego regulatora balansowego 38, powstającego w wyniku jego obrotu wokół punktu wspólnego dla niego i dla nieruchomego górnego drążka skrajnego 37, jest analogiczne przemieszczenie się krótszego górnego drążka środkowego 41 i dolnego drążka skrajnego 39. To z kolei powoduje obrót obu ram 4 z zespołami tocznymi danego wózka, co znacznie poprawia prowadzenie kół 10. Ramy 4 są widoczne na fig. 1, 2, 6 i 7.

Nowe położenie osi geometrycznej kół 10 pokazano na szkicu odpowiadającym głównemu rzutowi poziomemu pokazanemu na fig. 17.

Obrót obu ram 4 z osadzonymi w nich zespołami tocznymi dokonuje się wokół przegubu 2, pokazanego na fig. 2 i 7. Z kolei w wyniku tego obrotu powstają siły tnące, które odkształcają płytki gumowe znajdujące się w dolnej części sprężyn spiralnych 8 (fig. 1 i 6) czyli odkształca się zawieszenie główne i przekładki gumowe 3.

W reakcji na siły tnące działające na te elementy, w krótszym górnym drążku środkowym 41 i w dolnym drążku środkowym 39, a także w dłuższym górnym drążku środkowym 42, powstają siły rozciągające i ściskające. W związku z symetrią układu oraz w celu uniknięcia ewentualnego wyginania się dłuższego górnego drążka środkowego 42 ze względu na jego smukłość, skonstruowano je w taki sposób, że pracują tylko na rozciąganie.

Wspomniana powyżej wytrzymałość elementów gumowych na ścinanie, oraz zdolność tłumienia, jaką ma materiał, z którego sązrobione, sączynnikami stabilizującymi, eliminującymi niewygodne ruchy powstające w ramach nośnych 4 i ich zespołach tocznych.

Przemieszczenie dłuższego górnego drążka środkowego 42 wózka przedniego, wywołane obrotem jego skrajnego regulatora balansowego 36, powoduje obrót centralnego regulatora balansowego 43, co z kolei powoduje przemieszczenie dłuższego górnego drążka środkowego 42 wózka tylnego.

Przemieszczenie dłuższego górnego drążka środkowego 42 wózka tylnego wywołuje ruch skrajnego regulatora balansowego 36 w tylnym wózku, taki sam jak jego odpowiednika, w związku z czym osie tylnego wózka obracają się o ten sam kąt, o jaki obracają się osie w wózku przednim.

Jak wynika z powyższego opisu, układ tego typu zapewnia podobne prowadzenie osi w obu wózkach, a jego działanie jest autonomiczne. Rozwiązanie to nie wymaga stosowania żadnych połączeń z innymi wagonami sprzężonymi z danym wagonem.

175 243

175 243

175 243

175 243

175 243

175 243

42

175 243

FIG.9

175 243

175 243

175 243

175 243

Ε>-

175 243

175 243

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowe

1. Układ prowadzenia do zestawu czterokołowych wózków zwrotnych o zmiennym rozstawie kół, zawierający cztery zespoły toczne każdego wózka zamocowane na jego centralnej ramie i mające półosie i zamontowane na nich zespoły łożyskowe, koła oraz tarcze hamulcowe, przy czym zespoły toczne mają elementy robocze do współpracy ze stacjonarną instalacją zmieniającą, a układ zawiera ponad to zespół drążków połączonych z wózkami i z karoserią wagonu osadzoną na wózkach, znamienny tym, że zawiera dwie pomocnicze ramy (4), na każdej z których jest osadzony zespół toczny i która jest obrotowo połączona z centralną ramą (1) za pośrednictwem obrotowego złącza (2), a na każdej pomocniczej ramie (4) jest zamontowana za pośrednictwem złącza (5) para widełek (6) wahaczy, a każde widełka (6) na końcu podpierają obudowę, w której jest umieszczany zespół łożyskowy (12) zespołu tocznego, a także zawiera centralny regulator balansowy (43), który jest umieszczony na środku wagonu i którego oś obrotu jest połączona z karoserią wagonu, a po obu stronach centralnego regulatora balansowego (43) jest rozmieszczona para skrajnych regulatorów balansowych (36), których osie obrotu są sztywno połączone z centralną ramą (1) każdego wózka, przy czym górny koniec każdego skrajnego regulatora balansowego (36) jest połączony z górnym drążkiem skrajnym (37), którego drugi koniec jest połączony z podporą nośną (38) połączona sztywno z karoserią, zaś dolny koniec skrajnego regulatora balansowego (36) jest połączony z dolnym drążkiem skrajnym (39), którego przeciwległy koniec jest sztywno połączony z zewnętrzną obudową skrajnych widełek (6) z pary widełek (6) wahaczy, a ponadto skrajny regulator balansowy (36) ma, usytuowany ponad jego osiąobrotu w równej odległości od niej jak i dolnego jego końca, pośredni przegub (40), z którym połączone sągórne drążki środkowe, krótszy (41) i dłuższy (42), przy czym drugi koniec krótszego górnego drążka środkowego (41) jest przymocowany do obudowy wewnętrznych widełek (6) z pary widełek (6) wahaczy, a drugi koniec dłuższego górnego drążka środkowego (42) jest połączony z jednym z końców centralnego regulatora balansowego (43).

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że wózek jest zamontowany do karoserii wagonu obrotowo wokół pionowej geometrycznej osi (P) wózka, a centralne regulatory balansowe (43) i skrajne regulatory balansowe (36) wraz z połączonymi z nimi drążkami (37,39,41,42) są zamontowane obrotowo wokół osi pionowej względem karoserii wagonu.

3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że zespoły toczne są zawieszone na centralnej ramie (1) za pośrednictwem sprężyn spiralnych (8), a pomiędzy centralną ramą (1) i ramami pomocniczymi (4), pod dolnym końcem sprężyn (8) są umieszczone odkształcalne pod wpływem sił tnących gumowe przekładki (3).