PL198226B1 - Koło szynowe toczne - Google Patents

Abstract

1. Koło szynowe toczne, będące osadzoną na osi tarczą z mającą kołnierz obręczą, znamienne tym, że tarcza (2) powierzchnią walcową (11) osadzona jest obrotowo na piaście kołnierzowej (3), usytuowanej na czopie (4), będącym elementem mającej powierzchnię oporową osi (5) i zamocowana na czopie (4) nakrętką (6) z tarczą oporową (7), poza tym między powierzchnią zewnętrzną tarczy (2), a kołnierzem piasty (3) umieszczony jest uszczelniacz (18), natomiast po przeciwległej stronie piasty (3) tarcza (2) ma pokrywę (12), tworzącą miskę olejową (14), która kanałem (16) połączona jest z powierzchnią walcową (11) prócz tego ma obręcz (19) zamocowaną poprzez docisk śrubami (22) pierścieniem (21).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest koło szynowe toczne, mające zastosowanie w trakcji szynowej dla nie napędzanych kół mocowanych do jednej osi łączącej.

W pojazdach szynowych, szczególnie wagonach kolejowych i tramwajowych koło toczące się po szynie zewnętrznej powinno obracać się prędzej niż koło toczące się po szynie wewnętrznej, przy czym zróżnicowanie prędkości obu tych kół winno być większe, im mniejszy jest promień zakrętu. Nie jest to możliwe przy stosowanych powszechnie zamocowaniach obu kół na wspólnej obracającej się zawsze wraz z nimi osi, ułożyskowanej we wózku wagonu na końcach tej osi (zwykle przy taborze kolejowym) lub w części wewnętrznej osi pomiędzy obu kołami (przy tramwajach). Działająca na wagon siła odśrodkowa wzrasta proporcjonalnie do drugiej potęgi prędkości jazdy, maleje natomiast odwrotnie proporcjonalnie ze wzrostem promienia zakrętu. Ze względu na duże prędkości i długości wagonów kolejowych promienie zakrętów toru kolejowego są znacznie większe niż przy torach poruszających się wolniej tramwajów, zwłaszcza na skrzyżowaniach wąskich ulic. Poślizg kół tramwajowych powoduje tam przyspieszone zużycie się kół i szyn oraz hałaśliwą jazdę. Dla zmniejszenia zużycia kół spowodowanego poza tym kontaktowym tylko naciskiem kół na szyny, ich tarcze zaopatruje się w osadzone z dużym wciskiem obręcze wykonane ze stali bardziej odpornej na to zużycie niż stal tarczy.

Istota wynalazku, którym jest koło szynowe toczne, będące osadzoną na osi tarczą z mającą kołnierz obręczą, polega na tym, że tarcza powierzchnią walcową osadzona jest obrotowo na piaście kołnierzowej, usytuowanej na czopie, będącym elementem mającej powierzchnię oporową osi i zamocowaną na czopie nakrętką z tarczą oporową. Pomiędzy powierzchnią zewnętrzną tarczy, a kołnierzem piasty umieszczony jest uszczelniacz, a po przeciwległej stronie piasty tarcza ma pokrywę, tworzącą miskę olejową, która kanałem połączona jest z powierzchnią walcową. Do tarczy zamocowana jest obręcz poprzez docisk pierścieniem.

Korzystnym jest, gdy uszczelniacz ma postać pierścienia labiryntowego.

Korzystnym jest też, gdy kanał od strony miski olejowej ma stożkowe wejście.

Korzystnym jest także, gdy pokrywa miski olejowej ma zaślepkę.

Również korzystnym jest, gdy tarcza w strefie obręczy ma przelotowe, gwintowane otwory.

Poza tym korzystnym jest, gdy obręcz od strony tarczy dociskowej ma gwintowane otwory.

Zastosowanie rozwiązania według wynalazku, nieoczekiwanie umożliwiło obracanie się każdego z obu kół względem tej osi podczas jazdy na zakrętach i to zarówno dojazdy do przodu jak i przy cofaniu pojazdu, zapewniło obracanie się osi z tą samą prędkością obrotową co oba koła podczas jazdy na prostych odcinkach toru.

Przedmiot wynalazku w przykładowym wykonaniu pokazuje rysunek przedstawiający dolny pionowy półprzekrój osiowy w stanie spoczynku lub jazdy po prostoliniowym poziomym torze oraz poprzeczny przekrój szyny 1 na którą naciska koło. Główną część zespołu stanowi tarcza koła 2, osadzona obrotowo na piaście kołnierzowej 3 wciśniętej na czop 4 osadzony przy osi tocznej. Oś ta ma w swej części międzykołowej przyległy do czopa 4 grubszy od niego czop oporowy 5, do obrzeża którego dociskany jest poosiowo kołnierz piasty 3 dokręconą nakrętką 6 poprzez tarczę oporową 7. Nakrętka 6 jest zabezpieczona przed poluzowaniem się. Zabezpieczenie takie stanowić może np. znormalizowana podkładka odginana z noskiem wewnętrznym 8, wtedy w końcówce nagwintowanej zewnętrznie 9 przeznaczonej pod nakrętkę 6 jest wykonany rowek podłużny 10 do pomieszczenia noska podkładki 8. Piasta kołnierzowa 3 ma zewnętrzną część walcową 11 na tyle długą, żeby tarcza oporowa 7 nie zaciskała poosiowo tarczy koła 2. Średnica części walcowej jest dopasowana do otworu centralnego w tarczy koła 2 także z luzem koniecznym do swobodnego obracania się tej tarczy na piaście kołnierzowej 3. Do tarczy 2 przymocowana jest współosiowa z nią pokrywa 12 za pomocą śrub pokrywy 13 tworząc miskę olejową 14. Śruby te są równomiernie rozłożone na okręgu współosiowym z okrągłą pokrywą, tak żeby zapewnić dobre przyleganie pokrywy 12 do tarczy 2. Połączenie obu tych elementów powinno być uszczelnione przez zastosowanie pasty uszczelniającej lub tworzywa odpornego na zalany do zespołu i okresowo uzupełniany olej. Czynności te należy dokonywać aż do dolnej krawędzi centralnego otworu, znajdującego się w pokrywie 12 i zatykanego następnie zaślepką gumową 15. Zamiast zaślepki 15 może być zastosowany korek metalowy wkręcany do otworu pokrywy 12, który to otwór musi być wtedy zaopatrzony w gwint wewnętrzny i to odpowiednio długi dla każdej średnicy otworu. Dla doprowadzenia oleju mającego smarować powierzchnie ślizgające się po sobie podczas obracania się tarczy koła 2 względem piasty kołnierzowej 3, w części środkowej tarczy 2

PL 198 226 B1 znajduje się kilka równomiernie rozłożonych dośrodkowych kanałów 16. Kanały 16 na swym wlocie zaopatrzone są w wejścia stożkowe 17 ułatwiające przepływ oleju. Nadmiernym wyciekom oleju smarującego płaszczyzny ślizgowe kołnierza piast 3 i tarczy koła 2, zapobiega uszczelnienie labiryntowe utworzone przez luźny pierścień labiryntowy 18. Pierścień ten założony jest z odpowiednim luzem zarówno poosiowym jak i promieniowym, wewnętrznym oraz zewnętrznym do znajdujących się naprzeciw siebie rowków kołowych w czole kołnierza piasty 3 i w czole tarczy 2. Na zewnętrzną powierzchnię walcową tarczy koła 2 nałożona jest wciskowo obręcz 19, przy czym wcisk może tu być mniejszy niż przy rozpowszechnionych obecnie osiach tocznych - a to z uwagi na brak siły obwodowej między obręczą a tarczą koła. Do znajdującego się po wewnętrznej stronie koła 2 obrzeża oporowego 20 obręcz dociskana jest tarczą dociskową 21 za pomocą równomiernie rozłożonych na okręgu śrub tarczy 22. Tarcza 21 nie może przy tym naciskać na zewnętrzne czoło tarczy koła 2, co zapewniać musi szerokość obręczy odpowiednio większa od długości walcowej powierzchni osadczej przy tarczy 2. Do założenia ściągacza przy wymianie zużytej obręczy 19 na nową posłużyć mogą dwa, trzy lub cztery otwory nagwintowane, ślepe 23, rozmieszczone koncentrycznie i równomiernie na obręczy. Do zdjęcia tej obręczy bez użycia ściągacza mogą być wykorzystane otwory nagwintowane przelotowo 24, podobnie rozmieszczone w obrzeżu oporowym 20 tarczy koła 2. Celem jest, żeby liczba otworów była większa niż liczba otworów ślepych 23 w obręczy - np. co najmniej sześć. Ułatwi to zepchnięcie obręczy 19 z tarczy koła 2 bez zdejmowania tej tarczy - wystarczy przechylenie boczne wagonu przez uniesienie nad jedną tylko szyną i stopniowe wkręcanie w niektóre otwory przelotowe 24 zwykłych śrub złączonych z dostatecznie długim gwintem. Wkręcanie poszczególnych śrub musi być dokonane w odpowiedniej kolejności i stopniowo, przy czym z uwagi na utrudniony pod pojazdem dostęp, koło powinno być każdorazowo obracane tak, by wykorzystywany otwór 24 znalazł się u dołu koła.

Podczas jazdy na łuku, bardziej obciążone jest koło zewnętrzne, bowiem działająca wtedy na pojazd siła odśrodkowa dociska obrzeża wszystkich kół zewnętrznych na boku szyny. Jednocześnie koła te zostają silniej dociśnięte do powierzchni nośnej szyny przez dodatkową, skierowaną w dół siłę pionową, proporcjonalną do siły odśrodkowej. Koła wewnętrzne natomiast zostają o tę pionową siłę odciążone, bowiem zwrócona ona jest ku górze. W przedstawionym rozwiązaniu nacisk zewnętrznej powierzchni walcowej 11 piasty kołnierzowej 3 do dolnej połowy otworu centralnego w tarczy koła 2 zewnętrznego jest więc większy niż przy kole wewnętrznym. Na wewnętrzne czoło piasty tarczy 2 koła zewnętrznego naciska przy tym poosiowo kołnierz piasty 3, natomiast w zespole należącym do koła wewnętrznego nie ma nacisku poosiowego. Wynikiem tego oddziaływania sił są zwiększone cierne opory ruchu w kołach zewnętrznych, czego następstwem jest zachowanie tam przez tarczę 2 tej samej prędkości obrotowej jaką ma piasta 3 i oś toczna. Mniej obciążone koła wewnętrzne będą natomiast, dzięki możliwości obrotu ich tarcz 2 na piastach 3, obracać się wolniej i to niezależnie od kierunku jazdy - do przodu czy do tyłu.

Claims (6)

1. Koło szynowetoczne, będące osadzonąnaosi tarcząz mającąkołnierzobręczą, znamienne tym, że tarcza (2) powierzchnią walcową (11) osadzona jest obrotowo na piaście kołnierzowej (3), usytuowanej na czopie (4), będącym elementem mającej powierzchnię oporową osi (5) i zamocowana na czopie (4) nakrętką (6) z tarczą oporową (7), poza tym między powierzchnią zewnętrzną tarczy (2), a kołnierzem piasty (3) umieszczony jest uszczelniacz (18), natomiast po przeciwległej stronie piasty (3) tarcza (2) ma pokrywę (12), tworzącą miskę olejową (14), która kanałem (16) połączona jest z powierzchnią walcową (11) prócz tego ma obręcz (19) zamocowaną poprzez docisk śrubami (22) pierścieniem (21).

2. Κο^ według zastrz. 1, znamienne tym, że uszczelniacz (18) ma postać pierścienia labiryntowego.

3. Koto według z£^^tr^^. 1, znamienne tym, że kanaa |16) od skony miski οΐβϊο\/νβϊ (14) ma stożkowe wejście (17).

4. Koło według zastrz. 1, znamienne tym, że pokrywa (12) ma zaślepkę (15).

5. Koto według zas^z. 1, znamienne tym, że tarcza (2) w skefie obręczy (19) ma przemowę, gwintowane otwory (24).

6. Koto według zas^z. 1, tym, że obręcz (19) od sSirony tarczy όοοϊ3Κο\/νβϊ (211 ^ma gwintowane otwory (23).