PL214270B1

PL214270B1 - Railway vehicle suspension system

Info

Publication number: PL214270B1
Application number: PL383055A
Authority: PL
Inventors: Przemyslaw Pazdzierniak; Jerzy Piotrowski; Mateusz Krystowczyk; Dionizy Studziński; Stanisław Koźbiał; Arkadiusz Legan
Original assignee: Wagony Swidnica Spolka Akcyjna
Priority date: 2007-08-01
Filing date: 2007-08-01
Publication date: 2013-07-31
Also published as: PL383055A1

Description

(22) Data zgłoszenia: 01.08.2007 (19) PL (11) 214270 (13) B1 (51) Int.Cl.(22) Date of notification: August 1, 2007 (19) PL (11) 214 270 (13) B1 (51) Int.Cl.

B61F 5/34 (2006.01) B61F 5/30 (2006.01)B61F 5/34 (2006.01) B61F 5/30 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (54)Patent Office of the Republic of Poland (54)

Tłumik tarcia w układzie zawieszenia wózka kolejowego (73) Uprawniony z patentu:Friction damper in the rail bogie suspension system (73) The holder of the patent:

WAGONY ŚWIDNICA SPÓŁKA AKCYJNA, Świdnica, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono:WAGONY ŚWIDNICA SPÓŁKA AKCYJNA, Świdnica, PL (43) Application was announced:

02.02.2009 BUP 03/09 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:02.02.2009 BUP 03/09 (45) The following was announced about the grant of the patent:

31.07.2013 WUP 07/13 (72) Twórca(y) wynalazku:31.07.2013 WUP 07/13 (72) Inventor (s):

PRZEMYSŁAW PAŹDZIERNIAK, Świebodzice, PLPRZEMYSŁAW OCTOBER, Świebodzice, PL

JERZY PIOTROWSKI, Warszawa, PL MATEUSZ KRYSTOWCZYK, Świdnica, PL DIONIZY STUDZIŃSKI, Świdnica, PLJERZY PIOTROWSKI, Warsaw, PL MATEUSZ KRYSTOWCZYK, Świdnica, PL DIONIZY STUDZIŃSKI, Świdnica, PL

STANISŁAW KOŹBIAŁ, Świdnica, PL ARKADIUSZ LEGAN, Świdnica, PL (74) Pełnomocnik:STANISŁAW KOŹBIAŁ, Świdnica, PL ARKADIUSZ LEGAN, Świdnica, PL (74) Representative:

rzecz. pat. Regina Kozłowskaitem. stalemate. Regina Kozłowska

PL 214 270 B1PL 214 270 B1

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest tłumik tarcia w układzie zawieszenia wózka kolejowego, zwłaszcza czteroosiowych wagonów towarowych na wózkach, zawierający zestaw sprężyn, siodło oraz elementy cierne układu tłumienia.The subject of the invention is a friction damper in the suspension system of a railway truck, in particular four-axle freight cars on bogies, comprising a set of springs, a saddle and friction elements of the damping system.

Znane dotychczas układy zawieszenia zbudowane są tak, że rama podwozia z każdego końca, po obu stronach w strefie zawieszenia posiada podstawy, z których każda podparta jest zespołem sprężyn zawieszenia na towarzyszącym siodle. Siodło zaś osadzone jest na korpusie łożysk zestawu kołowego. Każda podstawa ma w środkowej części przestrzeń ograniczoną powierzchniami, z którymi współpracują kolumny siodła. Pomiędzy kolumny siodła a współpracujące z nimi powierzchnie podstaw, po obu stronach kolumny stosuje się kliny cierne wsparte na zespołach sprężyn osadzonych na siodle. Kliny cierne najczęściej są kształtu trójkątnego o różnym pochyleniu płaszczyzn, oraz stosowane są nakładki na powierzchniach klina, siodła i podstawy współpracujących ze sobą. Opór ruchu ślizgowego klina ciernego względem podstawy i siodła, który z kolei zapewnia tłumienie ruchu, powstaje dzięki siłom ciernym wytworzonym między klinem a kolumną siodła. Przy tak zestawionych środkach technicznych w pewnych warunkach atmosferycznych, niewłaściwym doborze gatunków materiałów, niewłaściwym ukształtowaniu części współpracujących ze sobą oraz niewystarczającej sztywności, zwłaszcza poprzecznej, zespołów sprężyn stabilizujących pracę zawieszenia mogą wystąpić różne siły powodujące niewłaściwą pracę klinów przy tłumieniu ruchu. Takie zmiany są niepożądane i mogą prowadzić do zakleszczeń, co z kolei prowadzi do niewłaściwego ustawienia się zestawu kołowego zarówno na torze prostym jak i na jego łuku. Konsekwencją takiego faktu jest wzrost oporów toczenia oraz niszczenia zestawów kołowych i szyn. Podobne rozwiązania znane są z kanadyjskich opisów patentowych nr CA920430 i nr CA969806, które dotyczą układu zawieszenia pojazdów szynowych, przy czym wkładka cierna w postaci klina ma przekrój trójkąta o ściętym wierzchołku.Hitherto known suspension systems are constructed so that the chassis frame has bases at each end, on both sides in the suspension zone, each of which is supported by a suspension spring assembly on an associated saddle. The saddle is mounted on the bearing body of the wheelset. Each base has a space in the central part limited by the surfaces with which the saddle pillars cooperate. Friction wedges are used on both sides of the column, supported on sets of springs mounted on the saddle, between the saddle columns and the surfaces of the bases cooperating with them. The most common friction wedges are of a triangular shape with different plane inclinations, and overlays are used on the surfaces of the wedge, saddle and the base cooperating with each other. The resistance to the sliding movement of the friction wedge against the base and the saddle, which in turn provides damping of the movement, arises due to the frictional forces generated between the wedge and the saddle column. With such a combination of technical measures in certain weather conditions, improper selection of material types, improper shape of the parts cooperating with each other and insufficient stiffness, especially transverse, of the spring assemblies stabilizing the suspension operation, various forces may occur, causing improper operation of the wedges while damping the movement. Such changes are undesirable and may lead to jamming, which in turn leads to incorrect alignment of the wheelset on both a straight track and its curve. The consequence of this fact is the increase in rolling resistance and the destruction of wheelsets and rails. Similar solutions are known from Canadian patents No. CA920430 and No. CA969806, which relate to a rail vehicle suspension system, the wedge-shaped friction insert having a triangular cross-section with a truncated tip.

Z polskiego opisu zgłoszenia patentowego nr 378 162 znany jest układ zawieszenia pojazdów kolejowych, zwłaszcza dwuosiowych wagonów towarowych, który stanowią podstawy zamocowane do podwozia wagonu po obu jego stronach w strefach zestawów kołowych, podparte na zespołach sprężyn osadzonych na towarzyszących siodłach. Siodło osadzone jest na korpusie łożysk (maźnicy) zestawu kołowego. Każda podstawa ma w części środkowej przestrzeń ograniczoną powierzchniami, z którymi współpracują kolumny siodła. Pomiędzy kolumnami siodła a współpracującymi z nimi podstawami po obu stronach stosuje się kliny cierne. Kliny cierne mają zabudowane rolki, korzystnie jedną albo dwie. W klinie ciernym dwurolkowym płaszczyzna utworzona przez rolki jest nachylona względem poziomu o kąt do 35°, a powierzchnia pionowa ma nakładkę z materiału o niskim współczynniku tarcia mniejszym od 0,2, której powierzchnia zewnętrzna jest w kształcie wycinka walca o osi poziomej. Klin cierny jednorolkowy ma pionową płaszczyznę pochyloną w kierunku spadku klina o kąt 3°, wyposażoną w nakładkę z materiału o niskim współczynniku tarcia mniejszym od 0,2, a na płaszczyźnie pochyłej obok rolki po stronie niższej klina ma odbijak. Zastosowano sprężyny o zwiększonej sztywności poprzecznej. Zmianę sztywności sprężyn dotychczas stosowanych uzyskano przez zastosowanie płyty dzielącej zespoły sprężyn na części, korzystnie dwie. Dla zwiększenia sztywności płyty dzielące sąsiadujące ze sobą sprężyny podpierające podstawę i klin są połączone ze sobą a odpowiadające sobie płyty dzielące z jednej strony wagonu są połączone z płytami dzielącymi z drugiej strony.The Polish patent application no. 378 162 describes the suspension system of railway vehicles, especially two-axle freight wagons, which are bases attached to the chassis of the wagon on both sides in the areas of wheel sets, supported on spring assemblies mounted on the accompanying saddles. The saddle is mounted on the bearing (axle box) of the wheelset. Each base has a space in the central part limited by the surfaces with which the saddle pillars cooperate. Friction wedges are used between the saddle columns and the co-operating bases on both sides. The friction wedges have built-in rollers, preferably one or two. In a two-roller friction wedge, the plane formed by the rollers is inclined with respect to the horizontal by an angle of up to 35 °, and the vertical surface has an overlay made of a material with a low friction coefficient of less than 0.2, the outer surface of which is shaped like a section of a cylinder with a horizontal axis. The single-roller friction wedge has a vertical plane inclined in the direction of the wedge slope by an angle of 3 °, equipped with an overlay of a material with a low friction coefficient of less than 0.2, and on the sloping plane next to the roller on the lower side of the wedge it has a bumper. Springs with increased lateral stiffness were used. The stiffness of the springs used so far has been changed by using a plate dividing the spring units into parts, preferably two. To increase the stiffness, the plates dividing the adjacent springs supporting the base and the wedge are connected to each other and the corresponding dividing plates on one side of the car are connected to the dividing plates on the other side.

Znana jest z polskiego opisu patentowego nr 173 525 prowadnica zestawu kołowego wózka, która wyposażona jest w sprężyny śrubowe jako sprężyny główne, charakteryzująca się tym, że siły prowadzenia i napędu są przenoszone z zestawów kołowych na wózek wyłącznie przez parami umieszczone sprężyny śrubowe. Sprężyny śrubowe tworzą pakiety sprężyn, naprężanych wstępnie przez umieszczone przy obu końcach płyty podstawy i czop połączony trwale z jedną z tych dwóch płyt podstawy.It is known from the Polish patent specification No. 173 525 that a bogie wheelset guide is equipped with coil springs as main springs, characterized in that the guiding and driving forces are transferred from the wheelsets to the bogie solely through pairs of coil springs. The helical springs form packages of springs, pretensioned at both ends by a base plate and a pin permanently connected to one of the two base plates.

Z polskiego opisu zgłoszenia patentowego nr 340 485 znane jest podwozie do pojazdów szynowych. Podwozie to ma ramę wózka odporną na skręcanie, belkę poprzeczną i dźwigary wzdłużne. Prowadnice łożysk osi są osadzone bezpośrednio w pasie dolnym dźwigara wzdłużnego, a przy prowadnicach łożysk osi umieszczone są zarówno przesuwne elementy dociskowe z luzem, korzystnie dwa, jak również połączone za pośrednictwem ogniw miseczki sprężyn, które prócz tego opierają się za pośrednictwem zespołów sprężyn na łożyskach osi. Elementy dociskowe są dociskane z obydwóch stron do łożysk osi przez miseczki sprężyn.From the Polish patent application no. 340 485 a chassis for rail vehicles is known. The undercarriage has a torsion-resistant bogie frame, crossbeam and longitudinal girders. Axle bearing guides are mounted directly in the lower belt of the longitudinal beam, and at the axle bearing guides there are both sliding pressure elements with play, preferably two, as well as connected via links of the spring cup, which are also supported by means of spring assemblies on the axle bearings . The pressure elements are pressed on both sides against the axle bearings by the spring cups.

PL 214 270 B1PL 214 270 B1

Istota tłumika tarcia, według wynalazku, polega na tym, że zawiera on cylinder prowadzący zamknięty denkiem, a wewnątrz cylindra prowadzącego osadzony jest przesuwnie cylinder cierny również zamknięty denkiem, w którym wykonane kołowe wycięcie stanowiące element cierny, ponadto wewnątrz obu cylindrów osadzony jest element sprężysty.The essence of the friction damper according to the invention consists in the fact that it comprises a guide cylinder closed with a bottom, and inside the guide cylinder a friction cylinder, also closed with a bottom, is slidably mounted, in which a circular cut is made forming a friction element, and an elastic element is mounted inside both cylinders.

Korzystnie, element sprężysty stanowi sprężyna talerzowa osadzona symetrycznie pomiędzy cylindrami prowadzącym i ciernym, na wałku mocującym. Element sprężysty stanowi sprężyna walcowa, albo elastomer lub guma.Preferably, the elastic element is a cup spring symmetrically mounted between the guide and friction cylinders on the mounting shaft. The elastic element is a cylindrical spring or an elastomer or rubber.

Zaletą wynalazku jest zastosowanie dodatkowego tłumika tarcia, który wprowadza dodatkową sztywność w kierunku wzdłużnym umożliwia radialne nastawianie się zestawów kołowych w łuku toru.The advantage of the invention is the use of an additional friction damper, which introduces additional stiffness in the longitudinal direction and enables the radial adjustment of the wheelsets in the curve of the track.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia tłumik tarcia w układzie zawieszenia wózka kolejowego, a fig. 2 - konstrukcję tłumika tarcia.The subject of the invention in an exemplary embodiment is shown in the drawing, in which Fig. 1 shows the friction damper in the suspension system of a railway truck, and Fig. 2 - the structure of the friction damper.

W przykładzie realizacji przestawiono tłumik tarcia w układzie zawieszenia wózka kolejowego, zawierającego ramę zamocowaną przegubowo do podwozia wagonu, po obu stronach wspartą na zespołach sprężyn 2 osadzonych na siodłach 3. Siodło 3 osadzone jest na korpusie łożysk 4 zestawu kołowego. Pomiędzy kolumnami 6, z którymi współpracują prowadnice siodła 7, w części środkowej jest przestrzeń 5 ograniczona tymi kolumnami, natomiast w prowadnicach 7 są osadzone tłumiki tarcia. W jednej prowadnicy 7 jest osadzona cierna wkładka 10 w postaci grzybka, zaś w drugiej, pomiędzy siodłem 3 i tą prowadnicą, osadzony jest cylindryczny tłumik tarcia 9. Tłumik 9 ma cylinder prowadzący 11 zamknięty denkiem, wewnątrz którego osadzony jest przesuwnie cylinder cierny 12 również zamknięty denkiem. Wewnątrz cylindrów 11, 12 umieszczony jest element sprężysty 13 w postaci sprężyny talerzowej 14 osadzonej symetrycznie na wałku mocującym 15. Ponadto, w denku cylindra ciernego 12 wykonane jest kołowe wycięcie 8 stanowiące element cierny.In an exemplary embodiment, a friction damper is shown in the rail car suspension system, which includes a frame articulated to the car chassis, on both sides supported by spring units 2 mounted on saddles 3. The saddle 3 is mounted on the bearing body 4 of the wheel set. Between the columns 6, with which the saddle guides 7 cooperate, in the central part there is a space 5 limited by these columns, while friction dampers are mounted in the guides 7. In one guide 7 a friction insert 10 in the form of a mushroom is mounted, and in the other, between the saddle 3 and this guide, a cylindrical friction damper 9 is mounted. The damper 9 has a guide cylinder 11 closed with a bottom, inside which a friction cylinder 12 is slidably mounted, also closed bottom. Inside the cylinders 11, 12 there is an elastic element 13 in the form of a cup spring 14 symmetrically mounted on the mounting shaft 15. Moreover, in the bottom of the friction cylinder 12 there is a circular cutout 8 constituting a friction element.

Elementy sprężyste 13 mogą być wykonane w postaci sprężyny walcowej albo z dowolnego materiału sprężystego takiego jak elastomer lub guma.The elastic elements 13 can be made of a cylindrical spring or of any elastic material such as elastomer or rubber.

Claims

Patent claims

1. Friction damper in the rail car suspension system, mounted in the guide, between the saddle and the guide, characterized in that it comprises a guide cylinder (11) closed with a bottom, and inside the guide cylinder (11) a friction cylinder (12), also closed, is slidably mounted a base in which a circular cutout (8) is made, which constitutes a friction element; moreover, an elastic element (13) is mounted inside both cylinders (11, 12).

2. Muffler, according to claim Device according to claim 1, characterized in that the elastic element (13) is a cup spring (14) mounted symmetrically between the guide (11) and the friction (12) cylinders on the mounting shaft (15).

3. Muffler, according to claim A device according to claim 1, characterized in that the elastic element (13) is a cylindrical spring.

4. Muffler, according to claim The method of claim 1, characterized in that the elastic element (13) is an elastomer or rubber.