PL249091B1 - Czop skrętu, zwłaszcza wagonu osobowego - Google Patents

Abstract

Czop skrętu, zwłaszcza wagonu osobowego zawierający oprawę czopa (1) z czopem zasadniczym (2) osadzonym w jej wnętrzu. Opraw czopa (1) ma otwór, w którym osadzony jest czop zasadniczy (2), ma przekroje kołowe o wartościach średnic zmieniających się wzdłuż jego przebiegu. W części najszerszej oprawy czopa (1), otwór ten ma średnicę największą przechodzącą od powierzchni przylegania do powierzchni przylegania oprawy pierwszej, w której osadzony jest czop zasadniczy (2). Wytrzymałość Rm czopa zasadniczego (2) co najmniej jest taka sama, a korzystniejsza jest większa niż wytrzymałość Rm oprawy czopa (1). Wyjście powierzchni przylegania z wejściem powierzchni przylegania oprawy pierwszą przebiegającej na długości oprawy pierwszej łączy powierzchnia stożkowa. Od strony jednego z końców czop zasadniczy (2) ma krótką część walcową pozycjonującą, zewnętrzną przechodzącą w część walcową pozycjonująca, gdzie średnica czopa zasadniczego (2) jest największa. Po stronie przeciwnej część walcowa pozycjonująca jest ograniczona powierzchnią oporową czopa, usytuowaną prostopadle do przebiegu czopa zasadniczego (2).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest czop skrętu stanowiący element łączący pudło z wózkiem i przenoszący siły pociągowe do wózka pojazdu szynowego, a zwłaszcza wagonu osobowego.

Z opisu wynalazku do patentu polskiego numer PL190831B1 znany jest czop sprzęgowy siodłowej naczepy bimodalnej, gdzie z kołnierza czopa sprzęgowego siodłowej naczepy bimodalnej wychodzi zasadniczo cylindryczna część środkowa, która z kolei przechodzi w część zaczepową, przy czym jej cylindryczna część ma prostopadły do niej i zwężający się nos, korzystnie łukowo zakończony. Nos ma powierzchnię ukośną, która opada w kierunku jego końca, natomiast część środkowa nosa, która jest między kołnierzem a nosem ma wybranie. Powierzchnia wybrania jest prostopadła do nosa, przy czym nos między powierzchnią ukośną a wybraniem ma powierzchnię płaską, która jest prostopadła do osi czopa.

Z opisu wzoru użytkowego zgłoszonego w Urzędzie Patentowym Rzeczypospolitej Polskiej za numerem PL103688U1, znane jest rozwiązanie czopa nośnego zespołu wentylatorów, gdzie czop nośny wału zespołu wentylatorów, zwłaszcza w piecach cementowych, ma powiększoną średnicę czopa o 0,4 mm w formie nałożonej warstwy nośnej, metalowej, pod łożysko na spirali zagłębionej na głębokość 0,5 mm, w przekroju wzdłużnym w kształcie ciągu łuków wypukłych o promieniu 0,5 mm i przy łączeniach poprzez łuki o promieniu 0,25 mm.

Ze wzoru użytkowego zgłoszonego w Urzędzie Patentowym Rzeczypospolitej Polskiej za numerem PL114215U1, znane jest rozwiązanie czopa górnego wirnika przenośnika śrubowego, gdzie koło zębate osadzone jest na wałku górnym zamocowanym w czopie w formie stożka ściętego, przy czym całość mocowana jest poprzez spawanie do wału głównego w postaci rury. Koło zębate mocowane jest rozłącznie za pomocą śrub z pierścieniem prostopadłym do osi symetrii wzdłużnej wału głównego, mocowanym nierozłącznie poprzez spawanie z wałem głównym, a do wewnętrznej strony pierścienia przymocowane jest rozłącznie za pomocą śrub. Wałek górny z tarczą jest osadzony w osi symetrii wzdłużnej wału głównego, gdzie koło zębate, pierścień i wałek górny z tarczą na obwodzie mają kaskadowe uskoki montażowe.

Z opisu wzoru użytkowego, do prawa ochronnego udzielonego w Urzędzie Patentowym Rzeczypospolitej Polskiej za numerem PL052770Y1, znane jest rozwiązanie mechanizmu zamocowania czopa korby w łapie ładowarki, gdzie w mechanizmie na czop nad nakrętką dociskającą przez podkładkę oraz łożysko toczne górne jest nasadzona pokrywa dociskowa, która jest wsparta na nakrętce obwodową kryzą. Pokrywa dociskowa dociągnięta jest do nakrętki śrubami, wkręconymi w odpowiadające im otwory w powierzchni czołowej czopa.

Z opisu wynalazku do patentu polskiego numer PL170204B1 znane jest rozwiązanie łożyska skrętu wagonu kolejowego, gdzie łożysko skrętu ma pomiędzy czopem a gniazdem umieszczony dopasowujący element o kształtach odpowiadających z jednej strony kształtowi czopa, a z drugiej strony kształtowi gniazda. Dopasowujący element jest wyposażony w występ umieszczony w odpowiednio dopasowanym otworze w czopie.

Z opisu zgłoszeniowego wynalazku numer PL433706A1 znane jest rozwiązanie węzła przegubowego, gdzie węzeł przegubowy zawiera dwie podpory węzła zaopatrzone w gniazda, sworzeń osadzony nieruchomo w gniazdach podpór i końcówkę złączną elementu maszyny osadzoną poprzez stożkowe łożyska ślizgowe na środkowej powierzchni sworznia. Sworzeń stanowi trzystopniowy wałek zawierający część środkową i czopy boczne, które od strony czołowej zaopatrzone są w gwintowane wewnętrzne gniazda, w których są osadzone oporowe nakrętki. Tuleję rozprężną stanowi zespół zawierający tuleję rozprężną zewnętrzną z wewnętrznym przelotowym stożkowym gniazdem, oraz czop rozprężny z czopem stożkowym właściwym osadzonym w wewnętrznym przelotowym stożkowym gnieździe tulei rozprężnej. Czop rozprężny zawiera walcowy kołnierz, czop stożkowy właściwy oraz walcową końcówkę gwintowaną. Czop rozprężny zaopatrzony jest w wewnętrzny walcowy dwustopniowy otwór, poprzez który osadzony jest on jednocześnie na czopie bocznym i części środkowej sworznia. Tuleja rozprężna osadzona jest w gnieździe węzła. Łożysko ślizgowe końcówki złącznej stanowi zespół dwóch przylegających do siebie stożkowych łożysk ślizgowych. Każde z łożysk tworzą: czop stożkowy osadczy zaopatrzony w przelotowy walcowy otwór, poprzez który osadzony jest on na środkowej części sworznia, oraz gniazdo stożkowe umieszczone w końcówce złącznej. Powierzchnia czołowa czopa stożkowego osadczego bezpośrednio poprzez czop rozprężny albo poprzez tuleję dystansową oparta jest na kołnierzu nakrętki. Na walcowej końcówce czopa rozprężnego osadzona jest nakrętka regulacyjna zaopatrzona w zewnętrzne rowki, która oparta jest na czołowej powierzchni tulei rozprężnej zewnętrznej.

Z opisu wynalazku do patentu polskiego numer PL179556B1 znane jest rozwiązanie, gdzie w części środkowej belki poprzecznej jest zamontowany zabierak, mocujący prowadnik oraz płyty odbijakowe ze wspornikami tłumików poziomych. W otworze przelotowym belki poprzecznej, leżącym w miejscu przecięcia jej osi symetrii, znajduje się stały czop tulejowy przytwierdzony do ramy nadwozia. Wewnątrz stałego czopa tulejowego znajduje się, zabezpieczony przed przypadkowym przesunięciem w dół, czop obrotowy zakończony w części dolnej ryglem współpracującym z belką poprzeczną, przy czym czop obrotowy jest połączony z trzpieniem. Stały czop tulejowy ma odbijaki zamocowane w osi symetrii wzdłużnej belki poprzecznej.

Z opisu wynalazku do patentu polskiego numer PL235776B1 znane jest rozwiązanie, gdzie napęd obrotowy czopa skrętowego ma tuleję sprzęgłową osadzoną obrotowo w osi czopa skrętowego w otworze kominka gniazda kulistego sztywno połączonego z ramą podwieszanego urządzenia. Tuleja sprzęgłowa z osadzoną na niej obrotowo i ślizgowo kulistą podkładką dociskową blokuje, poprzez skręcenie, gniazdo kuliste czopa skrętowego ze współpracującą z nim ślizgowo czaszą kulistą trwale związaną z płytą urządzenia. Tuleja sprzęgłowa od dołu zazębia się z wałem silnika wolnoobrotowego zawieszonego w urządzeniu na dolnym poziomie czopa skrętowego, a od góry połączona jest z listwą z abierakową, poprzez którą sprzęga się z pierścieniem centrującym, który związany jest trwale z płytą urządzenia oraz ustala na tej płycie jednoznaczne położenie czaszy kulistej w osi czopa skrętowego. Listwa zabierakowa ma co najmniej jeden zaokrąglony koniec współpracujący z rowkiem zabierakowym wykonanym w pierścieniu centrującym, i osadzona jest w ognisku przegubu kulowego czopa skrętowego wyznaczonego wspólnym środkiem kuli gniazda kulistego i czaszy kulistej.

Celem wynalazku jest rozwiązanie konstrukcji czopa skrętu pozwalającego na przenoszenie całego spektrum znacznych obciążeń przy optymalnej konstrukcji, które są określane jednoznacznie technologicznością rozwiązania. Celem wynalazku jest również konstrukcja dająca możliwość stosowania materiałów o różnych własnościach mechanicznych, przy dostępności geometrii i kształtu szczególnie dla materiałów o specjalnych wymaganiach wytrzymałościowych.

Istota konstrukcji czopa skrętu, zwłaszcza wagonu osobowego, który zgodnie z wynalazkiem zawiera oprawę czopa z czopem zasadniczym osadzonym w jej wnętrzu, przy czym w widoku z boku oprawa czopa ma formę czaszy kielicha, natomiast przez powierzchnię części najszerszej oprawy czopa przechodzą gniazda części złącznych biegnące równolegle do przebiegu otworu, w któr ym osadzony jest czop zasadniczy, charakteryzuje się tym, że otwór, w którym osadzony jest czop zasadniczy ma przekrój kołowy o wartościach średnic zmieniających się wzdłuż jego przebiegu, przy czym w części najszerszej oprawy czopa otwór ten ma największą średnicę przechodzącą od powierzchni przylegania do powierzchni przylegania oprawy pierwszej, w której osadzony jest czop zasadniczy, zaś wytrzymałość Rm czopa zasadniczego jest co najmniej taka sama jak wytrzymałość Rm oprawy czopa lub jest większa. Według innej, korzystnej cechy wynalazku odejście powierzchni przylegania łączy z początkiem powierzchni przylegania oprawy pierwszej, przebiegającej na długości oprawy pierwszej, powierzchnia stożkowa, ponadto od strony jednego z końców czop zasadniczy ma część walcową pozycjonującą zewnętrzną przechodzącą w część walcową pozycjonującą, dla której średnica czopa zasadniczego jest największa, natomiast po drugiej stronie część walcowa pozycjonująca jest ograniczona powierzchnią oporową czopa, usytuowaną prostopadle do przebiegu czopa zasadniczego, przy czym powierzchnia oporowa czopa jest oparta na powierzchni przylegania oprawy czopa, ponadto na przeciwległym końcu czop zasadniczy ma stożkową powierzchnię naprowadzającą przechodzącą w powierzchnię przylegania czopa drugą, przechodzącą z kolei w powierzchnię przylegania czopa, która na długości czopa pierwszej ma średnicę czopa pierwszą, przy czym średnica czopa pierwsza jest równa lub mniejsza od długości oprawy pierwszej, natomiast powierzchnia przylegania czopa druga ma długość czopa drugą i średnicę czopa drugą, a w miejscu przejścia powierzchni przylegania czopa drugiej w powierzchnię przylegania czopa pierwszą znajduje się strefa przejściowa pierwsza, ponadto powierzchnia przylegania oprawy pierwsza oraz powierzchnia przylegania czopa pierwsza stykają się ze sobą, natomiast część walcowa pozycjonująca zewnętrzna ma powierzchnię pozycjonującą zewnętrzną. Według kolejnej, korzystnej cechy wynalazku stosunek średnicy czopa pierwszej do długości oprawy pierwszej wynosi więcej niż 0,6.

Korzystnymi skutkami stosowania wynalazku jest konstrukcja dająca możliwość spełnienia wysokich wymagań wytrzymałościowych przy optymalnym koszcie materiałowym, przy czym konstrukcja taka gwarantuje zwiększony zakres możliwych obciążeń czopa. Wynalazek daje możliwość stosowania materiałów o różnych własnościach mechanicznych, przy dostępności geometrii i kształtu szczególnie dla materiałów o specjalnych wymaganiach wytrzymałościowych. Korzystnym skutkiem stosowania wynalazku jest niższy koszt wytworzenia wyrobu spełniającego konieczne wymagania wytrzymałościowe.

Korzystnymi skutkami stosowania wynalazku jest również znaczące podniesienie bezpieczeństwa, możliwość uzyskania dobrych efektów eksploatacyjnych z jednoczesnym uwzględnieniem podwyższenia technologiczności i powtarzalności wyrobu w cyklu wielkoseryjnym, jak również podwyższenia możliwości kontroli.

W przypadku stosowania wynalazku uzyskana korzyść relacji wytrzymałościowych prowadzi również do minimalizacji zagrożenia przekroczenia wytężenia węzła, a tym samym znacznego zwiększenia trwałości zastosowanego rozwiązania, co podnosi bezpieczeństwo i komfort obsługi eksploatacyjnej wraz z dotrzymaniem wymogów wytrzymałościowych w zdefiniowanej przez dotychczasowe rozwiązanie przestrzeni.

Optymalizacja konstrukcji węzła przy ukierunkowaniu rozwiązania na pełną zamienność z dotychczas stosowanymi elementami, a dających możliwość zabudowy w nowych jak też umożliwiających pełną modernizację w dotychczas eksploatowanych wózkach z zachowaniem dotychczasowej prostoty konstrukcji, powoduje znacząco polepszony efekt bezpieczeństwa. W przypadku stosowania wynalazku, uzyskana poprawa wzajemnych zależności przestrzeni wykorzystanej do zabudowy a możliwościami przenoszenia obciążeń prowadzi przede wszystkim do minimalizacji zagrożenia przekroczenia możliwości wytrzymałościowych węzła czopa w korelacji do współpracującej powierzchni kontaktowej czopa skrętu, a tym samym zwiększenia trwałości rozwiązania, co przekłada się na znaczące podwyższenie bezpieczeństwo węzła.

Wynalazek zostanie bliżej wyjaśniony na podstawie jego fizycznej realizacji zilustrowanej schematycznym rysunkiem, którego Fig. 1 jest widokiem czopa kompletnego w jego przekroju wzdłużnym, Fig. 2 jest widokiem czopa, a Fig. 3 jest przekrojem oprawy czopa.

Czop skrętu, według przykładowej realizacji wynalazku, zawiera oprawę czopa 1 z czopem zasadniczym 2 osadzonym w jej wnętrzu. W widoku z boku oprawa czopa 1 ma formę czaszy kielicha. Przez powierzchnię części najszerszej oprawy czopa 1 przechodzą gniazda części złącznych 3 biegnące równolegle do przebiegu otworu, w którym osadzony jest czop zasadniczy 2. Otwór, w którym osadzony jest czop zasadniczy 2 ma przekroje kołowe o wartościach średnic zmieniających się wzdłuż jego przebiegu. W części najszerszej oprawy czopa 1 otwór ten ma średnicę największą D1 przechodzącą od powierzchni przylegania 4 do powierzchni przylegania oprawy 5, po czym powierzchnią stożkową przechodzi w powierzchnię przylegania oprawy 5 przebiegającą na długości oprawy L1. Czop zasadniczy 2 jest prętem o przekrojach kołowych i zmieniających się wzdłuż jego przebiegu wartościach średnic. Od strony jednego z końców czop zasadniczy 2 ma krótką część walcową pozycjonującą zewnętrzną 6 przechodzącą w część walcową pozycjonującą 7, gdzie średnica czopa zasadniczego 2 jest największa. Po stronie przeciwnej część walcowa pozycjonująca 7 jest ograniczona powierzchnią oporową czopa 8, usytuowaną prostopadle do przebiegu czopa zasadniczego 2. Powierzchnia oporowa czopa 8 jest oparta na powierzchni przylegania 4. Na przeciwległym końcu czop zasadniczy 2 ma krótką stożkową powierzchnię naprowadzającą 9, przechodzącą w powierzchnię przylegania czopa drugą 10, a następnie w powierzchnię przylegania czopa 11, która na długości czopa pierwszej L2 ma średnicę czopa pierwszą D2. Średnica czopa pierwsza D2 jest równa lub mniejsza od długości oprawy L1. Powierzchnia przylegania czopa druga 10 ma długość czopa drugą L3 i średnicę czopa drugą D3. W miejscu przejścia powierzchni przylegania czopa drugiej 10 w powierzchnię przylegania czopa 11 znajduje się strefa przejściowa pierwsza A. Powierzchnia przylegania oprawy pierwsza 5 oraz powierzchnia przylegania czopa 11 są we wzajemnym kontakcie. Część walcową pozycjonującą 7 zamyka powierzchnia pozycjonującą zewnętrzną 12. Czop ma wolną przestrzeń 13. Korzystnie jest, gdy stosunek średnicy czopa pierwszej D2 do długości oprawy pierwszej L1 wynosi więcej niż 0,6. Wytrzymałość Rm czopa zasadniczego 2 jest co najmniej taka sama a korzystniej jest większa niż wytrzymałość Rm oprawy czopa 1.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Czop skrętu, zwłaszcza wagonu osobowego, zawierający oprawę czopa z czopem zasadniczym osadzonym w jej wnętrzu, przy czym w widoku z boku oprawa czopa ma formę czaszy kielicha, natomiast przez powierzchnię części najszerszej oprawy czopa przechodzą gniazda części złącznych biegnące równolegle do przebiegu otworu, w którym osadzony jest czop zasadniczy, znamienny tym, że otwór, w którym osadzony jest czop zasadniczy (2) ma przekrój kołowy o wartościach średnic zmieniających się wzdłuż jego przebiegu, przy czym w części najszerszej oprawy czopa (1) otwór ten ma największą średnicę (D1) przechodzącą od powierzchni przylegania (4) do powierzchni przylegania oprawy pierwszej (5), w której osadzony jest czop zasadniczy (2), zaś wytrzymałość Rm czopa zasadniczego (2) jest co najmniej taka sama jak wytrzymałość Rm oprawy czopa (1) lub jest większa.
2. 2. Czop skrętu według zastrz. 1, znamienny tym, że odejście powierzchni przylegania (4) łączy z początkiem powierzchni przylegania oprawy pierwszej (5), przebiegającej na długości oprawy pierwszej (L1), powierzchnia stożkowa, ponadto od strony jednego z końców czop zasadniczy (2) ma część walcową pozycjonującą zewnętrzną (6) przechodzącą w część walcową pozycjonującą (7), dla której średnica czopa zasadniczego (2) jest największa, natomiast po drugiej stronie część walcowa pozycjonująca (7) jest ograniczona powierzchnią oporową czopa (8), usytuowaną prostopadle do przebiegu czopa zasadniczego (2), przy czym powierzchnia oporowa czopa (8) jest oparta na powierzchni przylegania (4) oprawy czopa (1), ponadto na przeciwległym końcu czop zasadniczy (2) ma stożkową powierzchnię naprowadzającą (9) przechodzącą w powierzchnię przylegania czopa drugą (10), przechodzącą z kolei w powierzchnię przylegania czopa (11), która na długości czopa pierwszej (L2) ma średnicę czopa pierwszą (D2), przy czym średnica czopa pierwsza (D2) jest równa lub mniejsza od długości oprawy pierwszej (L1), natomiast powierzchnia przylegania czopa druga (10) ma długość czopa drugą (L3) i średnicę czopa drugą (D3), a w miejscu przejścia powierzchni przylegania czopa drugiej (10) w powierzchnię przylegania czopa pierwszą (11) znajduje się strefa przejściowa pierwsza (A), ponadto powierzchnia przylegania oprawy pierwsza (5) oraz powierzchnia przylegania czopa pierwsza (11) stykają się ze sobą, natomiast część walcowa pozycjonująca zewnętrzna (6) ma powierzchnię pozycjonującą zewnętrzną (12).
3. 3. Czop skrętu według zastrz. 2, znamienny tym, że stosunek średnicy czopa pierwszej (D2) do długości oprawy pierwszej (L1) wynosi więcej niż 0,6.