Opublikowano: 20.VII.1966 51435 KI. 20 d, 6 MKP B 61 f 5Ml UKD Wspóltwórcy wynalazku: prof. dr inz. Hipolit Sobolewski, inz. Zygmunt Zolna, mgr inz. Andrzej Zielinski, mgr inz.Jerzy Wojtowicz Wlasciciel patentu: Polskie Koleje Panstwowe (Centralny Osrodek Ba¬ dan i Rozwoju Techniki Kolejnictwa), Warszawa (Polska) biblioteka! Urx*du Patentowego} Urzadzenie do bezluzowego prowadzenia zestawów kolowych pojazdów szynowych Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do pro¬ wadzenia zestawów kolowych pojazdów szyno¬ wych, a w szczególnosci wagonów osobowych i lo¬ komotyw wózkowych, przeznaczonych do jazdy z duzymi predkosciami, spelniajace nastepujace wymagania: trwala bezluzowosc z samoczynna li¬ kwidacja luzów w miare zuzywania sie czesci wspólpracujacych, tlumienie cierne o niskiej cze¬ stotliwosci, sprezysta podatnosc w kierunku po¬ przecznym do osi podluznej pojazdu, przegubowosc w plaszczyznie pionowej poprzecznej konieczna do nalezytej wspólpracy z tocznym lozyskiem osi z waleczkami cylindrycznymi, sztywne polaczenie elementów prowadzacych z rama wózka, zapew¬ niajace nalezyta ich wspólprace ze soba, duza pewnosc i bezpieczenstwo jazdy, uniwersalnosc za¬ sady prowadzenia w odniesieniu do róznych ro¬ dzajów pojazdów szynowych, a wiec tak wagonów osobowych, jak lokomotyw wózkowych z uspre- zynowaniem niezaleznym i sprzezonym (z waha¬ czami).Urzadzenie do bezluzowego prowadzenia zestawów kolowych, stanowiace przedmiot wynalazku nalezy do grupy kolumnowych, to jest majacych po dwie cylindryczne kolumny przy kazdym lozysku osi, zamocowane sztywno w ramie wózka i przeno¬ szace wszystkie sily, dzialajace na zestaw kolowy w plaszczyznie poziomej, na rame wózka. Ponie¬ waz kolumny te wraz z rama wózka' sa usprezy- nowane wzgledem zestawów kolowych, wykazuja 10 19 25 30 2 wiec w czasie jazdy ruchy drgajace pionowe wzgledem kadlubów lozysk osi, w których sa pro¬ wadzone w kierunku pionowym. We wszystkich znanych dotychczas prowadzeniach kolumnowych elementy prowadzenia, tak ze wzgledu na wymie¬ nione ruchy drgajace, jak przenoszone sily w pla¬ szczyznie poziomej, sa smarowane. Poza tym sto¬ suje sie przy tych prowadzeniach przewaznie od¬ dzielny tlumik drgan pionowych — hydrauliczny lub cierny — konieczny przy usprezynowaniu ra¬ my wózka za pomoca sprezyn srubowych.Prowadzenie kolumnowe stanowiace przedmiot wynalazku nie wymaga smarowania oraz stosowa¬ nia oddzielnych tlumików drgan pionowych, przy czym realizuje samoczynna likwidacje luzów po¬ wstajacych w miare zuzywania sie czesci wspól¬ pracujacych. Odpowiednio dobrane materialy na elementy wspólpracujace, a takze obróbka cieplna i przede wszystkim zrealizowane male naciski jednostkowe gwarantuja dlugotrwala prace bez koniecznosci wymiany elementów wspólpracuja¬ cych.Urzadzenie do prowadzenia zestawów kolowych stanowiace przedmiot wynalazku, spelniajace wy¬ zej wymienione wymagania zwiazane ze wspól¬ praca z innymi czesciami podwozia, specjalnie wazne przy duzych predkosciach jazdy, a takze przynoszace ulatwienia eksploatacyjne, jest roz¬ wiazane w nastepujacych czterech odmianach kon¬ strukcyjnych: prowadzenie ze sprezynami nosny- 5143551435 3 mi wewnetrznymi i dzielonymi pierscieniami sliz¬ gowymi osadzonymi w kadlubie lozyska osi; pro¬ wadzenie ze sprezynami nosnymi wewnetrznymi i dzielonymi pierscieniami slizgowymi osadzonymi na kolumnach prowadzenia; prowadzenie ze spre¬ zynami nosnymi wewnetrznymi przystosowane do usprezynowania sprzezonego (z wahaczami); pro¬ wadzenie ze sprezynami nosnymi zewnetrznymi.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladach wykonania na rysunkach, na których: fig. 1 przedstawia odmiane konstrukcyjna pier¬ wsza, w polowie przekrój wedlug plaszczyzny C—D na fig. 2 oraz w drugiej polowie widok zewnetrz¬ ny z boku; fig. 2 — w polowie przekrój wedlug plaszczyzny A—B z fig. 1, a w drugiej polowie widok na kadlub lozyska osi z góry; fig. 3 — odmiane konstrukcyjna druga, w polowie w prze¬ kroju plaszczyzna pionowa podluzna, zas w dru¬ giej polowie w widoku z boku; fig. 4 — rozwia¬ zanie szczególów oparcia sprezyny nosnej wedlug odmiany trzeciej, w przypadku zastosowania usprezynowania sprzezonego (z wahaczami dolnymi i górnymi), z tym, ze na fig. 4, która odpowiada innemu rozwiazaniu wedlug fig. 3 (usprezynowanie niezalezne), podano tylko szczególy rózniace oba rozwiazania, —: elementy, które pozostaja te same jak na fig. 3 nie zostaly pokazane na rysunku fig. 4; fig. 5 i fig. 7 — odmiane konstrukcyjna czwarta — w polowie w przekroju wedlug plasz¬ czyzny E—F z fig. 6 i 8 oraz w polowie w wi¬ doku z boku; fig. 6 — w przekroju wedlug plasz¬ czyzny A—B—C—D z fig. 5; fig. 8 — w przekroju wedlug plaszczyzny A—B z fig. 7.W odmianie konstrukcyjnej pierwszej, pokaza¬ nej na fig. 1 i fig. 2 kadlub lozyska osi 1 ma trzy otwory cylindryczne: w jednym poziomym, w osi prostopadlej do plaszczyzny podluznej pojazdu, miesci sie lozysko osi toczne z waleczkami cylin¬ drycznymi, w dwóch otworach pionowych miesz¬ cza sie elementy prowadzenia, usprezynowania oraz tlumienia drgan pionowych. Podstawowym ele¬ mentem prowadzenia lozyska osi sa dwie kolum¬ ny 2 przymocowane sztywno srubami do ramy wózka symetrycznie z obu stron lozyska. Kolum¬ na ma postac rury o dosc duzej srednicy, wew¬ natrz której miesci sie sprezyna nosna 3. Sprezyna nosna przekazuje nacisk pionowy na kadlub lo¬ zyska za posrednictwem wahacza 6, to jest dzwig¬ ni dwuramiennej majacej obrót dokola sworznia 8 osadzonego w kadlubie lozyska w jego plaszczyz¬ nie symetrii u dolu.Element bezluzowego prowadzenia i jednoczesnie tlumienia drgan pionowych, sklada sie z dzielone¬ go na cztery segmenty pierscienia slizgowego 4 przylegajacego do powierzchni slizgowej kolumny 2, majacego po stronie zewnetrznej dwie powierz¬ chnie stozkowe, poza tym z dwóch niedzielonych pierscieni stozkowych 5 wspólpracujacych z dzie¬ lonym pierscieniem slizgowym 4 oraz sprezyny do¬ ciskowej 7 powodujacej wymagany docisk pierscie¬ nia slizgowego do powierzchni kolumny oraz likwi¬ dujacej powstaly luz miedzy czesciami wspólpracu¬ jacymi w wyniku ich zuzycia. Powstajaca sila tarcia na powierzchni slizgowej powoduje tlumienie drgan o niskiej czestotliwosci.Pierscienie stozkowe 5, wykonane z gumy za- wulkanizowanej w stalowych oprawach katowych, poza przekazywaniem nacisku sprezyny 7 na dzie¬ lony pierscien slizgowy 4, spelniaja jeszcze role 5 przegubu w plaszczyznie pionowej poprzecznej, koniecznego przy lozyskach tocznych walcowych, umozliwiajacego kolumnie 2 niewielkie ruchy ob¬ rotowe w tej plaszczyznie wzgledem kadluba lo¬ zyska 1, które powstaja przy poprzecznym kolysa¬ lo niu ramy wózka.Przy osadzeniu pierscieni stozkowych 5 w ka¬ dlubie lozyska osi, nacisk na nie sprezyny doci¬ skowej 7, a wiec i sily tarcia tlumiace drgania pionowe, zalezne sa od obciazenia pojazdu. 15 W odmianie konstrukcyjnej drugiej pokazanej na fig. 3 kadlub lozyska osi 1 ma takze trzy ot¬ wory cylindryczne: w jednym poziomym w osi prostopadlej do plaszczyzny podluznej pojazdu, miesci sie lozysko osi toczne z waleczkami cy- 20 lindrycznymi, w dwóch otworach pionowych umieszczone sa elementy prowadzenia, usprezyno¬ wania oraz tlumienia drgan pionowych.Elementem prowadzenia lozyska sa dwie kolum¬ ny rurowe 2 przymocowane sztywno srubami do 25 ramy wózka, symetrycznie z obu stron lozyska.Wewnatrz kolumn mieszcza sie sprezyny nosne 3, które przekazuja nacisk pionowy albo bezposred¬ nio na kadlub lozyska (jak na fig. 3), albo za posrednictwem wahacza (jak na fig. 1). Przekaz 30 zywanie nacisku sprezyny za posrednictwem wa¬ hacza ma te zalete, ze odciaza od obciazenia pio¬ nowego ramienia kadluba lozyska, mieszczace ele¬ menty prowadzenia.Na kolumnie 2 osadzony jest nieprzesuwnie 35 wzgledem niej pierscien slizgowy 4 dzielony na cztery segmenty z powierzchniami stozkowymi, którymi wspiera sie o powierzchnie stozkowe dwóch pierscieni niedzielonych 5 wykonanych z gumy zawulkanizowanej w oprawach katowych 40 pierscieniowych. Oba pierscienie 5 sa osadzone przesuwnie na kolumnie 2, przy czym od dolu pierscien dolny 5 jest utrzymywany przez piers¬ cien oporowy 9 przymocowany do kolumny. Spre¬ zyna dociskowa 7 przekazuje nacisk na górny 45 pierscien stozkowy 5 za posrednictwem katowego pierscienia prowadzacego 6. Pierscien slizgowy dzielony 4, dociskany przez sprezyne 7 i stozkowe pierscienie 5 wspólpracujace z tuleja slizgowa 8, osadzona w kadlubie lozyska osi 1. Poniewaz na- 50 cisk sprezyny 7 jest w tym rozwiazaniu staly, otrzymuje sie wiec stala wartosc sily tlumiacej ciernej, niezaleznie od obciazenia pojazdu. Roz¬ wiazanie z tuleja slizgowa 8, osadzona stozkowo w kadlubie lozyska 1 ma te zalete, ze umozliwia 55 przy demontazu wózka wyjmowanie z kadluba lozyska elementu prowadzenia i tlumienia w ca¬ losci (bez potrzeby jego powtórnego skladania) razem z tuleja slizgowa 8.Sprezyna dociskowa 7 zapewnia samoczynna li- 60 kwidacje luzu w prowadzeniu powstajacego w wy¬ niku zuzywania sie powierzchni slizgowych, zas gumowe pierscienie stozkowe 5 zapewniaja prze¬ gub w plaszczyznie pionowej poprzecznej, koniecz¬ ny przy lozysku tocznym osi z waleczkami cylin- 65 drycznymi.51435 W odmianie konstrukcyjnej trzeciej pokazanej na fig, 4 przystosowanej do usprezynowania sprze¬ zonego, tj. usprezynowania, w którym sprezyny nosne sasiednich zestawów kolowych polaczone sa ze soba za pomoca wahaczy górnych, sprezyna 5 nosna 3, mieszczaca sie wewnatrz kolumny ruro¬ wej, przyjmuje nacisk pionowy od wahacza gór¬ nego, 11, mieszczacego sie wewnatrz podluznicy ramy wózka, i przekazuje go na wodzik 9 prowa¬ dzony pionowo w kadlubie lozyska osi. Z wodzika i0 nacisk przekazuje sie na wahacz dolny 10 i z ko¬ lei na kadlub lozyska osi. Zaleta takiego rozwiaza¬ nia prowadzenia w przypadku usprezynowania sprzezonego jest zawartosc konstrukcji, przy któ¬ rej wahacz górny jest wewnatrz podluznicy ramy 15 wózka, oraz dokladnie pionowe prowadzenie dol¬ nego konca sprezyny nosnej przy obrotach wahacza dolnego.Elementy bezluzowego prowadzenia lozyska osi oraz tlumienia drgan pionowych sa w tej odmia- 20 nie rozwiazane jak w odmianie konstrukcyjnej pierwszej lub drugiej.W odmianie konstrukcyjnej czwartej, pokazanej na fig. 5, 6, 7 i 8 kadlub lozyska osi 1 ma tylko otwór cylindryczny poziomy do umieszczenia w nim walcowego lozyska tocznego osi zestawu kolowego. Do tego kadluba przymocowana jest od dolu dwiema srubami 13 z nakretkami 14 belka 12, na koncach której mieszcza sie elementy uspre¬ zynowania, prowadzenia i tlumienia drgan. Belka 12 moze byc takze przyspawana do kadluba lo¬ zyska 1, wzglednie z nim razem odlana jak na fig. 7.W tej odmianie konstrukcyjnej sprezyny nosne 3 ulozone sa na zewnatrz kolumn prowadzacych 2.Na kazde lozysko osi przypadaja dwie kolumny, przymocowane sztywno srubami do ramy wózka z obu stron lozyska, symetrycznie wzgledem jego osi.Kolumna prowadzenia 2 na fig. 5 ma gniazdo, do którego wchodzi ciasno dzwon 6 ze sworzniem 40 8, nagwintowanym na koncu, umozliwiajacym za pomoca nakretki 15 sztywne polaczenie dzwonu z rama wózka. W dolnej czesci dzwon 6 ma po¬ wierzchnie stozkowa, umozliwiajaca wraz z piers¬ cieniem stozkowym 5, osadzonym przesuwnie na 45 dzwonie, oraz sprezyna dociskowa 7, docisk piers¬ cienia slizgowego dzielonego (cztery segmenty) 4 do tulei slizgowej 9. Pierscien slizgowy 4 jest wykonany z tworzywa sztucznego (tekstolitu), zas tuleja slizgowa 9 — ze stali hartowanej. Tuleja 50 slizgowa 9 osadzona jest sztywno w nasadzie 10.Nasada 10 tulei slizgowej na fig. 5 i 7 ma kolnierz z dwoma powierzchniami stozkowymi, którymi opiera sie od strony dolnej na pierscieniu gumo¬ wym 11, przekazujac nan obciazenie otrzymane od 55 sprezyny nosnej 3 za posrednictwem górnego pierscienia gumowego 17. Przekazywane na kol¬ nierz nasady 10 obciazenie od sprezyny nosnej wynosi w przyblizeniu polowe pelnego obciazenia sprezyny, gdyz pierscien gumowy 17 opiera sie 60 polowa swojej szerokosci bezposrednio na gniez¬ dzie belki 12, polaczonej sztywno z kadlubem lo¬ zyska osi. Ma to na celu zapewnienie wiekszej podatnosci pierscieniom gumowym przy amorty¬ zacji przez nie uderzen w plaszczyznie poziomej 65 25 80 35 oraz lepszej pracy przegubu, potrzebnego prowa¬ dzeniu w plaszczyznie pionowej poprzecznej, przy stosowanych tocznych lozyskach walcowych. Kol¬ nierz nasady 10 ustala takze polozenie elementów prowadzenia wzgledem kadluba lozyska osi. W tym celu istnieje odpowiednio dobrany luz miedzy tym kolnierzem, a gniazdem belki 12.Rozwiazanie konstrukcyjne z oddzielna belka 12 fig1. 5 polaczona sztywno z kadlubem lozyska osi za pomoca pasowanych srub 13, ma te zalete w stosunku do belki przyspawanej wzglednie od¬ lanej wspólnie z kadlubem lozyska na fig. 7, ze umozliwia ewentualny demontaz wezla lozyska osi, na przyklad celem wymiany peknietej spre¬ zyny nosnej, bez zdejmowania nadwozia pojazdu z ram wózków. PL