Element koncowy ostoi w pojazdach szynowych Wynalazek dotyczy elementu koncowego ostoi w pojazdach szynowych. Element ten sluzy do do¬ wolnego stosowania, albo w sprzegu zderzaka srod¬ kowego lub w zderzakach bocznych osadzonych na ostoi pojazdu, z ostojnicami lezacymi w [poblizu bocznych zderzaków i czolownicami.Praktyka wyikazala, ze znane ostoje pojazdu lat¬ wo ulegaja uszkodzeniu. Na przyklad w urzadze¬ niu wedlug patentu nr 46285 wskutek uderzen wy¬ stepujacych w obrebie sprzegów zderzaka srodko¬ wego, zachodzi duze niebezpieczenstwo wgniecenia czolownic i najblizej lezacych poprzenic.W celu zapobiezenia temu niebezpieczenstwu czolownice wykonywano w postaci ciezkich skrzyn z blach. Nastepnie proponowano, aby spód ostoi wagonu wykonany z blach byl wciagniety do ukla¬ du wytrzymalosciowego, przynajmniej w obrebie miejsca osadzenia na kolach w celu zapewnienia sztywnego przeniesienia sil na ostojniice.Aby zapobiec powstawaniu odksztalcen równiez z powodu silniejszych uderzen, wystepujacych zwlaszcza podczas przetaczania wagonów nie moz¬ na bylo uniknac dotychczas nadmiernego zwieksze¬ nia wymiarów konstrukcji.Element koncowy ostoi wedlug wynalazku umo¬ zliwia bezposrednie przenoszenie naprezen przeno¬ szonych od sprzegu zderzaka srodkowego do ostoj- nic ostoi wagonu. Wedlug wynalazku element kon¬ cowy ostoi sklada sie z dwóch plyt odpornych na zginanie, rozmieszczonych w pewnym odstepie od 10 15 20 25 30 siebie, w postaci trójkata równoramiennego. Kazda z plyt ma dwa ukosne pasy w postaci ramion i je¬ den poprzeczny pas polaczony sztywno z czolOw- nica w jedna calosc odporna na wytoczenie jako podstawa trójkata. Plyty w wierzcholku trójkata zawieraja lozysko do sprzegu zderzaka srodkowego w celu przejmowania sil ciagnacych i sciskajacych wywieranych przez sprzeg, ,a pasy ukosne trójkata sa polaczone na zewnetrznych koncach z ostojni¬ cami sztywno i bezposrednio w celu przenoszona tych sil.W specjalnej postaci wykonania wynalazku ply¬ ty elementu koncowego ostoi, zawierajace w wierz¬ cholku lozysko do sprzegu zderzaka srodkowego i polaczone na zewnetrznych koncach ich ukosnydK pasów z ostojnicami sztywno i bezposrednio, sa polaczone ze soba sztywno na krawedziach w ob¬ rebie wierzcholka za pomoca poprzecznlicy. Po- przecznica ta jest przystosowana do utworzenia sztywnego ukladu z jedna lub z kilkoma podluz- nicami srodkowymi.Na rysunku uwidoczniono kilka przykladów wykonania elementu koncowego ostoi wedlug wy¬ nalazku, na którym fig. 1 i 6 przedstawiaja w rzu¬ cie poziomym dwie postacie 'wykonania elementu, fig. 2—przedstawia w wiekszej skali element w przekroju wzdluz linii II-II na fig. 1, fi£. 3 — w wiekszej skali element w czesciowym przekroju wedlug linii III-III na fig. 1, fig. 4 — odmienmy sposób polaczenia plyty ostoi z ostdjnica, fife. 5 — 518743 V* wykres sil ukladu na |ig. 1, fig. 7 — w duzej skali element w przekroju wzdluz linii VII—VII na filg. 6, fig. 8 — czesciowy przekrój innego rodzaju polaczenia plyt z poptfzecznica z tej samej strony, Ha. 9 i JQ przedsij^wiaja w rzucie poziomym inne 5 rodzaje polaczenia plyt z pojprzecznica, a fig. 11 przedstawia wykres sil ukladu na fig. 6.Schematycznie przedstawiony na fig, 1 element koncowy ostoi pojazdu zawiera konce dwóch ostojnic 1, czolownice 5 i poprzecznice 6 ograni¬ czajaca pierwsze pole ostoi. Moze byc przewidzia¬ nych jeszcze kilka dodatkowych pp^uznjp % 3 i 4. Obie plyty 7 i 8 umieszczone nad soba w pew¬ nym odstepie maja ksztalt równoramiennego trój¬ kata i kazda z nich jest wykonana tylko z jednej blachy. Wyciecie 9 wykonane w plytach zmniejsza ciezar i nadaje plycie ksztalt trójkatnej ramy z jednakowymi ramionami 10, 11 i pasem 12, umieszczanych poprzecznie wzgledem ostojnic. — Jak pokazuje fig. 1 ramiona 10, 11 maja wieksza szerokosc niz poprzeczny pas 12. W srodku miedzy obydwoma ramionami 1Q, 11 znajduje sie otwór 13, sluzacy do obrotowego osadzenia sprzegu zderzaka srodkowego. Wszystkie rogi plyt 7, 8 sa zadkraglo- 25 ne, przy czym powyzej otworu 13 znajduje sie kra¬ wedz 14, a boczne krawedzie 15 przylegaja do ostoj- nic 1. Poprzeczny pas 12 plyt 7, 8 jest polaczony sztywno przez spawanie na calej dlugosci z czolow¬ nica 5, przez co czolownica 5 i pas 12 tworza so sztywny i odporny na wyiboczenie uklad. Krawe¬ dzie 15 sa polaczone z ostojnicami 1 równiez sztyw¬ no za pomoca spoin.W celu zapewnienia powstawania równomier¬ nych naprezen w obydwóch plytach 7, 8, sa one 35 polaczone ze soba za pomoca kilku mostków. Mie¬ dzy ramionami 10, 11 przyspawane sa mostki 16, przez co otrzymuje sie uklad dwuteowy. W obre¬ bie otworu 13 mostki 16 ihaja przerwe ma umiesz¬ czenie sprzegu. Na drugim koncu mostki te siegaja 40 az do ostojnic 1. Na zewnetrznych krawedziach ramion 10, 11 sa równiez umieszczone mostki 17, do których przylegaja swoimi koncami podatkowe podluznice 2 i sa razem sztywno polaczone za po¬ moca iSipoin. Nastepnie równiez czolowe krawedzie 45 14 obydwóch plyt 7, 8 sa sztywno ze soba polaczo¬ ne za pomoca mostku 18. Do tego mostku przyle¬ gaja konce nastepnych podluznie 3, które z most¬ kiem sa polaczone sztywno za pomoca spoin. Na zewnetrznych stronach ostoi wagonu znajduja sie 50 podluznice 4, które sa spawane razem z czolowni¬ ca 5 i sztywno polaczone za pomoca 'blach wzmac¬ niajacych 19 z ostojnicami l.Jezeili pionowy odstep miedzy plytami 7, 8 rów¬ na sie wysokosci ostojnic 1, to zewnetrzne Ikrawe- 55 dzie 15 plyt moga po prostu przylegac do lap tego dzwigara. W przypadku gdy dzwigar ma mniejsza wysokosc (fig. 3), okazuje sie celowe, aby górna plyte 7 polaczyc równo z górna lapa dzwigara.Boczna krawedz 22 dolnej plyty 8 moglaby (byc 60 W najprostszym przypadku, jak pokazuje fig. 4, wygieta do góry i polaczona sztywno przez spawa¬ nie z dolna lapa dzwigara.W obranym przykladzie wykonania, stosownie do fig. 1—3, do polaczenia 'bocznych krawedzi 15 dol- nej plyty 8 z dolna lapa ^f^feKf* 4$$^ I$$9^!ki 20, do którego pionowego ramienia j^t przyspawa- na boczna krawedz plyty, a j&Q #<*P&rfle ramie jest spawane z dolna lapa dzwigaTa. Celem zapo¬ biezenia powstawania zbyt duzych odksztalcen tegd ipólaezfcnia w '||ranjcach sprezystosci zastoso¬ wano w katowniku dodatkowe ^|p||c:n}|jace zeb¬ ra 21, w ilosci odpowiadajacej WJ^a^ttJlej wytrzy¬ malosci i poprz&cza&go usztywwienaa.W celu zapewnienia pfrzeniesiehia naprezen roz¬ ciagajacych i sciskajacych od pasów ukosnych na ostojnice bez przeciazenia szwów spawalniczych, krawedzie 15 musza foyk dostatecznie dlugie. Aiby wiec szerokosc ramion ip i 11 nie iliusiala 'byc zbyt duza ze wzgledu na dlugo- krawedzi 15? zew¬ netrzne krawedzie ramion 10, 11 powinny przyle¬ gac do krawedzi 15 z zapkragleniaijii (fig. 1).Wynalazek pozwala równiez na stosowanie ele¬ mentu koncowego takiej konstrukcji, w którym skrzynia do sprzegu, wykonana z dwóch plyt 7, 8, jest osadzona na zewnatrz czolownicy 5 wagonu, a wiec wierzcholek trójkata znajduje sie po prze¬ ciwnej stronie. W tym przypadku ostojnice musza byc wysuniete poza czolownice. Dodatkowe podluz¬ nice 2 i 3 musialyby byc wtedy dosuniete az do czolownicy 5, która do przenoszenia czesciowych sil moze byc wykonana dostatecznie sztywno.Jak widac z fig. 1, element koncowy ostoi skla¬ dajacy sie z plyt 7, 8 i czolownicy 5 jest wbudowa¬ ny do pierwszego pola ostoi wagonu. Pod wzgledem gospodarczym jest to oplacalne, alby element kon¬ cowy !byl wykonany jako jednostka prefabrykowa¬ na, w której plyty 7, 8 polaczone ze soba za pomoca mostków 16, 17, 19 sa sztywno polaczone za pomo¬ ca spoin z czolownica 5. W celu pózniejszego wypo¬ sazenia wagonu w sprzeg zderzaka srodkowego wystarcza odjac obie czolownice ocl ostoi, po czym nowa skrzynia czolowa moze byc osadzona i zespa- wana z ostojnicami. Pola posrednie ostoi pozostaja przy tym zupelnie niezmienione. W ten sam spo¬ sób, jak wyzej opisano, prefabrykowana skrzynia czolowa przy ibudowie nowego wagonu moze byc polaczona z jego ostojnicami.Fig. 5 pokazuje wykres sil odpowiadajacy wyko¬ naniu elementu wedlug fig. 1. Sily sciskajace i ciagnace zostaja skierowane za pomoca sprzegu zderzaka srodkowego wylacznie poprzez otwór 13 plyt 7, 8 do elementu koncowego i w tym miejscu rozdzielone na dwie skladowe przebiegajace przez ramiona 10, 11, bezposrednio polaczone swymi kon¬ cami z ostojnica 1. Przy naprezeniach sciskajacych, w ramionach 10, %1 dzialaja sily ciagnace, nato¬ miast przy napr&ieniach ciagnacych dzialaja sily sciskajace- Porijewaz ramiona maja (przenosic glów¬ na czejsc obciazenia idacego od sprzegu, przeto ich szerokosc jest wieksza, niz szerokosc pasa po¬ przecznego 12. Ksztalt wyciecia 9 powoduje, ze plyty 7* 8 w wierzcholku maja najwieksza szero¬ kosc Ikrawedzi i przez to uzyskuja w tym miejscu wystarczajaca sztywnosc.Na wykresie sil (fig. 5) oznaczono sily sciskajace litera P. ftamiona 10* 11 sa narazone na rozciaga¬ nie w kierunku strzalek, natomiast pas poprzecz¬ ny 12 na wyboczenie. Plyty 7, 8 opieraja sie przy tym nie tylko na koncach ostojnic 1, lecz równiez51874 na koncach posrednie podluznie 2, 3 i poprzez czo- lownice 5 ina zewnetrznych podluznicach 4. Wsku¬ tek tego tworza sie sily reakcji Sa, S2, Sf i &4, z któ¬ rych sily S2 i S, wywoluja momenty zginajace w ramionach 10, 11, których przebieg jest zaznaczony na ramieniu 10.W odmianie elementu koncowego ostoi wedlug fig. 6—11, plyty 7, 8 sa wzmocnione w wierzcholku za pomoca wewnetrznych nakladek 23. Do polacze¬ nia krawedzi czolowych 14 sluzy element poprzecz¬ ny 24 najlepiej o profilu U. Ten profil U spoczy¬ wa stopa na krawedziach 14. Element poprzeczny 24 jest wyposazony w dwie plyty 25 umieszczone równolegle do plyty ostoi o ksztalcie litery T i w wystajacej czesci srodkowej przyspawane do pro¬ filu U. Polozenie obydwóch plyt 25 w elemencie poprzecznym jest takie, ze górna plyta lezy ma gór¬ nej lapie a dolna plyta na dolnej lapie poprzecz- nicy 6.Obie plyty sa polaczone z poprzecznica za pomo¬ ca spoin. Boki wystajace górnej plyty 25 przylega¬ ja srodkowymi krawedziami do srodkowych po¬ przecznie 3 i sa z nimi polaczone równiez za po-' moca spoin. Jest godne polecenia aby wymiary wszystkich czesci wspólpracujacych ze soba w tym miejscu dobrac w ten sposób, aby lapy elementu 24 przylegaly do stopy poprzecznicy 6, ale nie jest to decydujace dla przeniesienia sil. Srodkowe podluznice 2 nie sa doprowadzane az do ramion 10, 11 plyt 7, 8, lecz tylko sa polaczone sztywno z poprzecznica 6.Podluznice 3 sa równiez w zwykly sposób pola¬ czone z poprzecznica 6. Poniewaz szew spawalniczy na koncach tych dzwigarów przebiega na wiekszej dlugosci boków plyty 25, osiaga sie przez to, po¬ dobnie jak w ostojnieach 1, wskutek mocnego po¬ wiazania konców dzwigarów tak, ze teraz równiez slabsze podluznice srodkowe 3 moga przejac wiek¬ sze naciski.Odpowiedni wykres sil na fig. 11 pokazuje, ze tu^ równiez oporowe sily Sj ostojnic 1 musza prze¬ jac glówna czesc wypadkowej sily P. Sily oporowe S2 nie wystepuja w tym wykonaniu. Sily oporo¬ we S,, wywierane przez podluznice srodkowe 3, zo¬ staja skierowane srodkowo poprzez plyte 25 do wierzcholka plyt ostoi tak, ze równiez przez po¬ dluznice srodkowe 3 nie moga byc wywolane mo¬ menty zginajace w ramionach 10 i 11. Ramiona te sa przeto w przypadku wystepowania sil sciskaja¬ cych narazone tylko na rozciaganie.W wykonanej w ten sposób skrzyni czolowej wagonu wszystkie czesci, które maja przenosic sily pochodzace od zderzaków, sa narazone teraz tylko na naprezenia rozciagajace lub sciskajace. Przez to jest mozliwe dalsze zmniejszenie wymiarów plyt ostoi w stosunku do postaci wykonania we¬ dlug fig. 1. W pierwszym rzedzie mozna przyjac mniejsza grubosc plyt, ale równiez szerokosc ukos¬ nych pasów 10 i 11 oraz wielkosc i ksztalt wycie¬ cia 9 moga byc w korzystny sposób zmienione. Fig. 6 pokazuje szczególnie wyraznie, ze zwlaszcza wierzcholek plyt ostoi moze byc, mimo przyjecia wiekszych sil oporowych, znacznie wezszy niz we¬ dlug fig. 1. 15 20 25 Dla usztywnienia czesci przejsciowej w ramio¬ nach 10 i 11 wystarczy zastosowac przyispawane nakladki wewnetrzne 23, fctóre mozna uzyskac z wycietej blachy otworu 9, przez co zaoszczedza 5 sie na materiale. Zmniejszeniu wymiarów sprzyja równiez wyglad, ze wlasnie wieksze i bardziej nie¬ bezpieczne naprezenia sciskajace przy stosowaniu sprzegów zdarzaka srodkowego zamieniaja sie w ukosnych ramionach na sily ciagnace. Przy stoso- 10 waniu zderzaków bocznych, wieksza czesc sil sci¬ skajacych zostaje przejeta przez ostojnice 1 tak, ze w tym przypadku prawie zupelnie nie wystepuje naprezenie na wyboczenie poprzecznego pasa 12.Dla usztywnienia plyt 25 przy polaczeniu z ele¬ mentem poprzecznym 24 (moga byc jeszcze zastoso¬ wane przyspawane mostki 26, jak uwidoczniono na fig. 7.Do polaczenia srodkowych podluznie 3 z po¬ przecznym elementem 24, wystarczylaby tylko jed¬ na plyta 25. Jest jednak statycznie korzystniej, jak widac z fig. 7, zastosowanie dwóch plyt, które obejmuja poprzecznice 6. Przez to równiez po¬ przecznica zostaje wlaczona do przejmowania na¬ cisków, od której sily te rozdzielaja sie na poszcze¬ gólne podluznice. Poprzez poprzecznice moga wiec równiez srodkowe podluznice 2 przejac nieznacz¬ ne osiowe naprezenia. Dla wzmocnienia polaczen srodkowych (poprzecznie 3 moglaby byc zastosowa¬ na jeszcze dalsza plyta 25, znajdujaca sie na wy¬ sokosci górnej lapy podluznie 3 równo z plyta 7 ostoi.Polaczenie konców podluznie 3 moze byc wyko¬ nane wedlug wynalazku w rózny sposób. Na przy¬ klad na fig. 8 pokazano wykonanie takiego pola¬ czenia, w którym element poprzeczny ma postac plyty 27, na której przyspawany jest poziomo ka¬ townik 28. Konce podluznie 3 spoczywaja na ra¬ mionach katownika 28 i sa z nimi zespawane. Za¬ leca sie przyjac taka wielkosc katownika, aby jego przednia krawedz równala sie z poprzecznicami 6.Podobnie jak w przykladzie wykonania wedlug fig. 7, moze byc równiez tu zastosowana dolna plyta 25 w celu sztywnego powiazania elementu poprzecznego z poprzecznica 6. Plyty wzmacnia¬ jace 26 moga równiez w tym wykonaniu zapew¬ nic dodatkowe usztywnienie polaczenia.W przypadku zastosowania 'ksztaltownika U 29 jako elementu poprzecznego, konce podluznie 3 moga byc przyspawane bezposrednio do lap ksztal¬ townika U. Równiez w tej postaci wykonania ele¬ mentu polaczenia moze byc wzmocnione za pomo¬ ca dodatkowych, nie przedstawionych na rysunku plyt. Postac tego polaczenia okazuje sie celowa zwlaszcza wtedy, gdy podluznice 3 sa rozmieszczo¬ ne w malym odstepie od siebie.Postac wykonania wynalazku wedlug fig. 10 do¬ tyczy skrzyni czolowej wagonu, w której diwie podluznice 3 zastepuje jedna podluznica 30, umiesz¬ czona na osi wzdluznej wagonu. Element poprzecz- go ny stanowi tutaj równiez profil U 29, do którego jest doprowadzony bezposrednio koniec podluzni- cy 30. Polaczenie otrzymuje sie za pomoca plyt 31, które z jednej strony sa przyspawane do pro¬ filu U, a z drugiej strony sa polaczone sztywno 65 przez spawanie z lapami podluznicy o profilu na 35 40 45 50 5551874^ f przeklad dwuteowym. Równiez w tej postaci wy¬ konania poprzecznica 6 jest wciagnieta do wezla.W wyzej opisanych postaciach wykonania wy¬ nalazku zastosowane zostaly do zbudowania skrzy¬ ni sprzegowej dwie plyty. Istnieje jednak mozU- Wese obudowania skrzyni sprzegowej z wielu czes¬ ci* przy czym na pasy ukosne stosuje sie dwa ksztaltowniki dwuteowe. C)o osadzenia sprzegu zderzaka srodkowego sluza blachy wezlowe* któ¬ re lacza ze soba sztywne lapy ksztaltowników dwuteowych w wierzcholku trójkata* Czolownica majaca specjalnie szersze lapy i moze byc uzyta zamiast pasa jpoprzecznege, której lapy sa polaczo¬ ne jprzez spawanie z lapami ksztaltownika dwu- teowego. W tym wykonaniu plyty skrzyni sa wiec zlozone z lap profili dwuteowych i czolownicy, jak równiez z blach wezlowych.Zamiast blach wezlowych mozna zastosowac do osadzania sprzegu zderzaka srodkowego równiez element wykonany z odlewu stalowego lub z wal¬ cowanej stali, który powinien byc polaczony sztywno z lapami ksztaltowników dwuteowych.Element koncowy ostoi wedlug wynalazku laczy korzysci skrzyni czolowej wagonu o konstrukcji prostej i lekkiej, jak równiez o korzystnych, sta¬ tycznych obciazeniach obydwóch skrajnych pól ostoi, przy równoczesnym odciazeniu, dotych¬ czas niekorzystnie obciazonych i niebezpiecznie narazanych czolownic. Za pomoca nieprzerwanego polaczenia spawanego konców podluznie ze skrzy¬ nia sprzegowa, bezwzglednie odiporna na zginanie, uzyskuje sie dosyc mocne polaczenie konców ostoj- nic, których wytrzymalosc na wyboczenie zostaje przez to znacznie zwiekszona. W zwiazku z takim polaczeniem uzyskuje sie równiez dobra wytrzy¬ malosc na skrecanie calej ostoi wagonu. Przez to zostaja stlumione co najimniej tego rodzaju drga¬ nia ostoi, które zwlaszcza przy duzym rozstawie kól i bardzo duzych szybkosciach na wirazach, mo¬ glyby spowodowac podnoszenie poszczególnych ze¬ stawów kolowych z szyn.Wynalazek nie jest ograniczony tylko do opisa¬ nych przykladów wykonania i moze obejmowac liczne odmiany nie przekraczajace zakresu wyna¬ lazku. PL