SI8710187A - Vzmetenje tekala za tirnična vozila - Google Patents

Abstract

Izum se nanaša na vzmetenje tekala za tirnična vozila z vsaj dvema gumenima kotalnima vzmetema (5a,5b), ki sta vsakokrat razporejeni med trnom (6,8) in zvonom (7,9). Da bi se ustvarilo takšno vzmetenje tekala, ki z najmanjšimi mogočimi izdatki dovoljuje optimalno možnost uravnavanja tekala v vzdolžni in prečni smeri vozila ter ima večji hod vzmeti v glavni smeri vzmetenja, je vsakokrat med dvema sosednjima vzmetema (5a,5b) razporejeni trn (8) povezan s prav tako med tema dvema vzmetema (5a,5b) razporejenim zvonom (7). Na ta način se dobi zaporedno povezavo vzmeti (5a,5b), s čimer se po eni strani poveča njih hod v glavni smeri vzmetenja, po drugi pa ustvari možnost vplivanja na togosti, delujoče prečno na to smer, dokler se medsebojno povezana elementa (zvon in trn, lahko gibljeta okoli osi, ležeče pravokotno na glavno smer vzmetenja.

Description

VVAGGONFABRIK TALBOT

Vzmetenje tekala za tirnična vozila

1. Področje tehnike, kamor sodi izum

Predmet izuma sodi v splošnem na področje timičnih vozil, konkretneje pa na področje naprav za dušenje udarcev v tirnična vozila.

Po Mednarodni klasifikaciji patentov je predmet izuma uvrščen v razred B 61 F 5/14.

2. Tehnični problem

Tehnični problem, ki se rešuje s predmetno prijavo, sestoji v naslednjem:

Kako konstrukcijsko izboljšati vzmetenje tekala, da bi se kompenziralo udarce koles po tirnicah pri vožnji v krivini in izboljšalo kompenziranje tudi v glavni, navpični smeri vzmetenja?

Definirani tehnični problem je rešen s predloženo konstrukcijo vzmetenja tekala po izumu.

3. Stanje tehnike

Izum se nanaša na vzmetenje tekala za tirnična vozila z vsaj dvema obročastima gumenima kotalnima vzmetema, razporejenima druga nad drugo, ki sta vsakokrat razporejeni med trnom in zvonom.

Vzmetenja tekala poprej opisane vrste so znana. Pomanjkljivost le-teh leži v tem, da ima gumena kotalna vzmet omejen hod vzmetenja v navpični smeri, tj. v smeri svojega odkotalnega gibanja med trnom in zvonom, poleg tega pa je zelo toga prečno glede na to glavno smer vzmetenja. To izhaja iz tega, da je v tej smeri material vzmeti obremenjen pretežno na tlak. Poleg tega je učinek vzmetenja enak v vseh smereh, prečnih na glavno smer vzmetenja.

Pri tovrstnih vzmetenjih tekal je omejitev hoda vzmeti v glavni smeri vzmetenja po eni strani lahko pomanjkljiva; po drugi strani pa je zlasti nezadosten in v vzdolžni ter prečni smeri vozila enak vzmetni učinek nezadovoljiv za tekalne razmere tirničnega vozila, ker ni mogoča nikakršna optimalna ublažitev in dušenje zlasti bočnih začetnih udarcev koles in na tirnice. Pri znani razporeditvi tudi radialna nastavitev tekala ali kolesne dvojice pri vožnji v ovinku ni mogoča. Zaradi tega so pri znanih razporeditvah nezadostne tako udobnost pri vožnji kot tudi obrabne razmere.

Da bi se izognili pomanjkljivostim uvodoma opisanega vzmetenja tekala, je znano mnogo konstrukcij, pri katerih so gumene kotalne vzmeti kombinirane z gumenimi slojevitimi vzmetmi, jeklenimi vzmetmi, zračnimi vzmetmi in sklopi mehanizmov oz. vzvodov, da bi se kot glavni vzmetni element uporabljeno gumeno kotalno vzmet lahko uporabilo z njenimi pozitivnimi lastnostmi in izognilo njenim pomanjkljivostim glede togosti v prečno na glavno smer vzmetenja ležeči smeri.

Naloga izuma je ustvariti vzmetenje tekala z vsaj dvema gumenima kotalnima vzmetema, ki ima ob karseda majhnih stroških optimalno možnost nastavljanja tekala v vzdolžni in prečni smeri vozila ter večji hod vzmetenja v glavni smeri vzmetenja.

4. Opis rešitve tehničnega problema

Rešitev zastavljenega tehničnega problema je karakteristična po tem, da je vsakokrat med dvema sosednjima kotalnima vzmetema razporejeni trn tako povezan s prav tako med tema dvema vzmetema razporejenim zvonom, da lahko ti, medsebojno povezani deli poleg gibanja v glavni smeri vzmetenja dodatno izvajajo nihalno gibanje okoli poljubne osi, ležeče prečno na glavno smer vzmetenja.

S to konstrukcijo po izumu se dobi zaporedno povezavo gumenih kotalnih vzmeti, s čimer se po eni strani poveča njih hod v glavni smeri vzmetenja, po drugi pa ustvari možnost vplivanja na togost, delujočo prečno na to smer, dokler se medsebojno povezana elementa (zvon in trn) lahko gibljeta okoli osi, ležeče pravokotno na glavno smer vzmetenja. To sukanje povzroči v bistvu strižno obremenitev obeh gumenih kotalnih vzmeti, pri čemer vodi ta strižna obremenitev k manjši togosti kot tlačna obremenitev gumene kotalne vzmeti, tako da je kombinacija vzmeti po izumu mehkejša prečno na glavno smer vzmetenja. Togost vzmetenja tekala po izumu se da prečno na glavno smer vzmetenja nastavljati zlasti preko aktivnih dolžin vzvodnih rok in prilagoditi vsakokratnim zahtevam.

Da bi se pri vzmetenju tekala po izumu ustvarilo različne togosti v vzdolžni in prečni smeri vozila, obsega po nadaljnji značilnosti izuma vsaj ena od gumenih kotalnih vzmeti obliko, ki odstopa od krožne obročaste oblike.

Isti rezulat se lahko doseže, če se po izumu vsaj dva sklopa gumenih kotalnih vzmeti razporedi drug poleg drugega vzporedno delujoče, pri čemer sta vsakokrat medsebojno povezana trna in zvonova po sebi medsebojno povezana z nosilcem, tako da se upirata momentu.

Nosilec je po nadaljnji zasnovi izuma lahko zasnovan elastično oz. je elastično povezan z vsaj enim od zvonov. Čim bolj elastično je zasnovan nosilec oz. zveza, toliko mehkejši je vzmetni sklop v vzdolžni smeri nosilca, tj. prednostno v vzdolžni smeri vozila.

Nadaljnja možnost prilagoditve vzmetne togosti prečno na glavno smer vzmetenja sestoji po izumu v tem, da je gibljivost s trnom povezanega zvona s prisloni omejena v prečno na glavno smer vzmetenja ležeči ravnini. Čim večja je možnost gibanja zvona, tem mehkejši je vzmetni sklop v tej smeri. Tudi na ta način se da tako doseči različne togosti pri obremenitvi vzmetnega sklopa v ravnini, ležeči prečno na glavno smer vzmetenja, pri čemer je v praksi to odvisno zlasti od togosti v vzdolžni in prečni smeri vozila.

Z izumom se končno predlaga, da so prisloni zasnovani elastično. S tovrstnimi elastičnimi prisloni se pri nalegu na prislon zmanjša spremembo trdote vzmetenja prečno glede na glavno smer vzmetenja, tako da je možnost prilagoditve vzmetne karakteristike vsakokratni potrebi mogoča ne le z različnimi razmiki med zvonom in prislonom, temveč tudi z različnimi elastičnostmi prislonov. V celoti so s tem pri razporeditvi vzmeti po izumu na razpolago zadostne možnosti za vplivanje na vzmetno karakteristiko pri obremenitvi gumenih kotalnih vzmeti prečno na njih glavno smer vzmetenja.

Na skicah so prikazani različni izvedbeni primeri vzmetenja tekala po izumu, kjer kaže sl. 1 prvi izvedbeni primer vzmetenja tekala v navpičnem prerezu, sl. 2 vzmetenje tekala v vodoravnem prerezu po črti II-II s sl. 1, sl. 3 spremenjena izvedba, ustrezajoča prikazu s sl. 2, z ovalnimi gumenimi kotalnimi vzmetmi, sl. 4 nadaljnjo izvedbo z dvema drug poleg drugega razporejenima in vzporedno delujočima sklopoma gumenih kotalnih vzmeti, v pogledu s strani, sl. 5 vzmetenje tekala s sl. 4 v navpičnem prerezu in sl. 6 vzmetenje tekala po sl. 4 in 5 v vodoravnem prerezu ustrezno prereznim črtam VIVI s sl. 4.

Pri vseh izvedbenih primerih se vidi del okvira 1 voznega podstavka, ki je vsakokrat preko vzmetenja tekala podprt na osnem čepu 2a vsaj dveh osi 2. S skic se vsakokrat vidi kolo 2b osi 2.

Okvir 1 je pri prvem izvedbenem primeru po sl. 1 in 2 kot tudi pri spremenjeni izvedbi po sl. 3 opremljen s paroma razporejenima držaloma 3 osi, ki prevzemata vodenje med okvirom 1 in osjo 2. Da bi se preprečilo neželen dvig okvira 1 od osi 2 in okvir 1 ojačalo, sta sodelujoči držali 3 medsebojno povezani z zaklepom 4.

Na sl. 1 do 3 predstavljeno vzmetenje tekala obsega dve druga nad drugo razporejeni gumeni kotalni vzmeti 5a in 5b. Spodnja vzmet 5a je razporejena na trnu 6, ki je pri izvedbenem primeru sočasno zasnovan kot ohišje osnega ležaja, vendar pa je lahko zasnovan tudi kot adapter, ki je podprt na osnem ležaju. Na spodnji vzmeti 5a leži kot zgornje vzmetno ohišje zvon 7, ki je povezan s trnom 8 za zgornjo vzmet 5b. Pri predstavitvi na sl. 1 sta zvon 7 in trn 8 zasnovana enodelno. Na zgornjo vzmet 5b se končno opira zvon 9, ki je togo razporejen na okviru 1.

S poprej opisano razporeditvijo se dobi zaporedno sklopitev vzmeti 5a in 5b, pri čemer vsaka od teh vzmeti 5a in 5b pri identični zasnovi prevzame polovico navpičnega hoda vzmeti. S tem so izmere vsake vzmeti 5a oz. 5b zlasti glede višine in premera le-te ugodne na tak način, da se da vzmeti 5a in 5b razporediti preko osnih ležajev. Razen tega se da zaradi te zaporedne sklopitve obeh vzmeti 5a in 5b doseči zadosten hod vzmeti v navpični smeri, tj. v glavni smeri vzmetenja.

S povezavo zvona 7 za spodnjo vzmet 5a s trnom 8 za zgornjo vzmet 5b se dobi možnost, da se ta dva dela na način stoječega nihala gibljeta okoli pravokotno na glavno smer vzmetenja ležeče osi. To gibanje povzroči v bistvu strižno obremenitev obeh vzmeti 5a in 5b ter elastičnost vzmetenja tekala prečno na glavno smer vzmetenja, pri čemer s strižno obremenitvijo vzmeti 5a in 5b nastanejo povratne sile. Vzmetenje tekala lahko tako sprejema relativna gibanja, pojavljajoča se v prečni in vzdolžni smeri vozila, med okvirom 1 in osjo 2, ki so potrebna zlasti za optimalno vzmetenje in dušenje zlasti bočnih začetnih trkov koles 2b ob tirnice in za radialno nastavitev kolesnih dvojic pri vožnji v ovinku.

Da bi se ustvarilo različne togosti vzmetenja tekala v vzdolžni in prečni smeri vozila, imata lahko vzmeti 5a in 5b obliko, ki odstopa od krožne obročaste oblike. Medtem ko sta vzmeti 5a in 5b pri prvem izvedbenem primeru po sl. 1 in 2 zasnovani krožno obročasto, kaže varianta po sl. 3 ovalno zasnovo vzmeti 5a in 5b ter s tem tudi trnov 6 in 8 oz. zvonov 7 in 9. Ker leži daljša os ovalne oblike v vzdolžni smeri vozila, se v tej smeri dobi večjo togost kot v prečni smeri vozila.

Pri tretji izvedbi po sl. 4 do 6 sta dva sklopa gumenih kotalnih vzmeti vzporedno delujoče razporejena drug poleg drugega. Trn 6 spodnjih vzmeti 5a nalega pri tem na v vzdolžni smeri vozila potekajočem nosilnem kosu 10 ohišja 11 osnega ležaja, temu nasprotno pa sta zvonova 9 zgornjih vzmeti 5b pritrjena na okviru 1. Kot izhaja s sl. 4 in 6, sta lahko v tem primeru vsakokrat medsebojno povezana zvonova 7 in trna 8 po sebi medsebojno z nosilcem 12 povezana tako, da se upirata momentu, s čimer se prav tako dobi različno togost v vzdolžni in prečni smeri vozila. Da bi se vplivalo na togosti, je nosilec 12 lahko zasnovan elastično oz. je elastično povezan z vsaj enim od zvonov 7. Po sl. 4 je med levim koncem nosilca 12 in pripadajočim zvonom 7 razporejen elastični vmesnik 13.

Pri izvedbenem primeru po sl. 4 do 6 je končno prikazano, da je gibljivost s trnom 8 povezanega zvona 7 ene od obeh razporeditev gumenih kotalnih vzmeti omejena s prislonom 14a, ki je lahko zasnovan tudi kot elastičen prislon 14b. Tudi na ta način se da s tem doseči različne togosti v vzdolžni in prečni smeri vozila, pri čemer je vzmetna razporeditev toliko mehkejša, kolikor večja je gibalna sposobnost zvona 7. Da bi se zagotovilo potrebno vodenje ohišja 11, je pri izvedbenem primeru po sl. 5 tudi zgornji zvon 9 opremljen s prislonom 15a oz. 15b.

Pri vseh izvedbenih primerih prenašata druga nad drugo ležeči vzmeti 5a in 5b navpično vzmetenje kot tudi prečne in vzdolžne sile od kolesne dvojice na okvir 1. Razen tega dopuščata vzmeti 5a in 5b potrebne vzdolžne in prečne pomike, da bi se omogočilo nastavitev osi pri vožnji v krivini in dušenje začetnih trkov, pri čemer vzmeti 5a in 5b sočasno ustvarjata potrebne povratne sile, da se kolesno dvojico vedno vrne nazaj v njeno srednjo lego.

Ker se pri naraščajoči obremenitvi poprej opisanega vzmetenja tekala dolžina stoječega nihala z naraščajočim vzmetenjem manjša, tj. z naraščajočim bremenom se dobi skrajšanje nihala, postanejo povratne sile glede na delež pri tem bremenu večje, tako da kljub enostavni in kompaktni zgradbi dobijo tako vzmetenje tekala kot tudi obešalne točke na okviru voznega podstavka optimalno funkcijo.

Poprej opisano vzmetenje tekala se lahko uporabi tudi za dvoosna timična vozila in ne le za vozne podstavke, predstavljene v izvedbenih primerih. Uporabi se ga lahko tako kot primarno kot tudi sekundarno vzmetenje voznih podstavkov potniških železniških vagonov, poleg tega pa se lahko uporabi kot dušenje lokomotivske karoserije glede na pogonske vozne podstavke ali posameznih osi.

VVAGGONFABRIK TALBOT

Zanj:

-6Navedba najboljšega načina za industrijsko uporabo izuma

Za dosego zastavljenega cilja - izboljšanje konstrukcije vzmetenja tekala za timična vozila so za proizvodnjo koristni tudi naslednji podatki:

Vzmetenje tekala je po izumu potrebno dimezionirati tako, da se ga da integrirati v običajna timična vozila običajnih dimenzij, tako da se vnaprej poda elemente timičnega vozila, tj. okvir 1 voznega podstavka in kolesa 2b z osmi 2. Pri tem okvir 1 kot tudi osi 2 in kolesa 2b timičnega vozila sestojijo iz kovine. Pri vzmetenju tekala sta tma 6, 8 in zvonova 7, 9 prav tako kovinska, medtek ko sta gumeni kotalni vzmeti 5a, 5b zasnovani iz elastične gume. Montažo se izvede na način, da se na osni čep 2a najprej namesti spodnji trn 6, ki je sočasno namenjen za ohišje osnega ležaja. Na ta spodnji trn 6 se od zgoraj namesti spodnjo vzmet 5a, nanjo pa spodnji zvon 7, ki je z gornjim trnom izdelano v enem kosu. Na ta zgornji trn 8 se zatem razporedi zgornjo vzmet 5b, nakar pa še okvir 1 z držali 3 osi.

Nazadnje se osna držala medsebojno poveže z zaklepom 4.

Claims (6)

1. Patentni zahtevki

   1. Vzmetenje tekala za timična vozila z vsaj dvema drug preko drugega razporejenima obročastima gumenima kotalnima vzmetema 5a, 5b, ki sta vsakokrat razporejeni med trnom 6, 8 in zvonom 7,9, značilno po tem, da sta trna (6 oz. 8) vsakokrat obrnjena navzgor in od spodaj navzgor štrlita skozi vzmeti (5a, 5b), pri čemer se vzmeti (5a, 5b) opirata na njima prirejena trna (6, 8), da je vsakokrat med dvema sosednjima vzmetema (5a, 5b) razporejeni trn (8) povezan s prav tako med tema dvema vzmetema (5a, 5b) razporejenim zvonom (7), in da sta medsebojno povezana trna (8) in zvonova (7) gibljivo razporejena med obema sosednjima vzmetema (5a, 5b) tako, da ti povezani deli dodatno h gibanju v glavni smeri vzmetenja lahko izvajajo nihalno gibanje okoli poljubne, prečno na glavno smer vzmetenja ležeče osi.
2. 2. Vzmetenje tekala po (variani I), značilno po tem, da vsaj ena od vzmeti (5a, 5b) obsega obliko, ki odstopa od krožne obročaste oblike.
3. 3. Vzmetenje tekala po (varianti II), značilno po tem, da sta vsaj dva sklopa vzmeti (5a, 5b) razporejena drug poleg drugega vzporedno delujoče, pri čemer sta vsakokrat medsebojno povezana trna (8) in zvonova (7) po sebi medsebojno povezana z nosilcem (12), tako da se upirata momentu.
4. 4. Vzmetenje tekala po zahtevku 3, značilno po tem, da je nosilec (12) zasnovan elastično oz. je elastično povezan z vsaj enim od zvonov (7).
5. 5. Vzmetenje tekala po vsaj enem od zahtevkov 1 do 4, značilno po tem, da je gibljivost s trnom (8) povezanega zvona (7) v ravnini, ležeči prečno glede na glavno smer vzmetenja, omejena s prislonoma (14a, 14b).
6. 6. Vzmetenje tekala po zahtevku 5, značilno po tem, da sta prislona (14b) zasnovana elastično.