SK280266B6 - Otočný podvozok koľajových vozidiel - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka otočného podvozka koľajových vozidiel, zvlášť hnacieho podvozka, s rámom z pozdĺžnych nosníkov a priečnikov, s dvoma a viacerými dvojkolesiami. Dvojkolesia sú pripojené cez primárnu pružinu alebo kĺbové uloženie a primárnu pružinu k rámu otočného podvozka. Cez sekundárnu pružinu alebo cez centrálny čap alebo podobne a sekundárnu pružinu je k rámu otočného podvozka pripojená karoséria vozidla. Medzi aspoň jedným dvojkolesím alebo aspoň jednou pohonnou jednotkou a/alebo brzdnou jednotkou, ktoré sú spojené s dvojkolesím, a karosériou vozidla je umiestnené tuhé ťahadlo.

Doterajší stav techniky

Od takýchto otočných podvozkov sa očakáva, že sa dvojkolesia môžu v traťových oblúkoch nastaviť v závislosti od pozdĺžnej tuhosti primárnym kĺbom dvojkolesí, prípadne pružením dvojkolesia.

Pre otočné podvozky s radiálne nastaviteľnými dvojkolesiami je známe množstvo riešení. Rad z týchto riešení, napríklad podľa DE 31 19 164 C2, WO 90/02068, DE 32 32 289 Al, využíva viac alebo menej pevné spriahadlo, ktoré je usporiadané medzi dvojkolesím alebo tiež medzi dvojkolesím a karosériou vozidla. Je tiež známa mechanická väzba dvojkolesia s hnacou jednotkou, ktorá na základe usporiadania väzbových prvkov dovoľuje natočenie dvojkolesia okolo ideálneho alebo reálneho stredu otáčania, ktorý leží v smere pohybu pred alebo za dvojkolesím. Ďalej je známe z EP 0 072 535 Al navzájom nepriame pôsobenie rozvodovky v spojení s väzbovými prvkami dvojkolesia.

Tieto známe riešenia je vhodné vytvoriť z hľadiska montáže a údržby a kvôli zachovaniu úzkych tolerancií z viacej dielov.

Jednotlivé riešenia dovoľujú nasledujúce voľné nastavenie dvojkolesia na základe veľmi malej dĺžkovej tuhosti v primárnom kĺbe. Takto je však tiež prenášaná trakčná sila pri rozjazde alebo brzdení. Sila nastavená dvojkolesím sa skladá, prípadne kompenzuje. Takto vznikajúci rovnobežný posun dvojkolesia, podmienený montážnou geometriou pohonu a brzdenia, je ohraničený, čo tiež spôsobí obmedzenie žiaduce k nastaveniu dvojkolesia protismerne pozdĺž trate.

Dvojkolesia sú poháňané motorom prichyteným v karosérii alebo rozvodom cez kĺbový hriadeľ a rozvodovku. Pohyb otočného podvozka vyžaduje pozdĺžnu zmenu kĺbového hriadeľa umiesteného medzi karosériou a otočným podvozkom.

Pri nábehu a výbehu do oblúka sa prenáša hnací moment, ktorý spôsobuje pozdĺžnu zmenu odstredivej sily, ktorá môže niekoľkonásobne zvýšiť odolnosť otočného podvozka proti natočeniu, zvlášť pri výkonnom pohone, čo znemožňuje voľné nastavenie otočného podvozka v oblúku.

Podstata vynálezu

Vynález spočíva vo vytvorení otočného podvozka, zvlášť hnacieho otočného podvozka, ktorým nastáva prenos trakčnej sily, pričom vhodné nastavenie dvojkolesia umožňujú silové pomery nastavenia geometrie kolesa a koľajnice a rámu otočného podvozka zostáva len funkcia nosná a vedúca. Úlohou vynálezu je ďalej vytvoriť taký otočný podvozok, ktorý je jednoduchý pre montáž a údržbu a nemá vysoké nároky na požadované tolerancie.

Táto úloha je vyriešená poznatkami, ktoré sú uvedené vo význakovej časti hlavného nároku. Zvláštne uskutočnenie a vylepšenie vynálezu sú obsiahnuté vo vedľajších nárokoch.

Podľa vynálezu je medzi aspoň jedným dvojkolesím alebo aspoň jednou hnacou jednotkou a/alebo brzdnou jednotkou a karosériou vozidla usporiadané tuhé ťahadlo riadenia. Výhodne je toto ťahadlo riadenia uložené v gumovom elastickom ložisku kardanového kĺbu prakticky bez opotrebovania, takže sa môže voľne prenášať pozdĺžna sila.

Kĺbové uloženie na podvozku musí byť uskutočnené v pôsobisku zotrvačnej sily na dvojkolesie, alebo čo najbližšie, ako dovoľuje konštrukčné vyhotovenie, alebo v kolmej osi momentu zotrvačnosti, takže pôsobením trakčných síl sa zmenšuje výskyt nežiaducich momentov, vznikajúcich pri chybnom nastavení dvojkolesia. Pokiaľ sa totiž ťahadlo riadenia dotýka mimo ležiaceho bodu, vzniká pri vytočení otočného podvozka a súčasnom pôsobení trakčnej sily nežiaduci moment, ktorý vedie ku chybnému nastaveniu dvojkolesia v koľaji.

Kĺbové uloženie na dvojkolesí môže byť pri obežnom dvojkolesí uskutočnené centrálnym ložiskom alebo cez vidlicové oje uložené v ložiskách dvojkolesia. Pri hnacom dvojkolesí sa môže ťahadlo riadenia kĺbovo uložiť blízko ťažiska pohonnej jednotky spojenej elasticky alebo pevne s dvojkolesím.

Kĺbové uloženie dvojkolesia môže byť uskutočnené jednotlivo alebo vzájomným spriahnutím oboch dvojkolesí vnútri otočného podvozka a na karosérii vozidla spočíva cez ťahadlo riadenia len jedno spoločné kĺbové uloženie.

Spriahnutie napríklad dvoch dvojkolesí sa pritom môže dosiahnuť tak, že pomery nastavenia jednotlivých dvojkolesí nie sú ovplyvnené alebo sa môže dosiahnuť výsledné radiálne nastavenie oboch dvojkolesí, napríklad jedným celkovým ústredným bodom kĺbového uloženia.

Kĺbové uloženie podľa vynálezu umožňuje, zvlášť pri použití tlapového motora alebo pohonu obojstranne pružne uloženého v kolese alebo na hriadeli kolesa, kompenzáciou trakčných momentov, ktoré vznikajú pri rozjazde alebo brzdení. Aby sa nebránilo zatáčaniu dvojkolesia s pevnou alebo priečne elastickou pohonnou alebo brzdnou jednotkou, sú tieto výhodne zavesené na hlavnom priečniku otočného podvozka cez výkyvný člen.

Dostatočne poddajné dimenzovanie laterámej charakteristiky celkového ústredného bodu kĺbového uloženia a rovnako primárneho kĺbového uloženia dvojkolesia dovoľuje dvojkolesie, vyhýbajúce sa individuálne laterámym poruchám, bez toho aby sa preniesli v rozhodnom rozsahu medzi obe dvojkolesie.

Pokiaľ vytvorenie jediného kĺbového uloženia vzhľadom na pozdĺžnu tuhosť kĺbového uloženia v dvojkolesí je nedostačujúce, môže sa toto na dosiahnutie vyššej rýchlosti pri stabilnom chode nahradiť párom ľubovoľne vonku posuvných spriahnutých bodov, prípadne prvkov. Ďalšie zvýšenie rýchlosti je možné kombináciou kĺbového uloženia podľa vynálezu so spriahnutým rámom, spojeným s definovanou elasticitou so všetkými ložiskami dvojkolesia, čo potom umožňuje použitie plne odpruženého dutého hriadeľa pohonu.

Pri vozidlách s pohonom cez kĺbový hriadeľ na rozvodovku sa kĺb vytvorí rovnobežne s kĺbovým hriadeľom, pričom ťahadlo riadenia má rovnakú dĺžku ako kĺbový hriadeľ medzi stredmi kĺbových ložísk. Dĺžková zmena pri vytočení otočného podvozka tak nenastáva. Potrebná momentová opora na rozvodovke sa integruje do ťahadla riadenia, vytvoreného v tvare vidlice, analogicky sa vytvorí ťahadlo riadenia, spojujúce dve susedné rozvodovky.

SK 280266 Β6

Opis obrázkov na výkresoch

V nasledujúcom je vynález bližšie opísaný pomocou výkresov. Pritom znázorňuje:

obr. 1 schematické zobrazenie otočného podvozka, pri ktorom je ťahadlo riadenia vytvorené na jednom z dvoch dvojkolesí, obr. 2 schematické zobrazenie otočného podvozka, pri ktorom je ťahadlo riadenia vytvorené na jednom dvojkolesí, pričom všetky dvojkolesia sú spojené spriahnutým rámom, obr. 3 schematické zobrazenie ďalšieho uskutočnenia otočného podvozka, pri ktorom je ťahadlo riadenia vytvorené na jednom z dvoch dvojkolesí, obr. 4 schematické zobrazenie otočného podvozka, pri ktorom je na každom z dvoch dvojkolesí vytvorené ťahadlo riadenia, obr. 5 schematické zobrazenie otočného podvozka, pri ktorom je ťahadlo riadenia vytvorené medzi konzolou a unášačom spojeným s centrálnym čapom, obr. 6 schematické zobrazenie otočného podvozka so spriahnutým rámom, pri ktorom je ťahadlo riadenia medzi spriahnutým rámom a unášačom, spojeným s centrálnym čapom, obr. 7 schematické zobrazenie ďalšieho uskutočnenia otočného podvozka, pri ktorom je ťahadlo riadenia vytvorené medzi konzolou a unášačom, spojeným s centrálnym čapom, obr. 8 schematické zobrazenie otočného podvozka s pohonom cez kĺbový hriadeľ a vytvorenie ťahadla riadenia na dvojkolesí, obr. 9 schematické zobrazenie otočného podvozka s pohonom cez kĺbový hriadeľ na oboch dvojkolesiach a s vytvorením ťahadla riadenia na jednom dvojkolesí, obr. 10 pohľad na uskutočnenie otočného podvozka podľa obr. 3, obr. 11 bokorys otočného podvozka podľa obr. 10.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Otočný podvozok podľa vynálezu podľa obr. 1 pozostáva s dvoch dvojkolesí 1, 2 a pohonných jednotiek 3, 4 s nimi spojených, ktoré sú navzájom spojené na prenos trakčnej sily dovnútra smerujúcimi konzolami 5, 6 a pevnou spojovacou tyčou 7. Ťahadlo 8 riadenia je vytvorené medzi prvou pohonnou jednotkou 3 a nezobrazenou karosériou. Na stabilizáciu sú pohonné jednotky 3, 4 zavesené cez výkyvné členy 9, 10, 11, 12, kĺbovo uložené na konzolách 5, 6, na neznázomenom ráme otočného podvozka. Všetky výkyvné členy 9, 10, 11, 12 sú vyhotovené ako kardanové. Tu schematicky zobrazené pohonné jednotky 3, 4 môžu byť tiež brzdnou jednotkou alebo kombináciou oboch.

Obr. 2 ukazuje otočný podvozok so spriahnutým rámom 13, ktorý spája ložiská oboch dvojkolesí 1, 2. Pohonné jednotky 3, 4 sú opatrené vedľa dovnútra smerujúcich konzol 5, 6 tiež von smerujúcimi konzolami 17, 18 a sú vonku spojené výkyvnými členmi 9 až 12 uloženými na vnútorných konzolách 5, 6 a tiež výkyvnými členmi 15, 16 uloženými na vonkajších konzolách 17, 18 s neznázomeným rámom otočného podvozka. Spriahnutý rám 13 je opatrený v obvode, v ktorom sa pretínajú spojnice jednotlivých ložísk dvojkolesia 1, 2, hore smerujúcou kĺbovou tyčou 14, ku ktorej je kĺbom pripojené ťahadlo 8 riadenia, ktoré je svojim druhým koncom pripevnené k neznázomenej karosérii vozidla.

Uskutočnenie podľa obr. 3 ukazuje dve dvojkolesia 1, 2 s pohonnými jednotkami 3, 4 a dovnútra smerujúcimi konzolami 5, 6. Konzoly 5, 6 sú vnútri navzájom kĺbovo spojené, takže k prenosu trakčnej sily nie je potrebná spojovacia tyč 7. Pri tomto uskutočnení sú medzi konzolami 5, 6 a neznázorneným rámom otočného podvozka len dva výkyvné členy 9, 11. Ťahadlo 8 riadenia je vytvorené medzi prvou pohonnou jednotkou 3 a neznázomenou karosériou vozidla.

Uskutočnenie s dvoma oddelenými ťahadlami 8, 19 riadenia je zrejmé z obr. 4. Obe dvojkolesia 1, 2 s pohonnými jednotkami 3, 4, dovnútra smerujúcimi konzolami 5, 6, a rovnako medzi týmito konzolami 5, 6 a neznázomeným rámom otočného podvozka uloženými členmi 9, 10, 11,12, nie sú navzájom spojené. Prenos trakčnej sily medzi dvojkolesím 1, 2 tu nie je možný, obe pohonné jednotky 3, 4 sú opatrené každá jedným ťahadlom 8, 19 riadenia, spojeným s neznázomenou karosériou, z ktorých každé môže byť rôzneho vyhotovenia. Pri otočných podvozkoch, pri ktorých je len jedno dvojkolesie 1, 2 opatrené pohonnou jednotkou 3, 4 alebo brzdnou jednotkou, nebude uskutočnené ako tu spojením medzi oboma dvojkolesiami 1, 2 a rovnako odpadne jedno z ťahadiel 8, 19 riadenia na dvojkolesí 1 alebo 2, ktoré nie je poháňané alebo brzdené.

Obr. 5 ukazuje iné vytvorenie ťahadla 20 riadenia. Obe dvojkolesia 1, 2 sú opatrené pohonnými jednotkami 3, 4 a majú dovnútra smerujúce konzoly 5, 6, ku ktorým, ako už bolo opísané, sú kĺbovo pripojené výkyvné členy 9, 10,11, 12 a sú spojené s neznázomeným otočným podvozkom. Obe konzoly 5, 6 sú navzájom spojené spojovacou tyčou 7. Tretie ťahadlo 20 riadenia je kĺbovo pripojené jednou stranou k prvej konzole 5 prvého dvojkolesia 1 a druhou stranou k unášaču 21, ktorý je spojený s centrálnym čapom 22 karosérie vozidla.

Iné vyhotovenie otočného podvozka ukazuje obr. 6. Tu je otočný podvozok opatrený spriahnutým rámom 13 a konzolami 5, 6, 17, 18 a výkyvnými členmi 9, 10, 11, 12, ako bolo uvedené pri obr. 2. Tretie ťahadlo riadenia 20 je k obvodu spriahnutého rámu 13 pripojené kĺbom, v ktorom sa pretínajú jednotlivé spojnice ložísk dvojkolesia 1, 2. Na svojej druhej strane je tretie ťahadlo 20 riadenia kĺbovo pripojené k unášaču 21, ktorý je spojený s centrálnym čapom 22 karosérie vozidla.

Obr. 7 naproti tomu ukazuje otočný podvozok s dvoma dvojkolesiami 1, 2 s pohonnými jednotkami 3, 4, ktoré sú navzájom spojené konzolami 5, 6, ktoré smerujú dovnútra. Tretie ťahadlo 20 riadenia je pri tomto vyhotovení kĺbovo pripojené k prvej konzole 5 a svojou druhou stranou k unášaču 21 centrálneho čapu 22 karosérie vozidla. Zavesenie pohonných jednotiek 3, 4 sa docieli prvým výkyvným členom 9, ktorý je vytvorený medzi nadstavbou 23 tretieho ťahadla 20 riadenia a neznázomeným rámom otočného podvozka.

Obr. 8 ukazuje otočný podvozok pozostávajúci z dvoch dvojkolesí 1, 2, pričom prvé dvojkolesie 1 je poháňané kĺbovým hriadeľom 24 a rozvodovkou 27. Tretie ťahadlo 20 riadenia je kĺbovo pripojené k hnaciemu prvému dvojkolesiu 1 a je vytvorené rovnobežne s kĺbovým hriadeľom 24. Rozvodovka 27 je opatrená vidlicovitým nadstavcom 28 pre tretie ťahadlo 20 riadenia, pričom nadstavec 28 je hore a dolu kĺbovo pripojený k rozvodovke 27 a takto vytvára na rozvodovke 27 podperu momentu otáčania. Na svojom druhom konci je tretie ťahadlo 20 riadenia kĺbovo pripojené ku karosérii vozidla.

Obr. 9 ukazuje otočný podvozok ako na obr. 8 s tým rozdielom, že aj druhé dvojkolesie 2 je poháňané druhým kĺbovým hriadeľom 26, ktorý je vytvorený medzi rozvodovkou 27 prvého dvojkolesia 1 a druhou rozvodovkou 30

SK 280266 Β6 druhého dvojkolesia. Tretie ťahadlo 20 riadenia je spojené s rozvodovkou 27 prvého dvojkolesia 1, ako bolo uvedené na obr. 8. Medzi rozvodovkou 27 prvého dvojkolesia 1 a druhou rozvodovkou 30 druhého dvojkolesia 2 je vytvorená druhá spojovacia tyč 25 na prenášanie trakčnej sily, pričom táto druhá spojovacia tyč 25 je rovnako pripojená k vidlicovitému druhému nadstavcu 29.

Obr. 10 a 11 ukazujú uskutočnenie otočného podvozka podľa schematického zobrazenia na obr. 3, pričom je tu len prvý výkyvný člen 9. Otočný podvozok pozostáva z dvoch dvojkolesi 1, 2 s kolesami 33, pričom dvojkolesia 1, 2 sú cez ložisko a primárnu pružinu 38 uložené v ráme 37 otočného podvozka. Medzi rámom 37 otočného podvozka a neznázornenou karosériou vozidla sú vytvorené sekundárne pružiny 39. Obe dvojkolesia 1, 2 majú ten istý’ tlapový motor 32 a brzdnú jednotku 31. Tlapový motor 32 má na svojom plášti konzoly 5, 6 smerujúce do stredu otočného podvozka, pričom sú navzájom spojené kardanovým kĺbom 34. Druhá konzola 6 druhého tlapového motora 32 je opatrená druhým kardanovým kĺbom 35, ku ktorému je kĺbovo pripojený prvý výkyvný člen 9. Prvý výkyvný člen 9 je na svojom druhom konci cez tretí kardanový kĺb 36 kĺbovo uložený na ráme 37 otočného podvozka. Ťahadlo 8 riadenia je svojou jednou stranou kĺbovo pripojené cez štvrtý kardanový kĺb 40 k tlapovému motoru 32 prvého dvojkolesia 1 a svojou druhou stranou cez piaty kardanový kĺb 43 ku karosérii vozidla. Trakčná sila sa tak prenáša z dvojkolesi 1, 2, spojených konzolami 5, 6, prípadne ťahadlom 8 riadenia priamo na karosériu vozidla. Dvojkolesiam 1, 2 sa tak umožni nastavenie silových pomerov vhodných na geometriu kolesa a koľajnice a rámu 37 otočného podvozka tak zostáva len funkcia nosná a pojazdná.

3. Otočný podvozok podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že medzi konzolami (5, 6) alebo spojovacími tyčami (7, 13, 25) a rámom (37) otočného podvozka alebo karosériou vozidla je umiestený aspoň jeden výkyvný člen (9, 10, 11,12, 15, 16).

4. Otočný podvozok podľa nárokov 2, 3, v y z n a čujúci sa tým, že konzoly (5, 6) alebo spojovacie tyče (7, 13, 25) dvoch alebo viacerých dvojkolies (1, 2), prípadne pohonných jednotiek (3, 4) spojených s dvojkolesím (1, 2), sú navzájom spojené.

5. Otočný podvozok podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že spojenie konzol (5, 6) alebo spojovacích tyčí (7, 13,25) je uskutočnené kardanovým kĺbom (34).

6. Otočný podvozok podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že ťahadlo (20) riadenia je umiestené medzi dvojkolesím (1, 2), prípadne pohonnou jednotkou (3, 4), spojenou s dvojkolesím (1, 2), a centrálnym čapom (22) karosérie vozidla, ktorý leží nad otočným podvozkom.

7. Otočný podvozok podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že ťahadlo (20) riadenia je umiestené jednak medzi výkyvným členom (9), spojeným s karosériou vozidla a cez konzolu (5, 6) alebo spojovaciu tyč (7, 13) s dvojkolesím (1,2) alebo s pohonnou jednotkou (3, 4), spojenou s týmto dvojkolesím (1, 2), a jednak unášačom (21), spojeným s centrálnym čapom (22) karosérie vozidla, ležiacim nad otočným podvozkom.

výkresov

Priemyselná využiteľnosť vynálezu

Vynález možno využiť, ako je zrejmé z názvu, pri otočnom podvozku koľajových vozidiel.

Claims (2)

1. Otočný podvozok koľajových vozidiel, zvlášť hnací podvozok, s rámom z pozdĺžnych nosníkov a priečnikov, s dvoma alebo viacerými dvojkolesiami, pričom dvojkolesia sú pripojené cez primárnu pružinu alebo kĺbové uloženie a primárnu pružinu k rámu otočného podvozka, a k rámu otočného podvozka je cez sekundárnu pružinu alebo cez centrálny čap alebo podobne a sekundárnu pružinu pripojená karoséria vozidla a medzi aspoň jedným dvojkolesím, alebo aspoň jednou pohonnou jednotkou a/alebo brzdnou jednotkou, ktoré sú spojené s dvojkolesím, a karosériou vozidla je umiestené tuhé ťahadlo, vyznačujúci sa t ý m , že ťahadlo (8, 19, 20) riadenia je cez gumové elastické ložisko kĺbovo uložené na aspoň jednom dvojkolesi (1, 2) alebo na pohonnej jednotke (3, 4) a/alebo brzdnej jednotke v podstate v pôsobisku zotrvačnej sily na dvojkolesí (1, 2) a karosérii vozidla, pričom toto ťahadlo (8, 19, 20) riadenia je vo vzťahu na otočný podvozok umiestené mimo, prednostne v smere na následné spriahadlo vozidla.

2. Otočný podvozok podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že dvojkolesie (1, 2) alebo pohonná jednotka (3, 4), spojená s týmto dvojkolesím (1, 2), majú konzoly (5, 6) a/alebo jednu alebo viacej spojovacích tyčí (7, 13, 25), horizontálne centrované do stredu otočného podvozka a/alebo smerujúce z podvozka v smere jazdy.