CS503689A3 - Fast railway vehicle bogie - Google Patents

Description

PV5036-89 2 -

Vynález se týká podvozku pro rychlá kolejová vozidla

Jsou známa zařízení, která majísloužit k zábraně sinusoidního chodu dvojkových kolejových vozidel, jedno z takových zařízení je popsáno jižv NSR patentovém spisu č. 934 453. Dále jsou známy podvozky pro kole-jová vozidla, jejichž dvojkolí jsou vedena paralelně po-mocí známých prostředků tak, aby bylo možno zajistit pev-né vedení dvojkolí v podélném směru vozidla a současněstabilní jízdu celého vozidla při vyšších rychlostech.Takové zařízení je popsáno v NSR patentovém spisu č. 834 256. V NSR patentovém spisu č. 2 042 458 je popsánopřídatné stabilizační zařízení, které zajišluje pevné spo-jení mezi podvozkem a skříní vozidla a do značné míryúčinně tlumí vedlejší účinky, které vznikají na přímýchkolejích torsním kmitáním podvozku a kymácením. Takto vy-bavená kolejová vozidla jsou i při vysokých rychlostechdostatečně stabilní, avšak v případě jízdy obloukem dochá-zí k nepřípustně velkému opotřebovávání kol i kolejí. V poslední době jsou vyvíjeny snahyspojit tyto protichůdné požadavky na stabilní jízdu ve vel-ké rychlosti a současně malé opotřebování při jízdě oblou-kem a současně při jízdě obloukem zajistit radiální nasta- - 3 - vení dvojkolí vzhledem k vrcholu oblouku. K tomuto účelujsou již známy některé prostředky, zejména prostředky provzájemné samočinné nastavování jsou známy z evrospkého patentového spisu č. 221 667, jiné prostředky pro samočinnénastavování dvojkolí jsou známy z evropského patentovéhospisu č, 72 328. Nevýhodou obou těchto zařízení je skuteč-nost, že dvojkolí zvláště při vjíždění do oblouku a přivyjíždění z oblouku nejsou ve zcela správném nastavení,což opět vede k opotřebování kol i kolejí a narušuje sta-bilitu vozu při průjezdu obloukem. Nejnovější výzkumy ukazují, že příčinou některých nevýhod, spojených se známýmiprostředky pro nastaveni dvojkolí může být vůle nákolku.Příliš velká vůle v tomto smyslu vede ke zmenšení stabi-lity a chybám v nastavení dvojkolí.

Pro optimalizaci podvozku, pokud jdeo stabilitu a o chování při jízdě obloukem má tedy základní význam: - pevnost v ohybu mezi oběma dvojkolími, - pevnost ve smyku mezi oběma dvojkolími a - pevnost spojení mezi podvozkem a skříní vozu.

Vynález si klade za úkol navrhnoutpodvozek pro rychlá kolejová vozidla, který by zajišťovalstabilní jízdu a současně malé opotřebování kol i kolejí - 4 - tak, že by zajišťoval při jízdě obloukem nastavení dvojko-lí výlučně radiálním směrem.

Tento úkol je podle vynálezu vyřešenvyloučením sinusového chodu při jízdě po oblouku.

Vynález bude popsán v souvislosti s přiloženými výkresy.

Na obr. 1 je znázorněn perspektivnípohled na konstrukci podvozku podle vynálezu se zařízenímpro vzájemné samonastavení dvojkolí, opatřeným přídržnýmústrojím a rozpojovacími pomůckami.

Na obr. 2 je znázorněn perspektivnípohled na tentýž podvozek jako na obr. 1 s variantou rozrpojovacích pomůcek.

Na obr. 3 je znázorněn perspektivnípohled na podvozek z obr. 1 a 2, s nastavovacím zařízenímpro samočinnou úpravu poloh dvojkolí, podvozek je opatřenpřídržným ústrojím a rozpojovacími pomůckami.

První provedení podvozku podle vy-nálezu je znázorněno na obr. 1. Na tomto výkresu je znázor-něn podvozek J. se samočinným nastavovacím zařízením Π., 11*pro vzájemné samočinné nastavení obou dvojkolí^, _5*. Dvoj-kolí jsou uložena na rámu _2, který je opatřen sekun- dárním odpérováním pro vozovou skříň 10. Rám 2 je opatřendvěma ložisky 3» 3* pro řídící pásy 12, 12* na obou stranách - 5 - rámu 2 řídící páky 12, 12' jsou určeny pro ovládání samo-činných nastavovacích zařízení 11, 11', Obě řídící páky12, 12* jsou spojeny trubicí 13, odolnou proti torsi aohybu, a to v oblasti horních kloubových bodů 14, 14*.Dále jsou samočinná nastavovací zařízení 11 horního klou-bového bodu 14 řídící páky 12 spojena přes řídící tyč 15s dvojkolím _5* v ovládacím bodu 18, současně je spojenspodní kloubový bod 19 řídící páky 12 řídící tyčí 16 sdvojkolím J5 v ovládacím bodu 17. Obráceně je v případěsamočinného nastavovacího zařízení 11* spojen horní klou-bový bod 14* řídící páky 12 * řídící tyčí 16* s dvojkolím_5_ v ovládacím bodu 17* a spodní klobový bod 19* řídícípáky 12* je řídící tyčí 15* spojen s dvojkolím J5* v ovlá-dacím bodu 18*. Samočinná nastavovací zařízení 11, 11 *slouží k nastavení geometrického spojení obou dvojkolí5, 5* při jízdě po oblouku. K potlačení dynamických otáčivýchpohybů, vznikajících při sinusovém chodu dvojkolí 5, 5*je alespoň jedno ze samočinných nastavovacích zařízení11, 11* opatřeno přídržným ústrojím 6. Přídržným ústrojím6_ je alespoň jeden tlumič, s výhodou se suchou třecí cha-rakteristikou a je upevněn například v horním kloubovémbodu 14, 14* mezi řídící pákou 12, 12* a ovládacím bodem7 na rámu 2. Ovládací bod na obr. 1 vlevo není znázorněn. Přídržné ústrojí 6 ve formě alespoňjednoho tlumiče se suchou třecí charakteristikou může býtuloženo také přímo mezi trubicí 13, odolnou proti torsi aohybu, může například směřovat od středu trubice 13 směremk rámu £.

Mimoto je samočinné nastavovací za-řízení 11, 11* za účelem tlumení kmitavých pohybů podvoz-ku opatřeno mezi podvozkem^ a vozovou skříní 10 zaříze-ním 31 pro potlačení těchto pohybů, toto zařízení 31. jeovládáno hydraulickým způsobem a potlačuje všechny směrypohybu mimo otáčení kolem vertikální osy.

Na vozové skříni 10 se nachází spo-jovací hřídel 34 ve dvou otáčivých ložiskách 33. Na spo-jovacím hřídeli jsou upevněny dvě zevní páky 35 a vnitř-ní páka 36· Mezi oběma zevními pákami 35 a trubicí 13 sa-močinného nastavovacího zařízení 11, 11* je přes kloubovébody 37 zařazen hydraulický tlumič kmitů 39. Přes odpovídající kloubové body 37je vnitřní páka 36 spojovacího hřídele 34 spojena spojova-cí tyčí 38 s rámem 2.

Na obr. 2 je znázorněna zjednodušenávarianta podvozku s rozpojovacím zařízením a se samočinnýmnastavovacím zařízením pro dvojkolí na podvozku, opatřenémpřídržným ústrojím. Stejně jako na obr. 1 je samočinné - 7 - nastavovací zařízení 11, 11 * kombinováno s přídržným ústro-jím £, sloužícím k tlumení dynamických otočných pohybůdvojkolí 5, 5' při sinusovém chodu.

Pro tlumení kmitavých pohybů podvoz-ku 1 vzhledem k vozové skříni 10 je samočinné nastavovacízařízení 11, 11* opatřeno zařízením 51 pro tlumení otáči-vých pohybů, toto zařízení sestává z hydraulicky ovládanéhotlumiče s mechanickým rozpojováním pro všechny směry pohy-bu kromě otáčení kolem vertikální osy.

Na vozové skříni 10 je uložen spojo-vací hřídel 54 ve dvou otáčivých ložiskách 33 se dvěmazevními pákami 35. Mezi zevními pákami 35 a trubicí 13,odolnou proti torsi a ohybu samočinného nastavovacího za-řízení 11, 11* jsou přes kloubové body 37 na jedné straněpřiřazeny hydraulické tlumiče kmitů 39 a na druhé straněpevná spojovací tyč 58.

Takto uspořádané přídržné ústrojí6 zajišťuje kombinované nastavení a spojuje v sobě samo-činné nastavení dvojkolí a současně minimální nároky nahydraulické tlumiče, takže je zajištěna stabilní jízda vpřímém směru a při jízdě v oblouku malé opotřebování koli kolejí.

Podvozek může být uspořádán takétak, že trubice 13, odolná proti torsi a ohybu může být - 8 - přiřazena také otáčivým ložiskům 3, 3* nebo spodním klou-bovým bodům 19, 19*, které spojují řídící páky 12, 12 *.

Další provedení je znázorněno naobr. 3, kde je podvozek 1_ opatřen samočinným nastavovacímzařízením 21, 21* pro obě dvojkolí Jj, .5/. V tomto případěje rám 2. opatřen známými vodícími prvky pérováním a tlumi-či na dvojkolích 5, 5* a současně jsou na rámu _2_ uloženysekundární prostředky pro odpérování vozové skříně 10. Rám_2 je opatřen dvěma ložisky 3, 3_*, v nichž jsou uloženy ří-dící tyče 22, 22 * na obou stranách rámu _2_pro samočinnánastavovací zařízení 21, 21*· V obou nastavovacích zaří-zeních 21, 21* je střední kloubový bod 30, 30* řídící ty-če 22, 22* spojen přes řídící páku 25, 25 * s dvojkolím_5*v ovládacím bodu 2J, 17* a spodní kloubové body 29, 29 *řídící tyče 22, 22 * jsou spojeny řídící tyčí 26, 26 * sdvojkolím 5 v ovládacím bodu 18, 18 *♦ Dále je horní kloubový bod 24, 24'řídící tyče 22, 22 * přes řídící tyč 20, 20* a přes klou-bové body 37 spojen se zevní pákou 35 zařízení 41 pro tlu-mení otáčivých pohybů. Toto zařízení sestává ze spojovací-ho hřídele 44, uloženého ve dvou otáčivých ložiskách 33,přičemž vnitřní páka 36 je spojena přes kloubové body 37s pevnou spojovací tyčí 38 a tím opět s rámem 2^. Tímto způsobem zajišluje samočinnénastavovací zařízení 21, 21* geometrické spojení obou - 9 - dvojkolí 5, 5* s vozovou skříní 1Ό, čímž je zajištěnosprávné nastavení dvojkolí při jízdě po oblouku.

Pro tlumení dynamických otáčivýchpohybů, vznikajících při sinusovém chodu dvojkolí % £je alespoň jedno ze samočinných nastavovacích zařízení 21nebo 21* opatřeno ještě přídržným ústrojím 6^. Tímto pří-držným ústrojím 6 je alespoň jeden tlumič, s výhodou sesuchou třecí charakteristikou, který je zařazen napříkladv oblasti horního kloubového bodu 28 mezi řídící tyčí 22,22' a ovládacím bodem 7 na rámu 2·

Současně dochází v kombinaci se za-řízením pro tlumení otáčivých pohybů při použití přídržné-ho ústrojí 6_k odstranění pohybů, vznikajících mezi vozovouskříní 10 a podvozkem 11 a současně dochází ke stálému na-stavování dvojkolí 5, 5* pomocí samočinného nastavovacíhozařízení 21, 21* ve směru vrcholu oblouku.

Takto uspořádané přídržné ústrojí6_ tedy zajišťuje současně správné nastavení a tlumení otá-čivých pohybů a spojuje tedy správné nastavení dvojkolí sminimálními nároky na hydraulické tlumiče a současně za-jišťuje stabilní jízdu v přímém směru a při jízdě po oblou-ku malé opotřebování kolejí.

Zařízení 41 pro tlumení otáčivýchpohybů, upevněné na vozové skříni 10 zajišťuje současně - 10 mechanické odpojení hydraulické zábrany otáčivého pohybupro všechny směry pohybu s výjimkou otáčení kolem vertikál-ní osy. Při mechanickém odpojení hydraulickézábrany otáčivých pohybů pomocí zařízení 31, 41, 51 zůstá-vají podélné pohyby, které mohou vznikat v důsledku elasti-city sekundárního pérování mezi podvozkem 1_ a vozorou skří-ní 10 bez vlivu na ostatní části systému.

Vynechání spojovací tyče 38 mecna-nického odpojovačího zařízení by mohlo vést při podélnýchpohybech k nekontrolovatelným paralelním pohybům dvojkolí5, £· Při použití samočinných nastavovacíchzařízení s přídržným ústrojím a odpojovačím zařízením sevyužije zábrany otáčivého pohybu kolem vertikální osy, Čímžse současně předchází chybnému nastavení dvojkolí a zvyšujese stabilita podvozku také při vysokých rychlostech.

Samočinná nastavovací zařízení, kte-rá jsou opatřena přídržným ústrojím, zajišlují geometric-ké spojení dvojkolí podvozku. Při provedení, v němž se po-užívá přídržného ústrojí, spojeného se samočinným nastavo-vacím zařízením, dochází ke geometrickému spojení pohybudvojkolí a vozové skříně a toto ústrojí reaguje na pohybymezi podvozkem a vozovou skříní při jízdě po oblouku. - 11 Při využití jednotlivých provedenípodvozku podle vynálezu opatřeného přídržným ústrojím asamočinným nastavovacím zařízením se dosahuje samočinné-ho nastavení bez ohledu na to, zda byly nežádoucí pohybyzpůsobeny kymácením ze sinusového chodu nebo jízdou vozupo oblouku. Tímto samočinným nastavovacím zaří-zením je možno vyloučit velké pomalé pohyby, které vznikájí při?jízdě po oblouku tak, že dvojkolí jsou trvale ra-diálně nastavována směrem do vrcholu oblouku. V oblastimalých, rychlých pohybů, ke kterým dochází v průběhu si-nusového chodu dochází k blokování přídržným ústrojím. Přídržné ústrojí je spojeno s roz-pojovacím zařízením, které zajišíuje rozpojení přídržné-ho ústrojí pro všechny směry pohybu kromě otáčení podvoz-ku kolem jeho vertikální osy. Přídržné ústrojí má suchou třecícharakteristiku a zvyšuje tedy pevnost spojení mezi pod-vozkem a vozovou skříní. Tím dochází k tlumení dynamic-kých otáčivých pohybů, které vznikají při sinusovém cho-du, a to jak při jízdě v přímém směru, tak při jízdě pooblouku. Tímto způsobem dochází také k tomu, že je vylou-čeno nesprávné nastavení dvojkolí při jízdě po oblouku,protože v tomto případě zůstává přídržné ústrojí neovliv-něno. 12 - Tímto způsobem splňuje podvozekpodle vynálezu požadavek na současnou dobrou stabilitujízdy v přímém směru i při jízdě po oblouku, přičemž současně se při jízdě vozu, opatřeného tímto podvozkem pooblouku snižuje na co nejmenší míru opotřebování kol ikolejí.

Claims (10)

1. PV503G- 29 - 13 - PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Podvozek pro rychlá kolejová vo-zidla, vyznačující se tím, že k samočinnému radiálnímunastavení dvojkolí (5, 5*) je mezi samočinným nastavova-cím zařízením (11, 11') a rámem (2) přiřazeno ještě pří-držné ústrojí (6) a zařízení (31» 51) pro tlumení otáči-vých pohybů, spojující samočinné nastavovací zařízení svozovou skříní (10).
2. 2. Podvozek podle bodu 1, vyznačují-cí se tím, že k zajištění správného nastavení dvojkolí (5, 5*), je mezi samočinné nastavovací zařízení (21, 21*)a fcám (2) přiřazeno přídržné ústrojí (6) a mezi samočinnénastavovací zařízení (21, 21*) a vozovou skříň (10) jezařazeno zařízení (41) pro tlumení otáčivých pohybů.
3. 3. Podvozek podle bodu 1 nebo 2,vyznačující se tím, že samočinné nastavovací zařízení(11, 11*) je na obou stranách uloženo v ložiskách (3, 3*)rámu (2) a je opatřeno dvěma řídícími pákami (12, 12*),spojenými například trubicí (13), odolnou proti torsi aproti ohybu. - 14 -
4. 4. Podvozek podle bodů 1 až 3, vy-značující se tím, že v samočinném nastavovacím zařízení (11) na jedné nebo obou podélných stranách podvozku (1)je spojen horní kloubový bod (14*) řídící páky (12*) prořídící tyč (16*) s dvojkolím (5) v ovládacím bodu (17*)a spodní kloubový bod (19*) řídící páky (12*) je spojenřídící tyčí (15*) s druhým dvojkolím (5*) v ovládacímbodu (18*).
5. 5. Podvozek podle bodů 1 až 4, vy-značující se tím, že v samočinném nastavovacím zařízení(11, 11*) je horní kloubový bod (14) řídící páky (12)spojen řídící tyčí (15) s dvojkolím (5*) v ovládacímbodu (18) a druhý spodní kloubový bod (19) řídící páky (12) je spojen řídící tyčí (16) s dvojkolím (5) v ovlá-dacím bodu (17).
6. 6. Podvozek podle bodů 1 až 5, vy-značující se tím, že alespoň jedno samočinné nastavovacízařízení (11, Ιΐζ 21, 21*) je opatřeno k tlumení dynamic-kých pohybů dvojkolí (5, 5*) přídržným ústrojím (6) veformě alespoň jednoho tlumiče, s výhodou se suchou třecícharakteristikou, které je zařazeno mezi samočinné nasta-vovací zařízení (11, 11*, 21, 21*) a ovládací bod (7) narámu (2) podvozku. - 15 -
7. 7. Podvozek podle bodu 1 až 6, vy-značující se tím, že samočinné nastavovací zařízení (11,11*, 21, 21*) je k tlumení vibračních pohybů podvozku (1)opatřeno mezi podvozkem (1) a vozovou skříní (10) zaříze-ním (31, 41, 51) k tlumení otáčivých pohybů.
8. 8. Podvozek podle bodu 1 až 7, vy-značující se tím, že je opatřen zařízením (31) pro tlume-ní otáčivých pohybů se spojovacím hřídelem (33), uloženýmve dvou otáčivých ložiskách (33) na vozové skříni (10),zařízení (31) je opatřeno dvěma zevními pákami (35), mezinimiž a samočinným nastavovacím zařízením (11, 11*) jepřes kloubové body (37) zařazen hydraulický tlumič kmitů(39), přičemž spojovací hřídel (34) je vnitřní pákou (36)spojen přes kloubové body (37) spojovací tyčí (38) s rá-mem (2) podvozku. 9· Podvozek podle bodů 1 až 7, vy-značující se tím, že je opatřen zařízením (51) pro tlume-ní otáčivých pohybů se spojovacím hřídelem (54), uloženýmve dvou otáčivých ložiskách (33) na vozové skříni (10),zařízení (51) je opatřeno dvěma zevními pákami (35), me-zi nimiž a samočinným nastavovacím zařízením (11, 11*) jepřes kloubové body uložen hydraulický tlumič kmitů (39) ana druhé straně spojovací tyč (58). - 16 -
9. 10. Podvozek podle bodů 1 až 9,zejména podle bodů 2, 6 nebo 7, vyznačující se tím, žesamočinné nastavovací zařízení (21, 21*) se svými řídí-cími tyčemi (22, 22') je uloženo v ložiskách (3, 3*) naobou stranách rámu (2) a střední kloubový bod (30 , 30')řídící tyče (22, 22') je přes řídící páku (25, 25) spo-jen s dvojkolím (5) v ovládacím bodu (17, 17*) a spodníkloubový bod (2$, 29*) řídící tyče (22, 22*) je řídícítyčí (26, 26*) spojen s druhým dvojkolím (50 v ovládacímbodu (18, 18*) a vždy jeden kloubový bod (24, 24) řídícítyče (22, 22*) je přes řídící tyč (20, 20*) přes kloubovébody (37, 37*) spojen vždy s jednou zevní pákou (35, 35*)zařízení (41), upevněného na vozové skříni (10).
10. 11. Podvozek podle bodů 1 až 10,vyznačující se tím, že je opatřen prostředky pro spojenís vozovou skříní. Zastupuje:

    58 430/ěv