CZ197898A3

CZ197898A3 - Závěsový systém ložiskové skříně otočného podvozku

Info

Publication number: CZ197898A3
Application number: CZ981978A
Authority: CZ
Inventors: Masao Yoshino
Original assignee: Urban Culture Institute Co., Inc.
Priority date: 1996-10-24
Filing date: 1997-10-17
Publication date: 1998-10-14
Also published as: CA2238866A1; CA2238866C; EP0876947A1; WO1998017520A1; DE69722173D1; BR9706894A; JP4060901B2; US6119602A; KR19990071619A; ES2198596T3; JPH10119775A; CN1204990A; EP0876947A4; RU2201365C2; CN1079753C; DE69722173T2; EP0876947B1

Description

Závěsový systém ložiskové skříně otočného podvozku

Qhlast techniky

Vynález se týká závěsového systému ložiskové skříně otočného podvozku pro kolejová vozidla a zejména se týká závěsného systému ložiskové skříně, přizpůsobeného pro podvozek, který vyžaduje řídicí funkci.

Dosavadní stav techniky

Běžné konvenční kolejové železniční vozidlo je konstruováno tak, že každá dvojice levých a pravých kol je upevněna k příslušné nápravě tak, že se kola otáčejí stejnou otáčivou rychlostí. U běžných konvenčních železničních, kolejových vozidel jsou kola dále opatřena zešikmeními, která se nazývají „kolový běhoun nebo „kolová jízdní plocha, a která se nacházejí na stykových částech mezi koly a kolejnicemi tak, že pokud kola projíždějí zakřivené nebo obloukovité části . kolejí, je odpovídající dvoukolí přemísťováno k vnější straně oblouku působením odstředivé nebo obdobné síly, čímž vznikne rozdíl mezi poloměry otáčení vnitřních a vnějších kol, takže dojde k potlačování prokluzu vnitřních a vnějších kol na kolejnicích, kterýžto prokluz je tak v přijatelném rozmezí.

A dále v případě ostrého oblouku zatáčky železniční tratě dojde k prodloužení vzdálenosti mezi železničními podvozky, které se nazývá „vůle, a to tak, že rozdíl mezi

9 ·· • · · Φ i • · 4 ·· ·· a vnějších kol se mnohem více jak bylo již výše popsáno mají vlastnosti.

« * · * « · · • 9 9 · ··· » ····♦· « « · · · ¹···· ·♦·· ♦· ·· podvozek je však charakterizován poloměry otáčení vnitřních zvětšuje. V důsledku toho, kola jako taková samořidící

Běžný konvenční otočný tím, že je opatřen závěsovým systémem ložiskové skříně s podélnou tuhostí, uspořádaným mezi podvozkovým rámem a ložiskovou skříní nápravy za účelem zabránění vlnitému pohybu, ke kterému by docházelo při jízdě vysokou rychlostí po rovném úseku železniční trati.

A dále jsou z hlediska tohoto mechanizmu opačné protilehlé konce nápravy pružně připevněny k podvozkovému rámu. V důsledku toho pak v. případě,, kdy mají.být .příslušné nápravy nasměrovány ke středu zakřivení nebo oblouku zatáčky, je nutno při průjezdu podvozku touto zatáčkou železniční tratě přenášet sílu, která je způsobována pružnou sílou uvedeného zavěšení. Za tím účelem je použito mechanizmu pro spojení náprav s podvozkovým rámem, který je popsán například v patentovém spise JP-A-5-77730.

Tento systém je však tak konstrukčně náročný, že v porovnání s běžnými konvenčními podvozky způsobuje výrazné zvýšení hmotnosti, výrazné zvýšení výrobních nákladů a příslušných nákladů na údržbu. Rovněž tak jsou tyto systémy využívány pouze pro omezené účely speciálních . expresních vlaků, jako jsou například železniční motorová vozidla JR Hokkaido 283 nebo podobné vlaky, které jsou provozovány vysokými rychlostmi.

» 0

0«

Podstata vynálezu

Předmětem tohoto vynálezu je proto úkol vyvinout závěsový systém ložiskové skříně otočného podvozku, u kterého může být shora uvedený pohyb náprav prováděn s přihlédnutím k charakteristice náprav pří jejich otočném přesouvání ve vodorovné rovině vzhledem k těžišti náprav, přičemž je udržována vzdálenost mezi středy náprav konstantní vzhledem k podvozkovému rámu v případě, kdy jsou nápravy pootočeny směrem ke středu oblouku železniční tratě.

Za účelem dosažení splnění shora vytýčeného úkoluje podle prvního aspektu předmětu tohoto vynálezu vyvinut závěsový systém ložiskové skříně otočného podvozku, u kterého je každá náprava opatřena kolmým válcovým povrchem, jehož střed leží v těžišti odpovídajícího dvoukolí vzhledem k podvozkovému rámu, čímž se zabraňuje tomu, aby se náprava mohla jako celek podélné pohybovat, a čímž je umožněno, aby se náprava mohla posouvat ve směru otáčení ve vodorovné rovině (nazývané zde a v dalším „otáčením ve vodorovné rovině”).

V souladu s druhým aspektem předmětu tohoto vynálezu je mezi podvozkový rám a ložiskovou skříň nápravy umístěno jako vedení vrstvené pryžové pružinové těleso pro vedení části kolmého válce, majícího střed v těžišti dvoukolí, čímž je umožněn přenos tažné trakční síly.

Kromě toho v tomto případě působí na nápravovou pružinovou část torzní napětí. Aby se zabránilo tomu, že nápravová pružina bude v důsledku tohoto torzního napětí nadměrně deformována, může být vytvořeno jiné vrstvené ♦ 0 0 • ·

00·· 00·*

000 0 0 · » 0 0 0 ··· 0 · • 0 0 0 · ·

00 ·· pryžové pružinové těleso, které je uspořádáno ve vlnitém úseku ve směru otáčení dvojkolí ve vodorovné rovině, a které je uloženo v sérii s nápravovou pružinou.

V souladu s třetím aspektem předmětu tohoto vynálezu je dodatečně uspořádán prvek, vyvozující tlumicí sílu, jako ,je ,>· f například olejový tlumič nebo podobné ústrojí, a to za účelem zabraňování rezonancím, které jsou způsobovány tím, že je nápravě umožněno' vykonávat otáčivý pohyb ve.vodorovné rovině.

V důsledku toho je dosahováno bezpečných jízdních vlastností.

V souladu se čtvrtým aspektem předmětu tohoto vynálezu je uspořádán mechanizmus pro uzamykání nápravy ve vodorovné rovině, a to v nezbytných případech, například tehdy, kdy kolejové vozidlo jede po přímé části trati vysokou rychlostí, nebo kdy je uplatňována náhlá brzdná síla nebo podobná Síla takovým způsobem, že dochází k nevyváženosti na levé a pravé straně. Tím je zabraňováno vlnitému hadovitému pohybu vlakové soupravy.

V souladu s pátým aspektem předmětu tohoto vynálezu má závěsový systém ložiskové skříně otočného podvozku takové charakteristiky, že dvoukolí vykonává otočný posuvný pohyb ve vodorovné rovině vzhledem k podvozkovému rámu. Je-li závěsový systém ložiskové skříně otočného podvozku uplatněn u silově ^J řízeného podvozku, a je-li otáčivý motor, který má redukci ^; rychlostí, poháněn' příslušným počtem, otáčivých posunů, nezbytných pro každou nápravu na základě . výstupu z aritmetické jednotky, může být náprava pootočena směrem ke středu zaoblení železniční tratě.

Jak již bylo shora popsáno, je podle předmětu tohoto vynálezu omezení natáčení mezi dvoukolím a podvozkovým rámem,

9 0 •«00 0000 «0« 0 0 0 · které představuje problém u běžných konvenčních otočných podvozků, uvolněno tak, že se dvoukolí může otáčet ve vodorovné rovině kolem těžiště dvoukolí vzhledem k podvozkovému rámu tak, že se natáčí směrem ke středu zaoblení železniční tratě.

Takového mechanizmu lze dále dosáhnout, aniž by bylo nutno přidávat nějaký dodatečný speciální mechanizmus ' v porovnání s běžným konvenčním otočným podvozkem.

V souladu s tím lze dosáhnout výrazného účinku a zlepšení při snižování bočního tlaku v průběhu průjezdu kol zatáčkou železniční trati, a dále zlepšení při prevenci otěru kol a kolových okolků jako i při prevenci otěru .„vlastních kolejnic, a rovněž při prevenci hlučnosti a skřípění kol.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále podrobněji vysvětlen na příkladech jeho provedení s přihlédnutím k přiloženým výkresům, kde: obr. 1A znázorňuje ideální stav podvozku při jeho průjezdu zatáčkou železniční tratě v případě, kdy je závěsový systém ložiskové skříně otočného podvozku podle tohoto vynálezu připevněn k danému podvozku;

obr. 1B znázorňuje typický stav běžného konvenčního podvozku při jeho průjezdu zatáčkou železniční tratě velmi nízkou rychlostí;

obr. 2 znázorňuje konstrukci, u které jsou závěsové systémy ložiskové skříně otočného podvozku, které oba mají jako vedení částečně zaoblený povrch kolmého válcového ·· • · * · povrchu A, jeho střed leží v těžišti dvoukolí, podle předmětu tohoto vynálezu, připojeny k opačným protilehlým stranám ložiskové skříně nápravy, přičemž levá polovina obr. 2 znázorňuje řez podvozkovým rámem, a pravá polovina obr. 2 znázorňuje řez pouze montážní částí vrstveného pryžového pružinového tělesa;

obr. 3 znázorňuje konstrukci,'· u níž je na těleso ložiskové skříně nápravy namontováno vrstvené pryžové pružinové těleso, mající Část válce jako vedení;

obr. 4 znázorňuje čelní pohled ve směru šipky IV z obr. 2;

obr. 5 znázorňuje boční pohled ve směru šipky V· z obr. 4;

obr. 6 znázorňuje axonometrický pohled, zobrazující tvar jiného provedení vrstveného pryžového pružinového tělesa, umístěného do série s nápravovou pružinou;

obr. 7 znázorňuje konstrukci, u které je mezi podvozkový rám a ložiskovou skříň nápravy umístěn prvek pro vyvozování tlumicí síly za účelem zabránění výskytu rezonancí, způsobených otočným pohybem dvoukolí ve vodorovné rovině;

obr. 8 znázorňuje čelní pohled v částečném řezu na uzamykací mechanizmus pro odstranění stupně volnosti při otáčení dvoukolí ve vodorovné rovině, pokud železniční kolejové vozidlo jede po přímé části železniční trati vysokou rychlostí, nebo pokud je uplatňována náhlá brzdná síla;

obr. 9A znázorňuje půdorysný pohled na uzamykací šroubovitý zub, který je upraven pro záběr s uzamykací částí, opatřenou příslušným spoluzabírajícím šroubovitým zubem podle obr. 8;

obr. 9B znázorňuje čelní pohled (v levé části), obsahující řez (v pravé části) v tom případě, kdy je válcová vodicí část vytvořena z válcové pryže;

obr. 10 znázorňuje axonometrický pohled na řídicí mechanizmus pro ovládání přímého pohonu otáčení ložiskové skříně nápravy, jehož střed leží v těžišti dvoukolí, a to prostřednictvím otáčivého motoru, opatřeného mechanizmem k redukci rychlostí, a upevněného k podvozkovému rámu,., přičemž, je zde zobrazen případ, kdy je závěsový systém ložiskové skříně otočného podvozku podle předmětu tohoto vynálezu uplatněn u silově řízeného podvozku;

obr. 11 znázorňuje půdorys, zobrazující konstrukci, u které se konec ložiskové skříně nápravy otáčí ve skříni mechanizmu pro ovládání otočného pohonu ložiskové skříně nápravy, jak je zobrazeno na obr. 10; a' obr. 12 znázorňuje pohled v částečném řezu, vedeném podél čáry XII-XII z obr. 11.

Příklady provedení vynálezu

Příkladné provedení předmětu tohoto vynálezu bude nyní podrobněji popsáno s odkazem na příslušné výkresy.

i · i · ··· · Ϊ ” * a ···* . . · ««·· ···· ·· *· · **

Na obr. IA je znázorněn ideální stav podvozku v době jeho průjezdu zatáčkou železniční dráhy v případě, kdy je závěsný systém ložiskové skříně otočného podvozku podle prvního aspektu tohoto vynálezu připevněn k podvozku, zatímco na obr. IB je. znázorněn typický stav běžného podvozku při jeho průjezdu zatáčkou železniční dráhy za velmi nízké rychlosti.

Jestliže podvozek vjíždí do zakřivené části trati vysokou rychlostí, jsou jeho kola otáčena směrem dovnitř zakřivení železniční trati reakční silou, vznikající v důsledku styku okolku kola s vnější kolejnicí. Tato skutečnost znamená, že omezovači síla závěsového systému ložiskové skříně, působící na koncovou část nápravy, .funguje, jako síla, která je snaží udržet obě nápravy ve vzájemně rovnoběžné poloze, jak je znázorněno na obr. IB.

Podvozek podle předmětu tohoto vynálezu bude porovnán s běžným konvenčním podvozkem následujícím způsobem.

U běžného - konvenčního podvozku působí síla na dvě nápravy 2, přičemž se snaží udržet tyto dvě nápravy ve vzájemně rovnoběžném postavení při průjezdu podvozku zatáčkou železniční tratě, jak je znázorněno na obr. IB, protože příslušné protilehlé koncové části, náprav 2 jsou pružně elasticky spojeny s podvozkovým rámem 1.

A naopak u podvozku podle prvního aspektu předmětu tohoto vynálezu je možno dosáhnout! ideálního stavu, v němž jsou kola uspořádána podél zatáčky železniční tratě v poloze, která je znázorněna na obr. IA, s pomocí závěsového systému ložiskové skříně bez použití jakéhokoliv speciálního mechanizmu jako dodatku ke konvenčnímu systému, protože závěsový systém ložiskové skříně má takovou funkci, která umožňuje každému dvoukolí 4_, aby se otáčelo vodorovně kolem těžiště tohoto dvoukolí £.

Mechanizmus, který umožňuje dvoukolí 4 otáčet se vodorovně podle předmětu tohoto vynálezu, bude nyní popsán s odkazem na vyobrazení podle obr. 2.

Povrchy, zakřivené kolem těžiště 0 každého dvoukolí ý a vytvářející částečné úseky válcového povrchu A, kolmé na rovinu výkresu, jsou vytvořeny jako vedení na boku ložiskové skříně 5 nápravy 2 a na boku podvozkového rámu ý, Tímto opatřením je zaručeno, . že... se. dvoukolí _4 mohou- otáčet vodorovně kolem těžiště 0 dvoukolí ý v rámci předem stanoveného rozsahu.

Teoreticky jde o systém, u kterého jsou částečně zakřivené úseky koimého válcového povrchu A vytvořeny jak na boku ložiskové skříně 5. nápravy 2, tak na boku- podvozkového rámu 1, a tyto dva částečně zakřivené úseky jsou uspořádány tak, že jsou v kluzném styku.

V souladu s druhým aspektem předmětu tohoto vynálezu je na každé straně dvoukolí prostor mezi dvěma zakřivenými povrchy na boku ložiskové skříně 5 nápravy 2 a na boku podvozkového rámu 1^ podle obr. 2 vyplněn vrstveným pryžovým pružinovým tělesem 10, vytvořeným z ohnutých kovových desek 11 a z rovněž ohnutých pryžových vrstev 12, které jsou navrstveny střídavě, jak je znázorněno na obr. 3.

b * ·· ··· · ě t · i .10 • · * ····

e. · 4 · · 1 ·«·· ♦··· ·· ··

V souladu s tím pak těleso 5' ložiskové skříně a podvozkový rám 1 jsou spolu vzájemně spojeny prostřednictvím vrstveného pryžového pružinového tělesa 10. Například čtyři závrtné šrouby 7, připevněné ke každé z vnějších ohnutých kovových desek 13 vrstveného pryžového pružinového tělesa 10 mají závitové části, které vyčnívají z ohnutého povrchu.

Závitové části závrtných šroubů' 7 jsou vloženy do čtyř otvorů, vytvořených 'v zakřiveném povrchu 5a tělesa 5' ložiskové skříně 5, vytvářejícím část shora uvedeného kolmého válcového povrchu A, a jsou zde připevněny maticemi 9, takže je vrstvené pryžové pružinové těleso 10 podle předmětu tohoto vynálezu, které je znázorněno na obr. 3, připevněno k tělesu 5' ložiskové skříně 5. .......

Plochá deska 5b tělesa 5' ložiskové skříně 5 je připevněna k bočnímu povrchu ložiskové skříně 5, jak je zřejmé z vyobrazení na obr. 2. Závitové části na koncích závrtných šroubů 7, vyčnívající na straně protilehlé k tělesu 5' ložiskové skříně 5, jsou připevněny k podvozku prostřednictvím matic14, jak bude dále podrobněji popsáno.

Vrstvené pryžové pružinové těleso 10 jako takové, které může mít různý tvar a které je používáno ke tlumení vibrací, šířících se v podvozku, je všeobecně velmi dobře známo. Vrstvené pryžové pružinové těleso 10 podle předmětu tohoto vynálezu se však od známého stavu techniky výrazně odlišuje, a to jak účelem jeho použití, tak jeho tvarem a uspořádáním. Obecně má toto vrstvené pryžové pružinové těleso 10 takové charakteristiky, že je vrstvené pryžové pružinové těleso 10 méně deformovatelné v tlačném směru pryže, avšak umožňuje mnohem větší deformací ve střižném směru pryže.

φ ·♦· · i • « I • * » »··· ··'··♦· • · Φ · · · »ll“ ······»· ·· ··

Z toho vyplývá, že vrstvené pryžové pružinové těleso 10 podle předmětu tohoto vynálezu má nejen charakteristiky, které umožňují tlumení vertikálního pohybu, způsobeného přejížděním kolejových styků, výhybek a podobně, neboť dvoukolí £ mohou vykonávat otáčivý posuvný pohyb ve vodorovné rovině vzhledem k podvozkovému rámu 1 v průběhu průjezdu podvozku zatáčkou železniční tratě, avšak má rovněž předem stanovené vratné obnovovací silové charakteristiky.

Jelikož dále vrstvené pryžové pružinové těleso 10 vytváří část válcového povrchu A, pak tlaková složka ve směru pohybu napětí, působícího na vrstvené pryžové pružinové těleso 10, plní funkci přenosu tažné síly vzhledem ke zrychlování nebo zpomalování kolejového vozidla._r _ ..._{<řT ř} .... ..

Činnost podvozku, opatřeného závěsovým systémem ložiskové skříně podle předmětu tohoto vynálezu, bude nyní popsána podrobněji.

Jak již bylo předběžně zmíněno při popisu známého dosavadního stavu techniky, tak když dvoukolí 4, mající dvojici kol 3, vjíždí do zaoblené části železniční tratě, je dvoukolí 4 nuceno pohybovat se směrem k vnější straně zakřivení železniční tratě vlivem odstředivé síly, čímž je vytvářen rozdíl mezi poloměry vnitřních a vnějších kol příslušně k jízdním plochám kola.

V důsledku toho se vnější kolo posunuje relativně dopředu, takže dvoukolí £ může hladce projíždět zakřivenou částí tratě, aniž by došlo k nadměrnému prokluzování kol 3 na kolejnicích. Závěsový systém ložiskové skříně podle předmětu

Β 1 ··

Β·Β · Β₍

Β Β · • Β ♦ • «» * . ♦ · · ♦ •

«··♦♦ ··· * · · .

% · ·♦♦

Β Β Β · ·

Β Β Β · ·· Β · tohoto vynálezu funguje tak, že usnadňuje shora uvedené posunutí. Tento stav je znázorněn na obr. IA.

Z vyobrazení na obr. IA je zcela zřejmé, že dvoukolí £ se musí vodorovně otáčet vzhledem k podvozkovému rámu _1, přičemž je síla, omezující nápravu 2 ve směru otáčení ve vodorovné rovině, vyvozována na protilehlých koncových částech nápravy 2 u běžného konvenčního podvozku prostřednictvím závěsového systému ložiskové skříně.

Jak již bylo shora popsáno, má závěsový systém ložiskové skříně podle předmětu tohoto vynálezu takový účinek, že usnadnění posunutí dvoukolí £ v otočném směru ve vodorovné rovině zaručuje, nezbytné pootočení, .dvoukolí ..-,-4.- -vzhledem k podvozkovému rámu 1 v průběhu průjezdu podvozku zatáčkou železniční tratě, čímž dochází k samořídicímu účinku podvozku.

Na obr. 2 až obr. 6 je znázorněn případ, kdy je závěsový systém ložiskové skříně podle druhého aspektu předmětu tohoto vynálezu uplatněn u takzvaného typu. podvozku s odpruženou nápravou.

Na vyobrazeních podle obr. 2 až obr. 4 · je opačná protilehlá strana podvozkového rámu 1 opatřena žebrovitou deskou la (viz obr. 2), probíhající šikmo ve směru přímky, procházející těžištěm 0 dvoukolí £, takže ložisková skříň 5 nápravy 2 je umístěná mezi opačnými boky podvozkového rámu 1. Tato žebrovitá deska la je přivařena k horní desce lb, k zadní desce lc a ke spodní desce ld podvozkového rámu 1.

.13

Ve vyčnívajících bočních spodních koncových částech žebrovité desky la jsou v předem stanovených polohách vytvořeny bočně prodloužené otvory le.

Na druhé straně vrstvené pryžové pružinové těleso 10 (viz obr. 3), připevněné k tělesu 5' ložiskové skříně Sak podvozkovému rámu 1, může být připevněno k těmto součástem jakýmkoliv vhodným způsobem. U zde znázorněného provedení je k připevnění podvozkového bočního vrstveného pryžového pružinového tělesa 10 použito montážního členu 30, který je uspořádán jako jiný blok mezi vrstveným pryžovým pružinovým tělesem 10 a podvozkovým rámem JL.

Montážní člen 30 je tvořen kolmou zaoblenou deskou 31, která má stejné zaoblení jako vnější ohnutý kovový povrch 13 (viz obr. 2), vytvářející část kolmého válcového povrchu A na straně opačné k boku vrstveného pryžového pružinového tělesa 10 a připojený k tělesu 5' ložiskové skříně 5. Vodorovná deska 32 se rozprostírá vodorovně z kolmé zaoblené desky 31 a je připojena ke spodní desce ld podvozkového rámu JL. Mezi kolmou zaoblenou deskou 31 a vodorovnou deskou 32 je upevněna opera 33, která se rozprostírá Šikmo směrem k těžišti O dvoukolí 4, přičemž přiléhá k žebrovité desce la podvozkového rámu 1.

Závěsné oko 34 se rozprostírá směrem vzhůru od horního konce vnějšího okraje opery 33 prostřednictvím vrubu či zářezu ve vodorovné desce 32 a rubu či zářezu ve spodní desce ld podvozkového rámu JL. V závěsném oku 34 je upraven volný otvor v poloze, která odpovídá bočně prodlouženému otvoru le žebrovité desky la podvozkového rámu takže montážní člen • 9 9 >

9 ' 9 9, » 99·9 9

9

99 • > ·; * • « • · · «> · ·»··.···· « 9 • 999 < 9 ♦ #ι 9 pro podvozkové boční vrstvené pryžové pružinové těleso 10 může být jako jiný blok zavěšeno na šroubu 35.

Kromě toho jsou v kolmé zaoblené desce 31 vytvořeny čtyři průchozí otvory 36 tak, že koncové závitové části závrtných šroubů 7, vyčnívající z kovového povrchu 13 vrstveného pryžového pružinového tělesa 10, procházejí těmito otvory 36.

V takovéto konfiguraci pak za účelem připojení a upevnění podvozkového rámu 1 k vrstvenému pryžovému pružinovému tělesu 10, které už je připevněno k tělesu 5' ložiskové skříně 5, prostřednictvím montážního členu 30 pro podvozkové ...boční, .vrstvené .pryžové pružinové· - těleso · -10,zavěšeného na podvozkovém rámu, je tento montážní člen 30 pro podvozkové boční vrstvené pryžové pružinové těleso 10 pootočen kolem šroubu 35 směrem k vrstvenému .pryžovému pružinovému tělesu 10.

V tomto okamžiku pak za účelem toho, aby bylo zabezpečeno, že závitové koncové části závrtných šroubů J_, které vyčnívají z vrstveného pryžového pružinového tělesa 10, budou procházet skrze průchozí otvory 36 kolmé zaoblené desky montážního členu 30 pro podvozkové boční vrstvené pryžové pružinové těleso 10, je Šroub 35 závěsného oka 34 vytažen směrem k čelní straně podél bočně prodlouženého otvoru le žebrovité desky la podvozkového rámu 1 a poté je kolmá zaoblená deska 31 znovu přitlačována k bokům závrtných šroubů.

Poté jsou matice 14 těsně přitaženy na závitové koncové části závrtných šroubů vyčnívající z kolmé zaoblené desky * w « ’ * · »» » »«·· * » · . ·

31, dosedající na zaoblený povrch 13 vrstveného pružinového tělesa 10, a současně jsou spodní pryžového deska ld podvozkového rámu 1 a vodorovná deska 32 montážního členu 30 pro podvozkové boční vrstvené pryžové pružinové těleso 10, dosedající na spodní desku ld, vzájemně k sobě připojeny a upevněny pomocí šroubů a matic 37. Tak lze dosáhnout toho, že montáž a demontáž podvozku je bezpečná a snadná.

Za účelem zajištění, aby nápravová pružina 8 v ložiskové skříni 5 nápravy 2 způsobovala otočné posunutí dvoukolí £ ve vodorovné rovině prostřednictvím zkrutné deformace nápravové pružiny Í3 v případě, kdy je závěsový systém ložiskové skříně podle tohoto vynálezu použit u podvozku s nápravovou pružinou, lze dosáhnout účinku^hladkého.vodorovného posunutí dvoukolí 4. uspořádáním nápravové pružiny 8 do série s jiným vrstveným pryžovým pružinovým tělesem 20, které má takové charakteristiky, že je snadno deformovatelné pouze ve vodorovném otočném směru dvoukolí 4, jak bude mnohem jasnější z vyobrazení na obr. 4.

Na obr. 6 je znázorněn axonometrický pohled na vrstvené pryžové pružinové těleso 20.

Toto vrstvené pryžové pružinové těleso 20 sestává z vlnité kovové desky, která je umístěna rovnoběžně se směrem vodorovného otáčení nápravy kolem těžiště O dvoukolí 4, ze dvou plátů vlnitých pryžových vrstev 22, naskládaných jedna na druhé přes vlnitou kovovou desku 21, a z horní kovové desky 23 a z dolní kovové desky 24, které mají vlnité vnitřní povrchy, odpovídající zvlnění vlnitých pryžových vrstev 22.

4 »·

44· 4· ·

4 • 4 44]

4.- 4»

4·44· 4444 * 444 4 4 4

♦.·. 4

Ξ výhodou je v horní kovové desce 23 vytvořena prstencovitá drážka nebo prstencovitý výčnělek 25 tak, že je spodní konec nápravové pružiny 8 připevněn k této prstencovitě drážce nebo výčnělku 25. Jak již bylo shora popsáno je vrstvené pryžové pružinové těleso 20 snadno deformovatelné ve směru otáčení ve vodorovné rovině vlnitým vedením, rovnoběžným se směrem otáčení dvoukolí £ ve vodorovné rovině kolem těžiště 0.

Na obr. 7 je znázorněn třetí aspekt předmětu tohoto vynálezu. Protože závěsový systém ložiskové skříně podle tohoto aspektu předmětu tohoto vynálezu je uspořádán tak, aby umožňoval dvoukolí £ vykonávat otáčivý pohyb ve vodorovné rovině, je nutno zabránit výskytu rezonancí, a jelikož každý z konců dvoukolí £ vykonává vratný pohyb na kruhovém oblouku, je mezi podvozkový rám 1 a nápravovou pružinu 8 umístěn olejový tlumič 40, jako prvek vyvozující tlumicí sílu prostřednictvím lineárního přibližování.

Válec 41 olejového tlumiče 40 se otáčí na podvozkovém rámu 1 prostřednictvím čepu 42, přičemž tyčová strana olejového tlumiče 40 se otáčí na výčnělku ££ ložiskové skříně 5 nápravy 2 prostřednictvím čepu £3. Vztahová ' značka £ označuje nápravovou pružinu, a vztahová značka 20, označuje další vrstvené pryžové pružinové těleso.

. Na obr. 8 je znázorněn čtvrtý aspekt předmětu tohoto vynálezu. Obr. 8 znázorňuje příklad uzamykacího mechanizmu 50 pro rušení stupně volnosti při otáčení dvoukolí £ ve vodorovné rovině pokud to okolnosti vyžadují, například tehdy, kdy kolejové vozidlo jede velkou rychlostí po přímé části železniční tratě, nebo tehdy, kdy je uplatněna náhlá • »ι··· • t ·.··· · • * 9 9

9999 99·9 99 99 * 17 * * *· • 9 · 9 9.

• 9 9' • 9 9 9ι brzdná síla takovým způsobem, že je nevyvážená na pravé a levé straně.

ϊ

Tento uzamykací mechanizmus 50 využívá uzamykacího systému, u kterého je stlačený vzduch přiváděn do vzduchového válce 51 s vratnou pružinou k zajištění uzamčení. Je však možné rovněž používat vratnou pružinu 52 vratným způsobem tak, že lze na neuzamčené straně využívat tlaku vzduchu.

Hladkého uzamčení lze dosáhnout tehdy, uzamykacího část uzamykacího mechanizmu šikmozubé čelní kolo, jak je znázorněno obr. 9A.

je-li mezilehlá tvarována jako v půdoryse na

Na obr. 9A je znázorněno jedno výhodné provedení uzamykacího systému, u kterého je zarážecí ústrojí 55 šikmozubého čelního kola připojeno k horní části vnějšího válcového vedení 54, svisle pohyblivě upevněného k vnějšímu obvodu vnitřního válcového vedení 53, které je připojeno k ložiskové skříni 5 nápravy 2 tak, že zarážecí ústrojí 55 šikmozubého čelního kola je vzájemně zablokováno k uzamykací Části 56, která má konkávní úsek, odpovídající tvaru šikmozubého čelního kola, který se pohybuje dolů prostřednictvím vzduchového válce 51, opatřeného vratnou pružinou a upevněného na podvozkovém rámu 1 přímo nad zarážecím ústrojím 55 šikmozubého čelního kola. Toto válcové vedení může dále sestávat z takového válcového pryžového systému, jaký je znázorněn na obr. 9B, nebo může sestávat z olejového tlumiče pro nápravovou pružinu.

Dále bude podrobněji popsán válcový pryžový systém, který je znázorněn na obr. 9B.

* k » 0

0. 0 0· « · ·

0 0«'· —

0 0 0 • 00« 0·0· » 0 0.0 00 *·

000 « «

0 0 «0 ««'

Pryžové válce 57 a kovové válce 58 jsou navrstveny střídavě v. radiálním směru. Horní válcová pryžová vrstva 59 je vytvořena tak, že se její osová délka zvyšuje směrem dolů jak se její poloha radiálně přibližuje ke středu směrem zvnějšku, zatímco spodní válcová pryžová vrstva 59' je vytvořena obráceně tak, že se její osová délka zvyšuje směrem nahoru jak se její poloha radiálně přibližuje k vnější straně směrem od středu.

Vnější válcová pryžová vrstva je připevněna k vnějšímu válcovému vedení 54, zatímco vnitřní válcová pryžová vrstva je připevněna k vnitřnímu válcovému vedení 53. Vnitřní válcové vedení ,53 je..svisle pohyblivé v osovém .směru-vzhledem-- - k vnějšímu válcovému vedení 54, a to v důsledku pružnosti válcové pryže.

Na obr. 10 je znázorněn pátý aspekt předmětu tohoto vynálezu. Obr. 10 zobrazuje příklad případu, kdy je závěsový systém ložiskové skříně podle předmětu tohoto vynálezu uplatněn u silově řízeného podvozku. Jelikož konec ložiskové skříně 5 nápravy 2 má takové charakteristiky, že může vykonávat kruhový pohyb kolem těžiště O dvoukolí 4., může být otáčení ložiskové skříně 5 nápravy 2 přímo ovládáno otáčivým motorem 61, který je opatřen zabudovaným ozubeným mechanizmem pro redukci rychlosti, a který je- připevněn k podvozkovému rámu 1.

Jak je detailně znázorněno na obr. 11 a na obr. 12, je na výstupním hřídeli 62 otáčivého motoru 61, připevněného k podvozkovému rámu 1, uspořádán pastorek 63, a na druhé straně je v záběru s tímto pastorkem 63 kruhové obloukovité vnitřní • · t · ··· · · ··' • ft · · · * « · ♦· · · * , φ ···· · · · *12» ··· ···· ........

ozubení 64, které vykonává otáčivý pohyb ve vodorovné rovině kolem těžiště O dvoukolí 4, a které má kruhové obloukovité zakřivení P jako jeho roztečnou kružnici.

Za účelem uvedení kruhového obloukovitého vnitřního ozubení 64 do kruhového pohybu, jsou na jedné straně na horní a spodní vnitřní stěně skříně 65, připevněné k podvozkovému rámu 1, vytvořeny kruhové obloukovité drážky 66 a 66, které leží vzájemně proti sobě na opačných stranách, a na druhé straně jsou vytvořeny obloukovité výčnělkové linie 67 a 67 na kruhovém obloukovitém vnitřním ozubení 64 tak, že jsou kluzně upraveny v kruhových obloukovitých drážkách, které jsou souosé s roztečnou kružnicí.

Ve středu strany protilehlé vůči zubům kruhového obloukovitého vnitřního ozubení 64 je vytvořen výčnělek 68 ve tvaru L. Dolů směřující část tohoto výčnělku 68 ve tvaru L je připevněna k vnějšímu válcovému vodícímu členu 69. Tento vnější válcový vodicí člen 69 je svisle kluzně připevněn k vnitřnímu válcovému vodícímu členu 70. Spodní konec tohoto vnitřního válcového vodicího členu 90 je připevněn k výčnělku 71, který vyčnívá směrem ven z ložiskové skříně 5 nápravy 2. S výhodou může být toto válcové vedení tvořeno takovým válcovým pryžovým systémem, který je vyobrazen na obr. 9B, nebo může být tvořeno olejovým tlumičem nápravové pružiny.

Prostřednictvím shora uvedené konfigurace může být množství posunutí příslušných náprav rozvrženo v souladu s tvarem křivky, kterou náprava projíždí, takže otočné posunutí dvoukolí může být přímo ovládáno. Stejně tak je možné dosáhnout účinku výrazného zlepšení jízdních vlastností v zatáčkách železniční tratě při vysokých rychlostech.

• « • ·

4 — 20 - ........

• · ··· · * ·* • · · · 9 ·· · * ·

4 4 4 · ·. · «4 4« «· *·

Průmyslová využitelnost

Jelikož je závěsový systém ložiskové skříně otočného podvozku podle tohoto vynálezu uspořádán takovým způsobem, jak bylo shora popsáno, je tento závěsový systém ložiskové skříně uzpůsoben zejména pro podvozek, vyžadující řídicí funkcí.

Detailně, je závěsový systém ložiskové skříně podle prvního a druhého aspektu předmětu tohoto vynálezu uspořádán tak, že otočné posouvání dvoukolí ve vodorovné rovině vzhledem k podvozkovému rámu může být prováděno hladce na zakřivení železniční tratě.

Obdobně výrazného zlepšení je dosaženo u snížení bočního tlaku v průběhu průjezdu podvozku zaoblením nebo zakřivením železniční tratě, u zabránění obrušování okolků kol a povrchu kolejnic, stejně jako u odstranění skřípění kol na kolejnicích, čímž se výrazně snižuje celková hlučnost. Stejně výrazně jsou zvýšeny samořídicí vlastnosti.

Výrazného zlepšení vlastností podvozku při jeho průjezdu zatáčkami železniční tratě může být dále dosaženo bez nezbytnosti uplatnění nějakého velkého komplexu mechanizmů nebo nějakého většího počtu součástí. Rovněž se výrazně snižují náklady na údržbu, a to jak u železničního kolejového vozidla, tak u jeho podvozků.

U závěsového systému ložiskové skříně otočného podvozku podle třetího a čtvrtého aspektu předmětu tohoto vynálezu může být dosaženo velmi stabilní jízdy prostřednictvím prvku vyvozujícího tlumicí sílu, nebo prostřednictvím uzamykacího *21 * * · · · ♦ t * ··· » · ·» • * · *« · · ·· · « « · · · » * · im ···· ·» ·· mechanizmu, odstraňujícího rezonance, které mohou být způsobeny právě uspořádáním, umožňujícím každému dvoukolí vykonávat ^otáčivý pohyb ve vodorovné rovině.

Je-lí závěsový systém ložiskové skříně otočného podvozku podle tohoto vynálezu uplatněn u silově řízeného podvozku, a je-li jeho konfigurace taková, že může být otáčení ložiskové skříně nápravy přímo ovládáno v souladu s pátým aspektem předmětu tohoto vynálezu, může být počet posunutí příslušných náprav, odpovídající zaoblení traťových oblouků, kterými nápravy projíždějí, vypočten tak, že může být otáčivé posouvání dvoukolí přímo ovládáno. Stejně tak lze dosáhnout výrazného zlepšení spolehlivosti a rychlosti ovládání v porovnání s běžnými., konvenčními .spojovacími systémy.. ,

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Závěsový systém ložiskové skříně otočného podvozku^ vyznačující se tím, že obsahuje prostředky, umožňující každému dvoukolí (4), aby kmitalo volně pouze ve směru otáčení ve vodorovné rovině kolem těžiště (0) uvedeného dvoukolí (4) v rozmezí řídicího úhlu, stejně jako ve svislém směru.
2. Závěsový systém ložiskové skříně otočného podvozku podle nároku 1 vyznačuj ící ze uvedené prostředky, umožňující každému dvoukolí (4), aby kmitalo volně pouze ve směru otáčení ve vodorovné rovině kolem těžiště (0) uvedeného dvoukolí (4), obsahují:

tím

- vrstvené pryžové pružinové těleso (10), umístěné mezi podvozkovým rámem (1) a ložiskovou skříní (5) za účelem vykonávání řídicí funkce, přičemž uvedené vrstvené pryžové pružinové těleso má.jako vedení část kolmého válce, jehož střed leží v těžišti (0) uvedeného dvoukolí (4);

- další vrstvené pryžové pružinové těleso (20), vytvořené tak, aby bylo deformovatelné ve směru otáčení uvedeného dvoukolí (4) ve vodorovné rovině, a uspořádané v sérii s nápravovou pružinou za účelem zvýšení otáčivých přemísťujících podvozkových vlastností uvedené nápravové pružiny.
3. Závěsový systém ložiskové skříně otočného podvozku podle nároku 1 nebo 2^vyznačující se tím, že navíc k uvedeným prostředkům, umožňujícím každému dvoukolí (4), aby kmitalo volně ve směru otáčení ve vodorovné rovině ♦ · * · · · ·······« kolem těžiště (0) uvedeného dvoukolí (4), uvedený systém dále obsahuje prvek, vyvozující tlumicí sílu.
4. Závěsový systém'ložiskové skříně otočného podvozku podle kteréhokoliv ' z nároků 1 až 3^ vyznačující' se tím, že navíc k uvedeným prostředkům, umožňujícím každému dvoukolí (4)', aby kmitalo volně ve směru otáčení ve vodorovné rovině kolem těžiště (0) uvedeného dvoukolí (4), uvedený systém dále obsahuje mechanizmus pro blokování funkce uvedených prostředků.
5. Závěsový systém ložiskové skříně otočného podvozku podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4^ vyznačující, setím, že. navíc . k uvedeným prostředkům, umožňujícím každému dvoukolí (4), aby kmitalo volně ve směru otáčení ve vodorovné rovině kolem těžiště (0) uvedeného dvoukolí (4), uvedený systém dále obsahuje řídicí mechanizmus, který má funkci nastavení otočného úhlu pro každou nápravu.