CZ308667B6

CZ308667B6 - Dvojice tažně-tlačných tyčí pro přenos podélných sil mezi podvozkem a skříní kolejového vozidla

Info

Publication number: CZ308667B6
Application number: CZ2019419A
Authority: CZ
Inventors: Petr Ĺ palek; Petr Ing. Špalek; Václav Bohuslav; Václav Ing. Bohuslav
Original assignee: ŠKODA TRANSPORTATION a.s
Priority date: 2019-06-26
Filing date: 2019-06-26
Publication date: 2021-02-03
Also published as: PL3756968T3; EP3756968A1; EP3756968B1; ES2941314T3; CZ2019419A3

Abstract

Dvojice tažně-tlačných tyčí pro přenos trakčních a brzdných sil mezi podvozky a skříní kolejového vozidla, kdy jsou tyče jedním koncem kloubově připevněny každá k čelníku rámu jednoho podvozku, kdy jsou podvozky kolejového vozidla blízko sebe, a druhé konce tyčí jsou připojeny k čepu na hlavním rámu-skříni kolejového vozidla ve vodorovné ose. Tyče jsou různého tvaru, první tyč je vytvořena jako prohnutá zploštělá deska (1) s otvorem a druhá tyč je vytvořena jako prut (2), který je prohnut kolem vodorovné osy, přičemž při montáži je prut (2) provlečen otvorem ve zploštěné desce (1) první tyče. Ve druhém provedení dvojice tažně-tlačných tyčí jsou tyče vytvořeny ve shodném tvaru prohnutých jednoduchých prutů (5), které jsou namontovány tak, že se vzájemně jejich zakřivení míjejí.

Description

Dvojice tažně-tlačných tyčí pro přenos podélných sil mezi podvozkem a skříní kolejového vozidla

Oblast techniky

Vynález se týká oblasti železničních vozidel, konkrétně tažně-tlačné tyče pro přenosu podélných sil mezi podvozkem a skříní kolejového vozidla.

Dosavadní stav techniky

V současné době se na kolejových vozidlech velmi často využívá přímá tažně-tlačná tyč k přenosu podélných tažných sil v jednom směru jízdy vozidla a tlačných sil v opačném směru jízdy vozidla, mezi podvozkem a skříní vozidla. Jde o síly jak trakční, tak brzdové. Uspořádání přenosu podélných sil pomocí dosavadní tažně-tlačné tyče je z pohledu konstrukce velice jednoduché a současně z kinematického pohledu velice výhodné, neboť sklon tažně-tlačné tyče umožňuje dosáhnout tzv. mechanického optima, tedy z odborného pohledu virtuální výšku přenosu podélných sil z podvozku na skříň vozidla, ve výšce temena kolejnice, respektive velmi nízko nad temenem kolejnice, podle úrovně propružení systému vypružení vozidla.

Uspořádání přenosu podélných sil pomocí přímé, rovné tažně-tlačné tyče však limituje možnosti uspořádání více podvozků pod skříní vozidla, a to vlastně jen na dva podvozky, při uspořádání dvojkolí vozidla se čtyřmi dvojkolími a dvěma podvozky, neboť tažně-tlačné tyče standardního provedení jsou přímé tyče v ose podélné ose vozidla / lokomotivy, jako například u řešení spisu CZ 283614. V případě standardních přímých tažně-tlačných tyčí, je nutné dodržet minimální vzdálenost mezi jednotlivými podvozky tak, aby se do této vzdálenosti vešly bez kolize přímé tyče. To prakticky znemožňuje použití tří nebo čtyř podvozků pod skříní vozidla s přenosem podélných sil pomocí tažně-tlačné tyče.

Známá tažně-tlačná tyč je svým jedním koncem kloubově připevněna k čelnímu rámu podvozku a druhým koncem k čepu na hlavním rámu-skříni kolejového vozidla, v podélné ose. Oba klouby jsou umístěny velmi nízko nad temenem kolejnice. Pomocí tyče pak dochází k přenosu podélných sil mezi podvozkem a skříní kolejového vozidla.

Podstata vynálezu

Výše uvedenou nevýhodu odstraňuje konstrukční provedení dvojice tažně-tlačných tyčí pro přenos podélných sil mezi podvozkem a skříní kolejového vozidla, které jsou tvořeny o různém tvaru. První tažně-tlačná tyč je vytvořena jako prohnutá zploštělá deska s otvorem, přičemž prohnutí zploštěle desky je podél vodorovné osy a druhá tažně-tlačná tyč je vytvořena jako prut, který je prohnut rovněž podél vodorovné osy, přičemž tento prut je provlečen otvorem ve zploštěné desce první tažně-tlačné tyče, přičemž obě tažně-tlačné tyče jsou jedním koncem připevněné k čepu na hlavním rámu skříně kolejového vozidla v podélné ose a druhé konce tažně-tlačných tyčí jsou připevněny každá k čelnímu rámu jednoho ze dvou sousedních podvozku, které jsou umístěné blízko sebe.

Ve druhém provedení jsou tažně-tlačné tyče vytvořeny ve shodném tvaru prohnutých jednoduchých prutů, které jsou prohnuty podél v podstatě svislé osy, přičemž prohnuté jednoduché pruty jsou ve tvaru oblouku, vybočujícího do strany směrem od podélné osy a obě tažně-tlačné tyče jsou namontovány tak, že se vzájemně jejich zakřivení míjejí, přičemž obě tažně-tlačné tyče jsou jedním koncem připevněné k čepu na hlavním rámu skříně kolejového vozidla v podélné ose a druhé konce tažně-tlačných tyčí jsou připevněny každá k čelnímu rámu jednoho ze dvou sousedních podvozků, které jsou umístěné blízko sebe.

- 1 CZ 308667 B6

Vytvarování dvojice tažně-tlačných tyčí a jejich vzájemné zkombinování umožňuje použít základní podvozek kolejového vozidla, bezprostředně vedle dalšího identického podvozku pod skříní vozidla nebo lokomotivy. Lze tak použít pod skříní kolejového vozidla více identických podvozků a dosáhnout uspořádání vozidla s celkem šesti dvojkolími, která jsou uspořádána do tří podvozků, popřípadě vozidla s celkem osmi dvojkolími, která jsou uspořádána do čtyř podvozků.

Jednotlivé tažně-tlačné tyče dvojic obou provedení pro přenos trakčních a brzdných sil mezi podvozkem a skříní kolejového vozidla nebo lokomotivy jsou provedeny jako odlitek, svařenec, výkovek, díl z vláknových kompozitů skleněných, uhlíkových, nebo díly montované z více součástí.

Objasnění výkresů

Vynález bude dále objasněn na přiložených výkresech, kde na obr. 1 jsou v půdorysu a bokorysu znázorněny tažně-tlačné tyče, uspořádané mezi podvozkem a skříní lokomotivy, přičemž v provedení A je to standardní přímá tyč, v provedení B je to dvojice tažně-tlačnýchtyčí, kdy jedna tyč ve tvaru zploštělé desky s otvorem a druhá tyč ve tvaru jednoduchého prutu, který je prohnut podél vodorovné osy a je provlečen otvorem ve zploštěné desce a na obr. 2 je v půdorysu a bokorysu znázorněná tažně-tlačná tyč uspořádaná mezi podvozkem a skříní lokomotivy v provedení A - standardní přímá tyč a v provedení C je dvojice tažně-tlačných tyčí, kdy jsou obě tyče vytvořeny tvarově shodně tak, že jsou prohnuté podél v podstatě svislé osy a namontovány tak, že se jejich zakřivení míjejí.

Příklady uskutečnění vynálezu

Příklad 1

Konstrukční provedení, znázorněné na obr. 1, spočívá ve vytvoření dvojice tažně-tlačné tyče B tak, kde je jedna tažně-tlačná tyč vytvořena jako zploštělá deska 1 s otvorem. Tato deska 1 je prohnuta podél vodorovné osy, přičemž druhá tažně-tlačná tyč je vytvořen jako jednoduchý prut 2, který je prohnutý rovněž podél vodorovné osy a je provlečen otvorem ve zploštěné desce L Vzájemná zakřivení podél vodorovné osy zploštělé desky 1 a jednoduchého prutu 2 a provedení otvoru ve zploštělé desce 1, jsou natolik malá, že při namáhání jsou napětí v materiálu obou dílů natolik nízká, že jsou blízká namáhání jednoduchého nosníku.

Toto řešení je o něco těžší než u standardního provedení tyče přímé, avšak tento rozdíl jev rámci hmotnostní bilance celého kolejového vozidla / lokomotivy zanedbatelný.

Bez přílišného nárůstu hmotnosti oproti stávajícímu provedení A lze zploštělou desku 1 s otvorem a jednoduchý prut 2 dobře dimenzovat.

Obě tažně-tlačné tyče, zploštělá deska 1 a jednoduchý prohnutý prut 2 jsou namáhány ve svých podélných osách, v první podélné ose 3 zploštělé desky 1 a ve druhé podélné ose 4 jednoduchého prutu 2.

V případě zploštělé desky j_, dochází při zatížení tahem ve směru F, vzniká tendence zmenšovat, prodlužovat otvor ve zploštělé desce 1 a současně tendence k narovnávání-zmenšování zakřivení směrem k podélné ose 3. V případě jednoduchého prutu 2 dochází při zatížení tahem k namáhání jednoduchého prutu 2 tak, že vzniká tendence kjeho-zmenšování zakřivení směrem k podélné ose 4. V případě zploštělé desky 1, dochází při zatížení tlakem, přičemž způsob zatížení tlakem je proti směru F, k namáhání zploštělé desky 1 tak, že vzniká tendence zvětšovat / zkracovat otvor ve zploštělé desce 1 a současně tendence k dalšímu zakřivování zploštělé desky 1 - zvětšování

-2 CZ 308667 B6 zakřivení směrem k podélné ose 3. V případě jednoduchého prutu 2 dochází při zatížení tlakem k namáhání jednoduchého prutu 2 tak, že vzniká tendence k jeho dalšímu zakňvo vání-zvětšování zakřivení, směrem k podélné ose 4.

Dvojice tažně-tlačných tyčí v provedení B jsou jedním koncem připevněné k čepu na hlavním rámu skříně vozu nebo lokomotivy v podélné ose a druhé konce tažně-tlačných tyčí jsou pňpevněny každá k čelnímu rámu jednoho ze dvou sousedních podvozku, které jsou umístěné blízko sebe.

Příklad 2

Konstrukčního provedení dvojice tažně-tlačných tyčí C, znázorněné na obr. 2, je vytvořena tvarově shodně tak že obě tyče jsou vytvořeny jako prohnuté jednoduché pruty 5, které jsou prohnuty podél v podstatě svislé osy. Obě tažně-tlačné tyče jsou namontovány tak, že se vzájemně jejich zakřivení míjejí prostorově, v půdorysném a nárysném pohledu současně. Vzájemná zakřivení obou tyčí, jsou natolik malá, že při namáhání jsou napětí v materiálu obou tyčí natolik nízká, jsou blízká namáhání jednoduchého nosníku a obě tyče, bez přílišného nárůstu hmotnosti oproti stávajícímu provedení A, lze prohnuté j ednoduché pruty 5 dobře pevnostně dimenzovat tak, že j e možné použít, vyrobit díly, zběžných materiálů, například odlitek zocelí, nebo tvárné litiny. Oba díly jsou namáhány ve své vodorovné ose 6.

V případě zatížení tahem síly ve směru F, dochází k namáhání tyčí, prohnutých jednoduchých prutů 5 tak, že vzniká tendence k narovnávání tyčí-zmenšování zakřivení směrem k vodorovné ose 6. V případě zatížení tlakem síly ve směru proti šipce F, dochází k namáhání tyčí tak, že vzniká tendence k dalšímu zaktivování dílů-zvětšování zakřivení směrem k vodorovné ose 6.

Obě tažně-tlačné tyče jsou jedním koncem připevněné kloubově k čepu na hlavním rámu skříně lokomotivy v podélné ose a druhé konce tažně-tlačných tyčí jsou kloubově připevněny každá k čelnímu rámu jednoho ze dvou sousedních podvozku, které jsou umístěné blízko sebe.

Kloubové připojení dvojice tažně-tlačných tyčí C k čepu na hlavním rámu lokomotivy ve vodorovné ose je umístěn o něco výše nad temenem kolejnice, než kloubové spojení druhých konců tažně-tlačných tyčí C s rámy podvozků.

Přes takto umístěné tažně-tlačné tyče C mezi dvěma kloubovými připojeními, jedním na rámech podvozků a druhým na hlavním rámu-lokomotivy, je pomocí dvojice tažně-tlačných tyčí C zajištěn přenos tažných a tlačných sil mezi skříní lokomotivy a podvozky.

Tažně-tlačné tyče mohou být provedeny například jako odlitek, svařenec, výkovek, díl z vláknových kompozitů skleněných, uhlíkových apod., nebo díly montované z více součástí a další možná provedení.

Průmyslová využitelnost

Průmyslová využitelnost dvojice tažně-tlačných tyčí je zejména u kolejových vozidel, která mají přenos podélných sil, brzdných i trakčních, mezi skříní a podvozkem, vyřešen pomocí tzv. tažnětlačné tyče. To je v současné době velice rozšířená koncepce přenosu podélných sil, používaná u převážné většiny kolejových vozidel, velmi rozšířená u lokomotiv. Vynález umožňuje zachování koncepce přenosu podélných sil a současně použití více než dvou podvozků, např. tří nebo čtyř podvozků, pod jednou skříní kolejového vozidla. To je v současné době žádoucí, vzhledem ke vzrůstajícímu trendu tonáže vlaků, zejména nákladních, protože běžné čtyřnápravové lokomotivy se dvěma podvozky j iž j sou na takové požadavky nedostačuj icí a vzniká potřeba pořizování vozidel nebo lokomotiv s větším počtem dvojkolí než čtyři, které již uvedené vzrůstající potřeby mohou zvládnout.

-3 CZ 308667 B6

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Dvojice tažně-tlačných tyčí pro přenos trakčních a brzdných sil mezi podvozkem a skříní kolejového vozidla, zejména pro kolejová vozidla mající podvozky uspořádané blízko sebe, vyznačující se tím, že jednotlivé tažně-tlačné tyče tvořící dvojici jsou vytvořeny o různých tvarech, přičemž první tažně-tlačná tyč je vytvořena jako zploštělá deska (1) s otvorem, prohnutá podél vodorovné osy, a druhá tažně-tlačná tyč je vytvořena jako prut (2), prohnutý rovněž podél vodorovné osy, přičemž tento prut (2) je provléknutelný otvorem ve zploštěné desce (1) tvořící první tažně-tlačnou tyč, přičemž každá tažně-tlačná tyč tvořící dvojici je připevnitelná jedním koncem k čepu na hlavním rámu v podélné ose skříně kolejového vozidla a druhým koncem k čelnímu rámu jednoho ze dvou sousedních podvozků.
2. Dvojice tažně-tlačných tyčí pro přenos trakčních a brzdných sil mezi podvozkem a skříní kolejového vozidla, zejména pro kolejová vozidla mající podvozky uspořádané blízko sebe, vyznačující se tím, že obě tažně-tlačné tyče mají shodný tvar jednoduchých prutů (5) prohnutých podél v podstatě svislé osy a jsou namontovatelné tak, že se vzájemně jejich zakřivení míjejí, přičemž každá tažně-tlačná tyč tvořící dvojici je připevnitelná jedním koncem k čepu na hlavním rámu v podélné ose skříně kolejového vozidla a druhým koncem k čelnímu rámu jednoho ze dvou sousedních podvozků.
3. Dvojice tažně-tlačných tyčí pro přenos trakčních a brzdných sil mezi podvozkem a skříní kolejového vozidla, podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že jednotlivé tažně-tlačné tyče jsou provedeny jako odlitek, svařenec, výkovek, díl z vláknových kompozitů skleněných, uhlíkových, nebo díly montované z více součástí.

2 výkresy