(57) ków zwrotnych o zmiennym rozstawie kół, zawierający cztery (13) B1 PL B1 B 61F 7/00

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) IntCl6: B 61F 7/00 (54) Układ prowadzenia do zestawu czterokołowych wózków zwrotnych o zmiennym rozstawie kół (30) Pierwszeństwo: ,ES, (73) Uprawniony z patentu: PATENTES TALGO, S.A., Madryt, ES (62) Numer zgłoszenia, z którego nastąpiło wydzielenie: (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 08/95 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 12/98 (72) Twórca wynalazku: J o se I. Nardiz Landa, Aravaca, ES (74) Pełnomocnik: Słom ińska-d ziubek A nna, POLSERVICE PL B1 1. Układ prowadzenia do zestawu czterokołowych wóz- (57) ków zwrotnych o zmiennym rozstawie kół, zawierający cztery zespoły toczne każdego wózka zamocowane na jego centralnej ramie 1 mające półosie i zamontowane na nich zespoły łożyskowe, koła oraz tarcze hamulcowe, przy czym zespoły toczne mają elem enty robocze do współpracy ze stacjonarną instalacją zmieniającą, a układ zawiera ponad to zespół drążków połączonych z wózkami i z karoserią wagonu osadzoną na wózkach, znamienny tym, że zawiera dwie pomocnicze ramy (4), na każdej z których jest osadzony zespół toczny i która jest obrotowo połączona z centralną ramą (1) za pośrednictwem obrotowego złącza (2), a na każdej pomocniczej ramie (4) jest zamontowana za pośrednictwem złącza (5) para widełek (6) wahaczy, a na widełkach (6) jest zamocowana obudowa, w której jest umieszczany zespół łożyskowy (12) zespołu tocznego, a ponad to zawiera centralny regulator balansowy (44) usytuowany na każdym boku wózka, pomiędzy jego kołami (10), którego oś obrotu jest zamocowana do centralnej ramy (1) wózka, a po obu stronach centralnego regulatora balansowego (44) są rozmieszczone, dwa skrajne regulatory balansowe wewnętrzny (48) i zewnętrzny (50) mające osie obrotu, przy czym oś obrotu wewnętrznego skrajnego regulatora balansowego (48) jest połączona z obudową widełek (6) półosi (9) usytuowanej bliżej środka wagonu, a oś obrotu zewnętrznego skrajnego regulatora balansowego (50) jest połączona z obudową widełek (6) półosi (9) usytuowanej bliżej końca wagonu, przy czym do górnego końca centralnego regulatora balansowego (44) jest dołączony dłuższy górny drążek środkowy (45) oraz krótszy górny drążek środkowy (47), przy czym drugi koniec dłuższego górnego drążka środkowego (45) jest połączony z podporą (46) zamocowaną na karoserii wagonu, a drugi koniec krótszego górnego drążka środkowego (47)... F ig. 16

2 Układ prowadzenia do zestawu czterokołowych wózków zwrotnych o zmiennym rozstawie kół Zastrzeżenia patentowe 1. Układ prowadzenia do zestawu czterokołowych wózków zwrotnych o zmiennym rozstawie kół, zawierający cztery zespoły toczne każdego wózka zamocowane na jego centralnej ramie i mające półosie i zamontowane na nich zespoły łożyskowe, koła oraz tarcze hamulcowe, przy czym zespoły toczne mają elementy robocze do współpracy ze stacjonarną instalacją zmieniającą, a układ zawiera ponad to zespół drążków połączonych z wózkami i z karoserią wagonu osadzoną na wózkach, znamienny tym, że zawiera dwie pomocnicze ramy (4), na każdej z których jest osadzony zespół toczny i która jest obrotowo połączona z centralną ramą (1) za pośrednictwem obrotowego złącza (2), a na każdej pomocniczej ramie (4) jest zamontowana za pośrednictwem złącza (5) para widełek (6) wahaczy, a na widełkach (6) jest zamocowana obudowa, w której jest umieszczany zespół łożyskowy (12) zespołu tocznego, a ponad to zawiera centralny regulator balansowy (44) usytuowany na każdym boku wózka, pomiędzy jego kołami (10), którego oś obrotu jest zamocowana do centralnej ramy (1) wózka, a po obu stronach centralnego regulatora balansowego (44) są rozmieszczone, dwa skrajne regulatory balansowe wewnętrzny (48) i zewnętrzny (50) mające osie obrotu, przy czym oś obrotu wewnętrznego skrajnego regulatora balansowego (48) jest połączona z obudową widełek (6) półosi (9) usytuowanej bliżej środka wagonu, a oś obrotu zewnętrznego skrajnego regulatora balansowego (50) jest połączona z obudową widełek (6) półosi (9) usytuowanej bliżej końca wagonu, przy czym do górnego końca centralnego regulatora balansowego (44) jest dołączony dłuższy górny drążek środkowy (45) oraz krótszy górny drążek środkowy (47), przy czym drugi koniec dłuższego górnego drążka środkowego (45) jest połączony z podporą (46) zamocowaną na karoserii wagonu, a drugi koniec krótszego górnego drążka środkowego (47) jest połączony z górnym końcem wewnętrznego skrajnego regulatora balansowego (48), natomiast dolny koniec wewnętrznego skrajnego regulatora balansowego (48) jest połączony z dolnym drążkiem środkowym (49), którego drugi koniec jest dołączony do centralnej ramy (1) wózka, zaś do dolnego końca centralnego regulatora balansowego (44) jest dołączony dolny drążek skrajny (51), którego drugi koniec jest połączony z dolnym końcem zewnętrznego skrajnego regulatora balansowego (50), a do górnego końca zewnętrznego skrajnego regulatora balansowego (50) jest dołączony górny drążek skrajny (52), którego przeciwny koniec jest połączony z centralną ramą (1) wózka. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że górny drążek skrajny (52) jest połączony z centralną ramą (1) wózka za pośrednictwem tylnego przegubu (53) stanowiącego z nią integralną część. 3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że dolny drążek środkowy (49) jest połączony z centralną ramą (1) wózka za pośrednictwem przedniego przegubu (54), stanowiącego z nią integralną część. * * * Przedmiotem wynalazku jest układ prowadzenia do zestawu czterokołowych wózków zwrotnych o zmiennym rozstawie kół. Znane są w kolejnictwie problemy wynikające ze stosowania różnych rozstawów torów w różnych sieciach kolejowych w transporcie ludzi i towarów. Dotychczas nie znaleziono zadowalającego rozwiązania tego problemu, zwłaszcza jeżeli chodzi o adaptację wagonów pasażerskich lub towarowych z wózkami konwencjonalnymi.

3 3 Jedno z dotychczas stosowanych rozwiązań polega na całkowitym zastępowaniu wózków. Wymaga to podnoszenia karoserii wagonów po uprzednim odłączeniu zespołów amortyzujących lub mechanicznych, łączących wózek z karoserią, takich jak układ hamulcowy, instalacja elektryczna i podobne, co wymaga szeregu pracochłonnych czynności. Różny rozstaw kół wózków uzyskuje się również innymi sposobami, na przykład rozstawiając koła wzdłuż osi w taki sposób, żeby stopień bezpieczeństwa, wytrzymałość mechaniczna i inne cechy charakterystyczne konstrukcji były takie same jak podczas naciskania osi na koła w typowym układzie. W praktyce jest bardzo trudno skonstruować układ spełniający warunek bardzo szybkiej automatycznej zmiany rozstawu kół, a jednocześnie o takiej żywotności i trwałości, żeby mógł znakomicie pracować bez konieczności częstego zatrzymywania zespołu w warsztatach naprawczych. Oczywistym rozwiązaniem istniejących problemów tego typu jest skonstruowanie wózka nie tylko z niezależnymi kołami o zmiennym rozstawie, co umożliwia jego jazdę po różnych torowiskach, ale również z ramą, w której osadzone są koła, o konstrukcji umożliwiającej odpowiednie prowadzenie i ustawianie się kół podczas jazdy wózka tego typu po torowisku biegnącym po linii krzywej. W rozwiązaniu tego typu należy uwzględnić, że taki układ prowadzenia powinien nadawać się również do wózków z kołami niezależnymi o stałym rozstawie, które powinny móc jeździć po różnych torowiskach. Znany jest układ prowadzenia do wózków o zmiennym rozstawie z hiszpańskiego opisu patentowego Nr Według tego rozwiązania, układ prowadzenia do czterokołowych zestawów wózków zwrotnych o zmiennym rozstawie kół składa się z czterech zespołów tocznych każdego wózka zamocowanych na jego centralnej ramie i mających półosie i zamontowane na nich zespoły łożyskowe, koła oraz tarcze hamulcowe. Zespoły toczne mają elementy robocze do współpracy ze stacjonarną instalacją zmieniającą. Układ zawiera ponad to zespół drążków połączonych z wózkami i z karoserią wagonu osadzoną na wózkach. Sztywność widełek wahacza z zespołami tocznymi, a także sposób ich osadzenia w ramie, zapewniają zarówno równoległość jak i zbieżność kół podczas ich osadzania na jednym z dwóch typów torowisk o różnych rozstawach oraz odpowiednie reagowanie na naturalne pionowe i poprzeczne ruchy zespołu podczas jazdy po torach. Układ ten jednak nie zapewnia odpowiedniej stabilności pojazdu przy jego skręcaniu w lewo lub w prawo. Według wynalazku, układ prowadzenia do zestawu czterokołowych wózków zwrotnych o zmiennym rozstawie kół, zawiera cztery zespoły toczne każdego wózka zamocowane na jego centralnej ramie i mające półosie i zamontowane na nich zespoły łożyskowe, koła oraz tarcze hamulcowe, przy czym zespoły toczne mają elementy robocze do współpracy ze stacjonarną instalacją zmieniającą, a układ zawiera ponad to zespół drążków połączonych z wózkami i z karoserią wagonu osadzoną na wózkach. Według wynalazku układ charakteryzuje się tym, że zawiera dwie pomocnicze ramy, na każdej z których jest osadzony zespół toczny i która jest obrotowo połączona z centralną ramą za pośrednictwem obrotowego złącza, a na każdej pomocniczej ramie jest zamontowana za pośrednictwem złącza para widełek wahaczy, a na widełkach jest zamocowana obudowa, w której jest umieszczany zespół łożyskowy zespołu tocznego. Ponad to układ zawiera centralny regulator balansowy usytuowany na każdym boku wózka, pomiędzy jego kołami, którego oś obrotu jest zamocowana do centralnej ramy wózka, a po obu stronach centralnego regulatora balansowego są rozmieszczone dwa skrajne regulatory balansowe wewnętrzny i zewnętrzny mające osie obrotu. Oś obrotu wewnętrznego skrajnego regulatora balansowego jest połączona z obudową widełek półosi usytuowanej bliżej środka wagonu, a oś obrotu zewnętrznego skrajnego regulatora balansowego jest połączona z obudową widełek półosi usytuowanej bliżej końca wagonu. Do górnego końca centralnego regulatora balansowego jest dołączony dłuższy górny drążek środkowy oraz krótszy górny drążek środkowy, przy czym drugi koniec dłuższego górnego drążka środkowego jest połączony z podporą zamocowaną na karoserii wagonu, a drugi koniec krótszego górnego drążka środkowego jest połączony z górnym końcem wewnętrznego skrajnego regulatora

4 balansowego. Dolny koniec wewnętrznego skrajnego regulatora balansowego jest połączony z dolnym drążkiem środkowym, którego drugi koniec jest dołączony do centralnej ramy wózka, zaś do dolnego końca centralnego regulatora balansowego jest dołączony dolny drążek skrajny, którego drugi koniec jest połączony z dolnym końcem zewnętrznego skrajnego regulatora balansowego. Do górnego końca zewnętrznego skrajnego regulatora balansowego jest dołączony górny drążek skrajny, którego przeciwny koniec jest połączony z centralną ramą wózka. Górny drążek skrajny korzystnie jest połączony z centralną ramą wózka za pośrednictwem tylnego przegubu stanowiącego z nią integralną część. Dolny drążek środkowy jest połączony z centralną ramą wózka za pośrednictwem przedniego przegubu, stanowiącego z nią integralną część. Według tego rozwiązania układ prowadzenia czterokołowego wózka zwrotnego o zmiennym rozstawie kół ma konstrukcję rozwiązującą istniejące obecnie problemy, ponieważ zespoły toczne są takiego samego typu, jaki jest stosowany przez wiele lat w systemie transportowym. Zespoły te są wykorzystywane w dwukołowych zestawach Talgo jeżdżących w sieci kolejowej w Europie oraz na dwóch liniach w sieci kolei hiszpańskich. Zmiana z jednego rozstawu kół na inny, może być dokonana w stacjonarnych instalacjach zmieniających, podobnych do stosowanych obecnie urządzeń do zmiany rozstawu kół we wspomnianych powyżej zespołach tocznych. Odpowiednia adaptacja układu kierowania i hamulcowego jest taka sama w obu typach zespołów jezdnych, i nie wymaga żadnych dodatkowych czynności związanych ze zmianą rozstawu. Jej istotą jest to, że każdy z obu układów prowadzenia poprawia poruszanie się wózków tego typu po torach zakrzywionych, przyczyniając się tym samym do eliminacji efektów dynamicznych, które w wózkach zwrotnych z niezależnymi kołami są zjawiskiem naturalnym, i do zmniejszania zużycia powierzchni tocznych kół, zwłaszcza ich obręczy. Będący przedmiotem wynalazku układ prowadzenia zawierający wózek i zmieniającą stacjonarną instalację poprawia poruszanie się obu osi wszystkich wózków po torach biegnących po linii krzywej. Poprawę tę podczas jazdy po torze krzywoliniowym uzyskuje się poprzez prawidłowe prowadzenie wózków bez względu na promień krzywizny. Układ umożliwia eliminację efektów dynamicznych występujących w wózkach tego typu z niezależnymi kołami. Zmniejsza również zużycie powierzchni jezdnej ponieważ oś nie jest podpierana w sposób pseudoślizgowy, jak to ma miejsce podczas samocentrowania, a zwłaszcza zmniejsza zużycie obręczy dzięki odpowiedniemu prowadzeniu kół. Układ prowadzenia umożliwia odpowiednie prowadzenie obu wózków zwrotnych z niezależnymi kołami o zmiennym rozstawie, przeznaczonych do konwencjonalnych wagonów pasażerskich lub towarowych. Ponad to nie musi łączyć wspomnianego wagonu pasażerskiego lub towarowego z innymi wagonami albo z lokomotywą, ponieważ podczas jazdy pociągu po torze krzywoliniowym działa on na zasadzie obracania się wózka znajdującego się z przodu, patrząc w kierunku jazdy, względem karoserii wagonu. Dzięki symetrii względem płaszczyzny poprzecznej, biegnącej przez środek karoserii, konstrukcja ta jest niezależna funkcjonalnie względem kierunku jazdy. Jak już wspomniano, układ prowadzenia tego typu można również stosować do wózków prowadzących z niezależnymi kołami o stałym rozstawie. W związku z geometryczną konfiguracją układu pierwszej i drugiej osi każdego wózka zwrotnego, układ prowadzenia według wynalazku jest dokładnie równoważny ze względu na jednakowe osie w każdym z wózków zwrotnych. W związku z tym na układ nie ma wpływu kierunek ruchu wagonu i nie są potrzebne żadne połączenia z pojazdami, które można sprzęgać z danym wagonem. Przedmiot wynalazku pokazano w przykładach wykonania na rysunku, na którym: - fig. 1 przedstawia dolną część czterokołowego wózka zwrotnego o zmiennym rozstawie kół, w rzucie bocznym pionowym, wraz z układem prowadzenia według niniejszego wynalazku, pokazanym bardziej szczegółowo na fig ; - fig. 2 - wózek z fig. 1 z układem prowadzenia w rzucie głównym poziomym;

5 5 - fig. 3 - spiralna sprężyna do wózka z fig. 1 i 2 w przekroju płaszczyzną A - B; - fig. 4 - fragment wózka pokazanego na fig. 1 i 2, w widoku z kierunku C; - fig. 5 - jedno z kół wózka w rzucie perspektywicznym; - fig. 6 - dolną część czterokołowego wózka zwrotnego o zmiennym rozstawie kół, w rzucie bocznym pionowym, z ukazaniem zespołów tocznych wózka osadzonych na wahaczu; - fig. 7 - wózek z fig. 6 w rzucie poziomym głównym, z ukazaniem zespołów tocznych; - fig. 8 - zespół łożyskowy zespołu tocznego wózka, w rzucie perspektywicznym; fig. 9 - elementy ustalające i blokujące zespołu łożyskowego w obudowie widełek wahaczy zawieszenia, w przekroju poprzecznym; - fig fragment pomocniczego zespołu zabezpieczającego z fig. 9, w przekroju płaszczyzną D - E; - fig zespół toczny wózka z obudowami łożysk, w rzucie pionowym z przodu, w przekroju poprzecznym; - fig zespół zatrzaskowy zespołu tocznego wózka w rzucie perspektywicznym; - fig obiekt z fig. 12 w rzucie pionowym z przodu; - fig schemat zmieniającej stacjonarnej instalacji do zmiany rozstawu kół wózka; - fig płozy ślizgowe i nastawcze oparte na szynie ślizgowej instalacji z fig. 14, w przekroju; - fig układ prowadzenia według wynalazku zamontowany w konwencjonalnym wagonie, w rzucie schematycznym; - fig zespół układu prowadzenia wózków z fig. 16, w rzucie schematycznym przy skręcaniu w prawo; - fig. 18 i 19 przedstawiają rozmieszczenie regulatorów balansowych i drążków układu prowadzenia z fig. 16 znajdujących się po zewnętrznej stronie zakrzywionego toru, - fig. 20 i 21 - rozmieszczenie regulatorów balansowych i drążków układu prowadzenia z fig. 16 znajdujących się po wewnętrznej stronie zakrzywionego toru. Na figurach 1, 2 pokazano czterokołowy wózek zwrotny o zmiennym rozstawie kół 10 z układem prowadzenia, zawierającym części składowe 30-42, które zostaną omówione później. Wózek składa się z centralnej ramy 1, w której osadzone są za pośrednictwem złącza 2 i przekładek gumowych 3 dwie takie same ramy pomocnicze 4 z zespołami tocznymi. Dwie pomocnicze ramy 4 są obrotowe wokół pionowej osi złącza 2, umożliwiając, jak wspomniano dalej, prowadzenie dwóch zespołów tocznych. W ramie 4 są osadzone za pomocą złączy 5 dwie pary wahaczy. Każda para wahaczy, łącznie z tuleją łączącą, tworzy sztywne widełki 6. Na końcach obu widełek 6 są osadzone zespoły łożyskowe każdego koła 10, a także urządzenia umożliwiające osadzanie zespołów tocznych na torach o każdym z dwóch rozstawów, oraz blokowanie ich w celu zapewnienia pełnej blokady podczas jazdy. Obciążenia pionowe przenoszone od karoserii wagonu, a także siły wynikające z toczenia, hamowania i siły poprzeczne, są przenoszone na centralną ramę 1 wózka za pośrednictwem pary amortyzatorów pneumatycznych 7 i odpowiedniego mechanizmu zwrotniczego, tzw. zawieszenia pomocniczego. Istnieje również możliwość zastąpienia amortyzatorów pneumatycznych 7 spiralnymi sprężynami 8, co pokazano na fig. 3 i 4, gdzie jest pokazana rama centralna 1 i oś obrotu P wagonu kolejowego względem wózka (fig. 2, 4, 7). Obciążenia i siły są przenoszone z ramy centralnej 1 na zespoły toczne za pośrednictwem spiralnych sprężyn 8 pokazanych na fig. 1 i 2, tj. za pomocą zawieszenia głównego. Jak pokazano na fig. 1 w wahaczach i centralnej ramie 1 wózka są umieszczone płozy ślizgowe 33, a po obu stronach widełek 6 wahaczy jest umieszczona podpora 26 (fig. 2) podpierająca cylindry hamulcowe i zespół kierowniczy i przenosząca ruch na hamulcowe drążki łączące podtrzymujące okładziny hamulców. Każdy wózek posiada cztery zespoły toczne, podobne do pokazanych na fig. 5. Każdy z nich składa się z półosi 9, koła 10, tarcz hamulcowych 11, stanowiących integralną całość, oraz z zespołów łożyskowych 12, zamontowanych na końcu półosi 9.

6 Jak widać na fig. 5 i 8, w górnej części zespołów łożyskowych 12 jest ukształtowana cylindryczna powierzchnia 13, na której, jak pokazano w przekroju na fig. 6, w normalnym położeniu roboczym jest oparty odpowiedni jeden koniec widełek 6 wahaczy. Pomiędzy zespołem łożyskowym 12, a kołyską korzystnie jest umieszczona sprężysta płyta mająca na celu bardziej równomierne rozprowadzanie obciążeń po powierzchni nośnej. Płyta ta musi być trwale przymocowana do tych powierzchni. Dzięki takiemu rozwiązaniu zespoły łożyskowe 12 zajmują odpowiednie położenie względem wahaczy 6. Dla lepszego zrozumienia istoty niniejszego wynalazku, należy wziąć pod uwagę, że w poziomej płaszczyźnie osie wzdłużne, siły i przemieszczenia są równoległe do toru, a osie, siły i przemieszczenia poprzeczne są do niego prostopadłe. W kierunku wzdłużnym wspomniana powierzchnia jest powierzchnią cylindryczną, a oś zespołu łożyskowego 12 automatycznie centruje się w swoim położeniu teoretycznym. Płaskie powierzchnie pionowe 14, pokazane na fig. 8, po jednej z przodu i z tyłu, są odpowiednio pasowane na odpowiednich płaskich powierzchniach pionowych wkładek 15 i 16, co pokazano na fig. 9. Pomiędzy zewnętrzną obudową zespołu łożyskowego 12, a jego gniazdem znajduje się sprężysta tuleja, dzięki której łożyska mają niewielki stopień swobody umożliwiający kompensację wszelkich małych niewspółosiowości, niezbędnych do przenoszenia na wahacz 6 wózka sił poprzecznych, wywieranych podczas jazdy wózka przez oba zespoły łożyskowe 12 każdej półosi 9. Pokazane na fig. 8, łapy 17 znajdujące się na przedniej i tylnej pionowej powierzchni 14 każdego zespołu łożyskowego 12 i stanowiące jego integralną część, są poprzecznymi elementami mocującymi zespołów łożyskowych 12. Pomiędzy ogranicznikami 18 i 18' obudowy widełek 6 wahaczy, pokazanej na fig. 11, znajdują się zatrzaski 19, pokazane na fig. 9 i 11-13, które uniemożliwiają jakiekolwiek poprzeczne przemieszczenie zespołów łożyskowych 12. Każda z łap 17 ma dwie pionowe powierzchnie stykowe, a odległość pomiędzy nimi jest równa różnicy połowie rozstawu kół 10 i grubości zatrzasku 19. Podłużne położenie zatrzasków 19, stanowiących integralny element mostu 20, pokazanego na fig. 12 i 13, jest regulowane za pomocą ich zewnętrznych powierzchni poprzecznych pomiędzy obu pionowymi powierzchniami obudowy pokazanej na fig. 11. Poprzeczne położenie tych zatrzasków 19 jest utrzymywane dzięki ich odpowiedniemu osadzeniu pomiędzy podłużnymi powierzchniami pionowymi wkładek 15 i 16, integralnych z obudową widełek 6 wahaczy, dzięki takiemu rozwiązaniu, zatrzaski 19 mogą poruszać się tylko w pionie, a ich przemieszczenia w jakimkolwiek innym kierunku uniemożliwiają sztywne ograniczniki 18 i 18'. Robocze położenia zatrzasków 19 w kierunku pionowym ograniczają stałe sprężyny 21, pokazane na fig. 9, których wstępne naprężenie jest dobrane w taki sposób, że równoważy wagę zespołu zatrzaskowego plus ewentualne siły dynamiczne. Ponadto sprężyny 21 są korzystnie dodatkowo wyposażone w pomocniczy zespół zabezpieczający 22, pokazany na fig. 9 i 10. Most 20 zespołu zatrzaskowego jest skonstruowany w taki sposób, że w jego dolny koniec można wkładać teową część prowadnicy zwalniająco-blokującej 30, pokazaną na fig. 6, 7 i 14, stanowiącą fragment stacjonarnej instalacji zmieniającej 34, która wymusza jego przesunięcie pionowe i opuszczenie zatrzasków 19, pokonując siłę wywieraną przez sprężynę, zespół utrzymujący i tarcie. Most 20 jest skonstruowany w taki sposób, że jest on ustawiany w skośnych płaszczyznach na prowadnicach zwalniająco-blokujących 30 stacjonarnej instalacji zmieniającej 34, w wyniku czego prowadnice zwalniająco-blokujące 30 oddziałują na jego centralną część. Na figurach 12 i 13 pokazano w rzucie perspektywicznym i w przekroju konstrukcję zespołów zatrzaskowych typu opisanego wcześniej. Most 20 zespołu zatrzaskowego zawiera części cierne 35 (fig. 13). Wkładki 15 i 16, pokazane na fig. 9, stanowiące integralną część powierzchni pionowych obudowy widełek 6, nie tylko stanowią ograniczniki poprzeczne zatrzasków 19, ale

7 7 mają również pionowe powierzchnie poprzeczne, na których opierają się w kierunku podłużnym powierzchnie pionowe 14 zespołów łożyskowych 12. Jedna z wkładek 16, pokazana na fig. 9, ma ponadto prowadnicę poprzeczną 23 ze skośną powierzchnią górną, stanowiącą powierzchnię ślizgową zespołu łożyskowego 12 podczas poprzecznego przemieszczania się zespołu tocznego. Dolne powierzchnie 24 łap 17 mają taki sam skos i podczas normalnej pracy nie stykają się z górnymi powierzchniami prowadnicy poprzecznej 23, biegnąc do nich równolegle. Podczas zawieszania wózka, zespoły łożyskowe 12 opadają do położenia, w którym dolne powierzchnie 24 łap 17 są oparte na prowadnicach poprzecznych 23, co umożliwia następnie ich przemieszczenie poprzeczne. Pochylenie ślizgowych powierzchni prowadnic poprzecznych 23 umożliwia podczas ruchu osiadanie na nich innych zespołów, które mogą ograniczać poprzeczne przemieszczanie kół podczas zmiany rozstawu. Pokrycie skośnych powierzchni 24 łap 17 spiekiem metalowym o niskim współczynniku tarcia ślizgowego i zastosowanie na tych powierzchniach ślizgaczy o bardzo wysokiej wytrzymałości na ściskanie ułatwia przemieszczanie zespołów tocznych podczas ich przesuwania do każdego z dwóch rozstawionych położeń. Chociaż nie pokazano tego na fig. 8, to na pionowej płaszczyźnie poprzecznej 25 łap 17 korzystnie jest przymocowany wspornik 26 pokazany na fig. 2 i 7, z cylindrem hamulcowym oraz mechanizm zwrotniczy przenoszący ruch na tłoczki hamulcowe z przymocowanymi do nich okładzinami ciernymi. Sztywność widełek 6 wahaczy z zespołami tocznymi, a także sposób ich osadzenia w ramie pomocniczej 4 za pomocą złącza 5, zapewniają zarówno równoległość jak i zbieżność kół 10 podczas ich osadzania na jednym z dwóch typów torowisk o różnych rozstawach oraz odpowiednie reagowanie na naturalne pionowe i poprzeczne ruchy zespołu tocznego podczas jazdy po torach. Zmiana rozstawu kół 10 w celu jego dostosowania do toru o innej szerokości jest wykonywana za pośrednictwem stacjonarnej instalacji 34 na przejściowej stacji kolejowej. Zmiana ta odbywa się kolejno w każdym wózku zwrotnym przejeżdżającym z prędkością zmniejszoną do 15 km/godz. przez tę instalację 34. W celu lepszego zrozumienia całej operacji, na fig. 14 pokazano schematycznie instalację 34 do zmiany rozstawu kół 10 wózka. Instalacja 34 zawiera końcówki szyn o większym rozstawie 27 z jednej strony, końcówki szyn o mniejszym rozstawie 28 z drugiej strony, umieszczone pomiędzy nimi ślizgowe szyny centrujące 29 oraz prowadnice zwalniająco-blokujące 30 do zwalniania i blokowania zatrzasków, a także zespół prowadnic przejściowych do przemieszczania zespołów tocznych zawierający części sprężyste 31 i części sztywne 32. Załóżmy, że wózek podjeżdża do instalacji 34 od strony toru o większym rozstawie szyn 27, na fig. 14 od strony lewej. Zmiana rozstawu kół 10 odbywa się w następujący sposób: Początkowo następuje odciążenie. Uzyskuje się to osadzając wózek na szynach prowadzących, to jest odciążając koła. Operacja odciążenia polega na delikatnym obniżeniu szyn o większym rozstawie 27 przed ich końcem, a następnie, w ściśle określonym czasie, uzależnionym od średnicy kół, doprowadzeniu do zetknięcia ślizgowych płóz 33 połączonych z widełkami 6 wahaczy i ramą 1 wózka z fig. 1, z ich odpowiednią ślizgową szyną centrującą 29. W celu uzyskania możliwie dużej powierzchni współpracy pomiędzy płozami ślizgowymi 33, fig. 15, a ślizgową szyną centrującą 29, zwłaszcza w punkcie styku początkowego, jedna część 33B ślizgowej płozy jest osadzona na podporze 33 A za pośrednictwem przegubu kulowego, a druga część 33C ślizgowej płozy styka się z wewnętrznym bokiem ślizgowej szyny centrującej 29. Części płóz 33B i 33A są wykonane z tworzywa sztucznego i smarowane wodą, dzięki czemu uzyskano bardzo niski współczynnik tarcia ślizgowego po ślizgowej szynie centrującej 29. Zaletą smarowania wodnego w porównaniu z innymi typami smarowania jest eliminacja przyczepności i zanieczyszczenia środowiska. Po odciążeniu zespołów tocznych następuje odblokowanie ich zespołów łożyskowych 12 i zwolnienie podwójnych blokad zatrzasków 19.

8 W tym celu instalacja 34 jest wyposażona w cztery prowadnice zwalniająco-blokujące 30, jak pokazano na fig. 14, rozmieszczone wzdłuż jej osi wzdłużnej. W przekroju poprzecznym, górne części prowadnic zwalniająco-blokujących 30 mają kształt litery "T", dzięki czemu mogą przez nie przechodzić mosty 20 zespołów zatrzaskowych. Dzięki takiemu kształtowi ich profilu pionowego, zespół zatrzaskowy opada i jest przytrzymywany w położeniu odblokowanym na centralnej części prowadnicy zwalniającoblokującej 30, gdzie jej profil jest poziomy. W związku z tym, że części cierne 35 mostów 20 zatrzasków 19 z fig. 13, są również wykonane z tworzywa sztucznego, również one są smarowane wodą. Podczas operacji zwalniania zatrzasków 19, sprężysta część 31 prowadnic przejściowych do przemieszczania zespołów tocznych, odpowiednio do danego rozstawu, (fig. 14), styka się z wewnętrzną powierzchnią kół 10. Nacisk wywierany na te koła wspomaga operację zwalniania blokad. Przed odblokowaniem, zaraz po odciążeniu kół, zespoły toczne lekko opadają, i przestają podpierać cylindryczną powierzchnię 13 zespołów łożyskowych 12 w ich gniazdach w obudowach wahaczy, a następnie skośne powierzchnie 24 łap 17 są oparte na skośnej powierzchni prowadnicy poprzecznej 23. Nieco później, po przesunięciu się zespołów tocznych wózka zwrotnego w stacjonarnej instalacji 34 do przodu, koła tracą styczność ze sprężystą częścią 31 prowadnic przejściowych do przemieszczania zespołów tocznych po stronie, z której weszły, a następnie stykają się ze sztywną częścią 32 tych prowadnic po przeciwnej stronie instalacji 34, a mianowicie po stronie toru o mniejszym rozstawie szyn 28. Podczas stykania się kół z częścią sztywną 32, zatrzaski 19 są odblokowane, a rozstaw kół jest zmieniany na mniejszy. Następnie koła nadal zachowują styczność ze sprężystą częścią 31 prowadnic przejściowych, a prowadnice zwalniająco-blokujące 30 unoszą zatrzaski 19 do góry i blokują je w tym położeniu. Nacisk wywierany na sprężystą część 31 prowadnic przejściowych pomaga w zablokowaniu zatrzasków 19. Zaraz po zakończeniu operacji zmiany rozstawu kół, zespoły toczne są blokowane w położeniu odpowiadającym mniejszemu rozstawowi. Podczas dalszej jazdy zespołu tocznego do przodu koła w końcu zetkną się z uniesionymi do góry szynami 28 o mniejszym rozstawie, w wyniku czego ślizgowe płozy 33 stracą kontakt ze ślizgową szyną centrującą 29, a wózek zwrotny jest gotowy do jazdy po torach o mniejszym rozstawie szyn 28. W podobny sposób przebiega operacja odwrotna, czyli zmiana rozstawu kół z mniejszego na większy. Układ prowadzenia zestawu wózków czterokołowych według wynalazku zawiera niezależny zestaw prowadzenia w każdym wózku, pokazany schematycznie na fig. 16. Na rysunku pokazano tylko układ istniejący z jednej strony każdego z dwóch wózków, przy czym z drugiej strony istnieje oczywiście analogiczny układ. Każdy wózek zawiera centralny regulator balansowy 44, którego oś obrotu jest połączona z centralną ramą 1. W górnym końcu centralnego regulatora balansowego 44 jest zamontowany krótszy drążek środkowy 45, którego drugi koniec jest zamocowany do podpory 46 sztywno połączonej z karoserią wagonu pasażerskiego lub towarowego. W górnym końcu centralnego regulatora balansowego 44 jest również zamontowany dłuższy drążek środkowy 47, którego przeciwległy koniec jest przymocowany do górnego końca, wewnętrznego skrajnego regulatora balansowego 48, usytuowanego od strony środka wagonu względem centralnego regulatora balansowego 44, przy czym wewnętrzny skrajny regulator balansowy 48 ma oś obrotu, która jest sztywno połączona z obudową widełek 6 wahaczy bliższej środka wagonu półosi 9 wózka. Obudowa jest połączona sztywno z pomocniczą ramą 4, w której są osadzone zespoły toczne. Dolny koniec wewnętrznego skrajnego regulatora balansowego 48 jest połączony z dolnym drążkiem środkowym 49, którego drugi koniec stanowi przedni przegub 54 sztywno połączony z centralną ramą 1 wózka. Do dolnego końca centralnego regulatora balansowego 44 jest dołączony dolny drążek skrajny 51, którego drugi koniec jest osadzony w dolnym końcu zewnętrznego skrajnego regulatora balansowego 50, usytuowanego bliżej końca wagonu względem centralnego regulatora

9 9 balansowego 44. Oś skrętna zewnętrznego skrajnego regulatora balansowego 50 jest sztywno połączona z zewnętrzną obudową widełek 6 wahaczy bliższej końca wagonu półosi 9 wózka, która z kolei jest integralną częścią pomocniczej ramy 4, w której są osadzone zespoły toczne. W górnym końcu zewnętrznego skrajnego regulatora balansowego 50 jest osadzony górny drążek skrajny 52, którego przeciwległy koniec stanowi tylny przegub 53 integralny z centralną ramą 1 wózka. Opis działania układu według tego przykładu wykonania można przeanalizować na podstawie szkiców pokazanych na fig , na których widać części układu prowadzenia znajdujące się po obu stronach wagonu w obu wózkach oraz położenia, jakie one zajmują podczas ruchu wagonu po torze prostoliniowym i krzywoliniowym. Szczegółowe tory usytuowania części układu prowadzenia są zaznaczone przerywanymi liniami V, W, X, Z na fig. 17, 19 i 21. Podczas ruchu wagonu po torze krzywoliniowym wózek obraca się względem karoserii wagonu; geometryczna oś tego obrotu jest pionowa i przechodzi przez punkt P (patrz fig. 2, 4 i 7). Załóżmy, że wagon porusza się w kierunku pokazanym strzałką na fig. 17 i skręca w prawo. Kiedy przedni wózek zwrotny wjedzie na krzywoliniowy odcinek toru, a jego obrót stopniowo zwiększa się w miarę posuwania się do przodu, centralny regulator balansowy 44 pochyla się, ponieważ jego przegub, stanowiący integralną część centralnej ramy 1, przemieszcza się do tyłu, to jest, ku wewnętrznej stronie krzywoliniowego toru. Przemieszczenie centralnego regulatora balansowego 44 wynika z jego obrotu wokół górnego przegubu, ponieważ dłuższy drążek środkowy 45 jest połączony z podporą 46, która z kolei jest integralną częścią karoserii wagonu pasażerskiego. Dolny koniec centralnego regulatora balansowego 44 przesuwa dolny drążek skrajny 51, który ciągnie dolny koniec zewnętrznego skrajnego regulatora balansowego 50. Jego zaś górny koniec ciągnie równocześnie górny drążek skrajny 52, ponieważ jego tylny koniec przemieszcza się w wyniku obrotu wózka względem karoserii, wskutek tego, że jest integralnie połączony za pośrednictwem tylnego przegubu 53 z centralną ram ą 1. Równoczesne przemieszczenie i obrót zewnętrznego skrajnego regulatora balansowego 50 powoduje przemieszczenie do tyłu jego osi obrotu, stanowiącej integralny element obudowy widełek 6 wahaczy. W związku z tym ruch ten powoduje obrócenie przez pomocniczą ramę 4 bliższej środka wagonu półosi 9 tego wózka, co znacznie poprawia prowadzenie jego kół. W analogiczny sposób, przemieszczenie przedniego przegubu 54 dolnego wzdłużnego drążka środkowego 49 również wywołane obrotem wózka względem karoserii, powoduje przesunięcie dolnego wzdłużnego drążka środkowego 49 do tyłu, co z kolei powoduje przesunięcie dolnego końca wewnętrznego skrajnego regulatora balansowego 48, który ponieważ jest złączony z drugim prętem 47, który wywołuje obrót wokół przegubu górnego wewnętrznego skrajnego regulatora balansowego 48. Po przemieszczeniu, oś obrotu wewnętrznego skrajnego regulatora balansowego 48, będąca integralnym elementem obudowy widełek 6 wahaczy bliższej końca wagonu półosi 9, wywołuje obrót pomocniczej ramy 4 związanej z bliższą środka wagonu półosią 9. Również w tym przypadku następuje znaczna poprawa prowadzenia kół wózka. Działanie układu prowadzenia tylnego wózka jest podobne do opisanego powyżej, w związku z czym pominięto jego opis. Ze względu na konfigurację geometryczną układu obu półosi każdego wózka, układy prowadzenia obu wózków są takie same i w związku z tym układy te są takie same dla półosi w każdym wózku. Na szkicu pokazanym na fig. 17, pokazano położenie geometryczne toru prowadzenia osi kół 10 obu wózków. Kierunek ruchu wagonu nie wpływa na prowadzenie, a jego działanie jest autonomiczne. Układ tego typu nie wymaga stosowania połączeń z innymi wagonami, które mogą być dołączane.

10

11 FIG

12 FIG. 3 A-B FIG. 4 C

13 F IG. 5

14 FIG. 6

15 FIG. 7

16 FIG. 8 FIG.9 FIG. 10 D-E

17 FIG. 11 FIG.12 FIG. 13

18 FIG. 14 FIG. 15

19 F IG. 1 6

20 FIG. 17

21 FIG. 18 FIG. 19 FIG. 20 FIG. 21

22 FIG. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł