PL B1 (19) PL (11) (12) OPIS PATENTOWY (13) B1

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (19) PL (11) (13) B1 (51) IntCl7 B61F7/00 (54)Zestaw kołowy z przesuwnymi kołami (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 19/98 (73) Uprawniony z patentu: Polskie Koleje Państwowe, Warszawa, PL Dyrekcja Eksploatacji Cystern - CPN, Warszawa, PL Poznańskie Zakłady Taboru Kolejowego S.A.; Poznań, PL Zakłady Naprawcze Taboru Kolejowego w Pile S.A., Piła, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 10/01 (72) Twórcy wynalazku: Ryszard M. Suwalski, Poznań, PL (74) Pełnomocnik: Szymański Roman, PKP-Centralne Biuro Konstrukcyjne PL B1 (57) 1. Zestaw kołowy z przesuwnymi kołami, składający się z osi zestawu, na której są przesuwne koła ze skierowanymi na przeciw siebie wydłużonymi częściami piast, zaopatrzonych w rowki pierścieniowe o przekrojach trapezowych przebiegające na ich powierzchniach zewnętrznych, zakończonych wielowypustami zazębiającymi się z innymi wielowypustami, usytuowanymi na powierzchniach tulei ustalających, osadzonych nieprzesuwnie na osi, natomiast wokół tulei ustalających są zamontowane tuleja rozprężna oraz tuleja środkowa i tuleja blokująca, wewnątrz których znajdują się układy sprężyn naciskowych, natomiast między tulejami osadczymi, od strony środka osi, są usytuowane tarcze hamulcowe, znamienny tym, że tuleje osadcze (7) mają z jednej strony zabieraki (6), współpracujące z zabierakami (5) wydłużonych piast (3), z drugiej strony zaś kołnierz oporowy (8) współpracujący z tuleją środkową (10) i z tuleją rozprężną (9), przy czym tuleja rozprężna (9) ma kołnierz oporowy (11), z którego wychodzą gwintowane elementy złączne (12). Fig. 3

2 Zestaw kołowy z przesuwnymi kołami Zastrzeżenia patentowe 1. Zestaw kołowy z przesuwnymi kołami, składający się z osi zestawu, na której są przesuwne koła ze skierowanymi na przeciw siebie wydłużonymi częściami piast, zaopatrzonych w rowki pierścieniowe o przekrojach trapezowych przebiegające na ich powierzchniach zewnętrznych, zakończonych wielowypustami zazębiającymi się z innymi wielo wypustami, usytuowanymi na powierzchniach tulei ustalających, osadzonych nieprzesuwnie na osi, natomiast wokół tulei ustalających są zamontowane tuleja rozprężna oraz tuleja środkowa i tuleja blokująca, wewnątrz których znajdują się układy sprężyn naciskowych, natomiast między tulejami osadczymi, od strony środka osi, są usytuowane tarcze hamulcowe, znamienny tym, że tuleje osadcze (7) mają z jednej strony zabieraki (6), współpracujące z zabierakami (5) wydłużonych piast (3), z drugiej strony zaś kołnierz oporowy (8) współpracujący z tuleją środkową (10) i z tuleją rozprężną (9), przy czym tuleja rozprężna (9) ma kołnierz oporowy (11), z którego wychodzą gwintowane elementy złączne (12). 2. Zestaw według zastrz. 1, znamienny tym, że oparta na tulei środkowej (10) za pomocą dysku (18) tuleja blokująca (16) ma sworznie zabierakowe (21) współpracujące z otworami zabierakowymi (15) tulei środkowej (10). 3. Zestaw według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że tuleja środkowa (10) oraz tuleja rozprężna (9) są nieruchome względem tulei osadczej (7). 4. Zestaw według zastrz. 3, znamienny tym, że osłona stała (26) i osłona elastyczna (24) mają połączenie z tarczą koła (25), za pomocą gwintowanych elementów złącznych (28). 5. Zestaw według zastrz. 3, znamienny tym, że tuleja blokująca (10) znajduje się w osłonie stałej (26) zawierającej uszczelkę (27), ponadto dysk (18) ma uszczelkę (20). * * * Przedmiotem wynalazku jest zestaw kołowy z przesuwnymi kołami, stosowany w kolejnictwie do przejazdu pojazdów szynowych z toru o jednej szerokości na tor o innej szerokości. Z polskiego opisu wzoru użytkowego do prawa ochronnego numer Ru znane jest rozwiązanie, w którym piasty stałe mają kształty przypominające dwie tulejki osadzone jedna w drugiej, przy czym na części powierzchni wewnętrznej tulejki szerszej znajduje się wielowypust, natomiast na przeciwległym końcu piasty stałej jest wykonany gwint zewnętrzny. Na tulejce węższej piasty stałej jest osadzona tulejka rozprężna, przypominająca kształtem szklankę z centralnie rozmieszczonym otworem w dnie i pogrubionymi krawędziami otworu oraz szeregiem nacięć równo rozmieszczonych na jej powierzchni cylindrycznej. Pogrubiona krawędź otworu, od strony wewnętrznej odwzorowuje krawędzie rowków wydłużonej piasty, od strony zewnętrznej zaś pogrubiona krawędź otworu tulejki rozprężnej przylega, na przeważającej części powierzchni pogrubienia, do powierzchni otworu stożkowego, usytuowanego centralnie w dnie tulei blokującej. Wewnątrz tulei blokującej są zamontowane układy sprężyn ściskanych, osiowane między powierzchnią kołnierza tulei środkowej i powierzchnią dysku przytwierdzonego do tulei blokującej. Dodatkowo oś zestawu ma dwa podpiaścia rozmieszczone między piastami stałymi, oddalone w równych odległościach od jej osi symetrii poprzecznej oraz tarcze hamulcowe osadzone nieprzesuwnie na tych podpiaściach. Rozwiązanie takie cechuje skomplikowany demontaż jego istotnych części, który podczas eksploatacji utrudnia bieżącą kontrolę stanu części ustalających, decydujących o bezpieczeństwie eksploatacji. Znany jest zestaw kołowy z kołami przesuwnymi, w którym koło ma wydłużoną piastę z trapezowymi rowkami służącymi do ustalania położenia koła na osi za pomocą tulei

3 rozprężnej zakończonej z jednej strony występami trapezowymi a z drugiej strony pierścieniem do mocowania na kołnierzowej piaście ustalającej, osadzonej nieprzesuwnie na osi. Występy tulei rozprężnej są dociskane do rowków trapezowych za pomocą zestawu sprężyn talerzowych, podpartych na tulei środkowej, przymocowanej do kołnierza piasty ustalającej za pomocą śrub, przechodzących przez kołnierz piasty ustalającej i tuleję rozprężną. Na osi, pomiędzy obudową łożyska i kołem, jest wykonany wielowypust. Pierścień osadzony na wielowypuście ma trzy występy przytwierdzone do jego powierzchni zewnętrznej. Rozstawione co 120 występy są połączone z odpowiednio rozmieszczonymi na tarczy koła występami drugimi, za pomocą dźwigni przegubowych, w sposób umożliwiający wykonywanie wspólnych obrotów osi i koła przy jednoczesnym zagwarantowaniu przesuwu koła wydłuż osi, podczas zmiany rozstawu kół. Rozwiązanie to jest szerzej przedstawione w artykule Jose Luisa Sancheza Gonzaleza pod tytułem Essiuex a ecartement variable, zamieszczonym w czasopiśmie RAIL International, numer 4 z 1982 roku, strony od 119 do 128. Rozwiązanie to, oprócz niedostatków cechujących wcześniej przedstawioną konstrukcję, ma szereg takich wad, jak konieczność wykonywania dodatkowych operacji ręcznych z użyciem specjalnie w tym celu wykonanych mechanizmów, przeznaczonych do przesuwu klocków hamulcowych. Innymi wadami tego zestawu są osłabienie wytrzymałościowe osi, występujące w przestrzeni między kołami i obudowami łożysk oraz duża zawodność sprzężenia kół z osią zestawu. Celem wynalazku jest konstrukcja gwarantująca automatyczną zmianę rozstawu kół, bez użycia dodatkowych mechanizmów związanych z przemieszczaniem zespołów układu hamulcowego, przy prostym montażu i demontażu podzespołów decydujących o bezpieczeństwie ruchu. Jednocześnie konstrukcja zestawu powinna umożliwiać kontrolę trwałości odpowiedzialnych połączeń części zestawu i ich ewentualną wymianę lub naprawę podczas eksploatacji. Istota wynalazku polega na tym, że tuleje osadcze mają z jednej strony zabieraki, współpracujące z zabierakami wydłużonych piast, z drugiej strony zaś kołnierz oporowy współpracujący z tuleją środkową i z tuleją rozprężną. Tuleja rozprężna ma kołnierz oporowy, z którego wychodzą gwintowane elementy złączne. Według innej cechy wynalazku, oparta na tulei środkowej za pomocą dysku, tuleja blokująca ma sworznie zabierakowe współpracujące z otworami zabierakowymi tulei środkowej. Według kolejnej cechy wynalazku tuleja środkowa oraz tuleja rozprężna są nieruchome względem tulei osadczej. Według następnej cechy wynalazku osłona stała i osłona elastyczna mają połączenie z tarczą koła za pomocą gwintowanych elementów złącznych. Według innej cechy wynalazku tuleja blokująca znajduje się w osłonie stałej zawierającej uszczelkę. Dysk ma uszczelkę. Zaletą wynalazku jest możliwość automatycznej zmiany rozstawu kół w zestawach, przy całkowitym wyeliminowaniu operacji ręcznych i dodatkowych mechanizmów przesuwu, klocków hamulcowych, uzyskana dzięki nieprzesuwnym połączeniom osi zestawu z tarczami hamulcowymi i tulejami osadczymi. Konstrukcja według wynalazku umożliwia kontrolę trwałości odpowiedzialnych połączeń części zestawu i ich ewentualną wymianę lub naprawę podczas eksploatacji. Rozwiązanie to charakteryzuje się dużą niezawodnością oraz szerokim zakresem możliwości jego zastosowania, praktycznie niezależnym od rodzaju urządzeń hamulcowych, montowanych na wózku. Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zestaw kołowy w widoku ogólnym, fig. 2 podzespół osi z elementami montowanymi na osi, a fig. 3 przekrój przez zestaw kołowy. Na osi zestawu 1 są osadzone przesuwnie koła 2. Wydłużone piasty 3 kół 2 są zwrócone naprzeciw siebie. Na powierzchniach wydłużonych części piast 3 znajdują się rowki pierścieniowe 4 o przekroju trapezowym, przy czym powierzchnie te są zakończone zabierakami 5 współpracującymi z zabierakami 6, usytuowanymi w tulejach osadczych 7. Tuleje osadcze 7 są nieprzesuwne względem osi zestawu 1 i mają z jednej strony kołnierz oporowy 8, z drugiej zabieraki 6. Na tulei osadczej 7 znajdują się tuleja rozprężna 9 i tuleja środkowa 10. Tuleja środkowa 10 oraz tuleja rozprężna 9 są nieruchome względem tulei osadczej 7. Tuleja rozprężna 9 z szeregiem wzdłużnych nacięć równo rozmieszczonych na jej powierzchni cylin-

4 drycznej ma z jednej strony pogrubiona krawędź otworu, odwzorowująca krawędzie rowków pierścieniowych 4 wydłużonej piasty 3. Z drugiej strony tuleja rozprężna 9 ma kołnierz oporowy 11, z którego wychodzą gwintowane elementy złączne 12. Tuleja środkowa 10 ma wewnętrzny kołnierz centrujący 13 i zewnętrzny kołnierz centrujący 14 z otworami zabierakowymi 15. Na tulei środkowej 10 znajduje się tuleja blokująca 16, wewnątrz której są zamontowane układy sprężyn naciskowych 17 osiowane między powierzchniami zewnętrznego kołnierza centrującego 14 i powierzchnią dysku 18 przytwierdzonego do tulei blokującej 16 śrubami 19 i wyposażonego w uszczelkę 20. Tuleja blokująca 16 ma w części pogrubionej dna umieszczony centralnie otwór stożkowy, przeznaczony do współpracy z tuleją rozprężną 9, oraz sworznie zabierakowe 21, współpracujące z otworami zabierakowymi 15 tulei środkowej 10. Tuleja rozprężna 9 i tuleja środkowa 10 są zabezpieczone przed przemieszczaniem nakrętkami 22 na gwintowanych elementach złącznych 12. Między powierzchniami piasty 3 i osi zestawu 1 znajdują się tuleje przeciw-cieme 23, zabezpieczone za pomocą osłon elastycznych 24 leżących po stronie korpusów łożysk 25. Powierzchnie współpracy rowków pierścieniowych 4 z tulejami rozprężnymi 9 są zabezpieczone osłonami stałymi 26 z uszczelkami 27. Osłony 24 i osłony 26 mają połączenie z tarcza koła 25. poprzez gwintowane elementy złączne 28. Oś zestawu 1 ma dwa podpiaścia 30, rozmieszczone między tulejami osadczymi 7 i oddalone w równych odległościach od jej osi symetrii poprzecznej. Podpiaścia 30 są miejscami nieprzesuwnych połączeń tarcz hamulcowych 31 z osią zestawu 1. W trakcie zmiany rozstawu kół 2 współpraca zabieraków 5 i zabieraków 6 umożliwia przesuw kół 2 wzdłuż osi zestawu 1. Oddziaływanie układu sprężyn naciskowych 17 na dysk 18 i tuleję blokującą 16 powoduje zaciskanie tulei rozprężnej 9, której powierzchnie pogrubionych krawędzi przylegają do powierzchni rowków pierścieniowych 4, gwarantując utrzymanie rozstawu kół 2 w położeniu określonym daną szerokością toru. Podczas hamowania moment hamujący z tarcz hamulcowych 31 jest przenoszony na koła 2 za pomocą zabieraków 5 i zabieraków 6. Umocowanie tulei rozprężnej 9 i tulei środkowej 10 do kołnierza oporowego 11 za pomocą gwintowanych elementów złącznych 12 z nakrętkami 22 pozwala na kontrolę trwałości połączenia w trakcie eksploatacji oraz na prosty montaż i demontaż oraz na kontrolę wszystkich części składowych zestawu według wynalazku.

5

6 Fig. 2

7 Fig. 3

8 Fig. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.