RZECZPOSPOLITAPOLSKA(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 163572 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 285478 (22) Data zgłoszenia: 04.06.1990 (51) In te l5: B61F 5/12 (54) Wózek do szybkobieżnych pojazdów szynowych Pierwszeństwo: 05.06.1989,DE.3918300 (73) Uprawniony z patentu: Waggon Union GmbH, Siegen, DE (72) Twórcy wynalazku: (43) Zgłoszenie ogłoszono: Guido Bieker, Kirchhundem, DE 14.01.1991 BUP 01/91 Gerhard Kampmann, Netphen, DE Alfred Lohmann, Siegen, DE (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 29.04.1994 WUP 04/94 (74) Pełnomocnik: PHZ "Polservice", Warszawa, PL 163572 B1 (57) 1. Wózek do szybkobieżnych pojazdów szynowych, w którym zestawy kołowe są połączone z ramą wózka i prowadzone za pomocą podwójnych prowadnic piórowych działających na łożyska osiowe, gdzie między podwójnymi prowadnicami piórowymi i łożyskami osiowymi lub ramą wózka umieszczone są przekładki gumowe, a między każdym łożyskiem osiowym i ramą wózka umieszczona jest pionowa sprężyna podstawowa, znamienny tym, że między prowadnicami piórowymi (3) każdej z podwójnych prowadnic piórowych jest umieszczony amortyzator stabilizujący, tłumiący poziome ruchy wzdłużne między łożyskami osiowymi (2) i ramą (4) wózka. fig 1
Wózek do szybkobieżnych pojazdów szynowych Zastrzeżenia patentowe 1. Wózek do szybkobieżnych pojazdów szynowych, w którym zestawy kołowe są połączone z ramą wózka i prowadzone za pomocą podwójnych prowadnic piórowych działających na łożyska osiowe, gdzie między podwójnymi prowadnicami piórowymi i łożyskami osiowymi lub ramą wózka umieszczone są przekładki gumowe, a między każdym łożyskiem osiowym i ramą wózka umieszczona jest pionowa sprężyna podstawowa, znamienny tym, że między prowadnicami piórowymi (3) każdej z podwójnych prowadnic piórowych jest umieszczony am ortyzator stabilizujący, tłumiący poziome ruchy wzdłużne między łożyskami osiowymi (2) i ram ą (4) wózka. 2. Wózek według zastrz. 1, znamienny tym, że amortyzator stabilizujący wykonany jako dwustronnie działający tłumik hydrauliczny (9). 3. Wózek według zastrz. 1, znamienny tym, że amortyzator stabilizujący jest ukształtowany jako tłumik cierny ze sprężyną talerzową (10), powierzchnią cierną (11) i okładziną cierną (12). 4. Wózek według zastrz. 2, znamienny tym, że tłumik hydrauliczny (9) jest zamocowany jednym końcem na korpusie łożyska osiowego (2), a drugim końcem na ramie (4) wózka. 5. Wózek według zastrz. 3, znamienny tym, że tłumik cierny jest umieszczony między prowadnicami piórowymi (3) i leży na łożysku podwójnej prowadnicy piórowej, które to łożysko jest wyposażone w sprężystą przekładkę (7). 6. Wózek według zastrz. 1 albo 3 albo 5, znamienny tym, że tłumik cierny zamocowany jest z jednej strony na podwójnej prowadnicy piórowej (3), a z drugiej strony na korpusie łożyska osiowego (2). 7. Wózek według zastrz. 1 albo 3 albo 5, znamienny tym, że tłumik cierny zamocowany jest z jednej strony na podwójnej prowadnicy piórowej (3), a z drugiej strony na ramie (4) wózka. * * * Przedmiotem wynalazku jest wózek do szybkobieżnych pojazdów szynowych, w którym zestawy kołowe są połączone i prowadzone na ramie wózka za pomocą podwójnych prowadnic piórowych działających na łożyska osiowe, gdzie między prowadnicami piórowymi i łożyskami osiowymi lub ramą wózka umieszczone są sprężyste przekładki, a między każdym łożyskiem osiowym i ramą wózka umieszczona jest pionowa sprężyna podstawowa. Znane są wózki przedstawionego wyżej typu na przykład z opisu patentowego nr DE-PS 1755 072. W tych znanych wózkach podłużnice ramy wspierają się poprzez sprężyny na korpusach łożysk osiowych zestawów kołowych, przy czym korpusy te są prowadzone za pomocą wzajemnie równoległych prowadnic piórowych rozmieszczonych nad sobą w różnych płaszczyznach. Końce prowadnic piórowych po stronie przeciwległej do korpusów łożyskowych połączone są na stałe bez luzu i bez tarcia z koziołkiem będącym częścią ramy wózka. Na każdym korpusie łożyska osiowego jest sięgający poziomo w kierunku wzdłużnym między wolne końce piór prowadnicy nadlew oczkowy z pionowym otworem rozszerzającym się symetrycznie ku górze i ku dołowi, w którym znajduje się tuleja z materiału elastycznego. W tuleję tę mogą wchodzić koncentrycznie od góry i od dołu pierścienie zaciskowe o stożkowej powierzchni zewnętrznej, których mniejsze powierzchnie czołowe zwrócone są ku sobie. Natomiast na ich górne i dolne, zewnętrzne i większe powierzchnie czołowe mogą dociskać wolne końce piór prowadnicy dzięki śrubie sprężynującej. Przy tym pierścienic zaciskowe i wolne końce piór prowadnicy mogą być złączone w jedną całość wspierającą się poprzez tuleję na korpusie łożyska osiowego. Układ taki poprawia właściwości jezdne pojazdu szynowego przy dużych prędkościach dzięki podatnemu zamocowaniu prowadnic piórowych na korpusie łożyska osiowego, gdyż można uzyskać w ten sposób pewne samoczynne nastawienie promieniowe zestawów kołowych.
163 572 3 Dzięki umieszczeniu przekładek sprężystych istnieje możliwość przeniesienia zakresu rezonansu wózka w zakres prędkości, przez który według doświadczeń przechodzi się w krótkim czasie przy rozruchu, a więc nie występuje on przy normalnej prędkości pojazdu szynowego. Zakres rezonansu można nastawić dokładnie w ten sposób, że pierścienie zaciskowe zbliża się lub oddala od siebie w kierunku osiowym, przy czym następuje większe lub mniejsze odkształcenie tulei wykonanej z materiału elastycznego. Takie znane wcześniej prowadzenie zestawu kołowego stanowi kompromis między stabilnym, stosunkowo spokojnym biegiem zestawu kołowego na prostych i biegiem na łuku przy jak najmniejszych siłach tarcia. Sztywne wzdłużnie prowadzenie zestawu przy wysokiej stabilności biegu na prostej daje nieznaczne promieniowe nastawienie zestawów na łuku, natomiast przy elastycznie wzdłużnym prowadzeniu zestawu pogarsza się znacznie stabilność biegu, a więc i obniża się w dużym stopniu prędkość maksymalną, żeby uzyskać znacznie lepsze promieniowe nastawienie zestawów kołowych i zmniejszyć siły prowadzenia pojazdu po łuku torowym. Tak więc dla uzyskania wysokiej prędkości na prostej wybiera się możliwie sztywne kierowanie wzdłużne zestawów kołowych. To z kolei prowadzi do pogorszenia nastawienia promieniowego zestawów kołowych na łuku, a więc do zwiększenia sił prowadzenia po łuku toru i do zużycia obrzeży kołowych. Natomiast poprawiając nastawienie promieniowe zestawów kołowych trzeba liczyć się z pogorszeniem stabilności biegu zestawów na prostym torze, a więc i ze zmniejszeniem prędkości maksymalnej. Zadanie niniejszego wynalazku polega na tym, żeby w wózku wspomnianego na wstępie rodzaju wyeliminować opisaną wyżej, przeciwstawną charakterystykę biegu na prostej i na łuku poprzez zastosowanie odpowiednich, prostych środków konstrukcyjnych, oraz żeby przy stabilnym, spokojnym biegu na prostej z maksymalną prędkością uzyskać promieniowe nastawienie zestawów kołowych na łuku toru przy małych siłach prowadzenia po torze. Zgodnie z wynalazkiem zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że między prowadnicami piórowymi każdej z podwójnych prowadnic piórowych jest umieszczony am ortyzator stabilizujący tłumiący poziome ruchy wzdłużne między łożyskami osiowymi i ramą wózka. Przy tym według przykładu wykonania wynalazku amortyzator stabilizujący może być wykonany jako dwustronnie działający tłumik hydrauliczny. Według innego przykładu wykonania wynalazku, am ortyzator ma postać tłumika ciernego ze sprężyną talerzową, powierzchnią cierną i okładziną cierną. W przypadku wykorzystania tłumika hydraulicznego jako am ortyzatora stabilizującego jest on zamocowany jednym końcem na korpusie łożyska osiowego a drugim końcem na ramie wózka. W przypadku wykorzystania tłumika ciernego jako am ortyzatora jest on umieszczony między prowadnicami piórowymi i jest ułożony na łożysku podwójnym prowadnicy piórowej, które to łożysko jest wyposażone w sprężystą przekładkę. Tłumik cierny jest przy tym zamocowany z jednej strony na podwójnej prowadnicy piórowej, a z drugiej strony na łożysku osiowym lub ramie wózka. W trzecim przykładzie wykonania wynalazku tłumik cierny składa się z co najmniej dwóch naprężanych względem siebie sprężyn piórowych, które na swoich wzdłużnych końcach po obu stronach przylegają do umieszczonych w kierunku wzdłużnym wózka powierzchni ciernych korpusu łożyska osiowego i/lu b ramy wózka. Dzięki miękkiemu ukształtowaniu przekładni sprężystej można uzyskać prawie idealne nastawienie promieniowe zestawów kołowych przy minimalnym w ruchu pasażerskim promieniu łuku 250 m i przy dobrym rozłożeniu sił prowadzenia zestawu poprzedzającego i zestawu nadążnego. Wykonanie wózka według wynalazku pozwala też przejeżdżać większe łuki z większymi prędkościami, gdyż istnieją dostateczne rezerwy na przejęcie dynamicznych sił prowadzenia pochodzących od błędów w ułożeniu toru. Zmniejsza się też wyraźnie zużycie obrzeży kół. W wyniku umieszczenia amortyzatorów stabilizacyjnych są zachowane siły prowadzenia zestawów kołowych niezbędne dla ich stabilnego i spokojnego biegu na prostych. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wózek do szybkobieżnych pojazdów szynowych według wynalazku, widziany z boku, fig. 2 - układ prowadzenia zestawów kołowych wózka według fig. 1 w widoku z góry,
4 163 572 częściowo w przekroju, według pierwszego przykładu wykonania wynalazku, fig. 3 - układ prow a- dzenia zestawów kołowych wózka w przekroju wzdłuż linii III-III na fig. 2, fig. 4 - układ prowadzenia zestawów kołowych wózka z fig. 2, według drugiego przykładu wykonania wynalazku, w widoku z góry, fig. 5 - układ prowadzenia zestawów kołowych wózka w przekroju wzdłuż linii V-V na fig. 4, fig. 6 - układ prowadzenia zestawów kołowych wózka z fig. 1 w przekroju wzdłużnym, zgodnie z trzecim przykładem wykonania wynalazku, fig. 7 - układ prowadzenia zestawów kołowych wózka według fig. 6, częściowo w przekroju, w widoku z góry. Zestawy kołowe 1wózka są połączone z ramą 4 wózka i są kierowane poprzez łożyska osiowe 2 oraz poprzez umieszczone na nich poziomo podwójne prowadnice piórowe 3. Obie prowadnice każdej z podwójnych prowadnic piórowych 3 są nastawiane i sztywno mocowane na ramie 4 wózka poprzez płyty zębate 5. Na łożysku osiowym 2 prowadnice piórowe każdej z podwójnych prow adnic piórowych 3 są mocowane także nastawnie na płytach zębatych 6, ale za pośrednictwem przekładek sprężystych 7, korzystnie z gumy. Za pomocą śruby sprężynującej 8, która mocuje obie prowadnice piórowe na korpusie łożyska osiowego, można dokładnie naprężać przekładki sprężyste 7. Dobierając odpowiednio naprężenie śruby 8 można z kolei dokładnie nastawić poziomą sztywność wzdłużną przekładki sprężystej 7. Między dwiema prowadnicami piórowymi podwójnej prowadnicy piórowej 3 umieszczono tłumik hydrauliczny 9, który zamocowany jest przegubowo jednym końcem na ramie 4 wózka, a drugim końcem na łożysku osiowym 2. Tłumik hydrauliczny 9, działający dwustronnie, pracuje więc w poziomym kierunku wzdłużnym między ramą 4 wózka i korpusem łożyska osiowego 2. W pokazanym na fig. 4 i 5 przykładzie wykonania wynalazku zestaw kołowy jest również połączony poziomo z ramą 4 wózka i jest prowadzony poprzez korpus łożyska osiowego 2 i podwójną prowadnicą piórową 3, przy czym prowadnica ta jest zamocowana na ramie 4 wózka i na korpusie łożyska osiowego 2 jak w przykładzie wykonania wynalazku przedstawionym na fig. 2 i 3. Między płytami zębatymi 6 i korpusem łożyska osiowego 2 umieszczono również przekładki sprężyste 7. Między płytami zębatymi 6 i poziomym kołnierzem 2a korpusu łożyska osiowego 2 w tym przykładzie wykonania wynalazku umieszczono sprężyny talerzowe 10, które dociskają pierścienie cierne 11 z obu stron do okładzin ciernych 12 poziomego kołnierza 2a korpusu łożyska osiowego 2. Śrubą sprężynującą 8 można regulować sprężyny talerzowe 10, a więc i siłę nacisku powierzchni pierścieni ciernych 11 na okładzinę cierną 12. Płyty zębate 6 i śruba sprężynująca 8 są prowadzone luźno w otworze 13 poziomego kołnierza 2a korpusu łożyska osiowego 2, co umożliwia niezbędne odchylenie zestawu kołowego z łożyskiem osiowym 2 przy promieniowym nastawieniu zestawu kołowego podczas biegu po łuku. W przedstawionym na fig. 6 i 7 przykładzie wykonania wynalazku, zestaw kołowy 1jest znów zamocowany poziomo i prowadzony w ramie 4 wózka poprzez korpus łożyska osiowego 2 i podwójną prowadnicą piórow ą 3. Między dwiema prowadnicami piórowymi prowadnicy 3 umieszczono dwa łukowe pióra resorowe 15, które swoimi końcami wzdłużnymi przylegają bocznie do rozmieszczonych w kierunku wzdłużnym wózka powierzchni ciernych 16 korpusu łożyskowego 2 oraz powierzchni ciernych 17 ramy 4 wózka. Powierzchnie cierne 16 i 17 wyposażono korzystnie w okładzinę cierną. W środku długości łukowych piór resorowych 15 śruba nastawcza 18 napręża je wzajemnie w ten sposób, że powstaje określony nacisk na powierzchnie cierne 16 i 17. Boczne jarzma prowadzące 19 korpusu łożyska osiowego 2 oraz jarzma prowadzące 20 ramy wózka prowadzą łukowe pióra resorowe 15.
163 572 FIG 6 FIG 7 FIG S FIG 4
163 572 FIG 3 FIG 2 FIG 1 Departament W ydawnictw U P R P. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł