CS368291A3 - Railway vehicle wheel - Google Patents

Description

<?s 315 04 PJWiÁ í, ZSná 25 Železniční kolo

Oblast techniky

Vynález se týká železničního kola, tvořeného středemkola, obručí s nákolkem a pryžovým prstencem, který je umístěnmezi středem kola a obručí a který je v dané pozici ustavenpomocí přítlačného kroužku.

Dosavadní stav techniky

Dosud známé typy železničních kol jsou například tak zva-ná V-kola, u kterých dva pryžové prstence tvoří podobu velmiotevřeného písmene V, s ostatními prvky umístěnými mezi stře-dem kola a obručí. Úhel mezi pryžovými prstenci a osou kolabývá většinou 30°. Pryžové prstence jsou především při provo-zu volně přístupné vnějšímu tlaku a pružnost kol je velicenízká, obvykle 0,1 mm. Hlavním účelem kola je tlumení hluku.Charakteristickým pro pryžový materiál je pružnost v axiál-ním směru, kdy pryž je značně namáhána na smyk a vrací se dopůvodní polohy. V dalším případu je několik pryžových součástí umístěnopo obvodu prstence mezi středem kola a obručí a jsou namáhányna smyk, při kterém dochází k dobré pružnosti. Kolo tohototypu je samozřejmě značně složité a drahé, zvláště při vyso-kém zatížení.

Obecně řečeno, účelem vynálezu je vytvořit kolo tvořenéjednoduchým a celkově levným tvarem konvenčního V-kola, alemající větší pružnost v radiálním směru a lepší tuhost v axi-álním směru. Důležitá je rovněž schopnost nového kola pře-nášet velké zátěže. Všechny výše uvedené podmínky nelze dosáhnout dosudznámými cestami zvětšování úhlu mezi pryžovými obručemi aosou kola tak, že obruč je více namáhána na smyk nebo na 2 tlak při zatížení. Různou kombinací dvou pružných prstenců do jednoho a zvětšováním úhlu, jak je uvedeno výše, je možné případně dospět k obdobnému výsledku, jako při tvaru uvede- ném v přihlášce vynálezu SE-B-315 915.

Podstata vynálezu Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněnykolem podle vynálezu. Jeho podstatou je to, že je tvořeno pry-žovým prstencem ve tvaru axiálního kruhového tělesa, kteréčástečně zaplňuje volný prostor mezi středem kol a obručí.Kruhové těleso je opatřeno lemy ve tvaru tupého úhlu, skloně-nými zejména o 60° vůči ose kola, které jsou při montážilehce stlačitelné.

Pryžové kruhové lemy jsou namáhány při provozu kombino-vané na smyk (větší důležitost) a tlak (menší důležitost).Toto dává kolu pružnost například 0,5 až 1 mm, nebo více arovněž dostatečnou tuhost v axiálním směru. Jestliže je kolonamáháno větší zátěži, bude kruhové těleso odolnější tlakupůsobícímu na kolo a bude se jednat o progresivní pružnoucharakteristiku. V klasických V-kolech jsou pryžové prstenceve skutečnosti činné pouze v sousedství kontaktních bodů me-zi kolem a železnicí, přičemž v uvedeném zařízení pryžovélemy budou činné prakticky podél celého rotujícího obvodu.

Ve stávajících V-kolech šroubové spoje tlačí přítlačnýkroužek ke středu kola a tak tento celek drží uvnitř radiál-ní pryžový prstenec. V uvedeném řešení je pryžový prstenecrovněž přitlačován ke středu kola několika šroubovými spojirovnoměrně rozmístěnými podél středu, ale dříky všech šrou-bových spojů procházejí otvory v kruhovém tělesu pryžovéhoprstence, čímž je dosaženo dvojího efektu: je odstraněn ne-žádoucí pohyb pryžového prstence a je dosaženo velmi výhod-ného vyplnění prostoru. - 3

Dalšího zabezpečení proti nežádoucímu vzájemnému posu-vu mezi pryží a kolem (skluzu a prokluzu) rovněž v radiálnímsměru je v souladu s vynálezem dosaženo tak, že plochy stře-du kola, obruče a/nebo přítlačného kroužku, které jsou urče-ny pro kontakt s pryžovým prstencem s lemy, jsou opatřenykruhovými drážkami.

Další výhodou kola podle vynálezu je to, že v podstatěaxiální plocha středu kola v místě kontaktu s kruhovým těle-sem pryžového prstence je lehce zkosena. Touto cestou je do-sažena zaručená kompenzace axiální síly z kontaktu nákolkukola s kolejnicí při rotaci kola a zároveň je montáž pryžo-vého prstence snazší. Přehled obrázků na výkresech

Zařízení podle vynálezu bude dále podrobněji popsánopodle přiložených výkresů konkrétního příkladu provedení,kde na obr. 1 je znázorněno v nárysu kolo podle vynálezu, naobr. 2 je znázorněno ve zvětšení toto kolo v řezu II-II v bo-korysu, na obr. 3 je znázorněn v bokorysu řez III-III jinourovinou tohoto kola a na obr. 4 je znázorněn řez pryžovýmprstencem podle vynálezu před jeho montáží. Příklady provedení vynálezu Příkladné železniční kolo podle vynálezu je tvořeno pře-devším středem 1_ kola, obručí 2 s nákolkem, pryžovým prsten-cem a přítlačným kroužkem 4·

Pryžový prstenec i je v podstatě kruhové těleso ,z kterého vystupují dva zúžené lemy 3'' směrem k jízdní plo-še, v případě spojení. Přítlačný kroužek 4 je pevně připojen k středu 1 kolapomocí šroubových spojů rovnoměrně rozmístěných podél kola, 4 jak je zřejmé z obr. 1. Každý šroubový spoj je tvořen šrou-bovým dříkem £, který spojuje střed 1 kola s maticí 6. Dřík£ prochází kruhovým tělesem 3 ' pryžového prstence 3 a pří-tlačným kroužkem 4 s kuželovou plochou a je spojen s maticí 6. Toto uspořádání zvyšuje flexabilitu a snižuje nutnostpřesné tolerance.

Na obr. 2 a obr. 3 jsou znázorněny kruhové drážky v ko-vovém povrchu středu 1 kola, obruči 2 a přítlačném kroužku 4ve spojení s pryžovým prstencem 3., jehož odpovídající plochyjsou rovné, jak je vidět z obr. 4, kde je znázorněn pryžovýprstenec 3. před montáží. Při montáži bude pryžový prstenec 2.vtlačen do drážek zvyšujících kontaktní plochu mezi pryží akovem tak, že vzájemný prokluz a skluz bude minimalizován. Z obr. 4 je rovněž zřejmé, že kruhové těleso Jz pryžo-vého prstence J může být opatřeno kruhovým vybráním tak, žeplocha v případě stlačování zařízení, které může být místně10 až 20 %, v prostoru opatřeném kovovými částmi, v tétooblasti není plně zaplněna pryží. Rovněž průměr dříků £ jemenší než průměr odpovídajících otvorů v pryžovém prstenci 3.Touto cestou je sníženo napětí v této oblasti.

Pryž má dvakrát a více větší pevnost v tlaku než vestřihu. Volba úhlu 60° mezi osou kola a všemi pryžovými lemy3 z z vytváří geometrii vedoucí afcomaticky k dvakrát tak vyso-kému tlaku v kruhovém tělesu Jz vzhledem k tlaku v lemech3 z z. oproti střihu.

Tvar pryžového prstence 3. s poměrně širokým kruhovýmtělesem 3/, obruče 2. s velkou příčnou plochou uvnitř lemů takovou, že obruče 2 - jejich vlastní povrch - má vevýsledku velkou pevnost a tuhost při zachování bezpečnostia výhodného rozložení tlaku v pryži. 5

Montáž kola je jednoduchá: pryžový prstenec J je nej-dříve nasazen na obruč 2, načež je tato skupina umístěna nastřed 1 kola s předem připravenými dříky 5 procházejícímiotvory v pryžovém prstenci a nakonec je nasazen přítlačnýkroužek 4, který je přitažen proti opěrné ploše středu 1maticemi 6, tak, že je dosažen požadovaný přítlačný tlakv pryži a materiál pryže je zatlačen do drážek v kovovýchčástech. V uvedeném případu jsou tři drážky na vnitřní plošepryžového lemu a jedna drážka na vnější straně. Početdrážek může být různý.

Pryžový prstenec je po montáži dokonale symetrický,jak je zřejmé z obr. 4. Z obr. 2 a obr. 3 je vidět, žev podstatě axiální plocha středu 1 kola spojená s kruhovýmtělesem 2.' pryžového prstence 2 má určitý sklon nebo úkos,který umožňuje dvakrát zjednodušit montáž a využít určitouboční sílu potřebnou k potlačení vedlejší síly vycházejícíze spolupůsobení mezi lemy kola, na obruči 2, a kolejnici,po které se kolo pohybuje.

Skutečnost, že dříky % procházejí pryžovým prstencemi je později výhodná při zamezení rotačního posuvu, přičemžje zároveň velmi účelně vyplněn daný prostor. Vyšší bezpeč-nosti proti posuvu při rotaci může být dosaženo spojenímpryžového prstence 2. 3 obručí 2. V uvedeném kolu s tvarem V, kde jsou dva pryžové prsten-ce 2. umístěny mezi osu kola a obruč ve tvafu V a kde je úhelmezi všemi rotujícími útvary a osou kola mnohem menší nežu stávajících tvarů, například 30° nebo méně, je pryž namá-hána především v tlaku, který dodává kolu pouze malou pruž-nost v radiálním směru a větší a nežádoucí pružnost v axiál-ním směru, kde je pryž více namáhána na smyk. V uvedeném tvaru je pouze pryž v pryžových lemech 3znamáhána při normálním provozu kola, protože kruhové těleso -ο- χ' není zcela zatlačeno do jeho prostorů. Z toho vyplýváskutečnost, že pryž v lemech 3 '' je namáhána především nasmyk, při kterém je materiál více pružný. Je tak dosaženavětší elasticita v radiálním směru než u klasických tvarůa větší tuhost v axiálním směru. Pouze když je kolo namáhánovětším zatížením, kruhové těleso X začíná působit mnohemúčinněji pod tlakem a představuje pak kolo s progresivnípružnou charakteristikou. V daných tvarech kola s tvarem V jsou pryžové prstencestlačovány pouze v okolí spojových míst mezi kolem a želez-nicí a jsou prakticky bez zatížení během zbývající doby ro-tačního pohybu. Při uvedeném tvaru je smyková sila - v ne-vhodných směrech - prakticky v celých pryžových lemech 2."»což vede k rozložení zatížení a tlaku na větší plochu. V zobrazeném a popsaném tvaru, pryžové lemy χ_ směřují k obruči 2.

Průmyslové využitelnost Železniční kolo podle vynálezu nalezne uplatnění přede-vším v železniční dopravě.

Claims (4)

1. 71/36X2

   - 7 - PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Železniční kolo tvořené středem kola, obručí s nákolkema pryžovým prstencem, který je umístěn mezi střed kolaa obruč a který je v daném místě přidržován přítlačnýmkroužkem, vyznačující se tím, žepryžový prstenec (3) je tvořen axiálním kruhovým tělesem□ '), které částečně zaplňuje volný prostor mezi středem(1) kola a obručí (2), přičemž kruhové těleso (3 ') jeopatřeno lemy (3^) ve tvaru tupého úhlu skloněnýmizejména o 60°, vůči ose kola a které jsou při montážilehce stlačitelné.
2. 2. Železniční kolo podle bodu 1, u něhož je přítlačný krou-žek (4) přitlačen k středu (1) kola několika spojovacímiprvky rovnoměrně rozmístěnými podél kola, vyzna-čující setím, že spojovací prvky ve tvarudříků (5) jsou umístěny v otvorech v kruhovém tělesu (3*)pryžového prstence (3).
3. 3. Železniční kolo podle bodu 1 nebo 2, vyznačujíc í se t í m , že plochy středu (1) kola, obruče(2) a/nebo přítlačného kroužku (4) určené pro kontakts pryžovými kruhovými lemy (3ZZ) jsou opatřeny kruhovýmidrá žkami.
4. 4. Železniční kolo podle všech předchozích bodů, vyzná- -čující se tím, že v podstatě axiální plochastředu (1) kola v místě kontaktu s kruhovým tělesem (3 )pryžového prstence (3) je lehce zkosena.

   i rň i»· < <—-c ΓΓ < > !O i rc Ό 9 i