CZ20920U1

CZ20920U1 - Nápravnice kolejového vozidla, zejména nízkopodlažní tramvaje

Info

Publication number: CZ20920U1
Application number: CZ201022537U
Authority: CZ
Inventors: Šíma@Pavel
Original assignee: Mosled, S.R.O.
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2010-05-24

Description

Nápravnice kolejového vozidla, zejména nízkopodlažní tramvaje

Oblast techniky

Technické řešeni se týká nápravnice pro kolejová vozidla, zejména pro nízkopodlažní kolejová vozidla.

Dosavadní stav techniky

Jsou známé tažené nedělené duté nápravy kolejových vozidel. Duté nápravy se vyrábějí ze silnostěnných trubek jejich dalším tvářením a mechanickým opracováním, což je zdlouhavé, pracné a neekonomické. Např. podle patentového spisu CZ 54957 se vyrábí tažené duté nápravy, které nahrazují starší plné nápravy, a to tak, že tloušťky stěn nápravnice kruhového průřezu jsou přizpůio sobeny různým namáháním nápravy a zesíleny dovnitř, zvláště na vysoce namáhaném nábojovém sedle.

Dále jsou známé železniční nápravy, které se vyrábí volným kováním, načež se jako dokončující operace provede dokování nebo lisování v zápustkách, a to oboustranným nebo pouze jednostranným pěchováním do dělených zápustek. Taková náprava je známá např. z patentového spisu CZ

120679.

Nízkopodlažní tramvajová vozidla se v současnosti vyrábějí s nízkou podlahou ve většině délky vozidla, přičemž tato výška se pohybuje v rozmezí od 350 mm do 450 mm nad temenem kolejnice. Aby byla výška podlahy zachována v této standardní úrovni, jsou podvozky nízkopodlažních tramvají většinou vybaveny prolomenými nápravnicemi s volně uloženými páry kol, která mají společnou geometrickou osu otáčení, avšak jsou na samostatných Čepech. Tyto nápravnice nahrazují obvyklá dvojkolí, tedy dvojice kol nalisované na společných osách, a umožňují průchod podlahy v nízkopodlažní úrovni i v prostoru mezí koly. Takové nápravnice jsou popsány např. v patentu CZ 297213 a zveřejněné přihlášce vynálezu PV 2007-519.

Známé nápravnice tohoto druhu se vyrábí jako plné ocelové odlitky a jsou tvořeny dvěma rame25 ny, z nichž každé je opatřeno čepem pro uložení kola hlavou, pro osazení brzd a kapsou pro uložení pružiny. Ramena jsou navzájem spojena dvěma spojnicemi, které se vyrábí jako duté svařence z ohýbaných plechů.

Výhody známých odlévaných prolomených nápravnic spočívají zejména v jejich jednodušší výrobě, nižší ceně a dostatečné pevnosti. Nevýhodou je jejich vysoká hmotnost. Na jednom podvoz30 ku je 8 ks nápravnic, z nichž každá váží cca 346 kg. Velká hmotnost vede k vyšší spotřebě energie, zejména při rozjezdech.

Podstata technického řešeni

Úkolem tohoto technického řešení je vytvoření nápravnice, která by odstraňovala tyto nedostatky.

Tento úkol je vyřešen nápravnicí kolejového vozidla, zejména nízkopodlažní tramvaje, podle předloženého technického řešení. Jedná se o klasickou „prolomenou“ nápravnicí, sestávající z odlitků ramen spojených spojnicemi, které jsou snížené oproti čepům pro kola. Podstata tohoto technického řešení nápravnice spočívá v tom, že každé z ramen je opatřeno alespoň jednou odlehčovací dutinou, která je uspořádána mimo oblast průmětu čepu. Odlehčovací dutina nebo dutiny musí být voleny tak, aby byly plně zachovány mechanické a pevnostní hodnoty nápravnice. Snížení hmotnosti nápravnice přináší úspory spočívající ve snížení hmotnosti celé tramvaje, snížení provozní spotřeby energie a zvýšení přepravní kapacity.

Ve výhodném provedení je technické řešení aplikováno na nápravnicí, u které je každé z ramen tvořeno deskou se dvěma kapsami pro uložení pružin a s dvěma patkami pro připojení první spojnice a druhé spojnice. Z desky vystupuje hlava opatřená čepem a nálitkem pro brzdu. Experimentálně a výpočetně bylo ověřeno takové výhodné uspořádání odlehčovacích dutin, kde alespoň

-1 CZ 20920 Ul jedna odlehčovací dutina je vytvořena v tělese desky a/nebo hlavy a alespoň jedna odlehčovací dutina je vytvořena v alespoň jedné patce.

V dalším ještě výhodnějším provedení technického řešení je první odlehčovací dutina a/nebo druhá odlehčovací dutina vytvořena tak, Že její spodní část se rozkládá v tělese desky mimo oblast kapes a její homí část zasahuje do hlavy, kde se rozkládá mimo oblast průmětu čepu. Tato oblast ramene nápravnice se ukázala jako nejvhodnější pro lokalizaci odlehčovacích dutin při zachování pevnostních parametrů.

V nej výhodnějším provedení mohou být první odlehčovací dutina a druhá odlehčovací dutina uspořádány symetricky proti sobě vzhledem ke svislé rovině procházející osou čepu a mezi nimi je středová přepážka, která není pro funkci ramene bezpodmínečně nutná, takže obě dutiny mohou být propojené a mohou vytvářet jednu velkou středovou dutinu, avšak je výhodnější z pevnostního hlediska.

V dalším výhodném provedení nápravnice podle tohoto technického řešení jsou dvě odlehčovací dutiny, třetí a čtvrtá, vytvořeny v patkách ramen, kde na jedné straně tvoří otevřené otvory dutých ís patek, směřované ke spojnicím, a na druhé straně jsou uzavřeny dnem, které je v desce ramene odděluje od první odlehčovací dutiny, druhé oddělovací dutiny a od kapes.

Nakonec je výhodné, když i spojnice jsou odlitky a jsou opatřeny podélnými dutinami, které navazují na otevřená ústí odlehčovacích dutin v patkách.

Výhody odlehčené nápravnice podle tohoto technického řešení spočívají zejména v tom, že umožňuje maximální možné využití mechanických vlastnosti oceli při zachování dostupné a realizovatelné technologie odlévání a při dosažení podstatné snížení hmotnosti cca o 56 kg na jednu nápravnici, tedy o cca 448 kg na jeden podvozek. Tato úspora hmotnosti znamená jednak snížení ceny nápravnice, ale zejména přináší úspory finálnímu zákazníkovi, projevující se ve snížení hmotnosti celého kolejového vozidla, snížení provozní spotřeby energie a zvýšení přepravní kapacity.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí výkresů, na nichž znázorňuje obr. 1 perspektivní pohled na sestavu nápravnice, obr. 2 perspektivní pohled na sestavu nápravnice, obr. 3 perspektivní pohled na pravé rameno nápravnice, obr. 4 půdorys ramene nápravnice, obr. 5 řez rame30 nem rovinou E-E vyznačenou na obr. 4, obr. 6 boční pohled na rameno nápravnice, obr. 7 řez ramenem rovinou A-A vyznačenou na obr. 6 a obr. 8 podélný řez nápravnici vedený středem spojnice.

Příklady provedení technického řešení

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní příklady uskutečnění technického řešení jsou představovány pro ilustraci, nikoli jako omezení příkladů provedení technického řešení na uvedené případy. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zjistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním technického řešení, která jsou zde speciálně popsána. I tyto ekvivalenty mají tedy být zahrnuty v rozsahu tohoto technického řešení.

Nápravnice 1, znázorněná na obr. 1 v perspektivním pohledu na celou sestavu, je tvořená pravým ramenem 2 a levým ramenem 21, z nichž každé je opatřeno dvěma patkami 8. Protilehle uspořádané patky 8 jsou svařeny s první spojnicí 3 a druhou spojnicí 31. Ramena 2, 21 i spojnice 3, 31 jsou ocelové odlitky.

Ramena 2, 21 jsou tvořena základními deskami 7, ze kterých vybíhají horizontálně patky 8 pro přivaření spojnic 3, Γ. V okrajových částech desky 7 jsou dvě kapsy 6 pro uložení pružin systému odpružení podvozku. Z desky 7 vybíhá vertikálně hlava 9, nesoucí čep 4 pro kolo a nálitek 5 pro brzdu. Geometrická osa čepů 4 na protilehlých ramenech 2, 21 tvoří osu otáčení kol a je

-2CZ 20920 Ul umístěna nad úrovní spojnic 3, Γ, což umožňuje snížení podlahy u nízkopodlažních kolejových vozidel.

Odlehčení nápravnice 1 je vyřešeno vytvořením několika odlehčovacích dutin 10, 11, 13, 14 v ramenech 2,21 a dále podélnými dutinami 16 ve spojnicích 3, L.

První odlehčovací dutina 10 a druhá odlehčovací dutina LL jsou vytvořeny v ramenech 2, Γ proti sobě symetricky vůči středové rovině procházející geometrickou osou čepů 4. Obě dutiny 10, Ll mají v řezu dle obr. 4 a obr. 5 přibližně trojúhelníkovitý tvar, přičemž základna trojúhelníku tvořící spodní část dutiny 10, JL leží v desce 2 mimo oblast kapes 6 a vrchol trojúhelníku vybíhá do hlavy 9 mimo oblast průmětu čepu 6, Dutiny 10, Ll jsou uzavřené a první odlehčovací dutina io 10 je od druhé odlehčovací dutiny H oddělena středovou přepážkou 12 zvyšující pevnost odlitku ramene 2, 2\

Další odlehčení ramen 2, 21 tvoří třetí odlehčovací dutina 13 a čtvrtá odlehčovací dutina 14, které jsou vytvořeny v patkách 8. Vzhledem k tomu, že patky 8 jsou čtyrúhelníkového průřezu, je i profil odlehčovacích dutin 13, 14 Čtyřúhelníkový. Patky 8 jsou na svých koncích otevřené a odlehčovací dutiny j3, 14 procházejí po celé délce patek 8 až do desky 7, kde jsou uzavřeny dnem 15.

Spojnice 3, Γ mohou být vyrobeny z ohýbaného a svařeného plechu a tak vytvářet dutý čtyřúhelníkový profil s podélnou dutinou 16. Ve výhodném provedení jsou ale spojnice 3, 31 vyrobeny jako ocelové odlitky s podélnými dutinami 16, které navazují na otevřená ústí třetích odlehčova20 cích dutin 13 a čtvrtých odlehčovacích dutin 14 v patkách 8.

Průmyslová využitelnost

Odlehčenou nápravnici podle tohoto technického řešení lze využít jako nápravnici kolejových vozidel, zejména nízkopodlažních tramvají.

Claims

25 1. Nápravnice kolejového vozidla, zejména nízkopodlažní tramvaje, sestávající z ocelových odlitků ramen (
2, 2') spojených alespoň jednou spojnicí (3, 3') a opatřených čepy (4) pro kola, jejichž společná osa tvořící geometrickou osu otáčení kol leží nad úrovní spojnic (3, 3'), vyznačující se tím, že každé z ramen (2, 2') je opatřeno alespoň jednou odlehčovací dutinou (10,11,13,14), která je uspořádána mimo oblast průmětu čepu (4).

30 2. Nápravnice podle nároku 1, vyznačující se tím, že každé z ramen (2, 2') je tvořeno deskou (7) se dvěma kapsami (6) pro uložení pružin a s dvěma patkami (8) pro připojení první spojnice (3) a druhé spojnice (3') a hlavou (9) vystupující z desky (7) a opatřenou čepem (4) a nálitkem (5) pro brzdu, přičemž alespoň jedna odlehčovací dutina (10, 11) je vytvořena v tělese desky (7) a/nebo hlavy (9) a alespoň jedna odlehčovací dutina (13, 14) je vytvořena v

35 alespoň jedné patce (8).
3. Nápravnice podle nároku 2, vyznačující se tím, že první odlehčovací dutina (10) a/nebo druhá odlehčovací dutina (11) jsou vytvořeny tak, že jejich spodní část je v tělese desky (7) mimo oblast kapes (6) a jejich homí část vybíhá do tělesa hlavy (9) mimo oblast průmětu čepu (6).

40
4. Nápravnice podle nároku 3, vyznačující se tím, že první odlehčovací dutina (10) a druhá odlehčovací dutina (11) jsou uspořádány vůči sobě symetricky vzhledem ke svislé rovině procházející osou čepu (4) a jsou navzájem odděleny středovou přepážkou (12).

-3CZ 20920 Ul

5. Nápravnice podle alespoň jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že třetí odlehčovací dutina (13) a čtvrtá odlehčovací dutina (14) jsou vytvořeny v patkách (8), kde na jedné straně tvoří otevřené otvory a na druhé straně jsou uzavřeny dnem (15) oddělujícím je od první odlehčovací dutiny (10), druhé odlehčovací dutiny (11) a kapes (6).
5
6. Nápravnice podle nároku 5, vyznačující se tím, že spojnice (3,3') jsou tvořeny ocelovými odlitky s podélnými dutinami (16) navazujícími na otevřené otvory třetí odlehčovací dutiny (13) a čtvrté odlehčovací dutiny (14) v patkách (8).