CZ21145U1 - Odlehčený díl tramvajové skříně - Google Patents

Description

Odlehčený díl tramvajové skříně

Oblast techniky

Technické řešení se týká odlehčeného dílu tramvajové skříně.

Dosavadní stav techniky

V součastné době se u tramvajových souprav řeší snížení hmotnosti a tím zamezení negativního vlivu na kolejový svršek a také se řeší problémy s nastupováním hendikepovaných ěi imobilních cestujících do vozidel městské hromadné dopravy. Hlavním problémem bylo vyřešit díly bez náprav a uložení rozvodů popřípadě pohonné jednotky dosud uložených pod podlahou vozu, což znesnadňovalo jeho snížení. Existují nové soupravy, které díky vhodnějšímu rozložení zmíněio ných částí jejíž možno považovat za bezbariérové. Tyto vozy jsou ovšem vyrobeny jako svařence podlahových, bočních a střešních dílců, takže jsou náročné na výrobu, drahé a těžké. Nehledě na tuto nevýhodu je výměna vozového parku pro mnoho provozovatelů městské dopravy příliš nákladná. Je tedy třeba najít takové řešení, které by umožnilo úpravu stávajících typů vozidel s co nej menšími náklady na přestavbu a výrobu bezbariérového dílu skříně soupravy.

Spisy CZ-U1-12487, CZ-U1-12599 a CZ-U1-14919 představují tříčlánkové tramvajové vozidlo s nízkopodlažním středním dílem. Snížení podlahy je dosaženo vhodnějším rozmístěním podvozku, jež leží na spojnici dvou sousedních článků, tak, že do odlehčeného dílu zasahuje náprava pouze jedním kolem a to umožní snížení podlahy. Snížený díl je však stále opatřen částí podvozku a svou konstrukcí se jedná o svarenec z ocelových plechů.

Spis CZ-U1-13598 představuje vícečlánkové tramvajové vozidlo, kde jsou vřazeny krátké nízkopodlažní články bez podvozku s pouhým zavěšením na dvou sousedních nosných článcích. Tím se střední článek zjednodušuje a jelikož nevyžaduje podvozek, umožňuje podstatné snížení podlahy. Konstrukce článkuje však opět svarenec z ocelových dílů. Svařence jsou však drahé, těžké a složité na výrobu.

Spis WO 9823475 představuje vozovou skříň kolejového vozidla vytvořenou z podvozku, jednodílné nebo vícedílné podlahové desky, z bočních stěnových částí a ze střechy. Jedná se o stavebnicový systém, který však neřeší samotnou konstrukci ploch a jejich výrobu, jež by byla vzhledem k velkému počtu dílů složitá.

Spis CZ-B1-169932 představuje nosnou sendvičovou konstrukci pro kolejová vozidla, sestávající se ze dvou vrstev ocelových plechů, mezi kterými je nosné jádro ze zpěněné plastické hmoty. Pro dokonalé slepení jednotlivých částí k sobě, jsou vnitřní plochy krycích vrstev opatřeny vrstvou lepidla, například polyvinylacetátového lepidla, do níž jsou vloženy Částice ve tvaru kuliček, zasahujících do nosného zpěněného jádra. Částice tvaru kuliček jsou zhotoveny z plastické hmoty nebo slepeny z písku. Tím, že zasahují do nosného jádra, dobře odolávají smykovým na35 pětím. Nevýhodou je potřeba právě zmíněných kuliček.

Spis WO 01062570 představuje způsob výroby plošného elementu pro vozové skříně v sendvičové konstrukci, popisující jednotlivé fáze lepení a mechanického spojování hrbolatých plechů s vnějším opláštěním. Tento způsob je však již zastaralý a materiál těžký a neforemný.

Podstata technického řešení

Cílem tohoto technického řešení je představit nový typ nízkopodlažního odlehčeného dílu tramvajové soupravy odstraňujícího zmíněné nedostatky.

Výše zmíněné nedostatky stávajících typů nízkopodlažních kabin a jejich výroby odstraňuje do značné míry odlehčený díl tramvajové skříně, jehož podstata spočívá v tom, že podlahový modul i stropní modul jsou vyrobeny jako samonosné a jednodílné dílce z kompozitu, v řezu ve tvaru písmene U, přičemž mezi těmito moduly jsou uspořádány stranové sloupky.

-1CZ 21145 Ul

Ve výhodném provedení je podlahový modul i stropní modul odlehčeného dílu tramvajové skříně dle technického řešení proveden jako tvarovaná laminátová stěna, přičemž na jejich vnitřních a vnějších plochách jsou uspořádány výztužné skelné tkaniny.

Ve výhodném provedení je dno podlahového modulu odlehčeného dílu tramvajové skříně dle technického řešení podélně opatřeno pultruzními trámky ze skelného laminátu.

Ve výhodném provedení se odlehčený díl tramvajové skříně dle technického řešení dále sestává z čelních trámů, nosných traverz a čelních desek, přičemž všechny tyto dílce jsou také provedeny jako kompozitové díly.

Ve výhodném provedení jsou čelní trámy odlehčeného dílu tramvajové skříně dle technického ío řešení opatřeny úchyty.

Ve výhodném provedení je stranový sloupek odlehčeného dílu tramvajové skříně dle technického řešení dutý a sestává z polymerového profilu s na vnější a vnitřní straně nanesenou skelnou tkaninou s obsahem pryskyřice, s plochou pro uložení a lepení oken, přičemž sloupky jsou uspořádány v připravených dutinách v podlahovém modulu a stropním modulu pro další lepení, popří15 pádě mechanické smontování.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení bude dále přiblíženo pomocí výkresů, na kteiých obr. 1 představuje smontovaný díl tramvajové skříně podle technického řešení, obr. 2 znázorňuje podlahový modul, obr. 3 představuje střešní modul, obr. 4 představuje rez stranovým sloupkem, obr. 5 představuje způsob montáže kompozitového dílu tramvajové skříně, obr. 6 znázorňuje řez navíjecí formou a obr. 7 představuje půdorys navíjecího stroje podle technologie WiTec.

Příklady provedení technického řešení

Na obr. 1 je odlehčený díl 1 tramvajové skříně a je zde vidět že se sestává z podlahového modulu 2, střešního stropního modulu 3 a stranových sloupků 4, které vymezují vzdálenost mezi podla25 hovým modulem 2 a stropním modulem 3, čímž určují výšku celého dílu L Podlahový modul 2 i stropní modul 3 jsou vyrobeny jako samonosné a jednodílné dílce z laminátu. Na tyto dílce jsou poté připevněny čelní trámy 5 s úchyty 8, nosné traverzy 6 a čelní desky 7, případně další komponenty.

Na obr. 2 je detail podlahového modulu 2, kde je vidět, že je vytvořen jako jeden dílec, v řezu ve tvaru písmene „U“. Dále je na tomto obrázku vidět, že skořepinová stěna 9 z kompozitu je po celém profilu nepřerušena, takže, jak bylo uvedeno výše, jedná se o jednodílný celek. Při výrobě se na vnější a vnitrní plochy tvarované laminátové stěny 9 uloží výztužná skelná tkanina 10. Podlahový modul 2 je opatřen výřezy ϋ pro vložení oken. Z důvodu omezení průhybu podlahy jsou do dna podlahového modulu 2 podélně zakomponovány čtyři pultruzní trámky 28 ze skelné35 ho laminátu.

Na obr. 3 je vidět, že střešní modul 3 je proveden obdobně jako podlahový modul 2, tedy jako dílec ve tvaru písmene „U“ opatřený výřezy 12 pro umístění dveří, a jsou zde naznačeny i dutiny 17 pro sloupky, o Čemž bude pojednáno později.

Na obr. 4 je vidět řez stranovým sloupkem 4, který je dutý a sestává z polymerového profilu 13 s na vnější a vnitřní straně nanesenou skelnou tkaninou 14 s obsahem pryskyřice a dále je opatřen plochou 15 pro usazení a lepení oken 16.

Na obr. 5 je pak dobře patrné, jak budou spolu moduly 2 a 3 montovány. Sloupky 4 se zasouvají do připravených dutin 17 v podlahovém modulu 2 a stropním modulu 3, kde se lepí, popřípadě mechanicky smontovávají. Dutiny 17 jsou pro dosažení přesné polohy stranových sloupků 4 opatřeny dorazy 26. Dorazy 26 jsou nejlépe vidět na obr. 2.

-2CZ 21145 Ul

Stropní modul 3 a podlahový modul 2 jsou vyráběny pomocí navíjecí technologie WiTec, kdy se obecně navíjí na tm rotující kolem své osy vrstvy laminátu. V tomto případě nejdříve vrstva skelné tkaniny, potom pásy polymemí matrice s pryskyřicí a na konec opět přijde vrstva skelné tkaniny. Tento tm 18 je vidět na obr. 7. V detailuje tm 18 znázorněn na obr. 6, kde je vidět jak na něm vznikají kompozitové dílce. Tm 18 je osazen navíjecí formou 19 a tvarovými vložkami 20, jež slouží k dotváření požadovaných tvarů modulů a zajištění pevnosti povrchu formy 19. Po vytvrzení se v bodech 21 skořepina podélně prostrihne a po odjetí koncového ložiska 22 po kolejnici 23 ve směru šipky 24 se vzniklé dva díly odeberou. Pro snížení spotřeby laminátu je do míst výřezů JT, 12, které budou u konečných dílců vyříznuty, uložena na tm 8 a/nebo tvarovou io vložku výplň z pracovního materiálu, například papírová drť. Po ukončení navíjení a vytvrzení laminátu se pak tyto výplně snadno odstraní.

Vzhledem k obtížně vytvoříteInému konstantnímu tlaku na nabalovaný materiál u hranatých profilů byl tento způsob používán pouze pro oblé skořepiny. Tento problém byl vyřešen doplněním způsobu o vakuové zhutnění, kdy je nabalený materiál 25 na tmu 18 hermeticky zabalen tenkou t5 fólií 27, naznačenou na obr. 6. Z prostoru mezi tvrzeným materiálem 25 a fólií 27 je vysán vzduch. Velikost vakua je měřením kontrolována. Fólie 27 pak vlivem podtlaku vytváří na materiál po celém obvodu konstantní tlak, což zlepšuje proces vzájemného slepení všech vrstev a zhutnění stěny.

Výhodou takového řešení je váhová úspora nosné struktury odlehčeného dílu 1 bez snížení jeho pevnosti, zvýšená korozní rezistence bez dalších protikorozních opatření, nízký počet komponentů celé skříně a variabilita jejich průřezu.

Výhodou je také zajištění opakovatelné kvality kompozitu.

Další výhodou výše zmíněného odlehčeného dílu 1 tramvajové skříně je materiálová struktura, jež v případě vnějšího poškození úzce ohraničuje oblast bezprostředního kontaktu s kolidujícím předmětem, aniž by při tom docházelo k jakémukoliv ovlivňování sousedních struktur. Následná oprava je pak řešena podle stupně poškození.

Claims (5)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Odlehčený díl tramvajové skříně, který se sestává z podlahy, střechy a stranových prvků, vyznačující se tím, že jeho podlahový modul (2) i stropní modul (3) jsou vyrobeny

   30 jako samonosné a jednodílné dílce z kompozitu, v řezu ve tvaru písmene U, přičemž mezi těmito moduly (2, 3) jsou uspořádány stranové sloupky (4).
2. 2. Odlehčený díl tramvajové skříně podle nároku 1, vyznačující se tím, že podlahový modul (2) i stropní modul (
3. 3) jsou provedeny jako tvarované laminátové stěny (9), přičemž na jejich vnitřních a vnějších plochách jsou uspořádány vrstvy z výztužné skelné tkaniny (10).

   35 3. Odlehčený díl tramvajové skříně podle nároku 1, vyznačující se tím, že dno podlahového modulu (2) je podélně opatřeno pultruzními trámky (28) ze skelného laminátu.
4. 4. Odlehčený díl tramvajové skříně podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále sestává z čelních trámů (5), nosných traverz (6) a čelních desek (7), přičemž všechny tyto dílce jsou také provedeny jako kompozitové díly.

   40 5. Odlehčený díl tramvajové skříně podle nároku 4, vyznačující se tím, že čelní trámy (5) jsou opatřeny úchyty (8).

   -3CZ 21145 Ul

   6. Odlehčený díl tramvajové skříně podle nároku l, vyznačující se tím, že stranový sloupek (4) je dutý a sestává z polymerového profilu (13) s na vnější a vnitřní straně nanesenou skelnou tkaninou (14) s obsahem pryskyřice, s plochou (15) pro uložení a lepení oken (16), přičemž sloupky (4) jsou uspořádány v připravených dutinách (17) v podlahovém modulu
5. 5 (2) a stropním modulu (3) pro další lepení, popřípadě mechanické smontování.