PL108228B1 - Sprzeg miedzywozkowy dla pojazdu szynowego intercar coupler for rail-vehicle - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sprzeg miedzywóz¬ kowy znajdujacy szczególne'"¦ zastosowanie w lo¬ komotywach, a sluzacy do zmniejszania sil prowa¬ dzacych oraz katów nabiegania wózków pojazdu szynowego podczas ruchu na krzywiznie toru.

Znanych jest kilka rozwiazan konstrukcyjnych sprzegu miedzywózkowego. Najpowszechniej sto¬ sowanym jest tzw. sprzeg dyszlowy skladajacy sie z dwóch dyszli, zazwyczaj wykonanych w ksztalcie trójkata, z których kazdy polaczony jest przegubowo z jedna z ram wózków w taki spo¬ sób, ze moze wychylac sie katowo wzgledem ramy wózka w plaszczyznie pionowej, natomiast nie moze sie przemieszczac wzgledem ramy wóz¬ ka w plaszczyznie poziomej. Miedzy wolnymi kon¬ cami dyszli zabudowany jest element sprezysty przenoszacy obciazenie z jednego wózka — za po¬ srednictwem dyszli — na drugi wózek.

Wlasciwy dobór parametrów tego elementu sprezystego (sztywnosc, napiecie wstepne, luz swo¬ bodny i sprezysty) decyduje o efektywnosci dzia¬ lania calego sprzegu miedzywózkowego.

Innym znanym rozwiazaniem jest sprzeg mie¬ dzywózkowy typu korbowego, którego glównym elementem jest wal wzdluznie usytuowany na lo¬ komotywie i ulozyskowany na ramie pojazdu w przypadku lokomotywy dwuwózkowej lub na ra¬ mie srodkowego wózka w przypadku lokomotywy trzywózkowej. Wal na swych koncach zaopatrzony jest w korby, z których kazda polaczona jest 10 19 20 z jednym z wózków. Polaczenie korb z wózkami jest niekiedy realizowane za posrednictwem ele¬ mentu sprezystego.

Innym rozwiazaniem sprzegu miedzywózkowego jest cieglo przekatnie usytuowane miedzy wózka¬ mi pojazdu, tak, ze laczy ono naprzemialegle narozniki ram wózków znajdujace sie przy czolo- wnicach polozonych blizej srodka lokomotywy.

Podobnie jak w poprzednich przypadkach cieglo polaczone jest niekiedy z wózkami za pomoca elementów sprezystych.

Opisane wyzej rozwiazania wykazuja pewne niedogodnosci. Sprzeg dyszlowy wymaga dla jego zabudowy i pracy swobodnej przestrzeni miedzy wózkami, a w przypadku gdy jej nie ma, na sku¬ tek umieszczenia innych urzadzen na podwoziu, konieczne jest takie jego usytuowanie, które po¬ woduje nadmierne zwiekszenie obciazenia ram wózków.

Podobne niedogodnosci ma sprzeg cieglowy. Na¬ tomiast sprzeg korbowy w rozwiazaniu lokomoty¬ wy dwuwózkowej powoduje powstawanie, w miejscu polaczenia elementów sprzegu dzwigni z pudlem, sil dzialajacych na pudlo, których skutkiem jest — w warunkach sprezystego po¬ przecznie polaczenia pudla z wózkiem — przesuw poprzeczny pudla wzgledem wózka. Przesuw ten zmniejsza w duzym stopniu efektywnosc dzialania sprzegu miedzywózkowego.

W przypadku lokomotywy z odpowiednio po- 108228108228 jemnymi zrzadzeniami; podwieszonymi do pudla w przestrzeni miedzywózkowej oraz z przesuwny¬ mi sprzezyscie w kierunku poprzecznym wózkami wzgledem nadwozia, zadne z opisanych wyzej urzadzen sprzegu miedzywózkowego nie nadaje sie do zastosowania. Powyzszych wad nie wykazu¬ je sprzeg wedlug wynalazku.

W sprzegu wedlug wynalazku ramy sprzega¬ nych wzajemnie wózków sa ze sprzegajacym je elementem polaczone za posrednictwem dwu wie¬ szaków. Kazdy z tych wieszaków jest polaczony przegubowo zarówno z rama wózka jak i sprze¬ gajacym elementem. Natomiast wszystkie przegu¬ by kazdego z wieszaków sa wzajemnie sprzezone twtorzac t uklad silowo zamkniety, zapewniajacy przeniesienie obciazenia w postaci pary sil, która dziala miedzy elementem sprzegajacym a rama wdzltaf*^ "" Korzystnie jest, gdy wieszak jest ulozyskowany z luzem poosiowym w co najmniej dwóch wspól¬ osiowych przegubach jak równiez zaopatrzony w wybierajace luz sprezyny.

Wieszak sprzegu miedzywózkowego wedlug wy¬ nalazku ma postac sztywnej lub sprezystej plyty sprzegajacej wzajemnie przeguby. Sprzezenie wza¬ jemne przegubów wieszaków w innej postaci wy¬ konawczej uzyskuje sie za posrednictwem elemen¬ tów sprezystych. Sprzezenie to stanowia dwa ra¬ miona polaczone nieobrolowo jl co najmniejL jed¬ nym elementem sprezystym. Jako element spre-' zysty stosuje sie drazek skretny, korzystnie usy¬ tuowany w osi jednej z par przegubów wieszaka, lub- dwa drazki skretne, przy czym drugi z tych drazków jest usytuowany w przestrzeni pomiedzy osiami obu par przegubów.

W jednym z rozwiazan polaczenie drazków skretnych z ramionami ma postac sprzegla prze¬ gubowego. W innym rozwiazaniu ramiona sa z drazkiem skretnym polaczone wahliwie w plasz¬ czyznie jego osi, przy czym pomiedzy tymi ra¬ mionami zamocowanymi do ramy wózka sa umieszczone sprezyny. Wzajemne polaczenie ra¬ mion w jednej z dalszych postaci wykonawczych sprzegu uzyskuje sie za pomoca plaskiej spre¬ zyny lub poprzez zaopatrzenie kazdego z tych ramion w poprzeczna belke, przy czym belki te polaczone sa ze soba za pomoca srubowej spre¬ zyny.

We wszystkich wyzej przedstawionych warian¬ tach konstrukcyjnych sprzegu wedlug wynalazku wieszaki z rama wózka i elementem sprzegajacym sa polaczone, w zaleznosci od rodzaju sprzezenia, przegubami plaskimi, przestrzennymi lub podat¬ nymi badz przegubami majacymi luz swobodny lub przesuw sprezysty po osi przegubów.

Podczas czynnego obrotu jednego z wózków po¬ jazdu wokól osi pionowej, na wieszaki dzialaja dwie pary sil, które powoduja obciazenie wiesza¬ ków momentem skrecajacym. Dzieki temu ramy wózków nie sa obciazone momentem gnacym, a jedynie silami wzdluznymi.

Wieszaki o konstrukcji wedlug wynalazku, zwlaszcza zawierajace sprezyste elementy sprzega¬ jace, sa elastyczne przy obciazeniu wzdluznym wzgledem osi podluznej pojazdu i wykonuja ruch wahadlowy wzgledem osi przegubów usytuowa¬ nych na ramie wózka.

Obciazenia sa przekazywane od sprzegu bezpo¬ srednio na ostojnice ramy wózka w plaszczyznie 5 najdogodniejszej z punktu widzenia jej wytrzyma¬ losci. Mozna dzieki temu odciazyc czolownice.

W konstrukcji wedlug wynalazku elementy sprzegajace sa usytuowane nisjso; a ich pozycja jest ograniczona od dolu jedynie przez wymaga¬ lo nia wynikajace z zarysu skrajni. Pozwala to na wykorzystanie miejsca pod pudlem , pojazdu na montaz róznych urzadzen, miedzy innymi takich jak zbiorniki wody, paliwa, skrzynie akumulato¬ rów. 15 Konstrukcja sprzegu miedzywózkowego bedaca przedmiotem wynalazku nie jest przeszkoda dla wlasciwej pracy aparatu pociagowego, to znaczy urzadzenia przekazujacego sily wzdluzne, czyli sile pociagowa, sile hamujaca, miedzy wózkami 20 a nadwoziem, nawet wtedy, gdy aparat-ten-.po¬ siada luzy konstrukcyjne, czy eksploatacyjne.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykla¬ dach wykonania na rysunkach, na którym fig. 1 przedstawia przyklad wykonania sprzegu miedzy- 25 wózkowego z dyszlowym elementem sprzegajacym, w stanie rozlozonym, w rzucie aksonometrycznym, pozostale figury przedstawiaja alternatywne przy¬ klady wykonania elementów skladowych sprzegu miejdzywózkowego wedlug wynalazku i tak fig. 36 '2 _ drugi przyklad' wykonania cieglowego ele¬ mentu sprzegajacego w rzucie aksonometrycznym, fig. 3 — drugi przyklad wykonania wieszaka z jednym drazkiem skretnym, usytuowanym w osi jednej z par przegubów, w rzucie aksonome- 35 trycznym, fig. 4 — trzeci przyklad wykonania wieszaka z dwoma drazkami skretnymi w rzucie aksonometrycznym, fig. 5 — czwarty przyklad wykonania wieszaka z wzajemnym polaczeniem ramion za pomoca plaskiej sprezyny, w rzucie 40 aksonometrycznym, fig. 6 — piaty przyklad wy¬ konania wieszaka z zastosowaniem sprezyny sru¬ bowej, w rzucie aksonometrycznym, fig 7 — przy¬ klad wykonania polaczenia poprzez sprzeglo prze¬ gubowe drazka skretnego z ramionami wieszaka, 45 fig. 8 — szósty przyklad wykonania wieszaka z ramionami wychylnymi w widoku wzdluz osi podluznej pojazdu, czesciowo w przekroju, a fig. 9 — siódmy przyklad wykonania wieszaka prze¬ suwnego wzdluz osi przegubu w widoku, czescio- 50 wo w przekroju.

Jak to uwidoczniono w przykladzie wykonania sprzegu miedzywózkowego, przedstawionym na fig. 1, ramy 1 i 1' dwóch wózków polaczone sa przegubowo z dyszlowym elementem sprzegaja- 55 cym 2, za pomoca dwu wieszaków 3 i 3' w po¬ staci sztywnych plyt. Wieszak 3 jest polaczony z rama 1 wózka za pomoca dwu przegubów plas¬ kich zrealizowanych w postaci lozyskowych tiilei 4 umocowanych do ramy 1 wózka oraz lozysko- 60 wanych czopów 5 umocowanych do wieszaka 3.

Wieszak 3 laczy sie z elementem sprzegajacym 2 za pomoca przegubów plaskich o konstrukcji ana¬ logicznej "jak wyzej opisano. Element sprzegajacy 2 jest wyposazony w czesci centralnej w przegub 05 6 o osi pionowej. '^".-V.*"^5 109228 Sprzeg miedzywózkowy dziala w nastepujacy sposób. Na luku toru ramy 1 i 1' wózków usta¬ wiaja sie pod katem wzgledem siebie. Poniewaz •ich wzajemna odleglosc jest ustalona za pomoca nieuwidocznionych na rysunku elementów kon- 5 stcukcyjnych pojazdu szynowego, wiec podczas ru¬ chu po, luku toru element; sprzegajacy % oddzialy- wuje na wieszaki 3 i 3' silami, których kierunek i zwr,ot przedstawiony jest za pomoca wektorów sil.F.lf Ft, Fj i F4. Sily te sa przekazywane przez 10 wieszaki 3 iir 3' na ramy \ i X wózków, przy czym Uklad sil zobrazowany jest wektorami sil FB, F6, F7 i F8. Wieszaki 3 i 3' podlegaja przy tym ob¬ ciazeniom skretnym, przy czym na ramy 1 i 1' wózków przenoszone sa tylko sily podluzne, do 15 czego konstrukcja tych ram jest przystosowana.

Wieszaki 3 i 3' pokazane na fig. 1 maja postac plyt sztywnyoh. W przypadku zastosowania plyt podobnej konstrukcji, lecz o niewielkiej grubosci uzyskuje sie, do zawieszenia elementu sprzegaja- 20 cego 2, wieszaki elastyczne przejmujace sprezyscie obciazenia skretne.

Na fig. 2 pokazano przyklad alternatywnego wykonania elementu sprzegajacego w postaci dwóch ciegiel 7 i 7', które moga zastapic element 25 sprzegajacy 2 pokazany na fig. 1.

Na kolejnych figurach rysunku przedstawiono przyklady wykonania wieszaków 3 i 3'.

Na fig. 3 pokazano drugi przyklad wykonania wieszaków 3 i 3'. Kazdy z nich sklada sie ze skret- 30 nego drazka 8 majacego dwa sztywno na nim osa¬ dzone ramiona 9. Konce drazka skretnego 8 sta¬ nowia lozyskowe czopy 5 przegubów. Drazek skretny 8 przejmuje obciazenia skretne wynikaja¬ ce z dzialania pary sil Ft i F2 lub F8 i F4. 35 \£ W trzecim: przykladzie wykonania przedstawio¬ nym na fig. Ay wieszaki 3 i 3' zaopatrzone sa w dwa drazki sfer^tne 8 i 8' laczace ramiona 9. Dra¬ zek skretny 8 znajduje sie w osi czopów lozysko¬ wych 5 przegubów, a draztk skretny 8' usytuowa- 40 ny jest w przestrzeni pomiedzy osiami czopów lo¬ zyskowych 5, a osiami dojnych przegubów lacza¬ cych ramiona 9 z elementecfei sprzegajacym 2.

W czwartym przykladzie wykonania przedsta¬ wionym na - f^i i-5, wieszaki 3 i 3' skladaja sie 45 z dwóch ramion 9 polaczonych wzajemnie za po¬ moca plaskiej sprezyny 10 osadzonej poza osiami dolnych i górnych przegubów 4 i 5. Sprezyna 10 przejmuje fifociazenia spowodowane dzialaniem pary sil F± f Ft lub F8 i F4. W przykladzie wyko- 30 ^ nania -wedlug fig. 6 wieszaki 3 i 3' skladaja sie z dwóch ramion 9, z których kazde jest zaopatrzo¬ ne w poprzeczna belke 11. Belki 11 obu ramion 9 sa wzajemnie polaczona srubowa sprezyna 12.

Belki 11 wiraz ze sprezyna. 12 przenosza obciaze- 65 nia skretne wynikajace z dzialania pary sil Ft i F2 lub F, i F4.

Na fig. 7 przedstawiono- przyklad polaczenia drazka skretnego 8 z famjionami 9 za pomoca przegubowego sprzegla l w, postaci osadzonego 60 sztywno na drazku skretnym 8 zebatego kola 13 o zarysie barylkowym, zazebionego z wewnetrz¬ nym wiencem zebatym Wykonanym w otworze ramienia 1B9. / W szóstym przykladzie wykonania wieszaka 3, 65 3', wedlug, fig. 8, polaczenie drazka 8 % kazdym z ramion 9 uzyskano w ten sposób, ze w drazku 8 wykonane sa dwa otwory o zarycie eliptycznym.

Przez kazdy z tych otworów przechodzi sworzen 14 osadzony w uchu 15 wykonanym na ^kojfyju ra¬ mienia 9. Konstrukcja taka pozwala na. wychyle¬ nie ramion 9 w plaszczyznie lezacej w osi draz¬ ka 8. Do lozyskowych tulei 4 w ramie 1 w$zka sa przytwierdzone dodatkowe ramiona 16. Po^ie^- dzy tymi ramionami 16, a ramionami 9 zainstalo¬ wane sa sprezyny 17 ograniczajace sprezyscie wajiliwe ruchy ramion 9.

W siódmym przykladzie wykonania wieszaka 3 i 3', przedstawionym na fig. 9 pomiedzy sztywno osadzonymi na skretnym drazku 8 ramionami 9, a lozyskowymi tulejami 4 zainstalowane sa spre¬ zyny 18. Wydluzone czopy lozyskowe 5 osadzone sa przesuwnie w tulejach 4. Taka konstrukcja u- mozliwia posuwisto-zwrotne rtfchy „_. wieszaka wzdluz osi skretnego drazka 8. ^ Zastrz,ezenia patentówe\ 1. Sprzeg miedzywózkowy dla pojazdu sryhtiwfe- go zmniejszajacy sily prowadzace i, katy nabiega¬ nia wózków podczas ruchu na krzyiyiznie toirju, w którym ramy dwu wzajemnie sprzeganych wÓzJtów sa polaczone przegubowo z elementem sprzegaja¬ cym, znamienny tym, ze ramy (1, 1*) sprzeganych wzajemnie wózków sa ze sprzegajacym je -«lerhen- tem (2), (7, 7') polaczone za posrednictwem Tlwu wieszaków (3, 3'), przy czym kazdy z tych wiesza¬ ków jest polaczony przegubowo zarówno z rama (1, l') wózka jak i sprzegajacym elementem (2), (7, 7'), a wszystkie przeguby (4, 5) kazdego z wie¬ szaków (3, 3') kazdego wózka sa wzajemnie sprze¬ zone tworzac uklad silowo zamkniety. 2. Sprzeg miedzywózkowy wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze wieszak (3, 3*) jest ulozyskowany z luzem poosiowym w co najmniej dwóch wspól¬ osiowych przegubach (4,* 5). 3. Sprzeg miedzywózkowy wedlug zastrz. 2, zna¬ mienny tym, ze wieszak (3, 3*) zaopatrzony jest w wybierajace luz sprezyny (19). / 4. Sprzeg miedzywózkowy wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze kazdy z wieszaków (3, 3*) ma po¬ stac sztywnej plytx sprzegajacej wzajemnie prze¬ guby (4, 5). 5. Sprzeg miedzywózkowy wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze kazdy z wieszaków (3, 3*) ma po¬ stac sprezystej plyty sprzegajacej wzajemnie prze¬ guby (4, 5). 6. Sprzeg miedzywózkowy wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze przeguby (4, 5) wieszaków (3, 3*) sprzezone sa za posrednictwem elementów sprezy¬ stych (8), (8'), (10), (12). 7. Sprzeg miedzywózkowy wedlug zastrz. 6, zna¬ mienny tym, ze sprzezenie przegubów (4, 5) sta¬ nowia dwa ramiona (9) polaczone nieobrotowo z co najmniej jednym elementem sprezystym (8), (8"), (10), (12). 8. Sprzeg miedzywózkowy wedlug zastrz. 7, zna¬ mienny tym, ze ramiona (9) polaczone sa wzajem¬ nie za pomoca co najmniej jednego drazka skret¬ nego (8).8 8 mienny tym, ze ramiona (9) sa z drazkiem skret¬ nym (8) polaczone wahliwie w plaszczyznie osi te¬ go drazka, przy czym pomiedzy ramionami (9) a ramionami (16) zamocowanymi do ramy (1, 1') wóz¬ ka sa umieszczone sprezyny (17). 13. Sprzeg miedzywózkowy wedlug zastrz. 7, zna¬ mienny tym, ze ramiona (9) polaczone sa wzajem¬ nie za pomoca plaskiej sprezyny (10). 14. Sprzeg miedzywózkowy wedlug zastrz. 7, zna¬ mienny tym, ze kazde z ramion (9) jest zaopatrzo¬ ne w poprzeczna belke (11), a belki (11) polaczone sa wzajemnie za pomoca srubowej sprezyny (12).