PL199471B1 - Układ luźnego koła w pojazdach szynowych - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest uk lad lu znego ko la w pojazdach szynowych, sk ladaj acy si e z ko la (2) u lo zyskowanego obrotowo na czopie (4) osi (6), w szczególno sci wykorbionej osi bramowej, ze zwró- con a ku osi (6) stron a wewn etrzn a (12) i przeciwleg l a stron a zewn etrzn a (16), a tak ze ze srodków mocuj a- cych do ustalenia trzech urz adze n funkcjonalnych, a mianowicie uk ladu styków uziemiaj acych (18), uk ladu czujnikowego urz adzenia przeciwpo slizgowe- go i urz adzenia hamulcowego (22). Srodki mocuj ace maj a wspornik po laczony trwale czo lowo po ze- wn etrznej stronie (16) ko la (2) z czopem osiowym (4). Wspornik ma srodki ustalaj ace dla sta lych czesci skladowych (18a, 22a) wszystkich trzech urz adze n funkcjonalnych (18, 22), przy czym do ko la (2) s a przyporz adkowane dopasowane do rozmieszczenia sta lych czesci sk ladowych (18a, 22a) srodki ustalaj a- ce dla przynale znych, wiruj acych wraz z ko lem (2) czesci sk ladowych (18b, 22b) trzech urz adze n funk- cjonalnych (18, 22). PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ luźnego koła w pojazdach szynowych, składający się z koła ułożyskowanego obrotowo na czopie osi, w szczególności sztywnej, wykorbionej osi bramowej, ze zwróconą ku osi stroną wewnętrzną i przeciwległą stroną zewnętrzną, a także ze środków mocujących do ustalenia trzech urządzeń funkcjonalnych, a mianowicie układu styków uziemiających, układu czujnikowego urządzenia przeciwpoślizgowego i urządzenia hamulcowego.

W znanych układach luźnego koła tego rodzaju - zależnie od danego zastosowania i pomijając ewentualne środki napędowe w wersji napędzanej - można przewidzieć do trzech urządzeń funkcjonalnych, a mianowicie układ styków uziemiających i/lub układ czujnikowy urządzenia przeciwpoślizgowego (w rodzaju układu zapobiegającego blokadzie hamulców), i/lub urządzenie hamulcowe. Rozmieszczenie tych trzech urządzeń funkcjonalnych w znanych układach luźnego koła sprawiało dotychczas problemy polegające na tym, że ze względu na brak miejsca co najmniej jedno z tych urządzeń trzeba było umieścić zawsze po wewnętrznej stronie koła. Utrudniało to znacznie dostęp na przykład podczas prac konserwacyjnych i remontowych, a także podczas (pierwszego) montażu.

W opisie zgł oszenia patentowego nr EP 0856978 A ujawniono elektromotoryczny napę d piasty koła pojazdu, w którym na stronie zewnętrznej koła są usytuowane styk uziemiający i tarcza hamulcowa urządzenia hamującego. W opisie tym nie wspomina się ani o stacjonarnych elementach urządzenia hamującego, ani o elementach przeciwpoślizgowych. Uwaga ta dotyczy także rozwiązania ujawnionego w opisie zgłoszenia patentowego nr EP 0626286 A.

Celem wynalazku było opracowanie układu luźnego koła określonego wyżej rodzaju, w którym (co najmniej) wymienione trzy urządzenia funkcjonalne można umieścić w sposób zwarty i przejrzysty zapewniając znacznie lepszą dostępność.

Zgodnie z wynalazkiem uzyskuje się to w ten sposób, że układ luźnego koła w pojazdach szynowych, składający się z koła ułożyskowanego obrotowo na czopie osi, w szczególności wykorbionej osi bramowej, ze zwróconą ku tej osi stroną wewnętrzną i przeciwległą stroną zewnętrzną, a także ze środków mocujących do ustalenia trzech urządzeń funkcjonalnych, a mianowicie układu styków uziemiających, układu czujnikowego urządzenia przeciwpoślizgowego i urządzenia hamulcowego, charakteryzuje się tym, że środki mocujące mają wspornik połączony trwale czołowo z czopem osiowym po zewnętrznej stronie koła, przy czym wspornik ma środki ustalające dla stałych części składowych wszystkich trzech urządzeń funkcjonalnych, a do koła są przyporządkowane dopasowane do układu stałych części składowych środki ustalające dla przynależnych, wirujących wraz z kołem części składowych trzech urządzeń funkcjonalnych.

Korzystnie, ten wspornik ma zasadniczo postać tarczy kołowej oraz jest umieszczony pionowo i w szczególności współosiowo z osią obrotu koła.

Wspornik ten w korzystnym przykładzie wykonania wynalazku jest połączony bezpośrednio sztywno z czopem osiowym, w szczególności za pomocą śrub, kołków i/lub jest osadzony na wcisk.

Korzystnie też, między wspornikiem i piastą koła jest utworzona okrężna, współosiowa i w szczególnoś ci uszczelniona od zewną trz wnęka na pierś cień ś lizgowy, łączony jako wirująca część składowa układu styków uziemiających z piastą, i/lub na pierścień impulsowy łączony jako wirująca część składowa układu czujnikowego z piastą.

Ponadto korzystnie, pierścień ślizgowy i pierścień impulsowy mające różną średnicę są, lub też mogą być, umieszczone koncentrycznie razem w tej samej wnęce, przy czym korzystnie ta wnęka jest podzielona uszczelnieniem, w szczególności w rodzaju uszczelki labiryntowej.

W kolejnym korzystnym przykładzie wykonania wspornik ma otwór montażowy, w szczególnoś ci osiowo-równoległy, sąsiadujący w kierunku osiowym z pierścieniem impulsowym i usytuowany w strefie okręgu wyznaczonego przez ten pierścień, i stanowiący środek ustalający dla stałego odbiornika impulsów układu czujnikowego.

Ponadto korzystnie, wspornik ma co najmniej jeden otwór montażowy w szczególności osioworównoległy, sąsiadujący w kierunku osiowym z pierścieniem ślizgowym i usytuowany w strefie okręgu wyznaczonego przez ten pierścień, i stanowiący środek ustalający dla co najmniej jednego stałego styku ślizgowego układu styków uziemiających.

Wspornik korzystnie może mieć kilka, w szczególności cztery rozmieszczone na obwodzie w okreś lonym odstę pie ką towym otwory montażowe na kilka styków ś lizgowych.

PL 199 471 B1

W korzystnym przykładzie wykonania układ luźnego koła ma co najmniej jedną, mocowaną rozłącznie kołpakową osłonę styku ślizgowego, przy czym korzystnie po dwa styki ślizgowe mogą być przykryte wspólną osłoną po dwa styki ślizgowe.

Ponadto korzystnie, wspornik ma otwory ustalające usytuowane na określonym, zewnętrznym względem pozostałych środków mocujących obwodzie, i stanowiące środki do zamocowania stałego siodła urządzenia hamulcowego.

Jako wirująca część składowa urządzenia hamulcowego może być zamocowana na kole hamulcowa tarcza, przy czym tarcza biegnie po odsuniętym promieniowo od wspornika siodle hamulcowym.

Pierścień ślizgowy w korzystnym przykładzie wykonania wynalazku jest połączony elektrycznie z kołem i w szczególności sprężyście uło ż yskowaną obręczą kołową poprzez tor prądowy z obejściem łożyska tocznego koła.

Korzystnie, obracające się koło jest uszczelnione względem stałego wspornika poprzez uszczelnienie obwodowe.

Korzystnie, wspornik jest połączony samocentrująco z czopem osiowym, przy czym korzystnie wspornik jest osadzony bezluzowo za pomocą osiowego wieńca na czołowym końcu czopa osiowego.

Dzięki centralnemu wspornikowi przyporządkowanemu wspólnie do wszystkich trzech urządzeń funkcjonalnych, można korzystnie umieścić stałe części składowe tych urządzeń w sposób dostępny i przejrzysty po zewnętrznej stronie wózka jezdnego, co przynosi znaczne korzyści przy montażu oraz podczas prac konserwacyjnych i remontowych. Praktycznie we wszystkich przypadkach można korzystnie zastosować taki sam wspornik, przy czym można potem zamontować alternatywnie co najmniej jedno ze wspomnianych urządzeń funkcjonalnych, albo ewentualnie nie montuje się żadnego takiego urządzenia. Dotyczy to zarówno stałych elementów składowych, jak też przyporządkowanych do koła środków ustalających dla wirujących części składowych urządzeń funkcjonalnych.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ luźnego koła w przekroju w płaszczyźnie I-I według fig. 2, fig. 2 - widziane od strony czołowej w kierunku strzałki II według fig. 1 zasadnicze środki mocujące i fig. 3 - przekrój cząstkowy w płaszczyźnie III według fig. 2.

Na poszczególnych figurach rysunku takie same elementy oznaczono identycznymi odnośnikami.

Jak pokazano zwłaszcza na fig. 1, układ luźnego koła według wynalazku ma koło 2, które jest ułożyskowane obrotowo na czopie 4 sztywnej osi 6, w szczególności wykorbionej osi bramowej. Celem ułożyskowania obrotowego koło 2 z piastą 8 jest osadzone na czopie 4 za pośrednictwem łożysk tocznych 10. Dla stworzenia całej osi z luźnymi kołami, na przeciwległej, niewidocznej na fig. 1 stronie osi 6 wspiera się na czopie osi odpowiednie koło 2 ukształtowane w symetrii lustrzanej. Koło 2 ma zwróconą ku osi 6 stronę wewnętrzną 12 i osiowo, czyli w kierunku osi obrotu 14, przeciwległą stronę zewnętrzną 16. Ponadto, układ koła luźnego ma środek mocujący przeznaczony dla (co najmniej) trzech urządzeń funkcjonalnych, mianowicie dla układu styków uziemiających 18, układu czujnikowego 20 (impulsatora) urządzenia przeciwpoślizgowego w rodzaju systemu przeciwblokady hamulców (ABS) oraz dla urządzenia hamulcowego 22. Urządzenie hamulcowe 22 zaznaczono na fig. 1 tylko linią kreskową, a układ czujnikowy 20 jest najlepiej uwidoczniony na fig. 3.

Zgodnie z wynalazkiem jako środek mocujący przewidziano centralny wspornik 24 połączony trwale czołowo z czopem osiowym 4 po zewnętrznej stronie 16 koła 2. Wspornik 24 ma środki do ustalenia stałych części składowych 18a, 20a, 22a wszystkich trzech urządzeń funkcjonalnych 18, 20, 22. Przy tym do koła 2 są przyporządkowane środki ustalające dla przynależnych, wirujących wraz z kołem 2 części składowych 18b, 20b, 22b trzech urządzeń funkcjonalnych 18, 20, 22 rozmieszczonych odpowiednio do stałych części składowych 18a, 20a, 22a.

W przedstawionym, korzystnym ukształ towaniu wspornik 24 ma w zasadzie postać tarczy kołowej oraz jest umieszczony pionowo i w szczególności współosiowo z osią obrotu 14 koła 2. Wspornik 24 jest połączony bezpośrednio sztywno z czopem osiowym 4, w szczególności za pomocą śrub, kołków i/lub jest osadzony na wcisk. W przedstawionym przykładzie wspornik 24 jest osadzony bezluzowo i samocentrująco za pomocą osiowego wieńca 26 na czołowym końcu czopa osiowego 4 i jest przytrzymywany na przykład czterema osiowo-równoległymi śrubami 28, przy czym te śruby 28 przechodzą przez otwory przelotowe wspornika 24 i sięgają do otworów gwintowanych czopa 4. Śruby 28 swoimi łbami, w szczególności łbami sześciokątnymi, są wpuszczone celowo w zagłębienia wspornika 24.

Według fig. 1 i 3 między wspornikiem 24 i piastą 8 koła jest utworzona okrężna, współosiowa i w szczególności uszczelniona zewnętrznie wnęka 30 na pierścień ślizgowy 18b łączony jako wirująca część składowa układu 18 styków uziemiających z piastą 8 koła i/lub na pierścień impulsowy 20b,

PL 199 471 B1 łączony jako wirująca część składowa układu czujnikowego 20 z piastą 8 koła. W przedstawionym, korzystnym przykładzie realizacji oba wspomniane części składowe 18b i 20b są lub mogą być umieszczone w obrębie tej samej wnęki 30, przy czym są one ukształtowane koncentrycznie i mają różną średnicę. Ponadto korzystnie, wnęka 30 jest podzielona uszczelnieniem 32, tu mającym postać uszczelki labiryntowej, na dwie wnęki pierścieniowe. Pierścień ślizgowy 18b i pierścień impulsowy 20b mogą być połączone korzystnie z piastą 8 koła, w związku z czym w ukazanym przykładzie mają one kołnierzowe, zachodzące na siebie segmenty z otworami przelotowymi, przez które przechodzą śruby mocujące 34.

Na wsporniku 24 może być zamocowany co najmniej jeden styk ślizgowy 18a jako stała część składowa układu 18 styków uziemiających. Jak przedstawiono na rysunku, przewidziano jednak kilka, w szczególnoś ci cztery styki ślizgowe 18a rozmieszczone na obwodzie w określonym odstępie kątowym, z których każdy współpracuje z promieniową, płaską powierzchnią pierścienia ślizgowego 18b (patrz fig. 1). Wspornik 24 ma osiowo-równoległy, sąsiadujący w kierunku osiowym z pierścieniem ślizgowym 18b i usytuowany w strefie okręgu wyznaczonego przez ten pierścień, otwór montażowy 36 jako środek ustalający dla jednego lub każdego ze styków ślizgowych 18a. Styk lub każdy ze styków ślizgowych 18a jest ukształtowany na przykład jako zwykła szczotka węglowa. Dlatego z konieczności podczas współpracy z pierścieniem ślizgowym 18b występuje ścieranie. Jednak korzystnie uszczelnienie 32 zapobiega przedostawaniu się ścieru do innych wnęk i do strefy układu czujnikowego 20. Jako uszczelnienie 32 występ pierścieniowy 32a wspornika 24 sięga w kierunku osiowym do położonej w przybliżeniu promieniowo między pierścieniem ślizgowym 18b i pierścieniem impulsowym 20b strefy wnęki 30 w taki sposób, że powstaje labiryntowa szczelina uszczelniająca.

Ponadto dobrze jest, gdy wszystkie styki ślizgowe 18a są zamocowane na wspólnej, płytowej obsadzie szczotkowej 38, przy czym mogą być one zamocowane wspólnie na wsporniku 24 za pośrednictwem obsady szczotkowej 38. Według fig. 1 między obsadą szczotkową 38 i wspornikiem 24 znajduje się uszczelka 40. Ponadto, styki ślizgowe 18a mogą być przykryte, w szczególności parami przez kołpakową osłonę 42.

Jak widać na fig. 3, na wsporniku 24 w strefie sąsiadującej osiowo z pierścieniem impulsowym 20b może być zamocowany odbiornik impulsów 20a. W związku z tym wspornik 24 ma jako środek mocujący w szczególności osiowo-równoległy otwór montażowy 44 usytuowany w strefie okręgu wyznaczonego przez pierścień impulsowy 20b (patrz także fig. 2). Pierścień 20b jest ukształtowany ze środkami do wytwarzania zależnych od obrotu impulsów odbieranych przez odbiornik 20a, np. z uzębieniem albo z układem odpowiednio rozmieszczonych otworów.

Wspornik 24 ma wreszcie usytuowane na określonym, zewnętrznym względem pozostałych środków ustalających obwodzie otwory ustalające 46, patrz w szczególności fig. 2, przeznaczone dla stałego siodła 22a urządzenia hamulcowego 22 (patrz fig. 1). Jako wirująca część składowa urządzenia hamulcowego 22 może być zamocowana na kole 2 w szczególności tarcza hamulcowa 22b, przy czym tarcza 22b według fig. 1 biegnie po odsuniętym promieniowo od wspornika 24 siodle hamulcowym 22a. Tarcza hamulcowa 22b jest ukształtowana jako tak zwana tarcza kołnierzowa, która jest zamocowana na kole 2 za pośrednictwem promieniowego kołnierza mocującego, a właściwa tarcza 22b jest połączona z kołnierzem mocującym poprzez występ rurowy obejmujący piastę 8 koła.

W następnym korzystnym ukształtowaniu przewidziano, że pierścień ślizgowy 18b jest połączony elektrycznie z kołem 2 i w szczególności sprężyście ułożyskowaną obręczą kołową 48 poprzez tor prądowy z obejściem łożyska tocznego 10 koła 2. W związku z tym po pierwsze, łożyska toczne 10 mogą być izolowane elektrycznie względem koła 2 lub też piasty 8 koła. Po drugie, przewody elektryczne 50, zaznaczone tylko linią kreskową na fig. 1, mogą przebiegać od pierścienia ślizgowego 18b przez otwory piasty 8 z odizolowaniem i mogą być połączone z kołem 2 i obręczą kołową 48.

Ponadto korzystnie jest, gdy obracające się koło 2 jest uszczelnione od wewnątrz i zewnątrz względem stałego wspornika 24 poprzez uszczelnienie obwodowe 52. W przedstawionym na rysunku, korzystnym układzie wspornik 24 jest osadzony za pomocą zewnętrznego osiowego wieńca na rurowym występie piasty 8 koła, a między nimi znajduje się pierwsze uszczelnienie obwodowe składające się przykładowo z dwóch pierścieni uszczelniających. Ponadto, wspornik 24 chwyta wewnętrznym występem cylindrycznym za połączony z kołem 2 pierścień impulsowy 20b, a między nimi znajduje się drugie uszczelnienie, na przykład złożone również z dwóch pierścieni uszczelniających. Należało by jeszcze zauważyć, że oczywiście możliwe jest też promieniowo odwrócone rozmieszczenie pierścienia impulsowego 20b i pierścienia ślizgowego 18b, przy tym wtedy wewnętrzne uszczelnienie byłoby umieszczone między wspornikiem 24 i pierścieniem ślizgowym 18b.

PL 199 471 B1

Poza tym także pierścień ślizgowy 18b i/lub pierścień impulsowy 20b mogą być utworzone z segmentów pierś cieniowych przewidzianych jako jednoczęściowe w obrę bie piasty 8 koł a.

Wynalazek ten nie ogranicza się do konkretnego przedstawionego na rysunku i opisanego przykładu realizacji, lecz obejmuje też wszystkie funkcjonujące identycznie w myśl wynalazku odmiany realizacji. Poza tym wynalazek nie ogranicza się też do zdefiniowanej w części dotyczącej istoty kombinacji cech znamiennych, lecz może być też zdefiniowany przez każdą dowolną inną kombinację określonych cech ze wszystkich ujawnionych razem poszczególnych cech. Oznacza to, że w zasadzie można opuścić praktycznie każdą poszczególną cechę lub też można ją zastąpić co najmniej jedną poszczególną cechą ujawnioną w innym miejscu zgłoszenia.

Claims (14)

1. Układ luźnego koła w pojazdach szynowych, składający się z koła ułożyskowanego obrotowo na czopie osi, w szczególności wykorbionej osi bramowej, ze zwróconą ku osi stroną wewnętrzną i przeciwległą stroną zewnętrzną, a także ze środków mocujących do ustalenia trzech urządzeń funkcjonalnych, a mianowicie układu styków uziemiających, układu czujnikowego urządzenia przeciwpoślizgowego i urządzenia hamulcowego, znamienny tym, że środki mocujące mają wspornik (24) połączony trwale czołowo z czopem osiowym (4) po zewnętrznej stronie (16) koła (2), przy czym wspornik (24) ma środki ustalające dla stałych części składowych (18a, 20a, 22a) wszystkich trzech urządzeń funkcjonalnych (18, 20, 22), a do koła (2) są przyporządkowane dopasowane do układu stałych części składowych (18a, 20a, 22a) środki ustalające dla przynależnych, wirujących wraz z kołem (2) części składowych (18b, 20b, 22b) trzech urządzeń funkcjonalnych (18, 20, 22).

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, ż e wspornik (24) ma zasadniczo postać tarczy kołowej oraz jest umieszczony pionowo i w szczególności współosiowo z osią obrotu (14) koła (2).

3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że wspornik (24) jest połączony bezpoś rednio sztywno z czopem osiowym (4), w szczególności za pomocą śrub, kołków i/lub jest osadzony na wcisk.

4. Ukł ad wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e mi ę dzy wspornikiem (24) i piastą (8) koł a (2) jest utworzona okrężna, współosiowa i w szczególności uszczelniona od zewnątrz wnęka (30) na pierścień ślizgowy (18b), łączony jako wirująca część składowa układu (18) styków uziemiających z piastą (8) i/lub na pierścień impulsowy (20b), łączony jako wirująca część składowa układu czujnikowego (20) z piastą (8).

5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że pierścień ślizgowy (18b) i pierścień impulsowy (20b) mające różną średnicę są, lub też mogą być, umieszczone koncentrycznie razem w tej samej wnęce (30), przy czym korzystnie wnęka (30) jest podzielona uszczelnieniem (32), w szczególności w rodzaju uszczelki labiryntowej.

6. Ukł ad wedł ug zastrz. 4, znamienny tym, ż e wspornik (24) ma otwór montażowy (44) w szczególności osiowo-równoległy, sąsiadujący w kierunku osiowym z pierścieniem impulsowym (20b) i usytuowany w strefie okręgu wyznaczonego przez ten pierścień i stanowiący środek ustalający dla stałego odbiornika impulsów (20a) układu czujnikowego (20).

7. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że wspornik (24) ma co najmniej jeden otwór montażowy (36) w szczególności osiowo-równoległy, sąsiadujący w kierunku osiowym z pierścieniem ślizgowym (18b) i usytuowany w strefie okręgu wyznaczonego przez ten pierścień, i stanowiący środek ustalający dla co najmniej jednego stałego styku ślizgowego (18a) układu styków uziemiających (18).

8. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że wspornik (24) ma kilka, w szczególności cztery rozmieszczone na obwodzie w określonym odstępie kątowym otwory montażowe (36) na kilka styków ślizgowych (18a).

9. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, ż e ma co najmniej jedną, mocowaną rozłącznie kołpakową osłonę (42) styku ślizgowego, przy czym korzystnie po dwa styki ślizgowe (18a) mogą być przykryte wspólną osłoną (42) po dwa styki ślizgowe (18a).

10. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że wspornik (24) ma usytuowane na określonym, zewnętrznym względem pozostałych środków mocujących obwodzie otwory ustalające (46), stanowiące środki do zamocowania stałego siodła (22a) urządzenia hamulcowego (22).

11. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że jako wirującą część składowa urządzenia hamulcowego (22) może być zamocowana na kole (2) hamulcowa tarcza (22b), przy czym tarcza (22b) biegnie po odsuniętym promieniowo od wspornika (24) siodle hamulcowym (22a).

PL 199 471 B1

12. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że pierścień ślizgowy (18b) jest połączony elektrycznie z kołem (2) i w szczególności sprężyście ułożyskowaną obręczą kołową (48) poprzez tor prądowy z obejściem łożyska tocznego (10) koła (2).

13. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że obracające się koło (2) jest uszczelnione względem stałego wspornika (24) poprzez uszczelnienie obwodowe (52).

14. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że wspornik (24) jest połączony samocentrująco z czopem osiowym (4), przy czym korzystnie wspornik (24) jest osadzony bezluzowo za pomocą osiowego wieńca (26) na czołowym końcu czopa osiowego (4).