PL248046B1

PL248046B1 - Freight wagon

Info

Publication number: PL248046B1
Application number: PL445993A
Authority: PL
Inventors: Denys Baranovskyi; Maryna Bulakh
Original assignee: Politechnika Rzeszowska Im Ignacego Lukasiewicza
Priority date: 2023-09-04
Filing date: 2023-09-04
Publication date: 2025-10-06
Also published as: PL445993A1

Abstract

Wagon towarowy zawiera układ hamulcowy (1), nadwozie i podwozie. Podwozie zawiera ostoję (2) i układ biegowy. Ostoja (2) ma postać sztywnej, prostokątnej ramy złożonej z belki grzbietowej, dwóch belek podłużnych – ostojnic, dwóch belek poprzecznych umieszczonych na końcach wagonu - czołownic oraz z co najmniej dwóch belek poprzecznych — poprzecznic oraz zawiera co najmniej dwa gniazda (7). Ostoja (2) jest podstawą wagonu i łączy ona nadwozie z układem biegowym. Do czołownicy zamocowany jest zderzak lub sprzęg (9) lub hak. Układ biegowy zawiera zestawy kołowe, łożyska osiowe oraz usprężynowanie. Każdy zestaw kołowy zawiera dwa koła (10), które zamocowane są na osi i zawieszony jest on w ramie wózkowej wózka (11). Każde koło (10) posiada od strony wewnętrznej obrzeże do zabezpieczenia przed zejściem z szyny. Ostoja (2) opiera się na ramie wózka (11), przy czym wózek (11) zawiera belkę skrętową (12), która umieszczona jest w gnieździe (7) ostoi (2). Ramy wózka (11) opierają się na zestawach kołowych za pomocą sprężyn nośnych. Nadwozie zawiera ściany boczne, ściany czołowe oraz podłogę nośną. Ostoja (2) wzmocniona jest co najmniej dwoma belkami ukośnymi - ukośnicami. Podłoga nośna nadwozia jest profilem, który jest symetrycznie do jego części środkowej, dwukrotnie, łukowato wygięty w stronę ściany czołowej.A freight wagon comprises a braking system (1), a body, and a running gear. The running gear comprises a frame (2) and a running gear. The frame (2) is a rigid, rectangular frame consisting of a spine beam, two longitudinal beams (side beams), two cross beams located at the ends of the wagon (head beams), and at least two cross beams (cross beams). It also comprises at least two sockets (7). The frame (2) is the base of the wagon and connects the body to the running gear. A buffer, coupler (9), or hook is attached to the head beam. The running gear comprises wheelsets, axle bearings, and suspension. Each wheelset comprises two wheels (10), which are mounted on an axle and suspended from the bogie frame (11). Each wheel (10) has a flange on the inside to prevent it from leaving the rail. The frame (2) rests on a bogie frame (11), with the bogie (11) comprising a torsion beam (12) positioned in the socket (7) of the frame (2). The bogie frames (11) rest on the wheel sets using supporting springs. The body comprises side walls, end walls, and a supporting floor. The frame (2) is reinforced with at least two diagonal beams. The supporting floor of the body is a profile that is symmetrically bent twice towards the central part of the body, arching towards the end wall.

Description

Przedmiotem wynalazku jest kolejowy wagon towarowy otwarty, który przeznaczony jest do transportu materiałów sypkich.The subject of the invention is an open railway freight wagon intended for the transport of bulk materials.

Z opisu patentowego JP2950794B2 znany jest wagon towarowy, w którym ściany boczne pełnią funkcję bocznych drzwi opuszczanych. Listwy zaciskowe w tym znanym wagonie zamontowane są odpowiednio na przedniej i tylnej krawędzi końcowej deski podłogowej, a dwa przednie i tylne łożyska są przymocowane co najmniej do dolnej powierzchni deski podłogowej nadwozia wagonu towarowego. Boczne drzwi opuszczane są zablokowane tak, że przesuwają się obrotowo w stosunku do deski podłogowej za pomocą co najmniej trzech części zespołu zamka, zaś ruch opuszczania i podnoszenia jest blokowany przez blokadę.Patent description JP2950794B2 discloses a freight car in which the side walls function as side drop doors. In this known car, the clamping strips are mounted on the front and rear end edges of the floorboard, respectively, and the two front and rear bearings are attached at least to the underside of the floorboard of the freight car body. The side drop doors are locked so that they pivot relative to the floorboard by at least three parts of a lock assembly, and the lowering and raising motions are blocked by the lock.

Z opisu patentowego EP1520765B1 znany jest wagon towarowy z urządzeniem rozłado wczym, szczególnie do transportu materiałów sypkich. Posiada on układ jezdny z ramą dolną oraz nadwozie z podłogą i ścianami bocznymi. Nadwozie wyposażone jest w co najmniej jeden zamykany otwór do napełniania i rozładunku wagonu. Podłoga ma postać gładkiej płyty, nachylonej w kierunku zamykanego otworu, przy czym może być ona wprowadzana w drgania wibracyjne w celu ułatwiania przepływu materiału sypkiego.Patent EP1520765B1 describes a freight wagon with an unloading device, particularly for transporting bulk materials. It comprises a running gear with a lower frame and a body with a floor and side walls. The body is equipped with at least one closable opening for filling and unloading the wagon. The floor is a smooth plate, inclined towards the closable opening, and can be vibrated to facilitate the flow of bulk materials.

W opisie patentowym PL192909B1 został ujawniony kolejowy wagon towarowy, zwłaszcza do transportu materiałów sypkich, który posiada zespół jezdny, podwozie i połączone z nim skrzynkowe nadwozie. Ten znany wagon kolejowy ma konstrukcję ramową z czołowymi ścianami bocznymi oraz ze słupkami ścian bocznych i łączącymi je górnymi podłużnicami. Ściany czołowe są jednolicie zamknięte, a jedna lub obie wzdłużne ściany boczne mają zamykalny otwór służący do załadowywania lub wyładowywania. Zamykalny otwór jest usytuowany w obszarze całej wzdłużnej ściany bocznej i zamknięty jest przez co najmniej dwie, odpowiadające sobie i przelotowo otwieralne klapy. Klapy zajmujące dolną połowę obszaru ściany bocznej osadzone są przegubowo na dolnej osi obrotowej przy podwoziu, a klapy zajmujące górną połowę obszaru ściany bocznej, w tej samej płaszczyźnie pionowej klap, osadzone są przegubowo na górnej osi obrotowej w obszarze górnej podłużnicy. Dolne klapy mają mniejszą wysokość i mniejszy ciężar od górnej klapy. Co najmniej przy jednej ze stron obu klap jest umieszczone urządzenie napędowe, stanowiące ósemkowo ułożony łańcuch, który połączony jest z obrotowymi wałkami poprzez koła łańcuchowe.Patent description PL192909B1 discloses a railway freight wagon, particularly for the transport of bulk materials, which comprises a running gear, a chassis, and a box-shaped body connected thereto. This known railway wagon has a frame structure with end side walls, side wall posts, and upper longitudinal members. The end walls are uniformly closed, and one or both longitudinal side walls have a closable opening for loading or unloading. The closable opening extends across the entire longitudinal side wall and is closed by at least two corresponding and through-opening flaps. The flaps occupying the lower half of the side wall area are pivotally mounted on a lower pivot axis near the chassis, while the flaps occupying the upper half of the side wall area, in the same vertical plane as the flaps, are pivotally mounted on an upper pivot axis near the upper longitudinal member. The lower flaps have a lower height and are lighter than the upper flap. At least on one side of both flaps there is a drive device, consisting of a figure-eight chain, which is connected to the rotating shafts via chain wheels.

Znane wagony towarowe, przeznaczone do transportu materiałów sypkich, dążą do doskonalenia konstrukcji nadwozia jedynie w celu skrócenia czasu ich załadunku lub rozładunku.Well-known freight wagons intended for the transport of bulk materials strive to improve the body design only to shorten the time of their loading or unloading.

Z opisu zgłoszeniowego wynalazku RU2651360C2 znany jest przegubowy wagon towarowy, który składa się z co najmniej dwóch części, z których każda składa się z nadwozia z ramą z umieszczonymi w ich konsolach urządzeniami udarowo-trakcyjnymi, w tym przekładniami pociągowymi osadzonymi na podwoziach i wyposażonymi w hamulec połączony sztywnym, jednoczęściowym zaczepem. Ten znany wagon ma większą nośność, jednak wymaga on wzmocnienia, zwłaszcza podwozia i torów.Patent application RU2651360C2 describes an articulated freight wagon consisting of at least two parts, each consisting of a body with a frame and shock-traction devices mounted in their consoles, including traction gears mounted on the chassis and equipped with a brake connected by a rigid, one-piece coupling. This known wagon has a higher load-bearing capacity, but requires reinforcement, particularly of the chassis and tracks.

Z opisu zgłoszeniowego wzoru użytkowego RU179776U1 znany jest natomiast przegubowy wagon towarowy, który składa się z dwóch nadwozi, z których każde zawiera ramę, ściany boczne i czołowe oraz wyposażenie hamulcowe, podczas gdy dwa nadwozia połączone są jednym zespołem przegubowym i opierają się na jednym centralnym wózku. Ten znany wagon umożliwia zwiększenie pojemności nadwozia ale nie ma wpływu na zwiększenie jego nośności.Utility model application RU179776U1 describes an articulated freight wagon consisting of two bodies, each containing a frame, side and end walls, and braking equipment. The two bodies are connected by a single articulated assembly and rest on a single central bogie. This known wagon allows for increased body capacity but does not increase its load-bearing capacity.

W opisie patentowym PL242620B1 został ujawniony kolejowy wagon transportowy zwierający podwozie jezdne wyposażone w zespoły jezdne i środki sprzęgające z innymi wagonami lub szynowymi pojazdami napędowymi, oraz co najmniej jedną przemieszczalną, w kierunku prostopadłym do osi wzdłużnej podwozia, ruchomą platformę. Ponadto zawiera on co najmniej jeden układ napędowy, który ma co najmniej jeden silnik współpracujący z co najmniej jedną przekładnią cięgnową zawierającą zestaw kół przekładniowych, na których napięte jest co najmniej jedno cięgno napędowe połączone z ruchomą platformą, która wyposażona jest w co najmniej dwie belki z rolkami umieszczonymi w kierunku prostopadłym do osi wzdłużnej podwozia i połączonymi z układem napędowym poprzez co najmniej jedno cięgno napędowe. Rolki znajdują się od strony ruchomej platformy.Patent description PL242620B1 discloses a railway transport wagon comprising a running gear equipped with running gear units and means for coupling to other wagons or rail power vehicles, and at least one movable platform that can be moved in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the running gear. Furthermore, it comprises at least one drive system that has at least one motor cooperating with at least one cable transmission comprising a set of gear wheels on which at least one drive cable is tensioned and connected to the movable platform, which is equipped with at least two beams with rollers arranged in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the running gear and connected to the drive system via at least one drive cable. The rollers are located on the side of the movable platform.

Głównym problemem pojawiającym się podczas eksploatacji wagonów towarowych otwartych jest niska wartość wykorzystywania objętości użytkowej nadwozia ze względu na jego małą nośność.The main problem that arises during the operation of open freight wagons is the low value of utilizing the usable volume of the body due to its low load-bearing capacity.

Celem wynalazku jest opracowanie nowego wagonu towarowego, który będzie miał niższą masę własną, a jednocześnie będzie charakteryzował się zwiększeniem nośności wagonu.The aim of the invention is to develop a new freight wagon that will have a lower tare weight and at the same time will be characterized by an increased load-bearing capacity of the wagon.

Wagon towarowy zawierający układ hamulcowy, nadwozie i podwozie, które to podwozie zawiera układ biegowy i usytuowaną pomiędzy nadwoziem a układem biegowym ostoję, stanowiącą podstawę wagonu, przy czym ostoja ma postać sztywnej, prostokątnej ramy złożonej z belki grzbietowej, dwóch ostojnic, dwóch umieszczonych na końcach wagonu czołownic i z co najmniej dwóch poprzecznie oraz zawiera co najmniej dwa gniazda, zaś do czołownicy zamocowany jest zderzak lub sprzęg lub hak, a ponadto układ biegowy zawiera zestawy kołowe, łożyska osiowe oraz usprężynowanie, przy czym każdy zestaw kołowy jest zamocowany osią w ramie wózka, a każde koło posiada od strony wewnętrznej obrzeże zabezpieczające przed zejściem z szyny, a ponadto ostoja wagonu oparta jest na ramie wózka wyposażonego w belkę bujakową umieszczoną w gnieździe tejże ostoi, zaś rama wózka oparta jest na zestawach kołowych za pomocą sprężyn nośnych, a ponadto nadwozie zawiera ściany boczne, ściany czołowe oraz podłogę nośną, według wynalazku charakter yzuje się tym, że ostoja wyposażona jest w co najmniej dwie ukośnice, zaś podłoga nośna nadwozia jest profilem, który jest symetrycznie łukowaty w stosunku do jego środka, przy czym łuki podłogi nośnej skierowane są w stronę ściany czołowej.A freight wagon comprising a braking system, a body and a chassis, wherein the chassis comprises a running gear and a frame situated between the body and the running gear, constituting the base of the wagon, wherein the frame is in the form of a rigid, rectangular frame composed of a back beam, two side sills, two end beams placed at the ends of the wagon and at least two transverse ones, and comprises at least two sockets, and a bumper or a coupling or a hook is attached to the end beam, and furthermore the running gear comprises wheel sets, axle bearings and suspension, wherein each wheel set is mounted with an axle in the bogie frame, and each wheel has a rim on the inside protecting against leaving the rail, and furthermore the wagon frame is supported on a bogie frame equipped with a rocker beam placed in the socket of said frame, and the bogie frame is supported on the wheel sets by means of load-bearing springs, and furthermore the body comprises side walls, end walls and a load-bearing floor, according to the invention is characterized by the fact that the frame is equipped with at least two diagonals, and the load-bearing floor of the body is a profile that is symmetrically arched in relation to its center, with the arches of the load-bearing floor directed towards the front wall.

Korzystnie, podłoga nośna ma grubość co najwyżej 4 mm.Preferably, the load-bearing floor is at most 4 mm thick.

Nadwozie nowego wagonu towarowego, według wynalazku, dzięki nowemu ukształtowaniu jego podłogi nośnej, ma zmniejszoną masę własną o 3 do 5% mas. Ponadto, dzięki zastosowaniu nowego kształtu podłogi nośnej, wyeliminowana została konieczność stosowania podłużnie, do wzmocnienia ostojnicy, co również wpływa na zmniejszenie masy nadwozia o kolejne od 1 do 2% mas. Dzięki redukcji masy nadwozia zwiększeniu uległa nośność tego nowego wagonu towarowego o od 1,4 do 2,5 tony.The body of the new freight wagon, according to the invention, has a 3 to 5% weight reduction thanks to the new shape of its load-bearing floor. Furthermore, the new shape of the load-bearing floor eliminates the need for longitudinal reinforcement of the side rails, which also reduces the body weight by another 1 to 2%. This weight reduction increases the load-bearing capacity of this new freight wagon by 1.4 to 2.5 tons.

Przedmiot wynalazku, w przykładach wykonania, został przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wagon towarowy w widoku z boku, natomiast fig. 2 - ten sam wagon towarowy w przekroju poprzecznym wzdłuż osi A-A pokazanej na fig. 1.The subject of the invention, in embodiment examples, is shown in the drawing, where Fig. 1 shows a freight wagon in a side view, while Fig. 2 - the same freight wagon in a cross-section along the A-A axis shown in Fig. 1.

Wagon towarowy, według wynalazku, w pierwszym przykładzie wykonania zawiera układ hamulcowy 1, nadwozie i podwozie. Podwozie zawiera układ biegowy i usytuowaną pomiędzy nadwoziem a układem biegowym ostoję 2, stanowiącą podstawę wagonu. Ostoja 2 ma postać sztywnej, prostokątnej ramy złożonej z belki grzbietowej 3, dwóch ostojnic 4, dwóch umieszczonych na końcach wagonu czołownic 5 oraz dwóch poprzecznie 6 oraz zawiera dwa gniazda 7. Ponadto ostoja 2 wyposażona jest w ukośnice 8. Do czołownicy 5 zamocowany jest sprzęg 9 samoczynny, który służy do łączenia ze sobą wagonów oraz, z uwagi na wbudowany amortyzator, pełni role zderzaka. Układ biegowy natomiast zawiera dwa zestawy kołowe, łożyska osiowe oraz usprężynowanie. Każdy zestaw kołowy jest zamocowany osią w ramie wózka 11, a każde koło 10 posiada od strony wewnętrznej obrzeże zabezpieczające przed zejściem z szyny. Ostoja 2 wagonu oparta jest na ramie wózka 11 wyposażonego w belkę bujakową 12, która umieszczona jest w gnieździe 7 tej ostoi 2, zaś rama wózka 11 oparta jest na zestawach kołowych za pomocą sprężyn nośnych. Nadwozie natomiast zawiera dwie ściany boczne 13, prostopadłe do nich dwie ściany czołowe 14 oraz podłogę nośną 15, która połączona jest prostopadle ze ścianami bocznymi 13 i ścianami czołowymi 14. Podłoga nośna 15 jest profilem, który jest symetrycznie łukowaty w stosunku do jego środka, przy czym luki podłogi nośnej 15 są skierowane w stronę ściany czołowej 14. Wykonana jest ona ze stali węglowej i ma grubość 4 mm. Podłoga nośna 15, od obciążenia 80 kN, równomiernie rozłożonego na całej jej płaszczyźnie, wykazała, że maksymalne naprężenia równoważne wynoszą 210,7 MPa.A freight wagon, according to the invention, in its first embodiment comprises a braking system 1, a body, and a running gear. The running gear comprises a running gear and a frame 2 located between the body and the running gear, constituting the base of the wagon. Frame 2 is a rigid, rectangular frame composed of a top beam 3, two side beams 4, two end beams 5 and two transverse beams 6, and includes two sockets 7. Frame 2 is also equipped with diagonal beams 8. An automatic coupler 9 is attached to the end beam 5, which serves to connect the wagons and, due to the built-in shock absorber, acts as a buffer. The running gear comprises two wheelsets, axle bearings, and suspension. Each wheelset is mounted by an axle in the bogie frame 11, and each wheel 10 has a rim on the inside to prevent it from leaving the rail. The underframe 2 of the wagon is supported by a bogie frame 11 equipped with a rocker beam 12, which is placed in the socket 7 of this underframe 2, while the bogie frame 11 is supported on the wheelsets by means of load-bearing springs. The body, in turn, comprises two side walls 13, two end walls 14 perpendicular to them, and a load-bearing floor 15, which is connected perpendicularly to the side walls 13 and the end walls 14. The load-bearing floor 15 is a profile that is symmetrically arched in relation to its center, with the gaps of the load-bearing floor 15 directed towards the end wall 14. It is made of carbon steel and has a thickness of 4 mm. The load-bearing floor 15, from a load of 80 kN, evenly distributed over its entire surface, has demonstrated a maximum equivalent stress of 210.7 MPa.

Wagon towarowy, według wynalazku, w drugim przykładzie wykonania jest taki jak w przykładzie pierwszym z tym, że do czołownic 5 zamocowany jest sprzęg 9 półsamoczynny, a ponadto podłoga nośna 15 ma grubość 3 mm.The freight wagon according to the invention, in the second embodiment, is the same as in the first example, except that a semi-automatic coupler 9 is attached to the end carriages 5, and the load-bearing floor 15 is 3 mm thick.

Wagon towarowy, według wynalazku, w trzecim przykładzie wykonania jest taki jak w przykładzie pierwszym z tym, że do czołownic 5 zamocowany jest sprzęg 9, a ponadto podłoga nośna 15 jest wykonana ze stali stopowej o grubości 2 mm.The freight wagon according to the invention, in the third embodiment, is the same as in the first example, except that a coupler 9 is attached to the end carriages 5 and, in addition, the load-bearing floor 15 is made of 2 mm thick alloy steel.

Claims

1. A freight wagon comprising a braking system, a body and a chassis, the chassis comprising a running gear and a frame situated between the body and the running gear, constituting the base of the wagon, the frame being in the form of a rigid, rectangular frame consisting of a back beam, two side sills, two end beams placed at the ends of the wagon and at least two transverse ones, and containing at least two sockets, and a buffer or a coupling or a hook being attached to the end beam, and the running gear further comprising wheel sets, axle bearings and suspension, each wheel set being mounted with an axle in the bogie frame, and each wheel having a rim on the inside to prevent it from leaving the rail, and further comprising the wagon frame being supported on a bogie frame equipped with a rocker beam placed in a socket in that frame, and the bogie frame being supported on the wheel sets by means of load-bearing springs, and further comprising the body having side walls, end walls and a load-bearing floor, characterized in that the frame (2) is equipped with at least two diagonals (8), and the load-bearing floor (15) of the body is a profile that is symmetrically arched in relation to its center, with the gaps of the load-bearing floor (15) directed towards the front wall (14).

2. A trolley according to claim 1, characterized in that the supporting floor (15) has a thickness of at most 4 mm.