185013. lajstromszámú szabadalom • Vasúti jármű forgóváza és kocsiszekrénye közötti keresztgerenda
1 185 013 2 A találmány szekunder rugózású vasúti járművek forgóváza és kocsiszekrénye közötti kapcsolat olyan tökéletesítésére vonatkozik, ahol azok jelentó's relatív elfordulása ellenére „Flexicoil” jellegű szekunder szekrénytámrugó alkalmazható. A szekunder rugózással (más szóval a forgóváz és a kocsiszekrény közötti rugalmas kapcsolattal) szemben támasztott követelmények az alábbiak: — a kocsiszekrény megfelelő lágy függőleges rugózása; — a kocsiszekrényre ható keresztirányú dinamikus erőhatások csökkentése mérsékelt keresztirányú elmozdulás mellett; — jármű Itosszírányú vontató- vagy fékezőerők rugalmas átadása a forgóváz és a kocsiszekrény között; — a forgóváz befeszülésmentes beállása az előfordulható legkisebb pályaívekben is. E követelményekben jelentős ellentmondás: ha az előnyös „Flexicoil” (azaz hossztengelyükre merőlegesen is igénybevehető) szekrénytámrugók bármelyik ismert kivitelét (csavarrugó, légrugó stb.) alkalmazzuk, akkor ezek, különféle okok miatt lehetetlenné teszik a kisebb sugarú pályaívekben való üzemelést. A felsorolt követelményeket — bizonyos hiányosságokkal ugyan — már korábbi forgóvázkonstrukciók, így pl. a rugóval alátámasztott és ingás felfüggesztésű, keresztirányú lengésre is alkalmas kereszthimbák is teljesítették. E konstrukciók általános hátránya a bonyolultság, költségesség, a súrlódó elemek kopása miatt fenntartási igényesség, illetve korlátozott élettartam, a súrlódó elemek következtében bizonytalan mechanikai jellemzők, továbbá a nagy súly- és helyigény. A hagyományos, ingás felfüggesztésű forgóvázkonstrukciók e hátrányait számos mechanikus, vagy kombinált mechanikus-pneumatikus megoldással igyekeztek kiküszöbölni, azonban teljesértékű eredmény nélkül. Olyan forgóvázkonstrukcióknál ugyanis, amelyeknél a kocsiszekrény alátámasztására himbaszerkezet nélkül, tengelyükre merőlegesen is igénybevett „Flexicoil” típusú csavarrugókat alkalmaztak, a pályaívekben, a kanyarbeállásnál túl nagy ellenállás jelentkezett és az ébredő rugóerők jelentős nyomkaríma-kopásokat is okoztak. Más forgóváz konstrukcióknál (lásd 164.237 l.sz. magyar szabadalmi leírást) a forgóvázkeret és a kocsiszekrény közötti kapcsolatot csavarrugókból és azokra támaszkodó rétegelt gumirugókból képezték ki azzal a céllal, hogy a pályaívben fellépő elfordítási nyomaték csökkentése kedvezően biztosítható legyen. Ugyanitt a forgócsap helyén szabad függőleges- és keresztirányú elmozdulást és elfordulást, valamint a hosszirányú erők rugalmas átvitelét biztosító rétegelt gumirugókat helyeztek el. E konstrukció a felsorolt követelményeket ugyan teljesíti, azonban a forgóváz és a kocsiszekrény között csak mérsékelt relatív elfordulást tesz lehetővé, mivel nagyobb relatív elfordulásoknál a beépített rétegelt szekrénytám-gumirugók elvesztik stabilitásukat. így e konstrukció mindenféle (nagyvasúti, közúti, vasúti, földalatti gyorsvasúti stb.) szóbajöhető vasúti jármű típusnál univerzálisan nem alkalmazható. A találmány a fenti hátrány kiküszöbölését célozza és olyan kapcsolat létrehozására irányul, mely a himbaszerkezet nélküli kapcsolatok előnyeinek (kisebb súly, egyszerű szerkezet, fenntartási igénytelenség) megtartása mellett elvileg korlátlan relatív elfordulást is megenged. A találmány alapja az a felismerés, hogy a fentiekben ismertetett hátrányok kiküszöbölhetők és az összes felsorolt követelmények maradéktalanul teljesíthetők a forgóváz és a kocsiszekrény közötti térben elasztikus olyan kapcsolattal, amely ténylegesen kiképzett elfordulási középponttal és az előnyös „Flexicoil” típusú szekrénytámrugózással rendelkezik, mely utóbbit a pályaívekben történő, bármilyen mértékű relatív elfordulás nem érinti. E felismerés része, hogy a forgástest alakú elemekből ténylegesen kiképzett elfordulási középpont, illetve forgástengely bármelyik szerkezeti kivitelének (forgócsap, förgótányér, golyóskoszorú stb.) az elfordulási ellenállása jóval kisebb, mint a „Flexicoil” típusú szekrénytámrugózás elfordítási ellenállása. A kitűzött cél elérésére, illetve a találmányi gondolat szerkezeti megvalósítására a vasúti jármű kocsiszekrénye és forgóváza között korlátlan relatív elfordulást biztosító, forgástest alakú elemekből álló, ténylegesen kiképzett forgástengellyel rendelkező keresztgerendát hozunk létre, amelynek egyik fontos jellemzője, hogy a hosszirányú (vonó- és fékező) erőknek e bekötése erre a gerendára egyetlen közös vízszintes síkban történik, így a gerenda csavarást nem szenved, s a gerenda belsejében, a vontatási középre szimmetrikusan egy-egy fészket képezünk ki, s azokba fészkenként egy-egy, előnyösen állítható előfeszítésű rugalmas elempárt építünk be, melyek közé — a forgóvázkeret és a keresztgepfnda relatív elfordulásának megakadályozására - a forgóvázkerethez erősített egy-egy konzol bizonyos keresztirányú játékkal csatlakozik. A kocsiszekrény súlyterhelését a keresztgerendára a forgástest alakú forgástengelyelemek, a keresztgerendáról a forgóvázra az előbbiekbe besüllyesztett „Flexicoil” típusú szekrénytámrugók közvetítik. A találmány szerinti keresztgerendát célszerűen ábra segítségével ismertetjük. Az 1 kocsiszekrény alváza a 2 forgócsappal összeépítve süllyeszthető bele a 3 forgócsap-perselybe. Ennek az elempárnak a szerkezeti megoldása természetesen a rajztól eltérő számos más kivitel (forgótányér, golyóskoszorú stb.) is lehet. A kapcsolat egyik fontos jellemzője, hogy a 2 forgócsap és a 3 forgócsap-persely, mint forgástest alakú elemek, ténylegesen kiképzett forgástengelyt valósítanak meg. Utóbbi 3 forgócsap-persely a 4 keresztgerenda középpontjában helyezkedik el. Az 1 kocsiszekrény súlyát a 2 és 3 elemek a 4 keresztgerendára, majd innen az 5 (Flexicoil üzemmódú) szekrénytámrugókon keresztül a 6 forgóvázkeretre adják át. A hosszirányú (vonó- és fékező) erők átadása az 1 kocsiszekrényről a 4 keresztgerendára a, 2 és 3 elemek hengerpalástján, a 4 keresztgerendáról a 6 forgóvázkeretre pedig a 15 vontatási középre (illetve az ábrán azzal egybeeső forgástengelyre) szimmetrikusan kiképzett 13 fészkekben elhelyezett és előfeszített 8 rugalmas elempárok közé a 6 forgóvázkeretről felnyúló 10 konzol segítségével történik. A 8 előfeszített rugalmas elempárokat a 7 feszítőék segítségével állíthatjuk be. A 14 forgóváz és az 1 kocsiszekrény oldalirányú relatív elmozdulásának a csillapítására, illetve bizonyos játék utáni lehatárolására szolgálnak a 9 rugalmas ütközőelemek, amelyek célszerűen progresszív karakterisztikájúak. A kapcsolat részét képezi még a 4 keresztgerenda és a 6 forgóvázkeret közé beiktatott 11 függőleges lengéscsillapító, illetve a 4 keresztegerenda és a 10 konzol között elhelyezkedő 12 keresztirányú lengéscsillapító. Mint áz ábrá5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
