200299. lajstromszámú szabadalom • Forgózsámoly sínhez kötött járművekhez
5 HU 200299 B 6 tett átmérőjű 16 szakasszal rendelkeznek. A 14 hevederelemekben 18 furat van kialakítva, amelynek átmérője nagyobb mint a csökkentett átmérőjű 16 szakaszé. A csökkentett átmérőjű 16 szakasz és a 18 furat fala között két, elasztomer anyagból, készült 19 betét van elrendezve, amelyek radiális irányban kiálló, a 14 hevederelem oldalaihoz illeszkedő 20 váltakkal rendelkeznek. A csökkentett átmérőjű 16 szakaszon az elasztomer anyagból készült 19 betétek homlokoldalaihoz illeszkedő 21 alátétek vannak elrendezve, és a 17 menetre 22 anya van ráhajtva, amely a 19 betétek 20 vállait a 21 alátétek és a 14 hevederelemek külső oldalai közé szorítja. A 19 betétek ily módon elasztikus kapcsolatot biztosítanak a 15 merevitörudak és a 14 hevederelemek között, és szabályozott flexibilitást eredményeznek a forgózsámoly oldalkeretei között. A 15 merevitörudak a keresztezési pontjuknál 23 bilincs segítségével össze vannak fogva. Ez meggátolja a 15 merevitörudak függőleges irányú rezgését. Működés közben a 15 merevitörudak hatékonyan gátolják, hogy az oldalkeretek rombusz alakot vegyenek fel, azaz megakadályozzák az oldalkeretek egymáshoz viszonyított hosszirányú elmozdulását, de a rugalmas kapcsolat és flexibilitásuk folytán nem eredményeznek olyan mértékű merevséget, amely meggátolná a 4, 5 kerékpárok közötti függőleges irányú elmozdulást. Az elasztomer anyagból készült 19 betéteket oly módon alakítjuk ki, hogy megfelelő mértékű nyiró-rugalmasságot biztosítsanak a forgózsámolyon belül, dinamikusan stabil elrendezésben. A 24 kőzdarabok ugyancsak hozzájárulnak a szükséges mértékű rugalmasság biztosításához, bár elsődleges szerepük ebben a 19 betéteknek van. A 4. ábra olyan tipikus görbesereget mutat egy adott forgózsámolyra vonatkozóan, amely a forgózsámoly merevsége és a kritikus sebesség összefüggését szemlélteti (a kritikus sebesség az a sebességérték, amelynél a forgózsámoly instabillá válik). A Kb paraméter a tengelyek egymáshoz viszonyított eltérő fázisú oldalirányú kitérésével szembeni ellenállást határozza meg, vagyis azt az ellenállást, amely a kerékpárokat párhuzamos helyzetből kimozdítani igyekvő eröpárral szemben mutatkozik. A Ks paraméter azt a merevséget jelenti, amely az egyik 4 kerékpárt a másikhoz képest oldalirányban elmozdítani igyekvő erővel szemben jelentkezik. A Kb és Ks paraméterek viszonyát a forgózsámoly méretei, a 15 merevitörudak elrendezése és az elasztomer anyagból készült 19 betétek rugalmassága határozza meg. A VI, V2, V3 stb. jelű görbék olyan jellemző kritikus sebességeket reprezentálnak, amelyeknél egy a Vn karakterisztikus görbére eső Kboi) oldalkitéritési merevséggel és Ks<n> keresztirányú merevséggel rendelkező forgózsámolynak a kritikus sebessége Vn. Ezen sebességérték fölött a forgózsámoly feltétlenül instabillá válik. Látható, hogy van egy, a karakterisztikus görbék nyeregpontjait metsző Vcmax görbe, amely a forgózsámoly instabillá válás előtti maximális sebességét reprezentálja. így, ha a Ks és Kb paraméterek Vchax görbére eső értékeit választjuk, a forgózsámoly kritikus sebessége maximális lehet. A görbéket egy 1 Ks=—Kb összefüggésnek megfelelő egyenes az határolja, ahol a a 4, 5 kerékpárok tengelyei közötti távolság felét jelenti. Gyakorlati megfontolások alapján kimutatható, hogy minden olyan forgózBámolyra, amelynek kerékpárjai nincsenek közvetlenül összekapcsolva 1 Ks<—Kb. A 15 merevitörudak elrendezése és a2 a 19 betétek merevsége tehát úgy választható meg, hogy a maximális kritikus sebességet kapjuk. A Vcmax görbén túli karakterisztikus görbéknél a kritikus sebesség kisebb mint Vcmax. Ezért a merev (például H alakú kerettel vagy szegecselt keresztmerevitéssel ellátott) forgózsámolyok kritikus sebessége kicsi. Ez magyarázza az ilyen forgózsámolyok instabil voltát. Hasonlóképpen a nagymértékben flexibilis forgózsámolyok esetében (például a hagyományos háromrészes forgózsámolynál is) kicsi a kritikus sebesség. Ha viszont elasztikus betéteket alkalmazunk szabályozott nyírási felxibilitás elérése céljából, a kívánt nagy kritikus sebességű forgózsámolyt kapjuk. Kísérleteink során egy Barber 52 típusú forgózsámolyt alakítottunk át a rajzok szerinti szerkezetűre. A 15 merevitórudakat a forgózsámoly hossztengelyéhez képest 66°-os szögben rendeztük el, és a 19 betéteket 70 durometer keménységű elasztomer anyagból készítettük. A betétek külső átmérője mintegy 7,5 cm volt, úgy hogy a 21 alátétek és a 14 hevederelemek között egy kb. 38 cmz felületű és 2,5 cm vastagságú anyaggyűrű helyezkedett el. Az alacsony széntartalmú acélból készült 15 merevitörudak átmérője mintegy 5 cm, a 21 alátétek közötti hossza pedig kb. 205 cm volt. A 19 betéteknek a 15 merevitörudak és a 14 hevederelemek közé történő behelyezése után a 15 merevitörudak tengelye mentén 4xl07 N/m merevség adódott. Ezen elrendezés alapján a forgózsámoly Ks merevsége 2xl05-ről 2xl06 N/m értéke volt növelhető. Az adott forgózsámoly kritikus sebessége ily módon, számítások szerint, 51 km/h értékről 120 km/h értékre volt emelhető, a súrlódásból eredő csillapítási hatások elhanyagolásával. A bemutatott szerkezet különösen alkalmas meglevő forgózsámolyokon történő utólagos alkalmazásra a kritikus sebesség növelése és a kanyarvétel javítása céljából. Ez a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
