EA030086B1

EA030086B1 - Железнодорожная ось с автоматической подгонкой под множество значений ширины колеи

Info

Publication number: EA030086B1
Application number: EA201690168A
Authority: EA
Inventors: Бельтран Рубио Де Хита; Хосе Теодоро Лара Эрнандес
Original assignee: Охи Эхес Де Анчо Вариабле С.Л.; Асви, С.А.; Инхеньерия И Текника Дель Транспорте Триа, С.А.
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2014-07-10
Publication date: 2018-06-29
Also published as: EP3020610B1; CN105492292B; EP3020610A4; PT3020610T; UA117489C2; CN105492292A; ES2428239B1; MD4572C1; CL2016000040A1; EA201690168A1; MD4572B1; PL3020610T3; EP3020610A1; ES2428239A1; MD20160011A2; WO2015004303A1

Abstract

Железнодорожная ось содержит вагонные колеса (1), установленные на ось (2) при помощи скользящего регулирования, посредством включения регулируемых втулок (3), которые смазываются посредством смазочного материала с внутренней стороны колеса (1), обеспечивая переход от одной ширины к другой без необходимости снятия нагрузки с колеса. Колеса (1) обездвижены на оси (2) в ходе перемещения оси на них посредством муфты (5) с зубцами (5'), закрепленными по окружности относительно оси (2), при этом зубцы (5') размещены в кольцевых трапециевидных пазах (6'), обеспеченных в кольцах (6), установленных на ступице (7) колеса (1), причем замыкание и размыкание задействует зажимную втулку (10) и предварительно натянутые пружины (11), силу которых может преодолеть дискообразный толкатель (12), при этом указанная железнодорожная ось дополнительно содержит шарнирно-сочлененные рычаги (13), присоединенные одним концом к опорной втулке (14) фактических шарнирно-сочлененных рычагов (13), а другим концом к опорному кольцу (9), стянутому и закрепленному на оси.

Description

изобретение относится к железнодорожной оси с автоматической подгонкой под множество значений ширины колеи, что делает возможным решение вопроса разности в значениях ширины колеи, установленных для различных железнодорожных сетей по всему миру, тем самым представляющих собой препятствие для железнодорожного движения, требующее перемещения грузов или ручной подгонки под ширину колеи.

В частности, железнодорожная ось в соответствии с данным изобретением предусмотрена для подгонки ширины между колесами в железнодорожных транспортных средствах с целью непрерывного перехода от одной ширины колеи к другой, благодаря чему они могут двигаться по переходному участку колеи с рельсами и бортовыми рельсами, которая путем непрерывного изменения своей ширины соединяет обе колеи разной ширины.

Объект изобретения состоит в устранении физического препятствия, в настоящее время представляющего собой подгонку ширины оси вагонов, задействованных как в грузовых, так и в пассажирских перевозках, для плавного выполнения указанного перехода, при котором нет необходимости остановки и сброса нагрузки с колес в процессе подгонки под ширину колеи.

Данное изобретение относится к области железных дорог и, в частности, к области тандемных расположений спаренных колес, соответствующих железнодорожным вагонам или составам.

Уровень техники

Проблема разности ширины железнодорожных сетей представляет собой проблему, которую традиционно решают с ориентированием главным образом на пассажирские перевозки, в частности, с помощью системы САР Та1до или универсальной переставной подвижной системы Вгауа (Вгауа ишуег8а1 §Ыйшд КоШпд БуМет). удовлетворительно функционирующей в настоящее время.

Однако в области железнодорожных грузовых перевозок имеются различные известные решения, основанные на осях с автоматической подгонкой под переменную ширину, причем у каждого из них есть свои особенности, но ни одно из них не может полностью устранить проблему, существующую в области грузовых перевозок в связи с наложением жестких требований к тяжелым грузам.

Таким образом, известна система Та1до под названием "Железнодорожная ось в сборе, оснащенная автоматической подгонкой под ширину колеи и приспосабливаемая к обычным тележкам грузовых вагонов" ("КшЫау ах1е аккетЫу есццрреб \νί11ι аи!отайс 1гаск \νίύΐ1ι скапде апб абар1аЫ1е 1о сопуепйопа1 Гге1дП1 Ьощех"). Однако это не типичная непрерывная установленная ось, и подгонка под ширину колеи выполняется путем сброса нагрузки с колес. Для этого необходимы внутренние опоры, которым сложно обнаруживать внутренние горячие колесные буксы, в дополнение к вероятности плохого функционирования замков при чрезвычайно низких температурах. Указанные замки расположены в вертикальном положении и имеют полый мост, соединяющий вертикальные стержни разблокирования путем приема головки соответствующего профиля отпирающего рычага, входящего в состав устройства для подгонки ширины, что требует точных действий на оси.

Типичные осевые системы в сборе, применимые при перевозке грузов, включают, среди прочего, польскую систему 8И^2000 и немецкую систему Кай1 V типа.

8И^2000 имеет сложность с передачей крутящего момента между колесными парами посредством резьбовых элементов соединения типа "выступ-паз", что приводит к существенному износу контактных зон и вследствие чего образуются зазоры, вызывающие в конечном итоге повреждение системы блокировки колес и, следовательно, ее разрушение, тем самым еще больше усложняя задачи по техническому обслуживанию.

Известны другие системы с переменной шириной, которые решают эту проблему путем фиксирующих рычагов, но не содержат шарнирно-сочлененное соединение и расположены на наружной части оси, что повышает усталостную нагрузку и, следовательно, вероятность поломки данной части. Кроме того, они требуют специально сконструированных смазочных букс, ввиду чего стоимость решения значительно повышается. Известны также иные системы с переменной шириной, отличающиеся тем, что силы, необходимые для выполнения подгонки к требуемой ширине, применяются посредством управления дополнительными ободьями колес железнодорожных вагонов, что добавляет лишний вес. В других осях процесс подгонки по ширине осуществляется посредством участия маятниковых подвесок, взаимодействующих с подгоняемой по ширине платформой, при этом маятниковые подвески представляют собой элементы, которые создают лишний вес системы, в дополнение к дальнейшему усложнению технического обслуживания.

Кроме того, как для Кай1 V типа, так и для 8И^2000 характерна исключительная совместимость с двумя разными значениями ширины колеи, что ограничивает их применение единственной железнодорожной границей, ограничивающей любое передвижение в других железнодорожных сетях с множеством значений ширины, что требуется в случае грузовых перевозок в регионах Европы и Азии.

Кроме того, существует проблема, как правило, связанная с используемыми в настоящее время железнодорожными осями с переменной шириной, так как они требуют использования специального прокатного материала от производителя, что представляет собой препятствие для их применения в грузовых перевозках, поскольку парк вагонов и вагонных тележек нельзя снова использовать в случае сущест- 1 030086

вующей фиксированной ширины, ведь это повышает общие эксплуатационные расходы.

Подводя итог, следует отметить, что в настоящее время не имеется железнодорожной оси с автоматической подгонкой под ширину колеи, решающей проблему международных железнодорожных грузовых перевозок между инфраструктурами с различными значениями ширины колеи и обладающей возможностью подгонки под более чем две ширины, которая не требует снятие нагрузки с колес, содействует бесперебойному и минимальному техническому обслуживанию, не требует опоры с внутренней части колеса и совместима с двухосными вагонами и тележками грузовых вагонов, обычно используемыми операторами.

Сущность изобретения

Железнодорожная ось с автоматической подгонкой под множество значений ширины колеи, не требующая снятия нагрузки с колес, основана на новой конструкции оси, которая, будучи установлена на поезд, позволяет ему свободно передвигаться по железнодорожным сетям с разной шириной колеи. Подгонка по ширине выполняется при прохождении через установленную на колеи систему, отвечающую за выполнение соответствующих маневров, которые обеспечивают размыкание и последующее замыкание внутреннего механизма, предусмотренного для этой цели.

В частности, железнодорожная ось в соответствии с данным изобретением состоит из действительной оси и двух колес, которые соединены с указанной осью посредством регулируемых втулок, обеспечивающих осевое перемещение колес по оси при нагрузке, без того, чтобы подвергаться чрезмерному износу или поломке, даже в условиях перемещения тяжелых грузов за счет грузовых перевозок. Это становится возможным благодаря смазыванию с помощью смазки, осуществляемому во внутреннем участке посредством приспособлений для смазки, предусмотренных для этой цели. Данная ось содержит систему зубцов, сформированных с помощью скользящей муфты для каждого колеса таким образом, что замыкание, которое позволяет поддерживать постоянную ширину колеи, достигается тогда, когда зубцы указанной муфты входят в кольцевые трапециевидные пазы, предусмотренные в кольцах, установленных на ступицу колеса.

Данная ось может быть выполнена с возможностью раздвигаться более чем на две ширины путем изменения длины скользящих муфт, а также длины оси и установки большего количества колец с кольцевыми трапециевидными пазами, в сочетании с разделительными кольцами, предусмотренными для разделения колец с кольцевыми пазами, при этом их разделение будет устанавливать соответствующее расстояние до момента достижения требуемой ширины колеи.

Каждая муфта с зубцами будет вращаться, будучи закрепленной по окружности относительно оси, так как она крепится при помощи опорного кольца, стянутого и прикрепленного к оси, при этом указанное закрепление и стягивание выполняется с помощью одного единственного болта, который навинчивается на резьбовой участок стянутого опорного кольца. Для обеспечения точной регулировки значений ширины колеи, калибровочную шайбу устанавливают между муфтой с зубцами и опорным кольцом, которое стянуто и закреплено на оси. Для того чтобы предотвратить выскальзывание из кольцевых пазов конца муфты с зубцами, которая поддерживает замыкание, следует использовать зажимную втулку, взаимодействующую с одной или более предварительно натянутых пружин.

Подгонка по ширине и, следовательно, размыкание или разблокирование колес происходит, когда прилагается сила, которая может преодолевать сопротивление установленных предварительно натянутых пружин и передвигать муфту с зубцами. Эта сила будет прилагаться в течение всего процесса подгонки по ширине за счет взаимодействия оси с устройством для подгонки ширины или платформой, установленной на колее. Данная сила будет прилагаться к дискообразному толкателю, прикрепленному к муфте с зубцами, который будет сжимать пружины, установленные на оси, чтобы освободить зубцы из кольцевых пазов, содействуя перемещению колес в осевом направлении до тех пор, пока зубцы на конце муфты не войдут в кольцевой паз, соответствующий новой ширине колеи, по которой будет передвигаться железнодорожное транспортное средство.

Железнодорожная ось также содержит детали, называемые рычагами, служащие в качестве соединения между колесом и осью в направлении вращения, при этом каждый рычаг формируется парой плеч рычагов, сочлененных между собой, с применением шарового шарнира, обеспечивающего продольную качку, таким образом, что этот шаровой шарнир обеспечивает амортизацию незначительных не осевых перемещений колеса на оси при его прокатке, что предотвращает поломку соединяющего их стержня. Соединение между колесом и осью происходит при соединении одного плеча рычага с внутренней частью колеса посредством опорной втулки, а другого плеча рычага с опорным кольцом, которое стянуто и закреплены на оси. Указанные опоры рычага дополнительно служат для защиты колец, содержащих кольцевые трапециевидные пазы, когда ось функционирует на колеях, имеющих конфигурации большей ширины.

Кроме того, железнодорожная ось дополнительно оснащена раздвижной оболочкой сильфонного типа, имеющей один или более сгибов, и это будет служить защитой в случае подгонки под колею меньшей ширины таким образом, что указанная оболочка будет соединена с осью и с колесом с его внешней части посредством тарелки, размещенной в вогнутой части выступа оси, присоединенной к внешней защитной стороне и присоединенной к колесу посредством кольца, куда будет присоединена раздвижная

- 2 030086

оболочка.

Структурные элементы, составляющие железнодорожную ось как объект изобретения, в частности, включают нижеуказанное:

Ось предназначена для поддержки железнодорожного грузового транспорта для перевозки тяжелых грузов.

Включение шарнирно-сочлененной системы рычагов обеспечивает амортизацию не осевых перемещений колеса на оси во время обычной эксплуатации, без возникновения усталости шатуна, который соединяет оба плеча рычага.

Использование цветных металлов в области контакта между зубцами муфты и трапециевидными пазами колец и в области контакта или на наружном участке между муфтой с зубцами и зажимной втулкой продлевает срок службы контактных элементов.

Все эти элементы выполнены с возможностью быстрой замены без вспомогательных средств.

Далее описаны преимущества указанной железнодорожной оси:

Она решает проблему обледенения, которое образуется в различных системах подгонки по ширине.

Она предполагает упрощение технического обслуживания, ограниченного обычным износом.

Данная железнодорожная ось совместима с любым двухосным вагоном и тележкой, находящимися в распоряжении железнодорожных операторов.

Данная железнодорожная ось допускает одновременную подгонку по более чем двум значениям ширины.

Данная железнодорожная ось представляет собой очень надежную сборку.

Данная железнодорожная ось обладает достаточной структурной устойчивостью для размещения тормозных дисков в своей средней области.

Описание графических материалов

В качестве дополнения к приведенному далее описанию и с целью содействия лучшему пониманию характеристик данного изобретения, это описание сопровождается рядом графических материалов, которые составляют его неотъемлемую часть, и входящие в них фигуры в качестве иллюстрации, а не ограничения представляют собой следующее:

фиг. 1 иллюстрирует вид в поперечном разрезе железнодорожной оси в сборе с переменной шириной, содержащей различные компоненты, составляющие единое целое в двух ее положениях, одно с максимальной шириной, а другой с минимальной шириной;

фиг. 2 иллюстрирует вид рычагов в поперечном разрезе, которые входят в состав железнодорожной оси в соответствии с изобретением, иллюстрирующий шаровой шарнир, расположенный между двумя рычагами;

фиг. 3 иллюстрирует вид в поперечном разрезе, соответствующий детали, иллюстрирующей закрепление стянутого кольца и муфты с зубцами по отношению к оси;

и, наконец, фиг. 4 иллюстрирует вид в поперечном разрезе, соответствующий детали раздвижной оболочки, представленную наружными защитными сильфонами оси с переменной шириной.

Предпочтительные варианты реализации изобретения

Как можно увидеть на вышеуказанных фигурах, объект изобретения, а именно ось с переменной шириной выполнена с возможностью совершенно удовлетворительным способом переходить от одной ширины к другой таким образом, что в соответствии с фиг. 1 железнодорожная ось как единое целое содержит колеса (1), установленные на соответствующую ось (2) со скользящим регулированием, т.е. с возможностью осевого перемещения колеса (1) по оси (2). Это скользящее регулирование происходит за счет использования регулируемых втулок (3), смазываемых при помощи смазки внутренней части колеса (1), что обеспечивает переход от одной ширины к другой без необходимости в снятии нагрузки с колеса, даже в условиях перевозки тяжелых грузов, таких как грузовые перевозки. Колеса (1) будут заблокированы по отношению к оси (2) с помощью муфты (5) с зубцами (5'), что предотвращает их осевое перемещение, когда зубцы (5') размещаются в трапециевидных пазах (6'), обеспеченных в кольцах (6), закрепленных на ступице (7) колеса (1) таким образом, что расположение трапециевидных пазов (6') создаст кольцевые пазы, которые обеспечат конфигурацию двух или более значений ширины колеи путем изменения длины ступицы (7) колеса (1), длины оси (1) и использования разделительных колец (8), размещенных между кольцами (6) паза (6').

Зубцы (5') будут закреплены по окружности относительно оси (2) и зафиксированы при помощи опорного кольца (9), которое стянуто и закреплено на оси, будучи размещенными в трапециевидных пазах колец (6), где они образуют кольцевые пазовые клинья по всему периметру. Для того чтобы предотвратить повреждение зубцов (5'), следует использовать цветные металлы как на участке их контакта с трапециевидными пазами (6') и на внешней стороне, которая контактирует с зажимной втулкой (10), причем зажимная втулка предусмотрена для предотвращения выхода зубцов (5') из трапециевидных пазов (6') посредством воздействия одной или более предварительно натянутых пружин (11).

Для того чтобы выполнить подгонку по ширине, указанные зубцы (5') должны быть разблокированы относительно пазов (6'), что возможно благодаря воздействию силы для преодоления воздействия одной или более предварительно натянутых пружин (11) и перемещения зажимной втулки (10), при этом

- 3 030086

применяется сила при прохождении указанной оси через устройство колеи или механизм, предусмотренный для выполнения подгонки по ширине.

Во время перехода дискообразный толкатель (12), прикрепленный к указанной зажимной втулке (10), которая будет сжимать одну или более предварительно натянутых пружин (11), будет приводиться в действие с последующим освобождением зубцов (5') из пазов (6') с целью содействия перемещению в осевом направлении до тех пор, пока требуемый зубец (5') не войдет в соответствующий паз (6') и не установит новую ширину, согласно которой выполняется подгонка. Соединение между колесом (1) и осью (2) в направлении вращения осуществляется на основании шарнирно-сочлененных рычагов (13), присоединенных одним концом к внутренней части колеса (1), посредством опорной втулки (14), а другим концом к опорному кольцу (9), стянутому и закрепленному на оси (2), к которой также присоединена муфта (5) с зубцами (5'), что обеспечивает передачу момента между обоими колесами (1), без предотвращения осевого перемещения. Опора рычага (14) в свою очередь будет служить защитой кольцам (6) с трапециевидными пазами (6'), когда ось (2) будет использоваться в положении максимальной ширины колеи.

Фиг. 2 иллюстрирует более детальный вид шарнирно-сочлененной системы рычагов (13), сформированной двумя плечами (15) рычагов, которые делают возможным вращение посредством сочлененного вала (16), а также смещение посредством шарового шарнира (17), соединенного с указанным валом (16) и размещенного в одном из плеч (15) рычагов. Использование этого шарового шарнира (17) амортизирует незначительные не осевые перемещения колеса (1) на оси (2), во время обычной эксплуатации, без возникновения усталости шатуна, который соединяет их, тем самым предотвращая его поломку. Положение шарнирно-сочлененных рычагов (13), которые передают движение вращения между колесами (1), на внутренней стороне оси (2), и отсутствие необходимости снятия нагрузки с колеса (1) во время перехода дают возможность использовать стандартные подвижные системы и обеспечивают использование железнодорожной оси с переменной шириной в существующих транспортных средствах, требуя при применении лишь небольших изменений.

Фиг. 3 иллюстрирует более детальный вид закрепления муфты (5) с зубцами (5') на оси (2), при этом указанное закрепление выполняют с помощью одного единственного болта (18), который навинчивают на резьбовой участок опорного кольца (9). Для обеспечения точной регулировки размеров калибровочную шайбу (19) устанавливают между опорным кольцом (9) и муфтой (5) с зубцами (5').

Фиг. 4 иллюстрирует защитную систему, отличающуюся тем, что ось (2) используется в положении минимальной ширины колеи, при этом указанная защитная система основывается на раздвижной оболочке сильфонного типа (20), имеющей один или более сгибов, которая будет присоединена к оси (2) посредством тарелки (21), размещенной в вогнутой части выступа (23) оси (2), присоединенной к внешней защитной стороне и присоединенной к наружной стороне колеса (1) посредством кольца (22), куда будет присоединена раздвижная оболочка (20).

В заключение следует отметить, что в связи с железнодорожной тормозной системой тормозные диски могут быть необязательно размещены в средней части оси, будучи прикрепленными на ней или прикрепленными к колесам, что в последнем случае требует простую систему управления, сопровождающую перемещение колес во время перехода от одной ширины к другой.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Железнодорожная ось с автоматической подгонкой под множество значений ширины колеи, содержащая колеса (1), установленные на ось (2) посредством скользящего регулирования, обеспечивающего переход от одной ширины к другой без необходимости снятия нагрузки с колеса, даже в случае тяжелых грузов, в которой колеса (1) в осевом направлении закреплены на оси (2) с помощью муфты (5), имеющей конец с зубцами (5'), соединенный с осью (2), причем зубцы (5') размещены в одном из множества кольцевых трапециевидных пазов (6'), отдаленных друг от друга для обеспечения конфигурирования ширины колеи, при этом зажимная втулка (10), соединенная с одной или более предварительно натянутых пружин (11), блокирует зубцы (5') внутри трапециевидных пазов (6'), при этом зубцы (5') выполнены с возможностью выхода из пазов (6') при перемещении зажимной втулки (10) посредством преодоления силы предварительно натянутых пружин (11), при этом шарнирно-сочлененные рычаги (13), содержащие плечи (15) рычагов, соединенные шаровым шарниром (17), установленным на сочлененном валу (16), соединяют ось (2) с колесом (1) так, что они вращаются вместе, без предотвращения при этом их относительного осевого перемещения, отличающаяся тем, что пазы (6') ограничены в кольцах (6), установленных на ступице (7) колеса (1), с введением между ними разделительных колец (8);

причем поверхность участка контакта между зубцами (5') и кольцевыми трапециевидными пазами (6'), а также между наружным участком указанных зубцов (5') и зажимной втулкой (10) выполнена из цветных металлов, при этом шаровой шарнир (17), установленный на сочлененный вал (16) между плечами (15) рычагов, амортизирует незначительные не осевые перемещения колеса (1) на оси (2).
2. Железнодорожная ось с автоматической подгонкой под множество значений ширины колеи по п.1, отличающаяся тем, что скользящее регулирование между колесами (1) и осью (2) выполняется посредством регулируемых втулок (3), смазываемых посредством смазочного материала с внутренней час- 4 030086

ти колеса (1).
3. Железнодорожная ось с автоматической подгонкой под множество значений ширины колеи по п.1, отличающаяся тем, что предварительно натянутые пружины (11), создающие блокирование зубцов (5') в трапециевидных пазах (6'), установлены на опорном кольце (9), которое стянуто и закреплено на оси (2), при этом указанные предварительно натянутые пружины (11) сжимаются посредством дискообразного толкателя (12), прикрепленного к зажимной втулке (10).
4. Железнодорожная ось с автоматической подгонкой под множество значений ширины колеи по пп.1 и 3, отличающаяся тем, что закрепление муфты (5) с зубцами (5') на оси (2) посредством опорного кольца (9), которое стянуто и закреплено на оси, выполняется посредством болта (18) с резьбой на определенном участке указанного опорного кольца (9), с применением калибровочной шайбы (19) между муфтой (5) с зубцами (5') и опорным кольцом (9) для обеспечения точной регулировки ширины колеи.
5. Железнодорожная ось с автоматической подгонкой под множество значений ширины колеи по п. 1, отличающаяся тем, что содержит раздвижную оболочку сильфонного типа (20), имеющую один или более сгибов и закрепленную на оси (2) посредством тарелки (21), размещенной в вогнутой части выступа (23) самой оси (2), и присоединенную к внешней защитной стороне и к наружной стороне колеса (1) посредством кольца (22).
6. Железнодорожная ось с автоматической подгонкой под множество значений ширины колеи по п.1, отличающаяся тем, что соединение между шарнирно-сочлененными рычагами (13) и колесами (1) выполняется через опорную втулку (14), которая выступает в качестве защитного элемента колец (6) с трапециевидными пазами (6'), когда ось (2) используется в конфигурациях с наибольшей шириной.
7. Железнодорожная ось с автоматической подгонкой под множество значений ширины колеи по п.1, отличающаяся тем, что на среднем участке оси (2) или на колесах (1) закреплены тормозные диски.

- 5 030086