Тележка для железнодорожных вагонов с изменяющейся колеей между колесами

 

Использование: в конструкциях железнодорожных транспортных средств. Сущность изобретения: тележка содержит раму и колеса, установленные на раме при помощи подвески и с возможностью перемещения поперек тележки. Подвеска состоит из четырех кронштейнов, спиральных пружин и гасителей вертикальных колебаний. На одном конце каждого кронштейна при помощи подшипниковых узлов закреплены колеса, с гасителями колебаний соединены вторые концы кронштейнов, которые закреплены на раме при помощи шарниров. Спиральные пружины опираются нижними концами на нижнюю часть рамы, а вторые концы кронштейнов опираются на спиральные пружины. Обеспечивается повышение надежности тележки. 9 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к конструкциям железнодорожных транспортных средств.

Известна тележка для железнодорожных вагонов с изменяющейся колеей между колесами, содержащая раму и колеса, установленные на раме при помощи подвески и с возможностью перемещения поперек тележки и закрепления в двух положениях, соответствующих двум размерам ширины колеи (SU авторское свидетельство 935357, кл. B 61 F 7/00, 1982 г.).

Техническим результатом изобретения является повышение его надежности, т.к. в тележке используются вращающиеся узлы, испытанные за много лет промышленной эксплуатации во вращающихся механизмах и обеспечивающие установку двух типов колеи, которые эксплуатируются на сети железных дорог Европы, а также двух типов колеи сети железных дорог Испании.

Для достижения этого технического результата в тележке для железнодорожных вагонов с изменяющейся колеей между колесами, содержащей раму и колеса, установленные на раме при помощи подвески и с возможностью перемещения поперек тележки и закрепления в двух положениях, соответствующих двум размерам ширины колеи, упомянутая подвеска состоит из четырех кронштейнов, на одном конце каждого из которых при помощи подшипниковых узлов закреплено колесо с упомянутой возможностью перемещения поперек тележки и закрепления в двух положениях, спиральных пружин, опирающихся нижними концами на нижнюю часть рамы, и гасителей вертикальных колебаний, с которыми соединенны вторые концы кронштейнов, опирающиеся на спиральные пружины, причем кронштейны закреплены на раме при помощи шарниров.

Кроме того, каждое колесо выполнено с тормозными дисками и закреплено на полуоси, на концах которой установлены подшипниковые узлы с цилиндрическими поверхностями в верхней части для опирания соответствующего кронштейна, причем между упомянутыми поверхностями и поверхностями опирающихся на них кронштейнов установлены упругие пластины, жестко прикрепленные к одной из этих поверхностей, а каждый подшипниковый узел выполнен с вертикальными боковыми поверхностями, сопряженными с вертикальными поверхностями вкладышей подшипникового узла, причем между внешним кожухом подшипникового узла и его обоймой установлен упругий вкладыш для компенсации поперечных усилий, возникающих при перемещении тележки, при этом тележка снабжена фиксаторами для предотвращения поперечного перемещения подшипниковых узлов, а на вертикальных боковых поверхностях каждого подшипникового узла выполнены за одно целое с ними выступы для крепления подшипникового узла от перемещений в поперечном направлении, причем упомянутый один конец каждого кронштейна выполнен с кожухами для подшипниковых узлов, имеющими ограничительные упоры, между одним или другим из которых и соответствующим фиксатором расположен соответствующий выступ для крепления подшипникового узла, каждый фиксатор выполнен за одно целое со скобой и установлен с возможностью перемещения в вертикальном направлении и перестановки между вертикальными поверхностями соответствующего кожуха для подшипникового узла и фиксирования между вертикальными поверхностями вкладышей соответствующего подшипникового узла, которые выполнены за оно целое с упомянутым кожухом. Тележка также снабжена жесткими упорами для предотвращения перемещения фиксаторов в других направлениях, кроме вертикального, и защитными удерживающими элементами для фиксаторов, которые подпружинены в вертикальном направлении пружинами, при этом скоба каждого фиксатора выполнена в нижней части с Т-образным пазом для Т-образной тяги установки для поперечного перемещения колес и с наклонными направляющими в центральной части для взаимодействия с соответствующими направляющими этой установки, вертикальные поверхности вкладышей подшипниковых узлов, выполненных за одно целое с вертикальными поверхностями соответствующих упомянутых кожухов, установлены с возможностью взаимодействия с фиксаторами и вертикальными боковыми поверхностями соответствующих подшипниковых узлов для регулировки их в продольном направлении, причем один из вкладышей каждого подшипникового узла выполнен с направляющей с наклонной верхней поверхностью для направления при поперечном перемещении подшипникового узла, а нижние наружные поверхности упомянутых выступов выполнены с параллельным упомянутому наклону верхней поверхности наклоном для взаимодействия с упомянутой направляющей, при этом каждая направляющая выполнена с наклонной верхней поверхностью для предотвращения ее загрязнения, а нижние наружные поверхности упомянутых выступов выполнены из материала со свойствами металла с низким коэффициентом трения скольжения и высоким сопротивлением сжатию.

На фиг. 1 изображена тележка для железнодорожных вагонов с изменяющейся колеей меду колесами, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - колесо с подшипниковыми узлами; на фиг. 4 - подвеска колеса, вид сбоку; на фиг. 5 - то же, вид сверху; на фиг. 6 - разрез А-А на фиг. 4; на фиг. 7 - подшипниковый узел; на фиг. 8 - то же, разрез, при блокировке подшипникового узла в кожухе кронштейна; на фиг. 9 - разрез Б-Б на фиг. 8; на фиг. 10 - колесо с подшипниковыми узлами, разрез; на фиг. 11 - фиксатор для предотвращения поперечного перемещения подшипникового узла, в аксонометрии; на фиг. 12 - то же, в поперечном разрезе; на фиг. 13 - стационарная установка для поперечного перемещения колес, вид сверху; на фиг. 14 - направляющие элементы тележки, опирающиеся на направляющий рельс стационарной установки.

Тележка для железнодорожных вагонов с изменяющейся колеей между колесами содержит раму 1, на которой с помощью соответствующих шарниров 2 смонтированы четыре кронштейна, на одном из концов которых размещены подшипниковые узлы для каждого из вращающихся колес 3.

Эти вращающиеся колеса 3 могут перемещаться в поперечном направлении, причем колеса устанавливаются в каждом из двух положений, соответствующих двум величинам ширины колеи.

Противоположная сторона каждого из кронштейна опирается на соответствующую спиральную пружину 4, нижний конец которой опирается на нижнюю часть рамы 1.

Вторые концы кронштейнов соединены с соответствующим гасителем 5 вертикальных колебаний.

Кронштейн с шарниром, пружина 4 и гаситель 5 колебаний образуют подвеску соответствующего колеса 3.

Чтобы улучшить перемещение тележки по криволинейному участку пути и исключить динамические воздействия, свойственные оснащенным независимыми колесами тележкам, данный тип тележки оснащается направляющей системой или системой, которая моет быть приспособлена к данной тележке.

На каждой тележке смонтированы четыре колеса 3 с полуосями 6, тормозными дисками 7, подобными друг другу, и подшипниковыми узлами 8, смонтированными на концах полуосей 6.

Подшипниковые узлы 8, которые можно увидеть на фиг. 7, имеют на своей верхней части цилиндрическую поверхность 9, на которую в нормальном рабочем положении опирается соответствующий конец кронштейна тележки таким образом, как это показано на фиг. 4.

Чтобы более эффективным образом распределить нагрузки на опорные поверхности, между подшипниковым узлом и цилиндрической опорой может быть вставлена упругая пластина, причем эта пластина должна быть плотно сцеплена с одной из этих поверхностей.

Таким образом, полностью определено вертикальное взаимное положение подшипникового узла и кронштейна.

Для лучшего понимания данного изобретения нужно иметь в виду, что согласно горизонтальной проекции под продольными осями, усилиями и перемещениями понимаются те, которые параллельны рельсовому пути, а под поперечными - понимаются те элементы, которые перпендикулярны рельсовому пути.

Поскольку указанная поверхность в продольном направлении цилиндрическая, то ось подшипникового узла автоматически центрируется в своем теоретическом положении.

Вертикальные плоские лобовые поверхности 10 - одна спереди и одна сзади - сопряжены с соответствующими вертикальными плоскими поверхностями вкладышей 11 и 12 (фиг. 7 и 8).

Между наружным кожухом подшипникового узла и его обоймой вставлен упругий вкладыш таким образом, что у подшипников будет малая степень свободы для поглощения любой небольшой ошибки установки в осевом направлении, причем эта свобода необходима для того, чтобы поперечные усилия, возникающие при движении, передавались к упомянутому кронштейну тележки через оба подшипниковых узла каждой полуоси.

Выступы 13, расположенные на передней и задней вертикальных поверхностях каждого из подшипниковых узлов и выполненные заодно, представляют собой элементы поперечного крепления подшипниковых узлов.

Установленные между упором 14 или 15 кожуха кронштейна и фиксаторами 16, они (выступы 13) препятствуют любому поперечному перемещению подшипниковых узлов.

Две вертикальные продольные поверхности каждого из указанных вкладышей 11, где осуществляется этот контакт, отделены друг от друга на расстояние, которое соответствует половине разницы в величинах ширины колеи, уменьшенной на толщину фиксатора 16.

Фиксаторы 16, выполненные за одно целое со скобой 17, устанавливаются с регулированием в продольном направлении с помощью своих внешних поперечных поверхностей между двумя вертикальными поверхностями кожуха кронштейна, причем обеспечивается их правильное положение, потому что фиксаторы устанавливаются между вертикальными продольными поверхностями вкладышей 11 и 12, выполненных за одно целое с кожухом кронштейна.

Таким образом, возможно перемещение фиксаторов только в вертикальном направлении, а их перемещение в любом другом направлении предотвращается посредством жестких упоров.

Вертикально они закреплены в своем рабочем положении с помощью пружин 18, предварительное натяжение которых, превышающее сумму веса фиксатора и динамических усилий, которые могут возникать, предотвращает опускание фиксаторов.

В некоторых случаях пружина 18 укомплектовывается защитным удерживающим элементом 19.

Скоба 17 фиксатора сконструирована таким образом, что Т-образная деталь, принадлежащая стационарной установке, может быть введена в нижнюю часть указанной скобы. Т-образная деталь заставляет ее перемещаться в вертикальном направлении, вызывая опускание фиксаторов, преодолевая усилие сопротивления пружин, держателей и сил трения.

Указанная скоба (фиг. 11 и 12) сконструирована таким образом, что ее внутренняя часть согласована с наклонными плоскостями, имеющимися на освобождающих направляющих элементах стационарной установки, так что они действуют на центральную зону скобы.

Вкладыши 11 и 12, которые смонтированы за одно целое на вертикальных поверхностях кожуха кронштейна, помимо того, что они действуют в качестве поперечного упора для фиксаторов, имеют вертикальные поперечные поверхности, по которым поверхности 10 подшипниковых узлов регулируются в продольном направлении.

Более того вкладыш 12 имеет поперечную направляющую 20 с наклонной верхней поверхностью, представляющей собой поверхность скольжения соответствующего подшипникового узла во время поперечного перемещения колеса 3.

Нижние поверхности 21 выступов 13 имеют такой же наклон, и при обычном движении они отделены от верхних поверхностей направляющих 20 и параллельны им.

Когда тележка подвешена, подшипниковые узлы опускаются до тех пор, пока нижние поверхности 21 выступов 13 не обопрутся на направляющие 20, причем за счет этого контакта обеспечивается поперечное перемещение.

Наклон поверхностей скольжения направляющих 20 предотвращает попадание любой частицы, которая могла бы помешать боковому смещению колеса, когда осуществляется смена колеи во время эксплуатации.

Скольжение вращающихся узлов при поперечном перемещении их с целью позиционирования для каждого из размеров ширины колеи облегчается с помощью направляющих элементов, выполненных из синтезированного материала с металлическими свойствами, имеющего низкий коэффициент трения скольжения и высокую сопротивляемость сжатию, и расположенных на наклонных поверхностях 21 выступов 13.

Непоказанное обычное крепление агрегатов управления тормозами, сопровождающих колесо при его перемещении, выполняется на вертикальной поперечной поверхности 22 выступов 13.

Чтобы дополнить это описание и показать, как выполняется смена колеи тележки для приспособления ее к каждой из двух величин ширины колеи рельсового пути, дается следующее краткое описание ряда операций, выполняемых по предмету изобретения.

Изменение расстояния между колесами (колеи) должно всегда выполняться с помощью стационарной установки, расположенной на станции смены.

Это изменение производится последовательно на каждой из тележек, когда они проходят с уменьшенной скоростью, которая может достигать максимум 20 км/ч, через указанную стационарную установку.

На фиг. 13 схематично показаны конец рельсового пути 23 с большей шириной колеи и конец рельсового пути 24 с меньшей шириной колеи, рельсы 25 для скольжения и центрирующие направляющие рельсы, направляющие 26 для разжимания и зажимания фиксаторов, направляющие 27 для перемещения колес 3 по отношению к подвижным частям и направляющие 28 для перемещения колес 3 по отношению к неподвижным частям.

Принимая, что тележка входит в стационарную установку со стороны колеи с большей шириной, показанной слева на фиг. 12, процесс изменения колеи при движении вагона происходит следующим образом.

Чтобы выполнить операцию перемещения колес 3, необходимо, чтобы колеса не несли никакой нагрузки, что достигается опорой тележки на направляющие рельсы, то есть разгрузкой колес.

Эта разгрузка колес осуществляется плавно за счет опускания рельсового пути 28 перед тем, как он обрывается, и в нужный момент в соответствии с диаметром колеса направляющие 30 скольжения и центрирующие направляющие 29, смонтированные на кронштейнах рамы тележки (фиг. 2 и 5), входят в контакт с соответствующим рельсом для скольжения и центрирующим рельсом.

Чтобы достичь большей поверхности опоры между направляющими 30 скольжения и рельсом 25 для скольжения, особенно в начале контакта, направляющая 31 опирается на свою опору 32 через сферическое шарнирное соединение (фиг. 14).

Опорные направляющие элементы, как и центрифугирующие направляющие элементы выполнены из пластмассы и смачиваются водой, таким образом достигается очень низкий коэффициент трения во время их скольжения по рельсу.

Смазывание водой имеет существенные преимущества над другими смазочными материалами, так как оно не вызывает в любом случае слипания или загрязнения.

Когда вращающийся узел разгружен, необходимо разблокировать вращающиеся узлы от двойной блокировки штангами фиксаторов, для чего стационарная установка имеет четыре направляющих 26 для разжимания и зажимания, которые соответственно размещены по отношению к продольной оси установки.

Сечение верхней части этих направляющих тяг имеет Т-образную форму, которая позволяет скобам фиксаторов входить в нее, и благодаря конфигурации их вертикального профиля 33 фиксаторы опускаются и сохраняются разблокированными в центральной части направляющих, где их профиль полностью горизонтальный.

Так как трущиеся поверхности 34 скоб фиксаторов также выполнены из пластмассы, смазка также осуществляется водой, чтобы получить вышеупомянутые преимущества.

Во время процесса разблокирования фиксаторов подвижная часть направляющих для перемещения колес 3 в соответствии с шириной колеи между направляющими 27 контактирует с внутренней поверхностью колес.

Давление, прилагаемое к ним, облегчает операцию разблокирования фиксаторов.

Перед упомянутым разблокированием фиксаторов, когда колеса уже разгружены, колеса легко опускаются и не поддерживают верхнюю часть 9 подшипниковых узлов на опорных поверхностях кожухов кронштейнов, и затем наклонные поверхности 21 упомянутых выступов 13 опираются на наклонную поверхность направляющей 20.

Позже, когда колеса тележки проходят через стационарную установку, колеса теряют контакт с подвижной частью направляющих движения со стороны, с которой они вошли, и далее, они контактируют с неподвижной частью направляющих движения на противоположной стороне, то есть там, где расположена колея с меньшей шириной.

Во время контакта колес с этой неподвижной частью фиксаторы разблокированы, и колеса перемещаются к колее меньшей ширины.

Далее колеса все еще контактируют с подвижной частью направляющих движения, и направляющие фиксаторов прижимают фиксаторы вверх, то есть зажимая (блокируя) фиксаторы.

Давление, создаваемое подвижной (упругой) частью движущихся направляющих (направляющих движения), делает легким зажим фиксаторов.

Когда процесс перемещения колес завершен, колеса зажимаются в положении, соответствующем рельсовому пути, имеющему меньшую ширину колеи.

В конце, поскольку колеса еще передвигаются вперед, существует определяющий момент, в который колеса контактируют с направленными вверх рельсами пути с меньшей шириной колеи, и вышеупомянутые направляющие скольжения и центрирующие направляющие элементы выходят из контакта с направляющими рельсами, тележка находится в положении, при котором можно двигаться по пути с этой шириной колеи.

Обратный процесс перехода от пути с меньшей шириной колеи к пути с большей шириной колеи выполняется таким же образом.

Формула изобретения

1. Тележка для железнодорожных вагонов с изменяющейся колеей между колесами, содержащая раму и колеса, установленные на раме при помощи подвески и с возможностью перемещения поперек тележки и закрепления в двух положениях, соответствующих двум размерам ширины колеи, отличающаяся тем, что упомянутая подвеска состоит из четырех кронштейнов, на одном конце каждого из которых при помощи подшипниковых узлов закреплено колесо с упомянутой возможностью перемещения поперек тележки и закрепления в двух положениях, спиральных пружин, опирающихся нижними концами на нижнюю часть рамы, и гасителей вертикальных колебаний, с которыми соединены вторые концы кронштейнов, опирающиеся на спиральные пружины, причем кронштейны закреплены на раме при помощи шарниров.

2. Тележка по п.1, отличающаяся тем, что каждое колесо выполнено с тормозными дисками и закреплено на полуоси, на концах которой установлены подшипниковые узлы с цилиндрическими поверхностями в верхней части для опирания соответствующего кронштейна, причем между упомянутыми поверхностями и поверхностями опирающихся на них кронштейнов установлены упругие пластины, жестко прикрепленные к одной из этих поверхностей.

3. Тележка по п.1, отличающаяся тем, что каждый подшипниковый узел выполнен с вертикальными боковыми поверхностями, сопряженными с вертикальными поверхностями вкладышей подшипникового узла, причем между кожухом подшипникового узла и обоймой установлен упругий вкладыш для компенсации поперечных усилий, возникающих при перемещении тележки.

4. Тележка по п.3, отличающаяся тем, что она снабжена фиксаторами для предотвращения поперечного перемещения подшипниковых узлов, а на вертикальных боковых поверхностях каждого подшипникового узла выполнены за одно целое с ними выступы для крепления подшипникового узла от перемещений в поперечном направлении, причем упомянутый один конец каждого кронштейна выполнен с кожухами для подшипниковых узлов, имеющими ограничительные упоры, между одним или другим из которых и соответствующим фиксатором расположен соответствующий выступ для крепления подшипникового узла.

5. Тележка по п. 4, отличающаяся тем, что каждый фиксатор выполнен за одно целое со скобой и установлен с возможностью перемещения в вертикальном направлении и перестановки между вертикальными поверхностями соответствующего кожуха для подшипникового узла и фиксирования между вертикальными поверхностями вкладышей соответствующего подшипникового узла, которые выполнены за одно целое с упомянутым кожухом, а тележка снабжена жесткими упорами для предотвращения перемещения фиксаторов в других направлениях, кроме вертикального.

6. Тележка по п.5, отличающаяся тем, что она снабжена защитными удерживающими элементами для фиксаторов, которые подпружинены в вертикальном направлении пружинами.

7. Тележка по п. 6, отличающаяся тем, что скоба каждого фиксатора выполнена в нижней части с Т-образным пазом для Т-образной тяги установки для поперечного перемещения колес и наклонными направляющими в центральной части для взаимодействия с соответствующими направляющими этой установки, при этом вертикальные поверхности вкладышей подшипниковых узлов, выполненных за одно целое с вертикальными поверхностями соответствующих упомянутых кожухов, установлены с возможностью взаимодействия с фиксаторами и с вертикальными боковыми поверхностями соответствующих подшипниковых узлов для регулировки их в продольном направлении.

8. Тележка по п. 7, отличающаяся тем, что один из вкладышей каждого подшипникового узла выполнен с направляющей с наклонной верхней поверхностью для направления при поперечном перемещении подшипникового узла, а нижние наружные поверхности упомянутых выступов выполнены с параллельным упомянутому наклону верхней поверхности наклоном для взаимодействия с упомянутой направляющей.

9. Тележка по п.8, отличающаяся тем, что каждая направляющая выполнена с наклонной верхней поверхностью для предотвращения ее загрязнения.

10. Тележка по п.8, отличающаяся тем, что нижние наружные поверхности упомянутых выступов выполнены из материала со свойствами металла с низким коэффициентом трения скольжения и высоким сопротивлением сжатию.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14