НАБОР РЕЛЬСОВЫХ КОЛЕС И ТЕЛЕЖКА
SET OF RAIL WHEELS AND CART

Настоящее изобретение относится к набору рельсовых колес для тележки, выполненному с возможностью перемещения по рельсу рельсовой системы, в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы. Изобретение также относится к тележке.
Обычные рельсовые колеса и тележки, оснащенные такими рельсовыми колесами, как правило используются для транспортировки тяжелых объектов в зданиях производственных цехов. В полу здания производственного цеха проложена рельсовая система, например с круглыми рельсами, по которым рельсовые колеса могут катиться с низким трением.
Для обеспечения возможности изменения направления движения тележек, направляемых по такой рельсовой системе, известны различные конструкции рельсовых колес и рельсовых систем.
Например, известно прикрепление к тележкам перекрестного шасси, которое обеспечивает изменение направления движения в месте пересечения в рельсовой системе путем поднимания или опускания соответствующего шасси, что является очень затратным из-за двух шасси, которые нужно прикрепить к каждой тележке, и пересечений в рельсовой системе.
Также известно выполнение вращающихся колесных наборов в сочетании с вращающимися рельсовыми пересечениями, так называемыми поворотными кругами, которые должны быть уложены в полу и должны быть точно выровнены по положению и оси вращения по меньшей мере в четырех точках с колесными наборами, расположенными над ними.
Это вариант также является дорогостоящим и требует больших трудозатрат при установке, в частности, рельсовой системы из-за наличия поворотных кругов. Кроме того, поворотные круги имеют тенденцию загрязняться, поскольку они встроены в пол производственного цеха.
Также известно прикрепление вращающихся колесных наборов к тележке и подъем тележки с рельсов для изменения направления движения.
Недостатком данного варианта является изменение высоты тележки для осуществления изменения направления движения, что также очень сложно осуществить, особенно в случае перевозки тяжелых компонентов на тележке.
Также известна установка так называемого поворотного круга в полу цеха как части рельсовой системы. Тележка перемещается на поворотный круг и вращается вместе с поворотным кругом, находясь на нем. Затем она съезжает с поворотного круга в другом направлении движения.
Другой недостаток тележек и рельсовых колес, известных из уровня техники, заключается в том, что цельные рельсовые колеса в зоне контакта с рельсом, особенно в случае круглых рельсов с вогнутыми поверхностями качения по рельсу, находятся под нагрузкой в зоне так называемого эллипса давления с обеих сторон от центра колес на рельсе. что приводит к повышению трения поверхностей качения по рельсу и поверхностей качения рельсовых колес, особенно при прохождении поворотов.
Задачей настоящего изобретения является создание набора рельсовых колес для тележки, выполненного с возможностью перемещения по рельсу рельсовой системы, а также тележки, устраняющих вышеуказанные недостатки.
Данная задача решена посредством набора рельсовых колес для тележки, выполненного с возможностью перемещения по рельсу рельсовой системы, имеющего признаки пункта 1 формулы.
Задача также решена посредством тележки с признаками пункта 11 формулы.
Набор рельсовых колес согласно изобретению имеет поверхность качения по рельсу, форма которой соответствует контуру поверхности качения рельса, и опорный корпус с колесной подвеской для соединения набора рельсовых колес с тележкой.
Набор рельсовых колес также имеет два колеса качения, установленных на опорном корпусе с возможностью вращения и имеющих соответствующую поверхность качения по рельсу и соответствующую поверхность качения по полу, причем колеса качения могут катиться независимо друг от друга по поверхности качения рельса или по полу.
Конструкция набора рельсовых колес с двумя колесами качения, установленными на опорном корпусе с возможностью вращения, обеспечивает простое качение с низким трением по изогнутым секциям рельса, поскольку теперь колесо на внутренней стороне изгиба может катиться медленнее, чем колесо на наружной стороне изгиба, в зависимости от секции, по которой происходит качение.
Формирование зацело поверхности качения по рельсу и поверхности качения по полу позволяет использовать такой набор рельсовых колес на рельсовой системе, в которой отсутствует рельс в месте пересечения двух рельсовых линий, и набор рельсовых колес, таким образом, стоит на плоской поверхности пола и может продолжать катиться поверхностями качения по полу по этому плоскому полу.
Это позволяет тележке или наборам рельсовых колес, встроенным в тележку, вращаться вокруг соответствующей вертикальной центральной оси, без необходимости укладывать в полу производственного цеха дополнительные дорогостоящие рельсовые пересечения, такие как подъемные и/или поворотные круги и тому подобное, или встраивать подходящие подъемные механизмы в тележку.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются объектами зависимых пунктов.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, колеса качения расположены на опорном корпусе под углом друг к другу.
Это обеспечивает возможность улучшения качения колес качения за счет уменьшения проскальзывания дифференциала.
Предпочтительно, колеса качения расположены на опорном корпусе с наклоном относительно друг друга под углом от 40° до 80°, в частности под углом 60°.
Согласно альтернативному варианту осуществления изобретения, колеса качения расположены параллельно друг другу.
Согласно другому варианту осуществления изобретения, поверхности качения по рельсу при рассмотрении поперечного сечения по диаметру соответствующего колеса имеют форму сегмента круга, который представляет собой оптимальную форму по отношению к круглому рельсу.
Согласно другому варианту осуществления изобретения, угол обхвата, образуемый двумя поверхностями качения по рельсу колес качения, составляет меньше 180° или ровно 180° при рассмотрении поперечного сечения по диаметру соответствующего колеса.
Это означает, что колеса качения могут быть размещены на соответствующем рельсе и могут быть легко снова удалены перпендикулярно к продольному направлению рельса.
Согласно альтернативному варианту осуществления изобретения, данный угол обхвата составляет больше 180°, так что набор рельсовых колес прикрепляется к рельсу с фиксацией после прикрепления к рельсу.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления изобретения, прямая поверхность качения по полу, при рассмотрении поперечного сечения по диаметру соответствующего колеса, выполнена на кромке поверхностей качения по рельсу.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления набора рельсовых колес, на опорном корпусе расположена пластина для соединения с тележкой.
Данная пластина предпочтительно прикреплена к опорному корпусу с возможностью вращения.
Тележка согласно изобретению, предназначенная для транспортировки объектов на рельсовой системе, содержащая шасси и наборы рельсовых колес, прикрепленных к шасси, отличается наличием описанных выше наборов рельсовых колес.
Ниже более подробно описаны примерные варианты осуществления изобретения с использованием прилагаемых чертежей, на которых:
- на фиг.1 схематично показан вид в перспективе варианта осуществления набора рельсовых колес, установленного на рельсе;
- на фиг.2 показан вид в разрезе набора рельсовых колес и рельса, показанных на фиг. 1;
- на фиг.3 схематично показан вид секции рельсовой системы с вращающейся поверхностью качения;
- на фиг.4 показан вид в перспективе набора рельсовых колес, расположенного в точке пересечения рельсовой системы;
- на фиг.5 и 6 показаны разные виды в перспективе тележки с расположенными на ней наборами рельсовых колес.
В нижеследующем описании фигур чертежей такие термины как выше, ниже, слева, справа, спереди, сзади и т.д. относятся исключительно к примерным видам и положениям набора рельсовых колес, рельса, тележки, опорного корпуса, колес качения и других элементов, показанных на соответствующих фигурах чертежей. Данные термины не следует понимать в ограничивающем смысле, т.е. данные ссылки могут меняться из-за различных рабочих положений, зеркально-симметричной конструкции и т.д.
На фиг.1-4 и 6 номер позиции 2 обозначает в целом вариант осуществления набора рельсовых колес для тележки 1, который может перемещаться по рельсу 9 рельсовой системы 12.
Как показано, в частности, на фиг.1 и 2, набор 2 рельсовых колес имеет опорный корпус 6 с двумя осевыми крепежными элементами 61 для обеспечения шарнирной опоры двух колес 4, 5 качения.
Колеса 4, 5 качения, установленные на опорном корпусе 6 с возможностью вращения, имеют каждое поверхность 41, 51 качения по рельсу и поверхность 42, 52 качения по полу.
Два колеса 4, 5 качения могут катиться независимо друг от друга по поверхности 91 качения рельса 9 или по плоскому полу.
Поверхности 41, 51 качения по рельсу колес 4, 5 качения имеют форму, которая соответствует контуру поверхности 91 качения рельса 9. В примерном варианте осуществления, показанном на фигурах чертежей, рельс 9 выполнен в виде круглого рельса, встроенного в рельсовую опору 11, которая может быть установлена на полу производственного цеха и т.д.
Соответственно, поверхности 41, 51 качения по рельсу двух колес 4, 5 качения имеют форму сегмента круга в поперечном сечении по диаметру соответствующего колеса 4, 5 качения, как показано на фиг.2, где в таком виде в поперечном сечении показан набор 2 рельсовых колес, установленный на рельс 9.
В данном случае два колеса 4, 5 качения установлены с возможностью вращения посредством подшипников, предпочтительно роликовых подшипников 10, на осевых крепежных элементах 61 опорного корпуса 6.
Как показано на фиг.1 и 2, колеса 4, 5 качения расположены под углом друг к другу на опорном корпусе 6.
Соответственно, осевые крепежные элементы 61 опорного корпуса 6 расположены не горизонтально, а под наклоном.
Угол наклона колес 4, 5 качения предпочтительно составляет от 20° до 40° относительно вертикальной оси набора 2 рельсовых колес. Колеса 4, 5 качения расположены под наклоном, в частности под углом α наклона, равным 30°, относительно вертикали и, соответственно, под углом наклона 60° друг к другу.
Колеса 4, 5 качения закреплены посредством соответствующих болтов 63 в установочных отверстиях осевых крепежных элементов 61.
Также возможно выровнять колеса 4, 5 качения параллельно друг другу.
Как дополнительно показано на фиг.2, угол обхвата β, образуемый угловым расстоянием наружных кромок поверхностей 41, 51 качения по рельсу, составляет меньше или ровно 180°, предпочтительно в диапазоне от 90° до 130°, обеспечивая размещение набора 2 рельсовых колес на поверхность 91 качения рельса 9.
В принципе, также возможно выполнить поверхности 41, 51 качения по рельсу с такой формой, чтобы они обхватывали рельс 9 с углом β обхвата больше 180°, что привело бы к надежной установке набора 2 рельсовых колес.
Поверхности 42, 52 качения по полу соответствующего колеса 4, 5 качения предпочтительно зацело выполнены на кромке поверхностей 41, 51 качения по рельсу.
В описанном здесь варианте осуществления набора 2 рельсовых колес, катящихся по круглому рельсу, поверхности 42, 52 качения по полу зацело выполнены на соответствующей наружной кромке поверхностей 41, 51 качения по рельсу.
Поверхности 42, 52 качения по полу являются прямыми или слегка выпуклыми в поперечном сечении по диаметру соответствующего колеса 4, 5 качения, как показано на фиг.2, для обеспечения достаточной поверхности контакта с плоским полом.
Как показано в качестве примера на фиг.5 и 6, для крепления набора 2 рельсовых колес к тележке 1 опорный корпус 6 имеет опорный держатель 62 для пластины, предназначенный для размещения пластины 7, которая может быть прикреплена, в частности привинчена, к шасси 3 тележки 1.
В данном случае в пластине 7 выполнено несколько отверстий 73 для винтового соединения пластины 7. Данные отверстия 73 используются для прохождения болтов и могут быть использованы для привинчивания пластины 7 к шасси 3, например к монтажным пластинам 32 шасси 3.
Как показано на фиг.2, пластина 7 прикреплена к опорному корпусу 6, предпочтительно с возможностью вращения, посредством поворотного подшипника 8. Пластина 7 предпочтительно поддерживается посредством роликовых подшипников 10 как вокруг вертикальной оси вращения в опорном держателе 62 для пластины, так и через горизонтально выровненный поворотный подшипник на опорном корпусе 6.
На фиг. 3 показана секция рельсовой системы 12 с рельсами 9, проходящими под одинаковым углом друг к другу и соединяющимися в соответствующих точках 14 пересечения.
В области нахождения данных точек 14 пересечения находится не рельс, а плоская пластина 15.
От данной точки 14 пересечения с расположенной по центру плоской пластиной 15 проходят как рельсы 9, так и вращающийся путь 13 с плоской поверхностью качения.
Вращающийся путь 13 и расстояния между точками 14 пересечения адаптированы к размерам положений наборов 2 рельсовых колес на тележке 1.
В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.3, 5 и 6, наборы 2 рельсовых колес расположены относительно друг друга в виде квадрата, так что для поворотной крестовины, показанной на фиг.3 в качестве примера необходимо всего лишь четыре такие точки 14 пересечения.
Возможно также выполнение, например, прямоугольного расположения наборов 2 рельсовых колес на тележке 1, для которых в поворотной крестовине, показанной на фиг.3, должно быть предусмотрено наличие четырех или более точек 14 пересечения.
Для осуществления поворота тележки 1 наборы 2 рельсовых колес необходимо столкнуть с рельса 9 на плоскую пластину 15, как показано на фиг.4 в качестве примера.
На данной плоской пластине 15 поверхности 42, 52 качения по полу теперь опираются на поверхность пластин 15 и могут легко вращаться вокруг вертикальной центральной оси соответствующего набора 2 рельсовых колес для осуществления вращательного движения, так что выравнивание набора 2 рельсовых колес происходит в направлении вращающегося пути 13 или проходящего под углом рельса 9. Во время такого вращения соответствующих наборов 2 рельсовых колес, колеса 4, 5 качения вращаются в противоположных направлениях.
Затем тележка 1 может быть перемещена вращением на поворотной крестовине 16 так, что наборы 2 рельсовых колес перемещаются из первой точки 14 пересечения в соседнюю вторую точку 14 пересечения вдоль вращающихся путей 13.
В качестве альтернативы вращению тележки ее можно перемещать дальше путем перемещения наборов 2 колес поперечно в соответствующей точке 14 пересечения на поперечно проходящем рельсе 9.
После достижения следующей точки 14 пересечения наборы 2 рельсовых колес снова вращают вокруг их вертикальной оси, пока они не будут ориентированы параллельно рельсу 9, так что тележка 1 затем может быть перемещена вдоль воображаемой линии продолжения параллельно проходящих рельсов 9 в направлении, отличном от первоначального направления.
Дополнительно к расположению пластин 7 на опорном корпусе 6 по центру относительно колес 4, 5 качения, показанному в качестве предпочтительного примера осуществления изобретения, также возможно расположение оси вращения пластины 7 со смещением на опорном корпусе 6.
Другим преимуществом расположенных под углом колес 4, 5 качения по сравнению с цельными колесами качения, размещенными на рельсе, является уменьшение трения между колесами качения и рельсом. В результате регулярного возникновения больших сил при использовании таких тележек 1 при транспортировке тяжелых объектов, во время качения колес с вогнутой поверхностью качения по рельсу всегда образуется эллипс давления, который соответствует смещению радиуса качения в пределах поверхности качения по рельсу.
Поскольку в цельном колесе качения сила прикладывается в вертикальном направлении (направлении силы веса), образуется большее смещение радиуса качения, чем в наборе рельсовых колес с двумя колесами качения, в частности, с колесами 4, 5 качения, расположенными под углом друг к другу, как показано в качестве примера на фиг.2, поскольку здесь приложение силы происходит под углом к вертикали рельса 9.
В случае эллипса давления, который формируется симметрично точке приложения силы, результирующее смещение радиуса качения относительно рельсового колеса с колесом качения, расположенным вертикально на рельсе, значительно уменьшается.
Еще одним преимуществом наклонных колес 4, 5 качения является то, что по сравнению с вертикальной системой колес качения возможны увеличенные диаметры качения при той же высоте набора рельсовых колес, или при том же диаметре качения колес качения возможна более плоская, более компактная высота, по сравнению с колесами качения, стоящими вертикально на круглом рельсе.
Список номеров позиций
1 Тележка
2 Набор рельсовых колес
3 Шасси
31 - Крепление колеса
4 Колесо качения
41 - Поверхность качения по рельсу
42 - Поверхность качения по полу
5 Колесо качения
51 - Поверхность качения по рельсу
52 - Поверхность качения по полу
6 Опорный корпус
61 - Осевой крепежный элемент
62 - Опорный держатель для пластины
63 - Болт
7 Пластина
71 - Верхняя сторона
72 - Нижняя сторона
73 - Отверстие
8 Поворотный подшипник
9 Рельс
91 - Поверхность качения
10 Роликовый подшипник
11 Рельсовая опора
12 Рельсовая система
13 Вращающийся путь
14 Область пересечения
15 Пластина
16 Поворотная крестовина
α - Угол наклона
β - Угол обхвата