КОЛЕСНАЯ ПАРА С РЕГУЛИРУЕМОЙ КОЛЕЕЙ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
WHEEL SET WITH ADJUSTABLE TRACK FOR RAILWAY TRANSPORT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится, в основном, к колесным парам с регулируемой колеей для железнодорожного транспортного средства и, в частности, представляет собой колесную пару с регулируемой колеей для железнодорожного транспортного средства, которая автоматически изменяет свою колею так, что железнодорожное транспортное средство может двигаться по железнодорожному полотну двух видов, имеющих различную колею, и содержит ось, имеющую скользящую часть и часть для установки чашки; колесо, которое установлено на скользящей части оси с возможностью перемещения влево или вправо; опорную чашку, жестко закрепленную на оси; запорный блок, установленный с возможностью вращения на опорной чашке так, что управление движением колеса влево или вправо производится путем поворота запорного блока; фланец, прикрепленный к правому концу опорной чашки и предназначенный для управления запиранием или отпиранием запорного блока; держатель пружины, закрепленный на левой стороне опорной чашки, и пружину сжатия, установленную между фланцем и держателем пружины, за счет чего уменьшается количество деталей и снижается стоимость изготовления устройства, при этом устройство легко устанавливается на место благодаря его конструктивным особенностям и имеет преимущество, связанное с экономией энергии за счет уменьшения инерции вращения.
Другим вариантом выполнения настоящего изобретения является колесная пара с регулируемой колеей для железнодорожного транспортного средства, которая простым способом реализует систему регулировки колеи и имеет такую конструкцию, что ее детали легко установить и снять.
Еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения является колесная пара с регулируемой колеей для железнодорожного транспортного средства и, в частности, колесная пара с регулируемой колеей для железнодорожного транспортного средства, которая выполнена с возможностью автоматического изменения расстояния между противоположными колесами, при этом железнодорожное транспортное средство может двигаться по железнодорожному полотну с различной колеей, и которая предотвращает попадание в запирающие элементы воды, пыли или грязи, благодаря чему обеспечивается плавная работа и длительная эксплуатация колесной пары.
Уровень техники
Ниже приведена информация об уровне техники, относящемся к колесным парам с регулируемой колеей для железнодорожных транспортных средств.
Со второй половины 60-х годов страны, у которых железные дороги имеют нестандартную колею, или страны, которые граничат с другими странами, имеющими железные дороги с нестандартной колеей, такими как Испания (где дороги с колеей 1435 мм используются вместе с дорогами с колеей 1668 мм), Германия (где используются дороги с колеей 1435 мм), Япония (где используются дороги с колеей 1067 мм вместе с дорогами с колеей 1435 мм), Россия (где используются дороги с колеей 1520 мм), Польша (где используются дороги с колеей 1435 мм), Франция (где используются дороги с колеей 1435 мм) и др., заинтересованы в разработке железнодорожных поездов с регулируемой колеей, которая может изменяться при движении состава.
Среди этих стран Испания первой начала исследование систем с регулируемой колеей и довела их до практического применения. Вначале, при разработке сети железных дорог, благодаря своему географическому положению - на юго-западе от Франции, Испания использовала железные дороги с широкой колеей (1668 мм) и впоследствии продолжала использовать железную дорогу с широкой колеей.
Однако управление железными дорогами с широкой колеей вызывает различные проблемы из-за разницы в колее между железной дорогой с широкой колеей и железной дорогой с обычной колеей (1435 мм), которая использовалась вновь возникающими и соседними странами. Эти проблемы связаны с обеспечением непрерывности движения поездов и перемещения товаров. До настоящего времени предлагались различные идеи для решения этой проблемы и проводились различные исследования для претворения этих идей в практику.
Тем временем в Корее рассматривается проект трансконтинентального сообщения юг-север, так что возрастает интерес к решению проблемы преодоления разницы в колее на границе между железной дорогой юг-север и российской железной дорогой, в которой использовано железнодорожное полотно с широкой колеей. В качестве вариантов решения проблемы рассматриваются возможности перегрузки товаров, смены вагонов и использование вагонов с регулируемой колеей.
Кроме того, в Корее проводятся исследования, касающиеся эффективности управления системой двойной колеи, и внедряются различные системы регулирования колеи, которые были разработаны в Испании, Германии, России, Польше и Японии.
Что касается обычных колесных пар с регулируемой колеей, которые применяются в системах двойной колеи, то на фиг.1 и 2 приведено устройство по патенту Польши № PL 181969 (1997) и на фиг.3 и 4 приведено устройство по Европейскому патенту № ЕР 0873930 (1998).
Как показано на фиг.2, колесная пара с регулируемой колеей, описанная в патенте Польши № PL 181969 (1997), содержит запорный блок, в котором упругие стержневые элементы 2 определенной длины располагаются на оси через определенные угловые интервалы и служат для управления боковым смещением колеса. Обычно используют от двадцати до тридцати стержневых элементов 2.
Однако на данном колесе с регулируемой колеей стержневые элементы 2 должны периодически изгибаться при смене колеи, так что возникает проблема усталости металла, из которого изготовлены стержневые элементы 2. Кроме этого, из-за того что запорный блок содержит двадцать и более элементов 2, возникает проблема высокой стоимости обслуживания с тем, чтобы сохранить работоспособность колеса и отремонтировать его.
Между тем, как показано на фиг.4, в колесной паре с регулируемой колеей, описанной в Европейском патенте № ЕР 0873930 (1998), в качестве запорного блока использованы три пары запорных рычагов 3, а пружина сжатия расположена по окружности.
Однако в этой колесной паре с регулируемой колеей запорные рычаги 3 выступают от оси на относительно большие расстояния в направлении, перпендикулярном оси, т.е. вовне по отношению к оси, и когда процесс запирания или отпускания выполнен, запорные рычаги 3 выступают еще больше наружу по отношению к оси. Следовательно, запорный блок этой колесной пары с регулируемой колеей имеет больший объем и сложную конструкцию.
Более того, конструкция известной колесной пары с регулируемой колеей такова, что наружный цилиндрический корпус, служащий крышкой, выталкивает запорные рычаги для запирания блока этими запорными рычагами. Следовательно, наружный цилиндрический корпус, выполненный из металла, должен быть относительно толстым с тем, чтобы выдерживать прикладываемое к нему усилие. Наружный цилиндрический корпус служит для защиты внутренних элементов.
Однако проблема этой колесной пары с регулируемой колеей заключается в том, что когда требуется проверить запорный блок и другие элементы с целью технического обслуживания и ремонта колесной пары, тогда необходимо полностью разобрать колесную пару.
Раскрытие изобретения
В соответствии с изложенным настоящее изобретение разрабатывалось с учетом указанных выше проблем, связанных с известными устройствами, и задачей настоящего изобретения является создание колесной пары с регулируемой колеей для железнодорожного транспортного средства, которая автоматически меняет колею, при этом обеспечивается возможность движения железнодорожного транспортного средства по железнодорожному полотну двух видов с различной колеей, и которая содержит ось, имеющую скользящую часть и часть для установки чашки; колесо, установленное на скользящей части оси с возможностью перемещения влево или вправо; опорную чашку, жестко закрепленную на чашечной части оси; запорный блок, установленный с возможностью поворота на опорной чашке, причем управление движением колеса влево или вправо осуществляется посредством кольцевого поворота запорного блока; фланец, прикрепленный к правому концу опорной чашки для управления запиранием или отпиранием запорного блока; держатель пружины, закрепленный на левой стороне опорной чашки, и пружину сжатия, установленную между фланцем и держателем пружины, благодаря чему уменьшается количество деталей и снижается стоимость изготовления устройства, при этом устройство легко устанавливается на место благодаря его конструктивным особенностям и имеет преимущество, связанное с экономией энергии за счет уменьшения инерции вращения.
Другой задачей настоящего изобретения является создание колесной пары с регулируемой колеей для железнодорожного транспортного средства, в которой держатель пружины имеет съемную конструкцию, такую, что процесс сборки или разборки элементов, включая запорный блок, фланец, опорную чашку, пружину сжатия и держатель пружины, может быть легко выполнен, при этом, даже в том случае если относительно большое усилие будет приложено между колесами и железнодорожным полотном, колеса могут продолжать вращаться на оси.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание колесной пары с регулируемой колеей, которая обеспечивает возможность железнодорожному транспортному средству передвигаться по железнодорожному полотну с двумя видами различной колеи и предотвращает попадание воды или грязи на элементы запорного механизма и стык колеса и оси и которая имеет конструкцию, обеспечивающую возможность легкой проверки элементов, например, на наличие повреждений без полной разборки этих элементов.
Другой задачей настоящего изобретения является создание колесной пары, которая дает возможность упростить конструкцию и снизить стоимость технического обслуживания и ремонта, увеличить надежность и обеспечить стабильное движение железнодорожного транспортного средства, которое перемещается по железной дороге, имеющей различные колеи.
Для выполнения поставленных задач в соответствии с настоящим изобретением предложена колесная пара с регулируемой колеей для железнодорожного транспортного средства, которая автоматически изменяет свою колею, при этом обеспечивается возможность движения железнодорожного транспортного средства по железной дороге с двумя видами железнодорожного полотна, имеющего различную колею. Колесная пара с регулируемой колеей содержит ось, имеющую скользящую часть и часть для установки чашки; колесо, установленное на скользящей части оси так, чтобы иметь возможность перемещаться влево или вправо; опорную чашку, жестко закрепленную на части оси, предназначенной для установки чашки; запорный блок, установленный на опорную чашку с возможностью поворота так, что управление движением колеса влево и вправо производится путем кругового движения запорного блока; фланец, прикрепленный к правому концу опорной чашки и обеспечивающий управление запиранием и отпиранием запорного блока; держатель пружины, прикрепленный к левому концу опорной чашки, и пружину сжатия, расположенную между фланцем и держателем пружины.
Колесо может содержать выступающую часть, которая целиком проходит по направлению к средней части оси, и множество запирающих элементов, размещенных на внешней круговой поверхности выступающей части, при этом в каждом запирающем элементе выполнено множество запирающих прорезей.
Опорная чашка может содержать стопор, размещенный на правом конце опорной чашки, и удерживающий фланец; запирающий ключ, проходящий с левой поверхности стопора и предотвращающий вращение фланца по кругу вокруг оси; множество выступающих частей, расположенных на левом конце опорной чашки и прикрепленных к держателю пружины, и множество направляющих щелей, размещенных между выступающими частями, так что запирающие элементы колеса попадают в соответствующие направляющие щели, за счет чего колесо в целом вращается вокруг оси.
Фланец может содержать дисковую пластину, расположенную на правом конце фланца и перемещаемую в соприкосновение с деблокирующим рельсом так, что фланец движется влево или вправо; прорезь под ключ, в которую вставляется запирающий ключ, выполненный на опорной чашке; запирающую лопатку, вставленную в щель в запорном блоке, при этом запорный блок запирается или поворачивается посредством запирающей лопатки, и часть, предназначенную для установки пружины, на которой удерживается пружина сжатия.
Запирающая лопатка фланца может содержать горизонтальную часть, проходящую в горизонтальном направлении, и наклонную часть, расположенную под углом к горизонтальной части.
Запорный блок может содержать щель для лопатки, выполненную на правом конце запорного блока, так что запирающая лопатка, выполненная на фланце, попадает в щель для лопатки и перемещается в ней; множество запирающих выступов, расположенных на левом конце запорного блока, причем когда колесная пара находится в запертом состоянии, запирающие выступы попадают в соответствующие запирающие прорези колеса, и множество приемных прорезей, выполненных вокруг соответствующих запирающих выступов, так что запирающие элементы колеса попадают в соответствующие приемные прорези в запертом или незапертом состоянии.
Щель для лопатки запорного блока может содержать горизонтальную и наклонную части, которые соответствуют горизонтальной и наклонной частям, выполненным на запирающей лопатке фланца.
Держатель пружины может содержать опорную пластину, соприкасающуюся с левым концом пружины сжатия, так что сжимающее усилие указанной пружины прикладывается к опорной пластине; часть, предназначенную для установки пружины и выполненную на наружном крае поверхности опорной пластины для предотвращения движения пружины сжатия; часть, предназначенную для крепления чашки и выполненную на кольцевом внутреннем крае опорной пластины и прикрепленную к выступающим частям опорной чашки, и множество прорезей для приема запирающих элементов, выполненных на опорной пластине вокруг части, предназначенной для крепления чашки, причем каждый запирающий элемент колеса выполнен с возможностью введения в каждую прорезь, предназначенную для приема запирающего элемента для движения влево и вправо.
В соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения колесная пара с регулируемой колеей для железнодорожного транспортного средства автоматически изменяет свою колею, при этом железнодорожное транспортное средство может двигаться по железной дороге с двумя видами железнодорожного полотна, имеющего различную колею. Колесная пара с регулируемой колеей содержит ось, имеющую скользящую часть и часть, предназначенную для установки чашки, расположенные на противоположных концах оси; колесо со сквозным отверстием, причем ось выполнена с возможностью введения в сквозное отверстие, при этом выступающая часть выходит из заданной части вблизи кольцевого края сквозного отверстия, а на кольцевой наружной поверхности выступающей части выполнено множество запирающих элементов; опорную чашку, жестко закрепленную на части, предназначенной для установки чашки на оси; запорный блок, установленный на опорную чашку с возможностью поворота так, что управление посредством движения колеса в осевом направлении производится путем кругового движения запорного блока; фланец, обеспечивающий поворот запорного блока в направлении действия деблокирующего рельса и поворот запорного блока в противоположном направлении с помощью пружины сжатия; и держатель пружины, прикрепленный к опорной чашке.
Опорная чашка может содержать соединительное средство, установленное на наружной поверхности части оси, предназначенной для крепления чашки, множество запирающих ключей, выступающих из кольцевой наружной поверхности удерживающего средства и предотвращающих вращение фланца по кругу вокруг оси; стопор, установленный на первом конце соединительного средства и удерживающий фланец; множество выступающих частей, расположенных на втором конце опорной чашки и прикрепленных к держателю пружины, и множество направляющих щелей, выполненных между выступающими частями, причем запирающие элементы колеса введены в соответствующие направляющие щели, и колесо выполнено с возможностью вращения вокруг оси.
Держатель пружины может содержать опорную пластину, имеющую форму диска, со сквозным отверстием в центральной части опорной пластины, при этом ось введена в сквозное отверстие; часть для приема пружины, выступающую с наружного края первой поверхности опорной пластины; множество соединительных частей, выступающих из второй поверхности опорной пластины в заданных направлениях вблизи кольцевого края сквозного отверстия, при этом соединительные части прикреплены к опорной чашке, и множество направляющих щелей, выполненных между соседними соединительными частями, причем запирающие элементы колеса выполнены с возможностью перемещения вдоль соответствующих направляющих щелей.
Более того, множество приемных щелей выполнено на выступающей части колеса, при этом концы запирающих болтов выполнены с возможностью введения в соответствующие приемные щели; отверстие под винт выполнено на каждой выступающей части опорной чашки, а соединительное отверстие выполнено в каждой соединительной части держателя пружины, причем соединительные винты затягиваются в соединительных отверстиях и отверстиях для винтов, которые соответственно выполнены в соединительных частях держателя пружины и в выступающих частях опорной чашки, а конец каждого запирающего винта введен в каждую из приемных щелей в выступающей части колеса.
Соединительные части держателя пружины содержат три соединительных элемента.
Фланец может содержать дисковую пластину, удерживающую пружину сжатия и входящую в соприкосновение с деблокирующим рельсом; часть для приема пружины, выступающую с поверхности дисковой пластины в виде цилиндра и предотвращающую движение пружины сжатия; множество выступающих частей, выходящих из определенных положений на кольцевом крае сквозного отверстия, в которое вставляется опорная чашка; запирающую лопатку, выходящую из каждой выступающей части, при этом запирающие лопатки перемещаются вдоль соответствующих щелей для лопаток, выполненных в запорном блоке, направляя тем самым поворот запорного блока, и множество прорезей под ключ, выполненных между соседними выступающими частями и направляющих движение запирающих ключей опорной чашки.
Запорный блок может содержать щель для лопатки, вдоль которой перемещается каждая запирающая лопатка фланца; множество запирающих выступов, сцепленных с соответствующими запирающими прорезями колеса, удерживая за счет этого колесо, и множество приемных прорезей, в которых располагаются и перемещаются соответствующие запирающие элементы колеса.
В соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения колесная пара с регулируемой колеей для железнодорожного транспортного средства содержит внешнюю крышку, помещенную вокруг оси снаружи колеса, и внутреннюю крышку, имеющую цилиндрическую форму, первый конец которой соединен с внутренней поверхностью колеса, а второй конец соединен с фланцем.
Колесная пара с регулируемой колеей может далее содержать воздушное вентиляционное отверстие, выполненное в колесе таким образом, что воздух циркулирует между внешним пространством, определяемым внешней крышкой, и внутренним пространством, определяемым внутренней крышкой.
Внешняя крышка может содержать пластину, закрепленную на оси, и трубку, первый конец которой прикреплен к пластине внешней крышки, а второй конец прикреплен к наружной поверхности колеса посредством болтового соединения.
Колесная пара с регулируемой колеей может также содержать внешнюю дополнительную шайбу, которая прижимает второй конец трубки внешней крышки.
Трубка внешней крышки может представлять собой гофрированную трубку.
Фланец может быть снабжен выступающей частью, которая проходит по направлению к колесу, и второй конец внутренней крышки соединен с выступающей частью фланца посредством болтового соединения.
Колесная пара с регулируемой колеей может далее содержать внутреннюю дополнительную шайбу, которая прижимает второй конец внутренней крышки.
Внутренняя крышка может иметь гофрированную форму.
Как указано выше, в соответствии с настоящим изобретением колесная пара с регулируемой колеей имеет такую конструкцию, что запирание и отпирание колеса может быть выполнено с использованием одного запорного блока, за счет чего уменьшается число элементов. В отличие от известных устройств эти элементы работают во взаимосвязи друг с другом без применения соединительных средств, таких как болты. Кроме того, благодаря специальным возможностям каждого элемента прочность конструкции возрастает, так что облегчается ее техническое обслуживание и ремонт, следовательно, снижается стоимость технического обслуживания и ремонта.
Далее, в колесной паре с регулируемой колеей, выполненной согласно настоящему изобретению, объем в направлении, перпендикулярном оси, существенно уменьшен, так что данная конструкция может быть легко размещена в корпусе, сравнимом с корпусом обычных устройств. Кроме того, поскольку конструкция, выполненная согласно настоящему изобретению, дает возможность уменьшить инерцию вращения, то преимущество заключается в экономии энергии.
Вместе с тем в колесной паре с регулируемой колеей, выполненной в соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения, держатель пружины прикреплен как к колесу, так и к концу опорной чашки с использованием болтов или ключей, но без использования запрессовки или сварки. Следовательно, при необходимости замены на новые фланца, пружины или запорного блока, составляющих колесную пару с регулируемой колеей, отделение упругого держателя от опорной чашки и их разборка выполняются легко, за счет чего снижается стоимость и уменьшаются усилия, требуемые для технического обслуживания и ремонта колесной пары.
Далее, в данном варианте выполнения настоящего изобретения, запирающие детали колеса надежно удерживаются в запирающих щелях, сформированных множеством соединительных частей, которые выходят из края отверстия и проходят через отверстие упругого держателя. Следовательно, даже если относительно большое усилие будет приложено между колесом и железнодорожным полотном, то, поскольку направляющие щели не деформированы, колесо все еще будет вращаться на оси.
В колесной паре с регулируемой колеей, выполненной в соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения, внешняя крышка и внутренняя крышка размещены соответственно снаружи и внутри колеса. Когда железнодорожное транспортное средство меняет колею, а также когда движется по колее одного вида, тогда стыки между колесом и осью и элементами запорного механизма защищены от попадания грязи и воды. Кроме того, стыки между элементами механизма изменения колеи и другими элементами защищены от загрязнений, благодаря чему предотвращается коррозия этих элементов, возрастание трения и повреждение запорных лопаток.
Далее, в этом варианте выполнения настоящего изобретения при необходимости проверки элемента запорного механизма, например, на наличие повреждений эта проверка может быть легко выполнена без полной разборки механизма, поскольку колесная пара открывается простым выталкиванием и отворотом внутренней крышки на одну сторону. Кроме того, при использовании железнодорожного транспортного средства, которое перемещается по железной дороге, имеющей колею различного вида, настоящее изобретение дает возможность уменьшить усилия и снизить стоимость технического обслуживания и ремонта, повысить надежность устройств и обеспечить надежность железнодорожного сообщения.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг.1 - частичный разрез известной колесной пары с регулируемой колеей;
фиг.2 - вид известной колесной пары с регулируемой колеей, покомпонентно;
фиг.3 - частичный разрез известной колесной пары с регулируемой колеей;
фиг.4 - вид, показывающий работу известной колесной пары с регулируемой колеей;
фиг.5 - колесная пара с регулируемой колеей железнодорожного транспортного средства в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения;
фиг.6 - колесо, используемое в колесной паре с регулируемой колеей в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.7 - опорная чашка, используемая в колесной паре с регулируемой колеей в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.8 - фланец, используемый в колесной паре с регулируемой колеей в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.9 - запорный блок, используемый в колесной паре с регулируемой колеей в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.10 - держатель пружины, используемый в колесной паре с регулируемой колеей в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.11 - процесс сборки колесной пары с регулируемой колеей в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.12 - схематичный вид и частичный вид системы перемены железнодорожной колеи, в которой используется колесная пара, выполненная согласно настоящему изобретению;
фиг.13 - колесная пара с регулируемой колеей, выполненная в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.14 - соединение фланца и запорного блока колесной пары с регулируемой колеей согласно настоящему изобретению;
фиг.15 - соединение колеса и запорного блока колесной пары с регулируемой колеей согласно настоящему изобретению;
фиг.16 - вид в перспективе в сборе колесной пары с регулируемой колеей железнодорожного транспортного средства согласно второму варианту выполнения настоящего изобретения;
фиг.17 - детальный вид колеса колесной пары с регулируемой колеей, показанной на фиг.16;
фиг.18 - детальный вид опорной чашки колесной пары с регулируемой колеей, показанной на фиг.16;
фиг.19 - детальный вид фланца колесной пары с регулируемой колеей, показанной на фиг.16;
фиг.20 - детальный вид запорного блока колесной пары с регулируемой колеей, показанной на фиг.16;
фиг.21 - держатель пружины колесной пары с регулируемой колеей, показанной на фиг.16;
фиг.22 - схема сборки колесной пары с регулируемой колеей, показанной на фиг.16;
фиг.23 - колесная пара с регулируемой колеей железнодорожного транспортного средства, содержащая крышки, в соответствии с третьим вариантом выполнения настоящего изобретения;
фиг.24 - колесная пара с регулируемой колеей, показанная на фиг.23, с которой сняты крышки;
фиг.25 - частичный разрез, показывающий работу колесной пары с регулируемой колеей согласно фиг.23 на широкой колее;
фиг.26 - частичный разрез, показывающий работу колесной пары с регулируемой колеей согласно фиг.23 на стандартной колее;
фиг.27 - часть колесной пары с регулируемым зазором, обозначенная индексом А на фиг.25, в увеличенном масштабе;
фиг.28 - часть колесной пары с регулируемым зазором, обозначенная индексом В, на фиг.25.
Осуществление изобретения
Далее будет подробно описана колесная пара железнодорожного транспортного средства, выполненная в соответствии с настоящим изобретением, со ссылкой на прилагаемые фиг.5-15.
Ниже, вначале со ссылкой на фиг.12, будет пояснена система смены колеи полотна железной дороги, используемая при работе колесной пары с регулируемой колеей в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.12 приведена схема (а) и частичный вид (b) системы смены колеи полотна железной дороги, на которой работает колесная пара, выполненная согласно настоящему изобретению. На этом чертеже показана конструкция полотна железной дороги, используемого для работы устройства, выполненного согласно настоящему изобретению. Как показано на фиг.12, для работы колесной пары с регулируемой колеей необходимы рельсы со стандартной колеей 10, рельсы с широкой колеей 20, направляющие рельсы 30, направляющие переходные рельсы 40 и деблокирующие рельсы 50. Направляющие переходные рельсы 40 расположены между рельсами со стандартной колеей 10 и рельсами с широкой колеей 20. Направляющие переходные рельсы 40 предназначены для направления смены колеи. Направляющие рельсы 30 предотвращают сход с рельсов колес 200 при переходе и управляют изменениями размера колеи. Деблокирующие рельсы 50 имеют параллельную секцию и секции перехода от узкого промежутка к широкому промежутку и управляют боковым движением фланцев 400 для обеспечения смены колеи.
Далее будет подробно рассмотрена конструкция колесной пары с регулируемой колеей в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения, которая работает в системе смены колеи железной дороги. В колесной паре с регулируемой колеей согласно настоящему изобретению левый и правый края вала 100 симметричны, поэтому для облегчения описания настоящее изобретение будет рассмотрено со ссылкой на левый край вала 100.
Как показано на фиг.5, на каждом краю вала 100 расположена скользящая часть 110, по которой перемещается колесо 200 в боковом направлении, и часть 120, несущая опорную чашку.
Далее, как показано на фиг.6, колесо 200 содержит выступающую часть 210, которая расположена вокруг отверстия вала и проходит на определенную длину по направлению к средней части вала. На фиг.6(а) приведен вид в пространстве колеса 200. На фиг.6(b) приведен вид спереди колеса 200. На фиг.6(с) приведен вид сбоку колеса 200.
Как показано на фиг.6(а) и 6(b), вокруг выступающей части 210 расположено множество запирающих элементов 220, каждый из которых выступает в радиальном направлении. На нижней стороне каждого запирающего элемента 220 выполнены запирающие прорези 221, каждая из которых имеет форму, соответствующую форме каждого запирающего выступа 520 запорного блока 500.
Предпочтительно установить три запирающих элемента 220, учитывающих диаметр вала 100, как показано на фиг.6(b). Количество запирающих прорезей 221, сформированных на каждом запирающем элементе, может изменяться в зависимости от особенностей колеи, но в настоящем изобретении исходя из условий изготовления и работы на каждом запирающем элементе выполнены две запирающие выемки 221, так что колея может быть изменена от стандартной 10 до широкой 20.
Между тем, на части 120 вала 100 напрессована или приварена опорная чашка 300. На фиг.7(а) приведена в перспективе опорная чашка 300. На фиг.7(b) приведен вид спереди опорной чашки 300. На фиг.7(с) приведен вид сбоку опорной чашки 300. Опорная чашка 300 содержит стопор 310, запирающие ключи 320, выступающие части 330 и направляющие щели 340.
Более подробно, как показано на фиг.7(а), стопор 310, который размещен на правом краю опорной чашки 300, предназначен для предотвращения чрезмерного перемещения фланца 400 по направлению к средней части вала под действием сжимающейся пружины 600 в ходе смены колеи или во время движения железнодорожного транспортного средства.
Более того, как показано на фиг.7(а) и 7(с), каждый запирающий ключ 320 выступает налево от поверхности стопора 310 и вводится в каждую прорезь 420 фланца 400, при этом фланец 400 вращается на валу 100 и не прокручивается по окружности вала.
Между тем, как показано на фиг.7(а), на левом краю опорной чашки имеются выступающие части 330, которые присоединены к соответствующим выступающим частям 730 упругого держателя 700. Направляющие щели 340 сформированы между выступающими частями 330, а запирающие элементы 220 колеса 200 входят в направляющие щели 340 с возможностью перемещения влево и вправо.
Направляющие щели 340 предназначены для того, чтобы вращающее усилие прикладывалось бы к запирающим прорезям 221 колеса 200, и в результате этого колесо 200 вращалось бы целиком на валу 100 даже в незапертом состоянии запорного блока 500, когда запирающие выступы 520 запорного блока 500 удалены из запирающих прорезей 221 колеса 200.
На фиг.8(а) приведен вид в пространстве фланца 400. На фиг.8(b) приведен вид спереди фланца 400. На фиг.8(с) приведен вид сбоку фланца 400.
Как показано на фиг.8, фланец 400 прикреплен к правому концу опорной чашки 300 и предназначен для управления запиранием запорного блока 500. Фланец 400 содержит диск 410, прорези 420 для ключей, запирающие лопатки 430 и приемную часть 440 пружины.
В частности, диск 410 контактирует с отцепляющим рельсом 50 при перемене колеи, перемещая при этом фланец 400 влево или вправо. Когда расстояние между деблокирующими рельсами 50 возрастает, фланец 400 перемещается влево против действия упругой силы сжимающейся пружины 600. Когда расстояние между деблокирующими рельсами 50 уменьшается, фланец 400 перемещается вправо, поскольку к диску 410 прикладывается упругое усилие сжимающейся пружины 600.
Как показано на фиг.8(b), прорези 420 для ключей совпадают с соответствующими запирающими ключами 320 опорной чаши 300, описанной выше, так что фланец 400 имеет возможность вращаться на валу 400 и не прокручивается вокруг вала 400.
Между тем, запирающие лопатки 430 проходят в щели 510 лопаток запорного блока 500 и перемещаются в боковом направлении, при этом запирая или вращая запорный блок 500. Как показано на фиг.8(а) и 8(с), чтобы соответствовать форме щели 510 запорного блока 500, каждая запирающая лопатка 430 имеет такую конструкцию, в которой горизонтальная часть 431 выступает в боковом направлении, а наклонная часть 432 наклонена вверх относительно горизонтальной части 431.
Далее, на приемную часть 440 установлена пружина 600 сжатия. Пружина 600 сжатия периодически сжимается и располагается между приемной частью 440 и приемной частью 720 держателя 700.
На фиг.9 приведен подробный вид запорного блока 500. В частности, на фиг.9(а) приведен вид в пространстве запорного блока 500. На фиг.9(b) приведен вид спереди запорного блока 500. На фиг.9(с) приведен вид сбоку запорного блока 500.
Запорный блок 500 имеет диаметр, больший, чем диаметр опорной чашки 300. Запорный блок 500 устанавливают на опорную чашку 300 так, что он имеет возможность поворачиваться в круговом направлении. Запорный блок 500 содержит щели 510 для лопаток, запорные выступы 520 и приемные прорези 530.
В частности, как показано на фиг.9(а), каждая щель имеет горизонтальную щелевую часть 511 и наклонную щелевую часть 512, за счет чего каждая запорная пластина 430 фланца 400 входит в щель 510 и перемещается в боковом направлении. Рабочая связь между запорными лопатками 430 и щелями 510 будет рассмотрена позже.
Когда колесная пара с регулируемой колеей находится в запертом состоянии, запорные выступы 520 сцепляются с соответствующими запорными прорезями 221 колеса 200. Когда колесная пара находится в незапертом состоянии, запорные выступы 520 выходят из соответствующих запорных прорезей 221. Рабочая связь между запорными выступами 520 и запорными прорезями 221 будет также рассмотрена позже.
Как показано на фиг.9(а) и 9(b), каждая приемная прорезь 530 сформирована вокруг каждого запорного выступа 520 и создает место, в которое входит запорный элемент 220 и в незапертом положении перемещается влево и вправо. Это также будет описано подробно при пояснении способа смены колеи.
Между тем, как показано на фиг.10, держатель пружины 700 предназначен для ограничения движения пружины 600 сжатия в левом направлении. На фиг.10(а) приведен вид в пространстве держателя 700 пружины. На фиг.10(b) приведен вид спереди держателя 700 пружины. На фиг.10(с) приведен вид сбоку держателя 700 пружины. Как показано на фигурах, держатель 700 пружины содержит пластину 710, часть 720 приема пружины, части 730 крепления крышки и прорези 740 приема запорных элементов.
Пластина 710 держателя соприкасается с левым концом сжимающейся пружины 600 и принимает от нее сжимающее усилие. Часть 720 приема пружины расположена по внешнему краю пластины 710 держателя и предотвращает движение сжимающейся пружины 600 в нежелательном направлении.
Прорези 740 приема запорных элементов сформированы по внутреннему краю пластины 710 держателя. Запорные элементы 220 колеса 200 введены в соответствующие прорези 740 приема запорных элементов, при этом движение запорных элементов 220 влево и вправо направляется прорезями 740 приема запорных элементов. Части 730 крепления крышки установлены и закреплены на соответствующих выступающих частях 330 опорной чашки 300, которая жестко закреплена на оси 100, так что держатель 700 пружины также не может перемещаться в горизонтальном направлении.
Далее со ссылкой на фигуры будет описан процесс сборки колесной пары с регулируемой колеей для железнодорожных транспортных средств, выполненной согласно настоящему изобретению.
Как показано на фиг.11, для сборки колесной пары вначале на ось 100 надевают опорную чашку 300. Здесь опорная чашка 300 закреплена на оси 100 посредством напрессовки или сварки, за счет чего эти две детали становятся единым целым (фиг.11(b)).
Далее на опорной чашке 300 закрепляют фланец 400 (фиг.11(с)), а запорный блок 500 закрепляют на опорной чашке 300 так, чтобы запорные лопатки 430 фланца 400 вошли бы в соответствующие щели 510 для лопаток запорного блока 500 (фиг.11(d)).
После этого на запорный блок 500 устанавливают сжимающуюся пружину 500, но на приведенных чертежах процесс установки сжимающейся пружины 600 не показан, чтобы было бы ясно видно соединение фланца 400 и запорного блока 500.
После того как сжимающаяся пружина 600 установлена, собирают держатель 700 пружины (фиг.11(е)). В завершение на ось 100 устанавливают колесо 200 так, чтобы его запорные элементы 220 сцепились бы правильно с запорными выступами 520 запорного блока 500, завершая этим процесс сборки колесной пары с регулируемой колеей согласно настоящему изобретению (фиг.11(f)).
Ниже со ссылкой на фиг.12, 13, 14 и 15 будет описана последовательность процесса смены колеи колесной пары с регулируемой колеей согласно настоящему изобретению, имеющей вышеупомянутую конструкцию и собранную, как указано выше. Здесь будет описан процесс смены колеи с широкой колеи 20 на стандартную колею 10.
1) Движение осуществляется по железной дороге с широкой колеей 20 (стадия 1). Когда железнодорожное транспортное средство движется по железной дороге с широкой колеей 20, смены колеи не происходит. Кроме этого, в этом состоянии нижняя сторона горизонтальной части 431 и верхняя сторона наклонной части 432 каждой запорной лопатки 430 фланца 400 удерживаются с помощью верхней и нижней сторон горизонтальной щелевой части 511 каждой щели 510 запорного блока 500, за счет чего запорный блок 500 и фланец 400 вместе вращаются вокруг оси 100, а каждый запорный выступ 520 запорного блока 500 остается в состоянии, в котором он вставлен в запорную прорезь 221 каждого запорного элемента 220 колеса 200 (см. фиг.13(а), 14(а) и 15(а)).
2) Вход на уширенную секцию деблокирующего полотна 50 (стадия 2).
Железнодорожное транспортное средство все еще движется по железной дороге с широкой колеей 20, но появляется колея деблокирующего полотна 50 железной дороги. В результате благодаря форме деблокирующего полотна 50 фланец 400 перемещается к краю оси 100 против действия упругого усилия сжимающейся пружины 600 (см. фиг.13(b)).
В это же время наклонная часть 432 запорной лопатки 430 фланца 400 перемещается влево и, следовательно, толкает нижнюю сторону наклонной щелевой части 512 запорного блока 500. Затем запорный блок 500 поворачивается благодаря его конструктивной форме (см. фиг.14(b)).
В это же время запорный выступ 520 запорного блока 500 выходит из запорной прорези 221 колеса 200 за счет поворота запорного блока 500, благодаря чему колесо 200 входит в состояние, в котором оно имеет возможность перемещаться влево или вправо (см. фиг.15(b)).
3) Движение по участку 40 смены колеи (стадия 3).
Так как колея уменьшена в состоянии, при котором колесо 200 имеет возможность перемещаться влево или вправо, колесо 200 перемещается при движении по железной дороге по направлению к средней оси. В это время колесо 200 движется медленно благодаря конструктивной форме участка 40 смены колеи и направляющего рельса 30 (см. фиг.13(с) и 15(с)).
4) Процесс входа на стандартную колею 10 (стадия 4).
При входе на стандартную колею, когда железнодорожное транспортное средство входит на стандартную колею 10 после завершения осевого движения колеса 200, вызванного его прохождением через полотно 40 смены колеи, при этом сжимающаяся пружина 600 между участком со стандартной колеей 10 и деблокирующим полотном 50 сохраняется в сжатом состоянии и запоминает сжимающее усилие, постольку поскольку колея деблокирующего полотна 50 все еще не пройдена.
Далее, так как колея деблокирующего полотна 50 уменьшается, фланец 400 движется под действием конструктивной формы деблокирующего полотна 50 и упругого усилия сжимающейся пружины 600 в осевом направлении. В частности, когда наклонная часть 432 запорной лопатки 430 фланца 400 движется направо, запорный блок 500 поворачивается и возвращается в исходное положение, а наклонная часть 432 запорной лопатки 430 занимает положение, в котором она удерживается с помощью верхней и нижней сторон горизонтальной щелевой части 511 щели 510, т.е. в запертом положении (см. фиг.13(а) и 14(а)).
В это время, поскольку запорный блок 500 вращается, запорный выступ 520 запорного блока 500 попадает в другую запорную прорезь 221 запорного элемента 220 колеса 200 (см. фиг.15(d)). Железнодорожное транспортное средство освобождается от ограничений деблокирующего полотна 50 и движется вдоль полотна со стандартной колеей 10, чем завершается смена полотна колесной парой с регулируемой колеей согласно настоящему изобретению.
Вместе с тем принцип работы колесной пары с регулируемой колеей, когда железнодорожное транспортное средство переходит на путь с широкой колеей 20 с пути со стандартной колеей 10, такой же, как при переходе железнодорожного транспортного средства на путь со стандартной колеей 10 с пути с широкой колеей 20.
Более того, как описано выше, колесная пара с регулируемой колеей согласно настоящему изобретению имеет три запорных элемента 220 колеса 200, три запорных выступа 520 запорного блока 500 и три запорных лопатки 430 на фланце 400. Благодаря такой конструкции обеспечивается кинетическая устойчивость и, даже если некоторый элемент поврежден, система в целом работает нормально.
Как показано на фиг.16, колесная пара с регулируемой колеей для железнодорожного транспортного средства в соответствии со вторым вариантом выполнения настоящего изобретения содержит ось 100, которая имеет скользящую часть 110 и части 120, предназначенные для крепления крышки, и колесо 200, имеющее сквозное отверстие, в которое вставляется ось 100, выступающую часть 210, которая выходит с поверхности колеса вокруг сквозного отверстия и, по меньшей мере, один запорный элемент 220, который расположен на кольцевой наружной поверхности выступающей части 210. Колесная пара с регулируемой колеей далее содержит опорную чашку 300, которая установлена на части 120 для опорной чашки оси 100, и запорный блок 500, который установлен на опорной чашке 300 и контролирует путь, вдоль которого движется колесо 200, используя его круговое вращение. Колесная пара с регулируемой колеей далее содержит фланец 400. Когда к фланцу 400 прикладывается толкающее усилие деблокирующего пути 50, фланец 400 поворачивает запорный блок 500 в одном направлении. Когда к фланцу 400 приложено возвратное усилие сжимающейся пружины 600, фланец 400 поворачивает запорный блок 500 в противоположном направлении. Колесная пара с регулируемой колеей далее содержит держатель 700 пружины, который прикреплен к опорной чашке 300.
Как показано на фиг.17, в колесе 200 выступающая часть 210 в целом размещена вокруг сквозного отверстия и выступает на определенную длину по направлению к средней части оси. Подвижные щели 211 сформированы на боковой стороне выступающей части 210 в положении, соответствующем отверстиям 360 под болты, проходящим через удлиненную часть 330 опорной чашки 300, и отверстиям 745 под крепление, проходящим через соединительную часть 735 держателя 700 пружины, так что конец запорного болта 760, который входит как в соответствующее отверстие 745 под крепление, так и в соответствующее отверстие 360 под болт, попадает в соответствующую подвижную щель 211. Запирающий элемент 220, который выступает в радиальном направлении, располагается на кольцевой наружной поверхности выступающей части 211. Запирающие прорези 221 расположены на поверхности запирающего элемента 220, так что каждый запирающий выступ 520 запорного блока 500 блокируется в одной из запирающих прорезей 221 запирающего элемента 220. Предпочтительно предусмотреть подходящее число запирающих элементов 220, так чтобы колесо было бы устойчивым и вращалось бы вокруг оси 100 посредством запирающих элементов 220, которые скользят в направляющих щелях 340 и 750, образованных соответственно на опорной чашке 300 и держателе 700 пружины. Например, в данном варианте выполнения настоящего изобретения имеются три запирающих элемента 220. Предпочтительно, чтобы число запирающих прорезей 221 в каждом запирающем элементе 220 было бы пропорционально числу полотен с различной колеей железнодорожных путей.
Иными словами, если железнодорожное транспортное средство движется по двум видам железнодорожного пути, имеющего различные колеи, то на каждом запирающем элементе выполнены две запирающие прорези 221. Если железнодорожное транспортное средство движется по трем видам железнодорожного пути, имеющего различные колеи, то на каждом запирающем элементе выполнены три запирающие прорези 221.
Как показано на фиг.18, опорная чашка 300 закреплена на опорной чашке части 120 оси 100 посредством напрессовки или сварки. Опорная чашка 300 имеет цилиндрическую форму и содержит корпус 350, который крепится к части 120 для опорной чашки, стопор 310, который выступает из круговой наружной поверхности первого конца корпуса 350, выступающие части 330, которые выходят в продольном направлении из второго конца корпуса 350, и запирающие ключи 320, которые выступают из внешней поверхности корпуса 350. Отверстия 360 под болты, которые соответствуют соединительным отверстиям 745 соединительной части 735 держателя 700 пружины, расположены в соответствующих выступающих частях 330.
Стопор 310 предназначен для предотвращения движения фланца 400 из его исходного положения. Запирающие ключи 320 попадают в прорези 420 для ключей, сформированные на фланце 400, так что когда фланец 400 движется по деблокирующему пути 50 в одном направлении или движется под действием возвратного усилия сжимающейся пружины 600 в противоположном направлении, запирающие ключи 320 направляют движение фланца 400. Более того, запирающие ключи 320 дают возможность фланцу 400 в целом вращаться вокруг оси 100. Выступающие части 330 направляют запирающие элементы 220 колеса 200, так что запирающие элементы 220 скользят между направляющими щелями 340, выполненными между выступающими частями 330. Более того, выступающие части 330 находятся в плотном контакте с запирающими элементами 220, которые скользят между ними, давая возможность колесу 220 в целом вращаться вокруг оси 100. Запирающие болты 760 входят как в отверстия 745 для крепления держателя 700 пружины, так и в отверстия 360 под болты в выступающих частях 330, так что соединительная часть 735 держателя 700 пружины прочно крепится к опорной чашке 300.
Как показано на фиг.19, фланец 400 установлен на первом конце опорной чашки 300 и удерживается стопором 310 опорной чашки 300. Фланец 400 предотвращает выпадение сжимающейся пружины 600 и перемещается в осевом направлении под действием как деблокирующего полотна 50, так и сжимающейся пружины 600, направляя при этом запорный блок 500 так, чтобы запорный блок 500 поворачивался бы при выполнении операции смены колеи. Фланец 400 содержит дисковую пластину 410, которая удерживает сжимающуюся пружину 600, часть 440 приема пружины, которая имеет цилиндрическую форму и выступает от поверхности дисковой пластины 410, и выступающие части 450, которые проходят от поверхности дисковой пластины 410 вокруг внутреннего края сквозного отверстия, которое сделано в дисковой пластине 410 и в которое вставляют опорную чашку 300. Фланец 400 далее содержит запирающие лопатки 430, которые выступают из соответствующих выступающих частей 450 и входят в соответствующие щели 510, выполненные в запорном блоке 500, так что запирающие лопатки 430 движутся в соответствующих щелях 510 и таким образом направляют вращение запорного блока 500. Фланец 400 далее содержит прорези 420 для ключей, которые выполнены между соседними выступающими частями 450 и направляют движение каждого запирающего ключа 320 опорной чашки 300.
Запорный блок 500 имеет диаметр, больший диаметра опорной чашки 300, и закреплен на опорной чашке 300 так, что имеет возможность поворачиваться по окружности вокруг оси. Как показано на фиг.20, на запорном блоке 500 выполнены щели 510 под лопатки, в которые вставляются запорные лопатки 430 фланца 400. Запорный блок 500 содержит запирающие выступы 520, которые расположены в определенных положениях, так что запирающие выступы 520 фиксируются в запирающих прорезях 221 колеса 200 для удерживания и поддерживания колеса 200, и приемные прорези 530, в которые попадают и в которых движутся соответствующие запирающие элементы 220 колеса 200.
Каждая щель 510 для лопатки имеет горизонтальную часть 511 и наклонную часть 512, которые по форме соответствуют каждой запирающей лопатке 430 фланца 400, так что они работают во взаимодействии друг с другом. В частности, когда запирающие лопатки 430 вставлены в наклонные щелевые части 512, запорный блок 500 поворачивается с помощью поверхностей наклонных щелевых частей 512 в одном направлении. Когда запирающие лопатки 430 удаляют с наклонных щелевых частей 512, запорный блок 500 поворачивается в противоположном направлении.
Как показано на фиг.21, держатель 700 пружины служит как для предотвращения выпадения пружины 600, так и для жесткого закрепления колеса 200 на оси 100. На фиг.21(а) приведена в пространстве первая сторона держателя 700 пружины. На фиг.21(b) приведена в пространстве вторая сторона держателя 700 пружины.
Держатель 700 пружины имеет форму диска. В центре держателя 700 пружины выполнено сквозное отверстие, в которое вставляют выступающую часть 330 опорной чашки 300. Держатель 700 пружины содержит опорную пластину 710, которая удерживает сжимающуюся пружину 600, часть 720 приема пружины, которая выходит с наружного края первой поверхности опорной пластины 710, и множество соединительных частей 735, которые выступают из второй поверхности опорной пластины 710 вокруг внутреннего края сквозного отверстия. Направляющая щель 750 выполнена между соседними соединительными частями 735, при этом каждый запирающий элемент 220 колеса 200 съемным образом вставляется в направляющую щель 750.
Далее, в каждой соединительной части 735 выполнено соединительное отверстие 745 в положении, соответствующем расположению каждой приемной щели 211, которая проходит по выступающей части 210 колеса 200, и отверстие 360 под болт, которое выполнено на каждой выступающей части 330 опорной чашки 300. Соединительные части 735 держателя 700 пружины прикреплены к выступающим частям 330 опорной чашки 300 посредством запирающих болтов 760, которые завинчиваются как в соединительные отверстия 745, так и в отверстия 360 под болты опорной чашки 300.
После установки на ось 100 опорной чашки 300 и фланца 400 на опорную чашку 300 устанавливают запорный блок 500 и пружину сжатия 600. После этого на второй конец опорной чашки 300 устанавливают держатель 700 пружины, имеющий вышеупомянутую конструкцию. Следовательно, выступающие части 330 опорной чашки 300 и соединительные части 735 держателя 700 пружины скреплены вместе посредством запорных болтов 760. При этом каждый запорный болт 760 выполнен таким, что его конец съемным образом входит в приемную щель 211, выполненную на выступающей части 210 колеса 200.
На фиг.22 показан процесс сборки колесной пары с регулируемой колеей, выполненной согласно настоящему изобретению. На фиг.22(а) приведено состояние, в котором опорная чашка 300 соединена с осью 100 с помощью запрессовки или сварки, фланец 400 установлен на опорной чашке 300, запорный блок 500 установлен на опорной чашке 300 так, что запирающие лопатки 430 фланца 400 вставлены в соответствующие щели 510 для лопаток запорного блока 500, а пружина 600 сжатия установлена на запорный блок 500.
На фиг.22(b) показан процесс затяжки каждого запорного болта 760 в соединительном отверстии держателя 700 пружины после того, как держатель 700 пружины установлен на выступающую часть 330 опорной чашки 300. На фиг.22(с) показан держатель 700 пружины, установленный на выступающих частях 330 опорной чашки 300 посредством запорных болтов 760, которые затянуты как в соединяющих отверстиях 745 соединительной части 735, так и в отверстиях 360 для болтов опорной чашки 300.
На чертежах не показано, что колесо 200 после этого устанавливают на скользящую часть 110 оси 100. Выступающая часть 210 колеса 200 после этого попадает в зазор, образованный между скользящей частью 110 и выступающей частью 330 опорной чашки 300. Каждый запирающий элемент 220 попадает как в каждую направляющую щель 750 держателя 700 пружины, так и в каждую направляющую щель 340 опорной чашки 300. Более того, каждый запирающий элемент 220 попадает в каждую приемную прорезь 530 запорного блока 500, и каждый запорный выступ 520 фиксируется в одной запирающей прорези 221 каждого запирающего элемента 220, посредством чего колесо 200 закрепляется на оси 100. В это время колесо 200 устанавливают на оси 100 после небольшого ослабления запирающих болтов 760, при этом конец каждого запирающего болта 760 входит в каждую приемную щель 211, выполненную на выступающей части 210 колеса 200. После того как колесо установится в правильном положении, запирающие болты 760 затягивают.
Колесная пара с регулируемой колеей, выполненная в соответствии с настоящим изобретением и имеющая вышеописанную конструкцию, работает в системе смены колеи железнодорожного полотна. Как показано на фиг.12(а) и 12(b), система смены колеи снабжена секцией смены колеи, которая соединяет два участка железной дороги, имеющих различные колеи, такие как участок со стандартной колеей 10 и участок с широкой колеей 20. Система смены колеи содержит участок смены колеи 40, который побуждает к смене колеи, направляющие пути 30, которые расположены с противоположных сторон каждого участка смены колеи 40 и предотвращают сход каждого колеса 200 с рельсов, и деблокирующие рельсы 50, которые расположены между участком смены колеи 40 и необходимы для работы колесной пары с регулируемой колеей.
Ниже подробно описана рабочая взаимосвязь между колесной парой с регулируемой колеей, выполненной в соответствии со вторым вариантом выполнения настоящего изобретения, и системой смены колеи, установленной на земле.
Запирающие лопатки 430 фланца 400 удерживаются горизонтальной щелевой частью 511 щели 510 для лопаток, выполненной в запорном блоке 500, так что запорный блок 500 в целом поворачивается как относительно фланца 400, так и относительно оси 100, и каждый запирающий выступ 520 запорного блока 500 сохраняется в положении, зафиксированном в одной запирающей прорези 221 каждого запирающего элемента 220 колеса 200 (стадия 1).
После этого, когда фланец 400 выталкивается деблокирующим полотном дороги 50 и, следовательно, перемещается по направлению к колесу 200, преодолевая упругое усилие сжимающейся пружины 600, наклонная часть 432 запирающей лопасти 430 фланца 400 давит на наклонную щелевую часть 512 щели 510 для лопасти запорного блока 500, посредством чего запорный блок поворачивается. В это время запирающие прорези 221 колеса 200 выходят из зацепления с запирающими выступами 520 запорного блока 500, так что колесо 200 переходит в состояние движения в боковом направлении (стадия 2).
В результате колесо 200 движется по направлению к средней части оси, уменьшая колею пути (стадия 3).
После этого, когда железнодорожное транспортное средство движется по пути со стандартной колеей 10, пройдя путь смены колеи 40, колея деблокирующего участка пути 50 уменьшается. Благодаря этому фланец 400 перемещается по направлению средней части оси под действием возвратного усилия сжимающейся пружины 600. Далее запорный блок 500 поворачивается и возвращается в свое первоначальное положение, так что другая запирающая прорезь 221 каждого запирающего элемента 220 соединяется с каждым запирающим выступом 520 запорного блока 500, и железнодорожное транспортное средство движется обычным образом по пути со стандартной колеей 10 (стадия 4).
В колесной паре, выполненной в соответствии со вторым вариантом выполнения настоящего изобретения, держатель 700 пружины прикреплен к выступающим частям 330 опорной чашки 300 посредством запорных болтов 760, но без использования запрессовки или сварки. Следовательно, когда возникает необходимость заменить фланец 400, сжимающуюся пружину 600, запорный блок 500, опорную чашку 300 или держатель 700 пружины на новые, процесс снятия держателя 700 пружины с опорной чашки 300 и повторной сборки их может быть легко выполнен.
Более того, в колесной паре с регулируемой колеей, выполненной согласно второму варианту выполнения настоящего изобретения, запирающие элементы 220 колеса 200 жестко удерживаются посредством направляющих щелей 750, расположенных между соединительными частями 735, которые проходят с внутреннего края сквозного отверстия, образованного в центре держателя 700 пружины. В соответствии с этим даже если к колесу 200 со стороны рельсов прикладывается относительно большое усилие, то, поскольку направляющие щели 750 конструктивно не деформируются, колесо 200 может стабильно поворачиваться вокруг оси 100.
На фиг.23-28 приведена колесная пара с регулируемой колеей для железнодорожного транспортного средства, выполненная в соответствии с третьим вариантом выполнения настоящего изобретения. Колесная пара с регулируемой колеей в соответствии с третьим вариантом выполнения настоящего изобретения имеет такую конструкцию, которая может двигаться по пути со стандартной колеей 10, пути с широкой колеей 20 и пути с узкой колеей и защищена от окружающих воздействий.
Как показано на фиг.23, колесная пара с регулируемой колеей в соответствии с третьим вариантом выполнения настоящего изобретения содержит внешнюю крышку 800, которая установлена на внешней стороне колеса 200 и вокруг оси 100, и внутреннюю крышку 820, первый конец которой соединен с внутренней поверхностью колеса 200, а второй конец которой соединен с фланцем 400.
В этом случае, как указано при описании колесной пары с регулируемой колеей согласно второму варианту выполнения настоящего изобретения, фланец 400 согласно третьему варианту управляет поворотом запорного блока 500, что дает возможность колесу 200 двигаться в боковом направлении, когда запорный блок 500 поворачивается в круговом направлении на оси, направляя за счет этого процесс смены колеи, когда железнодорожное транспортное средство попадает на участок смены колеи железнодорожного пути. Более того, по завершении процесса смены колеи фланец 400 ограничивает поворот запорного блока 500, так что железнодорожное транспортное средство может совершать стабильное движение.
В колесной паре с регулируемой колеей, выполненной в соответствии с третьим вариантом выполнения настоящего изобретения, на колесе 200 предусмотрено множество воздушных вентиляционных отверстий 830а и 830b, так что внешнее пространство 880, определенное внешней крышкой 800, связано с внутренним пространством 890, определенным внутренней крышкой 820.
Внешняя крышка 800 содержит пластину 815 и трубку 810. Пластина 815 внешней крышки имеет кольцевую форму с приемным отверстием, образованным в центральной части сквозь пластину 815 внешней крышки, так что внешнюю крышку 800 надевают на ось 100 через приемное отверстие. Первый конец трубки 810 внешней крышки соединен с наружным краем пластины 815 внешней крышки запрессовкой, а второй конец трубки соединен с внешней поверхностью колеса 200 посредством болтов 870. Первый край трубки 810 внешней крышки и наружный край пластины 815 внешней крышки перекрываются друг с другом и, следовательно, загибаются и запрессовываются, что обеспечивает воздушную герметичность.
В данном случае пластина 815 внешней крышки может быть закреплена на оси посредством соединительного средства, такого как болт.
Как показано на фиг.27, каждое болтовое соединение 870 содержит болт, который вставлен в отверстие, проходящее через колесо 200, и гайку, которая накручена на внешнюю выступающую часть на конце болта. После затяжки болта и гайки второй конец трубки 810 внешней крышки зажимают на колесе 200, так что внешняя крышка 800 герметично соединяется с колесом 200. Более того, болтовое соединение 870 зажимает и затягивает первый конец внутренней крышки 820 на колесе 200, так что внутренняя крышка 820 герметично соединяется с колесом 200. В данном случае имеются первые внутренние дополнительные шайбы 850, так что первый конец внутренней крышки 820 прочно прижимается к колесу 200.
Внешняя крышка 800 далее содержит внешние дополнительные шайбы 840, которые служат для прижима второго конца трубки 810 внешней крышки к колесу 200. Внешние дополнительные шайбы 840 прочно прижимают второй конец трубки 810 внешней крышки, когда болтовое соединение 870 затянуто, обеспечивая тем самым воздушную герметичность между трубкой 810 внешней крышки и наружной поверхностью колеса 200.
Предпочтительно, чтобы, как показано на фиг.25 и 26, трубка 810 внешней крышки была бы гофрированной, так чтобы, даже когда объемы внешнего пространства 880 и внутреннего пространства 890 изменяются, поскольку железнодорожное транспортное средство меняет колею, внешняя крышка 800 и внутренняя крышка 820 не повреждались. Более того, трубка 810 внешней крышки должна быть эластичной, чтобы реагировать на изменения объема внешнего и внутреннего пространства 880 и 890.
Также предпочтительно, чтобы внутренняя крышка 820 представляла бы собой гофрированную трубку. Внутренняя крышка 820 может быть также выполнена из эластичного материала, чтобы реагировать на изменения объема внешнего и внутреннего пространств 880 и 890.
Как показано на фиг.28, фланец 400 содержит выступающую часть 860, которая выступает на определенную длину по направлению к колесу 200, при этом второй конец внутренней крышки 820 присоединяется к наружной части 860 фланца 400 посредством болтового соединения 875.
Кроме того, на внутренней крышке 820 имеются вторые внутренние дополнительные шайбы 855, прижимающие второй конец внутренней крышки 820 к фланцу 400. А именно, когда болтовое соединение 875 затянуто, вторые внутренние дополнительные шайбы 855 прочно зажимают край второго конца внутренней крышки 820 на выступающей части 860 фланца 400, обеспечивая воздушную герметичность между внутренней крышкой 820 и выступающей частью 860 фланца 400.
Когда железнодорожное транспортное средство движется между железнодорожным полотном с широкой колеей 20 и стандартной колеей 10, колесо 200 перемещается в боковом направлении, соответствующем смене колеи, следовательно, объемы внешнего пространства 880 и внутреннего пространства 890 изменяются. В данном случае, как показано на фиг.25 и 26, вентиляционные воздушные отверстия 830а и 830b создают каналы, которые позволяют воздуху проходить между внешним пространством 880 и внутренним пространством 890, предотвращая повреждение внешней крышки 800 или внутренней крышки 820 при изменении объема внешнего пространства 880 или внутреннего пространства 890.
Итак, колесная пара с регулируемой колеей, выполненная в соответствии с третьим вариантом выполнения настоящего изобретения, содержит внешнюю крышку 800, которая расположена на наружной поверхности колеса 200, и внутреннюю крышку 820, которая расположена на внутренней поверхности колеса 200, которые обеспечивают надежную защиту элементов колесной пары с регулируемой колеей от окружающих воздействий без воздействия на сами эти элементы.
Хотя выше были описаны предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения для целей иллюстрации, специалистам в данной области техники понятно, что возможны различные модификации, дополнения и изменения, не выходящие за объем и сущность настоящего изобретения, раскрытые в прилагаемой формуле.
Как описано выше, предметом настоящего изобретения является колесная пара с регулируемой колеей для железнодорожного транспортного средства, которая автоматически изменяет свою колею, благодаря чему железнодорожное транспортное средство может двигаться по железной дороге с двумя видами железнодорожного полотна, имеющего различную колею, и которая содержит ось, имеющую скользящую часть и часть для установки чашки; колесо, установленное на скользящей части оси с возможностью перемещения влево или вправо; опорную чашку, жестко закрепленную на части, предназначенной для установки чашки оси; запорный блок, установленный на опорную чашку с возможностью поворота так, что управление движением колеса влево и вправо осуществляется посредством кругового движения запорного блока; фланец, прикрепленный к правому концу опорной чашки и обеспечивающий запирание и отпирание запорного блока; держатель пружины, прикрепленный к левому концу опорной чашки, и сжимающуюся пружину, расположенную между фланцем и держателем пружины, в результате чего достигается уменьшение числа элементов конструкции и обеспечивается снижение стоимости изготовления устройства, при этом благодаря особенностям конструкции достигается легкость в установке устройства и экономия энергии за счет уменьшенного момента инерции.
Более того, в соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения предметом изобретения является колесная пара с регулируемой колеей для железнодорожного транспортного средства, которая просто реализует систему смены колеи и имеет такую конструкцию, элементы которой могут быть легко собраны или разобраны.
Кроме этого, в соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения предметом изобретения является колесная пара с регулируемой колеей для железнодорожного транспортного средства и, в частности, колесная пара с регулируемой колеей для железнодорожного транспортного средства, которая автоматически изменяет расстояние между противоположными колесами так, что железнодорожное транспортное средство способно двигаться по железной дороге, имеющей различную колею, и которая предотвращает попадание воды, грязи, мусора в запорные элементы, гарантируя плавную работу и долгий срок службы колесной пары.