ОСЬ КОЛЕСА, СОДЕРЖАЩАЯ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ДВА ЗАЩИТНЫХ УСТРОЙСТВА
WHEEL AXLE COMPRISING AT LEAST TWO PROTECTIVE DEVICES

Изобретение относится к оси колеса, а также к транспортному средству, оборудованному такой осью колеса.
Многие транспортные средства включают в себя одну или несколько осей колес, установленных под жесткой рамой. Каждая ось колеса, в общем, содержит два колеса, каждое из которых смонтировано на одном конце вала, и часто один или несколько тормозных дисков и/или механизм понижения скорости. В частности, тележки железнодорожных транспортных средств, например, локомотивов и вагонов, содержат такие оси колес.
Однако оси этого типа по причине размещения под рамой тележки иногда повреждаются в результате ударного воздействия. Фактически, для упрощения конструкции транспортных средств и облегчения проверки и технического обслуживания соответствующих осей колес и тормозных систем оси колес, в общем, оставляют открытыми, т.е. они не защищаются коробами.
В частности, в случае железнодорожных транспортных средств камни, присутствующие в путевом балласте железнодорожной колеи, могут повреждать ось колеса, если оси выступают по отношению к валу во время движения состава. Такие ударные воздействия могут быть причиной появления поверхностных дефектов, которые вызывают образование трещин или даже разрушение вала. При обнаружении поверхностных дефектов часто возникает необходимость замены оси колеса.
Устройство для защиты оси колеса железнодорожного транспортного средства известно из документа ЕР 2,345,491 А1. Это устройство включает в себя два кожуха, окружающих вал оси колеса для его защиты от ударных воздействий. Однако такое защитное устройство предназначено конкретно для той оси колеса, на которую оно устанавливается. Фактически, длина устройства должна быть адаптирована к длине сегмента вала, который должно защищать устройство. Если устройство этого типа устанавливается на сегмент, имеющий длину больше длины сегмента, для которого предназначено это устройство, часть вала не будет закрыта и может быть повреждена. Таким образом, для валов различной длины должны быть предусмотрены различные защитные устройства.
Кроме того, помимо колес ось колеса, в общем, включает в себя тормозные диски. Эти элементы поддерживаются тем же самым валом и делят этот вал на несколько сегментов. Однако все эти сегменты вала необязательно должны иметь одинаковую длину. Следовательно, необходимо предусмотреть защитные устройства нескольких типов с различными размерами для эффективной защиты всех сегментов осей парка железнодорожных транспортных средств. Номенклатура необходимых устройств дополнительно увеличивается, если парк железнодорожных транспортных средств состоит из транспортных средств с осями колес различных типов.
Таким образом, существует необходимость в устройстве для защиты оси колеса от ударных воздействий, которое можно легко адаптировать к осям различных типов.
С этой целью изобретение относится к оси колеса транспортного средства, содержащей вал, который продолжается вдоль главной оси, первое защитное устройство и, по меньшей мере, одно второе защитное устройство, при этом каждое устройство содержит корпус, по меньшей мере, частично окружающий вал в плоскости, перпендикулярной к главной оси, и корпус имеет первый концевой участок и второй концевой участок, при этом концевые участки расположены напротив друг друга вдоль их главной оси. Первый концевой участок первого устройства, по меньшей мере, частично окружает второй концевой участок второго устройства в плоскости, перпендикулярной главной оси.
Посредством использования изобретения защитные устройства могут подходить для защиты сегментов вала с различными длинами благодаря модификации длины, на которой первый концевой участок первого устройства окружает второй концевой участок второго устройства, при этом длина участков вала, используемых для крепления устройств, может быть уменьшена.
Согласно другим преимущественным аспектам изобретения ось содержит один или несколько из следующих отличительных признаков, рассматриваемых по отдельности или в любом возможном техническом сочетании:
- корпус каждого устройства содержит две половины корпуса, при этом каждая половина корпуса, по существу, является полуцилиндрической;
- две половины корпуса идентичны друг с другом;
- две половины корпуса крепятся друг к другу посредством защелкивания;
- первый концевой участок и второй участок имеют цилиндрическую форму с кольцеобразным основанием;
- первый концевой участок имеет первую длину вдоль главной оси, и второй концевой участок имеет вторую длину вдоль главной оси, при этом первая длина и вторая длина больше или равна 2 сантиметрам;
- первый концевой участок имеет первый наружный диаметр и первый внутренний диаметр, второй концевой участок имеет второй наружный диаметр и второй внутренний диаметр, и разница между первым внутренним диаметром и вторым наружным диаметром больше или равна 10 миллиметрам.
- корпус содержит зажимаемый участок, определяемый вдоль главной оси первым концевым участком и вторым концевым участком, при этом устройство также содержит зажимное кольцо, зажимающее зажимаемый участок на валу;
- зажимаемый участок имеет третий внутренний диаметр, который строго меньше второго внутреннего диаметра.
Изобретение также относится к транспортному средству, включающему в себя, по меньшей мере, одну ось колеса, как определено выше.
Другие аспекты и преимущества изобретения станут понятными после изучения приведенного ниже описания, представленного исключительно в качестве примера, со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
на фиг. 1 - часть оси колеса, содержащей некоторое количество защитных устройств, при этом каждое устройство содержит корпус и зажимное кольцо, вид в разрезе; и
на фиг. 2 - корпус защитного устройства, показанного на фиг. 1, вид в перспективе в разобранном состоянии.
На фиг. 1 показана колесная ось 5 железнодорожного транспортного средства. Колесная ось 5 содержит вал 10, два колеса 15 (на фиг. 1 показано только одно из них), по меньшей мере, два тормозных диска 20 и некоторое количество защитных устройств 25.
Вал 10 продолжается вдоль главной оси X. Предпочтительно, вал 10 является цилиндрическим с кругообразным основанием вокруг главной оси X.
Вал 10 изготовлен, например, из стали.
По варианту выполнения, показанному на фиг. 1, вал 10 включает в себя первый сегмент S1 и второй сегмент S2. Следует принять во внимание, что вал 10 разделен на более чем два сегмента по всей его длине, и на фиг. 1 показана только часть вала 10.
Первый сегмент S1 определяется вдоль главной оси X двумя дисками 20, т.е. первый сегмент S1 продолжается между двумя дисками 20. Первый сегмент S1 имеет главный диаметр Dр. Например, главный диаметр Dр равен 175 миллиметрам (мм).
Второй сегмент S2 определяется вдоль главной оси X колесом 15 и диском 20, наиболее близко расположенным к колесу 15, т.е. второй сегмент S2 продолжается между колесом 15 и самым ближним диском 20. Второй сегмент 82 имеет диаметр, равный главному диаметру Dр.
Некоторое количество устройств 25 содержит первое устройство 27 и, по меньшей мере, одно второе устройство 28. На фиг. 1 ось 5 колеса фактически содержит устройства 25 в количестве, необходимом для защиты всего вала 10, как будет описано ниже.
Каждое устройство 25 идентично другом устройству 25.
Каждое устройство 25 содержит корпус 30 и зажимное кольцо 35.
Корпус 30, по меньшей мере, частично окружает вал 10 в радиальной плоскости, перпендикулярной главной оси X. Предпочтительно, корпус 30 полностью окружает вал 10.
Корпус 30 включает в себя первый концевой участок 40, второй концевой участок 45 и зажимаемый участок 50, продолжающийся между первым 40 и вторым 45 концевыми участками.
Корпус 30 выполнен из пластика, такого как полиэтилен высокой плотности.
Корпус 30 имеет общую длину Lt, измеряемую вдоль главной оси X между соответствующими концами первого концевого участка 40 и второго концевого участка 45. Общая длина Lt, например, равна 95 мм.
Первый концевой участок 40 и второй концевой участок 45 расположены напротив друг друга вдоль главной оси X. Зажимаемый участок 50 определяется вдоль главной оси X первым концевым участком 40 и вторым концевым участком 45.
Зажимаемый участок 50 имеет внутреннюю поверхность 62, контактирующую с валом 10. Внутренняя поверхность 62 имеет множество пазов 65 и множество выступов 70.
Зажимаемый участок 50 выполнен таким образом, что каждый выступ 70 находится в контакте с валом 10, когда устройство 25 зажато на валу 10.
Согласно примеру на фиг. 1 первый концевой участок 40 имеет форму юбки, продолжающейся от зажимаемого участка 50, т.е. корпус 30 расходится раструбом от зажимаемого участка 50 к первому концевому участку 40.
Первый концевой участок 40 включает в себя конечную часть 72. Конечная часть 72 является частью первого концевого участка 40, которая наиболее удалена в направлении главной оси X от второго концевого участка 45. Конечная часть 72 имеет цилиндрическую форму с кольцеобразным основанием вокруг главной оси X.
Как вариант, первый концевой участок 40 является коническим с кругообразным основанием вокруг главной оси X.
Первый концевой участок 40 имеет первый внутренний диаметр D1 и первый наружный диаметр d1. Первый внутренний диаметр D1 и первый наружный диаметр d1 соответственно являются наружным и внутренним диаметрами конечной части 72.
Первый внутренний диаметр D1 строго больше главного диаметра Dр. Первый внутренний диаметр D1, например, равен 230 мм.
Первый наружный диаметр d1, например, равен 255 мм.
Первый концевой участок 40 имеет первую длину L1 вдоль главной оси X.
Пятикратная первая длина L1 больше или равна общей длине Lt. Первая длина L1, например, больше или равна двум сантиметрам (см).
Второй концевой участок 45 является цилиндрическим с кольцеобразным основанием вокруг главной оси X.
Второй концевой участок 45 имеет второй внутренний диаметр D2 и второй наружный диаметр d2.
Второй внутренний диаметр D2 больше или равен главному диаметру Dр, например, строго больше. Например, второй внутренний диаметр D2 равен 200 мм.
Второй наружный диаметр d2 строго меньше первого внутреннего диаметра D1. Предпочтительно, разница между вторым наружным диаметром d2 и первым внутренним диаметром D1 больше или равна 10 мм.
Второй концевой участок 45 имеет вторую длину L2 вдоль главной оси X.
Пятикратная вторая длина L2 больше или равна общей длине Lt. Вторая длина L2, например, больше или равна 2 см. Предпочтительно, вторая длина L2 равна первой длине L1 с точностью до 10 процентов (%).
Зажимаемый участок 50 имеет третий внутренний диаметр D3. Третий внутренний диаметр D3 измеряется между двумя ближайший точками двух выступов 70 напротив друг друга в направлении, перпендикулярном главной оси X.
Третий внутренний диаметр D3 больше или равен главному диаметру Dр, предпочтительно равен главному диаметру Dр.
Третий внутренний диаметр D3 строго меньше второго внутреннего диаметра D2. Это означает, что когда зажимаемый участок 50 зажимается на валу 10, второй концевой участок 45 не находится в контакте с валом 10.
Например, третий внутренний диаметр D3 равен внутреннему диаметру Dр.
Предпочтительно, зажимаемый участок 50 и его внутренний диаметр D3 выполнены таким образом, что когда корпус 30 окружает вал 10, но зажимаемый участок 50 не зажимается зажимным кольцом 35 на валу 10, корпус 10 можно перемещать вдоль главной оси X вокруг вала 10.
Зажимаемый участок 50 имеет третий наружный диаметр d3. Третий наружный диаметр d3, например, равен второму наружному диаметру d2. Следовательно, корпус 30 имеет снаружи форму цилиндрического элемента, содержащего на одном конце юбку, которая расходится раструбом от цилиндрического элемента.
Каждый паз 65 продолжается параллельно главной оси X. Через каждый паз 65 может проходить поток среды F, ориентированный параллельно главной оси X. Например, паз 65 является цилиндрическим с кругообразным основанием вокруг вспомогательной оси А.
Вспомогательная ось А параллельна главной оси X.
Каждый паз 65 определяется в направлении, касательном к валу 10, с помощью двух выступов 70. Термин «касательное направление» относится к направлению, перпендикулярному прямолинейному сегменту, соединяющему главную ось X вала 10 и вспомогательную ось А паза 65.
Каждый выступ 70 является цилиндрическим с кругообразным основанием вокруг оси, параллельной главной оси X.
Корпус 30 содержит первую половину 55 корпуса и вторую половину 60 корпуса, которые показаны на фиг. 2. Корпус 30 образуется посредством соединения двух половин 55, 60 корпуса, что обеспечивает легкое размещение корпуса 30 вокруг вала 10.
Каждая половина 55, 60 корпуса, по существу, является полуцилиндрической. Это означает, что каждая половина корпуса может окружать вал 10 на угол, равный 180 градусам (°) с точностью до 15°.
Предпочтительно, две половины 55, 60 корпуса идентичны друг другу.
Две половины 55, 60 корпуса крепятся друг к другу в осевой плоскости сборки, т.е. в плоскости, содержащей главную ось X.
Каждая половина 55, 60 корпуса включает в себя первый край 75 и второй край 80. Каждый край 75, 80 продолжается параллельно главной оси X от первого концевого участка 40 до второго концевого участка 45.
Первый край 75 и второй край 80 выполнены таким образом, что когда первая половина 55 корпуса и вторая половина 60 корпуса крепятся друг к другу, первый край 75 каждой половины 55, 60 корпуса контактирует со вторым краем 80 другой половины 55, 60 корпуса.
Первый край 75 содержит первое крепежное средство 85.
Второй край 80 содержит второе крепежное средство 90.
Первые крепежные средства 85 каждой половины 55, 60 корпуса могут взаимодействовать со вторыми крепежными средствами 90 другой половины 55, 60 корпуса для крепления первой половины 55 корпуса ко второй половине 60 корпуса. Предпочтительно, первые крепежные средства 85 могут взаимодействовать со вторыми крепежными средствами 90 посредством защелкивания.
Согласно примеру на фиг. 2 первые крепежные средства 85 имеют форму шпунта 85, и вторые крепежные средства 90 имеют форму канавки 90, в которую вставляется шпунт 85.
Ниже описывается сборка оси 5, выполняемая оператором.
Первая половина 55 корпуса и вторая половина 60 корпуса первого устройства 27 крепятся друг к другу вокруг первого сегмента 81 посредством защелкивания для образования корпуса 30 первого устройства 27.
Корпус 30 первого устройства 27 теперь находится в первом положении, в котором первое устройство 27 упирается в диск 20.
Далее первая половина 55 корпуса и вторая половина 60 корпуса второго устройства 28 крепятся друг к другу вокруг вала 10 посредством защелкивания для образования корпуса 30 второго устройства 28.
Корпус 30 второго устройства 28 перемещается оператором во второе положение, в котором первый концевой участок 40 первого устройства 27 окружает, по меньшей мере, часть второго концевого участка 45 второго устройства 28. В частности, конечная часть 72 первого устройства 27 окружает, по меньшей мере, часть второго концевого участка 45 второго устройства 28.
Для первого устройства 27 и второго устройства 28 определяется длина Lr перекрытия. Длина Lr перекрытия представляет собой длину, измеряемую вдоль главной оси X, на которую второй концевой участок 45 второго устройства 28 окружается первым концевым участком 40 первого устройства 27.
Второй участок выбирается оператором на основании длины Lr перекрытия, необходимой оператору.
Поскольку второй наружный диаметр d2 строго меньше первого внутреннего диаметра D1, между первым концевым участком 40 первого устройства 27 и вторым концевым участком 45 второго устройства 28 существует кольцевой зазор.
Эти этапы повторяются для каждого устройства 25, устанавливаемого на валу 10. В частности, оператор устанавливает на ось 5 колеса устройства 25 в количестве, необходимом для защиты каждого из сегментов S1, S2 вала 10 по всей их длине.
Далее каждый корпус 30 зажимается на валу 10 соответствующим зажимным кольцом 35. Зажимное кольцо 35 окружает зажимаемый участок 50 в плоскости, перпендикулярной главной оси X.
Во время установки устройств 25 вокруг вала 10 оператор выбирает длину Lr перекрытия. Следовательно, одно и то же количество устройств 25 может использоваться для защиты валов 10 различной длины от ударного воздействия. Таким образом, устройство является более приспосабливаемым по сравнению с защитными устройствами 25 по существующему уровню техники. Кроме того, поскольку зажимаемый участок 50 занимает уменьшенную часть вала 10, можно легко предусмотреть установку дополнительных защитных устройств 25 на вал 10, если этот вал имеет конкретную заданную длину. Кроме того, можно адаптировать количество защитных устройств 25 к длине сегмента S1, S2, на который крепятся устройства 25, т.е. к очень короткому сегменту, при этом для закрывания этого сегмента может быть предусмотрен одиночный сегмент 25.
Таким образом, изобретение позволяет с помощью одного основного элемента закрывать максимальный участок поверхности вала 10. Например:
- одно защитное устройство защищает сегмент длиной, равной 95 мм;
- два защитных устройства защищают сегмент длиной 170-190 мм;
- три защитных устройства защищают сегмент длиной 245-285 мм;
- четыре защитных устройства защищают сегмент длиной 320-380 мм;
- пять защитных устройств защищают сегмент длиной 395-475 мм; и
- шесть защитных устройств защищают сегмент длиной 470-570 мм.
Кроме того, если ось 5 колеса становится влажной, вода легко циркулирует по пазам 65 и выпускается через зазор, остающийся между первым концевым участком 40 первого устройства 27 и вторым концевым участком 45 второго устройства 28. Следовательно, устройство 25 позволяет ограничить риск коррозии вала 10.
Кроме того, поскольку две половины 55, 60 корпуса крепятся друг к другу посредством защелкивания, можно легко регулировать соответствующие положения каждого устройства 25. Таким образом, устройство 25 можно легко устанавливать на место.