СИСТЕМА ИЗМЕНЕНИЯ ШИРИНЫ КОЛЕСНЫХ ПАР ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
SYSTEM FOR CHANGING THE WIDTH OF WHEEL SETS FOR A RAILWAY VEHICLE

Область техники
Настоящее изобретение относится к системе раздвижных колесных пар для железнодорожного вагона и, в частности, к системе раздвижных колесных пар для железнодорожного вагона, раздвижной колесной паре, имеющей упрощенную конструкцию для предотвращения отклонения фланца от центра усилием, прилагаемым к фланцу размыкающим рельсом при смене колеи, где путь с одной шириной колеи соединяется с путем с другой шириной колеи, повышая тем самым надежность и безопасность операции по перешивке пути.
Предпосылки создания изобретения
В последнее время, при осуществлении проекта ускорения железнодорожного сообщения в Корее, возрос интерес к решениям вопроса соединения железнодорожных путей с разной шириной колеи на границе корейской железной дороги со стандартной колеей и российской железной дороги с широкой колеей. Рассматривались такие решения как перегрузка, смена балансировки, тележки раздвижных колесных пар и тому подобное.
В качестве примера таких решений служит система раздвижных колесных пар для железнодорожного вагона, описанная в корейском патенте № 10-0614613, и подобные системы. Как показано на Фиг. 1, основные технические узлы системы раздвижных колесных пар включают ось 1, колесо 2, крепежный колпак 3, неподвижно соединенный с осью 1, замок 4, установленный вокруг крепежного колпака 3, который может вращаться по окружности оси для поперечного перемещения колеса 2, фланец 5, соединенный с правой концевой частью крепежного колпака 3 для управления блокировкой и разблокировкой замка 4, держатель пружины 6, соединенный с левой концевой частью крепежного колпака 3, и пружина сжатия 7, расположенная между фланцем 5 и держателем пружины 6.
Таким образом, в системе раздвижных колесных пар предшествующего уровня техники, при движении по пути той же ширины, фланец 5, расположенный во внутреннем положении относительно колеса 2, чтобы фиксировать расстояние между колесами 2, является фиксированным при толкании к центру вала 1 усилием пружины сжатия 7.
Система раздвижных колесных пар скомплектована таким образом, что в случае движения между путями с разной шириной колеи, при прохождении через наземное оборудования смены ширины колеи фланец 5 может быть вытолкнут наружу вдоль оси 1 размыкающим рельсом для освобождения замка 4 для смены положения колеса 2, которое было зафиксировано.
Однако, так как фланец 5, прижатый размыкающим рельсом при смене ширины колеи, имеет форму тонкого диска, при приложении силы к фланцу 5 во время смены ширины колеи фланец 5 может быть неравномерно вытолкнут наружу вдоль оси 1. Тогда фланец 5 может быть эксцентриковым, т.е. фланец 5 может быть расположен наклонно, а не перпендикулярно по отношению к оси 1. И соответственно, размыкание может быть выполнено неправильно, что создает проблемы.
Кроме того, узлы железнодорожного вагона, в частности, колесная ходовая часть, должны обладать очень высокой безопасностью и надежностью. Если блокировка и разблокировка колесной пары вагона с раздвижной колесной парой не будет выполнена или будет выполнена неправильно, это может привести к серьезной аварии, что создает проблемы.
Для решения проблемы была предпринята попытка соединить тяжелый цилиндр с внутренней частью фланца, чтобы усилие размыкающего рельса во время перешивки пути прилагалось к фланцу через цилиндр. Однако в таком случае пространство между устройствами смены колеи, расположенными на правой и левой частях оси, может быть ограничено, что приведет к тому, что пространства для установки тормозного диска, тягового устройства и т.п., которые должны быть расположены в центральной части оси, может быть недостаточно.
Раскрытие сущности
Техническая задача
Соответственно, настоящее изобретение было выполнено с учетом вышеуказанных проблем, возникающих в предшествующем уровне техники, и целью настоящего изобретения является обеспечение системы раздвижных колесных пар для железнодорожного вагона, раздвижной колесной пары, имеющей упрощенную конструкцию для предотвращения отклонения фланца от центра усилием, прилагаемым к фланцу размыкающим рельсом при смене колеи, где путь с одной шириной колеи соединяется с путем с другой шириной колеи, повышая тем самым надежность и безопасность операции по перешивке пути.
Кроме того, другой целью настоящего изобретения является обеспечение системы раздвижной колесной пары для железнодорожного вагона, в которой прижимной цилиндр и опорный цилиндр могут быть расположены между колесом и фланцем для обеспечения места для установки тормозного диска, тягового устройства и т.п., расположенных на оси.
Кроме того, еще одной целью настоящего изобретения является обеспечение системы раздвижной колесной пары для железнодорожного вагона, в которой прижимной цилиндр и опорный цилиндр могут разделяться на две части, обеспечивая тем самым дополнительное упрощение обслуживания в случае неисправности устройства раздвижной колесной пары.
Техническое решение
Для достижения вышеуказанной цели настоящее изобретение может обеспечить систему раздвижной колесной пары для железнодорожного вагона.
Система раздвижной колесной пары включает ось, колесо, крепежный колпак, неподвижно соединенный с осью, замок, соединенный с крепежным колпаком для ограничения движения колеса в поперечном направлении, фланец, соединенный с крепежным колпаком для удерживания замка от раскрытия, держатель пружины, соединенный с другим концом крепежного колпака, и пружину сжатия, вставленную между фланцем и держателем пружины. Система раздвижной колесной пары также включает в себя: прижимной цилиндр, соединенный с внешними частями фланца, окружающий при этом внешние части фланца; и опорный цилиндр, соединенный с держателем пружины и поддерживающий внешнюю боковую поверхность прижимного цилиндра для предотвращения отклонения фланца и прижимного цилиндра от центра.
При этом прижимной цилиндр может иметь полую цилиндрическую форму, причем один конец прижимного цилиндра изогнут вовнутрь, а другой конец прижимного цилиндра выходит кнаружи оси. Опорный цилиндр может иметь полую цилиндрическую форму, чтобы поддерживать внешнюю боковую поверхность прижимного цилиндра, при этом один конец опорного цилиндра выдвинут к центру оси, а другой конец опорного цилиндра изогнут вовнутрь.
Кроме того, прижимной цилиндр может включать в себя первую шестерню, предусмотренную на внешней периферийной поверхности другого конца прижимного цилиндра, причем первая шестерня включает в себя множество продольных зубцов шестерни, а опорный цилиндр включает в себя вторую шестерню, предусмотренную на внешней периферийной поверхности одного конца опорного цилиндра, причем вторая шестерня включает в себя множество продольных зубцов, соответствующих множеству продольных зубцов первой шестерни, таким образом, что первые шестерни входят в зацепление со вторыми шестернями.
При этом соотношение толщины стенки прижимного цилиндра и опорного цилиндра может быть от 1:2 до 1:3.
При этом опорный цилиндр может включать в себя участок ограничения хода, выступающий от его внешней боковой поверхности для ограничения перемещения прижимного цилиндра.
При этом прижимной цилиндр и опорный цилиндр можно разделить на две части.
Полезные эффекты от внедрения изобретения
Настоящее изобретение позволяет предотвратить отклонение фланца от центра усилием, приложенным к фланцу размыкающим рельсом, для достижения повышения надежности перешивки пути и надежности хода при смене колеи.
При этом, согласно настоящему изобретению, прижимной цилиндр и опорный цилиндр могут быть расположены между колесом и фланцем для обеспечения дополнительного эффекта, заключающегося в том, что может быть предусмотрено место для крепления тормозного диска, тягового устройства и т.п., расположенного на оси.
При этом, согласно настоящему изобретению, и прижимной цилиндр, и опорный цилиндр могут быть разделены на две части, обеспечивая тем самым дополнительное упрощение обслуживания в случае неисправности устройства раздвижной колесной пары.
Описание чертежей
Фиг. 1 представляет вид, иллюстрирующий автоматическую систему раздвижных колесных пар известного уровня техники;
Фиг. 2 - вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий систему раздвижных колесных пар для железнодорожного вагона согласно настоящему изобретению;
Фиг. 3 - развернутый вид в перспективе, иллюстрирующий прижимной цилиндр и опорный цилиндр в системе раздвижных колесных пар для железнодорожного вагона согласно настоящему изобретению; а также
Фигуры 4 и 5 иллюстрируют другой вариант осуществления системы раздвижных колесных пар для железнодорожного вагона согласно настоящему изобретению.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения
Далее иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи. При обозначении элементов чертежей номерами позиций одинаковые элементы будут обозначаться одинаковыми номерами позиций, хотя они показаны на разных чертежах, и их повторное описание будет опущено. Следует понимать, что настоящее изобретение может быть воплощено во множестве различных форм и не ограничено вариантами осуществления, которые будут описаны ниже.
Фиг. 2 - вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий систему раздвижных колесных пар для железнодорожного вагона согласно настоящему изобретению, Фиг.3 - развернутый вид в перспективе, иллюстрирующий прижимной цилиндр и опорный цилиндр в системе раздвижных колесных пар для железнодорожного вагона согласно настоящему изобретению, и Фигуры 4 и 5 иллюстрируют другой вариант осуществления системы раздвижных колесных пар для железнодорожного вагона согласно настоящему изобретению.
Настоящее изобретение относится к системе раздвижных колесных пар для железнодорожного вагона. Раздвижная колесная пара может иметь упрощенную конструкцию для предотвращения отклонения фланца от центра усилием, прилагаемым к фланцу размыкающим рельсом при смене колеи, где путь с одной шириной колеи соединяется с путем с другой шириной колеи, повышая тем самым надежность и безопасность операции по перешивке пути. Как показано на Фиг. 2, технические узлы системы раздвижных колесных пар 100 для железнодорожного вагона согласно настоящему изобретению включают ось 110, колесо 120, крепежный колпак 130, замок 140, фланец 150, держатель пружины 160, пружину сжатия 170, прижимной цилиндр 210 и опорный цилиндр 220.
А именно, система раздвижных колесных пар 100 для железнодорожного вагона согласно настоящему изобретению скомплектована для регулировки расстояния между колесами 120 по обоим концам оси 110, так чтобы это расстояние соответствовало смене колеи. Крепежный колпак 130 жестко соединен с концами оси 110, чтобы предотвратить смещение фланца 150 при удерживании фланца 150, так чтобы фланец 150 мог вращаться как одно целое с осью 110. Замок 140 установлен вокруг крепежного колпака 130 и вращается вокруг оси, чтобы выборочно ограничивать движение колеса 110 вправо и влево. Фланец 150 соединен с центральным концом оси крепежного колпака 130 и может перемещаться вправо и влево с помощью размыкающего рельса 50, расположенного на земле, и пружины сжатия 170, которая будет описана ниже, тем самым освобождая или ограничивая замок 140.
Кроме того, держатель пружины 160 соединен с одним концом крепежного колпака 130, расположенного на внешней части оси, и служит для фиксации и поддержки пружины сжатия 170. Пружина сжатия 170 вставлена между фланцем 150 и держателем пружины 160 и служит для приведения фланца 150 в исходное положение путем восстановления усилия.
Подробное описание конфигурации и рабочего взаимодействия оси 110, колеса 120, крепежного колпака 130, замка 140, фланца 150, держателя пружины 160 и пружины сжатия 170 будет опущено, так как это уже раскрыто в корейском патенте № 10-0614613.
Кроме того, прижимной цилиндр 210 соединен с периферийными частями фланца 150, окружая периферийные части фланца 150 для передачи усилия, приложенного к фланцу 150 через контакт с размыкающим рельсом при смене колеи. Прижимной цилиндр 210 имеет форму полого цилиндра, открытого с обоих концов.
А именно, прижимной цилиндр 210 имеет форму полого цилиндра, причем одна его концевая часть вогнута вовнутрь, так что согнутая часть окружает периферийные участки внутренней поверхности фланца 150, то есть периферийные участки поверхности фланца 150 обращены к центру оси 110. Вогнутая часть прижимного цилиндра 210 крепится и фиксируется к фланцу 150 с помощью крепежных средств (не показаны), таких как болты. Другая концевая часть прижимного цилиндра 210 выходит кнаружи оси 110, то есть в направлении колеса 120, для размещения фланца 150.
Кроме того, опорный цилиндр 220 соединен с держателем пружины 160 пружины и прижимным цилиндром 210 для предотвращения отклонения от центра прижимного цилиндра 210 и фланца 150, когда прижимной цилиндр 210 прижимается размыкающим рельсом (не показано). Опорный цилиндр 220 имеет форму полого цилиндра, причем другая концевая часть, то есть один конец в направлении колеса 120, имеет форму, охватывающую периферийные части внешней поверхности держателя пружины 160, то есть периферийные части поверхности держателя пружины 160, обращенной к колесу 120. Опорный цилиндр 220 крепится и фиксируется к держателю пружины 160 с помощью крепежных средств, таких как болты.
Кроме того, одна концевая часть опорного цилиндра 220 обращена к центру оси 110 и выполнена с возможностью вставки в другую концевую часть прижимного цилиндра 210. В соответствии с этой конструкцией, внешняя поверхность опорного цилиндра 220 может поддерживать внутреннюю поверхность прижимного цилиндра 210.
В предшествующем уровне техники не существует отдельного устройства, способного удерживать фланец 150, имеющий форму тонкого диска. Таким образом, когда фланец 150 прижимается с помощью размыкающего рельса 50 при смене колеи, может возникнуть явление эксцентрика, при котором нижняя концевая часть фланца 150, сжимаемая размыкающим рельсом 50, наклоняется к внешней части оси 110. Тогда замок 140 может не сработать должным образом, так что операция по размыканию пути не может быть выполнена, что ухудшает надежность и безопасность работы железнодорожного вагона и создает проблемы. В отличие от этого, в системе раздвижных колесных пар 100 для железнодорожного вагона в соответствии с настоящим изобретением, когда прижимной цилиндр 210, окружающий фланец 150, прижимается при помощи размыкающего рельса 50 для перемещения кнаружи оси 110 и прижимает фланец 150, явление эксцентрики фланца 150 и прижимного цилиндра 210 может быть предотвращено опорным цилиндром 220, поддерживающим внутреннюю поверхность другого конца прижимного цилиндра 210 , так что замок 140 может срабатывать точно.
Кроме того, из-за описанной выше формы и конфигурации соединения прижимного цилиндра 210 и опорного цилиндра 220, узлы, непосредственно связанные с разъемом и фиксацией колеса 120 при смене колеи, т.е. крепежный колпак 130, замок 140, фланец 150, держатель пружины 160 и пружина сжатия 170 могут быть покрыты снаружи. Соответственно, узлы могут быть защищены от внешних воздействий во время движения железнодорожного вагона.
Кроме того, прижимной цилиндр 210 и опорный цилиндр 220 для предотвращения явления эксцентрика фланца 150 расположены во внешнем положении относительно фланца 150, то есть на периферийных участках концов оси 110, а не во внутреннем положении относительно фланца 150, то есть во внутренних частях оси. Соответственно, может быть обеспечено достаточное пространство для размещаемых устройств, таких как тормозной диск и тяговое зубчатое колесо, расположенных в центральной части оси 110.
Кроме того, как показано на Фиг. 3, первая и вторая шестерня 212 и 222 предусмотрены на внутренних периферических поверхностях другого конца прижимного цилиндра 210 и внешних периферических поверхностей одного конца опорного цилиндра 220. Первая шестерня 212 имеет множество зубцов шестерни 212а, а вторая шестерня 222 имеет множество зубцов шестерни 222а, соответствующих множеству зубцов шестерни 212а в продольном направлении, то есть в продольном направлении оси 110. Когда прижимной цилиндр 210 соединен с внешней частью опорного цилиндра 220, первая и вторая шестерни 212 и 222 могут зацепиться друг с другом.
Соответственно, когда прижимной цилиндр 210 прижимаются размыкающим рельсом 50 при смене колеи, первая и вторая шестерни 212 прижимного цилиндра 210 служат в качестве направляющих вторых шестерен 222 опорного цилиндра 220 и наоборот. Тогда перемещение прижимного цилиндра 210 в продольном направлении оси 110, то есть перемещение прижимного цилиндра 210 в направлении колеса 120, может выполняться надлежащим образом. Кроме того, ограничено движение или вращение прижимного цилиндра 210 в любых направлениях, за исключением движения в продольном направлении оси 110. Соответственно, работа замка 140 через фланец 150 может быть выполнена более точно.
Кроме того, соотношение толщины стенки прижимного цилиндра 210 и толщины стенки опорного цилиндра 220, т.е. соотношение толщины соединенных стенок прижимного цилиндра 210 и опорного цилиндра 220, должно быть предпочтительно от 1:2 до 1:3. Такой диапазон определен для того, чтобы улучшить поддерживающую силу опорного цилиндра 220 для предотвращения явления эксцентрики фланца 150.
То есть, в случае, при котором соотношение толщины между спаренными стенками прижимного цилиндра 210 и опорного цилиндра 220 меньше, чем 1:2, когда размыкающий рельс 50 прикладывает усилие к прижимному цилиндру 210 при смене колеи, поддерживающее усилие для предотвращения явления эксцентрика прижимного цилиндра 210 и фланца 150 может быть недостаточным, так что эффект предотвращения явления эксцентрики прижимного цилиндра 210 и фланца 150 может быть должным образом не реализован. В случае, при котором соотношение толщины между спаренными стенками прижимного цилиндра 210 и опорного цилиндра 220 больше, чем 1:3, разница в жесткости между опорным цилиндром 220 и цилиндром давления 210 может быть чрезмерной, так что прижимной цилиндр 210 может деформироваться, что создает проблемы.
Кроме того, в другом варианте осуществления системы раздвижных колесных пар 100 для железнодорожного вагона согласно настоящему изобретению, как показано на Фиг. 4, участок ограничения хода 224 может выступать из-за внешней боковой поверхности опорного цилиндра 220. Участок ограничения хода 224 служит для предотвращения чрезмерного толкания прижимного цилиндра 210 в направлении кнаружи оси 110 под действием давления размыкающего рельса 50 при смене колеи.
То есть, когда по какой-либо причине прижимной цилиндр 210 чрезмерно проталкивается, что приводит к деформации размыкающего рельса 50, степень деформации пружины сжатия 170 может возрастать так, что восстанавливающее усилие не может быть полностью реализовано. В худшем случае узлы, расположенные внутри прижимного цилиндра 210 и опорного цилиндра 220 могут быть сломаны или повреждены. Соответственно, настоящий вариант осуществления изобретения выполнен с возможностью ограничения перемещения прижимного цилиндра 210 при использовании участка ограничения хода 224.
Участок ограничения хода 224 может иметь множество выступов, разнесенных друг от друга на заранее определенные расстояния.
Кроме того, опорная часть 214 может выступать за внутреннюю поверхность одного конца прижимного цилиндра 210 для ограничения перемещения прижимного цилиндра 210. Как показано на Фиг. 5, когда прижимной цилиндр 210 перемещается кнаружи вдоль оси 110 посредством размыкающего рельса 50 при смене колеи, опорная часть 214 может находиться в тесном контакте с одной торцевой поверхностью опорного цилиндра 220, чтобы предотвратить выталкивание прижимного цилиндра 210 и фланца 150 за пределы заданного диапазона кнаружи относительно оси 110.
Опорная часть 214 может поддерживать периферийные части внешней поверхности фланца 150, то есть периферийные части поверхности, обращенные к колесу 120, тем самым дополнительно предотвращая явление эксцентрика фланца 150.
Хотя это и не показано на чертежах, прижимной цилиндр 210 и опорный цилиндр 220 могут быть продольно разделены на две части, с тем чтобы облегчить обслуживание системы раздвижных колесных пар 100 в соответствии с настоящим изобретением.
То есть, в случае, когда прижимной цилиндр 210 и опорный цилиндр 220 выполнены как одно целое, вся система должна разбираться для технического обслуживания. И, напротив, в случае, когда прижимной цилиндр 210 и опорный цилиндр 220 разделены на две части, техническое обслуживание может быть осуществлено путем отсоединения одной из двух частей в положении, в котором прижимной цилиндр 210 или опорный цилиндр 220 крепится к фланцу 150 или держателю пружины 160.
Таким образом, описанная выше система раздвижных колесных пар 100 для железнодорожного вагона, согласно настоящему изобретению, может иметь множество преимуществ. Система раздвижных колесных пар 100 может предотвратить смещение фланца 150 усилием, приложенным к фланцу 150 размыкающим рельсом 50, чтобы повысить надежность и безопасность операции смены колеи. Кроме того, прижимной цилиндр 210 и опорный цилиндр 220 могут быть расположены между колесом 120 и фланцем 150, чтобы предоставить место для установки тормозного диска, тягового устройства и т.п., расположенных на оси 110. Кроме того, поскольку прижимной цилиндр 210 и опорный цилиндр 220 могут быть разделены на две части, техническое обслуживание может быть легко выполнено в случае, когда устройство раздвижной колесной пары неработоспособно.
Несмотря на то, что иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения были описаны, объем прав настоящего изобретения этим не ограничивается. Специалистам в данной области техники будет понятно, что можно выполнить различные модификации, не отступая от идеи настоящего изобретения, таким образом, чтобы все технические образцы, по существу эквивалентные вариантам осуществления настоящего изобретения, вошли в объем настоящего изобретения.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение относится к системе раздвижных колесных пар для железнодорожного вагона и, в частности, к системе раздвижных колесных пар для железнодорожного вагона, раздвижной колесной паре, имеющей упрощенную конструкцию для предотвращения отклонения фланца от центра усилием, прилагаемым к фланцу размыкающим рельсом при смене колеи, где путь с одной шириной колеи соединяется с путем с другой шириной колеи, повышая тем самым надежность и безопасность операции по перешивке пути.