УЗЕЛ ОСИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
RAILWAY VEHICLE AXLE ASSEMBLY

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к узлу оси железнодорожного транспортного средства, который применим в железнодорожной отрасли, в частности, в области устройств и установок, обеспечивающих возможность автоматического изменения расстояния между колесами транспортного средства, когда оно проходит через неподвижную установку или устройство смены с целью приспосабливания указанного железнодорожного транспортного средства к перемещению по железнодорожному пути с различными ширинами колеи.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В настоящее время известны системы для изменения ширины колеи, которые позволяют избежать пересадки пассажиров на границах, на которых встречаются линии с различными ширинами колеи, как на испанско-французской границе, на которой имеет место различная ширина между путями Пиренейского полуострова (1 668 мм) и европейскими путями (1 435 мм).
В соответствии с этими системами железнодорожные блоки содержат устройство для перемещения колес от их осей. При этом система содержит неподвижную установку или устройство смены, установленное между направляющими различной ширины. Работа по изменению расстояния между колесами выполняется автоматически без вмешательства человека, когда железнодорожные составы проходят по указанной установке через ряд фаз, которые протекают непрерывно и которые могут быть резюмированы следующим образом. В первой фазе с колес снимаются вертикальные нагрузки; во второй фазе узлы осей колес освобождаются от поперечного блокирующего механизма, который поддерживает их во вращающимся положении; в третьей фазе колеса, с которых сняты вертикальные нагрузки и поперечные блокировки, входят в наклонные направляющие, которые, когда транспортное средство продвигается вперед, перемещают колеса вбок к их новому положению вращения в соответствии с новой шириной колеи; в четвертой фазе узлы колес снова блокируются в боковом направлении, и их вертикальная нагрузка повторно прикладывается к оси, тем самым завершая работу по изменению расстояния между колесами для их адаптации к новой ширине колеи.
На основании этих систем были выполнены различные разработки по применению их в различных железнодорожных конструкциях, среди которых независимые оси, тележки, товарные тележки и машинные тележки и, среди прочего, система, описанная в испанском патенте ES 2 130 039 В1, в котором описан узел оси железнодорожного транспортного средства, оборудованная для автоматического изменения ширины колеи, которая может быть встроена в традиционные товарные тележки, заменяя установленные с фиксированной шириной оси, без существенной модификации указанных тележек.
В соответствии с системой, описанной в документе, упомянутом в предыдущем абзаце, каждая тележка включает разгружающие скользящие опоры, которые, когда железнодорожное транспортное средство проходит через неподвижную установку или устройство смены, опираются на разгрузочные рельсы, которые параллельны направлению передвижения или движения вперед транспортного средства, следовательно, вес железнодорожного транспортного средства, таким образом, снимается с осей, на которых установлены колеса, то есть сами колеса разгружены от веса транспортного средства.
Кроме того, неподвижная установка или устройство смены содержит расцепляющие или деблокирующие рельсы, которые проходят параллельно разгружающим рельсам. Головка этих рельсов разблокирования имеет Т-образную форму в соответствии с охватывающей формой, которую имеют расцепляющие или деблокирующие скользящие опоры, расположенные на тележке, таким образом, что головка этих скользящих опор разблокирования вставляется в рельсы разблокирования при движении транспортного средства вперед через неподвижную установку или устройство смены. В соответствии с видом профиля рельсы разблокирования имеют поэтапный путь, который вызывает спуск деблокирующей скользящей опоры и вновь подъем участка, который формирует блокирующие захваты, ответственные за разблокирование колес относительно их положения в конструкции тележки, по мере прохождения транспортного средства через неподвижную установку или устройство смены.
В тоже время, поскольку транспортное средство движется вперед, а колеса уже освобождены от захватов, указанные колеса проходят через направляющие смещения пути, которые расположены под наклоном к рельсам разблокирования и деблокирующим рельсам таким образом, что они размещают колеса в свое новое положение, в это же время захваты закрываются вследствие перехода к фазе подъема рельсов разблокирования, в конечном счете размещаясь в своем новом положении относительно конструкции тележки. Каждый захват имеет конфигурацию, которая содержит два разъединяющихся соединительных пальца, которые объединены вместе посредством перемычки таким образом, что оба пальца приводятся в действие вместе, учитывая, что захват является цельным.
Как только колеса заблокированы в новом положении, разгружающие скользящие опоры колес прекращают контактировать с разгружающими рельсами неподвижной установки или устройства смены, и поэтому транспортное средство снова удерживается на колесах тележки.
В испанском патенте №ES 2 346 945 В1 описывается тележка изменяемой ширины с вращающейся осью и неподвижным устройством для изменения ширины колеи. Установка соответствует установке, описанной в документе, указанном в предыдущих абзацах, и тележка представляет собой типовой пример, подобный предыдущему.
Проблема, возникающая в связи с этими системами, состоит в том, что в нижней части поездов в очень холодных условиях скапливается снег, а также скапливается грязь, что способствует повышению риска повторного не зацепления захватов после того, как их опустили, а колеса переместили в сторону, с возникновением в результате угрозы безопасности в том, что колеса остаются неработающими относительно рамы, так как захваты не могут быть введены в зацепление. С точки зрения безопасности проблема является значительной, поскольку, учитывая цельную конструкцию захватов, связанных друг с другом перемычкой, в случае если снег, лед или просто грязь препятствует входу одного из захватов, это означает, что другой захват также не может войти в свое положение к фиксированному колесу, следовательно, указанное колесо будет неработающим относительно оси, и в результате возникнет схода с рельсов.
Эта проблема более актуальна в странах, которые регулярно испытывают низкие температуры, такие как Россия, которая также имеет особенную промежуточную ширину колеи с размером 1 520 мм, среднюю между иберийской и европейской шириной колеи, следовательно, существует необходимость выполнения изменения расстояния между колесами. Учитывая значение этой проблемы, в этом случае были приняты конкретные решения, содержащие обдув рециркулируемым воздухом из пассажирских вагонов областей, в которых расположены захваты, с целью разбивания возможно скопившегося снега или льда.
В любом случае, помимо дополнительных затрат и энергетических потерь, которые включает решение, упомянутое в предыдущем абзаце, даже в случае пассажирских вагонов, проблема продолжает существовать в тех транспортных средствах, которые не имеют воздуха для рециркуляции, поступающего из пассажирского салона, как имеет место в случае вагонов, которые не предназначены для указанного транспорта, такого как, например, товарные вагоны.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к узлу оси железнодорожного транспортного средства, которая обеспечивает возможность решения предыдущей проблемы, формируя безопасную, надежную систему для выполнения изменения расстояния между колесами в неподвижной установке или устройстве смены, подобном устройству, описанному в патенте Испании ES 2 346 945 В1, даже когда изменение расстояния выполняется в ситуациях, включающих холод или с накопленным льдом или снегом в нижней части узла оси, тем самым достигая ее адаптации к железнодорожным путям различной ширины и минимизации риска случайного разблокирования колес в течение работы по изменению ширины, этот объект настоящего изобретения достигается даже в товарных вагонах, которые не имеют рециркуляции воздуха, поступающего из пассажирского салона.
Объект настоящего изобретения реализуется узлом оси железнодорожного транспортного средства, таким как узел, определенный пунктом 1 формулы изобретения. В зависимых пунктах определены конкретные преимущественные варианты реализации оси железнодорожного транспортного средства.
Узел оси железнодорожного транспортного средства, которую предлагает настоящее изобретение, содержит опорную платформу железнодорожного транспортного средства и по меньшей мере одну ось, на которой установлено по меньшей мере одно колесо, узел оси содержит по меньшей мере два колеса, центры вращения которых определяют поперечное направление, которое перпендикулярно продольной оси транспортного средства. Расстояние между указанными по меньшей мере двумя колесами соответствуют ширине колеи, причем каждое колесо установлено на платформе таким образом, что перемещение указанного колеса возможно относительно платформы в поперечном направлении.
Вместе с этим узел содержит блокирующие средства, которые обеспечивают возможность блокирования перемещения в поперечном направлении каждого колеса относительно платформы, и средства для изменения расстояния между указанными по меньшей мере двумя колесами в поперечном направлении.
В соответствии с настоящим изобретением средства для изменения расстояния содержат, для каждого колеса, установочную деталь, которая соединена с колесом таким образом, что между указанным колесом и указанной установочной деталью не может быть относительного движения в поперечном направлении, указанная установочная деталь содержит по меньшей мере два узла позиционирующих направляющих, причем каждый узел содержит по меньшей мере две позиционирующие направляющие, размещенные на расстоянии друг от друга в поперечном направлении.
Кроме того, блокирующие средства содержат, для каждого колеса, по меньшей мере два независимых захвата или вертикально перемещаемые штоки, причем каждый захват может быть перемещен в блокирующей направляющей, выполненной за одно целое с платформой, без возможности выхода из указанной блокирующей направляющей.
Каждый захват выполнен с возможностью размещения в позиционирующей направляющей каждой из указанных по меньшей мере двух узлов позиционирующих направляющих таким образом, что захват может быть перемещен вертикально между положением блокирования, в котором захват находится в позиционирующей направляющей и препятствует перемещению установочной детали и, следовательно, колеса относительно платформы в поперечном направлении, и положением разблокирования, в котором захват не находится в позиционирующей направляющей и обеспечивает возможность перемещения установочной детали и колеса относительно платформы в поперечном направлении.
По сравнению с системами существующего уровня техники, в случае настоящего изобретения не предусмотрено использование перемычки, которая объединяет два соединенных захвата. Наоборот, в случае настоящего изобретения каждый захват имеет свою собственную независимую направляющую, которая взаимодействует с рельсом разблокирования так же независимым способом, таким образом имея свой собственный путь, изменяющийся по высоте и который, посредством этого спуска или подъема профиля рельса разблокирования, вызывает спуск и подъем захватов для их полного независимого разблокирования или блокирования таким образом, что гарантированно обеспечивается, что в случае повреждения одного из захватов, другой может быть размещен правильно и не подразумевается неправильное его размещение вследствие того, что он целиком связан с первым, что происходит в случае существующего уровня техники. Кроме того, учитывая, что каждый захват является отдельным, на него не оказывает влияние лед или снег, в отличие от того, что происходит с захватом современного уровня техники в форме перемычки, на который влияет скопление льда или снега в области перемычки. Таким образом, блокирующие средства настоящего изобретения выполняют функцию резерва, поскольку они содержат по меньшей мере два независимых захвата, один из них может выйти из строя, тогда как другой может выполнять его функцию, что обеспечивает надежность. Наоборот, в случае современного уровня техники невозможно получить этого резервирования, как было указано, поскольку повреждение одного из захватов непреклонно приводит к повреждению другого.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для дополнения разработанного описания и для обеспечения лучшего понимания характеристик настоящего изобретения, в соответствии с предпочтительным практическим вариантом реализации изобретения, указанное описание сопровождается, в качестве неотъемлемой его части, комплектом чертежей, на которых в качестве иллюстрации, а не ограничения представлено следующее:
На фиг. 1 показан схематический вид в перспективе внешней стороны одного из колес, на котором изображены два крайних положения блокирования и разблокирования одного из захватов относительно установочной детали, объединенной с колесом относительно поперечного направления; для лучшего просмотра элементов второй захват не был изображен, но были изображены позиционирующие направляющие на установочной детали, в которых указанный второй захват мог бы перемещаться.
На фиг. 2 показан схематический вид в перспективе, подобный виду на фиг. 1, на котором узел изображен с другой точки обзора и без верхнего закрывающего элемента для лучшего представления положения захвата в его крайних положениях, вместе с тем, подобно фиг. 1 узел изображен без закрытия фиксирующей направляющей, в которой перемещается захват.
На фиг. 3 показан другой схематический вид в перспективе, подобный предыдущим видам, на котором не изображены ни ось, ни установочная деталь, а изображен верхний закрывающий элемент и на котором закрытая или накрытая блокирующая направляющая изображена таким образом, что попадание грязи в нее, таким образом, предотвращено.
На фиг. 4 показан схематический вид в перспективе, подобный виду на предыдущих чертежах, но с наружной точки обзора и без плиты, предназначенной для крепления блокирующей направляющей к платформе, на чертеже отчетливо видимы позиционирующие направляющие установочной детали, которые расположены напротив крепежной плиты и над блокирующей направляющей, вмещающей захват.
На фиг. 5 показан схематический вид в перспективе со стороны фиг. 4, на котором изображены крепежная плита и верхний элемент крышки и на котором не были изображены крышка или корпус эластичного средства.
На фиг. 6 показан схематический вид в перспективе прохода узла оси железнодорожного транспортного средства по настоящему изобретению через поэтапную секцию блокирующего рельса неподвижной установки или устройства смены, на различной высоте которой расположены два захвата, которые содержит узел оси железнодорожного транспортного средства, и на чертеже можно увидеть независимое приведение в действие указанных захватов.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
С учетом упомянутых в приведенном выше описании чертежей можно увидеть, каким образом в одном из возможных вариантов реализации настоящего изобретения узел оси железнодорожного транспортного средства, который предлагает настоящее изобретение, содержит опорную платформу железнодорожного транспортного средства и две вращающихся оси (1), на каждой из которых установлено колесо (2). Платформа на чертежах не изображена, и с точки зрения оси (1), как видно на чертежах, вариант реализации настоящего изобретения соответствует варианту реализации независимой вращающейся оси (1) для каждого колеса (2).
Таким образом, узел оси содержит два колеса (2), центры вращения которых определяют поперечное направление (3), которое перпендикулярно продольной оси транспортного средства. Расстояние между колесами (2) соответствует ширине колеи, где каждое колесо (2) установлено на платформе таким образом, что обеспечено перемещение колеса (2) относительно платформы в поперечном направлении (3).
Узел содержит блокирующее средство, которое обеспечивает возможность блокирования перемещения в поперечном направлении (3) каждого колеса (2) относительно платформы, и средство для изменения расстояния между колесами (2) в поперечном направлении (3).
Средство для изменения расстояния, в свою очередь, содержит, для каждого колеса (2), установочную деталь (4), которая соединена с колесом (2) таким образом, что между колесом (2) и установочной деталью (4) не может быть никакого относительного движения в поперечном направлении (3). Установочная деталь (4) содержит два узла (5) позиционирующих направляющих, где каждый узел содержит три установочных направляющих (5), размещенных в поперечном направлении (3) на расстоянии друг от друга.
Блокирующее средство содержат, для каждого колеса (2), два независимых захвата (6), которые выполнены с возможностью вертикального перемещения, причем каждый захват (б) может быть перемещен в блокирующей направляющей (7), выполненной за одно целое с платформой, без возможности выхода из блокирующей направляющей (7).
Каждый захват (6) может быть вставлен в позиционирующую направляющую (5) каждого из указанных двух узлов(5) позиционирующих направляющих таким образом, что захват (6) может быть перемещен вертикально между блокирующим положением, в котором захват (6) размещен в позиционирующей направляющей (5) и препятствует перемещению установочной детали (4) и, следовательно, колеса (2) относительно платформы в поперечном направлении (3), и положением разблокирования, в котором захват (6) не размещен ни в какой позиционирующей направляющей (5) и обеспечивает возможность перемещения установочной детали (4) и колеса (2) относительно платформы в поперечном направлении (3).
В настоящем варианте реализации также не содержатся разгружающие средства, которые срабатывают перед разблокированием захватов, учитывая, что указанные разгружающие средства могут быть подобными разгружающим средствам из уровня техники.
Предусмотрено, что каждый захват (6) может содержать скользящую опору (8), расположенную в нижней части, которая имеет охватывающую поперечную секцию, взаимодействующую и вставляемую в деблокирующий рельс неподвижной установки или устройства смены, для изменения ширины. Скользящая опора (8) ограничена в своем движении подъема посредством ее контакта с плитой, соединяющей блокирующую направляющую (7) с платформу.
Другими словами, каждый захват (6) выполнен с возможностью вертикального перемещения, когда он приводится в действие блокирующими рельсами, расположенными в неподвижной установке или устройстве смены, для выполнения изменения ширины колеи.
Блокирующие средства содержат, для каждого колеса (2), два захвата (6), расположенных диаметрально противоположно в соответствии с двумя узлами (5) позиционирующих направляющих, каждую из которых имеет установочная деталь (4), причем установочная деталь (4) имеет в целом цилиндрическую конфигурацию и расположена снаружи колеса (2) вокруг его оси (1), предпочтительно посредством подшипников, необходимых для обеспечения возможности поворота оси (1) в случае установки их в непосредственном контакте.
В соответствии с предпочтительным вариантом реализации каждый узел (5) позиционирующей направляющей содержит три позиционирующие направляющие (5), которые определяют расстояния между колесами (2), расположенными в одинаковом поперечном направлении (3), соответствующие ширинам колеи 1 668 мм, 1 520 мм и 1 435 мм. Наиболее распространенными ширинами колеи в Европе являются стандартная европейская ширина (существующая во всей Центральной Европе и в Alta Velocidad  (AVE) [высокоскоростное испанское железнодорожное сообщение]), которая составляет 1 435 мм, иберийская (Испания и Португалия) ширина колеи 1 668 мм и российская ширина (1 520 мм).
Предусмотрена возможность активации каждого захвата (6) сверху упругим средством (9), которое может состоять из пружины сжатия или даже двух пружин, как изображено на фиг. 6, которые стремятся отклониться для поддерживания каждого захвата (6) в его положении фиксации. Каждый захват (6) имеет шток, через который соединена одна или множество пружин (9), которые, когда захваты (6) разблокированы, сжаты, и затем усилие пружины (9) обеспечивает возможность возврата захватов (6) в положение фиксации. Упругие средства (9) предпочтительно размещены в герметичной оболочке или крышке таким образом, что она охватывает шток и пружину или пружины, образуя плотное соединение. Этот герметичная крышка снабжена однонаправленным клапаном, который удаляет воздух, имеющийся во внутреннем пространстве, в случае повышенного давления.
В соответствии с предпочтительным вариантом реализации позиционирующие направляющие (5) имеют трапецеидальную, квадратную или прямоугольную конфигурацию. Эти позиционирующие направляющие (5), с любой из этих конкретных конфигураций, обеспечивают возможность, вместе с концевыми формами захватов (6), выполнения выравнивания захватов (6) и их самоцентрирования и, при наличии этой клиновидной формы, захваты вклиниваются по обеим боковым частям позиционирующих направляющих (5).
С учетом настоящего описания и комплекта чертежей, специалист в данной области техники поймет, что описанные варианты реализации настоящего изобретения могут быть объединены множеством способов в объекте настоящего изобретения. Настоящее изобретение описано согласно некоторым предпочтительным вариантам реализации, однако специалисту в данной области техники будет понятно, что для указанных предпочтительных вариантов реализации может быть выполнено множество изменений, не выходя за пределы объекта заявленного изобретения.