КОЛЕСНАЯ ТЕЛЕЖКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА, СОДЕРЖАЩАЯ УСТРОЙСТВО ТОРМОЖЕНИЯ ТОКАМИ ФУКО
RAILWAY CAR BOGIE WITH BRAKE ACTUATED BY WHIRLING CURRENTS

Изобретение относится к колесной тележке железнодорожного вагона, содержащей:
- шасси, расположенное по существу в продольном направлении,
- по меньшей мере, одну колесную ось, расположенную по существу в поперечном направлении и установленную с возможностью вращения относительно шасси, при этом на каждой из концевых поперечных частей указанной оси установлено колесо,
- устройство торможения токами Фуко, расположенное под шасси и установленное с возможностью поступательного перемещения относительно указанного шасси между убранным положением, в котором устройство торможения находится близко к шасси, и положением торможения, в котором устройство торможения находится на удалении от шасси, при этом указанное устройство торможения содержит, по меньшей мере, один упорный элемент, перемещающийся вместе с устройством торможения между убранным положением и положением торможения.
В документе ЕР-0646512 описана такая колесная тележка железнодорожного вагона, в которой устройство торможения токами Фуко выполнено с возможностью перемещения между убранным положением и положением торможения.
Торможение токами Фуко позволяет эффективно замедлять ход железнодорожного вагона и обеспечивает длительный срок службы устройства. Действительно, момент торможения создается токами, индуцируемыми между колодкой торможения токами Фуко и рельсом, по которому движется железнодорожный вагон, без контакта между колодкой и рельсом, что значительно снижает износ этой колодки. Вместе с тем, чтобы обеспечивать эффективное торможение, следует точно регулировать рабочий зазор между тормозной колодкой и рельсом.
В документе ЕР-0646512 предложено позиционировать тормозную колодку относительно рельса при помощи упорных элементов, неподвижно соединенных с устройством торможения и перемещающихся вместе с ним, приходящих в положение опоры на упорные поверхности, расположенные в осевых буксах, когда устройство торможения находится в положении торможения. Положение упорной поверхности рассчитывают таким образом, чтобы между тормозной колодкой и рельсом образовался заранее определенный рабочий зазор, когда упорный элемент приходит в положение опоры на упорную поверхность. Преимуществом такого устройства торможения является возможность подвешивания устройства торможения вместе с шасси колесной тележки, чтобы ограничить не подвешенные массы в железнодорожном вагоне. Действительно, несмотря на то что устройство торможения подвешено, рабочий зазор остается постоянным в положении торможения, так как упорные поверхности являются неподвижными по высоте относительно рельса, поскольку неподвижно соединены с осями колесной тележки.
Однако такое устройство является громоздким, так как упорные элементы проходят наружу колесной тележки, чтобы находиться напротив осевых букс, которые расположены на концах осей с наружной стороны колес. Таким образом, устройство торможения имеет большую ширину, превышающую промежуток между рельсами, по которым движется железнодорожный вагон. Кроме того, устройство торможения совместимо не со всеми типами осевых букс. Действительно, некоторые осевые буксы могут иметь меньшие размеры, чтобы под железнодорожным вагоном можно было разместить другие элементы. Эти осевые буксы и другие буксы специальной конструкции не позволяют получить достаточно пространства для выполнения упорной поверхности, предназначенной для взаимодействия с упорным элементом устройства торможения.
Задача изобретения состоит в устранении недостатков, присущих известным устройствам, за счет создания колесной тележки железнодорожного вагона, позволяющей использовать малогабаритное подвесное устройство торможения, предпочтительно адаптированное для любого типа колесной тележки.
Поставленная задача решена в колесной тележке железнодорожного вагона вышеуказанного типа, в которой деталь, ограничивающая упорную поверхность, установлена на оси, при этом указанная упорная поверхность является неподвижной по высоте оси, при этом указанная упорная поверхность расположена между колесами, установленными на концевых поперечных частях оси, при этом упорный элемент приходит в положение опоры на упорную поверхность, когда устройство торможения находится в положении торможения.
Расположение упорной поверхности между колесами колесной тележки позволяет получить устройство торможения меньших габаритов, так как его ширина не обязательно должна быть больше промежутка между рельсами, по которым движется железнодорожный вагон. Кроме того, упорная поверхность не находится в осевых буксах, что позволяет использовать устройство торможения с колесными тележками любого типа, независимо от размеров и архитектуры осевых букс.
Согласно другим отличительным признакам колесной тележки в соответствии с настоящим изобретением:
- деталь, ограничивающая упорную поверхность, представляет собой корпус, при этом упорная поверхность образует дно указанного корпуса, при этом указанный корпус дополнительно содержит сквозное отверстие, при этом корпус посажен на ось указанным сквозным отверстием;
- корпус крепят на устройстве торможения при помощи тяги, проходящей по существу в продольном направлении, при этом указанная тяга шарнирно установлена вокруг по существу поперечной оси, с одной стороны, одной из своих концевых частей на корпусе и, с другой стороны, другой из своих концевых частей - на устройстве торможения;
- устройство торможения закреплено на шасси при помощи, по меньшей мере, одной тяги, при этом указанная тяга шарнирно установлена вокруг по существу поперечной оси, с одной стороны, одной из своих концевых частей на устройстве торможения и, с другой стороны, другой из своих концевых частей - на шасси;
- шарнирно соединенные с устройством торможения концевые части тяг, крепящих устройство торможения на корпусе и на шасси, закреплены на крепежном элементе, установленном с возможностью поворота на скобе, неподвижно соединенной с устройством торможения;
- упорный элемент выполнен на кронштейне, проходящем по существу в продольном направлении напротив концевой части оси между колесами, установленными на указанной оси, при этом упорная поверхность расположена напротив указанного кронштейна в продольном направлении;
- устройство торможения содержит четыре кронштейна, на каждом из которых выполнен упорный элемент, при этом колесная тележка содержит две оси, при этом каждая ось содержит деталь, ограничивающую упорную поверхность, при этом упорная поверхность расположена напротив одного из указанных кронштейнов в продольном направлении;
- предусмотрены средства вертикального перемещения, установленные между шасси и устройством торможения, выполненные с возможностью перемещения устройства торможения между убранным положением и положением торможения;
- ось закреплена на шасси при помощи средств подвески; и
- устройство торможения содержит, по меньшей мере, одну линейную колодку торможения токами Фуко, при этом в положении торможения указанная колодка приближается к рельсу, по которому движется колесная тележка, при этом указанная колодка ограничивает рабочий зазор с указанным рельсом.
Другие аспекты и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 схематично показана колесная тележка железнодорожного вагона в соответствии с настоящим изобретением, при этом устройство торможения находится в убранном положении, вид сбоку;
на фиг.2 показана колесная тележка, изображенная на фиг.1, при этом устройство торможения находится в положении торможения, вид сбоку;
на фиг.3 схематично показано устройство торможения и оси колесной тележки, показанной на фиг.1, вид в перспективе;
на фиг.4 схематично показан упорный элемент устройства торможения и упорная поверхность в убранном положении и в положении торможения, вид сбоку.
В дальнейшем тексте описания термин «продольный» следует рассматривать относительно направления, в котором движется железнодорожный вагон, то есть направления, в котором расположены рельсы, по которым движется этот железнодорожный вагон. Термин «поперечный» следует рассматривать относительно направления, по существу перпендикулярного к продольному направлению в горизонтальной плоскости, то есть направления, в котором рельсы отстоят друг от друга.
На фиг.1 и 2 показана колесная тележка 1 железнодорожного вагона, содержащая шасси 2, проходящее по существу в продольном направлении и содержащее на каждой из своих концевых продольных частей ось 4, установленную с возможностью вращения в двух осевых буксах 6, при этом каждая из осевых букс 6 находится на поперечном конце оси 4. На каждой оси 4 установлены два колеса 8, закрепленные на концевых поперечных частях оси и соединенных во вращении с этой осью. Колеса 8 установлены смежно с осевыми буксами 6 и расположены между этими осевыми буксами 6. Для упрощения чертежа шасси 2 и оси 4 показаны на фигурах пунктирной линией.
В дальнейшем тексте описания термином «внутренний» будет обозначаться пространство между колесами 8 в поперечном направлении.
Оси 4 закреплены на шасси 2 при помощи средств 10 подвески. Таким образом, колесная тележка 1 является подвесной, что позволяет амортизировать неровности, такие как искривления путей, между осями 4 и шасси 2. Следует отметить, что изобретение относится как к моторным колесным тележкам, то есть содержащим средства моторизации, обеспечивающим приведение во вращение одной или двух осей, так и к несущим колесным тележкам, то есть колесным тележкам, не оборудованным средствами моторизации.
Колесная тележка 1 содержит устройство 12 торможения токами Фуко, расположенное под шасси 2, то есть напротив рельсов 13, по которым движется железнодорожный вагон. Для упрощения на фиг.1 и 2 пунктирной линией показан только один рельс 13. Устройство 12 торможения состоит из рамы 14, которая расположена во внутреннем пространстве колесной тележки под шасси 2 и на которой установлены линейные колодки 16 торможения токами Фуко, проходящие по существу в продольном направлении под рамой 14. Эти колодки 16 расположены напротив рельсов 13, по которым движется железнодорожный вагон. Работа устройства торможения токами Фуко на рельсах известна, и ее подробное описание опускается.
Устройство 12 торможения выполнено с возможностью перемещения между убранным положением (фиг.1) и положением торможения (фиг.2). В убранном положении устройство 12 торможения находится ближе к шасси таким образом, что тормозные колодки 16 удалены от рельсов 13. В положении торможения устройство 12 торможения опущено, то есть отходит от шасси 2 таким образом, что тормозные колодки 16 приближаются к рельсам 13 до положения, в котором происходит торможение. В положении торможения тормозные колодки 16 расположены напротив рельсов 13 с заранее определенным рабочим зазором е, разделяющим тормозные колодки 16 и рельсы 13, как показано на фиг.2. Этот рабочий зазор е по существу составляет, например, от 5 мм до 10 мм. Согласно частному варианту осуществления рабочий зазор е по существу равен 7 мм.
Перемещение устройства 12 торможения между убранным положением и положением торможения производят средства 18 вертикального поступательного перемещения. Эти средства 18 перемещения представляют собой, например, домкраты, каждый из которых содержит корпус, неподвижно соединенный с шасси 2, и шток, неподвижно соединенный с рамой 14 и выполненный с возможностью поступательного перемещения относительно корпуса домкрата. Согласно варианту осуществления, показанному на фиг.3, средства 18 перемещения содержат четыре домкрата, выполненных с возможностью одновременного перемещения, чтобы обеспечивать равномерное перемещение узла рамы 14. Таким образом, во время своего перемещения рама 14 остается в горизонтальной плоскости.
Таким образом, устройство 12 торможения неподвижно соединено с шасси 2 и в то же время подвешено вместе с этим шасси. Это значит, что устройство 12 торможения перемещается вместе с шасси 2 во время амортизации неровностей пути средствами 10 подвески.
Чтобы контролировать позиционирование тормозных колодок 16 в положении торможения, то есть чтобы регулировать позиционирование этих колодок 16 с целью получения заранее определенного рабочего зазора е, обеспечивающего торможение, устройство 12 торможения содержит, по меньшей мере, один упорный элемент 20, взаимодействующий с упорной поверхностью 22, ограниченной деталью, установленной на оси 4, в положении торможения устройства 12 торможения.
Упорный элемент 20, показанный, в частности, на фиг.4, установлен на кронштейне 24, проходящем по существу в продольном направлении в продолжение рамы 14 напротив концевой части оси 4 между ее колесами 8. Упорный элемент 20 выполнен в виде опорной лапки, выполненной по существу в продольном направлении в продолжение кронштейна 24 в сторону концевой части оси 4. Упорный элемент 20 расположен во внутреннем пространстве колесной тележки 1, то есть он «не выходит» за пределы шасси 2 по ширине.
Как было указано выше, упорный элемент 20 взаимодействует с упорной поверхностью 22 в положении торможения устройства 12 торможения. Деталь, ограничивающая упорную поверхность 22, является корпусом 26, установленным на оси 4. Упорная поверхность 22, показанная, в частности, на фиг.4, образована дном корпуса 26, закрепленного на концевой части оси 4 между колесами 8 указанной оси 4 напротив кронштейна 24 в продольном направлении. Корпус 26 содержит отверстие 28, выполненное напротив кронштейна 24, через которое упорный элемент 20 заходит в корпус 26 таким образом, чтобы располагаться напротив упорной поверхности 22, как показано на фиг.4. Корпус 26 содержит сквозное отверстие 30, ось которого совпадает с осью оси 4. Корпус 26 сажают на ось 4 этим сквозным отверстием 30, как показано на фиг.3. Отверстие 30 и ось 4 выполнены таким образом, чтобы ось могла вращаться внутри отверстия 30. Для этого между осью 4 и стенкой отверстия 30 установлены, например, шарикоподшипники (не показаны). Согласно варианту осуществления, показанному на фиг.4, конец кронштейна 24 и корпус 26 соединены сильфоном 32, внутри которого проходит упорный элемент 20. Этот сильфон 32 закрывает отверстие 28 корпуса 26 и обеспечивает защиту упорного элемента 20 от внешней окружающей среды, например, от выбросов камней, и одновременно за счет своей деформации позволяет кронштейну 24 перемещаться относительно корпуса 26 между убранным положением и положением торможения.
На фиг.4 сплошной линией показано положение упорного элемента 20, когда устройство 12 торможения находится в убранном положении, и пунктирной линией - положение упорного элемента 20, когда устройство 12 торможения находится в положении торможения. Как видно из этой фигуры, в положении торможения устройство 12 торможения опущено таким образом, что упорный элемент 20 опирается на упорную поверхность 22.
Упорная поверхность 22 является неподвижной по высоте относительно рельса 13. Действительно, упорная поверхность 22 соединена с осью 4 корпусом 26, а эта ось 4 является неподвижной по высоте относительно рельса 13 в отличие от шасси 2 и устройства 12 торможения, которые является подвешенными. Таким образом, когда упорный элемент 20 опирается на упорную поверхность 22, тормозные колодки 16 находятся на фиксированной высоте относительно рельсов 13, и эта высота определена высотой упорной поверхности 22 относительно рельсов 12 и, следовательно, расстоянием d по высоте, разделяющим ось 4 и упорную поверхность 22, как показано на фиг.2. Это расстояние d выбирают таким образом, чтобы тормозные колодки 16 находились на расстоянии е по высоте от рельсов 13, соответствующем рабочему зазору е, когда устройство находится в положении торможения. Таким образом, положение упорной поверхности 22 позволяет контролировать положение тормозных колодок 16 относительно рельсов 13.
Средства 18 перемещения выполнены с возможностью прижатия упорного элемента 10 к упорной поверхности 22 в положении торможения. Таким образом, если шасси 2 переместится относительно оси 4 за счет наличия средств 10 подвески во время торможения при помощи устройства 12 торможения, тормозные колодки 16 остаются на расстоянии от рельсов 13, равном рабочему зазору е, чтобы продолжать обеспечивать торможение.
Корпус 26, с одной стороны, и шасси 2, с другой стороны, соединены с устройством 12 торможения через тяги 34 и 36, проходящие по существу в продольном направлении. Эти тяги 34 и 36 шарнирно установлены вокруг по существу поперечных осей одной из своих концевых частей на крепежном элементе 38, установленном с возможностью поворота на скобе 40, неподвижно соединенной с устройством 12 торможения и, в частности, с кронштейном 24. Крепежный элемент 38 проходит по существу вертикально и закреплен на скобе 40 поворотным соединением 42, находящимся по существу в центре крепежного элемента 38 и расположенным вдоль по существу поперечной оси таким образом, чтобы крепежный элемент 38 мог поворачиваться относительно скобы 40 вокруг этой поперечной оси.
Тяга 34, соединяющая корпус 26 с крепежным элементом 38, шарнирно установлена одной из своих концевых частей на корпусе 26 и другой из своих концевых частей - на нижней части крепежного элемента 38, то есть под поворотным соединением 42.
Такое расположение тяг 34, 36 относительно крепежного элемента 38 сообщает этому крепежному элементу 38 маятниковое движение во время перемещения шасси 2 относительно оси 4 или во время перемещения устройства 12 торможения между убранным положением и положением торможения. Такое движение позволяет минимизировать моменты восприятия усилий торможения устройства 12 торможения токами Фуко, когда упорный элемент 20 опирается на упорную поверхность 22. Тяги 34, 36 передают усилия между корпусом 26 и шасси 2. Кроме того, тяга 34, соединяющая корпус 26 с устройством 12 торможения, не дает корпусу 26 вращаться вместе с осью 4 и фиксирует его относительно оси 4, которая вращается внутри отверстия 30.
Согласно варианту осуществления, показанному на фигурах, рама 14 устройства 12 торможения содержит четыре кронштейна 24, на каждом из которых выполнен упорный элемент 20, при этом каждая ось 4 содержит четыре корпуса 26, и каждый из корпусов расположен напротив одного из четырех кронштейнов 24. Корпуса 26 расположены, например, рядом с колесами 8 между этими колесами. Таким образом, каждое колесо 8 находится между корпусом 26 со своей внутренней стороны и осевой буксой 6 со своей наружной стороны.
Описанная выше колесная тележка 1 позволяет контролировать позиционирование тормозных колодок 16 устройства 12 торможения относительно рельсов 13 без использования конструкции осевых букс 6 и с одновременным уменьшением габаритов колесной тележки. Действительно, упорные поверхности 22 отделены от осевых букс 6 и поэтому могут иметь любую соответствующую архитектуру, находясь между колесами 6, что позволяет уменьшить габариты устройства 12 торможения. Это устройство 12 торможения можно, таким образом, устанавливать на любом типе колесной тележки, независимо от строения ее осевых букс.