ОДНООСЕВОЙ ХОДОВОЙ МЕХАНИЗМ С ПОДВИЖНЫМИ НЕЗАВИСИМЫМИ КОЛЕСАМИ ДЛЯ СОЧЛЕНЕННЫХ ВАГОНОВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ АВТОМОБИЛЕЙ Российский патент 2003 года по МПК B61F7/00 B61F3/12 

Область использования изобретения
Изобретение связано с одноосевым ходовым механизмом с подвижными колесами для сочлененных вагонов, предназначенных для транспортировки автомобилей и позволяющих развивать скорости до 200 км/час. Использование ходовых механизмов упомянутого типа в подобных вагонах создает возможность использования последних для двух типов железнодорожной колеи.

Характеристика известного уровня техники
Как хорошо известно специалистам, транспортировка автомобилей по железной дороге осуществляется с помощью сочлененных вагонов, в виде платформ, которые, как правило, предназначаются для передвижения по железнодорожной колее определенной ширины. Однако на практике оказывается весьма желательно оснащать подобные вагоны одноосевыми ходовыми механизмами с подвижными независимыми колесами и посредством этого обеспечивать возможность их передвижения по железнодорожным сетям с двумя различными типами колеи.

Проблема по созданию подобных ходовых механизмов с подвижными независимыми колесами уже ранее решалась заявителем, который является держателем патента Франции за номером 1558329, в котором приводится описание одноосевых тележек с изменяемым расстоянием между колесами. В материалах этого патента каждый ходовой механизм подобной тележки состоит из полуоси, колеса, двух тормозных дисков, выполненных как одно целое, и двух букс, установленных на обоих концах полуоси, при этом упомянутые буксы устанавливаются в положениях, соответствующих конкретной ширине железнодорожной колеи, с помощью соответствующих фиксирующих шпонок.

Краткое описание существа изобретения
Начав с изучения конструкции тележки, описанной в материалах вышеупомянутого патента Франции, и приняв во внимание конкретные характеристики сочлененных вагонов, в виде платформ, предназначенных для транспортировки автомобилей, заявитель создал одноосевой ходовой механизм с подвижными независимыми колесами, который, будучи встроенным в сочленяемые между собой сцепные вагоны, может использоваться в них таким образом, чтобы эти вагоны могли передвигаться не только по железнодорожной колее одного типа, но по железнодорожным колеям двух различных типов, т.е. имеющим две различные ширины. Более того, благодаря высоким эксплуатационным показателям, обеспечиваемым этими вагонами после оснащения их ходовыми механизмами, в соответствии с настоящим изобретением, в частности, предусматривающими использование независимых колес, не предназначенными для воздействия больших нагрузок и оборудованными системами задания направления, упомянутые вагоны позволяют обеспечивать передвижение со скоростями порядка 200 км/ч.

Соответственно, настоящее изобретение представляет собой одноосевой ходовой механизм с подвижными независимыми колесами для сочлененных вагонов, предназначенных для транспортировки автомобилей, причем подобный ходовой механизм позволяет перемещаться по железнодорожным колеям двух различных типов и включает два устройства ходового механизма, каждое из которых содержит полуось, колесо, два тормозных диска, выполненных как одно целое, и две буксы, которые установлены на обоих концах полуоси и закреплены на ней в положении, соответствующем конкретной ширине железнодорожной колеи, с помощью соответствующих фиксирующих шпонок, при этом упомянутый ходовой механизм содержит:
несущий каркас, в который встроены буксы каждого из устройств ходового механизма и механизмы, необходимые для перемещения и фиксации упомянутых устройств,
пружины подвески, встроенные в корпуса, предусмотренные в боковых частях несущего каркаса и снабженные установленными в них вертикальными демпферами,
рессорные скользящие башмаки, встроенные в боковых частях несущего каркаса и предназначенные для поддержки ходового механизма во время процедуры изменения расстояния между колесами при изменении ширины железнодорожной колеи,
головные части подвески, в которые упираются верхние части пружин подвески и в которых закрепляются колпаки вертикально установленных демпферов,
рычаги для придания устойчивых положений головным частям подвески,
навесные тяги подвески, соединенные своими верхними концами с головными частями подвески, а своими нижними концами с соответствующими опорами, выполненными в виде одного целого с корпусом вагона,
системы задания направления для обеспечения величины угла между гребнем колеса и касательной к кривой поворота железнодорожной колеи, соответствующей нулю для точки контакта с железнодорожной колеей.

В соответствии с настоящим изобретением, каждое устройство ходового механизма включает две фиксирующие шпонки, по одной для каждой буксы.

Также в соответствии с настоящим изобретением, механизм торможения в каждом устройстве ходового механизма представлен механизмом калиберного типа и включает пневматически управляемый цилиндр и фрикционные накладки, которые прижимаются упомянутым цилиндром к полудискам, закрепленным на диске соответствующего колеса. Оба упомянутых компонента, пневматически управляемый цилиндр и калиберный компонент механизма торможения с фрикционными накладками, выполняются в виде одного целого с опорой, которая закреплена на внутренней буксе соответствующего колеса, и могут перемещаться как одно целое совместно с устройством ходового механизма.

Системы задания направления ходового механизма, в соответствии с настоящим изобретением, имеют различные конструкции в зависимости от того, соответствуют они промежуточному ходовому механизму или крайнему ходовому механизму. Так, в случае промежуточного ходового механизма система задания направления включает два направляющих плеча рычага, закрепленного в горизонтальном положении в несущем каркасе ходового механизма, и две пары направляющих стержней, которые крепятся одним концом к упомянутым плечам рычага, а другим концом - к соответствующим близко расположенным торцевым поверхностям двух сцепных вагонов, образующих сочлененный вагон. В случае крайнего ходового механизма система задания направления состоит из управляющего механизма и собственно механизма задания направления, причем механизм задания направления образован двумя плечами рычага и двумя парами стержней, которые одним концом крепятся к упомянутым плечам рычага, при этом другой конец первой пары упомянутых стержней скреплен с коленчатыми рычагами, которые являются компонентами компенсирующего механизма, другой конец второй пары стержней скреплен с опорой, являющейся элементом корпуса вагона, а управляющий механизм состоит из двух управляющих стержней, при этом один из упомянутых концов соединен с торцевой поверхностью расположенного рядом сцепного вагона, а другой конец сочленен с соответствующими плечами рычага, между упомянутыми плечами рычага и коленчатыми рычагами компенсирующего механизма установлены регулируемые стержни, продольные плечи коленчатых рычагов соединены между собой с помощью поперечного стержня, который также является одним из компонентов упомянутого компенсирующего механизма.

Краткое описание сопутствующих чертежей
Упомянутые выше и другие свойства и признаки настоящего изобретения станут более очевидными из приведенного ниже подробного описания со ссылками на сопутствующие чертежи, на которых изображено следующее:
на фиг.1 приведен вид сбоку в вертикальном разрезе на платформу для транспортировки автомобилей, которая снабжена ходовыми механизмами в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.2 приведен вид в разрезе, с выделенными компонентами конструкции, промежуточного ходового механизма для платформы, показанной на фиг.1;
на фиг.3 приведен вид сверху, с выделенными компонентами конструкции, на ходовой механизм, показанный на фиг.2;
на фиг. 4 приведен вид, с выделенными компонентами конструкции, призванный принципиальным образом проиллюстрировать конструкцию системы для фиксации букс ходового механизма в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 5А и 5В приведены соответственно вид в разрезе и вид сверху, призванные схематично проиллюстрировать конструкцию системы задания направления, используемой в ходовых механизмах в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.6А и 6В приведены соответственно вид сверху и вид в разрезе, призванные проиллюстрировать положение, которое будет занимать система задания направления, показанная также на фиг.5А и 5В, когда конструкция сочлененного вагона проходит кривую поворота.

Подробное описание настоящего изобретения
На фиг.1 показан вагон, который включает три ходовых механизма R1, R2 и R3, аналогичных механизму, созданному в соответствии с настоящим изобретением. Этот вагон имеет сочлененную конструкцию и образован двумя платформами Р, каждая из которых имеет по два уровня P1, P2, что позволяет осуществлять загрузку и разгрузку автомобилей на двух уровнях через их торцевые проходы и обеспечивает возможность перемещения автомобилей с одной платформы на другую, а также в соседние вагоны, последнее в том случае, если в составе поезда имеются и другие вагоны, подобные показанному на фиг.1.

Три ходовых механизма R1, R2 и R3, которые хорошо видны на фиг.1, по существу, имеют одинаковую конструкцию; эта конструкция ниже будет подробно описана со ссылками на фиг.2 и 3, которые призваны проиллюстрировать конструкцию промежуточного ходового механизма R1.

Как следует из упомянутых чертежей, промежуточный ходовой механизм R1 (а по аналогии и крайние ходовые механизмы R2 и R3) включает несущий каркас 1, в который встраиваются буксы СС (см. фиг.3) каждого из устройств ходового механизма, а также, в аналогичных случаях, и другие механизмы, необходимые для смещения и фиксации упомянутых устройств. Упомянутый несущий каркас 1 включает также размещенные в его боковых частях корпуса, в которые встраиваются пружины подвески 2. Вертикально ориентированные демпферы AV устанавливаются внутри самих пружин подвески 2.

Несущий каркас 1 также включает расположенные в его боковых частях рессорные скользящие башмаки 3, на которых располагается ходовой механизм R1 во время процедуры изменения расстояния между колесами при переходе к другому типу железнодорожной колеи, причем в эти моменты времени к колесам W нагрузка практически не прикладывается, посредством чего весьма облегчается переход с одной железнодорожной колеи на другую.

Верхние части пружин подвески 2 упираются в головные части подвески 4, на которых также закрепляются колпаки демпферов AV. Положения упомянутых головных частей подвески обеспечиваются устойчивыми с помощью рычажных конструкций 5 (см. фиг.3).

Как можно видеть из фиг.2, в конструкции предусматривается использование навесных тяг подвески 6, верхние концы которых соединены с головными частями подвесок 4, в то время как нижние концы упомянутых навесных тяг подвески 6 крепятся к опорам S, которые являются элементами корпуса вагона. При использовании подобной конструкции платформы Р оказываются фактически вывешенными относительно нижней части упомянутых навесных тяг подвески 6, а нагрузка передается от них к пружинам подвески 2 через посредство упомянутых навесных тяг подвески 6.

Вследствие определенного наклона, который они образуют по отношению к вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось железнодорожной колеи, навесные тяги подвески 6 создают усилие, направленное на самоцентрирование ходового механизма R1, а вследствие их наклона по отношению к вертикальной плоскости, перпендикулярной упомянутой оси железнодорожной колеи, они также обеспечивают создание усилия, противодействующего взаимным поперечным смещениям платформ Р и ходового механизма R1.

На фиг. 3 также показана конструкция системы торможения, используемой в ходовом механизме R1 в соответствии с настоящим изобретением (идентичная система торможения также используется для ходовых механизмов R2 и R3). Эта система торможения соответствует системе "калиберного" типа и содержит пневматически управляемый цилиндр 7, калиберную скобу 8 и фрикционные накладки 9, которые прижимаются цилиндром 7 к полудискам, закрепленным на диске каждого колеса W.

Пневматически управляемый цилиндр 7, равно как и калиберная скоба 8 с фрикционными накладками 9, выполняются в виде одного целого с опорой 10, которая закрепляется на внутренней буксе СС соответствующего колеса W и может перемещаться, как одно целое, с устройством ходового механизма, последнее с целью регулирования системы торможения для обоих типов железнодорожной колеи, посредством чего гарантируется нормальная работа системы торможения.

Обратимся теперь к фиг. 4; несложно видеть, что система для крепления букс СС является системой сдвоенного типа, когда каждая из упомянутых букс фиксируется с помощью соответствующей фиксирующей шпонки L. Рассмотрение этой системы крепления в описании настоящего изобретения приводиться не будет, поскольку она уже ранее подробным образом была рассмотрена в материалах патента Франции за номером 1558329.

Ходовые механизмы R1, R2 и R3, в соответствии с настоящим изобретением, снабжаются системами задания направления с целью гарантирования того факта, что величина угла, который гребень колеса образует с касательной к кривой поворота железнодорожной колеи, в точке контакта с ней будет соответствовать нулю. Благодаря использованию этих систем задания направления, удается значительно уменьшить риск схода вагона с рельсов, связанный с поднятием на поворотах обода колеса, и, кроме того, обеспечивается существенно меньший износ обода колеса.

Эти системы задания направления различаются по конструкции в зависимости от типа используемого ходового механизма: промежуточный или крайний ходовой механизм.

Конструкция системы задания направления для случая промежуточного ходового механизма R1 проиллюстрирована на фиг.3. Эта система, устанавливаемая с каждой стороны вагона, состоит из направляющего плеча рычага 11, закрепленного в горизонтальном положении в несущем каркасе 1 ходового механизма R1, и двух направляющих стержней 12, 13, при этом стержень 13 соединен одним концом с расположенной рядом торцевой поверхностью одного из сцепных вагонов, образующих сочлененный вагон, а другой стержень 12 соединен одним концом с расположенной рядом торцевой поверхностью другого сцепного вагона, также образующего упомянутый сочлененный вагон. Следует отметить, что эти соединения не показаны на фиг.3. Другие концы стержней 12, 13 соединены с плечом рычага 11.

Плечо рычага 11 и стержень 12 показаны на фиг.3 в двух положениях, которые они могут занимать в процессе движения поезда: одно положение соответствует случаю движения поезда по прямой (плечо рычага 11 располагается на фиг. 3 перпендикулярно колесу W), а другое положение соответствует случаю движения поезда на повороте по кривой (на фиг.3 плечо рычага 11 наклонено по отношению к колесу W на определенный угол).

Эта система задания направления, для случая движения поезда вдоль кривой поворота, позволяет торцевым поверхностям расположенных рядом друг с другом сцепных вагонов сходиться друг с другом с внутренней стороны кривой поворота, оказывая при этом надавливающее воздействие на направляющие стержни 12, 13, которые расположены с этой внутренней стороны кривой поворота и которые, в свою очередь, передают это смещающее воздействие к концам соответствующего плеча рычага 11, заставляя последний поворачиваться относительно своей оси. Одновременно торцевые поверхности обоих сцепных вагонов с внешней стороны кривой поворота расходятся между собой, оказывая при этом растягивающее воздействие на направляющие стержни 12, 13, которые расположены с этой стороны кривой поворота и которые, в свою очередь, испытывают смещение в направлении от соответствующего плеча рычага 11, поворачивающегося в результате этого относительно своей оси на угол, соответствующий по величине, но противоположный по знаку, углу поворота плеча рычага 11, расположенного с внутренней стороны кривой поворота. Эти смещения преобразуются в поворот тележки относительно вертикальной оси, в результате чего эта тележка располагается радиальным образом по отношению к центру кривизны кривой поворота.

Как уже упоминалось выше, процедура задания направления для крайних ходовых механизмов R2 и R3 отличается от процедуры задания направления для промежуточного ходового механизма R1, поскольку в этом случае не представляется возможным использовать для этих целей близко расположенные по отношению друг к другу торцевые поверхности сочлененных между собой сцепных вагонов. Тем не менее, основной принцип, используемый для целей задания направления в крайних ходовых механизмах R2, R3, остается тем же самым и состоит в использовании положительного свойства конструкции, позволяющего создавать на повороте соответствующее угловое смещение между двумя сочлененными платформами Р, которое обеспечивается с помощью двух механизмов, один из которых предназначается для целей управления, а другой собственно для целей задания направления, и обеспечиваемого за счет совмещения положения каждой из платформ Р с соответствующими положениями ходовых механизмов R2, R3, которые предусмотрены на обоих концах сочлененного вагона и для которых обеспечивается правильное задание направления по аналогии с заданием направления для случая промежуточного ходового механизма R1.

Два вышеупомянутых механизма схематично представлены на фиг.5А и 5В с помощью вида сверху и вида в разрезе соответственно, при этом управляющий механизм приводится в левой части, а собственно механизм задания направления крайнего ходового механизма R2 приводится в правой части этих чертежей. Другой крайний ходовой механизм R3 может быть конструктивно выполнен аналогичным образом.

Механизм задания направления образован двумя плечами рычага 14 и двумя парами стержней 15, 16. Направляющие стержни 15 соединены одним концом с соответствующим плечом рычага 14, а другим концом с коленчатыми рычагами 17, которые являются компонентами компенсирующего механизма. Направляющие стержни 16 также соединены одним концом с соответствующим плечом рычага 14, а другим концом с опорой, являющейся элементом корпуса вагона.

Управляющий механизм, установленный с каждой стороны сцепного вагона, состоит из управляющего стержня 18, один из концов которого соединен с торцевой поверхностью расположенного рядом сцепного вагона, а другой конец сочленен с плечом рычага 19. Между плечом рычага 19 и коленчатыми рычагами 17 компенсирующего механизма установлены регулируемые стержни 20, при этом продольные плечи коленчатых рычагов 17 соединены между собой с помощью поперечного стержня 21, который также является компонентом вышеупомянутого компенсирующего механизма.

Компоненты конструкции, проиллюстрированные на фиг.5А и 5В, показаны также и на фиг.6А и 6В, на которых приводятся вид в разрезе и вид сверху, однако уже с целью иллюстрации положения, которое занимают управляющий механизм и механизм задания направления, когда конструкция сочлененного вагона проходит поворот вдоль соответствующей кривой. При заходе на поворот, например при повороте влево, торцевые поверхности расположенных рядом друг с другом сцепных вагонов сходятся между собой с внутренней стороны кривой поворота и соответственно расходятся с внешней стороны кривой поворота, а стержень 18 с внутренней стороны поворота надавливает на соответствующее плечо рычага 19, тогда как другой стержень 18, расположенный с внешней стороны кривой поворота, вытягивает на себя другое плечо рычага 19. Оба плеча рычага при этом поворачиваются на одинаковый, но противоположный по знаку, угол относительно своих осей, которые закрепляются на конструкции корпуса сцепного вагона, при этом плечи рычага располагаются, как показано на фиг.6В, наклонным образом.

В свою очередь регулируемые стержни 20, на которые оказывают растягивающее воздействие плечи рычага 19, перемещаются скользящим образом вдоль их фиксирующих направляющих, выполненных в виде элемента корпуса вагона. Из этих стержней 20 тот, который работает на растяжение (стержень с внутренней стороны кривой поворота в соответствии с фиг.6В), оказывает растягивающее воздействие на соответствующий коленчатый рычаг 17 компенсирующего механизма и передает продольный крутящий момент к стержням 15, которые, используя плечи рычага 14, смещают торцы тележки вагона в противоположных направлениях.

Использование ходовых механизмов, в соответствии с настоящим изобретением, в сочлененных вагонах, в виде платформ, предназначенных для транспортировки автомобилей, представляется весьма простым решением, позволяющим этим вагонам передвигаться в пределах железнодорожной сети с двумя типами железнодорожной колеи, в результате чего еще более возрастает эффективность от использования подобных вагонов. В частности, эти вагоны, будучи первоначально укомплектованы ходовыми механизмами, в соответствии с настоящим изобретением, позволят обеспечить лучшие динамические характеристики, что сделает возможным увеличение их максимальной скорости передвижения до 200 км/ч в условиях железнодорожной колеи любого из двух типов, поскольку система задания направления, которой снабжен каждый ходовой механизм, обеспечит, безопасным образом, необходимую устойчивость вагонов при их движении на искривленных участках железнодорожной колеи.

Хотя в приведенном выше описании были подробно обсуждены основные свойства и признаки настоящего изобретения, специалисту в данной области техники очевидно, что в него могут быть внесены многочисленные изменения и дополнения в части конструкции различных компонентов, последнее без выхода за объем и существо изобретения. При этом следует считать, что объем настоящего изобретения ограничивается только содержанием приводящейся ниже формулы изобретения.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Одноосевой ходовой механизм с подвижными независимыми колесами, предназначенный для сочлененных вагонов, используемых при транспортировке автомобилей, позволяющий адаптировать подобные вагоны, состоящие из двух сочлененных между собой сцепных вагонов и трех одноосевых ходовых механизмов, для передвижения по железнодорожным колеям различных типов, включает два устройства ходового механизма, каждое из которых содержит полуось, колесо (W), два тормозных диска, и встроенные в несущий каркас (1) две буксы на обоих концах полуоси, рычаги для придания устойчивости головным частям подвески и рессорные скользящие башмаки (3) для поддержки одноосевых механизмов во время изменения расстояния между колесами при изменении ширины железнодорожной колеи. Имеется система задания направления для промежуточного ходового механизма и для крайних ходовых механизмов. Изобретение расширяет функциональные возможности. 8 ил.

Одноосевой ходовой механизм с подвижными независимыми колесами, предназначенный для сочлененных вагонов, используемых при транспортировке автомобилей, позволяющий адаптировать подобные вагоны, состоящие из двух сочлененных между собой сцепных вагонов и трех одноосевых ходовых механизмов (R1, R2, R3), таким образом, чтобы они могли передвигаться по железнодорожным колеям двух различных типов, включающий два устройства ходового механизма, каждое из которых содержит полуось, колесо (W), два выполненных как одно целое тормозных диска, и встроенные в несущий каркас (1) две буксы (СС), установленные на обоих концах полуоси и закрепленные в ней в положениях, соответствующих ширине железнодорожной колеи, с помощью фиксирующих шпонок (L), рычаги (5) для придания устойчивости головным частям подвески, а также рессорные скользящие башмаки (3), встроенные в боковые части несущего каркаса (1) и предназначенные для поддержки одноосевых механизмов (R1, R2, R3) во время изменения расстояния между колесами при изменении ширины железнодорожной колеи, и подвеску, отличающийся тем, что он содержит систему задания направления для ходового механизма, которая состоит для промежуточного ходового механизма (R1) из двух направляющих плеч рычага (11), установленного в горизонтальном положении в несущем каркасе (1), и двух пар направляющих стержней (12, 13), которые скреплены одними концами с упомянутыми плечами рычага (11), а другими своими концами с соответствующими расположенными рядом торцевыми поверхностями двух сцепных вагонов, образующих сочлененный вагон, или для крайних ходовых механизмов (R2, R3) из управляющего механизма и механизма задания правильного направления, когда механизм задания направления образован двумя плечами рычага (14) и двумя парами стержней (15, 16), которые соединены одними концами с упомянутыми плечами рычага (14), при этом другие концы первой пары стержней (15) соединены с коленчатыми рычагами (17), образующими часть компенсирующего механизма, другие концы второй пары стержней (16) соединены с опорой вагона, а управляющий механизм состоит из двух управляющих стержней (18), одни из концов которых соединены с торцовой поверхностью расположенного рядом сцепного вагона, а другие концы сочленены с соответствующими плечами рычага (19), и регулируемых стержней (20), установленных между упомянутыми плечами рычага (19) и коленчатыми рычагами (17) компенсирующего механизма, при этом продольные плечи упомянутых коленчатых рычагов (17) соединены между собой с помощью поперечного стержня (21), который является частью компенсирующего механизма.