УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ К ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ЧАСТИ ВАГОННОЙ ОСИ Российский патент 2013 года по МПК G01M17/08 B61K9/04 

Настоящее изобретение относится к устройству для крепления к вращающейся части железнодорожного вагона. Более конкретно изобретение относится к устройству для крепления к вращающейся части железнодорожного вагона, предназначенному для обнаружения и оценки различных параметров, относящихся к железнодорожному вагону.

Описание предшествующего уровня

Оси колес железнодорожных вагонов установлены в подшипниках, расположенных в корпусах подшипников, и для определения состояний подшипников, а также других параметров, оказывающих влияние на работу железнодорожного вагона, требуется регулярно следить за состояниями подшипников, колес и других параметров. Раньше такой контроль выполнялся с заданными интервалами обслуживания.

В ЕР 1159182 В1 был предложен блок ступицы моста железнодорожного вагона, снабженный сенсорным средством для обнаружения вибрации в вертикальном направлении и/или в горизонтальном направлении, и/или температуры подшипников, причем он был установлен на неподвижный невращающийся опорный элемент, такой как металлическая уплотнительная вставка.

Задача изобретения

Задачей изобретения является создать устройство для крепления к вращающейся части железнодорожного вагона с возможностью обнаружения, оценки и оповещения простым и надежным образом о текущих состояниях в железнодорожном вагоне.

Другой задачей является создать средство крепления для легкого монтажа устройства на вращающуюся часть железнодорожного вагона.

Раскрытие изобретения

Согласно пункту 1 прилагаемой формулы изобретения изобретение предлагает устройство для крепления к вращающейся части железнодорожного вагона, включающее в себя узел, который пригоден во время движения железнодорожного вагона обнаруживать и оценивать параметры, относящиеся к работе железнодорожного вагона и/или к состоянию возникающего повреждения подшипника колеса в железнодорожном вагоне, при этом устройство выполнено с возможностью подавать сигналы, отображающие обнаруженные и оцененные параметры.

Таким образом, изобретение основано, среди прочего, на допущении, что состояние возникающего повреждения подшипника колеса, а также другие параметры могут быть также надежно обнаружены на вращающейся части и/или без непосредственного контакта с подшипником как таковым.

Кроме того, другим допущением изобретения является, что датчик (датчики) и электронные, и неэлектронные элементы упомянутого устройства требуют более усиленной защиты, чем при применении на дорожных транспортных средствах, в целом из-за других ударов и ситуаций вибрации, а также из-за риска механических повреждений, например камнями, которые могут отскакивать от железнодорожного полотна во время операции качения железнодорожного вагона.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение будет описано дополнительно со ссылкой на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие приведенные в качестве примера варианты осуществления изобретения.

На фиг. 1 показано в перспективе колесо в сборе на оси колеса железнодорожного вагона с вариантом выполнения устройства по изобретению,

на фиг. 2 показана соответствующая колесная пара со вторым вариантом выполнения устройства согласно настоящему изобретению,

на фиг. 3 показан вид в перспективе с разнесенными в пространстве деталями участка колесной пары, показанной на фиг. 1,

на фиг. 4 и 5 показана в перспективе торцевая крышка, составляющая деталь варианта выполнения колесной пары согласно фиг. 1 на виде сбоку, обращенном к концу оси в смонтированном положении, которая показана с электронным устройством перед монтажом и после.

Фиг. 6 представляет собой вид в перспективе, на котором показана торцевая крышка согласно фиг. 3, которая показана с удаленной проверочной пробкой, и

на фиг. 7 показан участок конца оси с торцевой крышкой и электронным устройством, прикрепленным снаружи торцевой крышки с помощью шайбы.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

На фиг. 1 схематично показана в перспективе ось 1 колеса железнодорожного вагона, которая на каждом конце установлена с возможностью вращения в комплекте подшипников 2, при этом каждый комплект выполнен в непоказанном дополнительно корпусе подшипника, причем железнодорожное колесо 3 неподвижно установлено вокруг оси рядом с каждым комплектом подшипников 2. Конец оси 1, соседний с каждым комплектом подшипников 2, закрыт торцевой крышкой 4, которая прикреплена к оси посредством болтов 5. В этом варианте осуществления изобретения устройство согласно настоящему изобретению размещено внутри торцевой крышки 4 и поэтому хорошо защищено от влаги и грязи.

Устройство включает в себя электронный блок, предпочтительно снабженный преобразователями, пригодными для обнаружения и оценки параметров, относящихся к работе железнодорожного колеса и/или к состоянию возникающего повреждения подшипника колеса в железнодорожном вагоне, при этом электронный блок также включает в себя средство для оценки упомянутых параметров и средство для подачи сигналов, отображающих обнаруженные и оцененные параметры. Таким образом, этот электронный блок расположен так, чтобы участвовать во вращении оси железнодорожного вагона. За счет этого устройство может содержать по меньшей мере один датчик для обнаружения вращения, например, для общей протяженности пробега вагона, один датчик для обнаружения вибраций, относящихся к работе подшипников и/или состояниям колеса, но также конструкционных вибраций и/или один температурный датчик.

На фиг. 2 схематично показан второй вариант осуществления изобретения, в котором кольцо 6 размещено вокруг оси 1 колесной пары в положении между двумя колесами 3 и таким образом, чтобы повторять вращение оси. Кольцо 6, в свою очередь, несет коробку 7, в которую встроен электронный блок, подобный блоку в соответствии с электронным блоком, описанным со ссылкой на вариант осуществления изобретения согласно п.1.

На фиг. 3 показан вид с разнесенными в пространстве деталями участка оси 1 колесной пары на фиг. 1 с торцевой крышкой 4, удаленной с конца оси. Болты 5 для крепления торцевой крышки 4 к концу оси размещены, чтобы быть направленными и удерживаться в шайбе 8, имеющей некоторое число расточенных отверстий для приема болтов, и центральное отверстие 9, которое, если торцевая крышка установлена на конце оси, расположено точно напротив отверстия 10 в центре торцевой крышки.

На фиг. 4 показан вид в перспективе торцевой крышки 4, показанной наклонно с ее стороны, которая обращена к концу оси, когда находится в смонтированном состоянии. Отверстие 10 открывается в выемку 11 внутри торцевой крышки 4. В этом варианте осуществления изобретения эта выемка 11 по существу имеет Y-образую форму, хотя выемка может иметь другие формы, при этом форму выбирают после того, как выполнена форма электронного блока в качестве печатной платы 12, которая в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 4, вставлена в выемку в направлении стрелки на фиг. 4.

На фиг. 5 показана печатная плата 12, вставленная в выемку в торцевой крышке 4. Печатная плата 12 может быть также покрыта слоем смолы, дополнительно не показанной, которую наносят поверх печатной платы, когда ее располагают в выемке. В других вариантах осуществления изобретения упомянутую печатную плату возможно также закрепить во внутренней части торцевой крышки с помощью известных технологий крепления, таких как завинчивание, приклеивание и т.д., вместо описанной формы установки. Другая возможность заключается в том, что устройство может быть встроено как маленький блок, содержащий всю электронику, и прикреплено к внутренней части торцевой крышки с помощью известных технологий соединения.

На фиг. 6 показана в перспективе торцевая крышка 4 согласно фиг. 4, и здесь можно видеть, как защитную заглушку 13 удаляют из отверстия 10. Таким образом, защитная заглушка 13 будет защищать внутреннюю часть торцевой крышки 4 и электронный блок 12, расположенный в ней, от внешней влаги и грязи во время работы железнодорожного вагона. Защитная заглушка 13, как показано, может быть удалена и может дать возможность осмотреть внутреннюю часть торцевой крышки, в которой размещены сигнальные средства подходящего типа, такие как, например, светодиодные лампы, которые могут иметь различные цвета для сигнализации о различных состояниях железнодорожного вагона и подшипников, а также температуры подшипников, скорости вращения и т.д. Защитная заглушка может быть также выполнена как переключатель, чтобы запускать устройство для разблокирования сигнализации, например, как только заглушку вынимают, выбранный сигнальный код обеспечивает сигнализацию. В других вариантах осуществления изобретения сигнализация может быть также выполнена так, что она автоматически включается только когда необходимо, например, если упомянутая заглушка удалена или если обнаружено состояние возникающего повреждения. Это является преимуществом для того, чтобы снизить потребление энергии в устройстве.

Средство сигнализации может быть также выполнено так, чтобы подавать оптические коды, считываемые зондом или другим соответствующим устройством.

Наконец, средство сигнализации может быть выполнено с возможностью передавать сигналы, отображающие различные параметры вагона, колеса и подшипника через беспроводные передачи, такие как транспондер, радио, GPRS (пакетная радиосвязь общего назначения) и т.д.

На фиг. 7 показан в перспективе участок железнодорожного колеса 3 с набором подшипников 2 и с торцевой крышкой 4, установленной на конце оси. Если торцевая крышка не является легко удаляемой или по другим причинам, электронный блок может быть расположен в электронной капсуле 14, расположенной в специальной предохранительной шайбе 15, за счет которой он, таким образом, расположен снаружи торцевой крышки 4, но все еще в контакте с вращающейся осью 1. Предохранительная шайба 15 предпочтительно прикреплена к торцевой крышке и к концу оси с помощью болтов таким же образом, как и торцевая крышка в варианте осуществления изобретения, проиллюстрированном на фиг. 3.

Электронный блок может снабжаться энергией с помощью по меньшей мере одной батареи (дополнительно не показано), расположенной рядом или на расстоянии от электронного блока.

Устройство может в альтернативном варианте включать в себя по меньшей мере один силовой генератор для питания электронного блока или устройство, преобразующее энергию, для питания электронного блока. Например, энергию вибрации через пьезоэлементы, или температура может быть преобразована в электрическую энергию.

Альтернативно электронный блок может иметь сочетание батареи, силового генератора и/или устройства, преобразующего энергию для питания блока.

Изобретение не ограничено вариантами осуществления изобретения, проиллюстрированными на чертежах и описанных со ссылками на них, и возможны модификации и варианты в пределах объема приложенной формулы изобретения.

Изобретение относится к области вспомогательного оборудования для железнодорожных систем и предназначено для определения пробега вагона, обнаружения и оценки вибраций подшипников колеса железнодорожного вагона, вибраций колеса железнодорожного вагона, оценки температуры подшипников колеса железнодорожного вагона, обнаружения и оценки конструкционных вибраций. Устройство для крепления к вращающейся части (4) вагонной оси (1) содержит электронный блок, оборудованный преобразователями, способными получать и подавать сигналы, относящиеся к вибрации или вращению. Вращающаяся часть является торцевой крышкой (4) оси колесной пары железнодорожного вагона. Электронный блок расположен снаружи торцевой крышки (4) или в выемке на стороне торцевой крышки (4), обращенной к концу оси (1). Достигается определение и оценка параметров, относящихся к вибрации или вращению железнодорожного вагона. 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для крепления к вращающейся части (1, 3) железнодорожного вагона, включающее в себя узел, который приспособлен во время движения железнодорожного вагона обнаруживать и оценивать параметры, относящиеся к работе железнодорожного вагона и/или к состоянию возникающего повреждения подшипников (2) колеса в железнодорожном вагоне, при этом устройство выполнено с возможностью подавать сигналы, отображающие обнаруженные и оцененные параметры, вращающаяся часть является торцевой крышкой (4) оси колесной пары, а указанный узел является электронным блоком (12), оборудованным преобразователями, приспособленными получать сигналы, относящиеся по меньшей мере к одному из вибрации и вращения, причем электронный блок (12) расположен снаружи торцевой крышки (4) или в выемке (11) на стороне торцевой крышки (4), обращенной к концу оси.

2. Устройство по п.1, в котором электронный блок (12) дополнительно оборудован преобразователями, приспособленными получать сигналы, относящиеся к температуре.

3. Устройство по п.2, в котором электронный блок (12) снабжен средством анализа для оценки по меньшей мере одного из параметров: скорости, полной протяженности пробега, вибрации, относящейся к работе подшипников, вибрации, относящейся к состоянию колеса, рабочей температуре подшипников и конструкционным вибрациям.

4. Устройство по п.2, в котором устройство включает в себя по меньшей мере одну батарею для питания электронного блока (12).

5. Устройство по п.2, в котором устройство включает в себя по меньшей мере один силовой генератор для питания электронного блока (12).

6. Устройство по п.2, в котором устройство включает в себя устройство преобразования энергии для питания электронного блока (12).

7. Устройство по п.2, в котором устройство включает в себя средство сигнализации, выполненное с возможностью подавать сигналы, отображающие состояния колеса железнодорожного вагона и подшипников.

8. Устройство по п.7, в котором средством сигнализации являются светоизлучающие диоды.

9. Устройство по п.7, в котором средство сигнализации выполнено с возможностью излучать оптические коды, считываемые зондом или другим соответствующим устройством.

10. Устройство по п.7, в котором средство сигнализации выполнено с возможностью передавать сигналы, отображающие различные параметры вагона, колеса и подшипников, через беспроводную передачу.

11. Устройство по п.1, в котором торцевая крышка (4) имеет смотровое отверстие (10), проходящее через торцевую крышку, которое расположено на одной линии со средством сигнализации, размещенным внутри электронного блока (12).

12. Устройство по п.11, в котором предусмотрена защитная заглушка (13) для закрывания с возможностью снятия смотрового отверстия (10) в торцевой крышке (4).

13. Устройство по п.2, в котором электронный блок (12) выполнен как электронная капсула (14), расположенная снаружи торцевой крышки (4) и удерживаемая на месте с помощью предохранительной шайбы (15).

14. Устройство по п.2, в котором электронный блок (12) выполнен как электронная капсула (14) в качестве отдельного устройства, которое соединено с шайбой (15) или торцевой крышкой (4) с помощью способа соединения, такого как болты или фиксирующие устройства.