ТЕЛЕЖКА С ПОВОРОТНЫМИ ОСЯМИ ДЛЯ ИЗМЕНЯЕМОЙ КОЛЕИ И СТАЦИОНАРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ СМЕНЫ КОЛЕИ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ Российский патент 2013 года по МПК B61F7/00 B60B35/10 E01B26/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к тележке со средством для перемещения по рельсовым путям с различной шириной колеи и, более конкретно, к тележке с поворотными осями, снабженной устройством для смены колеи, которое взаимодействует с установкой для смены колеи, размещенной между двумя рельсовыми путями, имеющими различную ширину колеи, и к стационарной установке для смены колеи рельсового пути.

Описание предшествующего уровня техники

Заявитель данного изобретения несколько десятилетий назад разработал систему для смены колеи рельсового пути, которая является предметом патента ES 332453, в ответ на инициативу Ренфе объявить тендер для решений, позволяющих предотвратить необходимость для пассажиров менять поезда на испанско-французской границе, что необходимо было делать до этого момента из-за различной ширины колеи рельсовых путей на Иберийском полуострове (1668 (mm) мм) по отношению к Европейским рельсовым путям (1435 (mm) мм).

С одной стороны, эта система касалась встраивания в единицы железнодорожного пути устройства для перевода колес их осей и, с другой стороны, стационарной установки, собранной между рельсовыми путями, имеющими различную ширину колеи. Операция по изменению расстояния между колесами осуществляется автоматически, без вмешательства человека, с проходом состава по упомянутой установке в пять непрерывно происходящих этапов: на первом этапе колеса высвобождают от их вертикальных нагрузок; на втором этапе сборки колесных осей освобождают от бокового замыкающего устройства, удерживающего колеса в их рабочем положении; на третьем этапе колеса, которые освобождены от вертикальных нагрузок и своих боковых замыкающих устройств, входят в направляющие, которые, как только ось перемещается вперед, смещают их в поперечном направлении до их нового рабочего положения в соответствии с новой шириной колеи рельсового пути; на четвертом и пятом этапах колесные сборки снова замыкают в поперечном направлении и снова прикладывают вертикальную нагрузку к оси, завершая, таким образом, операцию по смене колеи.

После этого нововведения, которое было главным краеугольным камнем в технологии, относящейся к железнодорожным путям, заявитель данного изобретения произвел различные доработки, чтобы применить систему к различным железнодорожным конструкциям: независимым осям, тележкам, грузовым тележкам и тележкам с двигателем, при этом одна из них описана в патенте ES 2130039 «Conjunto de eje ferroviarío dotado de cambio automático de ancho de vía y adaptable a bogies convencionales de mercancías» («Сборка железнодорожных осей, снабженная автоматической сменой колеи рельсового пути и применимая к традиционным грузовым тележкам»), который может включать в себя традиционные грузовые тележки, чтобы заменить оси, собранные для постоянной ширины колеи, без необходимости их существенного изменения.

Ось объединяет две независимые рабочие сборки (колесо с короткой осью или полуосью и два подшипника), причем смену колеи между колесами осуществляют путем одновременного поперечного перемещения двух рабочих сборок путем, подобным тому, который используется в TALGO поездах, хотя вместо включения замыкающих устройств в два подшипника каждой рабочей сборки, они содержат только замыкающее устройство во внутреннем подшипнике.

Конструктивно сборка оси содержит ось шасси, на которой установлены две рабочие сборки и их замыкающие системы, соединительное устройство между рабочими сборками, две рамы перевода тормозных блоков, систему электропроводки между колесами или систему электрического шунтирования, и устройство для обнаружения греющихся внутренних подшипников.

Хотя технология, описанная в патенте ES 2130039, облегчила адаптацию традиционных грузовых тележек к изменяемой ширине колеи рельсовых путей, железнодорожная промышленность постоянно требует новых решений, чтобы решать различные проблемы, которые возникают при адаптации железнодорожных грузовых вагонов к рельсовым путям, имеющим различную ширину колеи. В этом смысле необходимо указать, что, в частности, в Испании внедрение европейской ширины колеи в сети высокоскоростных дорог увеличило технологические потребности, относящиеся к смене колеи рельсового пути.

Настоящее изобретение направлено на решение этого запроса.

Сущность изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в создании грузовой тележки, которую можно адаптировать к железнодорожным путям с различной колеей, в которой составной элемент не подвесного груза минимизирован.

Другой задачей настоящего изобретения является создание грузовой тележки, которую можно адаптировать к железнодорожным путям с различной шириной колеи и в которой минимизирован риск случайного размыкания устройства, которое позволяет изменять расстояние между колесами.

Эти и другие задачи достигаются с помощью тележки, содержащей опорную платформу железнодорожного вагона и, по меньшей мере, одну поворотную ось, на которой установлено два колеса посредством соединительного устройства, которое позволяет их поперечное перемещение и которое снабжено устройством для смены колеи рельсового пути, используя средство, которое предотвращает/позволяет поперечное перемещение каждого колеса, такое как фиксатор, который подвижен в вертикальном направлении, когда приводится в действие с помощью замыкающих/размыкающих направляющих, выполненных с этой целью в стационарной установке для осуществления смены колеи рельсового пути, в которой:

- соединительное устройство, имеет соединенные с ним фиксирующие направляющие, посредством которых его поперечное перемещение управляется таким образом, чтобы оно было размещено в положениях, соответствующих двум колеям рельсового пути.

- Поворотная ось включает в себя опорные части платформы, содержащие внутри подшипники и пазы для приема фиксирующих направляющих и фиксатора, а также средство для облегчения их замыкания/размыкания путем взаимодействия с направляющими стационарной установки.

- Поворотная ось содержит на своих концах вкладыши, прикрепленные к оси.

- Опорные части также включают в себя боковое шасси с опорными башмаками, которые могут опираться на стационарную установку и центральную втулку, служащую в качестве опоры для конца оси во время прохода через стационарную установку через полукруглый вкладыш, соединенный с центральной втулкой.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения тележка также содержит болт в качестве дополнительного элемента аварийной защиты, соединенный с каждым фиксатором посредством горизонтальной рессоры в целях предотвращения его вертикального перемещения совместно с удерживающим элементом упомянутого болта, соединенного с опорной частью.

Другой задачей изобретения является создание стационарной установки для осуществления операции по смене колеи, приспособленной к тележке, снабженной средством, которое минимизирует риск случайного размыкания устройства, которое позволяет изменять расстояние между колесами.

Эта задача достигается с помощью стационарной установки для осуществления смены колеи рельсового пути, содержащей направляющие скольжения и опоры, направляющие поперечного перемещения и направляющие замыкания/размыкания, в которой головка направляющих замыкания/размыкания выполнена таким образом, что она может поперечно перемещать упомянутый болт, преодолевая силу упомянутой горизонтальной рессоры.

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут понятны из нижеследующего подробного описания иллюстративного и не носящего ограничительного характера варианта осуществления предмета изобретения совместно с приложенными чертежами.

Краткое описание чертежей

Фиг.1А-1Е представляют собой виды в разрезе половины оси тележки согласно настоящему изобретению на пяти этапах процесса смены колеи рельсового пути.

Фиг.2А-2Е представляют собой виды сбоку половины оси тележки согласно настоящему изобретению на пяти этапах процесса смены колеи рельсового пути.

Фиг.3А-3D представляют собой упрощенные виды в разрезе сбоку и виды в разрезе оси тележки согласно настоящему изобретению, на которых показаны основные элементы устройства для смены колеи рельсового пути.

На фиг.3С, 3D и 3Е показаны виды сверху и в разрезе кольца, которое содержит в себе фиксирующие направляющие.

Фиг.4 представляет собой вид сверху стационарной установки для смены колеи рельсового пути.

Фиг.5 представляет собой вид в разрезе по линии А-А на фиг.4 установки для смены колеи рельсового пути.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления

Тележка согласно настоящему изобретению включает в себя:

- платформу, нагрузка на которую передается через подвесные рессоры 11,

- по меньшей мере, одну поворотную ось 2, на которой на каждом из ее концов установлены:

а) колесо 1 с помощью соединительного устройства, разрешающего его поперечное перемещение,

b) опорная часть 10 упомянутой платформы,

с) устройство для смены колеи рельсового пути с использованием средства, которое предотвращает/позволяет поперечное перемещение колеса 1, такое как фиксатор 22, который подвижен в вертикальном направлении, когда приводится в действие средством, выполненным для этой цели в стационарной установке.

В варианте осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированном на чертежах, соединительное устройство для соединения колеса 1 с осью 2 содержит:

- вкладыш 3, выполненный заодно с колесом 1 и скользящий по оси 2, причем содержащий на своем конце кольцо 7 с внутренним осевым подшипником 8, к которому (кольцу) прикреплены фиксирующие направляющие 18,

- трубчатый элемент 4, прикрепленный к центральной части оси 2 посредством вкладышей 5 и 6.

Разделяющий вкладыш 9 имеется между колесом 1 и осевым подшипником 8, чтобы постоянно обеспечивать расстояние.

Вкладыш 3 взаимодействует с трубчатым элементом 4 для поперечного перемещения колеса 1 во время операции по смене колеи. С этой целью трубчатый элемент 4 может быть снабжен внутренней канавкой, при этом вкладыш 3 может включать в себя головку 3', взаимодействующую с упомянутой канавкой во время поперечного перемещения колеса 1, когда происходит операция по смене колеи, как будет видно более подробно ниже, посредством перемещения фиксирующих направляющих 18, выполненных заодно с вкладышем 3, который совместно с фиксатором 22 определяет два положения колеса 1, соответствующие двум рассматриваемым колеям рельсового пути.

Опорные части 10 контактируют с осью 2 посредством подшипников 12 и включают в себя внутренние пазы для приема упомянутых фиксирующих направляющих 18 крепления, при этом упомянутый фиксатор 22, а также упоры 20 выполнены, чтобы служить в качестве средства позиционирования и вставки для фиксатора 22.

Центральная часть оси 2, на которой размещены колеса 1 в положениях, соответствующих двум колеям рельсового пути, посредством соединительного устройства, которое было описано, имеет диаметр больше, чем диаметр ее концевых частей. Имеется вкладыш 8', служащий в качестве ограничителя перемещения вкладыша 3 в области перехода между двумя колеями. На концах оси 2 размещен вкладыш 13 вместе с крышкой 15, прикрепленной к оси 2 посредством винтов, служащей в качестве защитного элемента для оси во время операции по смене колеи рельсового пути, а также для останова подшипников 12.

Опорные части 10 также включают в себя боковое шасси с опорными и скользящими башмаками 16 в стационарной установке, с этой целью они имеют нейлоновые направляющие 17 и центральную втулку, служащую в качестве опоры для конца оси 2, закрытую вкладышем 13, во время прохода через стационарную установку через полукруглый вкладыш 14, соединенный с упомянутой центральной втулкой, которая изготовлена, предпочтительно, из бронзы. Как будет видно ниже, во время операции по смене колеи рельсового пути тележка установлена и скользит на этих башмаках 16, причем колеса 1 свободны от нагрузки.

Как понятно для специалиста в данной области техники, эта конфигурация бокового шасси основных частей, по меньшей мере частично, определяется размещением направляющих рельсов 19 для центрирования и скольжения. Если эти рельсы имеют другую компоновку, конфигурация бокового шасси логично должна быть изменена таким образом, чтобы выполнять указанные функции.

Фиксатор 22 образован двумя вертикальными стержнями, соединенными друг с другом с помощью полого моста, выполненного так, что головка двойной Т-образной размыкающей направляющей 24 стационарной установки для смены колеи рельсового пути вводится через упомянутый мост, при этом он имеет нейлоновые направляющие 23. Для предотвращения случайного замыкания/размыкания фиксатор включает в себя предварительно натянутые аварийные рессоры 28, чтобы предотвратить нежелательные вертикальные перемещения фиксатора 22, когда он не контактирует с размыкающей направляющей 24.

В варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на чертежах, крепежное устройство имеет дополнительный элемент аварийной защиты, образованный болтом 25, который соединен с фиксатором 22 и является подвижным в поперечном направлении, преодолевающий силу горизонтальной рессоры, и удерживающий элемент 26, соединенный с основной частью 10. Если рессора 21 находится в состоянии покоя, болт 25 контактирует с удерживающим элементом 26, предотвращая вертикальное перемещение фиксатора 22. Для того чтобы такое перемещение было возможно, необходимо приложить усилие в рессоре 21, которая смещает в поперечном направлении болт 25 и предотвращает его удержание удерживающим элементом 26.

Процесс смены колеи рельсового пути при проходе через упомянутую стационарную установку, основные составные элементы которой перечислены ниже, описан ниже со ссылкой на фиг.4 и 5:

- концы рельсов 31 рельсового пути с более широкой колеей.

- Концы рельсов 32 рельсового пути с более узкой колеей.

- Направляющие рельсы 19 для центрирования и скольжения.

- Размыкающие и замыкающие направляющие 24 фиксаторов 22.

- Направляющие 27 для перевода колес 1.

Стационарная установка является установкой двустороннего действия, при этом смена рельсового пути с более широкой колеей на рельсовый путь с более узкой колеей осуществляется в одном направлении, в то время как обратная смена осуществляется в противоположном направлении.

Процесс смены колеи рельсового пути для вагона, пришедшего на установку со стороны рельсового пути с более широкой колеей, осуществляют следующим образом.

Первый этап

Когда колеса 1 достигают сужающейся области конца рельсов 31, начинается постепенное опускание тележки, пока скользящие подушки 16 контактируют с направляющими рельсами 19 для центрирования и скольжения. После этого колеса 1 свободны от нагрузки, оставаясь в таком состоянии в течение всего процесса смены колеи до контакта с рельсами 32 более узкой колеи в конце упомянутого процесса.

Второй этап

Как только ось 2 центрирована и установлена на направляющих 19 для центрирования и скольжения, головки конца размыкающих направляющих 24 вводятся в мост фиксатора 22 и принимают сужающийся профиль этих направляющих, при этом сила вертикальных рессор 28 преодолевается, и фиксаторы 22 принудительно выталкиваются вниз, оставляя фиксирующие направляющие 18 разомкнутыми, поэтому они свободны перемещаться в поперечном направлении и вместе с ними колеса 1.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, в котором крепежное устройство включает в себя болт 25, в качестве дополнительного элемента аварийной защиты, на этом этапе также необходимо воздействовать на горизонтальную рессору 21 для того, чтобы переместить в поперечном направлении болт 25, предупреждая за счет этого предотвращение с помощью удерживающего элемента 26 падения фиксатора 22. С этой целью одна из сторон головки размыкающих направляющих 24 стационарной установки имеет двойную Т-образную форму с постепенно изменяющейся колеей от концов к центру, более узкой на концах, чем в центре, что можно увидеть путем сравнения фиг.1В и 1С; следовательно, направляющая 24 служит в качестве элемента для приведения в действие горизонтальной рессоры 21, управляющей поперечным перемещением болта 25.

Со своей стороны направляющие 27 вызывают поперечное перемещение соединительного устройства для соединения колес 1 с осью 2 до тех пор, пока не будет занято положение, соответствующее рельсовому пути 32 с более узкой колеей.

Третий этап

Сужающийся профиль направляющей 24 заставляет фиксатор 22 перемещаться, фиксируя направляющую 18 в новом положении.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, включающем в себя болт 25 и направляющую 24 с одной из сторон с головкой изменяемой колеи, в конце этапа рессора 21 остается в покое, при этом болт 25 удерживается удерживающим элементом 26.

Четвертый этап

Когда колеса 1 достигают рельсов 32, башмаки 16 больше не находятся в своих направляющих 19 скольжения, причем операция по смене колеи рельсового пути заканчивается.

Хотя настоящее изобретение было описано полностью в отношении предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, очевидно, что в его объем могут быть внесены изменения, поскольку объем не рассматривается как ограниченный вышеприведенными вариантами осуществления настоящего изобретения, но скорее содержанием нижеследующей формулы изобретения.

Ссылочные позиции

1 колеса

2 поворотная ось

3 вкладыш

3' взаимодействующая головка

4 трубчатый элемент

5 вкладыш

6 вкладыш

7 кольцо

8 внутренний осевой подшипник

9 разделяющий вкладыш

10 опорная часть

11 подвесная рессора

12 подшипники

13 вкладыш

14 полукруглый вкладыш

15 крышка

16 опорные и скользящие башмаки

17 нейлоновые направляющие

18 фиксирующие направляющие

19 направляющие рельсы для крепления и скольжения

20 остановы

21 горизонтальная рессора

22 фиксатор

23 нейлоновые направляющие

24 направляющие замыкания/размыкания

25 болт

26 удерживающий элемент

27 направляющие для перевода колес

28 вертикальные рессоры аварийной защиты

31 рельсы рельсового пути с более широкой колеей

32 рельсы рельсового пути с более узкой колеей

Группа изобретений относится к железнодорожному транспорту, в частности к тележкам с поворотными осями для изменяемой колеи и к стационарным установкам для смены колеи рельсового пути. Тележка содержит опорную платформу железнодорожного вагона; по меньшей мере, одну поворотную ось (2) с опорными частями (10), подшипниками (12), пазами для направляющих (18) и вкладышами (13), на которой установлены два колеса (1) посредством соединительного устройства. Поворотная ось снабжена фиксатором (22) для смены колеи, который позволяет или предотвращает поперечное перемещение колес на оси при помощи направляющих (24). Стационарная установка для смены колеи содержит фиксирующие направляющие (19) для скольжения и опоры, направляющие (27) поперечного перемещения и замыкающие направляющие (24). Достигается снижение риска размыкания устройства фиксатора тележки с изменяемой колеей. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Тележка, содержащая опорную платформу железнодорожного вагона и, по меньшей мере, одну поворотную ось (2), на которой два колеса (1) установлены посредством соединительного устройства, которое позволяет их поперечное перемещение и которое снабжено устройством для смены колеи рельсового пути, используя средство, которое предотвращает/позволяет поперечное перемещение каждого колеса (1), такое как фиксатор (22), который подвижен в вертикальном направлении, когда приводится в действие с помощью замыкающих/размыкающих направляющих (24), выполненных с этой целью в стационарной установке для осуществления смены колеи рельсового пути, в которой:
a) соединительное устройство имеет соединенные с ним фиксирующие направляющие (18), посредством которых его поперечное перемещение управляется таким образом, чтобы оно было расположено в двух положениях, соответствующих двум колеям рельсового пути;
b) поворотная ось (2) включает в себя опорные части (10) платформы, содержащей внутри подшипники (12) и пазы для приема фиксирующих направляющих (18) и фиксатора (22), а также средство для облегчения их замыкания/размыкания путем взаимодействия с направляющими стационарной установки;
c) поворотная ось (2) содержит на своих концах вкладыши (13), прикрепленные к оси;
d) опорные части (10) также включают в себя боковое шасси с опорными башмаками (16), которые могут опираться на стационарную установку и центральную втулку, служащую опорой для конца оси (2) во время прохода через стационарную установку через полукруглый вкладыш (14), соединенный с центральной втулкой.

2. Тележка по п.1, отличающаяся тем, что центральная часть оси (2), на которой колеса (1) размещены в положениях, соответствующих двум колеям рельсового пути, имеет больший диаметр, чем диаметр ее боковых частей, контактирующих с опорными частями (10) через подшипники (12).

3. Тележка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что соединительное устройство содержит вкладыш (3), выполненный заодно с колесом (1) и скользящий по оси (2), взаимодействуя с трубчатым элементом (4), прикрепленным к центральной части оси (2) и содержащим на своем конце кольцо (7), с внутренним осевым подшипником (8), к которому прикреплены фиксирующие направляющие (18).

4. Тележка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она также содержит болт (25), соединенный с каждым фиксатором (22) через горизонтальную рессору (21) в целях предотвращения его вертикального перемещения совместно с удерживающим элементом (26) упомянутого болта (25), соединенным с опорной частью (10).

5. Стационарная установка для осуществления смены колеи рельсового пути, как только тележка согласно п.4 перемещается по ней, содержащая направляющие (19) для скольжения и опоры, направляющие (27) поперечного перемещения и замыкающие/размыкающие направляющие (24), отличающаяся тем, что головка замыкающих/размыкающих направляющих (24) выполнена таким образом, что она может перемещать в поперечном направлении упомянутый болт (25), преодолевая силу упомянутой горизонтальной рессоры (21).

6. Стационарная установка по п.5, отличающаяся тем, что замыкающие/размыкающие направляющие (24) имеют двойной Т-образный профиль, и один из полуфланцев головки имеет постепенно изменяющийся размер: от более узкого к более широкому, от концов к центру направляющих в продольном направлении.