Тележка железнодорожного транспортного средства с трехдисковой тормозной системой, расположенной между буксами Российский патент 2021 года по МПК B61H5/00 F16D55/224 

Изобретение относится к тележке железнодорожного транспортного средства, содержащей раму, проходящую по существу в продольном направлении; по меньшей мере одну ось, проходящую в поперечном направлении и установленную с возможностью вращения относительно рамы вокруг поперечной оси вращения, при этом по меньшей мере одно колесо установлено на каждом конце поперечной оси; тормозную систему, включающую в себя по меньшей мере три тормозных диска, установленных вокруг оси и расположенных в пространстве между колесами, и по меньшей мере три тормозные вилки, каждая из которых способна воздействовать на один из указанных тормозных дисков, при этом каждая тормозная вилка содержит пару рычагов, каждый из которых имеет первый и второй концы, причем на каждом из вторых концов закреплена тормозная накладка, образуя пары тормозных накладок с тормозной накладкой другого рычага указанной пары рычагов, каждая из пар тормозных накладок расположена вокруг части одного из тормозных дисков, и две последовательно расположенные в поперечном направлении пары тормозных накладок проходят с каждой стороны относительно поперечной оси вращения оси тележки.

Изобретение относится к железнодорожным транспортным средствам любых типов, но наиболее подходит, в частности, для высокоскоростных поездов, передвигающихся со скоростью более 250 км/час.

Из-за того, что скорости таких поездов являются высокими, для обеспечения хороших тормозных характеристик их необходимо снабжать дисковыми тормозными системами, содержащими по меньшей мере три тормозных диска. Тормозная система такого типа содержит для каждого тормозного диска тормозную вилку, рычаги которой охватывают тормозной диск, воздействуя на его поверхности при торможении.

В случае выполнения тележки с «внутренними буксами», т.е. в конфигурации, в которой буксы установлены на оси между двумя колесами, располагаемое осевое расстояние между буксами не позволяет устанавливать такую дисковую тормозную систему с по меньшей мере тремя тормозными дисками из-за больших габаритов тормозных вилок. Действительно, при установке тормозной системы необходимо обеспечить достаточное пространство между рычагами двух соседних вилок, чтобы была возможность их расхождения без перекрытия и вхождения в контакт друг с другом в поперечном направлении.

Известно размещение тормозного диска на каждом колесе и установка тормозного диска на оси между двумя колесами. Такое решение обеспечивает доступное пространство на оси для размещения букс между двумя колесами.

Однако для того, чтобы можно было разместить в такой системе приводные устройства, такие как вилки, воздействующие на установленные на колесах тормозные диски, буксы необходимо сместить внутрь к центру оси. При таком смещении букс возникают проблемы, связанные с первичным подвешиванием, в частности, связанные с поперечной жесткостью подвески.

Кроме того, такое решение вынуждает использовать разные вилки и/или различные конструкции вилок для тормозных дисков, установленных на колесах, и для диска, установленного на оси между двумя колесами.

И, наконец, это решение не является полностью удовлетворительным, поскольку система оказывается громоздкой и требует дополнительных затрат при закупке, например, запасных частей.

Задачей изобретения является устранение указанных выше недостатков за счет создания тележки, содержащей по меньшей мере три тормозных диска и соответствующие вилки, в частности, идентичные, установленные на оси между колесами и позволяющие установить буксы на концах поперечной оси между двумя колесами и концевыми тормозными дисками.

Поставленная задача решается в тележке вышеупомянутого типа, в которой первые концы всех рычагов проходят в одну и ту же сторону относительно оси вращения оси тележки.

Понятно, что вилки проходят попарно в поочередно-различных параллельных плоскостях и с обеих сторон от оси вращения оси тележки. Этими плоскостями могут быть плоскости, параллельные продольному направлению, или плоскости, перпендикулярные продольному направлению.

Следует отметить, что поскольку две последовательные вилки проходят по разным осям, то тормозную вилку можно поместить ближе к центру оси, избегая при этом перекрывания или контактирования рычагов вилок друг с другом.

Благодаря такой конструкции увеличивается компактность тормозного устройства, что позволяет иметь достаточно пространства на свободных концах оси для установки букс между колесом и тормозным диском.

В результате увеличивается компактность рамы согласно изобретению.

В соответствии с другими особенностями тележки согласно изобретению:

- тележка содержит две оси, при этом первые концы рычагов расположены между двумя указанными осями;

- каждая пара тормозных накладок охватывает центральную поверхность тормозного диска, расположенного вокруг поперечной оси вращения оси тележки;

- первые концы пары рычагов соединены между собой поршнем, обеспечивающим возможность изменения расстояния между рычагами в их паре между рабочим тормозным положением, в котором пара тормозных накладок прижата к центральной поверхности тормозного диска, и нерабочим положением, в котором пара тормозных накладок расположена на расстоянии от тормозного диска;

- по меньшей мере некоторые рычаги расположены напротив друг друга в плоскости, перпендикулярной поперечной оси вращения;

- тормозные вилки прикреплены к прикрепленной к раме поперечине, проходящей по существу поперек нее;

- две соседние тормозные вилки прикреплены к поперечине на разной высоте;

- тележка содержит по меньшей мере одну буксу, установленную на поперечном конце оси между колесом и тормозным диском, при этом ось установлена в буксе с возможностью вращения;

- тележка содержит по меньшей мере две буксы, каждая из которых установлена на поперечном конце оси между колесом и тормозным диском.

Изобретение относится также к железнодорожному транспортному средству, содержащему описанную выше тележку.

Остальные особенности и преимущества изобретения станут более понятными из дальнейшего описания варианта его осуществления со ссылками на чертежи.

На фиг. 1 показан один конец тележки, содержащей тормозную систему согласно изобретению, вид в перспективе;

на фиг. 2 - ось и тормозная система тележки по фиг. 1, вид сверху;

на фиг. 3 - система по фиг. 2, вид в перспективе.

Используемый в описании термин «продольный» относится к направлению движения железнодорожного транспортного средства по рельсам. Термин «поперечный» определяет направление, перпендикулярное продольному и соответствующее направлению, в котором рельсы отстоят друг от друга. Термин «высота» обозначает направление, перпендикулярное продольному и поперечному направлениям. При движении железнодорожного транспортного средства по горизонтально установленным рельсам продольное и поперечное направления ориентированы по существу горизонтально, а направление по высоте по существу вертикально. Термины «ниже», «выше», «сверху» и «снизу» используются для определения положения элемента в направлении по высоте.

Как показано на фиг. 1, железнодорожный транспортное средство 4 содержит расположенную по существу в продольном направлении раму 6, на каждом из продольных концов которой установлена ось 8, проходящая по существу в поперечном направлении. Каждая ось 8 установлена с возможностью вращения вокруг поперечной оси A вращения.

Каждая из осей 8 включает в себя вал 8a, проходящий в поперечном направлении, и два колеса 10, жестко закрепленных на поперечных концах вала 8a и вращающихся вместе с ним.

Каждая ось 8 установлена с возможностью вращения в двух буксах 12 или в паре букс, расположенных между двумя колесами 10 вокруг оси 8. Каждая букса 12 представляет собой литой корпус с отверстием для поперечной оси, снабженным подшипниками качения, в которых установлена ось 8.

Рама 6 содержит две продольные балки 14, частично показанные на фиг. 1, которые проходят по существу в продольном направлении. Каждая продольная балка 14 соединяет одну буксу 12 из одной пары букс с другой буксой 12 из другой пары букс. Продольные балки 14 могут быть соединены между собой, например, двумя поперечными балками 16, проходящими по существу в поперечном направлении. На фиг. 1 показана одна поперечная балка 16.

Кроме того, тележка 4 на каждой оси 8 содержит тормозную систему 18.

Такая конкретная конструкция тележки рассматривается только в качестве примера, и возможны также другие конструкции.

В качестве альтернативы, каждое колесо 10 может быть установлено в буксе 12 с возможностью вращения независимо от других колес. Тележка 4 может содержать более двух продольных балок, например, шарнирно соединенных друг с другом. Кроме того, продольные балки 14 могут быть соединены между собой центральной поперечной балкой.

На фиг. 1 колеса 10 показаны снаружи тележки 4, но они могут быть размещены и внутри неё.

Рама 6 может быть образована двумя шарнирно соединенными полурамами, на каждой из которых установлена один из осей 8 тележки 4.

Тележка 4 может быть приводной, т.е. может содержать один или несколько двигателей для вращения оси или осей 8 тележки 4.

Как показано на фиг. 2, расстояние d1 в поперечном направлении между двумя колесами 10 составляет по существу 1360 миллиметров (мм), а поперечный размер d2 каждой буксы 12 составляет по существу 280 мм. Таким образом, длина d3 пространства в центральной части оси 8, в котором можно разместить тормозную систему 18, составляет по существу 800 мм.

Тормозная система 18 согласно изобретению приспособлена для размещения в пространстве между двумя буксами 12, поперечный размер которого, как показано на фиг. 2, равен d3.

Далее будет описано только взаимное расположение одной оси 8, двух букс 12 и тормозной системы 18, поскольку такое расположение является идентичным для всех других осей и букс 12 тележки 4.

Как показано на фиг. 1 - 3, тормозная система 18 установлена вокруг оси 8 и содержит по меньшей мере три тормозных диска 20, 22 и 24, установленных вокруг оси 8, в частности, вокруг вала 8a оси 8, в пространстве между двумя колесами 10.

Тормозная система 18 содержит также три тормозные вилки 26, 28 и 30, воздействующие на тормозные диски 20, 22 и 24, соответственно. Тормозные диски 20, 22 и 24 расположены в пространстве между двумя буксами 12.

Таким образом, каждая букса 12 установлена на оси 8 между колесом 10 и соответствующим тормозным диском 20, 24. При этом ось 8 может вращаться в буксах 12.

Каждая тормозная вилка 26, 28 и 30 содержит пару рычагов 32, 34 и 36, каждый из которых имеет первый и второй концы. На каждом втором конце закреплена тормозная накладка 38a, 38b, 40a, 40b, 42a и 42b, образуя пары тормозных накладок 38, 40 и 42. Таким образом, каждая тормозная вилка 26, 28 и 30 содержит два рычага и две тормозные накладки, каждая из которых установлена на втором конце рычагов.

Первые концы каждой пары рычагов 32, 34 и 36 соединены с приводами, в этом примере - с поршнями 44, 46 и 48, соответственно, обеспечивая возможность изменения расстояния между рычагами в паре рычагов 32, 34 и 36 между рабочим тормозным положением, в котором пары тормозных накладок 38, 40 и 42 прижаты к дискам 20, 22 и 24, охватывая их часть, и нерабочим положением, в котором пары тормозных накладок 38, 40 и 42 расположены на расстоянии от тормозных дисков 20, 22, 24.

На чертежах пары рычагов 32, 34 и 36 показаны в рабочем тормозном положении. В этом положении тормозные вилки 26, 28 и 30 замедляют вращение оси 8, и, следовательно, движение тележки 4.

Тормозные вилки 26, 28 и 30 содержат тормозные кронштейны 50, 52 и 54 известной конструкции для поддержания пар рычагов 32, 34 и 36.

Тормозные накладки 38a, 38b, 40a, 40b, 42a и 42b приспособлены для захвата центральной поверхности 20, 22 и 24 тормозного диска, расположенного вокруг оси A вращения. В частности, на фиг. 1 и 3 показаны пары тормозных накладок 38 и 42, охватывающие, соответственно, центральные поверхности тормозных дисков 20 и 24, располагающиеся вокруг оси A вращения. На этих фигурах также показана тормозная накладка 40b, охватывающая центральную поверхность тормозного диска 22. Центральные поверхности тормозных дисков 20, 22 и 24 могут быть расположены, например, по существу напротив друг друга в плоскостях, перпендикулярных оси A вращения и проходящих через тормозные диски 20, 22 и 24, соответственно.

Чтобы тормозная система 18 могла быть размещена в пространстве между двумя буксами 12, обозначенном на фиг. 2 размером d3, две последовательно расположенные в поперечном направлении пары тормозных накладок 38 и 40, и 40 и 42 проходят в направлении по высоте с каждой стороны оси вращения А.

Как более подробно показано на чертежах, последовательные пары тормозных накладок 38, 40 и 42 расположены в направлении по высоте попеременно с каждой стороны оси вращения A.

В этом конкретном примере пары тормозных накладок 38, 40 и 42 расположены попеременно выше и ниже оси вращения A.

В этом варианте выполнения тормозная система 18 проходит в продольном направлении.

В частности, первая пара тормозных накладок 38 расположена выше оси A вращения и охватывает центральную поверхность тормозного диска 20, расположенную выше оси A вращения. Вторая пара тормозных накладок 40, следующая за первой парой тормозных накладок 38 в поперечном направлении, расположена ниже оси A вращения и охватывает центральную поверхность тормозного диска 22, расположенную ниже оси A вращения. Третья пара тормозных накладок 42, следующая за второй парой тормозных накладок 40 в поперечном направлении, расположена выше оси A вращения и охватывает центральную поверхность тормозного диска 24, расположенную выше оси A вращения.

Все первые концы всех рычагов проходят в одну и ту же сторону относительно оси A вращения. Аналогичным образом, поршни 44, 46 и 48, к которым прикреплены первые концы рычагов, также расположены с одной стороны относительно оси A вращения. Например, первые концы рычагов могут проходить между двумя осями 8 тележки 4. Иными словами, первые концы рычагов проходят внутри рамы 6.

Таким образом, рычаги, связанные с тормозными накладками 38b и 40a, и рычаги, связанные с тормозными накладками 40b и 42a, проходят в разные стороны друг от друга в плоскости, перпендикулярной оси вращения A.

Как показано на фиг. 1, рама 6 содержит установочную балку или поперечину 56 для установки тормозных вилок 26, 28 и 30 тормозной системы 18 в тележке 4.

В этом примере такая балка 56 имеет по существу Т-образную форму. Эта балка 56 содержит первую часть, проходящую по существу в поперечном направлении между продольными балками 14, и вторую часть, проходящую по существу в направлении по высоте вниз от центра первой части. Своими дальними концами балка 56 прикреплена к продольным балкам 14 рамы 6.

Тормозные вилки 26, 28 и 30 прикреплены к установочной балке 56. В частности, тормозные вилки 26, 28 и 30 прикреплены к внутренней поверхности установочной балки 56 посредством крепежных средств. Такие крепежные средства для каждой из тормозных вилок 26, 28 и 30 содержат два установочных выступа, прикрепленных к верхней части тормозных кронштейнов 50, 52 и 54 и нижней поверхности балки 56. Установочные выступы тормозной вилки 26 на фиг. 1 обозначены позициями 58 и 60. Разумеется, могут быть использованы и другие типы крепления.

В частности, в этом примере соседние тормозные вилки 26 и 28, а также 28 и 30, прикреплены к балке 56 на разной высоте, т.е. в направлении по высоте тормозная вилка 28 прикреплена к балке ниже тормозных вилок 26 и 30.

Описанная выше тормозная система 18 является более компактной по сравнению с известными тормозными системами.

Таким образом, две буксы 12 и тормозную систему 18 могут быть размещены в пространстве между двумя колесами 10, и, следовательно, обеспечить большую компактность тележки.

В альтернативном варианте выполнения расположение пар тормозных накладок 38, 40 и 42 изменено на противоположное.

В этом альтернативном варианте крайние пары тормозных накладок 38 и 42 размещены ниже оси A вращения и, соответственно, охватывают центральные поверхности тормозных дисков 20 и 24 ниже оси вращения A, а пара тормозных накладок 40, расположенная между крайними парами тормозных накладок 38 и 42, расположена выше оси вращения A и охватывает центральную поверхность тормозного диска 22 выше оси вращения A.

В другом возможном варианте выполнения, не показанном на чертежах, тормозная система 18 проходит в направлении по высоте, и пары рычагов 32, 34 и 36 проходят в направлении по высоте.

В этом варианте выполнения пары тормозных колодок 38, 40 и 42 и соответствующие тормозные поверхности тормозных дисков 20, 22 и 24 расположены попеременно то с одной, то с другой стороны относительно оси A вращения в продольном направлении. В этом примере пары тормозных накладок 38, 40 и 42 расположены попеременно снаружи и внутри рамы 6.

В частности, первая пара тормозных накладок 38 расположена с одной стороны от оси A вращения и охватывает центральную поверхность тормозного диска 20, расположенную снаружи рамы 6. Вторая пара тормозных накладок 40, следующая за первой парой тормозных накладок 38 в поперечном направлении, расположена с другой стороны от оси A вращения и охватывает центральную поверхность тормозного диска 22, расположенную внутри рамы 6. Третья пара тормозных накладок 42, следующая за второй парой тормозных накладок 40 в поперечном направлении, расположена с той же стороны от оси A вращения, что и первая пара тормозных накладок 38, и охватывает центральную поверхность тормозного диска, расположенную снаружи рамы 6.

Пары рычагов 32, 34 и 36 могут быть расположены, например, все выше оси A вращения.

Группа изобретений относится к области железнодорожных транспортных средств, в том числе к железнодорожным тележкам, а также к вагонам, содержащим подобную тележку. Тормозная система тележки содержит, по меньшей мере, три тормозных диска и три тормозные вилки. Диски установлены на оси между колесами. Каждая вилка содержит пару рычагов. На вторых концах рычагов закреплены тормозные накладки. Пары накладок расположены вокруг участка тормозного диска. Две последовательно расположенные в поперечном направлении пары тормозных накладок проходят с каждой стороны относительно поперечной оси вращения оси тележки. Все первые концы рычагов проходят в одну сторону относительно поперечной оси вращения. Увеличивается компактность тормозного устройства. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Тележка железнодорожного транспортного средства, содержащая

раму, проходящую по существу в продольном направлении;

по меньшей мере одну ось, проходящую в поперечном направлении и установленную с возможностью вращения относительно рамы вокруг поперечной оси вращения, при этом на каждом конце указанной оси установлено по меньшей мере одно колесо;

тормозную систему, включающую в себя по меньшей мере три тормозных диска, установленных вокруг оси и расположенных в пространстве между колесами, и по меньшей мере три тормозные вилки, каждая из которых способна воздействовать на один из указанных тормозных дисков, при этом каждая тормозная вилка содержит пару рычагов, каждый из которых имеет первый и второй концы, причем на каждом из вторых концов закреплена тормозная накладка, образуя пару тормозных накладок с тормозной накладкой другого рычага указанной пары рычагов, причем каждая из пар тормозных накладок расположена вокруг части одного из тормозных дисков, а две последовательно расположенные в поперечном направлении пары тормозных накладок проходят с каждой стороны относительно поперечной оси вращения оси тележки,

отличающаяся тем, что все первые концы рычагов проходят в одну сторону относительно поперечной оси вращения.

2. Тележка по п. 1, отличающаяся тем, что содержит две оси, при этом первые концы рычагов расположены между указанными двумя осями.

3. Тележка по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что каждая пара тормозных накладок охватывает центральную поверхность тормозного диска, расположенного вокруг поперечной оси вращения оси тележки.

4. Тележка по п. 3, отличающаяся тем, что первые концы пары рычагов соединены между собой поршнем, обеспечивающим возможность изменения расстояния между рычагами в их паре между рабочим тормозным положением, в котором пара тормозных накладок прижата к центральной поверхности тормозного диска, и нерабочим положением, в котором пара тормозных накладок расположена на расстоянии от тормозного диска.

5. Тележка по любому из пп. 1, 2, 4, отличающаяся тем, что по меньшей мере некоторые рычаги расположены напротив друг друга в плоскости, перпендикулярной поперечной оси вращения (A).

6. Тележка по любому из пп. 1, 2, 4, отличающаяся тем, что тормозные вилки прикреплены к прикрепленной к раме поперечине, проходящей по существу перпендикулярно к ней.

7. Тележка по п. 6, отличающаяся тем, что две соседние тормозные вилки прикреплены к поперечине на разной высоте.

8. Тележка по любому из пп. 1, 2, 4, 7, содержащая по меньшей мере одну буксу, установленную на поперечном конце оси между колесом и тормозным диском, при этом ось установлена в буксе с возможностью вращения.

9. Тележка по п. 8, отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере две буксы, каждая из которых установлена на поперечном конце оси между колесом и тормозным диском.

10. Железнодорожный вагон, содержащий по меньшей мере одну тележку по любому из пп. 1, 2, 4, 7, 9.