ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА Российский патент 2021 года по МПК B61D43/00 B60L1/00 

Заявляемое изобретение относится к конструкциям источников электроэнергии для питания мониторинговой аппаратуры железнодорожных вагонов.

Из уровня техники известен источник электроэнергии для железнодорожного вагона, содержащий электрогенератор, установленный на тележке вагона и имеющий привод от оси колёсной пары тележки вагона, см. описание полезной модели к патенту России №62074, B61D 43/00, опубл. 27.03.2007.

Технической проблемой, присущей данному устройству, является его низкая надёжность, обусловленная высокой сложностью гидравлического привода генератора, выполненного в виде гидравлической системы, собранной из большого количества сложных комплектующих элементов.

Известен источник электроэнергии для аппаратуры железнодорожного вагона, содержащий электрогенератор с приводным роликом, связанным с валом электрогенератора и предназначенным для взаимодействия с колёсной парой ходовой тележки, оснащённой тормозной рычажной передачей, см. описание заявки на изобретение к патенту US №2018/0297614, B61D 43/00, опубл. 18.10.2018.

Технической проблемой данного устройства также является его низкая надёжность, обусловленная режимом постоянно включённого в работу электрогенератора, приводящим к быстрому износу приводного ролика электрогенератора, и самого электрогенератора.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надёжности источника электроэнергии для железнодорожного вагона.

Указанный технический результат достигается источником электроэнергии для железнодорожного вагона, содержащим электрогенератор с приводным роликом, связанным с валом электрогенератора и предназначенным для взаимодействия с колёсной парой ходовой тележки, оснащённой тормозной рычажной передачей, электрогенератор с приводным роликом смонтирован на вертикальном рычаге тормозной рычажной передачи, используемом для включения электрогенератора, путём приближения и контактного фрикционного взаимодействия приводного ролика электрогенератора с поверхностью оси колёсной пары во время работы тормозной рычажной передачи при торможении железнодорожного вагона; электрогенератор с приводным роликом на рычаге тормозной рычажной передачи может быть смонтирован подпружинено для обеспечения контакта приводного ролика с поверхностью оси колёсной пары ходовой тележки; приводной ролик может быть связан с валом электрогенератора с помощью приводного ремня; на поверхности оси колёсной пары может быть выполнена защитная направляющая проточка для взаимодействия с приводным роликом электрогенератора; защитная направляющая проточка может быть выполнена на приводном кольце, закреплённом на оси колёсной пары ходовой тележки железнодорожного вагона; приводное кольцо может быть выполнено из двух полуколец, скреплённых между собой и закреплённых на оси колёсной пары.

Заявляемое изобретение отличается от прототипа тем, что электрогенератор с приводным роликом смонтирован на вертикальном рычаге тормозной рычажной передачи, используемом для включения электрогенератора, путём приближения и контактного фрикционного взаимодействия приводного ролика электрогенератора с поверхностью оси колёсной пары во время работы тормозной рычажной передачи при торможении железнодорожного вагона; электрогенератор с приводным роликом на рычаге тормозной рычажной передачи смонтирован подпружинено для обеспечения контакта приводного ролика с поверхностью оси колёсной пары ходовой тележки; приводной ролик связан с валом электрогенератора с помощью приводного ремня; на поверхности оси колёсной пары выполнена защитная направляющая проточка для взаимодействия с приводным роликом электрогенератора; защитная направляющая проточка выполнена на приводном кольце, закреплённом на оси колёсной пары ходовой тележки железнодорожного вагона; приводное кольцо выполнено из двух полуколец, скреплённых между собой и закреплённых на оси колёсной пары. Такое отличие от прототипа даёт основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности изобретения – «новизна». Сравнение предлагаемого устройства не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, аналогичные отличительным признакам предлагаемого технического решения, что позволяет сделать вывод о соответствии условию патентоспособности изобретения – «изобретательский уровень».

Заявляемое изобретение проиллюстрировано чертежами, где:

- на фиг. 1 изображена ходовая тележка железнодорожного вагона с источником электроэнергии;

- на фиг. 2 – кинематическая условная схема размещения электрогенератора на ходовой тележке железнодорожного вагона.

Источник электроэнергии для железнодорожного вагона содержит электрогенератор 1 с приводным роликом 1.1 (Фиг. 1), связанным с валом электрогенератора 1. Приводной ролик 1.1 предназначен для взаимодействия с поверхностью оси 2.1 колёсной парой 2 ходовой тележки 3. Ходовая тележка 3 оснащена тормозной рычажной передачей 4, содержащей вертикальный рычаг 4.1, шарнирно связанный с тягой 4.2 (Фиг. 2). Электрогенератор 1 с приводным роликом 1.1 смонтирован на вертикальном рычаге 4.1 тормозной рычажной передачи 4. Вертикальный рычаг 4.1 тормозной рычажной передачи 4 служит в качестве несущего и приводного элемента для включения электрогенератора 1 в работу. Электрогенератор 1 на вертикальном рычаге 4.1 может быть смонтирован на несущем кронштейне 4.3.

Электрогенератор 1 с приводным роликом 1.1 на рычаге 4.1 тормозной рычажной передачи 4 может быть смонтирован подпружиненно с помощью пружины 1.2. Приводной ролик 1.1 может быть связан с валом электрогенератора 1 с помощью приводного ремня 1.3. Пружина 1.2 обеспечивает прижим приводного ролика 1.1 к поверхности оси 2.1 колёсной пары 2.

На поверхности оси 2.1 колёсной пары 2 может быть выполнена направляющая защитная проточка 2.2, предназначенная для направления и сохранения приводного ролика 1.1 электрогенератора 1. Направляющая защитная проточка 2.2 может быть выполнена на приводном кольце 2.3, закреплённом на оси 2.1 колёсной пары 2 ходовой тележки 3 железнодорожного вагона. Приводное кольцо 2.3 может быть выполнено из двух полуколец 2.4, 2.5, надетых на ось 2.1 колёсной пары 2 и скреплённых между собой.

Заявляемый источник электроэнергии для железнодорожного вагона используют следующим образом.

Многие современные грузовые вагоны оснащают мониторинговой бортовой аппаратурой для контроля их технического состояния. Для питания этой мониторинговой бортовой аппаратуры необходима электроэнергия, источниками которой могут служить батареи, аккумуляторы, пневмотурбины с электрогенераторами, конденсаторные накопители. Многие электронные компоненты мониторинговой бортовой аппаратуры не требуют больших расходов электроэнергии. В этом случае вполне достаточно кратковременного включения в работу электрогенераторов, обеспечивающих периодическую подзарядку накопителей электроэнергии.

В качестве такого устройства предлагается источник электроэнергии для железнодорожного вагона. При движении грузового вагона неизбежно возникает необходимость в его торможении с помощью тормозной рычажной передачи 4, часть элементов которой представлена на фигурах.

При торможении грузового вагона тормозной цилиндр (не показан) через систему рычагов перемещает тягу 4.2, которая шарнирно связана с вертикальным рычагом 4.1. Вертикальный рычаг 4.1, поворачиваясь и приводя в движение триангели 5 с тормозными башмаками и колодками, приближает электрогенератор 1 с приводным роликом 1.1 к поверхности оси 2.1 колёсной пары 2. При движении грузового вагона ось 2.1 колёсной пары 2 вращается и фрикционно взаимодействует с приводным роликом 1.1, приводит его во вращение. Приводной ролик 1.1, установленный непосредственно на оси электрогенератора 1, или через его привод, например, с помощью приводного ремня 1.2, приводит во вращение ротор электрогенератора 1. Электрогенератор 1 вырабатывает электроэнергию, передаваемую и сохраняемую накопителем энергии. В качестве такого накопителя энергии могут служить, например, конденсаторный накопитель, аккумулятор.

При отпуске тормозов вертикальный рычаг 4.1, поворачиваясь в обратную строну, отводит приводной ролик 1.1 электрогенератора 1 от поверхности оси 2.1 колёсной пары 2. Накопитель энергии продолжает снабжать электроэнергией бортовую аппаратуру грузового вагона. При каждом торможении грузового вагона производится включение в работу электрогенератора 1 и пополнение запасов электроэнергии для мониторинговой бортовой аппаратуры грузового вагона.

То, что наружная поверхность оси 2.1 колёсной пары 2 не является чисто обработанной поверхностью, может привести к быстрому механическому разрушению приводного ролика 1.1. Для улучшения условий работы направляющего ролика 1.1 на поверхности оси 2.1 колёсной пары 2 может быть выполнена направляющая защитная проточка 2.2. Боковые стенки направляющей защитной проточки 2.2 в этом случае служат направляющими поверхностями для приводного ролика 1.1, обеспечивая его защиту и стабильную работу.

Поскольку направляющая защитная проточка 2.2 может ослаблять ось 2.1 колёсной пары 2, выполнение этой проточки может быть осуществлено на приводном кольце 2.3, выполненном заодно с осью 2.1, либо в виде двух полуколец 2.4, 2.5, надетых на ось 2.1 колёсной пары 2 и скреплённых между собой.

Предлагаемое устройство может быть использовано в качестве основного источника электроэнергии, либо в качестве дополнительного страховочного источника электроэнергии.

Изобретение относится к устройствам, использующим энергию движения транспортных средств, в частности к источникам электроэнергии для мониторинговой аппаратуры железнодорожных вагонов. Источник электроэнергии для железнодорожного вагона содержит электрогенератор с приводным роликом, связанным с валом электрогенератора и предназначенным для взаимодействия с колёсной парой ходовой тележки. Тележка оснащена тормозной рычажной передачей. При этом электрогенератор с приводным роликом смонтирован на вертикальном рычаге тормозной рычажной передачи, используемом для включения электрогенератора путём приближения и контактного фрикционного взаимодействия приводного ролика электрогенератора с поверхностью оси колёсной пары во время работы тормозной рычажной передачи при торможении железнодорожного вагона. Технический результат заключается в повышении надёжности источника электроэнергии для железнодорожного вагона. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Источник электроэнергии для железнодорожного вагона, содержащий электрогенератор с приводным роликом, связанным с валом электрогенератора и предназначенным для взаимодействия с колёсной парой ходовой тележки, оснащённой тормозной рычажной передачей, отличающийся тем, что электрогенератор с приводным роликом смонтирован на вертикальном рычаге тормозной рычажной передачи, используемом для включения электрогенератора путём приближения и контактного фрикционного взаимодействия приводного ролика электрогенератора с поверхностью оси колёсной пары во время работы тормозной рычажной передачи при торможении железнодорожного вагона.

2. Источник электроэнергии по п. 1, отличающийся тем, что электрогенератор с приводным роликом на рычаге тормозной рычажной передачи смонтирован подпружиненно для обеспечения контакта приводного ролика с поверхностью оси колёсной пары ходовой тележки.

3. Источник электроэнергии по п. 1, отличающийся тем, что приводной ролик связан с валом электрогенератора с помощью приводного ремня.

4. Источник электроэнергии по п. 1, отличающийся тем, что на поверхности оси колёсной пары выполнена защитная направляющая проточка для взаимодействия с приводным роликом электрогенератора.

5. Источник электроэнергии по п. 1, отличающийся тем, что защитная направляющая проточка выполнена на приводном кольце, закреплённом на оси колёсной пары ходовой тележки железнодорожного вагона.

6. Источник электроэнергии по п. 1, отличающийся тем, что приводное кольцо выполнено из двух полуколец, скреплённых между собой и закреплённых на оси колёсной пары.