Захват рельсовый антиопрокидыватель с тормозом Российский патент 2025 года по МПК B60B37/00 

Изобретение - захват антиопрокидыватель рельсовый (далее зар), относится к железнодорожной транспортной технике и может применяться в строительстве и ремонте железных путей, а также и в строительстве и ремонте автомобильных дорог, в автомобилестроении, в авиации и других отраслях техники.

Железнодорожный транспорт нуждается в улучшении его характеристик, особенно сцепления с путями. На этом пути есть проблема сцепления с головкой рельса снизу, так как устройство должно быть быстро разжимающим захват рельса.

Решена она за счет подвижных коленчатых штанг с роликами.

В эффекте - повышение надежности железнодорожной техники и улучшение сцепления.

А вместе с тормозом решается проблема слишком медленных железнодорожных тормозов и портящихся при торможении путей.

Аналогов подобных устройств нет, есть отдельно захваты для рельсов и есть отдельно тормоза, без их совмещения.

В основе изобретения имеется рельсовый захват (или зацеп) с роликами, разжимающийся, поднимающийся выше уровня верха рельса, или под ручным управлением, или автоматически. На фиг.1 изображен 1 - захват для рельса монтажный, что одновременно и антиопрокидыватель для железнодорожной техники типа вагонеток, и вагонов с локомотивами. Главная деталь захвата 2 - коленчатая штанга как минимум с одним 3 - роликом, что при захвате головки рельса своей осью параллелен ее нижней поверхности и перпендикулярен длине рельса. Фигурный же изгиб штанги сферической поверхностью роликов с внутренней части изгиба соответствует конфигурации боковой и нижней поверхности 4 - головки железнодорожного рельса. Таких деталей на устройстве может быть и одна, и больше одной, которые могут быть расположены и напротив друг друга, с двух сторон огибая головку рельса, и могут быть расположены в ряд, как и ряды таких деталей могут быть расположены в охвате головки рельса. Посередине базы снизу может иметься опорный ролик, своей осью параллельный верхней поверхности рельса. Между двух таких устройств может иметься соединение штанг между собой, на котором имеются ролики, но нет верха штанг, такие соединенные (мостовые) устройства могут располагаться в обвод колеса захватами перед колесом и за колесом железнодорожной тележки. Нижний ролик такой штанги расположен так, чтобы в огибании головки рельса быть прижатым к ее нижней поверхности, а средний ролик - к боковой поверхности. Вверху штанга на 5 - оси соединена с 6 - базой, в которой имеется 7 - круглое монтажное отверстие для соединения с вагонеткой с крюком подъемного крана или ручного инструмента. База и штанга друг с другом возле оси соединены 8 - пружиной сжатия. Функциональная же надежность может быть обеспечена расположением нескольких таких устройств с несколькими штангами по обеим сторонам и рельса, и железнодорожной калии на рельсах, под железнодорожным составом и в связи с ним. Зар осью коленчатой штанги может быть соединен с осью электродвигателя или иного передатчика усилия поворота. Ролики могут быть и сплошь металлическими или покрытыми эластичным материалом или могут быть подпружиненные, в том числе и материалом изготовления штанги. Зар с тележкой может соединяться и, например, домкратом или иным нажимным механизмом, или нажимной и натяжной механизм объединены.

Работает данная конструкция как приспособление для монтирования или ремонта путей, будучи надетой на головку рельса и будучи соединенной с краном, или с иным транспортом, или даже на ручных перекладинах, или лямках, как захват, на котором рельс можно двигать по роликам. А как антиопрокидывающее устройство конструкция работает в соединении с рельсом и с вагонеткой или с вагонами и локомотивом за счет того, что нижний ролик под прилагаемой к нему силой, направленной вверх, вместе с массой вагонетки упирается в низ головки рельса, - вектор этой силы относительно пути задан габаритами колесной пары как раз такой, чтобы ролик не соскакивал с головки. Расположение же такого же ролика и на противоположной стороне головки рельса способствует равномерности нагрузки, что способствует сохранению рельса. Если же зар соединен с двигателями, то, управляя ими дистанционно, можно приподнимать коленчатые штанги над уровнем рельса, и в таком виде состав может проходить сложные участки пути. Зар может помогать предохранять рельсы и колеса от взаимного разрушения на поворотах, удерживая тележку с приподнятым колесом выше контакта с рельсом. Как вариант, нижний ролик на тяге может быть и поворотным по оси вдоль длины штанги, отдельно или вместе со штангой.

Вариант зар может быть и такой: На фиг.2 видно, что коленчатые штанги у этого устройства уже описанным образом сделаны в форме плотного контакта с головкой рельса, но коленчатые штанги соединяются с базой 9 - ходовыми втулками, надетыми на 10 - осевую скобу являющуюся частью базы. Длина хода втулки по штанге соответствует длине выхода нижнего ролика из-за габаритов головки рельса в бок. Эта часть скобы цилиндрическая, на середину ее, между втулками, надета 11 - спиральная пружина. На втулки надеты 12 - глубокие шайбы вращения соединенные с 13 - гибкими тягами (тросиками). А с другими тросиками соединены коленчатые штанги, причем с двух сторон, и все тросики дальше через ролики протянуты к источникам приложения к ним силы, например, к гидравлическим, ручным электрическим или пневматическим. Зар может быть соединенным с тележкой, фиг.3, 14 - натяжным механизмом, например: винтовым, или рычажным, или блочным, или зубчатым. Соединение с вагонеткой или составом может быть поворотным или отчасти поворотным на гибкой связи или на шарнирах, но может быть и неповоротным, например, в форме наклонных одна взад, а другая вперед 15 - пластин, с 16 - шарнирами вверху на соединении с тележкой. Натяжной механизм может быть единственным соединением и может быть вместе с иными соединениями, например: пружинными пластинами, стойками или тросами. Соединение может быть и в виде немного наклонного поршня или шарнира, с ограничителями хода, строго на расстояние удлинения расстояния между зар и местом крепления его связи с тележкой, при подъеме одной стороны тележки на повороте. Штанги на зар могут быть и многороликовыми и изготовленными, или из стали, или из легкого прочного материала, например, из композита.

Во время работы источник силы, для отодвигания роликов за габарит головки рельса, натягивает тросики соединенные со втулками, а после этого прилагается сила к тросикам, соединенным со штангами ниже втулок, от чего они поднимаются выше уровня рельса поворотом на скобе вокруг ее оси. Натяжной же механизм позволяет усилить нажим колес на рельсы без увеличения веса железнодорожного состава и, тем самым, увеличить силу его сцепления с рельсом. Вниз коленчатые штанги возвращаются не только под своим весом, а и обратным ходом тросика, что обеспечивает точность хода в условиях тряски, после чего снимается сила с тросиков соединенных со втулками, и они силой пружины прижимаются к рельсу.

Управление зар производится с пульта человеком или автоматической электронной системой, но электронику можно подстраховать механическим устройством, например, в виде пологой дуги, напоминающей саблю, или хопеш, или, скорее, ложку, поэтому это - хранитель антиаварийный путевой (далее хапешка). Это слегка выгнутая поперек ширины во всю свою длину, фиг.4, 17 - полоса, что на краях шарнирами соединена со 18 - стойками, что также шарнирами с осями поперек длины хапешки и 19 - пружинами сжатия-растяжения соединены с железнодорожной тележкой. В средину полосы сверху упирается ролик, закрепленный на 20 - телескопической, внутри себя подпружиненной, штанге, что другим концом неподвижно соединена с железнодорожной тележкой. Полоса сделана из упругого материала и своей срединой прижата к ролику, имеющемуся на конце телескопической штанги, к элементу которой, что соединена с роликом, соединены и гибкие тяги, что через закрепленные на тележке катушки, с короткой намоткой этой тяги и с прикреплением в одной точке на катушке, пропущены к зар. На катушке обратного хода тяги установлен храповой механизм, дополнительным тросиком соединенный с другой хапешкой. Хапешка выгибом своей дуги установлена так, чтобы быть сбоку рельса ниже его головки. Хапешка может состоять и только из одной стойки на шарнире сверху, и с роликом или колесом внизу, что по длине на тележке компактнее.

Когда тележка подходит к рельсовому стыку или к пересечению путей, то своим прогибом под пологим углом встречи натыкается на препятствие и от воздействия с препятствием поднимается своей срединой вверх, от чего часть штанги с роликом приподнимается и увлекает за собой гибкие тяги, что заставляет коленчатые штанги приподняться над уровнем рельса. А после преодоления препятствия хапешка стремится возвратится в исходное положение, но ей мешает храповой механизм, пока вторая хапешка, расположенная по ходу тележки сзади, его не отключит на своем подъеме, а ее отключит третья хапешка, если она есть, или на второй хапешке храповой механизм отключается машинистом заранее до поры, пока она не окажется по ходу впереди.

Основную же часть пути эти устройства сопровождают в дежурном режиме, если, конечно пути исправны, а если пути в критическом состоянии, то возможна и постоянная работа этих устройств, но для их сохранности потребуются дополнительные амортизаторы и энергия. Основные функции зар - удержание транспорта от опрокидывания и способствование добавлению нажима колес на рельсы без добавления веса, а также не менее важная функция - участие в торможении тормозом, в состав которого зар входит.

Зар может быть частью тормозного механизма, Основа его, фиг.5, - 21 - тормозная тяга со свойством упругости при силовом растяжении, какое бывает и у стальных, и у текстильных скрученных тросов. Тяга соединена и немного намотана на катушку, оснащенную жестким фиксатором, а другим концом соединена с зар. Прочный длинный и узкий 22 - клин с зазором просунут в 23 - щель под зар и над рельсом, на пружине, на тяге или на 24 - рычажке. Тормозная тяга может быть и комбинированной - отчасти жесткой - отчасти гибкой из сверхпрочного волокна. Жесткая тяга может быть из пружинного материала с небольшими искривлениями формы по ее длине. С рычажком клина соединена тяга, также будучи пропущенной по роликам, соединенная с источником силы, например, с 25 - линейным электродвигателем. Вместо рычажка может быть и винтовое соединение, и магнитное, и гибкое. Тяга может быть пропущенной и по каналу трения. На железнодорожном составе таких пар с катушкой может быть и одна, и больше одной. На катушке сбоку имеется поверхность с узкими валиками с наклонными боками, над которой расположен тормозной диск с такой же поверхностью, который надет своими ушками на штыри, расположенные вокруг него и прочно соединенные с тележкой, а на других их концах, над ушками диска, на осях закреплены рычаги, что тягами соединены с двигателем. Клин, например, длинный, может быть соединен с тележкой и непосредственно рычагами, пружиной или жесткой перемычкой.

В рельсовом захвате клин расположен в щели, образуемой между захватом и рельсом, клин по основной идее соединен гибкой тягой, но может быть соединен и с двигателем, и непосредственно с тележкой, и с длинным поршнем, и он может быть соединен и с жесткой или частично гибкой и частично жесткой тормозной тягой. Так и тяга или непосредственно соединена с тележкой, или посредством: блока, или пружины, или катушки, или двигателя, или зубчатой передачи, или через механическую передачу и двигателя, или через поршень в камере с повышенным давлением или, наоборот, в вакуумной камере либо частью этого соединения, или части самой тяги в электромагнитном поле, или в неньютоновской жидкости. Гибкая тормозная тяга может быть натянута на ролики с поворотами на них для увеличения ее длины. Клин может быть составным, в том числе состоящим из роликов, и клин может иметь слой или слои эластичного или более мягкого материала. Как вариант, на катушке может быть динамический тормоз, даже тот, что обычно бывает установлен на торможение колесных пар.

Когда источник силы подтягивает клин в соприкосновение с рельсом и с зар, то силой трения, он прижимается в щель еще сильнее, от чего зар теряет подвижность - тормозная тяга натягивается и немного относительно своей длины растягивается, и, если это устройство одно, то производится аварийное торможение, в том числе частичное с обрывом тяги на высокой скорости или экстренное на низкой скорости. А если таких устройств больше одной, то фиксатор на катушке отключается, и одновременно производится торможение следующим тормозом, после чего первый тормоз новой намоткой катушки подтягивается вперед, и, если требуется, снова производит торможение. Диск на катушке при торможении не крутится, а при отсутствии натяжения со стороны его двигателя отсоединяется от катушки силой торможения тележки, за счет соприкосновения наклонных боков валиков. Таким образом, практически без износа рельсов и колес можно затормозить железнодорожный состав гораздо быстрее того, как обычно это происходит.

Как вариант зар может быть с тягами-эксцентриками, вход и выход под головкой рельса, что осуществляет поворотом вокруг своей оси, а подъем на уровень выше верха рельса, или поворотом от вертикали, или прямым подтягиванием вверх. Зар может быть сразу и с опорными роликами под натяжным механизмом, и с тормозом.

Скорее всего, лучший вариант зар представлен на фиг.6, где на 2 - коленчатой штанге имеется 26 - ответвление, соединенное с источником силы, например, с гидравлическим или пневматическим поршнем или с 27 - линейным электродвигателем, что перпендикулярно его хода на 28 - шарнирной связке тоже соединен с подобным источником силы. Под ответвлением в коленчатой штанге образовано другое - базовое ответвление, круглое в поперечном сечении, что расположено в цилиндрическом отверстии 6 - базы. Цилиндрическая база вдета в 29 - поворотную втулку скольжения, на которой и закреплен источник силы, на краях базы снизу имеются пазы, где помещен верх прижатых к рельсу коленчатых штанг. Более жирным пунктиром показано возможное 30 - усиление конструкции базы, которая может быть соединена сверху к пружинам и быть в контакте с натяжным механизмом и/или прижимом, соединенным с железнодорожной тележкой, а снизу база может быть оснащена опорным роликом или роликами.

Этот зар, при разжиме рельса, сначала раздвигает штанги источником силы, а потом другим источником силы поворачивает штанги их низом вверх, поворачивая вместе с ними и первый источником силы. Для прижатия штанг к рельсу применяется обратный порядок следования действий, сначала штанги поворачиваются своим низом вниз к низу головки рельса, а затем они ходом навстречу друг другу прижимаются к рельсу. Такой вариант легче адаптировать к высокой скорости состава на рельсах со стыками, перед стыками можно отгибать штанги нижними роликами лишь на высоту рельса.

Вспомогательные рельсы могут быть проложены на опасных участках автомобильных дорог и на взлетных дорожках аэродромов, которые смогут удерживать автомобили или самолет от опрокидывания.

Позиции, обозначенные цифрами

1 - захват рельсовый антиопрокидыватель,

2 - коленчатая штанга,

3 - ролик,

4 - головка рельса,

5 - ось,

6 - база,

7 - монтажное отверстие.

8 - ходовая пружина сжатия,

9 - ходовая втулка,

10 - осевая скоба,

11 - спиральная пружина сжатия.

12 - шайба вращения.

13 - гибкая тяга,

14 - натяжной механизм,

15 - пластина дуговая,

16 - шарнир,

17 -дуговая полоса,

18 - стойка,

19 - пружина сжатия-растяжения,

20 - телескопическая подпружиненная штанга,

21 - тормозная тяга,

22 - клин,

23 - щель,

24 - рычажок,

25 - линейный электродвигатель,

26 - ответвление штанги,

27 - линейный электродвигатель,

28 - шарнирная связка,

29 - поворотная втулка,

30 - усиление базы.

Изобретение относится к железнодорожной транспортной технике и может применяться в строительстве и ремонте железных путей. Захват рельсовый антиопрокидыватель включает коленчатую штангу как минимум с одним роликом, основание с возможностью крепления штанги. При захвате головки рельса ролики выполнены с возможностью огибания и захвата рельса. Основание рельсового захвата выполнено с возможностью соединения с железнодорожной тележкой. Достигается повышение надежности железнодорожной техники и улучшение сцепления. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Захват рельсовый антиопрокидыватель, характеризующийся тем, что включает основание с возможностью крепления коленчатой штанги как минимум с одним роликом для захвата головки рельса с двух сторон, при этом снизу основания может крепиться опорный ролик, который своей осью параллелен нижней поверхности головки рельса и перпендикулярен длине рельса, при этом коленчатая штанга через основание выполнена с возможностью соединения с железнодорожной тележкой.

2. Захват рельсовый по п. 1, отличающийся тем, что как минимум один ролик может быть выполнен поворотным по оси вдоль длины штанги, отдельно или вместе со штангой.