自動(dòng)改變成多種軌道寬度的鐵路車軸的制作方法
【專利說明】自動(dòng)改變成多種軌道寬度的鐵路車軸
[0001]發(fā)明目標(biāo)
[0002]本發(fā)明涉及一種自動(dòng)改變成多種軌道寬度的鐵路車軸，使得能夠解決世界各地在不同鐵路網(wǎng)中采用的軌道寬度差別的問題，所述問題代表了鐵路運(yùn)輸?shù)恼系K，需要轉(zhuǎn)移貨物或手動(dòng)改變寬度。
[0003]確切來說，本發(fā)明的鐵路車軸被設(shè)想來改變軌道車輛車輪之間的寬度以連續(xù)地從一種軌道寬度轉(zhuǎn)換成另一種軌道寬度，使得它們沿具有軌道和護(hù)軌的轉(zhuǎn)換軌道部分循環(huán)，所述轉(zhuǎn)換軌道部分通過連續(xù)地變化其寬度將具有不同寬度的兩個(gè)軌道連接起來。
[0004]本發(fā)明的目標(biāo)是消除目前由貨運(yùn)和客運(yùn)兩者寬度的改變所代表的物理障礙，以便順利地執(zhí)行所述轉(zhuǎn)換，而不需要在寬度改變過程期間停止并且不需要釋放車輪荷載。
[0005]本發(fā)明涉及鐵路領(lǐng)域，并且更確切地說，涉及對(duì)應(yīng)于鐵路車輛或車隊(duì)的車輪串聯(lián)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0006]鐵路網(wǎng)之間的寬度差別的問題是歷史上已通過主要面向客運(yùn)的解決方案來解決的問題，所述解決方案尤其為CAF、Talgo或Brava萬能轉(zhuǎn)換乳制系統(tǒng)(Universal ShiftingRolling System)，當(dāng)前能令人滿意地發(fā)揮作用。
[0007]然而，在鐵路貨運(yùn)領(lǐng)域，存在基于自動(dòng)改變成可變寬度的車軸的不同已知解決方案，各自具有其自身特征，但是無一能夠解決由于強(qiáng)加的嚴(yán)格重載要求而給貨運(yùn)帶來的挑占戈。
[0008]因此，已知命名為“配備有自動(dòng)軌道寬度改變并能適應(yīng)常規(guī)貨物轉(zhuǎn)向架的鐵路車軸組件”的Talgo系統(tǒng)。然而，這不是典型的連續(xù)安裝車軸并且寬度改變過程通過釋放車輪荷載來執(zhí)行。除了鎖在極低溫度情況下執(zhí)行效果會(huì)較差的可能性之外，它需要在內(nèi)部熱箱的檢測(cè)方面存在問題的內(nèi)部軸承。所述鎖設(shè)置在直立位置并具有空心橋，所述空心橋在接收寬度改變裝置的解鎖導(dǎo)引件的適當(dāng)輪廓的頭部時(shí)接合豎直的解封阻桿，這要求對(duì)車軸的精確作用。
[0009]對(duì)于貨運(yùn)有效的典型的組裝車軸系統(tǒng)包括，S卩，波蘭SUW2000系統(tǒng)和德國RafilV型系統(tǒng)。
[0010]SUW2000具有通過帶螺紋的陽陰接合元件在輪組之間傳遞扭矩的復(fù)雜性，所述接合元件在接觸區(qū)中發(fā)生嚴(yán)重的磨損損耗，產(chǎn)生最終由車輪鎖定系統(tǒng)支撐并隨后破壞它的間隙，從而增加維護(hù)工作的復(fù)雜性。
[0011]已知其他可變寬度系統(tǒng)，通過固定兩角規(guī)解決這個(gè)問題，但不具有鉸接連接并且設(shè)置在車軸的外部部分上，這增加了疲勞并因此增加了所述部分的破損。另外，它們需要專門設(shè)計(jì)的潤滑脂箱，所述潤滑脂箱大大提高了解決方案的成本。還已知其他可變寬度系統(tǒng)，其中執(zhí)行寬度變化所需要的力通過鐵路車輪的額外車輪胎面的導(dǎo)引來施加，這增加了多余重量。在其他車軸中，寬度改變過程通過與寬度改變平臺(tái)相互作用的擺動(dòng)件的參與來實(shí)施，所述擺動(dòng)件是除了使維護(hù)進(jìn)一步復(fù)雜化之外還給系統(tǒng)增加多余重量的元件。
[0012]此外，Rafil V型和SUW2000兩者均具有僅適用于兩種不同軌道寬度的特點(diǎn)，從而將其使用限制到單一鐵路邊界，限定了到具有多種寬度的其他網(wǎng)絡(luò)的任何運(yùn)輸，如在歐洲與亞洲貨運(yùn)中所需要的。
[0013]另外，存在通常與當(dāng)前可變寬度鐵路車軸相關(guān)聯(lián)的問題，因?yàn)樗鼈冃枰褂脕碜灾圃焐痰奶囟ㄈ橹撇牧?，這代表了對(duì)于其在貨運(yùn)中使用的障礙，因?yàn)閷?duì)于現(xiàn)有固定寬度不能再利用汽車和轉(zhuǎn)向架列隊(duì)，增加了總操作成本。
[0014]概括地說，目前沒有具有自動(dòng)軌道寬度改變的鐵路車軸，所述鐵路車軸解決在具有不同軌道寬度的基礎(chǔ)設(shè)施之間的國際鐵路貨運(yùn)的問題，能夠順利地并且以維護(hù)要求改變到兩種以上的寬度而不需要釋放車輪荷載，不需要車輪內(nèi)側(cè)上的軸承，并且適用于操作員通常使用的雙軸式汽車和貨物轉(zhuǎn)向架。
[0015]發(fā)明描述
[0016]不需要釋放車輪荷載的自動(dòng)改變成多種軌道寬度的鐵路車軸是基于新車軸的設(shè)計(jì)，所述新車軸安裝在列車上，允許其在具有不同寬度的鐵路網(wǎng)之間自由地循環(huán)。寬度的改變?cè)诮?jīng)過安裝在軌道上的系統(tǒng)時(shí)執(zhí)行，所述系統(tǒng)負(fù)責(zé)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的操縱，所述操縱實(shí)現(xiàn)設(shè)想用于此目的的內(nèi)部機(jī)構(gòu)的解鎖及隨后的鎖定。
[0017]確切地說，本發(fā)明的鐵路車軸由實(shí)際車軸和通過調(diào)整襯套聯(lián)接到所述車軸的兩個(gè)車輪組成，允許車輪在載荷條件下在車軸上的軸向運(yùn)動(dòng)而不遭受過度磨損或破損，即使在貨運(yùn)引起的重載條件下亦是如此。這可能歸因于通過設(shè)置用于此目的的加潤滑脂器在內(nèi)區(qū)中實(shí)現(xiàn)的利用潤滑脂進(jìn)行的潤滑作用。車軸具有以每個(gè)車輪有一個(gè)滑動(dòng)套筒的方式成形的棘爪系統(tǒng)，使得當(dāng)所述套筒的棘爪進(jìn)入安裝在車輪輪轂的環(huán)中設(shè)想的環(huán)狀、梯形凹槽時(shí)，實(shí)現(xiàn)使得可能維持恒定軌道寬度的鎖定。
[0018]車軸可被配置來通過修改滑動(dòng)套筒的長度以及車軸的長度，并且安裝具有環(huán)狀、梯形凹槽的更多的環(huán)并結(jié)合間隔環(huán)來實(shí)現(xiàn)兩種以上的寬度，所述間隔環(huán)被設(shè)想來將具有環(huán)狀凹槽的環(huán)分開，并且它們的分開將建立適當(dāng)?shù)木嚯x，直到實(shí)現(xiàn)期望的軌道寬度為止。
[0019]棘爪的每個(gè)套筒將旋轉(zhuǎn)緊固到車軸，因?yàn)樗峭ㄟ^環(huán)箍并緊固到車軸的基座環(huán)而固定，所述固定和環(huán)箍由旋擰到環(huán)箍基座環(huán)的帶螺紋段上的單個(gè)螺栓實(shí)施。為了實(shí)現(xiàn)軌道寬度尺寸的準(zhǔn)確調(diào)整，將在棘爪的套筒與環(huán)箍并緊固到車軸的基座環(huán)之間安裝校準(zhǔn)墊圈。為了防止棘爪套筒的維持鎖定的末端滑出環(huán)狀的環(huán)凹槽，將使用與一個(gè)或多個(gè)預(yù)張緊彈簧關(guān)聯(lián)的夾緊套筒。
[0020]當(dāng)施加能夠克服由安裝的預(yù)張緊彈簧提供的阻力并移動(dòng)棘爪的套筒的力時(shí)，將發(fā)生寬度的改變并因此發(fā)生車輪的解鎖或解封阻。由于車軸與安裝在軌道上的寬度改變裝置或平臺(tái)的相互作用，將在寬度改變的整個(gè)過程中施加所述力。所述力將被施加于緊固到棘爪的套筒的將壓縮安裝在車軸中的彈簧的盤狀推出器，以便將棘爪從環(huán)狀凹槽中釋放，從而促進(jìn)車輪在軸向方向上的運(yùn)動(dòng)，直到套筒末端的棘爪被容納在對(duì)應(yīng)于鐵路車輛將在其上循環(huán)的新軌道寬度的環(huán)狀凹槽中。
[0021]鐵路車軸還具有稱作兩角規(guī)的部件，所述兩角規(guī)用作車輪與車軸之間在旋轉(zhuǎn)方向上的聯(lián)接件，每個(gè)兩角規(guī)由在其間鉸接的一對(duì)半兩角規(guī)或支臂形成，其中涉及允許俯仰的球窩式接頭，使得此球窩式接頭的使用允許在其橫搖期間吸收車輪在車軸上的小的非軸向運(yùn)動(dòng)，從而防止連接它們的桿損壞。車輪與車軸之間的聯(lián)接在通過支撐套筒將一個(gè)半兩角規(guī)連接到車輪的內(nèi)側(cè)并將另一個(gè)半兩角規(guī)連接于環(huán)箍并緊固到車軸的基座環(huán)時(shí)發(fā)生。當(dāng)車軸在較大的軌道寬度配置上運(yùn)行時(shí)，兩角規(guī)支撐件另外用來保護(hù)具有環(huán)狀、梯形凹槽的環(huán)。
[0022]另外，鐵路車軸補(bǔ)充有波紋管式可延伸隔膜，所述波紋管式可延伸隔膜具有一個(gè)或多個(gè)皺褶并將充當(dāng)對(duì)較小軌道寬度位置的保護(hù)，使得所述隔膜通過平板接合到車軸并接合到車輪的外部部分，所述平板容納在車軸的凹形突出中，所述凹形突出接合到外部保護(hù)部件，并通過可延伸隔膜將接合到其的環(huán)接合到車輪。
[0023]構(gòu)成本發(fā)明的鐵路車軸目標(biāo)的結(jié)構(gòu)元素包括，S卩，如下:
[0024]-車軸被設(shè)計(jì)來支撐重載鐵路貨運(yùn)。
[0025]-鉸接兩角規(guī)系統(tǒng)的納入確保了在正常運(yùn)行期間車輪在車軸上的非軸向運(yùn)動(dòng)的吸收，而不致使接合兩個(gè)半兩角規(guī)的連接桿疲勞。
[0026]-在套筒棘爪與環(huán)的梯形凹槽之間的接觸區(qū)中，以及在棘爪的套筒與夾緊套筒之間的接觸區(qū)或外區(qū)中使用不含鐵材料延長了接觸元件的使用壽命。
[0027]-所有元件被設(shè)計(jì)成快速更換而無需輔助裝置。
[0028]所描述的鐵路車軸的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0029]-它解決了在各種寬度改變系統(tǒng)中出現(xiàn)的冰塊的問題。
[0030]-它實(shí)現(xiàn)了減少的維護(hù)，限于一般磨損。
[0031]-鐵路車軸適用于鐵路操作員可利用的任何雙軸式汽車和轉(zhuǎn)向架。
[0032]-鐵路車軸對(duì)于同時(shí)改變成兩種以上的寬度有效。
[0033]-鐵路車軸構(gòu)成高度堅(jiān)固組件。
[0034]-鐵路車軸具有足夠的結(jié)構(gòu)阻力來在其中間區(qū)域中容納剎車盤。
【附圖說明】
[0035]作為對(duì)以下所作的描述的補(bǔ)充，并且為了有助于使本發(fā)明的特征更加容易理解，本說明書附有形成其組成部分的一組圖，并且本說明書的圖通過示例而非限制的方式表示如下:
[0036]圖1示出可變寬度鐵路車軸組件的剖視圖，所述可變寬度鐵路車軸組件具有不同部件將它整合在兩個(gè)位置，一個(gè)是最大寬度而另一個(gè)是最小寬度。
[0037]圖2示出參與本發(fā)明的鐵路車軸的兩角規(guī)的剖視圖，其展示了并入在兩個(gè)兩角規(guī)之間的球窩式接頭。
[0038]圖3示出對(duì)應(yīng)于展示了環(huán)箍環(huán)和棘爪的套筒相對(duì)于車軸的固定的細(xì)節(jié)的剖視圖。
[0039]圖4最后示出對(duì)應(yīng)于由可變寬度車軸的外部保護(hù)波紋管構(gòu)成的可延伸隔膜的細(xì)節(jié)的剖視圖。