Колесная тележка железнодорожного вагона, содержащая опущенную раму
Изобретение относится к области железнодорожных транспортных средств, в том числе к тележкам для транспортных средств с низким полом. Тележка содержит раму и колеса, установленные на буксах. Рама содержит по меньшей мере один продольный лонжерон. Букса закреплена на лонжероне посредством первичной подвески, содержащей упругий элемент. Подвеска обеспечивает раме возможность вертикального перемещения относительно оси буксы. Упругий элемент расположен между площадкой, соединенной с буксой, и опорной поверхностью, соединенной с рамой. Опорная поверхность и упругий элемент расположены в продольном направлении между лонжероном и осью вращения буксы. Уменьшается высота тележки. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к колесной тележке железнодорожного вагона, содержащей раму, имеющую по меньшей мере один лонжерон, проходящий в продольном направлении, и по меньшей мере одно колесо, при этом указанное колесо установлено на осевой буксе с возможностью вращения относительно указанной осевой буксы вокруг оси вращения, по существу перпендикулярной к продольному направлению, при этом указанная осевая букса закреплена на лонжероне при помощи устройства первичной подвески, содержащего упругий элемент, выполненный с возможностью обеспечения смещения в направлении подъема рамы относительно осевой буксы и относительно колеса, при этом направление подъема является по существу перпендикулярным к продольному направлению и к оси вращения, при этом указанный упругий элемент расположен между площадкой, неподвижно соединенной с осевой буксой, и опорной поверхностью, неподвижно соединенной с рамой.
Изобретение относится также к железнодорожному вагону, содержащему такую колесную тележку.
В колесной тележке железнодорожного вагона, как известно, раму колесной тележки подвешивают относительно колесных осей через первичные подвески, расположенные между осевыми буксами, на которых установлены с возможностью вращения колеса, и лонжеронами колесной тележки. Такие первичные подвески позволяют амортизировать деформации, такие как искривления путей, между колесными осями и рамой.
Как показано на фиг. 1, где представлена часть известной колесной тележки, каждая первичная подвеска обычно содержит упругий элемент 1, такой как геликоидальная пружина, проходящий между площадкой 2, расположенной на осевой буксе 4, и опорной поверхностью 6, находящейся под лонжероном 8 рамы. Таким образом, во время движения железнодорожного вагона допускается смещение в по существу вертикальном направлении подъема между колесной осью и рамой, что обеспечивает необходимую амортизацию. Такая конструкция необходима для обеспечения восприятия усилий, создаваемых массой вагона, расположенного над колесной тележкой. Однако такая конструкция колесной тележки требует, чтобы лонжерон 6 располагался над осевой буксой, что приводит к увеличению габарита колесной тележки в направлении подъема.
Такой габарит может быть нежелательным, в частности, в случае двухэтажных железнодорожных вагонов, которые требуют наличия нижнего пола. В случае слишком габаритной колесной тележки невозможно иметь два этажа непосредственно над колесной тележкой, если не ограничить значительно объем пассажирского помещения, что может создать неудобство для передвижения пассажиров. Некоторые железнодорожные вагоны могут иметь только один проход, называемый соединительным проходом, только с одним этажом над колесными тележками, что вынуждает проходить по лестнице для перехода из одного вагона в другой, когда пассажир не находится на уровне, где расположен соединительный переход.
Задача изобретения состоит в устранении вышеуказанных недостатков за счет создания колесной тележки с уменьшенным габаритом, в частности, в направлении подъема.
В связи с этим изобретением предложена колесная тележка вышеупомянутого типа, в которой площадка, опорная поверхность и упругий элемент расположены в продольном направлении между осью вращения и лонжероном.
При смещении площадки, опорной поверхности и упругого элемента таким образом, чтобы они располагались в продольном направлении между осью вращения и лонжероном, высвобождается пространство над осевой буксой, так как лонжерон больше не должен обязательно находиться над осевой буксой. При этом по-прежнему допускается смещение в направлении подъема между осевой буксой и лонжероном.
Согласно другому признаку заявленной колесной тележки, устройство первичной подвески дополнительно содержит нижнюю тягу, шарнирно соединенную, с одной стороны, с нижней шарнирной точкой лонжерона и, с другой стороны, с нижней шарнирной точкой осевой буксы, и верхнюю тягу, шарнирно соединенную, с одной стороны, с верхней шарнирной точкой лонжерона и, с другой стороны, с верхней шарнирной точкой осевой буксы, при этом нижняя шарнирная точка и верхняя шарнирная точка лонжерона и соответственно осевой буксы расположены одна под другой в направлении подъема, при этом площадка, опорная поверхность и упругий элемент расположены в направлении подъема между нижней тягой и верхней тягой.
Нижняя и верхняя тяги обеспечивают восприятие прикладываемых усилий между рамой и катящейся частью колесной тележки в направлении подъема и восприятие момента, создаваемого по причине консольной установки упругого элемента относительно оси вращения.
Согласно другим отличительным признакам заявленной колесной тележки, рассматриваемым отдельно или в любых технически возможных комбинациях:
- нижняя шарнирная точка и верхняя шарнирная точка осевой буксы расположены с двух сторон от оси вращения в направлении подъема;
- нижняя шарнирная точка и верхняя шарнирная точка осевой буксы расположены с двух сторон от оси вращения в продольном направлении;
- оси шарнирного соединения нижней и верхней тяг с лонжероном и с осевой буксой по существу параллельны оси вращения;
- нижняя тяга и верхняя тяга имеют одинаковую длину;
- опорная поверхность проходит в продольном направлении от продольного конца лонжерона к осевой буксе, при этом указанный продольный конец расположен напротив осевой буксы в продольном направлении;
- лонжерон расположен на высоте, измеренной в направлении подъема, меньшей высоты колеса;
- упругий элемент содержит по меньшей мере одну геликоидальную пружину с осью, проходящей в направлении подъема; и
- рама содержит по меньшей мере два лонжерона, каждый из продольных концов которых закреплен на осевой буксе при помощи устройства первичного шарнирного соединения, при этом на каждой из указанных осевых букс с возможностью вращения установлено колесо, при этом упругие элементы устройств первичного шарнирного соединения расположены, каждый, между осевой буксой и продольным концом лонжерона в продольном направлении.
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве примера со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показана часть известной колесной тележки; схематичный вид сбоку;
на фиг. 2 схематично показана часть заявленной колесной тележки, вид сбоку;
на фиг. 3 упрощенно показана заявленная колесная тележка, вид сверху.
В описании термин «продольный» определен относительно направления движения железнодорожного вагона по рельсам. Термин «поперечный» определен в направлении, перпендикулярном к продольному направлению и соответствующем направлению, в котором рельсы отстоят друг от друга. Термин «подъем» определен в направлении, перпендикулярном к продольному направлению и к поперечному направлению. Когда железнодорожный вагон движется по горизонтальным рельсам, продольное и поперечное направления являются по существу горизонтальными, и направление подъема является по существу вертикальным. Термины «под» и «над» определены относительно направления подъема.
На фиг. 2 и 3 показана колесная тележка 10, содержащая раму 12 и по меньшей мере одно колесо 14, соединенное с лонжероном 16 рамы 12 при помощи осевой буксы 18 и устройства 20 первичной подвески.
Согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 3, колесная тележка 10 содержит, как известно, четыре колеса 14, каждое из которых соединено с рамой 12 при помощи осевой буксы 18 и устройства 20 первичной подвески. Колеса 14 попарно соединены валом 22, образуя две колесные оси, каждая из которых установлена с возможностью вращения в паре осевых букс 18. Рама 12 содержит два лонжерона 16, каждый из которых соединяет одну из осевых букс 18 одной пары с одной из осевых букс 18 другой пары осевых букс 18. Лонжероны 16 соединены, например, друг с другом двумя поперечными балками 24. Однако такая частная структура колесной тележки 10 представлена только в качестве примера, и можно предусмотреть другие конструкции. Так, каждое колесо может быть установлено с возможностью вращения в осевой буксе независимо от других колес. Колесная тележка может содержать более двух лонжеронов, например, шарнирно соединенных между собой. Колеса показаны расположенными снаружи колесной тележки 10, но они могут быть расположены внутри. Колесная тележка может быть моторной или нет, то есть она может содержать или не содержать один или два двигателя для приведения во вращение одной или обеих колесных осей колесной тележки 10.
В дальнейшем тексте описания будет описана только связь между колесом, осевой буксой и лонжероном, причем эта связь является одинаковой для всех колес, осевых букс и лонжеронов.
Колесо 14 установлено с возможностью вращения относительно осевой буксы 18 вокруг по существу поперечной оси вращения А и имеет высоту h, измеренную в направлении подъема, равную диаметру колеса 14. Высота h по существу составляет, например, от 750 мм до 1250 мм.
Лонжерон 16 проходит в продольном направлении на высоте h’, измеренной в направлении подъема, меньшей высоты h колеса. Под «меньшей» следует понимать, что лонжерон 16 не имеет никакой части, расположенной на высоте, превышающей высоту колеса. В частности, лонжерон 16 не имеет части, возвышающейся над осевой буксой 18, как показано на фиг. 2. Высота h’, например, по существу составляет от 475 мм до 725 мм. Такой результат можно получить при помощи устройства 20 первичной подвески в соответствии с изобретением, что будет описано ниже.
Когда устройство 20 первичной подвески не подвергается никакому воздействию, лонжерон 16 расположен по существу на той же высоте, что и осевая букса 18, напротив этой буксы. Устройство 20 первичной подвески расположено в продольном направлении между продольным концом 26 лонжерона 16 и осевой буксой 18, соединяя в подвешенном положении осевую буксу 18 с лонжероном 16.
Устройство 20 первичной подвески содержит по меньшей мере один упругий элемент 28, расположенный между площадкой 30, неподвижно соединенной с осевой буксой 18, и опорной поверхностью 32, неподвижно соединенной с лонжероном 16.
Согласно варианту осуществления, площадка 30 и осевая букса 18 образуют единую деталь.
Согласно варианту осуществления, опорная поверхность 32 и лонжерон 16 образуют единую деталь.
Опорная поверхность 32 расположена над и параллельно площадке 30 таким образом, что они вместе образуют пространство, которое проходит в направлении подъема и в котором находится упругий элемент 28.
Площадка 30 неподвижно соединена с нижней частью 34 осевой буксы 18 и проходит от нее в продольном направлении к продольному концу 26 лонжерона 16. Таким образом, площадка 30 смещена в продольном направлении внутрь колесной тележки 10 по отношению к оси вращения А. Опорная поверхность 32 расположена в продольном направлении напротив площадки 30, начиная от верхней части лонжерона 16, то есть опорная поверхность 32 смещена в продольном направлении в сторону осевой буксы 18 по отношению к продольному концу лонжерона 16.
Упругий элемент 28 выполнен, например, в виде геликоидальной пружины, ось которой проходит по существу в направлении подъема и концы которой опираются на площадку 30, с одной стороны, и на опорную поверхность 32, с другой стороны. Согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 2, устройство первичной подвески содержит две коаксиальные геликоидальные пружины, при этом одна из пружин расположена внутри другой и намотана в противоположном направлении. Поскольку упругий элемент 28 расположен между площадкой 30 и опорной поверхностью 32, этот упругий элемент 28 расположен также между осевой буксой 18 и продольным концом 26 лонжерона 16 в продольном направлении.
Кроме того, устройство первичной подвески дополнительно содержит две тяги, а именно нижнюю тягу 38 и верхнюю тягу 40, каждая из которых соединяет продольный конец 26 лонжерона 16 с осевой буксой 18.
Нижняя 38 и верхняя 40 тяги являются идентичными, то есть имеют одинаковую форму и одинаковую длину и проходят параллельно по существу в продольных направлениях, когда устройство первичной подвески не находится под нагрузкой. Каждая тяга 38, 40 шарнирно соединена, с одной стороны, одним из своих концов с осевой буксой 18 и, с другой стороны, своим концом с лонжероном 16 вокруг шарнирных осей, по существу параллельных оси вращения А.
В частности, нижняя тяга 38 шарнирно соединена с нижней частью 34 осевой буксы, с одной стороны, и с нижней частью 42 лонжерона 16, с другой стороны. Нижняя шарнирная точка 44 между нижней тягой 38 и нижней частью 34 смещена в продольном направлении и в направлении подъема относительно оси вращения А. Таким образом, нижняя шарнирная точка 44 смещена в сторону площадки 30 в продольном направлении и расположена под осью вращения А в направлении подъема, как показано на фиг. 2.
Верхняя тяга 40 шарнирно соединена с верхней частью 46 осевой буксы, с одной стороны, и с верхней частью 36 лонжерона 16, с другой стороны. Верхняя шарнирная точка 48 между верхней тягой 40 и верхней частью 46 смещена в продольном направлении и в направлении подъема относительно оси вращения А. Таким образом, верхняя шарнирная точка 48 смещена наружу колесной тележки в продольном направлении и расположена над осью вращения А в направлении подъема, как показано на фиг. 2.
Таким образом, нижняя 44 и верхняя 48 шарнирные точки расположены с двух сторон от оси вращения А в продольном направлении и в направлении подъема. Согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 2, нижняя 44 и верхняя 48 шарнирные точки и ось вращения А совмещены по прямой, имеющей наклон относительно продольного направления и направления подъема.
Поскольку нижняя 38 и верхняя 40 тяги являются идентичными, нижняя шарнирная точка 50 между нижней тягой 38 и нижней частью 42 лонжерона и верхняя шарнирная точка 52 между верхней тягой 40 и верхней частью 36 лонжерона смещены также относительно друг друга в продольном направлении и в направлении подъема.
Таким образом, шарнирные точки 44, 48, 50, 52 образуют параллелограмм, деформирующийся в зависимости от движения тяг, задаваемого движением лонжерона 16 относительно осевой буксы 18. Такой деформирующийся параллелограмм позволяет воспринимать прикладываемые усилия между рамой и катящейся частью колесной тележки в направлении подъема и воспринимать момент, создаваемый в результате консольной установки упругого элемента относительно оси вращения А, то есть установки, смещенной в продольном направлении и в направлении подъема, упругого элемента 28 относительно оси вращения А.
Площадка 30, опорная поверхность 32 и упругий элемент 28 расположены между нижней тягой 38 и верхней тягой 40 в направлении подъема.
Поскольку площадка 30 проходит от нижней части 34 осевой буксы 18 в сторону лонжерона 16, нет необходимости располагать опорную поверхность напротив площадки и предусматривать, чтобы лонжерон проходил над осевой буксой 18, как в известных решениях. Таким образом, если сравнить традиционную колесную тележку, показанную на фиг. 1, и заявленную тележку, то над осевой буксой 18 можно получить выигрыш в пространстве от 200 мм до 450 мм.
Таким образом, габарит рамы 12 в направлении подъема уменьшился, так как высота h’, на которой расположен лонжерон 16, может быть меньше высоты h колеса, как было указано выше, и одновременно сохранено эффективное устройство 20 первичного шарнирного соединения, выполненное с возможностью подвески рамы 12 относительно осевой буксы 18.
Такая колесная тележка наиболее адаптирована для железнодорожных вагонов с низким полом, в которых желательно, чтобы низкий пол был также расположен над колесной тележкой без ограничения свободного объема напротив тележки. Например, это относится к двухэтажному железнодорожному вагону, в котором соединительный проход, соединяющий два вагона и расположенный над колесной тележкой, тоже имеет два этажа.
В таком железнодорожном вагоне соединительный проход содержит нижний пол, соединяющий нижние полы двух смежных вагонов, и верхний пол, соединяющий верхние полы этих двух вагонов, при этом нижний пол проходит над колесной тележкой. Поскольку лонжероны 16 рамы расположены на меньшей высоте, высоту нижнего пола соединительного прохода можно уменьшить, что позволяет увеличить свободное пространство в соединительном проходе.
Такую колесную тележку можно также использовать, когда она находится под вагоном с опущенным нижним полом.
1. Колесная тележка железнодорожного вагона, содержащая раму, имеющую по меньшей мере один лонжерон, проходящий в продольном направлении, и по меньшей мере одно колесо, установленное на осевой буксе с возможностью вращения относительно указанной осевой буксы вокруг оси вращения, по существу перпендикулярной к продольному направлению, при этом указанная осевая букса закреплена на лонжероне при помощи устройства первичной подвески, содержащего упругий элемент, выполненный с возможностью обеспечения смещения рамы в направлении подъема относительно осевой буксы и колеса, при этом направление подъема является по существу перпендикулярным к продольному направлению и к оси вращения, при этом указанный упругий элемент расположен между площадкой, неподвижно соединенной с осевой буксой, и опорной поверхностью, неподвижно соединенной с рамой, отличающаяся тем, что площадка, опорная поверхность и упругий элемент расположены в продольном направлении между осью вращения и лонжероном.
2. Колесная тележка по п. 1, в которой устройство первичной подвески дополнительно содержит нижнюю тягу, шарнирно соединенную с одной стороны с нижней шарнирной точкой лонжерона и с другой стороны с нижней шарнирной точкой осевой буксы, и верхнюю тягу, шарнирно соединенную с одной стороны с верхней шарнирной точкой лонжерона и с другой стороны с верхней шарнирной точкой осевой буксы, при этом нижняя шарнирная точка и верхняя шарнирная точка лонжерона и соответственно осевой буксы расположены одна под другой в направлении подъема, при этом площадка, опорная поверхность и упругий элемент расположены в направлении подъема между нижней тягой и верхней тягой.
3. Колесная тележка по п. 2, в которой нижняя шарнирная точка и верхняя шарнирная точка осевой буксы расположены с двух сторон от оси вращения в направлении подъема.
4. Колесная тележка по п. 2 или 3, в которой нижняя шарнирная точка и верхняя шарнирная точка осевой буксы расположены с двух сторон от оси вращения в продольном направлении.
5. Колесная тележка по п. 2 или 3, в которой оси шарнирного соединения нижней и верхней тяг с лонжероном и с осевой буксой по существу параллельны оси вращения.
6. Колесная тележка по п. 2 или 3, в которой нижняя тяга и верхняя тяга имеют одинаковую длину.
7. Колесная тележка по любому из пп. 1-3, в которой опорная поверхность проходит в продольном направлении от продольного конца лонжерона к осевой буксе, при этом указанный продольный конец расположен напротив осевой буксы в продольном направлении.
8. Колесная тележка по любому из пп. 1-3, в которой лонжерон расположен на высоте, измеренной в направлении подъема, меньшей высоты колеса.
9. Колесная тележка по любому из пп. 1-3, в которой упругий элемент содержит по меньшей мере одну геликоидальную пружину с осью, проходящей в направлении подъема.
10. Колесная тележка по любому из пп. 1-3, в которой рама содержит по меньшей мере два лонжерона, каждый из продольных концов которых закреплен на осевой буксе при помощи устройства первичного шарнирного соединения, при этом на каждой из указанных осевых букс с возможностью вращения установлено колесо, причем упругие элементы устройств первичного шарнирного соединения расположены, каждый, между осевой буксой и продольным концом лонжерона в продольном направлении.
