CN102076544B - 带转轴的可变轨距转向架及固定轨距变换设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带转轴的可变轨距转向架及固定轨距变化设备。该转向架包括：铁路货车承台；至少一个转轴(2)，该转轴在其外部区域包括所述承台的悬挂弹簧的轴承部分(10)，该轴承部分在内部包括轴承(12)，在该轴承(12)上通过连接装置装配两个车轮(1)，该连接装置允许车轮横向移动，并连接有锁定导向件(18)，所述横向移动通过该锁定导向件被控制成位于与两个轨距相应的位置处；以及容纳在所述轴承部分(10)内的轨距变换装置，该轨距变换装置是基于所述锁定导向件(18)和锁定器(22)的配合而工作，该锁定器在被用于执行轨距变换的固定设备中所设置的锁定/解锁导向器(24)致动时能竖直移动。

Description

带转轴的可变轨距转向架及固定轨距变换设备

技术领域

本发明涉及一种带有能在具有不同轨距的轨道上行进的装置的转向架，更具体地说是涉及这样一种转向架，其具有配备轨距变换装置的转轴，该轨距变换装置与设置在两种具有不同轨距的轨道之间的变换设备相配合，本发明还涉及一种固定轨距变换设备。

背景技术

在数十年前，本发明的申请人曾应西班牙国家铁路网（Renfe）就避免乘客在西-法边境更换列车的解决方案的邀标而开发了一种轨距变换系统，其为专利ES332,453的主题。一直到那时为止，由于伊比利亚半岛上的轨距（1668毫米）与欧洲轨距（1435毫米）之间存在差异，列车更换是必须的。

这种系统一方面需要在铁路单元中安装轮轴上的车轮的平移装置，另一方面需要在两种具有不同轨距的轨道之间装配固定设备。改变车轮间距离的操作是自动进行的，无须人的介入，列车按五个连续的阶段通过所述固定设备。在第一阶段，将车轮从它们的竖直载荷中释放出来；在第二阶段，将轮轴组件从把它们保持在运行位置的横向锁定机构中释放出来；在第三阶段，已从竖直载荷和横向锁定中释放出来的车轮进入导向器，随着轮轴的向前移动，该导向器按照新的轨距将车轮横向移动到新的运行位置；在第四和第五阶段，再次将车轮组件横向锁定，竖直载荷再次落到轮轴上，从而完成变换操作。

在这一铁路技术的里程碑式的创新之后，本发明的申请人又进行了不同的开发以将这种系统应用于不同的轨道结构：独立式轮轴、转向架、货车转向架和电力车转向架，其中，名称为“具有自动轨距变换功能且适用于传统货车转向架的铁路轮轴组件”的专利ES2130039中所描述的轮轴组件，可以被装入传统的货车转向架中以替换固定轨距轮轴而无须进行大的改动。

该轮轴集成了两个独立运行的组件（具有短轴或半轴以及两个轴承的车轮），车轮间的轨距变化是通过两个运行组件的同步横向移动以类似于泰尔戈（Talgo）列车中所采用的方式来进行，但它们仅在内部轴承中安装锁定装置，而不是在每个运行组件的两个轴承中均安装锁定装置。

在结构上，该轮轴组件包括轮轴架，其上安装两个运行组件及它们的锁定系统、运行组件之间的连接装置、两个刹车块平移架、车轮间的电气连接系统或电转轨系统、以及用于检测热内轴承的装置。

虽然在专利ES2130039中描述的技术提升了传统货车转向架对看变轨距的适应性，但铁路业不断需要新的解决方案以面对铁路货车在适应具有不同轨距的轨道中所遇到的各种问题。在这个意义上，必须指出，特别是在西班牙，在高速网络中使用欧洲轨距更加剧了对轨距变换的技术需求。

本发明旨在满足这一需求。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能适应具有不同轨距的铁路轨道的货车转向架，其中，非悬挂重量构件达到最小。

本发明的另一目的是提供一种能适应具有不同轨距的铁路轨道的货车转向架，其中，允许改变车轮间距离的装置发生意外解锁的危险达到最小。

上述及其它的目的由这样一种转向架来实现，其包括铁路货车承台和至少一个转轴，所述转轴上通过连接装置安装两个车轮，所述连接装置允许所述车轮横向移动并具有轨距变换装置，所述轨距变换装置使用能阻止/允许每个车轮横向移动的装置，诸如锁定器，其在被用于执行轨距变换的固定设备中所设置的锁定/解锁导向器致动时能竖直移动，其中，

--所述连接装置连接有锁定导向件，通过所述锁定导向件其横向移动受控制而位于与两个轨距对应的位置；

--所述转轴包括所述承台的轴承部分，所述轴承部分在内部包括轴承和容纳所述锁定导向件及所述锁定器的壳体，以及通过与所述固定设备的相应部件相配合而便于其锁定/解锁的装置；

--所述转轴在其端部固定有轴套；

--所述轴承部分还包括侧架，所述侧架具有支承靴和中心套环，所述支承靴能够搁置在所述固定设备上，在通过所述固定设备的过程中，所述中心套环用于通过连接于所述中心套环的半圆形轴套而支承所述转轴的所述端部。

在本发明的一个较佳实施例中，转向架还包括闩销作为附加的安全元件，该闩销通过水平弹簧连接于每个锁定器，用于与连接于轴承部分的所述闩销的保持件相配合而防止所述锁定器的竖直移动。

本发明的另一目的是提供一种用于执行轨距变换操作的固定设备，其适用于带有这样的装置的转向架，该装置使得允许改变车轮间距离的装置发生意外解锁的危险达到最小。

该目的由这样一种用于执行轨距变换的固定设备来实现，其包括滑动和支承导向器、横向移动导向器以及锁定/解锁导向器，其中，所述锁定/解锁导向器的头部构制成能克服所述水平弹簧的力而横向移动所述闩销。

本发明的其它的特点和优点，可以通过以下参照附图对本发明的示例性而非限制性的实施例进行的详细描述变得清楚。

附图说明

图1A-图1E是本发明的转向架的半个转轴的剖视图，其中转向架处于轨距变换过程的五个阶段。

图2A-图2E是本发明的处于轨距变换过程的五个阶段的转向架的半个转轴的侧视图。

图3A和图3B是本发明的转向架的转轴的简化侧视图和剖视图，示出轨距变换装置的基本元件。

图3C、图3D和图3E是装有锁定导向件的环的俯视图和剖视图。

图4是固定轨距变换设备的俯视图。

图5是固定轨距变换设备沿图4中的A-A线的剖视图。

具体实施方式

本发明的转向架包括：

--承台，其载荷通过悬挂弹簧11传递出去。

--至少一个转轴2，在其每一个端部上装配有：

a）车轮1，通过能允许其横向移动的连接装置来装配，

b）所述承台的轴承部分10，

c）轨距变换装置，其采用能阻止/允许车轮横向移动的装置，诸如锁定器22，其在被固定设备中所设置的锁定/解锁装置致动时能竖直移动。

在附图中所示的本发明的实施例中，用于将车轮1连接到转轴2的连接装置包括：

与车轮1成一体的套筒3，其在转轴2上滑动，转轴在其端部包括环7，该环具有轴向内轴承8，并固定有锁定导向器18，

管状件4，其通过套筒5和6固定于转轴2的中心部分。

在车轮1和轴向轴承8之间设有分隔套筒9，用于恒定地保持一个距离。

套筒3与管状件4相配合以便车轮1在轨距变换操作过程中的横向移动。为此，管状件4可设置有内部槽，套筒3可包括在轨距变换操作中的车轮1横向移动过程中与所述槽相配合的头部3’，如下面将会更详细说明的，该轨距变换操作是通过与套筒3成一体的锁定导向器18的移动来进行的，轴套13与锁定器22相配合来确定车轮1的与两个相关轨距对应的两个位置。

轴承部分10通过轴承12与转轴2相接触，并包括用于容纳所述锁定导向器18和所述锁定器22的内部壳体以及设置用作锁定器22的定位和插入装置的止挡件20。

转轴2的中心部分上通过前面所述的连接装置在与两个轨距对应的位置设有车轮1，该中心部分的直径大于转轴端部的直径。在两个轨距间的平移区域中设有套筒8’，其用作套筒3的移动的止挡件。在转轴2的端部处设有轴套13及罩盖15，它们通过螺钉固定于转轴2，从而在轨距变换操作过程中用作转轴的保护件，并用作轴承12的止挡件。

轴承部分10还包括侧架，其具有在固定设备中的支承和滑动靴16，为此目的，这些支承和滑动靴具有尼龙引导件17和中心套环，它们在经过固定设备的过程中用于通过连接于所述中心套环的半圆形轴套14而支承转轴2的端部，其中，转轴2由轴套13罩住，而半圆形轴套最好由青铜制成。如下面将会描述到的，在轨距变换操作过程中，转向架由这些支承和滑动靴16支承并在其上滑动，从而使车轮1不受载荷。

如本领域技术人员可以理解的，轴承部分的侧架的这种构造至少部分是由定心和滑动导轨19的配置所决定的。如果定心和滑动导轨具有其它的配置，则侧架的构造自然也将随之改变，以实现所需的功能。

锁定器22由两根竖直杆形成，这两根竖直杆通过中空桥彼此连接，该中空桥设计成使得固定轨距变换设备的双T形解锁导向器24的头部能引导通过所述中空桥，并且该中空桥具有尼龙导板23。为防止发生意外锁定/解锁，该锁定器包括预张紧安全弹簧28，用以在导向器22未与解锁导向器24相接触时防止该导向器发生不希望有的竖直移动。

在附图所示的实施例中，固定装置具有额外的安全件，其由闩销25构成，该闩销连接于锁定器22并能克服水平弹簧21的力横向移动，且还有保持件26连接于轴承部分10。当弹簧21处于静止位置时，闩销25与保持件26相接触，从而防止锁定器22的竖直移动。为了锁定器可以竖直移动，必须在弹簧21上施加一个使闩销25横向移动而脱离保持件26保持的力。

下面参照图4和图5来描述经过上述固定设备时的轨距变换过程，该固定设备的主要构件列于如下：

--大轨距轨道的导轨31的末端，

--小轨距轨道的导轨32的末端，

--定心和滑动导向器导轨19，

--锁定器22的锁定和解锁导向器24，

--车轮1的平移导向器27。

该固定设备是双向的，从大轨距到小轨距的变换是沿一个方向进行，而反之则沿另一个方向进行。

从大轨距铁路到达固定设备的铁路货车，其轨距变换过程如下。

第一阶段

当车轮1到达导轨31的向下区域时，转向架开始逐渐下降，直到滑动靴16与定心和滑动导向器导轨19相接触。此后，车轮1被除去载荷，并在整个变换过程中保持如此，直到在变换过程的末尾接触小轨距导轨32。

第二阶段

一旦转轴2定心并支承在定心和滑动导向器19上时，解锁导向器24的端部的头部被导入锁定器22的中空桥中，且由于该导向器的向下的轮廓，竖直弹簧28的力被克服，迫使锁定器22下降，从而使锁定导向件18解锁，因此锁定导向件便能够自由地横向移动，车轮也能随之移动。

在本发明的该较佳实施例中，固定装置包括闩销25作为额外的安全件，因此在该阶段还必须对水平弹簧21施加作用以使闩销25横向移动，从而解除保持件26对锁定器22下降的阻止作用。为此，固定设备的解锁导向器24的头部的一个侧部具有双T形，其从端部到中心具有渐变的宽度(progressivelyvariable gauge)，端部处要小于中心处，这可以从图1B和图1C的比较中看出；因此，导向器24用作一个元件来致动控制着闩销25横向移动的水平弹簧21。

至于导向器27，它们可以使得用于将车轮1连接于转轴2的连接装置横向移动，直至到达与小轨距轨道32相应的位置。

第三阶段

导向器24的向上的轮廓迫使导向器22向上移动，从而将导向件18锁定在新的位置。

本发明的该较佳实施例包括了闩销25和导向器24，且导向器的头部的一个侧部具有变化的宽度，在该实施例中，在阶段的末尾，弹簧21保持静止，闩销25由保持件26保持。

第四阶段

当车轮1到达轨道32时，滑动靴16不再支承在它们的滑动导向器19中，轨距变换操作结束。

尽管以上参照较佳的实施例对本发明进行了完整的描述，但显然在本发明的范围之内可以引入许多改动。因此，本发明的范围不应受到以上实施例的限制，而应由所附权利要求书来限定。

附图标记

1    车轮

2    转轴

3    套筒

3’  配合头部

4    管状件

5    套筒

6    套筒

7    环

8    内部轴向轴承

9    分隔套筒

10   轴承部分

11   悬挂弹簧

12   轴承

13   轴套

14   半圆形轴套

15   罩盖

16   支承和滑动靴

17   尼龙导向件

18   锁定导向件

19   定心和滑动导向器导轨

20   止挡件

21   水平弹簧

22   锁定器

23   尼龙导板

24   锁定/解锁导向器

25   闩销

26   保持件

27   车轮平移导向器

28   竖直安全弹簧

31   大轨距轨道的导轨

32   小轨距轨道的导轨

Claims (6)

1.一种转向架，其包括铁路货车承台和至少一个转轴（2），所述转轴上通过连接装置安装两个车轮（1），所述连接装置允许所述车轮横向移动并具有轨距变换装置，所述轨距变换装置使用能阻止/允许每个车轮（1）横向移动的装置，所述能阻止/允许每个车轮（1）横向移动的装置为锁定器（22），其在被用于执行轨距变换的固定设备中所设置的锁定/解锁导向器（24）致动时能竖直移动，其特征在于，

a）所述连接装置连接有锁定导向件（18），通过所述锁定导向件，所述连接装置的横向移动被控制在位于与两个轨距对应的位置；

b）所述转轴（2）包括所述承台的轴承部分（10），所述轴承部分在内部包括轴承（12）和容纳所述锁定导向件（18）及所述锁定器（22）的壳体、以及通过与所述固定设备的锁定/解锁导向器（24）相配合而便于锁定器（22）锁定/解锁的装置；

c）所述转轴（2）在其端部固定有轴套（13）；

d）所述轴承部分（10）还包括侧架，所述侧架具有支承靴（16）和中心套环，所述支承靴能够搁置在所述固定设备上，在通过所述固定设备的过程中，所述中心套环用于通过连接于所述中心套环的半圆形轴套（14）而支承所述转轴（2）的所述端部；

e）所述连接装置包括与所述车轮成一体的套筒（3），所述套筒与固定于所述转轴（2）的中心部分的管状件（4）相配合，并在其端部包括环（7），套筒端部的所述环具有内部轴向轴承（8），所述锁定导向件（18）固定于所述环。

2.如权利要求1所述的转向架，其特征在于，所述转轴（2）在其中心部分上在对应于两个轨距的位置处设有所述车轮（1），所述中心部分的直径大于所述转轴的通过所述轴承（12）与所述轴承部分（10）相接触的侧部的直径。

3.如权利要求1所述的转向架，其特征在于，所述转向架还包括通过水平弹簧（21）连接于每个锁定器（22）的闩销（25），所述水平弹簧用于与连接于所述轴承部分（10）的所述闩销（25）的保持件（26）相配合而防止所述锁定器的竖直移动。

4.如权利要求2所述的转向架，其特征在于，所述转向架还包括通过水平弹簧（21）连接于每个锁定器（22）的闩销（25），所述水平弹簧用于与连接于所述轴承部分（10）的所述闩销（25）的保持件（26）相配合而防止所述锁定器的竖直移动。

5.一种用于在如权利要求4所述的转向架移动通过时执行轨距变换的固定设备，其包括滑动和支承导向器（19）、横向移动导向器（27）以及锁定/解锁导向器（24），其特征在于，所述锁定/解锁导向器（24）的头部构制成能克服所述水平弹簧（21）的力而横向移动所述闩销（25）。

6.如权利要求5所述的用于执行轨距变换的固定设备，其特征在于，所述锁定/解锁导向器（24）具有双T形轮廓，其头部的半凸缘中的一个具有沿纵向从所述锁定/解锁导向器的端部到中心、从小到大的渐变的宽度。

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