CN105492292A - 自动改变成多种轨道宽度的铁路车轴 - Google Patents

Abstract

铁路车轴包括通过滑动调整安装在车轴(2)上的铁路车轮(1)，所述滑动调整通过插入在所述车轮(1)的内侧(4)上利用润滑脂进行润滑的调整衬套(3)而进行，允许从一种宽度转换成另一种宽度而不需要释放车轮荷载。通过旋转紧固到所述车轴(2)的棘爪(5’)的套筒(5)，所述车轮(1)在所述车轴(2)上就其轴向运动而言是固定不动的，所述棘爪(5’)容纳在设置于安装在所述车轮(1)的轮毂(7)上的环(6)中的环状、梯形凹槽(6’)中，锁定和解锁涉及夹紧套筒(10)和可通过盘状推出器(12)克服其力的预张紧弹簧(11)，所述铁路车轴还包括铰接两角规(13)，所述铰接两角规(13)的一端连接到所述实际铰接两角规(13)的支撑套筒(14)并且另一端连接于环箍并紧固到所述车轴的基座环(9)。

Description

自动改变成多种轨道宽度的铁路车轴

发明目标

本发明涉及一种自动改变成多种轨道宽度的铁路车轴，使得能够解决世界各地在不同铁路网中采用的轨道宽度差别的问题，所述问题代表了铁路运输的障碍，需要转移货物或手动改变宽度。

确切来说，本发明的铁路车轴被设想来改变轨道车辆车轮之间的宽度以连续地从一种轨道宽度转换成另一种轨道宽度，使得它们沿具有轨道和护轨的转换轨道部分循环，所述转换轨道部分通过连续地变化其宽度将具有不同宽度的两个轨道连接起来。

本发明的目标是消除目前由货运和客运两者宽度的改变所代表的物理障碍，以便顺利地执行所述转换，而不需要在宽度改变过程期间停止并且不需要释放车轮荷载。

本发明涉及铁路领域，并且更确切地说，涉及对应于铁路车辆或车队的车轮串联领域。

背景技术

铁路网之间的宽度差别的问题是历史上已通过主要面向客运的解决方案来解决的问题，所述解决方案尤其为CAF、Talgo或Brava万能转换轧制系统(UniversalShiftingRollingSystem)，当前能令人满意地发挥作用。

然而，在铁路货运领域，存在基于自动改变成可变宽度的车轴的不同已知解决方案，各自具有其自身特征，但是无一能够解决由于强加的严格重载要求而给货运带来的挑战。

因此，已知命名为“配备有自动轨道宽度改变并能适应常规货物转向架的铁路车轴组件”的Talgo系统。然而，这不是典型的连续安装车轴并且宽度改变过程通过释放车轮荷载来执行。除了锁在极低温度情况下执行效果会较差的可能性之外，它需要在内部热箱的检测方面存在问题的内部轴承。所述锁设置在直立位置并具有空心桥，所述空心桥在接收宽度改变装置的解锁导引件的适当轮廓的头部时接合竖直的解封阻杆，这要求对车轴的精确作用。

对于货运有效的典型的组装车轴系统包括，即，波兰SUW2000系统和德国RafilV型系统。

SUW2000具有通过带螺纹的阳阴接合元件在轮组之间传递扭矩的复杂性，所述接合元件在接触区中发生严重的磨损损耗，产生最终由车轮锁定系统支撑并随后破坏它的间隙，从而增加维护工作的复杂性。

已知其他可变宽度系统，通过固定两角规解决这个问题，但不具有铰接连接并且设置在车轴的外部部分上，这增加了疲劳并因此增加了所述部分的破损。另外，它们需要专门设计的润滑脂箱，所述润滑脂箱大大提高了解决方案的成本。还已知其他可变宽度系统，其中执行宽度变化所需要的力通过铁路车轮的额外车轮胎面的导引来施加，这增加了多余重量。在其他车轴中，宽度改变过程通过与宽度改变平台相互作用的摆动件的参与来实施，所述摆动件是除了使维护进一步复杂化之外还给系统增加多余重量的元件。

此外，RafilV型和SUW2000两者均具有仅适用于两种不同轨道宽度的特点，从而将其使用限制到单一铁路边界，限定了到具有多种宽度的其他网络的任何运输，如在欧洲与亚洲货运中所需要的。

另外，存在通常与当前可变宽度铁路车轴相关联的问题，因为它们需要使用来自制造商的特定轧制材料，这代表了对于其在货运中使用的障碍，因为对于现有固定宽度不能再利用汽车和转向架列队，增加了总操作成本。

概括地说，目前没有具有自动轨道宽度改变的铁路车轴，所述铁路车轴解决在具有不同轨道宽度的基础设施之间的国际铁路货运的问题，能够顺利地并且以维护要求改变到两种以上的宽度而不需要释放车轮荷载，不需要车轮内侧上的轴承，并且适用于操作员通常使用的双轴式汽车和货物转向架。

发明描述

不需要释放车轮荷载的自动改变成多种轨道宽度的铁路车轴是基于新车轴的设计，所述新车轴安装在列车上，允许其在具有不同宽度的铁路网之间自由地循环。宽度的改变在经过安装在轨道上的系统时执行，所述系统负责执行对应的操纵，所述操纵实现设想用于此目的的内部机构的解锁及随后的锁定。

确切地说，本发明的铁路车轴由实际车轴和通过调整衬套联接到所述车轴的两个车轮组成，允许车轮在载荷条件下在车轴上的轴向运动而不遭受过度磨损或破损，即使在货运引起的重载条件下亦是如此。这可能归因于通过设置用于此目的的加润滑脂器在内区中实现的利用润滑脂进行的润滑作用。车轴具有以每个车轮有一个滑动套筒的方式成形的棘爪系统，使得当所述套筒的棘爪进入安装在车轮轮毂的环中设想的环状、梯形凹槽时，实现使得可能维持恒定轨道宽度的锁定。

车轴可被配置来通过修改滑动套筒的长度以及车轴的长度，并且安装具有环状、梯形凹槽的更多的环并结合间隔环来实现两种以上的宽度，所述间隔环被设想来将具有环状凹槽的环分开，并且它们的分开将建立适当的距离，直到实现期望的轨道宽度为止。

棘爪的每个套筒将旋转紧固到车轴，因为它是通过环箍并紧固到车轴的基座环而固定，所述固定和环箍由旋拧到环箍基座环的带螺纹段上的单个螺栓实施。为了实现轨道宽度尺寸的准确调整，将在棘爪的套筒与环箍并紧固到车轴的基座环之间安装校准垫圈。为了防止棘爪套筒的维持锁定的末端滑出环状的环凹槽，将使用与一个或多个预张紧弹簧关联的夹紧套筒。

当施加能够克服由安装的预张紧弹簧提供的阻力并移动棘爪的套筒的力时，将发生宽度的改变并因此发生车轮的解锁或解封阻。由于车轴与安装在轨道上的宽度改变装置或平台的相互作用，将在宽度改变的整个过程中施加所述力。所述力将被施加于紧固到棘爪的套筒的将压缩安装在车轴中的弹簧的盘状推出器，以便将棘爪从环状凹槽中释放，从而促进车轮在轴向方向上的运动，直到套筒末端的棘爪被容纳在对应于铁路车辆将在其上循环的新轨道宽度的环状凹槽中。

铁路车轴还具有称作两角规的部件，所述两角规用作车轮与车轴之间在旋转方向上的联接件，每个两角规由在其间铰接的一对半两角规或支臂形成，其中涉及允许俯仰的球窝式接头，使得此球窝式接头的使用允许在其横摇期间吸收车轮在车轴上的小的非轴向运动，从而防止连接它们的杆损坏。车轮与车轴之间的联接在通过支撑套筒将一个半两角规连接到车轮的内侧并将另一个半两角规连接于环箍并紧固到车轴的基座环时发生。当车轴在较大的轨道宽度配置上运行时，两角规支撑件另外用来保护具有环状、梯形凹槽的环。

另外，铁路车轴补充有波纹管式可延伸隔膜，所述波纹管式可延伸隔膜具有一个或多个皱褶并将充当对较小轨道宽度位置的保护，使得所述隔膜通过平板接合到车轴并接合到车轮的外部部分，所述平板容纳在车轴的凹形突出中，所述凹形突出接合到外部保护部件，并通过可延伸隔膜将接合到其的环接合到车轮。

构成本发明的铁路车轴目标的结构元素包括，即，如下：

-车轴被设计来支撑重载铁路货运。

-铰接两角规系统的纳入确保了在正常运行期间车轮在车轴上的非轴向运动的吸收，而不致使接合两个半两角规的连接杆疲劳。

-在套筒棘爪与环的梯形凹槽之间的接触区中，以及在棘爪的套筒与夹紧套筒之间的接触区或外区中使用不含铁材料延长了接触元件的使用寿命。

-所有元件被设计成快速更换而无需辅助装置。

所描述的铁路车轴的优点如下：

-它解决了在各种宽度改变系统中出现的冰块的问题。

-它实现了减少的维护，限于一般磨损。

-铁路车轴适用于铁路操作员可利用的任何双轴式汽车和转向架。

-铁路车轴对于同时改变成两种以上的宽度有效。

-铁路车轴构成高度坚固组件。

-铁路车轴具有足够的结构阻力来在其中间区域中容纳刹车盘。

附图说明

作为对以下所作的描述的补充，并且为了有助于使本发明的特征更加容易理解，本说明书附有形成其组成部分的一组图，并且本说明书的图通过示例而非限制的方式表示如下：

图1示出可变宽度铁路车轴组件的剖视图，所述可变宽度铁路车轴组件具有不同部件将它整合在两个位置，一个是最大宽度而另一个是最小宽度。

图2示出参与本发明的铁路车轴的两角规的剖视图，其展示了并入在两个两角规之间的球窝式接头。

图3示出对应于展示了环箍环和棘爪的套筒相对于车轴的固定的细节的剖视图。

图4最后示出对应于由可变宽度车轴的外部保护波纹管构成的可延伸隔膜的细节的剖视图。

本发明的优选实施方案

如在前述图中可观察到，本发明的可变宽度车轴目标被设想来能够以完全令人满意的方式从一种宽度改变成另一种宽度，使得根据图1，铁路车轴作为整体包括车轮(1)，所述车轮(1)利用滑动调整安装在对应的车轴(2)上，所述滑动调整即为车轮(1)在车轴(2)上的轴向滑动能力。此滑动调整由于使用在车轮(1)的内侧(4)上利用润滑脂进行润滑的调整衬套(3)而发生，允许从一种宽度转换成另一种宽度而不需要释放车轮荷载，即使在诸如货运的重载条件下亦是如此。通过棘爪(5’)的套筒(5)，车轮(1)相对于车轴(2)将是固定不动的，所述棘爪(5’)的套筒(5)将在棘爪(5’)容纳在设置于安装在车轮(1)自身的轮毂(7)上的环(6)中的梯形凹槽(6’)中时阻止车轮的轴向运动，使得梯形凹槽(6’)的布置将建立环状凹槽，从而能够通过修改车轮(1)的轮毂(7)的长度、车轮(1)的长度并使用设置在凹槽(6’)的环(6)之间的间隔环(8)来实现两种或更多种轨道宽度的配置。

棘爪(5’)将旋转紧固到车轴(2)并且通过环箍并紧固到车轴的基座环(9)被固定而容纳在环(6)的梯形凹槽中，在梯形凹槽中它们将沿整个周长形成环状楔体。为了防止损坏棘爪(5’)，将在其与梯形凹槽(6’)的接触区中和与夹紧套筒(10)接触的外部部分上使用不含铁材料，夹紧套筒(10)被设想来通过一个或多个预张紧弹簧(11)的作用防止棘爪(5’)脱离梯形凹槽(6’)。

为了执行宽度的改变，所述棘爪(5’)必须相对于凹槽(6’)是解封阻的，这可以通过克服一个或多个预张紧弹簧(11)并移动夹紧套筒(10)的力的作用来实现，所述力是当所述车轴循环通过被设想来执行宽度改变的轨道装置或机构时施加的力。

在转换期间，将致动紧固到所述夹紧套筒(10)的将压缩一个或多个预张紧弹簧(11)的盘状推出器(12)，从而将棘爪(5’)从凹槽(6’)中释放以便促进在轴向方向上的运动，直到期望的棘爪(5’)进入对应的凹槽(6’)并建立对其做出改变的新轨道宽度。车轮(1)与车轴(2)之间在旋转方向上的联接基于铰接两脚规(13)实施，所述两脚规(13)的一端通过支撑套筒(14)连接到车轮(1)的内侧并且另一端连接于环箍并紧固到车轴(2)的基座环(9)，具有棘爪(5’)的套筒(5)也连接到所述基座环(9)，从而实现两个车轮(1)之间的力矩传递而不妨碍轴向运动。当车轴(2)处于最大轨道宽度位置时，两角规支撑件(14)将转而用来保护具有梯形凹槽(6’)的环(6)。

图2示出由两个半两角规(15)形成的铰接两角规系统(13)的更详细的视图，所述两个半两角规(15)通过铰接轴(16)使得旋转变得可能，以及通过联接到所述轴(16)并容纳在半两角规(15)之一中的球窝式接头(17)使移位变得可能。此球窝式接头(17)的使用吸收在正常运行期间车轮(1)在车轴(2)上的小的非轴向运动，而不致使连接它们的杆疲劳，从而防止杆损坏。在车轴(2)的内侧上传递车轮(1)之间的旋转运动并且在转换期间不必释放车轮(1)荷载的铰接两角规(13)的位置，使得可以使用标准运行系统并且使得能够在现有车辆中使用所述可变宽度铁路车轴，仅需要对其应用较小的改变。

图3示出将棘爪(5’)的套筒(5)固定到车轴(2)的更精确的视图，所述固定通过旋拧到基座环(9)的带螺纹段上的单个螺栓(18)来实施。为了允许对尺寸进行准确调整，将在基座环(9)与棘爪(5’)的套筒(5)之间插入校准垫圈(19)。

图4示出当车轴(2)处于最小轨道宽度位置时的保护系统，所述保护系统是基于具有一个或多个皱褶的波纹管式可伸展隔膜(20)，所述波纹管式可伸展隔膜(20)将通过设置在车轴(2)的凹形突出(23)上的平板(21)接合到车轴(2)，所述凹形突出(23)接合到外部保护部件，并通过可伸展隔膜(20)将接合到其的环(22)接合到车轮(1)的外部部分。

最后，应当注意，关于铁路制动系统，刹车盘可任选地设置在车轴的中间区域，紧固到其，或设置成紧固到车轮，在后种情况下，要求简单的转向系统在从一种宽度转换成另一种宽度期间伴随车轮的运动。

Claims (7)

1.一种自动改变成多种轨道宽度的铁路车轴，其包括通过滑动调整安装在车轴(2)上的车轮(1)，允许从一种宽度转换成另一种宽度而不需要释放车轮荷载，即使在重载的情况下亦是如此，其中通过旋转紧固到所述车轴(2)的棘爪(5’)的套筒(5)，所述车轮(1)在所述车轴(2)上就其轴向运动而言是固定不动的，设想在所述套筒(5)的末端之一上的所述棘爪(5’)容纳在环状、梯形凹槽(6’)中，所述凹槽(6’)彼此间隔开以允许配置所述轴向操作宽度，参与其中的为与一个或多个预张紧弹簧(11)关联的夹紧套筒(10)，并与以铰接方式连接在所述车轴与所述车轮之间的铰接两角规(13)相配合，其特征在于其中容纳所述套筒(6)的所述棘爪(6’)的所述环状、梯形凹槽(5’)限定安装在所述车轮(1)的轮毂(7)上的环(5)，其间插入间隔环(8)；设想所述棘爪(6’)与所述环状、梯形凹槽(5’)之间，以及所述棘爪(6’)的外区与所述夹紧套筒(10)之间的接触区的表面由不含铁材料制成，附加特征在于，安装在本身处于半两角规(15)之间的铰接轴(16)上的球窝式接头(17)参与形成所述铰接两角规(13)的所述半两角规(15’)之间的铰接，以便吸收所述车轮(1)在所述车轴(2)上的小的非轴向运动。

2.根据权利要求1所述的自动改变成多种轨道宽度的铁路车轴，其特征在于所述车轮(1)与所述车轴(2)之间的所述滑动调整由所述车轮(1)的内侧(4)上利用润滑脂进行润滑的调整衬套(3)执行。

3.根据权利要求1所述的自动改变成多种轨道宽度的铁路车轴，其特征在于建立所述棘爪(5’)在所述梯形凹槽(6’)上的封阻的所述预张紧弹簧(11)安装在环箍并紧固到所述车轴(2)的基座环(9)上，所述预张紧弹簧(11)通过紧固到所述夹紧套筒(10)的盘状推出器(12)被压缩。

4.根据权利要求1和3所述的自动改变成多种轨道宽度的铁路车轴，其特征在于通过环箍并紧固到所述车轴的基座环(9)将所述棘爪(5’)的套筒(5)固定到所述车轴(2)是通过螺接在所述基座环(9)的一段上的螺栓(18)来执行，还在所述棘爪(5’)的套筒(5)与所述基座环(9)之间并入配合垫圈(19)，以便允许准确地调整轨道宽度。

5.根据权利要求1所述的自动改变成多种轨道宽度的铁路车轴，其特征在于它并入有波纹管式可延伸隔膜(20)，所述波纹管式可延伸隔膜(20)具有一个或多个褶皱，通过容纳在所述车轴(2)本身的凹形突出(23)中的平板(21)安装在所述车轴(2)上，并且接合到外部保护部件并通过环(22)接合到所述车轮(1)的外部部分。

6.根据权利要求1所述的自动改变成多种轨道宽度的铁路车轴，其特征在于所述铰接两角规(13)与所述车轮(1)之间的接合通过支撑套筒(14)来执行，所述支撑套筒(14)在所述车轴(2)处于具有最大宽度的配置时充当具有梯形凹槽(6’)的所述环(6)的保护元件。

7.根据权利要求1所述的自动改变成多种轨道宽度的铁路车轴，其特征在于在所述车轴(2)的中间区域中，能够安装紧固到其的刹车盘，或者将所述刹车盘设置成紧固到所述车轮(1)。