FI92504B - Rautatievaihe, joka käsittää ydinosan liikkuvine pää- ja sivukärkineen - Google Patents

Description

92504

Rautatievaihe, joka käsittää ydinosan liikkuvine pää- ja s ivukärkineen 5 Keksintö kohdistuu rautatievaihteeseen, jonka ydinosa käsittää liikkuvan pää- ja sivukärjen.

Liikkuvalla ydinosankärjellä varustettu ydinosa, jossa on pääkäri ja liukuvasti siihen nojautuva sivukärki, tunne-10 taan esim. DE-mallisuojasta 6 908 819. Jotta vaadittu joustavuus voitaisiin varmistaa, on sellaisissa rakenteissa suuri rakennepituus välttämätön ja tähän saakka tunnetuilla rakenteilla on suhteellisen pieni kärjen kanta- ja kuormi-tuskyky. Tämän vuoksi on täytynyt noudattaa rajoituksia 15 raaka-aineiden käytön ja myös erilaisten vaihdegeometrioiden käytön suhteen ja tunnetun rakenteen haittana on ollut lisäksi se, että ajorataan on ollut tarpeellista tehdä hitsi- ja liimaliitoksia osittain ei-kiinnitetylle alueelle. Lisäongelmana on ollut ajoreunojen häiriöalttius ja tunne-20 tuissa liikkuvissa kärjissä on tarvittu suhteellisen monimutkaista konstruktiota ja sulkusysteemiä.

Keksinnön tarkoituksena on luoda mainitunlainen, liikkuvan ydinosan käsittävä vaihde, jossa voidaan käyttää kiskojen 25 ja vaihteiden rakentamisessa yleisiä raaka-aineita rajoituk-: setta ja jolla on etenkin kärjen alueella hyvä kanto- ja seisontakyky. Tämä ratkaistaan keksinnön mukaisesti siten, että pää- ja sivukärjet on valmistettu paksu-uumaisista vakiokiskoprofiileista ja että ulompina siipikiskoina käyte-30 tään paksu-uumaisia vakiokiskoja matalampia, ainakin osittain alustallojen päälle kiinnitettyjä, epäsymmetrisiä kieliprofiileja. Käyttämällä paksu-uumaista vakiokiskoa voidaan sekä pää- että sivukärki tehdä samasta materiaalista niin, että saavutetaan samansuuruinen kuluminen ja siten 35 myös vähäisemmät huoltotoimenpiteet. Paksu-uumaisten va- kiokiskojen valinnalla saavutetaan tällöin pää- ja sivukär-kien tarpeellinen stabiilisuus ja samalla paremmat mahdolli-·· suudet laukaista elastista jännitystä siipikiskoissa ja 92504 2 sillä toimenpiteellä, että ulommat sivukiskot tehdään matalammiksi kuin paksu-uumaiset vakiokiskot ja että ne kiinnitetään ainakin osittain aluslevyihin, luodaan mahdollisuus, että ydinosan kärjen kallistuessa paksu-uumaiset vakiokiskot 5 voidaan tukea jalustaosallaan siipikiskojen alapuolelta kohoamista vastaan. Täten paksu-uumaisilla vakiokiskoilla taataan tarvittava lujuus ja ulompien siipikiskojen erityisellä muotoilulla estetään varmasti ydinalueen kärjen kohoaminen. Tällainen rakenne on edullinen etenkin korkeiden 10 nopeuksien vaihteissa, joissa käytettäessä erilaisia materiaaleja, kuten esim. mangaanikovateräsvalua, eivät tarvittavat liitokset tai ajorataliitokset ole valmistettavissa helposti. Siten rakenteella, jossa vältetään suhteellisen jäykkä ja ei-joustava lohko keksinnön mukaisella konstruk-15 tiolla, voidaan saavuttaa vaihtamistapahtuman jälkeen tarkka ajokiskojen reunojen jatkuvuus, mikä on tärkeätä etenkin suurilla nopeuksilla. Tarkka kiskojen ajoreunojen jatkuvuus voidaan tosin saavuttaa periaatteessa paremmin jakamalla ydinosan alue pää- ja sivukärkiin, mutta tähän saakka tunne-20 tut ehdotukset ovat edellyttäneet kieliprofiilien käyttöä, josta seuraa vaara, että alemmat ja mekaanisesti voimakkaasti työstetyt kärjet ylikuormittuvat kantokykyynsä nähden. Kieliprofiilien kärjet on etuosaltaan työstettävä mekaanisesti ja sinänsä heikot profiilit heikkenevät tällöin.

25 . Jotta paksu-uumaisten vakiokiskojen käytöllä jo stabiilim maksi saatujen ydinosien kohoamisvaara vähenisi edelleen, tehdään rakenne sellaiseksi, että alempien epäsymmetristen kieliprofiilien korkeus on vähintään ydinosan paksu-uumais-30 ten vakiokiskojen kiskon jalustaosan korkeuden verran pienempi kuin ydinosan vakiokiskojen korkeus. Täten ydinosan * kärki kulloisessakin loppuasennossaan työntää paksu-uumaisen vakiokiskon jalustaosan osaltaan ulompien siipikiskojen alle, jolloin ne lukkiutuvat. Edullisesti on rakenne tehty 35 sellaiseksi, että ydinosaan päin suuntautuvissa aluslevyjen otsapinnoissa on syvennykset ydinosan jalustan tartuntaa . varten yhteensovitetussa asennossa.

• * · li 3 92504

Jotta sellaisilla alueilla, joissa kohoamista tällaisella tukemisella ei ilman muuta voida toteuttaa, stabiilisuutta ei vaarannettaisi ja samalla voitaisiin ydinosan kärjen joustavuutta lisätä, tehdään rakenne edullisesti sellaisek-5 si, että ydinosan kärjen jalusta on tehty ainakin osittain siipikiskojen aluslevyjen alueella leveydeltään kapeammaksi.

Paksu-uumaisten vakiokiskojen käyttö pää- ja sivukärkinä mahdollistaa myös erityisen stabiilin ja liukuvan sivukärjen 10 kiinnittymisen pääkärkeen ydinosan ulosmenoalueella. Jotta siinä voitaisiin korottaa joustavuutta, on edullista järjestää tähänkohtaan liukuliitos ja rakenne voidaan tehdä erityisen yksinkertaiseksi siten, että pääkärki ja sivukärki on liitetty toisiaan vasten lepäävien pintojen kautta ruu-15 vein toisiinsa ja reiät etenkin tukihylsyin ja jousielemen-tein varustettuja ruuveja varten pää- ja/tai sivukiskoissa on tehty kiskojen pituussuuntaan ulottuviksi, pidennetyiksi rei'iksi. Koska pää- ja sivukärkinä käytetään paksu-uumaisia normaalikiskoja, voidaan tästä (pidennetyt reiät) johtuva 20 profiilin heikentyminen hyväksyä ilman, että stabiilisuus liiaksi heikkenee. Kaiken kaikkiaan tällä tavalla saavutetaan ydinosan kärjen alueella erittäin tarkka ajoradan reunan jatkuvuus, jolloin sellainen ydinosa soveltuu erityisesti käytettäväksi suurnopeusvaihteissa.

25

Keksintöä selostetaan nyt erään piirustuksessa esitetyn suoritusmuodon avulla.

Piirustuksessa kuvio 1 esittää päällyskuvantoa liikkuvilla 30 pää- ja sivukärjillä varustetusta ydinosasta keksinnön mukaisessa vaihteessa, ; kuvio 2 esittää leikkausta II-II kuviosta 1, jossa kielikis- ko on esitetty toisessa asennossa, ja kuvio 3 esittää leikkausta III-III kuviosta 1.

35

Kuviossa 1 on ydinosa merkitty l:llä. Ydinosa käsittää ydinosan kärjen 2 pääkärkineen 3 ja sivukärkineen 4. Siipi-·· kiskot on merkitty 5:llä ja 6:11a. Siipikiskot 5 ja 6 on 4 92504 kiinnitetty palkeille 7 ruuveilla 8, kuten myöhemmin tarkemmin selostetaan. Pääkärjen 3 jalustassa 9 on osittain siipi-kiskon 5 kiinnitysalueella palkkiin 7 syvennyksiä 10, joiden toiminta selostetaan tarkemmin myöhemmin.

5

Kuviossa 2 on esitetty pääkärki 3 kosketuksessa siipikiskon 5 kanssa. Pääkärki on tällöin tehty paksu-uumaisesta va-kiokiskosta, esim. UIC60 UIC861-3V:n mukaan, kuitenkin 30 nun:n uumalla tai UI54 "profiili A" UIC861-2V:n mukaan 28 10 mm:n uumalla. Myös epäsymmetriset ja matalammat siipikiskot 5 ja 6 on sovitettu käytettyjen kiskoprofiilien kärkien mukaan, jolloin voi tulla kysymykseen esim. epäsymmetrinen kieliprofiili UIC861-2V:n mukaista UIC-kiskoa 60 kg/m varten tai UIC861-2V:n mukainen "profiili B 68,5 kg/m". Siipikiskot 15 5 ja 6 on kiinnitetty aluslevyille 11, joiden korkeus on mitoitettu siten, että kokonaiskorkeus aluslevy 11 ja matalampi siipikisko 5 tai 6 yhteenlaskien vastaa aina pääkärjen 3 korkeutta. Siipikiskojen 5 kiinnitys aluslevylle 11 tapahtuu tällöin tunnetulla tavalla tukien 12 avulla, joka on 20 liitetty ruuveilla 13 siipikiskoon ja ruuveilla 8 aluslevyyn 11. Aluslevyissä 11 on niiden kärkeen 3 päin suunnatuissa pinnoissa syvennyksiä 14, joihin kärjen 3 jalustan 9 päinvastoin muotoiltu osa 10 voi paikalleen asennettuna tarttua. Tällaisella aluslevyn 11 tartunnalla vältetään kärjen 3 25 kohoaminen ja aluslevy 11 toimii täten pidättimenä siipikiskoon nojäävässä asennossa. Kuviossa 3 on esitetty tarkemmin pääkärjen 3 liitäntä sivukärkeen 4. Myös sivukärki 4 on valmistettu, kuten mainittu, paksu-uumaisesta vakiokiskos-ta. Siipikiskot ovat jälleen matalampia, epäsymmetrisiä 30 kieliprofiileja ja ne on kiinnitetty aluslevyillä 11 pal keille 7. Kuten kuviosta 3 ilmenee, on pääkärki 3 ja sivukärki 4 yhdistetty toisiinsa ruuveilla 15, jolloin ruuvien 15 reikä 16 sivukärjessä 4 on tehty kiskon suunnassa pidennetyksi reiäksi. Pääkärjen ja sivukärjen välisen suhteelli-35 sen liikkeen mahdollistamiseksi on ruuvi ruuvattu kiinni ruuvinkantaan ja pääkärjen kiskon uumaan nojaavalla holkil-.· la, kun taas sivukärki on painettu jousielementeillä pääkär- keä vasten. Pääkärjen 3 reikä on tavallinen poraus 17.

5 92504

Samoin kuin pääkärjessä on myös sivukärjessä 4 kiskonjalusta 18 vakaamman rakenteen ja pienemmän kaatumisvaaran vuoksi. Sivuttaisvoimat välittyvät kärjistä 3 ja 4 kulloiseenkin siipikiskoon 5 tai 6 tukien 19 ja 20 kautta, jotka voidaan 5 kiinnittää joko siipikiskoon tai ydinosaan. Nämä tuet on esitetty myös kuviossa 1 numeroilla 19 ja 20.

Pää- ja sivukärjen tukemiseksi suurelta etäisyydeltä on järjestetty lisäkappaleet 21, jotka on esitetty kaaviomai-10 sesti kuviossa 1. Nämä kappaleet voidaan kiinnittää yksipuolisesti vaihdellen pää- ja sivukärkeen niin, että kulloinkin vastakkaiset vastinpinnat voivat liukua toisen kärjen va-kiokiskolla vaihdettaessa pää- ja sivukärjen toisiinsa nähden tapahtuvan suhteellisen liikkeen avulla.

15

Tekemällä pää- ja sivukärjet paksu-uumaisiksi normaalikis-koiksi saadaan nämä tunnettuihin liikkuviin kärkiin verrattuna kantokyvyltään ylivoimaisiksi. Edelleen voidaan tällaisten ydinosien käytöllä pienentää niiden rakennepituutta 20 oleellisesti, koska vaihtotapahtuman suhteellinen siirtymä voidaan sijoittaa pää- ja sivukärjen väliselle alueelle, koska käytetyillä paksu-uumaisilla profiileilla on riittävä kantokyky. Käyttämällä paksu-uumaisia vakiokiskoja pää- ja sivukärkinä 3 tai 4 voidaan tämä tehdä kärjen alusta vaih-25 teen loppuun saakka juohevaksi niin, että vaihdettaessa muodostuu taivutuslinjät tai ajoradan reunat, jotka ovat tarkasti ennalta määrättävissä. Pää- ja sivukärki 3, 4 ovat täten jatkuvia elastisia vaihde-elementtejä ilman jäykkiä häiriöalueita. Lisäksi paksu-uumaisten vakiokiskojen käyttö 30 mahdollistaa sen, että jousipaikat kiskon jalustassa, joita ei selvyyden vuoksi ole esitetty, voidaan tehdä suhteellisen : lyhyeksi ja järjestää suhteellisen kauaksi eteen ilman, että vaihtamisvoimat tulevat liian suuriksi. Tällainen lyhentäminen vaikuttaa edelleen edullisesti koko rakennepi-35 tuuteen ydinosan kärjen 2 osalta. Käyttämällä ydinosassa joustavaa rakennetta ja kärkinä 3 ja 4 paksu-uumaisia vakiokiskoja ja epäsymmetrisiä profiileja siipikiskoina 5 ja 92504 6 6 liittyy ydinosa hyvin radan joustavaan käyttäytymiseen eikä joustavassa radassa ole mitään vieraita osia.

Pää- ja sivukärjet 3, 4 viedään joko ydinosan kärjen 2 5 loppuun saakka ja sovitetaan siellä vakiokiskon profiiliin tai ne päättyvät kiinnitysalueelle 2-3 palkinjousiin ennen ydinosan loppua ja hitsataan vakiokiskoon sovittamisen jälkeen siihen kiinni. Ydinosan 1 alueella olevat epäsymmetriset ja matalammat kieliprofiilista tehdyt siipikiskot 10 taotaan joko alueella välittömästi ennen ydinosan kärkeä vakiokiskoon tai sovitetaan vastakkain ja hitsataan vakio-kiskoon, joka ulottuu ydinosan alkuun saakka. Epäsymmetrinen kieliprofiili voi ulottua myös ydinosan alkuun saakka, jossa se vasta sovitetaan vakiokiskoprofiiliin. Siipikisko-osat 15 johdetaan joko siipikiskojen päihin epäsymmetrisenä kieli- profiilina tai taotaan tai sovitetaan ydinosan kärjenjälkeisen alueen tulevan ylimenoalueen jälkeen vakiokiskoon ja hitsataan vakiokiskoon, joka ulottuu siipikiskon päähän saakka.

20

Paksu-uumaisesta vakiokiskosta tehdyt pää- ja sivukärjet ja epäsymmetriset, matalammat kielikiskosta tehdyt siipikiskot voidaan tehdä joko käsittelemättömistä kiskoteräksistä, erikoisnuorrutusteräksistä, lämpökäsittellyistä teräksistä 25 tai kovamangaaniteräksistä valssaamalla tai valamalla, joka 1. voidaan myös esilujittaa. Kovamangaaniteräksen kyseessä ollessa liitetään vakiokisko, joka liittyy ydinosan alkuun tai loppuun tai siipikiskon loppuun, kulloiseenkin ydinosan kärjen tai siipikiskon ajoradan osaan erityisillä menetel-30 millä, jotka soveltuvat kovamangaaniteräksen hitsaukseen, kiskoteräkseen.

Kuvioissa esitetyn vakiokiskojen kiinnityksen sijasta voidaan käyttää myös kiinnitystä, jota kutsutaan sisäiseksi 35 istukkakiskokiinnitykseksi. Ydinosan kärjet 3 ja 4 voidaan kiinnittää myös sisäänvietyjen joustavien kiinnityslevyjen avulla kiristysalueelle ja siipikiskojen alueelle vakiokiskosta.

li

Claims (5)

92504

1. Vaihde, joka käsittää ydinosan liikkuvine pää- ja sivu-kärkineen (3, 4), jolloin sivukärki (4) lepää liukuvasti pääkärkeä (3) vasten, tunnettu siitä, että pää- ja 5 sivukärjet (3, 4) on tehty paksu-uumaisista vakiokiskopro-fiileista ja että ulompina siipikiskoina (5, 6) on käytetty paksu-uumaiseen vakiokiskoprofiiliin nähden matalampia, ainakin osittain aluslevyille (11) kiinnitettyjä, epäsymmetrisiä kieliprofiileja. 10

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaihde, tunnettu siitä, että matalampien, epäsymmetristen kieliprofiilien (5, 6. korkeus on vähintään paksu-uumaisten vakiokiskoprofiilien jalustaosan (9, 18) korkeuden verran pienempi kuin ydinosan 15 kärjen (3, 4) paksu-uumaisen vakiokiskoprofiilin korkeus.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen vaihde, tunnettu siitä, että aluslevyjen (11) ydinosan kärkeen (3, 4) päin suunnatuissa otsapinnoissa on syvennyksiä (14), jot- 20 ka tarttuvat ydinosan kärjen (3, 4) jalustaan (9, 18) ydinosan kärjen ollessa asennettuna paikalleen.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen vaihde, tunnettu siitä, että ydinosan kärjen (3, 4) jalusta 25 (9, 18) on tehty ainakin osittain siipikiskojen (5, 6) alus- levyn (11) alueella leveydeltään pienemmäksi.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen vaihde, tunnettu siitä, että pääkärki (3) ja sivukärki (4) 30 on liitetty toisiinsa nojaavien pintojensa läpi ruuveilla ja että etenkin tukiholkeilla ja jousielementeillä varustettujen ruuvien (15) reiät pää- ja/tai sivukärjissä (3, 4) on tehty kiskon pituussuunnassa pidennetyiksi rei'iksi. • · 92504