БЛОКИРУЮЩИЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ С ИЗМЕНЯЕМОЙ ШИРИНОЙ КОЛЕИ, КОЛЕСНАЯ ПАРА С ИЗМЕНЯЕМОЙ ШИРИНОЙ КОЛЕИ И ТЕЛЕЖКА С ИЗМЕНЯЕМОЙ ШИРИНОЙ КОЛЕИ Российский патент 2022 года по МПК B61F7/00 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет китайской заявки № 2019105411737, поданной 21 июня 2019 г. и озаглавленной «Locking Mechanism for Gauge-changing wheelset, Gauge-changing Wheelset», и китайской заявки № 2019105411879, поданной 21 июня 2019 г. и озаглавленной «Gauge-changing Wheelset and Gauge-changing Bogie».

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящая заявка относится к технической области железнодорожного транспортного средства для колеи с переменной шириной, в частности к блокирующему механизму для колесной пары с изменяемой шириной колеи, колесной паре с изменяемой шириной колеи и тележке с изменяемой шириной колеи.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Чтобы удовлетворить требования к перевозкам между путями с разной шириной колеи в соседних странах, тележки с разным расстоянием между внутренними гранями колес колесных пар, как правило, заменяют на границе между странами, но такое решение является дорогостоящим и требует много времени. Тележки для колеи с переменной шириной были изобретены в Испании, а затем в Японии, для обеспечения непрерывного движения поездов по путям с разной шириной колеи.

[0004] Однако все традиционные конструкции для колеи с переменной шириной, особенно блокирующие механизмы, являются пассивными, и необходимо выполнять операции для изменения ширины колеи колес, используя внешнее вспомогательное оборудование, что приводит к низкой эффективности и высоким инвестиционными затратам.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] (1) Технические задачи, которые необходимо решить

[0006] Настоящая заявка предназначена для решения по меньшей мере одной из технических задач, существующих на известном уровне техники или предшествующем уровне техники.

[0007] Настоящая заявка предоставляет блокирующий механизм для колесной пары с изменяемой шириной колеи, колесную пару с изменяемой шириной колеи и тележку с изменяемой шириной колеи для решения проблем, которые заключаются в том, что все блокирующие механизмы в традиционных конструкциях для колеи с переменной шириной являются пассивными и необходимо выполнять операции для изменения ширины колеи, используя внешнее вспомогательное оборудование, что приводит к низкой эффективности и высоким инвестиционными затратам.

[0008] (2) Технические решения

[0009] Для решения вышеописанных технических проблем один вариант осуществления настоящего изобретения предоставляет блокирующий механизм для колесной пары с изменяемой шириной колеи, содержащий: тяговый электромагнит и блокирующий штифт. Тяговый электромагнит содержит тяговый соленоид и подвижный сердечник, управляемый с целью перемещения путем включения и выключения тягового соленоида, блокирующий штифт неподвижно соединен с концом подвижного сердечника, отдаленным от тягового соленоида, множество блокирующих отверстий расположены на внутренней ступице каждого колеса колесной пары с изменяемой шириной колеи с интервалами в осевом направлении, и подвижный сердечник выполнен с возможностью приведения блокирующего штифта для его введения в блокирующее отверстие или извлечения из блокирующего отверстия с целью блокировки или разблокировки колес.

[0010] В одном варианте осуществления настоящей заявки блокирующий механизм дополнительно содержит втулку, причем втулка содержит первую втулку и вторую втулку, соединенную с первой втулкой; первая втулка содержит первую торцевую крышку и первый цилиндр, проходящий в сторону колеса в направлении по окружности первой торцевой крышки; и первая торцевая крышка оснащена осевым сквозным отверстием и плотно соединена с осью колесной пары с изменяемой шириной колеи посредством осевого сквозного отверстия. Вторая втулка содержит вторую торцевую крышку, присоединенную в качестве единого целого к первому цилиндру в направлении по окружности первого цилиндра, и второй цилиндр, проходящий в сторону колеса в направлении по окружности второй торцевой крышки; и

[0011] внутренняя ступица колеса проходит в первый цилиндр и стыкуется с возможностью скольжения с первым цилиндром, и сквозное отверстие, сквозь которое проходит подвижный сердечник, расположено на внутренней стенке первого цилиндра в направлении, соответствующем блокирующему отверстию.

[0012] В одном варианте осуществления настоящей заявки каждый тяговый электромагнит дополнительно содержит корпус, причем корпус прикреплен к внутренней боковой стенке второй торцевой крышки, тяговый соленоид расположен в корпусе и подвижный сердечник содержит конец, проходящий сквозь тяговый соленоид, и выполнен с возможностью приведения блокирующего штифта для прохождения сквозь сквозное отверстие в соответствующее блокирующее отверстие с целью блокировки колеса и выполнен с возможностью приведения блокирующего штифта для его извлечения из блокирующего отверстия с целью разблокировки колес.

[0013] В одном варианте осуществления настоящей заявки тяговый электромагнит дополнительно содержит фиксирующие соленоиды, расположенные на противоположных сторонах подвижного сердечника, соответственно, и блокировочный штифт стыкуется с каждым из фиксирующих соленоидов, два кольцевых блокирующих паза расположены с интервалами в осевом направлении подвижного сердечника и блокировочный штифт выполнен с возможностью введения в один из кольцевых блокирующих пазов для фиксации подвижного сердечника в разблокированном положении или заблокированном положении.

[0014] В одном варианте осуществления настоящей заявки полость для размещения конца блокировочного штифта расположена в области фиксирующего соленоида, в которой установлен блокировочный штифт, причем полость имеет зазор, в котором блокировочный штифт способен к перемещению, конец блокировочного штифта, расположенный снаружи полости, оснащен кольцевым утолщением, и блокировочный штифт соединен с первой пружиной, один конец которой примыкает к кольцевому утолщению и другой конец примыкает к наружной части полости; и

[0015] вторая пружина присоединена к концу подвижного сердечника, расположенному снаружи корпуса, конец второй пружины примыкает к наружной части корпуса, и другой конец второй пружины примыкает к кольцевому фланцу на конце подвижного сердечника.

[0016] В одном варианте осуществления настоящей заявки зазор внутри полости, в котором блокировочный штифт способен к перемещению, составляет 3-4 мм.

[0017] В одном варианте осуществления настоящей заявки внутренняя ступица колеса оснащена множеством рядов блокирующих отверстий в направлении по окружности внутренней ступицы колеса, и каждый ряд блокирующих отверстий включает множество блокирующих отверстий, расположенных с интервалами в осевом направлении внутренней ступицы колеса, и расстояние между двумя смежными блокирующими отверстиями равно половине ширины колеи, которую необходимо изменить; и

[0018] тяговый электромагнит включает множество тяговых электромагнитов, распределенных по внутренней боковой стенке второй торцевой крышки в направлении по окружности, и множество тяговых электромагнитов соответствуют множеству рядов блокирующих отверстий в соотношении один к одному.

[0019] В одном варианте осуществления настоящей заявки пылезащитный кожух присоединен к наружной периферии второго цилиндра и пылезащитный кожух содержит кольцевой корпус кожуха и фиксирующее кольцо, расположенное на обоих концах кольцевого корпуса кожуха в осевом направлении кольцевого корпуса кожуха, множество электрощеток расположены в корпусе кожуха, пара кольцевых установочных пазов, окружающих наружную окружность второго цилиндра, расположены с интервалами в осевом направлении второго цилиндра, и внутренние окружности фиксирующих колец соответственно установлены в кольцевых установочных пазах; микросхемы, соответствующие электрощеткам в соотношении один к одному, расположены на наружной окружности второго цилиндра и между парой кольцевых установочных пазов, микросхемы установлены на изоляционных резиновых прокладках и смежные микросхемы отделены друг от друга соответствующей изоляционной резиновой прокладкой; и тяговый соленоид и фиксирующие соленоиды соответственно электрически соединены с соответствующими микросхемами, второй цилиндр поворачивается относительно пылезащитного кожуха для образования электрических соединений между микросхемами, а электрощетки осуществляют трение для того, чтобы подавать питание тяговому соленоиду и фиксирующим соленоидам.

[0020] В одном варианте осуществления настоящей заявки множество электрощеток включают две пары электрощеток, микросхемы включают две пары микросхем, тяговый соленоид электрически соединен с одной из двух пар микросхем, а фиксирующий соленоид электрически соединен с другой из двух пар микросхем.

[0021] Две пары электрощеток соответственно соединены с блоком питания, а блок питания соединен с управляющим механизмом.

[0022] Один вариант осуществления настоящей заявки также предоставляет колесную пару с изменяемой шириной колеи, содержащую колеса, ось и вышеописанный блокирующий механизм для колесной пары с изменяемой шириной колеи. Колеса расположены на обоих концах оси и прикреплены на шлицах к оси. Внутренняя ступица каждого колеса оснащена множеством блокирующих отверстий с интервалами в осевом направлении, а подвижный сердечник вводится в блокирующие отверстия или извлекается из блокирующих отверстий под действием тяговых соленоидов для достижения блокировки или разблокировки колес относительно оси.

[0023] Один вариант осуществления настоящей заявки предоставляет колесную пару с изменяемой шириной колеи, содержащую колеса и ось. Колеса расположены на обоих концах оси и прикреплены на шлицах к оси, и оба конца оси, расположенные снаружи колес, соответственно опираются внутри буксы.

[0024] Колесная пара с изменяемой шириной колеи дополнительно содержит: блокирующий механизм, соответственно расположенный на внутренней стороне каждого колеса, причем блокирующий механизм содержит тяговый электромагнит, который содержит тяговый соленоид и подвижный сердечник, приводимый в движение тяговым соленоидом, множество блокирующих отверстий расположены на внутренней ступице каждого колеса с интервалами в осевом направлении и подвижный сердечник вводится в блокирующее отверстие или извлекается из блокирующего отверстия для блокировки или разблокировки колес; и

[0025] механизм поперечного привода, соответственно расположенный снаружи каждого колеса и закрепленный на корпусе буксы, причем механизм поперечного привода содержит электрический цилиндр, имеющий выдвижной конец для того, чтобы толкать или тянуть разблокированные колеса с целью изменения ширины колеи колес.

[0026] В одном варианте осуществления настоящей заявки механизм поперечного привода дополнительно содержит подвижный диск, подвижный диск содержит корпус диска, оснащенный центральным сквозным отверстием и подшипником, неподвижно установленным в центральном сквозном отверстии, и внутреннее кольцо подшипника неподвижно присоединено на наружной ступице колеса; корпус диска оснащен соединительным отверстием, соединенным с выдвижным концом электрического цилиндра.

[0027] В одном варианте осуществления настоящей заявки каждый механизм поперечного привода содержит два электрических цилиндра, прикрепленных параллельно на корпусе буксы, и соединительные отверстия соответственно расположены на противоположных концах корпуса диска, выдвижной конец каждого электрического цилиндра проходит сквозь соединительное отверстие, и выдвижной конец электрического цилиндра неподвижно соединен с соединительным отверстием с помощью крепежного элемента.

[0028] В одном варианте осуществления настоящей заявки электрический цилиндр представляет собой электрический цилиндр с планетарной роликовинтовой передачей, винтовой выдвижной конец электрического цилиндра с планетарной роликовинтовой передачей оснащен позиционирующим утолщением и наружной резьбой и соединительные отверстия оснащены резиновым узловым элементом; винтовой выдвижной конец проходит сквозь резиновый узловой элемент и позиционирующее утолщение примыкает к торцевой поверхности соединительного отверстия, и на наружную резьбу винтового выдвижного конца навинчивается гайка, так что гайка примыкает к другой торцевой поверхности соединительного отверстия.

[0029] В одном варианте осуществления настоящей заявки корпус диска имеет ромбовидную форму, верхние углы ромбовидной формы выполнены в виде дуг, промежуточно соединенных со смежными сторонами, и пара соединительных отверстий соответственно расположены в паре верхних углов на подвижном диске напротив друг друга.

[0030] В одном варианте осуществления настоящей заявки блокирующий механизм дополнительно содержит втулку и блокирующий штифт, причем втулка содержит первую втулку и вторую втулку, соединенную с первой втулкой; первая втулка содержит первую торцевую крышку и первый цилиндр, причем первый цилиндр проходит в сторону колеса в направлении по окружности первой торцевой крышки; и первая торцевая крышка оснащена осевым сквозным отверстием и плотно соединена с осью посредством осевого сквозного отверстия. Вторая втулка содержит вторую торцевую крышку, присоединенную в качестве единого целого к первому цилиндру в направлении по окружности первого цилиндра, и второй цилиндр, проходящий в сторону колеса в направлении по окружности второй торцевой крышки; и

[0031] внутренняя ступица колеса проходит в первый цилиндр, и первый цилиндр оснащен сквозным отверстием, сквозь которое проходит подвижный сердечник;

[0032] тяговый электромагнит дополнительно содержит корпус, закрепленный на внутренней боковой стенке второй торцевой крышки, тяговый соленоид расположен в корпусе, и подвижный сердечник содержит конец, проходящий сквозь тяговый соленоид, и другой конец, неподвижно соединенный с блокирующим штифтом; и подвижный сердечник выполнен с возможностью приведения блокирующего штифта для прохождения сквозь сквозное отверстие в соответствующее блокирующее отверстие с целью блокировки колес и выполнен с возможностью приведения блокирующего штифта для его извлечения из блокирующего отверстия с целью разблокировки колес.

[0033] В одном варианте осуществления настоящей заявки внутренняя ступица колеса оснащена множеством рядов блокирующих отверстий в направлении по окружности внутренней ступицы колеса, и каждый ряд блокирующих отверстий включает множество блокирующих отверстий, расположенных с интервалами в осевом направлении внутренней ступицы колеса, и расстояние между двумя смежными блокирующими отверстиями равно половине ширины колеи, которую необходимо изменить, и

[0034] тяговый электромагнит дополнительно содержит фиксирующие соленоиды, расположенные на противоположных сторонах подвижного сердечника, соответственно, и блокировочный штифт, который стыкуется с каждым из фиксирующих соленоидов, причем два кольцевых блокирующих паза расположены с интервалами в осевом направлении подвижного сердечника и блокировочный штифт выполнен с возможностью введения в один из кольцевых блокирующих пазов для фиксации подвижного сердечника в разблокированном положении или заблокированном положении.

[0035] В одном варианте осуществления настоящей заявки полость для размещения конца блокировочного штифта расположена в области фиксирующего соленоида, в которой установлен блокировочный штифт, причем полость имеет зазор, в котором блокировочный штифт способен к перемещению, конец блокировочного штифта, расположенный снаружи полости, оснащен кольцевым утолщением, и блокировочный штифт соединен с первой пружиной, один конец которой примыкает к кольцевому утолщению и другой конец примыкает к наружной части полости; и

[0036] вторая пружина присоединена к концу подвижного сердечника, расположенному снаружи корпуса, конец второй пружины примыкает к наружной части корпуса, и другой конец второй пружины примыкает к кольцевому фланцу на конце подвижного сердечника.

[0037] В одном варианте осуществления настоящей заявки колесная пара с изменяемой шириной колеи дополнительно содержит пылезащитный кожух, присоединенный к наружной периферии второго цилиндра, и пылезащитный кожух содержит кольцевой корпус кожуха и фиксирующее кольцо, расположенное на обоих концах кольцевого корпуса кожуха в осевом направлении кольцевого корпуса кожуха; множество электрощеток расположены в корпусе кожуха, пара кольцевых установочных пазов, окружающих наружную окружность второго цилиндра, расположены с интервалами в осевом направлении второго цилиндра, и внутренние окружности фиксирующих колец соответственно установлены в кольцевом установочном пазу. Микросхемы, соответствующие электрощеткам в соотношении один к одному, расположены на наружной окружности второго цилиндра и между парой кольцевых установочных пазов, микросхемы установлены на изоляционных резиновых прокладках, и смежные микросхемы отделены друг от друга соответствующей изоляционной резиновой прокладкой. Тяговый соленоид и фиксирующие соленоиды соответственно электрически соединены с соответствующими микросхемами, второй цилиндр поворачивается относительно пылезащитного кожуха для образования электрических соединений между микросхемами, а электрощетки осуществляют трение для того, чтобы подавать питание тяговому соленоиду и фиксирующим соленоидам.

[0038] В одном варианте осуществления настоящей заявки множество электрощеток включают две пары электрощеток, микросхемы включают две пары микросхем, тяговый соленоид электрически соединен с одной из двух пар микросхем, а фиксирующий соленоид электрически соединен с другой из двух пар микросхем.

[0039] Две пары электрощеток соответственно соединены с блоком питания, а блок питания соединен с управляющим механизмом.

[0040] Один вариант осуществления настоящей заявки также предоставляет тележку с изменяемой шириной колеи, содержащую вышеописанную колесную пару с изменяемой шириной колеи.

[0041] Положительные эффекты

[0042] По сравнению с известным уровнем техники настоящая заявка имеет следующие преимущества:

[0043] В блокирующем механизме для колесной пары с изменяемой шириной колеи, колесной паре с изменяемой шириной колеи и тележке с изменяемой шириной колеи, блокирующий механизм содержит тяговые электромагниты и блокирующий штифт, блокирующие штифты приводятся для расширения или сужения с целью блокировки и разблокировки колес посредством подвижного сердечника, управляемого путем включения и выключения тягового электромагнита. Колеса могут быть заблокированы и разблокированы непосредственно, без внешних приспособлений, так что наземное приспособление для колеи с изменяемой шириной упрощается. Кроме этого, сигналы для изменения ширины колеи выводятся системой управления транспортным средством, что повышает надежность и эффективность операций для изменения ширины колеи, а также экономит затраты на монтаж внешних приспособлений. Кроме этого, благодаря поперечному перемещению колес механизмом поперечного привода, колеса 4 могут перемещаться в поперечном положении с большей устойчивостью, износ между колесами и осью может быть уменьшен, и повышается надежность колесной пары с изменяемой шириной колеи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0044] На фиг. 1 представлено трехмерное схематическое изображение колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

[0045] На фиг. 2 представлено схематическое изображение снабженной приводным двигателем колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

[0046] на фиг. 3 представлено схематическое изображение не снабженной приводным двигателем колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

[0047] на фиг. 4 представлено трехмерное схематическое изображение колеса колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

[0048] на фиг. 5 представлено схематическое изображение в разрезе в осевом направлении, демонстрирующее механизм поперечного привода колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

[0049] на фиг. 6 представлено трехмерное схематическое изображение подвижного диска в колесной паре с изменяемой шириной колеи согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

[0050] на фиг. 7 представлено схематическое изображение в разрезе в осевом направлении, демонстрирующее блокирующий механизм для колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

[0051] на фиг. 8 представлен частичный увеличенный вид области A на фиг. 7;

[0052] на фиг. 9 представлено схематическое изображение тягового электромагнита в блокирующем механизме согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

[0053] на фиг. 10 представлено трехмерное схематическое изображение пылезащитного кожуха согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

[0054] на фиг. 11 представлено трехмерное схематическое изображение пылезащитного кожуха согласно одному варианту осуществления настоящей заявки под другим углом;

[0055] Ссылочные позиции: 1 механизм поперечного привода; 11 электрический цилиндр; 12 гайка; 2 тормозной диск; 3: блокирующий механизм; 31 втулка; 32 тяговый электромагнит; 32-1 тяговый соленоид; 32-2 подвижный сердечник; 33 блокирующий штифт; 34 фиксирующий соленоид; 35 блокировочный штифт; 4: колесо; 41: блокирующее отверстие; 5: ось; 6: пылезащитный кожух; 61: электрощетка; 62: микросхема; 63 изоляционная резиновая прокладка; 64 проушина; 7 корпус буксы; 8 подвижный диск; 81 фиксирующее кольцо подвижного диска; 82 соединительное отверстие; 9 радиально-упорный шарикоподшипник с четырехточечным контактом; 91 внутреннее фиксирующее кольцо подшипника; 10 приводной двигатель.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0056] Конкретные варианты осуществления настоящей заявки дополнительно подробно описаны ниже со ссылками графические материалы и варианты осуществления. Представленные ниже варианты осуществления предназначены для иллюстрации данной заявки, но не предназначены для ограничения объема защиты данной заявки.

[0057] В описании настоящей заявки следует отметить, что ориентация или взаимные расположения, обозначенные такими терминами, как «центральный», «продольный», «боковой», «верхний», «нижний», «передний», «задний», «левый», «правый», «вертикальный», «горизонтальный», «верх», «низ», «внутри», «снаружи» и т. п., основаны на ориентации или взаимном расположении, показанных на графических материалах, и используются только для удобства описания настоящей заявки и упрощения описания, а не указания или выражения того, что заявленные устройство или компонент должны иметь конкретную ориентацию, выполнены и работают в конкретной ориентации, и поэтому их не следует считать ограничивающими данную заявку.

[0058] В описании настоящей заявки следует отметить, что, если только явным образом не заявлено и не определено иное, термины «установленный/смонтированный», «соединенный с» и «соединенный» необходимо понимать широко, например, это может быть либо неподвижное соединение, либо соединение с возможностью разъединения, или выполнение как единого целого; это может быть механическое соединение или электрическое соединение; может быть непосредственное соединение или соединение, опосредованное с помощью промежуточного элемента, и сообщение между внутренним пространством двух элементов. Специалист в данной области техники может понимать конкретные значения терминов, представленных выше в настоящей заявке, в соответствии с конкретными условиями.

[0059] Дополнительно, в описании настоящей заявки термины «несколько», «множество» и «несколько групп» обозначают два или более, если не указано иное.

[0060] Как показано на фиг. 7-9, вариант осуществления настоящей заявки предоставляет блокирующий механизм для колесной пары с изменяемой шириной колеи.

[0061] В частности, блокирующий механизм 3 содержит тяговый электромагнит 32 и блокирующий штифт 33. Тяговый электромагнит 32 содержит тяговый соленоид 32-1 и подвижный сердечник 32-2, перемещением которого управляют путем включения и выключения тягового соленоида 32-1, множество блокирующих отверстий 41 расположены на внутренних ступицах колес колесной пары с изменяемой шириной колеи с интервалами в осевом направлении, положение тягового соленоида 32-1 является фиксированным, и подвижный сердечник 32-2 направлен к положению одного из блокирующих отверстий 41, блокирующие штифты 33 неподвижно соединены с концом подвижного сердечника 32-2, отдаленным от тягового соленоида 32-1, то есть с концом, обращенным к блокирующим отверстиям 41. Дополнительно, подвижный сердечник 32-2 и блокирующее отверстие 41 расположены соосно, и подвижный сердечник 32-2 приводит блокирующий штифт 33 для его введения в соответствующее блокирующее отверстие 41 или для выведения из него. В частности, когда транспортное средство движется в обычном режиме, блокирующий штифт 33 находится в блокирующем отверстии 41, соответствующем ширине колеи, и они зафиксированы вместе. Когда необходимо изменить ширину колеи, сначала нужно разблокировать колеса 4. В это время на тяговый соленоид 32-1 подают энергию и подвижный сердечник 32-2 перемещается в направлении к тяговому соленоиду 32-1 под действием магнитной силы тягового соленоида 32-1, а блокирующий штифт 33 приводится в движение для того, чтобы втянуть и извлечь его из блокирующего отверстия 41 с целью блокировки колес.

[0062] В настоящем варианте осуществления колеса 4 блокируются и разблокируются непосредственно тяговым электромагнитом 32, без дополнительного предоставления конструкции для помощи в блокировании и разблокировании на наземном приспособлении для изменения ширины колеи, и таким образом конструкция наземного приспособления для изменения ширины колеи упрощается и становится относительно простой и более надежной, а также уменьшаются затраты.

[0063] В одном варианте осуществления настоящей заявки, как показано на фиг. 7 и 8, блокирующий механизм 3 дополнительно содержит втулку 31. Втулка 31 передает поперечное усилие колеса 4 через соединение с осью 5 посредством посадки с натягом.

[0064] В частности, втулка 31 содержит первую втулку и вторую втулку, соединенную с первой втулкой; первая втулка содержит первую торцевую крышку и первый цилиндр, проходящий в сторону колеса 4 вдоль первой торцевой крышки в направлении по окружности; и первая торцевая крышка оснащена осевым сквозным отверстием и плотно соединена с осью 5 посредством осевого сквозного отверстия. Другими словами, первая торцевая крышка соединена с осью 5 посредством посадки с натягом. Вторая втулка содержит вторую торцевую крышку, присоединенную в качестве единого целого к первому цилиндру в направлении по его окружности, и второй цилиндр, проходящий в сторону колеса 4 вдоль второй торцевой крышки в направлении по окружности.

[0065] Внутренняя ступица колеса 4 проходит в первый цилиндр и стыкуется с возможностью скольжения с первым цилиндром. Внутренняя стенка первого цилиндра, соответствующая каждому блокирующему отверстию 41, оснащена сквозным отверстием для прохождения подвижного сердечника 32-2. В настоящем варианте осуществления ось сквозного отверстия находится в той же плоскости, где находятся оси множества блокирующих отверстий 41. Одно блокирующее отверстие 41 на внутренних ступицах колеса 4 соответствует положению сквозного отверстия. Когда колеса 4 перемещаются в поперечном направлении, внутренняя ступица колес 4 перемещается относительно первого цилиндра до тех пор, пока другое блокирующее отверстие 41 не станет соответствовать положению сквозного отверстия. Следует понимать, что «одно блокирующее отверстие 41» и «другое блокирующее отверстие 41» соответствуют ширине колеи.

[0066] Для облегчения установки и присоединения тягового соленоида 32-1, тяговый электромагнит 32 дополнительно содержит корпус, закрепленный на внутренней боковой стенке второй торцевой крышки, и тяговый соленоид 32-1 расположен в корпусе; один конец подвижного сердечника 32-2 проходит сквозь тяговый соленоид 32-1, другой конец подвижного сердечника 32-2 неподвижно соединен с блокирующими штифтами 33, и блокирующие штифты 33 могут быть неподвижно соединены с концом подвижного сердечника 32-2, отдаленным от тягового соленоида 32-1, с помощью соединительных деталей, таких как болты и винты; посредством подвижного сердечника 32-2 блокирующие штифты 33 приводятся для прохождения сквозь сквозное отверстие и внутрь блокирующих отверстий 41, соответствующих ширине колеи, так что колеса 4 блокируются, в то время как посредством подвижного сердечника 32-2 блокирующие штифты 33 приводятся для выхода из блокирующих отверстий 41, так что колеса 4 разблокируются. Колеса легко блокируются и разблокируются, а также обладают высокой надежностью блокировки и разблокировки.

[0067] В одном варианте осуществления настоящей заявки, как показано на фиг. 4, для улучшения надежности внутренняя ступица колеса 4 оснащена множеством рядов блокирующих отверстий 41 в направлении по окружности, и каждый ряд блокирующих отверстий 41 включает множество блокирующих отверстий 41, расположенных с интервалами в осевом направлении, и расстояние между двумя смежными блокирующими отверстиями 41 равно половине ширины колеи, которую необходимо изменить. При изменении ширины колеи два колеса 4 перемещаются одновременно, причем каждое из двух колес 4 перемещается на половину ширины колеи, которую необходимо изменить, то есть, общее расстояние перемещения двух колес 4 равно ширине колеи, которую необходимо изменить, например, при изменении из стандартной ширины колеи на узкую колею или широкую колею; или из узкой колеи или широкой колеи на стандартную ширину колеи, что может быть выбрано согласно конкретным требованиям.

[0068] Соответственно, тяговый электромагнит включает множество тяговых электромагнитов, причем множество тяговых электромагнитов 32 распределены вдоль внутренней боковой стенки второй торцевой крышки в направлении по окружности, и множество тяговых электромагнитов 32 соответствуют множеству рядов блокирующих отверстий 41 в соотношении один к одному, то есть каждый тяговый электромагнит 32 соответствует ряду блокирующих отверстий 41.

[0069] Для повышения надежности подвижного сердечника 32-2 в заблокированном состоянии и разблокированном состоянии, как показано на фиг. 9, тяговый электромагнит 32 дополнительно содержит фиксирующие соленоиды, соответственно расположенные на противоположных сторонах подвижного сердечника 32-2 34, и блокировочный штифт 35, который стыкуется с каждым из фиксирующих соленоидов 34. Два кольцевых блокирующих паза расположены на подвижном сердечнике 32-2 с интервалами в осевом направлении, и один из двух кольцевых блокирующих пазов находится напротив блокировочного штифта 35. Блокировочный штифт 35 выполнен с возможностью введения в один из кольцевых блокирующих пазов для фиксации подвижного сердечника 32-2 в разблокированном положении или заблокированном положении. То есть, когда подвижный сердечник 32-2 введен в сквозное отверстие и блокирующее отверстие 41, блокировочный штифт 35 вводят в соответствующий кольцевой блокирующий паз для фиксации подвижного сердечника 32-2 в заблокированном положении для повышения надежности блокировки. После выхода подвижного сердечника 32-2 из соответствующего блокирующего отверстия 41, блокировочный штифт 35 введен в соответствующий кольцевой блокирующий паз для фиксации подвижного сердечника 32-2 в разблокированном положении, что повышает надежность разблокировки и может предотвратить неправильное функционирование подвижного сердечника 32-2.

[0070] В одном варианте осуществления настоящей заявки блокировочный штифт 35 имеет T-образную форму, полость для размещения большого конца блокирующего штифта 35 расположена в положении, где блокировочный штифт 35 оснащен фиксирующим соленоидом 34, полость имеет зазор, в котором блокировочный штифт 35 перемещается в осевом направлении, и размер полости может составлять 3-4 мм, предпочтительно 3 мм. Конец блокирующего штифта 35 снаружи полости оснащен кольцевым утолщением, блокировочный штифт 35 соединен с первой пружиной, один конец которой примыкает к кольцевому утолщению, а другой конец примыкает к наружной стороне полости. Когда на фиксирующий соленоид 34 подают питание, блокировочный штифт 35 притягивается магнитной силой фиксирующего соленоида 34 для преодоления силы упругости первой пружины и перемещается в направлении от подвижного сердечника 32-2 до тех пор, пока он не выйдет из подвижного сердечника 32-2. В это время подвижный сердечник 32-2 может выполнять операцию разблокировки или операцию блокировки. После завершения разблокировки или блокировки подача питания фиксирующему соленоиду 34 прекращается, блокировочный штифт 35 повторно вводится в соответствующий кольцевой блокирующий паз под действием восстанавливающей силы первой пружины, и подвижный сердечник 32-2 располагается в разблокированном или заблокированном состоянии.

[0071] Вторая пружина присоединена к одному концу подвижного сердечника 32-2 снаружи корпуса, один конец второй пружины примыкает к наружной части корпуса, и другой конец второй пружины примыкает к кольцевому фланцу на конце подвижного сердечника 32-2. С помощью второй пружины можно быстро вернуть подвижный сердечник 32-2 в исходное положение после прекращения подачи питания тяговому соленоиду 32-1. Во время изменения ширины колеи рабочий процесс тягового электромагнита 32 выглядит следующим образом: сначала подается питание фиксирующему соленоиду 34 и блокировочный штифт 35 притягивается для преодоления усилия пружины, так что блокировочный штифт 35 вытягивается и выходит из кольцевого блокирующего паза подвижного сердечника 32-2. Блокировочный штифт 35 входит в кольцевой паз подвижного сердечника 32-2 на 3 мм, то есть притягиваемая поверхность блокирующего штифта 35 находится на расстоянии 3 мм от фиксатора, и может использоваться миниатюрный фиксатор, поскольку магнитная сила в воздушном зазоре величиной 3 мм является относительно большой. Затем подают питание тяговому соленоиду 32-1, подвижный сердечник 32-2 приводит блокирующий штифт 33 для выхода из блокирующего отверстия 41, и колесо 4 разблокируется. Кроме того, перед тем, как колесо 4 начнет перемещаться в поперечном направлении, сначала прекращается подача тока на фиксирующий соленоид 34, и блокировочный штифт 35 зажимается в кольцевом блокирующем пазу на нижнем конце подвижного сердечника 32-2, чтобы удерживать подвижный сердечник 32-2 в разблокированном положении колеса 4, и затем прекращается подача питания на тяговый соленоид 32-1, что может предотвратить перегорание соленоида из-за длительной подачи питания. Наконец, после завершения изменения ширины колеи подают питание фиксирующему соленоиду 34, подвижный сердечник 32-2 разблокируется, перемещается вниз под действием восстанавливающей силы второй пружины и приводит блокирующий штифт 33 для перемещения вниз в блокирующее отверстие 41 в ступице колеса 4, колесо 4 снова блокируется. Подачу питания фиксирующему соленоиду 34 прекращают и подвижный сердечник 32-2 зажимается блокировочным штифтом 35 для того, чтобы он не приводил блокирующий штифт 33 для перемещения в радиальном направлении под действием центробежной силы, тем самым разблокируя колесо 4.

[0072] Поскольку рабочее напряжение электромагнита переменного тока обычно составляет 220 В переменного тока, то во время работы повышается температура, причем, когда подвижный сердечник 32-2 зажимается, электромагнит легко перегорает из-за чрезмерного тока и, следовательно, имеет короткий срок службы. Электромагниты постоянного тока в основном используют напряжение постоянного тока величиной 24 В и обычно не будут выходить из строя, поскольку подвижный сердечник 32-2 зажат. Они имеют небольшой размер и длительный срок службы, а также меньшее усилие запуска, чем электромагниты переменного тока. Так как в этом случае пусковая мощность является небольшой, может применяться источник питания постоянного тока.

[0073] В одном варианте осуществления настоящей заявки, как показано на фиг. 10 и 11, колесная пара с изменяемой шириной колеи дополнительно содержит пылезащитный кожух 6, присоединенный к наружной периферии второго цилиндра, и пылезащитный кожух 6 содержит кольцевой корпус кожуха и фиксирующие кольца, расположенные на обоих концах кольцевого корпуса кожуха. Множество электрощеток 61 расположены внутри корпуса кожуха, пара кольцевых установочных пазов, окружающих наружную окружность второго цилиндра, расположены с интервалами в осевом направлении второго цилиндра, и внутренние окружности фиксирующих колец соответственно установлены в кольцевом установочном пазу. При фактическом использовании пылезащитный кожух 6 неподвижен, а второй цилиндр вращается вместе с колесами 4. Микросхемы 62, соответствующие электрощеткам 61 в соотношении один к одному, расположены на наружной окружности второго цилиндра и между кольцевыми установочными пазами. Для предотвращения передачи контурного тока, присутствующего на колесе 4 и оси 5, на микросхемы 62, так что соленоид получает электричество, когда это не нужно, изоляционная резиновая прокладка 63 обернута вокруг каждой микросхемы 62, при этом открыта только сторона, соответствующая электрощетке 61, то есть микросхемы 62 установлены на изоляционной резиновой прокладке 63 и смежные микросхемы 62 отделены друг от друга изоляционной резиновой прокладкой 63 для предотвращения короткого замыкания. Тяговый соленоид 32-1 и фиксирующий соленоид 34 соответственно электрически соединены с соответствующей микросхемой 62, второй цилиндр поворачивается относительно пылезащитного кожуха 6, так что микросхемы 62 и электрощетки 61 осуществляют трение для образования электрического соединения с целью подачи питания тяговому соленоиду 32-1 и фиксирующему соленоиду 34. Для облегчения установки пылезащитного кожуха 6, пылезащитный кожух 6 выполнен с возможностью формирования из двух частей, и две электрощетки 61 расположены на каждой части.

[0074] В одном варианте осуществления настоящей заявки электрощетки 61 включают две пары электрощеток, микросхемы 62 включают две пары микросхем, тяговый соленоид 32-1 электрически соединен с одной парой микросхем 62, и фиксирующий соленоид 34 электрически соединен с другой парой микросхем 62.

[0075] Две пары электрощеток 61 соответственно соединены с блоком питания, а блок питания соединен с управляющим механизмом, выполненным с возможностью управления блоком питания для подачи питания тяговому соленоиду 32-1 и/или фиксирующему соленоиду 34. Управляющий механизм может представлять собой управляющий механизм собственно поезда.

[0076] Как показано на фиг. 1, вариант осуществления настоящей заявки также предоставляет колесную пару с изменяемой шириной колеи, содержащую колеса 4 и ось 5. Колеса 4 расположены на обоих концах оси 5 и прикреплены на шлицах к оси 5. В частности, внутренняя окружность каждого колеса 4 обеспечена внутренним шлицем, ось 5 обеспечена наружным шлицем, и колеса 4 и ось 5 плотное соединены посредством внутреннего шлица и наружного шлица, чтобы равномерно распределять крутящие моменты по внутренним окружностям колем 4, что не только удобно для передачи крутящего момента, но также удобно для скольжения колес 4 по оси 5 для изменения ширины колеи. Оба конца оси 5, расположенные снаружи колес 4, соответственно, поддерживаются внутри корпуса 7 буксы, обеспечивая опору для колесной пары. В настоящем варианте осуществления ступица каждого колеса 4 проходит наружу от колес 4 и внутрь колес 4, и таким образом формируются наружная ступица и внутренняя ступица для облегчения установки компонентов, сопряженных с ними.

[0077] Как показано на фиг. 5-8, колесная пара с изменяемой шириной колеи согласно настоящему варианту осуществления дополнительно содержит:

[0078] блокирующий механизм 3, расположенный на каждом колесе 4, и механизм 1 поперечного привода, расположенный снаружи каждого колеса 4.

[0079] В частности, блокирующий механизм 3 содержит тяговые электромагниты 32, каждый из которых содержит тяговый соленоид 32-1 и подвижный сердечник 32-2, приводимый в движение тяговым соленоидом 32-1, множество блокирующих отверстий 41 расположены на внутренних ступицах колес колесной пары с изменяемой шириной колеи с интервалами в осевом направлении, положение тягового соленоида 32-1 является фиксированным, и подвижный сердечник 32-2 направлен к положению одного из блокирующих отверстий 41. Дополнительно, подвижный сердечник 32-2 и блокирующее отверстие 41 расположены соосно и подвижный сердечник 32-2 может быть введен в соответствующее блокирующее отверстие 41 или извлечен из него. В частности, когда транспортное средство движется в обычном режиме, подвижный сердечник 32-2 находится в блокирующем отверстии 41, соответствующем ширине колеи, и они зафиксированы вместе. Когда необходимо изменить ширину колеи, сначала нужно разблокировать колеса 4. В это время на тяговый соленоид 32-1 подают энергию и подвижный сердечник 32-2 перемещается в направлении к тяговому соленоиду 32-1 под действием магнитной силы тягового соленоида 32-1, и подвижный сердечник 32-2 втягивается и извлекается из блокирующего отверстия 41 с целью блокировки колес.

[0080] Кроме того, механизм поперечного привода 1 закреплен на корпусе 7 буксы. Механизм поперечного привода 1 содержит электрический цилиндр 11, при этом выступающий конец электрического цилиндра 11 используется для того, чтобы отталкивать или притягивать разблокированные колеса 4 для изменения ширины колеи колеса 4. После изменения ширины колеи подачу питания тяговому соленоиду 32-1 прекращают, сила магнитного поля тягового соленоида 32-1, воздействующая на подвижный сердечник 32-2, исчезает, и подвижный сердечник 32-2 перемещается в направлении от тягового соленоида 32-1 под действием внешнего усилия, то есть он перемещается ближе к блокирующему отверстию 41 и входит в блокирующие отверстия 41 для повторной блокировки.

[0081] В настоящем варианте осуществления колеса 4 могут быть заблокированы и разблокированы непосредственно тяговым электромагнитом 32, без дополнительного использования конструкции для помощи в блокировании и разблокировании на наземном приспособлении для изменения ширины колеи, и таким образом конструкция наземного приспособления для изменения ширины колеи упрощается и становится относительно простой и более надежной. Электрический цилиндр 11 механизма 1 поперечного привода отталкивает или притягивает колеса 4 для обеспечения поперечного перемещения колес 4, так что поперечное перемещение колес 4 становится более устойчивым, износ между колесами и осью может быть уменьшен, и повышается надежность блокирующего механизма для колесной пары с изменяемой шириной колеи.

[0082] В одном варианте осуществления настоящей заявки, как показано на фиг. 5, для облегчения соединения между электрическими цилиндрами 11 и колесами 4, механизм 1 поперечного привода дополнительно содержит подвижный диск 8, содержащий корпус диска, оснащенный центральным сквозным отверстием, и подшипник, неподвижно установленный в центральном сквозном отверстии, предпочтительно радиально-упорный шарикоподшипник 9 с четырехточечным контактом. Внутреннее кольцо подшипника неподвижно соединено с наружной ступицей каждого колеса 4 для обеспечения относительной неподвижности корпуса диска при вращении оси 5. Корпус диска оснащен соединительными отверстиями 82, соединенными с выдвижным концом электрического цилиндра 11, и выдвижной конец электрического цилиндра 11 неподвижно соединен с соединительными отверстиями 82, так что выдвижной конец электрического цилиндра 11 может приводить колеса 4 для синхронного перемещения, когда он перемещается.

[0083] Следует отметить, что поскольку подшипник здесь должен выдерживать большую двунаправленную осевую силу, но в основном не выдерживает радиальной силы, предпочтительно используется радиально-упорный шарикоподшипник 9 с четырехточечным контактом.

[0084] Для того, чтобы достичь скорости поезда, равной 400 км/ч, предельная скорость радиально-упорного шарикоподшипника 9 с четырехточечным контактом должна быть не меньше (об/мин), где D является диаметром каждого колеса 4 (единица измерения: мм). (Осевая) ширина радиально-упорного шарикоподшипника 9 с четырехточечным контактом должна быть приблизительно 45 мм, и его (радиальная) толщина должна быть настолько малой, насколько возможно при условии соблюдения условий. Радиально-упорный шарикоподшипник 9 с четырехточечным контактом не имеет осевого внутреннего зазора. Кроме этого, радиально-упорный шарикоподшипник 9 с четырехточечным контактом в основном выдерживает двунаправленные осевые усилия, поэтому двунаправленные фиксирующие кольца должны быть установлены на внутренней и наружной сторонах. Соответственно, фиксирующее кольцо подвижного диска 81 расположено на наружном кольце подшипника, соответствующем подвижному диску 8.

[0085] В одном варианте осуществления настоящей заявки, для обеспечения баланса сил, воздействующих на колеса 4, каждый механизм 1 поперечного привода содержит два электрических цилиндра 11, прикрепленных параллельно на корпусе 7 буксы и отдельно расположенных на обеих сторонах ступиц колес 4, противоположные концы корпуса диска соответственно оснащены соединительными отверстиями 82, выдвижной конец каждого электрического цилиндра 11 проходит сквозь соединительные отверстия 82 и неподвижно соединен с соединительными отверстиями 82 с помощью крепежных элементов. Два соединительных отверстия 82 расположены симметрично относительно центрального сквозного отверстия корпуса диска для обеспечения равенства сил, приложенных к колесам 4 с обеих сторон, и баланса сил, воздействующих на колеса.

[0086] В одном варианте осуществления настоящей заявки электрический цилиндр 11 представляет собой электрический цилиндр с планетарной роликовинтовой передачей, обладающий характеристиками, включающими большую площадь сечения элементов качения для грузоподъемности, которые в любой момент одновременно находятся под нагрузкой, без циклического чередующегося напряжения. Из-за нехватки места здесь применяется электрический цилиндр с планетарной роликовинтовой передачей. Винтовой выдвижной конец электрического цилиндра с планетарной роликовинтовой передачей оснащен позиционирующим утолщением и наружной резьбой. Для предотвращения воздействия вибрации на электрический цилиндр с планетарной роликовинтовой передачей, каждое соединительное отверстие 82 оснащено резиновым узловым элементом, но резиновый узловой элемент не может выступать за пределы соединительных отверстий, чтобы не влиять на точность электрического цилиндра 11 в поперечном направлении. Винтовой выдвижной конец проходит сквозь резиновые узловые элементы, причем позиционирующее утолщение примыкает к одной торцевой поверхности каждого соединительного отверстия 82, и гайка 12 навинчена на его наружную резьбу, так что гайка 12 примыкает к другой торцевой поверхности каждого соединительного отверстия 82, так то оба этих элемента надежно соединены с целью обеспечения того, что после соединения винтового выдвижного конца с каждым соединительным отверстием 82 не будет относительного смещения между электрическим цилиндром 11 и подвижным диском 8, и таким образом осуществляется точное перемещение колес 4.

[0087] При изменении колеи из широкой на узкую, электрический цилиндр 11 толкает подвижный диск 8, чтобы переместить его от корпуса 7 буксы, и подвижный диск 8 приводит колеса 4 в одновременное движение, тем самым широкая колея изменяется на узкую колею.

[0088] При изменении колеи из узкой на широкую, электрический цилиндр 11 притягивает подвижный диск 8, чтобы переместить его к корпусу 7 буксы, и подвижный диск 8 приводит колеса 4 в одновременное движение, тем самым узкая колея изменяется на широкую колею.

[0089] В одном варианте осуществления настоящей заявки, как показано на фиг. 6, для уменьшения веса, подвижный диск имеет схожую ромбовидную форму, и верхние углы схожей ромбовидной формы выполнены в виде дуг, промежуточно соединенных со смежными сторонами. Пара соединительных отверстий соответственно расположены в паре верхних углов на подвижном диске напротив друг друга. Поскольку в другой паре верхних углов нет соединительных отверстий 82, другая пара верхних углов может быть выполнена в виде дуговых поверхностей, соответствующих наружной окружности центрального сквозного отверстия подвижного диска с целью дальнейшего уменьшения веса подвижного диска 8 и экономии материалов и пространства для установки подвижного диска 8.

[0090] Вариант осуществления настоящей заявки также предоставляет тележку с изменяемой шириной колеи, содержащую вышеописанную колесную пару с изменяемой шириной колеи. Колесная пара с изменяемой шириной колеи делится на снабженную приводным двигателем колесную пару и не снабженную приводным двигателем колесную пару. Как показано на фиг. 2, механизм 1 поперечного привода снабженной приводным двигателем колесной пары установлен снаружи колес 4, блокирующий механизм 3 установлен внутри колес 4 и редуктор и два тормозных диска 2 установлены внутри колес 4. Поскольку тормозные диски 2 установлены на оси 5, для предотвращения пространственного конфликта между тормозными дисками 2 и приводным двигателем 10 в этом случае применяется двухэтапное замедление, при котором тележка имеет большее расстояние между осями. Кроме этого, снабженная приводным двигателем тележка содержит концевую балку, на которой установлен тормозной узел и тяга пылезащитного кожуха. Проушина 64 расположена на наружном кольце пылезащитного кожуха 6, которая сопряжена с тягой пылезащитного кожуха, присоединенной к концевой балке, для предотвращения ее вращения вместе со втулкой под действием силы трения выемки втулки.

[0091] Как показано на фиг. 3, не снабженная приводным двигателем колесная пара изготовлена путем удаления редуктора из снабженной приводным двигателем колесной пары и распределения тормозных дисков 2 на равных расстояниях, и может применяться первоначальная конструкция тележки.

[0092] Во избежание появления царапин на оси 5 при движении колес 4 и уменьшения силы, необходимой для движения колес 4, то есть выходной мощности привода, колеса 4 разгружают здесь, поддерживая опорный рельс на буксе. Следовательно, должен быть установлен ряд опорных рельс на обоих концах наземной рельсы.

[0093] На секции пути, на которой изменяется ширина колеи, появляется опорный рельс, а стальной рельс для узкой колеи и опорный рельс одновременно присутствуют в секции; затем стальной рельс исчезает, и для поддержки используется только опорный рельс, и изменение колеи на этой секции завершается. Далее, в секции одновременно присутствуют стальной рельс для широкой колеи и опорный рельс. Наконец, опорный рельс постепенно опускается, исчезает и осуществляется вход на железную дорогу с широкой колеей.

[0094] Высота от опорной поверхности опорного рельса до горизонтальной плоскости такая же, как высота от нижней части корпуса буксы до горизонтальной плоскости, два конца имеют небольшую высоту, так что процесс загрузки/разгрузки протекает медленно, и предотвращается возникновение удара. Снаружи предусмотрены боковые стопоры для предотвращения бокового смещения поезда и его выскальзывания за опорную поверхность.

[0095] Процесс изменения ширины колеи имеет пять этапов, т.е. разгрузку, разблокировку, поперечное перемещение, блокировку и нагрузку колес 4. В этом случае в качестве примера, чтобы проиллюстрировать процесс изменения ширины колеи из данного решения по активному изменению ширины колеи, взято изменение ширины колеи со стандартной колеи шириной 1435 мм на широкую колею шириной 1520 мм.

[0096] На первом этапе колеса 4 разгружают: когда поезд движется от колеи шириной 1435 мм к секции изменения ширины колеи, скорость уменьшается до 15 м/с, и затем по мере продвижения поезда опорная колея постепенно поднимается и после того, как опорная колея войдет в контакт с корпусом 7 буксы и пройдет небольшое расстояние, стандартная стальная колея заканчивается, и колеса 4 оказываются полностью разгруженными.

[0097] На втором этапе разблокируют колесо 4: устройство, установленное на наземной опорной колее, посылает сигнал, указывающий, что колеса 4 разгружены. Управляющий механизм подает ток на блокирующий механизм 3, и на тяговой электромагнит 32, фиксирующий соленоид 34 и тяговый соленоид 32-1 один за другим подается питание, подвижный сердечник 32-2 разблокируется и приводит в движение блокирующий штифт 33 для его втягивания, и колеса 4 разблокируются. Когда тяговый электромагнит 32 обнаруживает, что подвижный сердечник 32-2 находится во втянутом положении, посылается сигнал, указывающий, что колеса 4 разблокированы, и управляющий механизм отключает втягивающий соленоид 34 и тяговый соленоид 32-1, в свою очередь, чтобы предотвратить перегорание соленоида из-за длительной подачи питания. В это время подвижный сердечник 32-2 зажат в разблокированном положении колеса 4 с помощью блокировочного штифта 35.

[0098] На третьем этапе изменяют ширину колеи: после того, как управляющий механизм получает сигнал, указывающий на разблокировку колес 4, он поочередно прекращает подачу питания втягивающему соленоиду 34 и тяговому соленоиду 32-1 и подает питание электрическому цилиндру с планетарной роликовинтовой передачей (который имеет направление подачи питания, противоположное предыдущему направлению подачи питания, то есть в прошлый раз питание подавалось в обратном направлении, а в этот раз питание подается в прямом направлении). Электрический цилиндр 11 толкает/притягивает подвижный диск 8 для того, чтобы перевести колеса 4 в новое положение ширины колеи.

[0099] На четвертом этапе блокируют колеса 4: после того, как электрический цилиндр 11 достигает этого положения ширины колеи, посылается сигнал, указывающий на то, что изменение ширины колеи завершено, и тогда подается питание на фиксирующий соленоид 34 тягового электромагнита 32, и подвижный сердечник 32-2 разблокируется, и блокирующий штифт 33 приводится возвращающей силы пружины для вытягивания. Когда устройство обнаружения обнаруживает, что подвижный сердечник 32-2 находится в вытянутом положении, посылается сигнал, указывающий на то, что колеса 4 заблокированы, прекращается подача питания, на фиксирующий соленоид 34, и блокировочный штифт 35 блокирует подвижный сердечник 32-2 и блокирующий штифт 33 в заблокированном положении колес 4, чтобы предотвратить его движение под действием центробежной силы.

[00100] На пятом этапе колеса 4 нагружают: появляется стальной рельс для колеи шириной 1520 мм, опорная колея постепенно понижается, и колеса 4 повторно нагружаются; процесс изменения ширины колеи полностью завершается.

[00101] Как видно из вышеописанных вариантов осуществления, согласно настоящей заявке, благодаря поперечному перемещению колес механизмом поперечного привода, колеса 4 могут перемещаться в поперечном положении с большей устойчивостью, износ между колесами и осью может быть уменьшен, и повышается надежность колесной пары с изменяемой шириной колеи. В то же время предоставлена активная конструкция для изменения ширины колеи, подвижный сердечник управляется для того, чтобы выдвигать или втягивать его посредством включения или выключения тягового электромагнита, и таким образом колеса блокируются или разблокируются непосредственно, без внешнего приспособления, так что наземное приспособление для изменения ширины колеи упрощается и обладает уменьшенной стоимостью. Кроме этого, сигналы для изменения ширины колеи выводятся системой управления транспортным средством, что повышает надежность и эффективность действий для изменения ширины колеи.

[00102] Варианты осуществления, описанные выше, являются только предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения и не предназначены для ограничения настоящего изобретения. Любые модификации, эквивалентные замены, улучшения и т. п., которые находятся в пределах сущности и принципов настоящего изобретения, должны быть включены в объем защиты настоящего изобретения.

Группа изобретений относится к области железнодорожного транспорта, в частности к блокирующим механизмам для колесных пар с изменяемой шириной колеи, колесным парам с изменяемой шириной колеи и тележкам, содержащим подобные колесные пары. Механизм содержит тяговый электромагнит и блокирующий штифт. Электромагнит содержит соленоид и подвижный сердечник. Конец сердечника соединен с блокирующим штифтом. Блокирующие отверстия расположены на внутренней ступице колес с интервалами в осевом направлении. Сердечник может вводить и выводить штифт из отверстий. Блокирующий механизм содержит две соединенные втулки. Втулки состоят из торцевой крышки и цилиндра. Крышка первой втулки содержит сквозное осевое отверстие и плотно соединена с осью колесной пары посредством сквозного осевого отверстия. Крышка второй втулки присоединена к цилиндру первой втулки. Цилиндр второй втулки проходит в сторону колеса в направлении по окружности второй торцевой крышки. Ступица колеса проходит в первый цилиндр и стыкуется с возможностью скольжения с первым цилиндром. Сквозное отверстие расположено на внутренней стенке первого цилиндра в направлении, соответствующем блокирующему отверстию. Уменьшается время, необходимое для изменения ширины колеи. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Блокирующий механизм (3) для колесной пары с изменяемой шириной колеи, содержащий:

тяговый электромагнит (32); и

блокирующий штифт (33),

тяговый электромагнит (32), содержащий тяговый соленоид (32-1) и подвижный сердечник (32-2), перемещением которого управляют путем включения и выключения тягового соленоида (32-1),

причем блокирующий штифт (33) неподвижно соединен с концом подвижного сердечника (32-2), отдаленным от тягового соленоида (32-1),

причем множество блокирующих отверстий (41) расположены на внутренней ступице колес (4) колесной пары с изменяемой шириной колеи с интервалами в осевом направлении, и

причем подвижный сердечник (32-2) выполнен с возможностью приведения блокирующего штифта (33) для его введения в блокирующее отверстие (41) или извлечения из блокирующего отверстия (41) с целью блокировки или разблокировки колес (4);

отличающийся тем, что блокирующий механизм дополнительно содержит втулку (31),

причем втулка содержит первую втулку и вторую втулку, соединенную с первой втулкой,

первая втулка содержит первую торцевую крышку и первый цилиндр, причем первый цилиндр проходит в сторону колеса в направлении по окружности первой торцевой крышки; и первая торцевая крышка оснащена осевым сквозным отверстием и плотно соединена с осью колесной пары с изменяемой шириной колеи посредством осевого сквозного отверстия;

вторая втулка содержит вторую торцевую крышку, присоединенную в качестве единого целого к первому цилиндру в направлении по окружности первого цилиндра, и второй цилиндр, проходящий в сторону колеса в направлении по окружности второй торцевой крышки; и

внутренняя ступица колеса (4) проходит в первый цилиндр и стыкуется с возможностью скольжения с первым цилиндром, и сквозное отверстие, сквозь которое проходит подвижный сердечник (32-2), расположено на внутренней стенке первого цилиндра в направлении, соответствующем блокирующему отверстию (41).

2. Блокирующий механизм колесной пары с изменяемой шириной колеи по п. 1, отличающийся тем, что тяговый электромагнит (32) дополнительно содержит корпус, закрепленный на внутренней боковой стенке второй торцевой крышки, тяговый соленоид (32-1) расположен в корпусе и подвижный сердечник (32-2) содержит конец, проходящий сквозь тяговый соленоид, (32-1) и выполнен с возможностью приведения блокирующего штифта (33) для прохождения сквозь сквозное отверстие в соответствующее блокирующее отверстие (41) с целью блокировки колеса, и выполнен с возможностью приведения блокирующего штифта (33) для его извлечения из блокирующего отверстия (41) с целью разблокировки колес (4).

3. Блокирующий механизм колесной пары с изменяемой шириной колеи по п. 2, отличающийся тем, что тяговый электромагнит (32) дополнительно содержит фиксирующие соленоиды (34), соответственно расположенные на противоположных сторонах подвижного сердечника (32-2), и блокировочный штифт, который стыкуется с каждым из фиксирующих соленоидов (34),

причем два кольцевых блокирующих паза расположены с интервалами в осевом направлении подвижного сердечника (32-2) и блокировочный штифт (35) выполнен с возможностью введения в один из кольцевых блокирующих пазов для фиксации подвижного сердечника (32-2) в разблокированном положении или заблокированном положении.

4. Блокирующий механизм колесной пары с изменяемой шириной колеи по п. 3, отличающийся тем, что полость для размещения конца блокировочного штифта (35) расположена в области фиксирующего соленоида (34), в которой установлен блокировочный штифт (35), причем полость имеет зазор, в котором блокировочный штифт (35) способен к перемещению, конец блокировочного штифта (35), расположенный снаружи полости, оснащен кольцевым утолщением, и блокировочный штифт (35) оснащен первой пружиной, один конец которой примыкает к кольцевому утолщению и другой конец примыкает к наружной части полости; и

вторая пружина расположена на конце подвижного сердечника (32-2), находящемся снаружи корпуса, конец второй пружины примыкает к наружной части корпуса, и другой конец второй пружины примыкает к кольцевому фланцу на конце подвижного сердечника (32-2).

5. Блокирующий механизм колесной пары с изменяемой шириной колеи по п. 4, отличающийся тем, что зазор внутри полости, в котором блокировочный штифт (35) способен к перемещению, составляет 3-4 мм.

6. Блокирующий механизм колесной пары с изменяемой шириной колеи по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя ступица колеса (4) оснащена множеством рядов блокирующих отверстий (41) в направлении по окружности внутренней ступицы колеса, и каждый ряд блокирующих отверстий (41) включает множество блокирующих отверстий (41), расположенных с интервалами в осевом направлении внутренней ступицы колеса, и расстояние между двумя смежными блокирующими отверстиями (41) равно половине ширины колеи, которую необходимо изменить, и

тяговый электромагнит (32) содержит множество тяговых электромагнитов (32), распределенных по внутренней боковой стенке второй торцевой крышки в направлении по окружности, и множество тяговых электромагнитов (32) соответствуют множеству рядов блокирующих отверстий (41) в соотношении один к одному.

7. Блокирующий механизм колесной пары с изменяемой шириной колеи по п. 1, отличающийся тем, что пылезащитный кожух (6) соединен с наружной периферией второго цилиндра и пылезащитный кожух (6) содержит кольцевой корпус кожуха и фиксирующее кольцо, расположенное на обоих концах кольцевого корпуса кожуха в осевом направлении кольцевого корпуса кожуха, множество электрощеток (61) расположены в корпусе кожуха, пара кольцевых установочных пазов, окружающих наружную окружность второго цилиндра, расположены с интервалами в осевом направлении второго цилиндра, и внутренние окружности фиксирующих колец соответственно установлены в кольцевых установочных пазах;

микросхемы (62), соответствующие электрощеткам в соотношении один к одному, расположены на наружной окружности второго цилиндра и между парой кольцевых установочных пазов, причем микросхемы (62) установлены на изоляционных резиновых прокладках и отделены друг от друга изоляционной резиновой прокладкой; и

тяговый соленоид (32-1) и фиксирующие соленоиды (34) соответственно электрически соединены с соответствующими микросхемами (62), второй цилиндр поворачивается относительно пылезащитного кожуха (6) для образования электрических соединений между микросхемами (62), а электрощетки (61) осуществляют трение для того, чтобы подавать питание тяговому соленоиду (32-1) и фиксирующим соленоидам (34).

8. Блокирующий механизм колесной пары с изменяемой шириной колеи по п. 7, отличающийся тем, что множество электрощеток (61) содержат две пары электрощеток (61), микросхемы (62) содержат две пары микросхем (62), тяговый соленоид (32-1) электрически соединен с одной из двух пар микросхем (62), а фиксирующий соленоид (34)электрически соединен с другой из двух пар микросхем (62).

9. Колесная пара с изменяемой шириной колеи, содержащая колеса и ось, при этом колеса расположены на обоих концах оси и прикреплены на шлицах к оси, причем колесная пара с изменяемой шириной колеи дополнительно содержит блокирующий механизм колесной пары с изменяемой шириной колеи по любому из пп. 1-8.

10. Колесная пара с изменяемой шириной колеи, содержащая колеса (4) и ось (5), при этом колеса (4) расположены на обоих концах оси (5) и прикреплены на шлицах к оси (5) и оба конца оси (5), расположенные снаружи колес (4), соответственно опираются внутри буксы (7), причем колесная пара с изменяемой шириной колеи дополнительно содержит:

блокирующий механизм (3), соответственно расположенный на внутренней стороне каждого колеса (4) и содержащий тяговый электромагнит (32), причем тяговый электромагнит (32) содержит тяговый соленоид (32-1) и подвижный сердечник (32-2), приводимый в движение тяговым соленоидом (32-1), множество блокирующих отверстий (41) расположены на внутренней ступице каждого колеса с интервалами в осевом направлении, и подвижный сердечник (32-2) вводится в блокирующее отверстие (41) или извлекается из блокирующего отверстия (41) для блокировки или разблокировки колес (4); и

механизм (1) поперечного привода, соответственно расположенный снаружи каждого колеса (4) и закрепленный на корпусе (7) буксы, причем механизм поперечного привода содержит электрический цилиндр (11), имеющий выдвижной конец для того, чтобы толкать или тянуть разблокированные колеса с целью изменения ширины колеи колес.

11. Колесная пара с изменяемой шириной колеи по п. 10, отличающаяся тем, что механизм (1) поперечного привода дополнительно содержит подвижный диск (8), имеющий корпус диска, оснащенный центральным сквозным отверстием и подшипником, неподвижно установленным в центральном сквозном отверстии, и внутреннее кольцо подшипника неподвижно соединено с наружной ступицей каждого колеса; и

корпус диска оснащен соединительным отверстием (82), соединенным с выдвижным концом электрического цилиндра (11).

12. Колесная пара с изменяемой шириной колеи по п. 11, отличающаяся тем, что каждый механизм (1) поперечного привода содержит два электрических цилиндра (11), прикрепленных параллельно на корпусе (7) буксы, и соединительные отверстия (82) соответственно расположены на противоположных концах корпуса диска, выдвижной конец каждого электрического цилиндра (11) проходит сквозь соединительное отверстие (82) и неподвижно соединен с соединительным отверстием (82) с помощью крепежного элемента.

13. Колесная пара с изменяемой шириной колеи по п. 12, отличающаяся тем, что электрический цилиндр (11) представляет собой электрический цилиндр с планетарной роликовинтовой передачей, винтовой выдвижной конец электрического цилиндра с планетарной роликовинтовой передачей оснащен позиционирующим утолщением и наружной резьбой, а соединительное отверстие (82) оснащено резиновым узловым элементом; и

винтовой выдвижной конец проходит сквозь резиновый узловой элемент и позиционирующее утолщение примыкает к торцевой поверхности соединительного отверстия, и на наружную резьбу винтового выдвижного конца навинчивается гайка, так что гайка примыкает к другой торцевой поверхности соединительного отверстия.

14. Колесная пара с изменяемой шириной колеи по п. 13, отличающаяся тем, что корпус диска имеет ромбовидную форму, верхние углы ромбовидной формы выполнены в виде дуг, промежуточно соединенных со смежными сторонами, и пара соединительных отверстий (82) соответственно расположена в паре верхних углов на корпусе диска напротив друг друга.

15. Колесная пара с изменяемой шириной колеи по п. 10, отличающаяся тем, что блокирующий механизм дополнительно содержит втулку (31) и блокирующий штифт (33), причем втулка содержит первую втулку и вторую втулку, соединенную с первой втулкой; первая втулка содержит первую торцевую крышку и первый цилиндр, причем первый цилиндр проходит в сторону колеса в направлении по окружности первой торцевой крышки; и первая торцевая крышка оснащена осевым сквозным отверстием и плотно соединена с осью посредством осевого сквозного отверстия;

вторая втулка содержит вторую торцевую крышку, присоединенную в качестве единого целого к первому цилиндру в направлении по окружности первого цилиндра, и второй цилиндр, проходящий в сторону колеса в направлении по окружности второй торцевой крышки; и

внутренняя ступица колеса (4) проходит в первый цилиндр, и первый цилиндр оснащен сквозным отверстием, сквозь которое проходит подвижный сердечник;

тяговый электромагнит (32) дополнительно содержит корпус, закрепленный на внутренней боковой стенке второй торцевой крышки, тяговый соленоид (32-1) расположен в корпусе, и подвижный сердечник (32-2) содержит конец, проходящий сквозь тяговый соленоид (32-1), и другой конец, неподвижно соединенный с блокирующим штифтом (33); и подвижный сердечник (32-2) выполнен с возможностью приведения блокирующего штифта (33) для прохождения сквозь сквозное отверстие в соответствующее блокирующее отверстие (41) с целью блокировки колес (4) и выполнен с возможностью приведения блокирующего штифта (33) для его извлечения из блокирующего отверстия (41) с целью разблокировки колес (4).

16. Колесная пара с изменяемой шириной колеи по п. 15, отличающаяся тем, что внутренняя ступица колеса оснащена множеством рядов блокирующих отверстий (41) в направлении по окружности внутренней ступицы колеса (4), и каждый ряд блокирующих отверстий (41) включает множество блокирующих отверстий (41), расположенных с интервалами в осевом направлении внутренней ступицы колеса (4), и расстояние между двумя смежными блокирующими отверстиями (41) равно половине ширины колеи, которую необходимо изменить, и

тяговый электромагнит (32) дополнительно содержит фиксирующие соленоиды (34), расположенные на противоположных сторонах подвижного сердечника (32-2), соответственно, и блокировочный штифт (35), который стыкуется с каждым из фиксирующих соленоидов, причем два кольцевых блокирующих паза расположены с интервалами в осевом направлении подвижного сердечника (32-2) и блокировочный штифт (35) выполнен с возможностью введения в один из кольцевых блокирующих пазов для фиксации подвижного сердечника (32-2) в разблокированном положении или заблокированном положении.

17. Колесная пара с изменяемой шириной колеи по п. 16, отличающаяся тем, что полость для размещения конца блокировочного штифта (35) расположена в области фиксирующего соленоида (34), в которой установлен блокировочный штифт, причем полость имеет зазор, в котором блокировочный штифт (35) способен к перемещению, конец блокировочного штифта (35), расположенный снаружи полости, оснащен кольцевым утолщением, и блокировочный штифт (35) соединен с первой пружиной, один конец которой примыкает к кольцевому утолщению и другой конец примыкает к наружной части полости; и

вторая пружина присоединена к концу подвижного сердечника (32-2), расположенному снаружи корпуса, конец второй пружины примыкает к наружной части корпуса, и другой конец второй пружины примыкает к кольцевому фланцу на конце подвижного сердечника (32-2).

18. Колесная пара с изменяемой шириной колеи по п. 17, отличающаяся тем, что дополнительно содержит пылезащитный кожух (6), соединенный с наружной периферией второго цилиндра,

отличающаяся тем, что пылезащитный кожух (6) содержит кольцевой корпус кожуха и фиксирующее кольцо, расположенное на обоих концах кольцевого корпуса кожуха в осевом направлении кольцевого корпуса кожуха; множество электрощеток (61) расположены в корпусе кожуха, пара кольцевых установочных пазов, окружающих наружную окружность второго цилиндра, расположены с интервалами в осевом направлении второго цилиндра, и внутренние окружности фиксирующих колец соответственно установлены в кольцевом установочном пазу;

микросхемы (62), соответствующие электрощеткам в соотношении один к одному, расположены на наружной окружности второго цилиндра и между парой кольцевых установочных пазов, причем микросхемы (62) расположены на изоляционной резиновой прокладке и смежные микросхемы разделены изоляционной резиновой прокладкой; и

тяговый соленоид (32-1) и фиксирующие соленоиды (34) соответственно электрически соединены с соответствующими микросхемами (62), причем второй цилиндр поворачивается относительно пылезащитного кожуха (6) для образования электрических соединений между микросхемами (62), а электрощетки осуществляют трение для того, чтобы подавать питание тяговому соленоиду (32-1) и фиксирующим соленоидам (34).

19. Колесная пара с изменяемой шириной колеи по п. 18, отличающаяся тем, что множество электрощеток (61) содержат две пары электрощеток (61), микросхемы (62) содержат две пары микросхем (62), тяговый соленоид (32-1) электрически соединен с одной из двух пар микросхем (62) и фиксирующий соленоид (34) электрически соединен с другой из двух пар микросхем (62); и

две пары электрощеток (61) соответственно соединены с блоком питания, а блок питания соединен с управляющим механизмом.

20. Тележка с изменяемой шириной колеи, содержащая колесную пару с изменяемой шириной колеи по любому из пп. 10-19.