ОСЬ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В КОЛЕСНОЙ ПАРЕ С ИЗМЕНЯЕМОЙ ШИРИНОЙ КОЛЕИ И КОЛЕСНАЯ ПАРА С ИЗМЕНЯЕМОЙ ШИРИНОЙ КОЛЕИ Российский патент 2023 года по МПК B61F7/00 B60B37/00 B60B35/00 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

Настоящая заявка испрашивает приоритет китайской заявки №202010737193.4, поданной 28 июля 2020 г., озаглавленной «Axle for Gauge-Changeable Wheelset, and Gauge-Changeable Wheelset».

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящая заявка относится к технической области изменения ширины колеи железнодорожного транспортного средства и, в частности, к оси для колесной пары с изменяемой шириной колеи, а также к колесной паре с изменяемой шириной колеи.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Международные пассажирские и грузовые перевозки в последние годы стремительно выросли. Однако разные значения ширины рельсовой колеи в разных странах значительно затрудняют международные перевозки по железной дороге. Для решения проблемы, заключающейся в том, что вследствие разных значений ширины рельсовой колеи в разных странах серьезно затрудняются международные железнодорожные перевозки, предлагается поезд с изменяемой шириной колеи; при движении поезда по железной дороге в другой стране расстояние между колесами на оси может изменяться для адаптации к ширине железнодорожной колеи других стран.

Однако традиционное колесо и ось имеют сложную конструкцию соединения, а процедура изменения ширины колеи имеет низкую надежность.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящая заявка предназначена для решения по меньшей мере одной из технических задач, стоящих на существующем уровне техники. В настоящей заявке предложена ось для колесной пары с изменяемой шириной колеи с оригинальным конструкционным решением, что обеспечивает простую конструкцию соединения между осью и колесом и высоконадежную процедуру изменения ширины колеи.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает колесную пару с изменяемой шириной колеи.

Согласно одному варианту осуществления аспекта настоящего изобретения предусмотрена ось для колесной пары с изменяемой шириной колеи. Центральное сквозное отверстие выполнено вдоль осевого направления оси, наружная окружность оси вблизи ее средней части снабжена секцией наружных шлицов, проходящей вдоль осевого направления оси, наружная окружность оси снабжена двумя секциями первой несамоконтрящейся резьбы, имеющими противоположные направления вращения на обеих осевых сторонах наружных шлицов, соответственно, и продолговатое отверстие, проходящее в радиальном направлении через ось, выполнено на наружных шлицах оси, и продолговатое отверстие имеет продольное направление, совпадающее с осевым направлением оси; и

по меньшей мере одна первая дорожка качения, расположенная по окружности вокруг оси, предусмотрена в положении между одной из вторых несамоконтрящихся резьб и наружными шлицами оси.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере одна первая дорожка качения содержит две первые дорожки качения, и эти две первые дорожки качения расположены бок о бок и находятся вблизи наружных шлицов.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения каждая первая дорожка качения имеет поперечное сечение в виде вогнутого полукруга.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения кольцевой фланец образован в положении оси, где выполнена первая дорожка качения, и кольцевой фланец имеет внешний диаметр, который больше внешнего диаметра остальной части оси, так что на обоих осевых концах кольцевого фланца образуются упорные торцевые поверхности.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения расстояние между наружными шлицами и первой несамоконтрящейся резьбой, смежной с наружными шлицами равно расстоянию между кольцевым фланцем и первой несамоконтрящейся резьбой, смежной с кольцевым фланцем, и оба эти расстояния равны половине ширины колеи, которую необходимо изменить.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения первая несамоконтрящаяся резьба представляет собой трапециевидную резьбу.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения ось выполнена в виде ступенчатой оси, оба конца которой имеют меньший диаметр, чем диаметр средней части ступенчатой оси, и две оконечные части ступенчатой оси выполнены с возможностью установки корпуса буксы.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, промежуточная часть ступенчатой оси снабжена секцией скольжения между каждой первой несамоконтрящейся резьбой и концом промежуточной части ступенчатой оси.

Согласно одному варианту осуществления другого аспекта настоящего изобретения колесная пара с изменяемой шириной колеи выполнена содержащей ось и пару колес, при этом ось является осью для колесной пары с изменяемой шириной колеи, которая упомянута выше;

колесная пара с изменяемой шириной колеи дополнительно содержит внешнюю муфту и пару осевых муфт;

при этом пара колес установлена на ось посредством осевых муфт, каждое колесо закреплено на наружной окружности первого конца каждой осевой муфты, и внутренняя окружность осевой муфты снабжена двумя секциями вторых несамоконтрящихся резьб, выполненных с возможностью сопряжения с образованием пары несамоконтрящихся резьб с первой несамоконтрящейся резьбой;

наружная окружность второго конца осевой муфты снабжена наружными шлицами; и

внешняя муфта надета снаружи оси, внутренняя окружность внешней муфты снабжена второй дорожкой качения, соответствующей первой дорожке качения, при этом вторая дорожка качения снабжена установочным отверстием элемента качения в замковом соединении с первой дорожкой качения для образования пространства для качения, в котором сопрягаемый с ним элемент качения установлен через установочное отверстие элемента качения так, что внешняя муфта присоединена снаружи оси с возможностью вращения, а на обеих осевых сторонах второй дорожки качения внутри внешней муфты предусмотрены внутренние шлицы, сопрягаемые с наружными шлицами на осевой муфте, которые расположены на заданных расстояниях от второй дорожки качения.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения колесная пара с изменяемой шириной колеи дополнительно содержит блокирующее скользящее кольцо, упорный штифт, эластичную деталь и шток толкателя;

блокирующее скользящее кольцо надето с возможностью скольжения на наружные шлицы оси, и блокирующее скользящее кольцо при этом снабжено внутренними шлицами, сопрягаемыми с наружными шлицами оси, и снабжено снаружи наружными шлицами, сопрягаемыми с внутренними шлицами внешней муфты; внутренняя стенка блокирующего скользящего кольца радиально снабжена парой открытых пазов, имеющих отверстия, сообщающиеся с концом блокирующего скользящего кольца; упорный штифт проходит через продолговатое отверстие, и оба конца упорного штифта выступают из продолговатого отверстия, при этом оба конца упорного штифта, выступающих из продолговатого отверстия, встроены внутрь пары открытых пазов за счет отверстий открытых пазов; блокирующая эластичная деталь надета на ось и имеет конец, примыкающий к наружной стенке первой дорожки качения, и другой конец, примыкающий к концу блокирующего скользящего кольца, удаленного от открытого паза; и когда блокирующая эластичная деталь находится в естественном состоянии, наружные шлицы блокирующего скользящего кольца, по меньшей мере, частично находятся во внутренних шлицах соответствующей стороны внешней муфты для блокировки вращения внешней муфты; и

шток толкателя имеет конец, проходящий через центральное сквозное отверстие оси и примыкающий к стороне упорного штифта, на которой расположен открытый паз, и другой конец, проходящий к оконечной части оси.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения колесная пара с изменяемой шириной колеи дополнительно содержит разблокирующий механизм, установленный на одном конце оси, где расположен шток толкателя; и

корпус буксы установлен на каждом конце оси, расположенной снаружи пары колес, и разблокирующий механизм содержит монтажное основание и толкающую головку, проходящую в осевом направлении сквозь монтажное основание. Монтажное основание неподвижно установлено снаружи корпуса буксы, и толкающая головка расположена напротив штока толкателя.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения вторая несамоконтрящаяся резьба имеет длину, большую, чем длина первой несамоконтрящейся резьбы и равную половине ширины колеи, которую необходимо изменить;

внутренняя окружность внешней муфты снабжена кольцевым утолщением на второй дорожке качения, и после соединения внешней муфты с осью между внешней муфтой и осью на обеих осевых сторонах пространства для качения образуется пара установочных пространств для осевых муфт; и

эластичная деталь представляет собой блокирующую пружину.

Одно или более технических решений в вариантах осуществления настоящего изобретения, упомянутых выше, имеют по меньшей мере один из следующих технических эффектов.

Для оси для колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения центральное сквозное отверстие выполнено вдоль осевого направления оси, наружная окружность оси вблизи ее средней части снабжена секцией наружных шлицов, проходящей вдоль осевого направления оси, наружная окружность оси снабжена двумя секциями первой несамоконтрящейся резьбы, имеющими противоположные направления вращения на обеих осевых сторонах наружных шлицов, соответственно, и продолговатое отверстие, проходящее в радиальном направлении через ось, выполнено на наружных шлицах оси, и продолговатое отверстие имеет продольное направление, совпадающее с осевым направлением оси; и по меньшей мере одна первая дорожка качения, расположенная по окружности вокруг оси, предусмотрена в положении между вторыми несамоконтрящимися резьбами и наружными шлицами оси; таким образом, ось имеет оригинальное конструкционное решение, что обеспечивает простую конструкцию соединения между осью и колесом и высоконадежную процедуру изменения ширины колеи.

Для колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно варианту осуществления настоящего изобретения, благодаря обеспечению упомянутой выше оси для колесной пары с изменяемой шириной колеи, нет необходимости в обеспечении сложных механизмов изменения ширины колеи, что облегчает конструкцию других соответствующих компонентов снаружи оси так, чтобы колесная пара с изменяемой шириной колеи могла иметь простую общую конструкцию, удобную установку и надежную процедуру изменения ширины колеи.

Дополнительные аспекты и преимущества настоящего изобретения буду частично приведены в следующем описании, и некоторые из них будут очевидны из следующего описания или будут понятны из практики настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Чтобы более понятно проиллюстрировать технические решения, раскрытые в вариантах осуществления настоящего изобретения или в известном уровне техники, ниже кратко описаны графические материалы, используемые в описаниях вариантов осуществления или известного уровня техники. Очевидно, что графические материалы в нижеследующем описании представляют собой только определенные варианты осуществления настоящего изобретения, и специалист в данной области техники может без каких-либо творческих усилий в соответствии с этими графическими материалами получить другие графические материалы.

На фиг. 1 представлена фронтальная структурная схема, показывающая ось для колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2 представлена структурная схема в перспективе, показывающая осевую муфту колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 3 представлена структурная схема в осевом разрезе колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения; и

на фиг. 4 представлена структурная схема в осевом разрезе другой колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

Ссылочные позиции:

10. ось; 11. наружный шлиц оси; 12. продолговатое отверстие; 13. первая дорожка качения; 14. первая несамоконтрящаяся резьба; 15. центральное сквозное отверстие; 20. осевая муфта; 21. вторая несамоконтрящаяся резьба; 22. наружный шлиц осевой муфты; 30. колесо; 40. внешняя муфта; 41. вторая дорожка качения; 50. корпус буксы; 60. блокирующее скользящее кольцо; 70. блокирующая пружина; 80. упорный штифт; 90. шток толкателя; 100. разблокирующий механизм; 110. скользящий подшипник; 120. редуктор; 130. тормозной диск.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Варианты осуществления настоящего изобретения дополнительно описаны подробно ниже в связи с графическими материалами и вариантами осуществления. Представленные ниже варианты осуществления предназначены для иллюстрации настоящего изобретения, но не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения.

Следует отметить, что в описании вариантов осуществления настоящего изобретения 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 вариантов осуществления настоящего изобретения и упрощения описания, а не указания или выражения того, что заявленное устройство или компонент должны иметь конкретную ориентацию, выполнены и работают в конкретной ориентации, и поэтому их нельзя считать ограничивающими варианты осуществления настоящего изобретения. Кроме того, термины «первый», «второй», «третий» и т.п. используются только для целей описания и не должны считаться указывающими или подразумевающими относительную важность.

Необходимо отметить, что в описании вариантов осуществления настоящего изобретения, если явным образом не заявлено и не определено иное, термины «соединенный с» и «присоединенный» необходимо понимать в широком смысле, например, это может быть или неподвижное соединение, или соединение с возможностью разъединения, или может быть выполнение в виде единого целого; это может быть механическое соединение или электрическое соединение; это может быть непосредственное соединение или соединение, опосредованное с помощью промежуточного элемента. Специалист в данной области техники может понимать конкретные значения терминов, представленных выше в вариантах осуществления настоящего изобретения, в соответствии с конкретными условиями.

В вариантах осуществления настоящего изобретения, если явным образом не заявлено и не определено иное, расположение первого признака «на» или «под» вторым признаком означает, что первый признак находится в непосредственном контакте со вторым признаком или первый признак находится в контакте со вторым признаком посредством промежуточной среды. Также расположение первого признака «на», «поверх» и «наверху» второго признака может означать, что первый признак находится непосредственно на или над вторым признаком, или это просто означает, что уровень первого признака выше, чем второго признака. Расположение первого признака «под», «ниже» и «на нижней части» второго признака может означать, что первый признак находится непосредственно под или ниже второго признака, или это просто означает, что уровень первого признака ниже, чем второго признака.

В описании данного изобретения описания со ссылкой на термины «один вариант осуществления», «некоторые варианты осуществления», «примеры», «конкретные примеры» или «некоторые примеры» и т.д. означают, что конкретные признаки, конструкция, материалы или характеристики, описанные в сочетании с вариантом осуществления или примером, включены в по меньшей мере один вариант осуществления или пример вариантов осуществления настоящего изобретения. В данном описании схематические представления вышеуказанных терминов не обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления или примеру. Также описанные конкретные признаки, конструкции, материалы или характеристики могут быть скомбинированы в любых одном или более вариантах осуществления или примерах подходящим образом. Кроме того, специалисты в данной области техники могут интегрировать и комбинировать разные варианты осуществления или примеры и признаки разных вариантов осуществления или примеров, описанных в данном изобретении, без возникновения противоречия между ними.

Как показано на фиг. 1-4, вариант осуществления настоящего изобретения предоставляет ось для колесной пары с изменяемой шириной колеи и колесную пару с изменяемой шириной колеи.

С целью ясного представления технического решения настоящего изобретения ось для колесной пары с изменяемой шириной колеи описана путем объединения колесной пары с изменяемой шириной колеи.

Согласно фиг. 1-4 колесная пара с изменяемой шириной колеи содержит ось для колесной пары с изменяемой шириной колеи, внешнюю муфту 40, пару осевых муфт 20 и пару колес 30.

В частности, как показано на фиг. 1, ось 10 снабжена центральным сквозным отверстием 15 вдоль ее осевого направления, наружная окружность оси 10 вблизи ее средней части снабжена секцией наружных шлицов, проходящей в осевом направлении оси 10, и обе осевые стороны наружных шлицов на ее наружной окружности снабжены парой первых несамоконтрящихся резьб 14, имеющих противоположное направление вращения, то есть ось 10 дополнительно снабжена двумя секциями первой несамоконтрящейся резьбы 14, имеющими противоположное направление вращения, расположенными на обеих осевых сторонах наружных шлицов. В одном варианте осуществления между каждой секцией первой несамоконтрящейся резьбы 14 и наружными шлицами имеется промежуток. Наружные шлицы оси 10 снабжены продолговатым отверстием 12, проходящим радиально через наружные шлицы. То есть продолговатое отверстие 12 и наружные шлицы перекрываются, и продолговатое отверстие 12 имеет продольное направление, совпадающее с осевым направлением оси, то есть продолговатое отверстие 12 имеет продольное направление, соответствующее направлению протяжения наружных шлицов.

В настоящем варианте осуществления продолговатое отверстие 12 имеет длину, немного меньшую, чем длина наружных шлицов. Кроме того, центральное сквозное отверстие 15, предусмотренное на оси 10, является преимущественным для уменьшения веса оси.

Кроме того, часть оси 20 между одним из первой несамоконтрящейся резьбы 14 и наружных шлицов снабжена по меньшей мере одной первой дорожкой 13 качения, расположенной по окружности вокруг оси 10, и первая дорожка 13 качения расположена вблизи наружных шлицов.

В настоящем варианте осуществления первая дорожка 13 качения имеет поперечное сечение в виде вогнутого полукруга.

В частности, пара колес 30 установлена на обоих осевых концах оси 10 посредством осевых муфт 20 и прикреплена снаружи первых концов осевых муфт 20. Например, колеса 30 могут быть запрессованы на наружной окружности первого конца осевой муфты 20, так что они находятся в посадке с натягом относительно друг друга. Внутренняя окружность второго конца осевой муфты 20 содержит вторую несамоконтрящуюся резьбу 21, образующую пару несамоконтрящихся резьб вместе с первой несамоконтрящейся резьбой 14. Вторая несамоконтрящаяся резьба 21 имеет длину, которая больше длины первой несамоконтрящейся резьбы 14, и разница в длине равна половине ширины колеи, которую необходимо изменить, так что оба колеса 30 могут перемещаться на половину ширины колеи, которую необходимо изменить, относительно оси 10 во время вращения, следуя за соответствующими осевыми муфтами 20, так что сумма расстояний, пройденных обоими колесами 30, равна расстоянию желаемого изменения ширины колеи.

Внешняя муфта 40 надета снаружи оси 10, внутренняя окружность внешней муфты 40 снабжена второй дорожкой 41 качения, соответствующей первой дорожке 13 качения, имеющей такие же размер и форму, как и первая дорожка 13 качения. Вторая дорожка 41 качения снабжена установочным отверстием элемента качения и находится в замковом соединении с первой дорожкой 13 качения для образования кругового пространства для качения, в котором элемент качения установлен через установочное отверстие элемента качения. Элемент качения, который может представлять собой проворачивающийся шар, заполненный пространством для качения, имеет внешний диаметр, сопрягаемый с внутренним диаметром пространства для качения. Благодаря соединению внешней муфты 40 с осью 10 через элемент качения, внешняя муфта 40 присоединена с возможностью вращения снаружи оси 10, другими словами, внешняя муфта 40 имеет вращательную степень свободы, но ограниченную степень свободы перемещения, то есть внешняя муфта 40 может вращаться относительно оси 10, но не может перемещаться.

Наружная окружность второго конца осевой муфты 20 снабжена наружными шлицами. После установки второй конец осевой муфты 20 находится внутри колеса 30 и обращен к внешней муфте 40; внутренние шлицы, сопрягаемые с наружными шлицами на оси муфты 20, соответственно расположены на внутренней окружности внешней муфты в положениях на обеих осевых сторонах второй дорожки 42 качения и на заданном интервале от второй дорожки 41 качения. Осевая муфта 20 и внешняя муфта 40 соединены посредством внутренних шлицов и наружных шлицов так, что осевая муфта 20 может вращаться вместе с внешней муфтой 40 или осевая муфта 20 может двигаться в осевом направлении относительно внешней муфты 40.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения кольцевой фланец образован в положении оси 10, где выполнена первая дорожка 13 качения, и кольцевой фланец имеет внешний диаметр, который больше внешнего диаметра остальной части оси 10, так что на обоих осевых концах кольцевого фланца образуются упорные торцевые поверхности.

В частности, на оба конца оси 10 за пределами пары колес 30, соответственно, установлены корпуса 50 букс.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения колесная пара с изменяемой шириной колеи дополнительно содержит блокирующее скользящее кольцо 60, упорный штифт 80, эластичную деталь и шток толкателя 90.

В одном варианте осуществления блокирующее скользящее кольцо 60 надето с возможностью скольжения на наружные шлицы 11 оси и блокирующее скользящее кольцо там снабжено внутренними шлицами, сопрягаемыми с наружными шлицами 11 оси, и снабжено снаружи наружными шлицами, сопрягаемыми с внутренними шлицами внешней муфты 40. Внутренняя стенка блокирующего скользящего кольца 60 радиально снабжена парой открытых пазов, имеющих отверстия, сообщающиеся с концом блокирующего скользящего кольца 60. Упорный штифт 80 проходит через продолговатое отверстие 12, и оба конца упорного штифта 80 выступают из продолговатого отверстия 12, при этом оба конца упорного штифта 80, выступающие из продолговатого отверстия 12, вставлены внутрь пары открытых пазов через отверстия открытых пазов. Упорный штифт 80 имеет длину, равную расстоянию между верхними стенками пары открытых пазов, и оба конца упорного штифта 80 упираются в верхние стенки открытого паза. Кроме того, упорный штифт 80 имеет ширину, соответствующую ширине открытых пазов, так, что упорный штифт 80 и блокирующее скользящее кольцо 60 имеют надежное соединение.

Для облегчения осевого перемещения упорного штифта 80 вдоль продолговатого отверстия 12 упорный штифт 80 имеет ширину, меньшую, чем длина продолговатого отверстия 12, и толщину, меньшую или равную ширине продолговатого отверстия 12. Кроме того, ширина блокирующего скользящего кольца 60 не должна быть слишком большой, чтобы гарантировать, что блокирующее скользящее кольцо 60 может иметь свободу движения в пространстве между второй дорожкой 41 качения внешней муфты 40 и внутренними шлицами.

Эластичная деталь, например, эластичная пружина 70, надета на ось, и имеет один конец, упирающийся в наружную стенку, т.е. упорную торцевую поверхность первой дорожки 13 качения, а другой конец упирается в конец блокирующего скользящего кольца 60, удаленный от открытого паза. Когда эластичная деталь находится в естественном состоянии, наружные шлицы снаружи блокирующего скользящего кольца 60, по меньшей мере, частично расположены во внутренних шлицах соответствующей стороны внешней муфты 40, чтобы блокировать вращение внешней муфты 40 для фиксации внешней муфты относительно оси 10.

Шток 90 толкателя имеет один конец, проходящий в центральное сквозное отверстие 15 оси 10 и упирающийся в сторону упорного штифта 80, где расположен открытый паз. Например, упорный штифт 80 может быть снабжен соединительным валом, проходящим в одну сторону, а шток 90 толкателя выполнен полым с возможностью надевания на соединительный вал упорного штифта 80 для скрепления этих двух элементов. Соединительный вал также может быть снабжен наружной резьбой, а внутреннее отверстие на конце штока 90 толкателя снабжено внутренней резьбой для образования резьбового соединения с наружной резьбой. Шток 90 толкателя имеет другой конец, проходящий к концу центрального сквозного отверстия 15. Предпочтительно наружный конец штока 90 толкателя расположен по сути на одном уровне с центральным сквозным отверстием 15. Корпус 50 буксы может быть поднят при помощи разблокировочного рельса, что таким образом снимает нагрузку с колес 30, осевая нагрузка прикладывается к упорному штифту 80 посредством штока 90 толкателя, заставляя блокирующее скользящее кольцо 60 сжимать эластичную деталь на оси 10 для перемещения в сторону от внутренних шлицов внешней муфты 40 для выхода из зацепления с внутренними шлицами ключевой части внешней муфты 40, и таким образом вращательная степень свободы внешней муфты 40 заблокирована. В этом случае при толкании колес 30, поскольку осевая муфта 20 соединена с осью 10 через пару несамоконтрящихся резьб, колеса 30 и осевая муфта 20 будут вращаться вместе вокруг оси 10, при этом во время вращения вторая несамоконтрящаяся резьба 21 осевой муфты 20 перемещается вдоль первой несамоконтрящейся резьбы 14 оси 10, так что во время вращения колесо 30 перемещается вместе с осевой муфтой 20. Когда пара колес 30 толкается внутрь или наружу, в то же время после снятия нагрузки с колес 30, из-за того, что пара несамоконтрящихся резьб имеет противоположные направления вращения, пара колес 30 могут двигаться ближе друг к другу или дальше друг от друга при их вращении в одном направлении, до тех пор, пока они не сдвинутся в заданное положение изменения ширины колеи для изменения ширины колеи.

После изменения ширины колеи осевая нагрузка со штока 90 толкателя на упорный штифт 80 снимается, и упорный штифт 80 следует за скользящим кольцом 60, возвращаясь в свое первоначальное положение под упругим возвратным действием блокирующей эластичной детали, то есть наружные шлицы скользящего кольца 60 снова вставляются в наружные шлицы внешней муфты 40, блокируя вращательную степень свободы внешней муфты 40. В этом случае осевая муфта 20 и внешняя муфта 40 не могут вращаться относительно оси 10, осевая муфта 20 и внешняя муфта 40 могут вращаться только вместе с осью 10, то есть осевая муфта 20 и внешняя муфта 40 заблокированы на оси 10.

Колесная пара с изменяемой шириной колеи согласно этому варианту осуществления характеризуется удобной и надежной процедурой изменения ширины колеи и в целом простой конструкцией.

В одном варианте осуществления первая несамоконтрящаяся резьба 14 представляет собой трапециевидную резьбу, и, соответственно, вторая несамоконтрящаяся резьба 21 представляет собой трапециевидную резьбу, сопрягаемую с трапециевидной резьбой первой несамоконтрящейся резьбы 14, что в результате обеспечивает надежную производительность.

Следует отметить, что эластичная деталь может также представлять собой другие эластичные муфты с некоторой эластичностью.

Для непосредственного прикладывания осевой нагрузки к штоку 90 толкателя посредством воздействия внешней силы во время изменения ширины колеи, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения дополнительно предусмотрен разблокирующий механизм 100, при этом разблокирующий механизм 100 установлен на одном конце оси 10, где расположен упорный шток 90 толкателя, то есть требуется установить разблокирующий механизм 100 только на один конец оси 10.

В частности, разблокирующий механизм 100 содержит монтажное основание и толкающую головку, проходящую в осевом направлении сквозь монтажное основание, при этом монтажное основание неподвижно установлено снаружи корпуса 50 буксы, толкающая головка и шток 90 толкателя расположены напротив друг друга или могут быть расположены соосно, и может быть оставлен зазор между толкающей головкой и штоком 90 толкателя. Когда осевая нагрузка прикладывается от боковой стенки наземного оборудования для изменения ширины колеи к толкающей головке, толкающая головка толкает шток 90 толкателя для разблокировки, то есть толкает упорный штифт 80, заставляя блокирующее скользящее кольцо 60 перемещаться так, чтобы наружные шлицы снаружи блокирующего скользящего кольцо 60 выходили из зацепления с внутренними шлицами внешней муфты 40, и выполнялась разблокировка.

После изменения ширины колеи упорный штифт 80 переходит в начальное положение и выталкивает шток 90 толкателя под действием возвращающей силы блокирующей пружины 70 и выталкивается из толкающей головки штоком 90 толкателя, после чего процесс изменения ширины колеи завершается, колесная пара полностью заблокирована и снова возвращается нормальное рабочее состояние.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения внутренняя окружность внешней муфты 40 снабжена кольцевым утолщением на второй дорожке 41 качения. После соединения внешней муфты 40 и оси 10 проворачивающимся шаром образуется пара установочных пространств для осевых муфт 20 между внешней муфтой 40 и осью 10 на обеих осевых сторонах пространства для качения. Осевая муфта 20 сначала скользит от каждого конца оси 10, соответственно, и надевается на ось 10, а затем входит во внешнюю муфту 40; наружные шлицы 22 осевой муфты движутся в осевом направлении относительно внутренних шлицов внешней муфты 40 до тех пор, пока вторая несамоконтрящаяся резьба 21 оси 20 не будет контактировать с первой несамоконтрящейся резьбой 14 оси 10, ось 20 вращается таким образом, что вторая несамоконтрящаяся резьба 21 ввинчивается в первую несамоконтрящуюся резьбу 14.

Для колесной пары с изменяемой шириной колеи для моторного вагона редуктор 120 установлен снаружи внешней муфты 40, а для колесной пары с изменяемой шириной колеи для прицепного вагона множество тормозных дисков 130 установлено снаружи внешней муфты 40.

Для повышения надежности соединения между внешней муфтой 40 и осью 10 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения имеются две первых дорожки 13 качения, расположенные бок о бок.

Кроме того, ось 10 разделена на главную полуось и вспомогательную полуось каждой из первых дорожек 13 качения, а ось 10, снабженная наружными шлицами и продолговатым отверстием 12, представляет собой главную полуось. Блокирующее скользящее кольцо 60 установлено на главной полуоси, и открытый паз блокирующего скользящего кольца 60 обращен к свободному концу главной полуоси, а блокирующая пружина 70 установлена между упорной торцевой поверхностью кольцевого фланца и блокирующим скользящим кольцом 60.

Для оптимизации конструкции первая дорожка 13 качения расположена вблизи наружных шлицов 11 оси 10.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения расстояние между наружными шлицами 11 оси и смежной первой несамоконтрящейся резьбой 14 равно расстоянию между кольцевым фланцем и смежной первой несамоконтрящейся резьбой 14, при этом оба расстояния равны половине изменяемой ширины колеи, и расстояние представляет собой расстояние перемещения второй несамоконтрящейся резьбы 21 осевой муфты 20.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения ось 10 выполнена в виде ступенчатой оси, оба конца которой имеют меньший диаметр, чем диаметр средней части ступенчатой оси так, что обе оконечные части ступенчатой оси обычно содержат корпус 50 буксы.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, промежуточная часть ступенчатой оси снабжена секцией скольжения между каждой первой несамоконтрящейся резьбой 14 и концом промежуточной части ступенчатой оси так, что скользящие подшипники 110 осевой муфты 20 скользят относительно оси 10 посредством скользящего подшипника 110.

Согласно одному варианту осуществления процесс изменения ширины колеи показан следующим образом.

1. Этап разблокировки: корпус 50 буксы постепенно поднимается разблокировочным рельсом, так что с колеса 30 снимается нагрузка; после запуска разблокирующего механизма 100 толкающая головка толкается внутрь, контактируя со штоком 90 толкателя, а упорный штифт 80 и блокирующее скользящее кольцо 60 толкаются, перемещаясь внутрь и сжимая блокирующую пружину 70 до тех пор, пока блокирующее скользящее кольцо 60 не выйдет из контакта с внутренними шлицами внешней муфты 40 и ограничение на вращение между осью 10 и осевой муфтой 20 не будет снято.

2. Этап изменения ширины колеи: после начала этапа изменения ширины колеи колеса 30 перемещаются внутрь (или наружу) под действием поперечной силы по изменению ширины колеи, и колеса 30 и осевая муфта 20 вместе вращаются вокруг пары несамоконтрящихся резьб для достижения заданной ширины колеи.

3. Этап блокировки: после завершения этапа блокировки разблокировочный рельс постепенно опускается и перестает выполнять поддерживающую функцию, а блокирующее скользящее кольцо 60 перемещается наружу под действием осевой нагрузки блокирующей пружины 70 и вставляется во внутренние шлицы внешней муфты 40 для повторной блокировки; упорный штифт 80 переходит в начальное положение и выталкивает шток 90 толкателя под действием возвращающей силы блокирующей пружины 70 и выталкивается из толкающей головки штоком 90 толкателя, после чего процесс изменения ширины колеи завершается, колесная пара полностью заблокирована и снова возвращается нормальное рабочее состояние.

Вышеуказанные реализации используются только для иллюстрации настоящего изобретения, но не ограничивают настоящее изобретение. Хотя настоящее изобретение было подробно описано со ссылкой на варианты осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что различные комбинации, модификации или эквивалентные замены технических решений настоящего изобретения не выходят за рамки объема технических решений настоящего изобретения и должны в полном объеме входить в рамки формулы настоящего изобретения.

Изобретение относится к железнодорожным транспортным средствам с изменяемой шириной колеи и, в частности, к оси для колесной пары с изменяемой шириной колеи и к колесной паре с изменяемой шириной колеи. Колесная пара с изменяемой шириной колеи содержит ось (10), в осевом направлении которой выполнено центральное сквозное отверстие (15). Наружные шлицы (11), проходящие вдоль осевого направления оси (10), предусмотрены на периферии оси (10) вблизи средней части. Первые несамоконтрящиеся резьбы (14), имеющие противоположные направления вращения соответственно расположены на частях, расположенных на двух сторонах осевого направления наружных шлицов (11) периферии оси (10). Продолговатое отверстие (12), проходящее в радиальном направлении оси, выполнено в части, расположенной на наружных шлицах (11) оси (10), направление длины которого является осевым направлением оси (10). По меньшей мере одна первая дорожка качения (13), выполненная вокруг оси (10) в направлении по окружности, предусмотрена на части оси (10) между одной из первых несамоконтрящихся резьб (14) и наружными шлицами (11). Изобретение обеспечивает простоту и надежность изменения ширины колеи. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Ось для колесной пары с изменяемой шириной колеи, при этом центральное сквозное отверстие (15) выполнено вдоль осевого направления оси (10), наружная окружность оси (10) вблизи ее средней части снабжена секцией наружных шлицов (11), проходящей вдоль осевого направления оси (10), наружная окружность оси (10) снабжена двумя первыми несамоконтрящимися резьбами (14), имеющими противоположные направления вращения на обеих осевых сторонах наружных шлицов (11), соответственно, и при этом продолговатое отверстие (12), проходящее в радиальном направлении через ось (10), выполнено на наружных шлицах оси (10), и продолговатое отверстие (12) имеет продольное направление, совпадающее с осевым направлением оси (10); и

по меньшей мере одна первая дорожка (13) качения, расположенная по окружности вокруг оси (10), предусмотрена в положении между одной из двух первых несамоконтрящихся резьб (14) и наружными шлицами оси (10);

отличающаяся тем, что

кольцевой фланец образован в положении оси (10), где выполнена первая дорожка (13) качения, и кольцевой фланец имеет внешний диаметр, который больше внешнего диаметра остальной части оси (10), так что на обоих осевых концах кольцевого фланца образованы упорные торцевые поверхности.

2. Ось для колесной пары с изменяемой шириной колеи по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна первая дорожка (13) качения предусматривает две первые дорожки (13) качения, и при этом две первые дорожки (13) качения расположены бок о бок и находятся вблизи наружных шлицов (11).

3. Ось для колесной пары с изменяемой шириной колеи по п. 2, отличающаяся тем, что каждая первая дорожка (13) качения имеет поперечное сечение в виде вогнутого полукруга.

4. Ось для колесной пары с изменяемой шириной колеи по п. 1, отличающаяся тем, что расстояние между наружными шлицами (11) и первой несамоконтрящейся резьбой (14), смежной с наружными шлицами (11), равно расстоянию между кольцевым фланцем и первой несамоконтрящейся резьбой (14), смежной с кольцевым фланцем, и оба эти расстояния равны половине ширины колеи, которую необходимо изменить.

5. Ось для колесной пары с изменяемой шириной колеи по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что каждая из первых несамоконтрящихся резьб (14) представляет собой трапециевидную резьбу.

6. Ось для колесной пары с изменяемой шириной колеи по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что ось (10) выполнена в виде ступенчатой оси, оба конца которой имеют меньший диаметр, чем диаметр средней части ступенчатой оси, и две оконечные части ступенчатой оси выполнены с возможностью установки корпуса (50) буксы.

7. Ось для колесной пары с изменяемой шириной колеи по п. 6, отличающаяся тем, что промежуточная часть ступенчатой оси снабжена секцией скольжения между каждой из первых несамоконтрящихся резьб (14) и концом промежуточной части ступенчатой оси.

8. Колесная пара с изменяемой шириной колеи, содержащая пару колес (30) и ось (10) для колесной пары с изменяемой шириной колеи по любому из пп. 1-7,

при этом колесная пара с изменяемой шириной колеи дополнительно содержит внешнюю муфту (40) и пару осевых муфт (20);

пара колес (30) установлена на ось (10) посредством осевых муфт (20), каждое колесо (30) запрессовано на наружной окружности первого конца каждой осевой муфты (20) и второй конец каждой осевой муфты (20) находится внутри колеса (30), и внутренняя окружность второго конца каждой осевой муфты (20) снабжена двумя секциями вторых несамоконтрящихся резьб (21), вторые несамоконтрящиеся резьбы (21) выполнены с возможностью зацепления с первыми несамоконтрящимися резьбами (14) с образованием пары несамоконтрящихся резьб;

наружная окружность второго конца осевой муфты (20) снабжена наружными шлицами (22); и

при этом внешняя муфта (40) надета снаружи оси (10), внутренняя окружность внешней муфты (40) снабжена второй дорожкой (41) качения, соответствующей первой дорожке (13) качения, при этом вторая дорожка (41) качения снабжена установочным отверстием элемента качения и находится в замковом соединении с первой дорожкой (13) качения для образования пространства для качения, в котором сопрягаемый с ним элемент качения установлен через установочное отверстие элемента качения так, что внешняя муфта (40) присоединена снаружи оси (10) с возможностью вращения, а на внутренней окружности внешней муфты (40) предусмотрены внутренние шлицы, сопрягающиеся с наружными шлицами (22) на осевой муфте (20), и внутренние шлицы расположены на обеих осевых сторонах второй дорожки (41) качения и разнесены на заданные расстояния от второй дорожки (41) качения.

9. Колесная пара с изменяемой шириной колеи по п. 8, отличающаяся тем, что дополнительно содержит блокирующее скользящее кольцо (60), упорный штифт (80), эластичную деталь и шток (90) толкателя;

при этом блокирующее скользящее кольцо (60) надето с возможностью скольжения на наружные шлицы (11) оси (10), и блокирующее скользящее кольцо (60) при этом снабжено внутренними шлицами, сопрягаемыми с наружными шлицами оси (10), и снабжено снаружи наружными шлицами (11), сопрягаемыми с внутренними шлицами внешней муфты (40); внутренняя стенка блокирующего скользящего кольца (60) снабжена парой открытых пазов, имеющих отверстия, соединяющиеся с концом блокирующего скользящего кольца (60); упорный штифт (80) проходит через продолговатое отверстие, и оба конца упорного штифта (80) выступают из продолговатого отверстия (12), при этом оба конца упорного штифта (80), выступающих из продолговатого отверстия (12), встроены внутрь пары открытых пазов за счет отверстия открытых пазов; блокирующая эластичная деталь надета на ось (10) и имеет конец, примыкающий к наружной стенке первой дорожки (13) качения, и другой конец, примыкающий к концу блокирующего скользящего кольца (60), удаленному от открытого паза; и когда блокирующая эластичная деталь находится в естественном состоянии, наружные шлицы блокирующего скользящего кольца (60) по меньшей мере частично находятся во внутренних шлицах соответствующей стороны внешней муфты (40) для блокировки вращения внешней муфты (40); и

шток (90) толкателя имеет конец, проходящий через центральное сквозное отверстие оси (10) и примыкающий к стороне упорного штифта (80), и другой конец, проходящий к оконечной части оси (10).

10. Колесная пара с изменяемой шириной колеи по п. 9, отличающаяся тем, что дополнительно содержит разблокирующий механизм (100), установленный на одном конце оси, где расположен шток (90) толкателя; и

корпус (50) буксы установлен на каждом конце оси (10), расположенной снаружи пары колес (30), и разблокирующий механизм (100) содержит монтажное основание и толкающую головку, проходящую в осевом направлении сквозь монтажное основание; при этом монтажное основание неподвижно установлено снаружи корпуса (50) буксы, и толкающая головка расположена напротив штока (90) толкателя.

11. Колесная пара с изменяемой шириной колеи по п. 9, отличающаяся тем, что каждая из вторых несамоконтрящихся резьб (21) имеет длину, большую, чем длина каждой из первых несамоконтрящихся резьб (14) и равную половине ширины колеи, которую необходимо изменить;

внутренняя окружность внешней муфты (40) снабжена кольцевым утолщением на второй дорожке (41) качения, и после соединения внешней муфты (40) с осью (10) между внешней муфтой (40) и осью (10) на обеих осевых сторонах пространства для качения образуется пара установочных пространств для осевых муфт (20); и

эластичная деталь представляет собой блокирующую пружину (70).