ВТУЛКА И БЛОКИРУЮЩИЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ С ИЗМЕНЯЕМОЙ ШИРИНОЙ КОЛЕИ
BUSHING AND LOCKING MECHANISM FOR VARIABLE TRACK WHEELS

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
[001] Настоящая заявка испрашивает приоритет китайской заявки № 2019105411671, поданной 21 июня 2019 г. и озаглавленной «Sleeve and Locking Mechanism for Gauge-changing wheelset».
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[002] Настоящая заявка относится к технической области железнодорожного транспортного средства для колеи с переменной шириной и, в частности, ко втулке и блокирующему механизму для колесной пары с изменяемой шириной колеи.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[003] 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.
[004] Однако все традиционные конструкции для колеи с переменной шириной, особенно блокирующие механизмы, являются пассивными и имеют сложные установочные конструкции, которые находятся в свободноскользящем соединении с осью, для использования в колее с переменной шириной и необходимо выполнять операцию для изменения ширины колеи колес, используя внешнее вспомогательное оборудование, что приводит к низкой эффективности и высоким инвестиционными затратам.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[005] (1) Технические задачи, которые необходимо решить
[006] Настоящая заявка предназначена для решения по меньшей мере одной из технических задач, существующих на известном уровне техники или предшествующем уровне техники.
[007] Настоящая заявка предназначена для обеспечения втулки и блокирующего механизма колесной пары с изменяемой шириной колеи для решения проблем, связанных с тем, что все блокирующие механизмы в традиционных конструкциях для колеи с переменной шириной являются пассивными и имеют сложные установочные конструкции.
[008] (2) Технические решения
[009] Для решения вышеописанных технических проблем один вариант осуществления настоящей заявки обеспечивает втулку колесной пары с изменяемой шириной колеи, содержащую корпус втулки, и корпус втулки содержит:
[0010] первую втулку, содержащую первую торцевую крышку и первый цилиндр, причем первый цилиндр проходит к осевой стороне первой торцевой крышки в направлении по окружности первой торцевой крышки, причем в первой торцевой крышке предусмотрено осевое сквозное отверстие;
[0011] вторую втулку, соединенную с первой втулкой, и вторая втулка содержит вторую торцевую крышку, неразъемно соединенную с первым цилиндром в направлении по окружности первого цилиндра, и при этом второй цилиндр проходит в направлении той же стороны, что и первый цилиндр, проходящий в направлении по окружности второй торцевой крышки;
[0012] при этом первая торцевая крышка надежно закреплена вокруг оси колесной пары с изменяемой шириной колеи и расположена внутри колес колесной пары с изменяемой шириной колеи, и внутренняя ступица каждого колеса выполнена с возможностью проходить в первый цилиндр и находиться в свободноскользящем соединении с первым цилиндром, и в боковой стенке первого цилиндра предусмотрено сквозное отверстие для стыковки с блокирующим отверстием на внутренней ступице каждого колеса.
[0013] В одном варианте осуществления пылезащитный кожух закреплен вокруг наружной окружности второго цилиндра.
[0014] В одном варианте осуществления пылезащитный кожух содержит кольцевой корпус кожуха и фиксирующие кольца, предусмотренные на обоих концах кольцевого корпуса кожуха в осевом направлении, при этом по меньшей мере одна пара электрощеток предусмотрена на внутренней стенке кольцевого корпуса кожуха, микросхемы, соответствующие электрощеткам в соотношении один к одному, предусмотрены на наружной стенке второго цилиндра, пара кольцевых установочных пазов, окружающих наружную окружность второго цилиндра, предусмотрены с интервалами в осевом направлении второго цилиндра, и внутренние окружности фиксирующих колец соответственно установлены в кольцевом установочном пазу и корпус втулки вращается так, что микросхемы осуществляют трение с электрощетками с образованием электрического соединения.
[0015] В одном варианте осуществления наружная стенка второго цилиндра содержит резиновую прокладку, микросхемы предусмотрены на резиновой прокладке и смежные микросхемы разделены резиновой прокладкой.
[0016] В одном варианте осуществления наружная поверхность каждой микросхемы расположена вровень с наружной поверхностью резиновой прокладки.
[0017] В одном варианте осуществления в наружной стенке кольцевого корпуса кожуха предусмотрена проушина для фиксации положения кольцевого корпуса кожуха.
[0018] В одном варианте осуществления пылезащитный кожух имеет разделенную конструкцию и содержит первый корпус кожуха и второй корпус кожуха. Первый корпус кожуха и второй корпус кожуха примыкают с образованием пылезащитного кожуха, и соединительные узлы, проходящие наружу, предусмотрены на обоих концах первого корпуса кожуха и второго корпуса кожуха, соответственно, и содержат соединительные отверстия; и первый корпус кожуха, и второй корпус кожуха соединены соединителем.
[0019] В одном варианте осуществления электрощетки являются двумя парами электрощеток, микросхемы являются двумя парами микросхем, пара электрощеток предусмотрена на первом кожухе, а другая пара электрощеток предусмотрена на втором кожухе, и две пары электрощеток являются смежными и расположены в шахматном порядке.
[0020] Этот вариант осуществления настоящей заявки также обеспечивает блокирующий механизм колесной пары с изменяемой шириной колеи, содержащий тяговый электромагнит и блокирующий штифт, и упомянутую выше втулку колесной пары с изменяемой шириной колеи. Тяговый электромагнит закреплен на внутренней боковой стенке второй торцевой крышки, причем тяговый электромагнит содержит тяговый соленоид и подвижный сердечник, управляемый с перемещением при помощи включения и выключения тягового соленоида, и блокирующий штифт неподвижно соединен с концом подвижного сердечника на расстоянии от тягового соленоида, а подвижный сердечник выполнен с возможностью приведения в движение блокирующих штифтов для прохождения через сквозное отверстие и введения в или удаления из блокирующих отверстий для блокировки или разблокировки колес.
[0021] В одном варианте осуществления тяговый электромагнит дополнительно содержит корпус, закрепленный на внутренней боковой стенке второй торцевой крышки; и
[0022] тяговый электромагнит дополнительно содержит фиксирующие соленоиды, предусмотренные на противоположных сторонах подвижного сердечника, соответственно, и блокировочный штифт, который стыкуется с каждым из фиксирующих соленоидов, два кольцевых блокирующих паза предусмотрены на подвижном сердечнике 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.
[0023] Положительные эффекты
[0024] По сравнению с известным уровнем техники настоящая заявка имеет следующие преимущества.
[0025] Во втулку и блокирующий механизм колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно настоящей заявке легко устанавливать блокирующий механизм и его конструкция является простой благодаря расположению втулки. Блокирующий механизм содержит тяговые электромагниты и блокирующие штифты, причем подвижный железный элемент управляется на основании включения и выключения тяговых электромагнитов и, таким образом, блокирующие штифты приводят в движение для вытягивания или контакта, тем самым блокируя и разблокируя колеса. Колеса могут быть заблокированы и разблокированы непосредственно, без внешнего приспособления, 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 путей, а также экономит затраты на монтаж внешних приспособлений.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0026] На фиг. 1 представлено трехмерное схематическое изображение колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;
[0027] На фиг. 2 представлено схематическое изображение в разрезе в осевом направлении, демонстрирующее блокирующий механизм согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;
[0028] На фиг. 3 представлен частичный увеличенный вид области A на фиг. 2;
[0029] На фиг. 4 представлено схематическое изображение в разрезе в осевом направлении, демонстрирующее механизм поперечного привода согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;
[0030] На фиг. 5 представлено трехмерное схематическое изображение пылезащитного кожуха согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;
[0031] На фиг. 6 представлено трехмерное схематическое изображение пылезащитного кожуха согласно одному варианту осуществления настоящей заявки при рассмотрении с другой точки обзора;
[0032] На фиг. 7 представлено трехмерное схематическое изображение колеса колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;
[0033] На фиг. 8 представлено схематическое изображение тягового электромагнита в блокирующем механизме согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;
[0034] Ссылочные позиции: 1 механизм поперечного привода; 11 электрический цилиндр; 12 гайка; 2 тормозной диск; 3 блокирующий механизм; 31 корпус втулки; 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 резиновая прокладка; 64 проушина; 65 кольцевой корпус кожуха; 66 фиксирующее кольцо; 67 соединительный узел; 7 корпус буксы; 8 подвижный диск; 81 фиксирующее кольцо подвижного диска; 9 радиально-упорный шарикоподшипник с четырехточечным контактом; 91 фиксирующее кольцо подшипника.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0035] 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.
[0036] 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.
[0037] 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.
[0038] Дополнительно, в описании настоящей заявки термины «несколько», «множество» и «несколько групп» обозначают два или более, если не указано иное.
[0039] Как показано на фиг. 2–4, один вариант осуществления настоящей заявки обеспечивает втулку колесной пары с изменяемой шириной колеи, содержащую корпус 31 втулки, и корпус 31 втулки содержит:
[0040] первую втулку, содержащую первую торцевую крышку и первый цилиндр, причем первый цилиндр проходит к осевой стороне первой торцевой крышки в направлении по окружности первой торцевой крышки, причем в первой торцевой крышке предусмотрено осевое сквозное отверстие;
[0041] вторую втулку, соединенную с первой втулкой, и вторая втулка содержит вторую торцевую крышку, неразъемно соединенную с первым цилиндром в направлении по окружности первого цилиндра, и при этом второй цилиндр проходит в направлении той же стороны, что и первый цилиндр, проходящий в направлении по окружности второй торцевой крышки;
[0042] при этом первая торцевая крышка надежно закреплена вокруг оси колесной пары с изменяемой шириной колеи осевым сквозным отверстием и расположена внутри колес 4 колесной пары с изменяемой шириной колеи. То есть первая торцевая крышка соединена посадкой с натягом с осью, и внутренняя ступица каждого колеса 4 выполнена с возможностью проходить в первый цилиндр и находиться в свободноскользящем соединении с первым цилиндром, и в боковой стенке первого цилиндра предусмотрено сквозное отверстие для стыковки с блокирующим отверстием 41 на внутренней ступице каждого колеса, и количество блокирующих отверстий 41 составляет по меньшей мере два. В частности, в настоящем варианте осуществления ось сквозного отверстия расположена на плоскости, где расположены оси по меньшей мере двух блокирующих отверстий 41. Одно блокирующее отверстие 41 на внутренних ступицах колеса 4 соответствует положению сквозного отверстия. При поперечном перемещении колес 4 внутренняя ступица колес 4 перемещается относительно первого корпуса втулки до тех пор, пока другое блокирующее отверстие 41 не станет соответствовать положению сквозного отверстия. Разумеется, следует понимать, что «одно блокирующее отверстие 41» и «другое блокирующее отверстие 41» соответствуют ширине колеи.
[0043] Как показано на фиг. 6-7, в одном варианте осуществления пылезащитный кожух 6 закреплен вокруг наружной окружности второго цилиндра и пылезащитный кожух 6 может предотвратить попадание инородных материалов в корпус 31 втулки.
[0044] В одном варианте осуществления пылезащитный кожух 6 содержит кольцевой корпус 65 кожуха и фиксирующие кольца 66, предусмотренные на обоих концах кольцевого корпуса 65 кожуха в осевом направлении, по меньшей мере одна пара электрощеток 61 предусмотрена на внутренней стенке кольцевого корпуса кожуха, микросхемы 62, соответствующие электрощеткам 61 в соотношении один к одному, предусмотрены на наружной стенке второго цилиндра, пара кольцевых установочных пазов, окружающих наружную окружность второго цилиндра, предусмотрены с интервалами в осевом направлении второго цилиндра, и внутренние окружности фиксирующих колец 66 соответственно установлены в кольцевом установочном пазу, электрощетки 61 контактируют с микросхемами 62 и корпус втулки вращается так, что микросхемы 62 осуществляют трение с электрощетками 61 с образованием электрического соединения, тем самым образуя цепь питания.
[0045] В одном варианте осуществления для предотвращения коротких замыканий наружная стенка второго цилиндра содержит резиновую прокладку 63, микросхемы 62 установлены на резиновую прокладку 63 и смежные микросхемы 62 разделены резиновой прокладкой 63 для избежания взаимных помех между смежными микросхемами 62.
[0046] Резиновая прокладка 63 имеет форму кольца, соответствующую наружной окружности корпуса 31 втулки, и микросхемы 62 являются кольцевыми. Для облегчения установки микросхем 62 на наружной поверхности резиновой прокладки 63 предусмотрено множество кольцевых пазов, расположенных с интервалами. Кольцевые пазы предусмотрены вокруг наружной окружности резиновой прокладки 63 и микросхемы 62 соответственно установлены в кольцевые пазы так, что смежные микросхемы 62 разделены резиновой прокладкой 63, и определенная толщина резиновой прокладки предусмотрена между корпусом 31 втулки и микросхемами 62 так, что контурный ток на колесах и осях не будет передан на микросхемы 62.
[0047] В одном варианте осуществления наружная поверхность каждой микросхемы 62 расположена вровень с наружной поверхностью резиновой прокладки 63, то есть, оставлена только одна сторона каждой микросхемы 62, которая совпадает с электрощетками 61.
[0048] В одном варианте осуществления наружная стенка кольцевого корпуса 65 кожуха содержит проушину 64 для фиксации положения кольцевого корпуса 65 кожуха. Проушину 64 используют для стыковки со стрелой, соединенной с концевой балкой корпуса транспортного средства для предотвращения вращения пылезащитного кожуха 6 с корпусом 31 втулки под действием силы трения корпуса 31 втулки.
[0049] В одном варианте осуществления пылезащитный кожух 6 имеет разделенную конструкцию и содержит первый корпус кожуха и второй корпус кожуха. Первый корпус кожуха и второй корпус кожуха примыкают с образованием пылезащитного кожуха 6 и соединительные узлы 67, проходящие наружу, предусмотрены на обоих концах первого корпуса кожуха и второго корпуса кожуха, соответственно, и содержат соединительные отверстия; и первый корпус кожуха, и второй корпус кожуха соединены соединителем. Во время установки фиксирующее кольцо первого корпуса кожуха сперва фиксируют в кольцевом установочному пазу корпуса 31 втулки, а затем фиксирующее кольцо второго корпуса кожуха фиксируют в кольцевом установочном пазу корпуса 31 втулки. Болты и другие соединители используют для прохождения через соединительные отверстия на соединительном узле 67 первого корпуса кожуха и второго корпуса кожуха для соединения первого корпуса кожуха и второго корпуса кожуха с образованием целого пылезащитного кожуха 6, и пылезащитный кожух 6 установлен на наружную окружность корпуса 31 втулки.
[0050] В одном варианте осуществления электрощетки 61 являются двумя парами электрощеток, микросхемы 62 являются двумя парами микросхем, пара электрощеток 61 предусмотрена на первом кожухе, а другая пара электрощеток 62 предусмотрена на втором кожухе, и две пары электрощеток 61 являются смежными и расположены в шахматном порядке, и пара электрощеток 61 совпадает с парой микросхем 62, соответственно.
[0051] Как показано на фиг. 2–3, один вариант осуществления настоящей заявки дополнительно обеспечивает блокирующий механизм 3 для колесной пары с изменяемой шириной колеи, содержащий тяговый электромагнит 32 и блокирующий штифт 33, и упомянутую выше втулку колесной пары с изменяемой шириной колеи. Тяговый электромагнит 32 закреплен на внутренней боковой стенке второй торцевой крышки, причем тяговый электромагнит 32 содержит тяговый соленоид 32-1 и подвижный сердечник 32-2, управляемый с перемещением при помощи включения и выключения тягового соленоида 32-1, причем тяговый соленоид 32-1 имеет фиксированное положение и подвижный сердечник 32-2 указывает на положение, где расположено одно из блокирующих отверстий 41, и каждый блокирующий штифт 33 неподвижно соединен с концом подвижного сердечника 32-2 на расстоянии от тягового соленоида 32-1 и подвижный сердечник 32-2 приводит в движение блокирующие штифты 33 для прохождения через сквозное отверстие и введения в или удаления из блокирующих отверстий 41 для блокировки или разблокировки колес.
[0052] В одном варианте осуществления тяговый электромагнит 32 дополнительно содержит корпус, закрепленный на внутренней боковой стенке второй торцевой крышки.
[0053] Тяговый электромагнит дополнительно содержит фиксирующие соленоиды, предусмотренные на противоположных сторонах подвижного сердечника 32-2, соответственно, и блокировочный штифт 35, стыкующийся с каждым из фиксирующих соленоидов. Два кольцевых блокирующих паза предусмотрены на подвижном сердечнике 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. То есть, после введения подвижного сердечника 32-2 в сквозное отверстие и блокирующие отверстия 41, блокировочный штифт 35 вводят в соответствующий кольцевой блокирующий паз для фиксации подвижного сердечника 32-2 в заблокированном положении и таким образом надежность блокировки может быть повышена. 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 предотвращает неправильное функционирование подвижного сердечника 32-2.
[0054] Две пары электрощеток 61 соответственно соединены с блоком питания, а блок питания соединен с управляющим механизмом. Управляющий механизм выполнен 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 для поезда.
[0055] Дополнительно, ось подвижного сердечника 32-2 расположена соосно осям блокирующих отверстий 41 и подвижный сердечник 32-2 может приводить в движение блокирующие штифты 33 для прохождения в или из соответствующего блокирующего отверстия 41. 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 колесо 4. В это время на тяговый соленоид 32-1 и подвижный сердечник 32-2 перемещается ближе к тяговому соленоиду 32-1 под действием силы магнитного поля тягового соленоида 32-1, и подвижный сердечник 32-2 втягивается и таким образом выходит из блокирующего отверстия 41 для его разблокирования.
[0056] В настоящем варианте осуществления колеса 4 блокируются и разблокируются непосредственно тяговым электромагнитом 32, без 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.
[0057] 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 размещаются в блокирующих отверстиях 41, соответствующих ширине колеи, так что колеса 4 блокируются, в то время как посредством подвижного сердечника 32-2 блокирующие штифты 33 приводятся в движение для выхода из блокирующих отверстий 41 так, что колеса 4 разблокируются. Колеса легко блокируются и разблокируются, а также обладают высокой надежностью блокировки и разблокировки.
[0058] В варианте осуществления настоящей заявки, как показано на фиг. 5, для улучшения надежности на внутренней ступице колеса 4 предусмотрено множество рядов блокирующих отверстий 41 в направлении по окружности, и каждый ряд блокирующих отверстий 41 содержит 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 равно ширине колеи, которую необходимо изменить. Например, изменение из стандартной ширины колеи на узкую колею или широкую колею; или изменение из узкой колеи или широкой колеи на стандартную ширину колеи, что может быть выбрано согласно конкретным требованиям.
[0059] Соответственно, тяговых электромагнитов несколько, 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.
[0060] В варианте осуществления настоящей заявки, как показано на фиг. 8, блокировочный штифт 35 имеет T-образную форму, и полость для размещения большого конца блокирующего штифта 35 предусмотрена в положении, где на фиксирующем соленоиде 34 предусмотрен блокировочный штифт 35, и в полости предусмотрен зазор для блокировочного штифта 35 для перемещения в осевом направлении, и размер полости может составлять 3–4 мм, предпочтительно 3 мм. На конце блокирующего штифта 35 снаружи полости предусмотрено кольцевое утолщение, 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 блокировки. После завершения операции разблокирования или операции блокировки подача тока на фиксирующий соленоид 34 прекращается, блокировочный штифт 35 повторно вводят в соответствующий кольцевой блокирующий паз под действием возвращающей силы первой пружины, и подвижный сердечник 32-2 устанавливают в разблокированном или заблокированном состоянии.
[0061] 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. Вторая пружина облегчает быстрый возврат подвижного сердечника 32-2 после прекращения подачи питания тяговому соленоиду 32-1. Во время изменения ширины колеи тяговый электромагнит 32 работает 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 проходит 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 в движение для перемещения в направлении снаружи блокирующего отверстия 41, и затем 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 предотвращения приведения блокирующего штифта 33 и колеса 4 в движение блокирующим штифтом 35 в радиальном направлении под воздействием центробежной силы, и таким образом колесо 4 разблокировано.
[0062] 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. Электромагнит постоянного тока в основном использует напряжение постоянного тока величиной 24 В и обычно не выходит 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 необходимая пусковая мощность является небольшой, применяют источник питания постоянного тока.
[0063] Как показано на фиг. 1, в одном варианте осуществления настоящей заявки колесная пара с изменяемой шириной колеи содержит блокирующий механизм 3, включая колеса 4 и ось 5. Колеса 4 предусмотрены на обоих концах оси 5 и соединены с осью 5 с помощью шлицев. 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.
[0064] Как показано на фиг. 2–4 вместе с фиг. 1, в настоящем варианте осуществления для облегчения смены ширины колей колесная пара с изменяемой шириной колеи содержит блокирующий механизм 3, предусмотренный на внутренней стороне каждого колеса 4, соответственно, и механизм 1 поперечного привода предусмотрен на наружной стороне каждого колеса 4, соответственно.
[0065] 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.
[0066] 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 колесной пары с изменяемой шириной колеи.
[0067] В варианте осуществления настоящей заявки, как показано на фиг. 4, для облегчения соединения между электрическими цилиндрами 11 и колесами 4, механизм 1 поперечного привода дополнительно содержит подвижный диск 8, содержащий корпус диска, выполненный с центральным сквозным отверстием, и подшипник, неподвижно установленный в центральном сквозном отверстии, предпочтительно радиально-упорный шарикоподшипник 9 с четырехточечным контактом. Внутреннее кольцо подшипника закреплено вокруг наружной ступицы каждого колеса 4 для обеспечения относительной неподвижности корпуса диска при вращении оси 5. В корпусе диска предусмотрены соединительные отверстия 82, соединенные с выдвижным концом электрического цилиндра 11, и выдвижной конец электрического цилиндра 11 неподвижно соединен с соединительными отверстиями так, что выдвижной конец электрического цилиндра 11 может приводить в движение колеса 4 для синхронного перемещения, когда он перемещается.
[0068] 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.
[0069] Для достижения 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 того, радиально-упорный шарикоподшипник 9 с четырехточечным контактом главным образом выдерживает двунаправленные осевые усилия, поэтому двунаправленные фиксирующие кольца должны быть предусмотрены на внутренней и наружной сторонах. Соответственно, фиксирующее кольцо подвижного диска 81 предусмотрено на наружном кольце подшипника, соответствующем подвижному диску 8.
[0070] 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 предусмотренных на обеих сторонах ступиц колес 4, противоположные концы корпуса диска соответственно оснащены соединительными отверстиями, выдвижной конец каждого электрического цилиндра 11 проходит через соединительные отверстия 82 и неподвижно соединен с соединительными отверстиями с помощью крепежных элементов. Два соединительных отверстия 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.
[0071] В одном варианте осуществления настоящей заявки электрический цилиндр 11 представляет собой электрический цилиндр с планетарной ролико-винтовой передачей, обладающий характеристиками, включающими большую площадь сечения элемента качения для грузоподъемности, который в любой момент одновременно находится под нагрузкой, без циклического чередующегося напряжения. Из-за нехватки места здесь применяется электрический цилиндр с планетарной ролико-винтовой передачей. Винтовой выдвижной конец электрического цилиндра с планетарной ролико-винтовой передачей оснащен позиционирующим утолщением и наружной резьбой. Для предотвращения воздействия вибрации на электрический цилиндр с планетарной ролико-винтовой передачей, каждое соединительное отверстие 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 через резиновые узловые элементы, причем позиционирующее утолщение примыкает к одной торцевой поверхности каждого соединительного отверстия и гайка 12 навинчена на его наружную резьбу так, что гайка 12 примыкает к другой торцевой поверхности каждого соединительного отверстия так, что оба этих элемента надежно соединены с целью обеспечения того, что после соединения винтового выдвижного конца с каждым соединительным отверстием не будет относительного смещения между электрическим цилиндром 11 и подвижным диском 8, и таким образом осуществляется точное перемещение колес 4.
[0072] При изменении колеи из широкой на узкую электрический цилиндр 11 толкает подвижный диск 8 для перемещения его от корпуса 7 буксы и подвижный диск 8 приводит колеса 4 в одновременное движение, тем самым широкая колея изменяется на узкую колею.
[0073] При изменении колеи из узкой на широкую электрический цилиндр 11 притягивает подвижный диск 8 для перемещения его к корпусу 7 буксы и подвижный диск 8 приводит колеса 4 в одновременное движение, тем самым узкая колея изменяется на широкую колею.
[0074] В варианте осуществления настоящей заявки, как показано на фиг. 1, для уменьшения веса подвижный диск имеет ромбовидную форму, и верхние углы схожей ромбовидной формы выполнены в виде дуг, промежуточно соединенных со смежными сторонами. Пара соединительных отверстий соответственно предусмотрены в паре противоположных верхних углов на подвижном диске. Поскольку в другой паре верхних углов нет соединительных отверстий, 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.
[0075] 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.
[0076] 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 входит на железную дорогу с широкой колеей.
[0077] 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.
[0078] Процесс изменения ширины колеи имеет пять этапов, т.е. разгрузку, разблокирование, 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.
[0079] 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.
[0080] 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.
[0081] 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 ролико-винтовой 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.
[0082] 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.
[0083] 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 завершен.
[0084] Из упомянутых выше вариантов осуществления обеспечена активная конструкция для колеи с переменной шириной и подвижным сердечником управляют для выдвигания или втягивания 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.
[0085] Варианты осуществления, описанные выше, являются только предпочтительными вариантами осуществления настоящей заявки и не предназначены для ограничения настоящей заявки. Любые модификации, эквивалентные замены, улучшения и т.п., которые находятся в пределах сущности и принципов настоящей заявки, должны быть включены в объем защиты настоящей заявки.