Муфта для установки колеса колесной пары с возможностью изменения ширины колеи и колесная пара с возможностью изменения ширины колеи
Группа изобретений относится к области железнодорожного транспорта, в частности к осевым муфтам для установки колес, а также к колесным парам с изменяемой шириной колеи, содержащим подобные муфты. Наружная окружность первого конца муфты содержит монтажное основание для колеса. Наружная окружность второго конца содержит секции наружного шлица вдоль оси муфты. Внутренняя окружность второго конца муфты содержит первую секцию несамоконтрящейся резьбы. Колесная пара содержит ось, пару колес и пару осевых муфт. Резьбы муфт имеют противоположные направления вращения. Колеса закреплены на монтажных основаниях муфт. Ось снабжена двумя секциями вторых несамоконтрящихся резьб. Каждая резьба оси образует пару с резьбами муфт. Колеса установлены на оси через осевые муфты. Упрощается конструкция колесных пар с изменяемой шириной колеи. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
[001] Настоящая заявка испрашивает приоритет китайской заявки № 202010737195.3, поданной 28 июля, 2020 г., под названием «Wheel Mounting Bushing for Variable-Gauge Wheelset, and Variable-Gauge Wheelset».
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[002] Настоящая заявка относится к технической области изменения ширины колеи железнодорожного транспортного средства и, в частности, к осевой муфте для установки колеса колесной пары с изменяемой шириной колеи, а также к колесной паре с изменяемой шириной колеи.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[003] 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.
[004] Однако традиционное колесо и ось имеют сложную конструкцию соединения, а процедура изменения ширины колеи имеет низкую надежность.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[005] Настоящая заявка предназначена для решения по меньшей мере одной из технических задач, стоящих на существующем уровне техники. В настоящей заявке предложена осевая муфта для установки колеса колесной пары, с изменяемой шириной колеи, которая способствует скольжению колес вдоль оси для изменения ширины колеи, что обеспечивает простую конструкцию соединения между осью и колесами и высоконадежную процедуру изменения ширины колеи.
[006] Настоящее изобретение дополнительно предусматривает колесную пару с изменяемой шириной колеи.
[007] Согласно варианту осуществления одного аспекта настоящего изобретения предусмотрена осевая муфта для установки колеса колесной пары с изменяемой шириной колеи, при этом наружная окружность первого конца осевой муфты снабжена монтажным основанием для колеса, наружная окружность второго конца осевой муфты снабжена секцией наружного шлица, проходящей вдоль осевого направления осевой муфты, а внутренняя окружность второго конца осевой муфты снабжена секцией первой несамоконтрящейся резьбы.
[008] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения на внутренней окружности осевой муфты предусмотрен установочный паз скользящего подшипника, проходящий от первого конца ко второму концу осевой муфты. Установочный паз скользящего подшипника проходит до положения, близкого к первой несамоконтрящейся резьбе, и выполнен с возможностью установки скользящего подшипника.
[009] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения внутренняя окружность осевой муфты снабжена установочным пазом уплотнительного кольца в положении между установочным пазом скользящего подшипника и первой несамоконтрящейся резьбой.
[0010] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения первая несамоконтрящаяся резьба представляет собой трапециевидную резьбу.
[0011] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения первый конец осевой муфты снабжен установочным пазом сальника скользящего подшипника, и множество резьбовых отверстий расположены на нижней поверхности установочного паза сальника скользящего подшипника с интервалами в направлении по окружности нижней поверхности.
[0012] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения монтажное основание для колеса имеет ширину, соответствующую ширине ступицы колеса.
[0013] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения осевая муфта имеет наружную поверхность ступенчатой формы с тремя ступенями с уменьшающимся диаметром от первого конца ко второму концу осевой муфты.
[0014] Согласно одному варианту осуществления другого аспекта настоящего изобретения колесная пара с изменяемой шириной колеи выполнена содержащей ось, пару колес и пару осевых муфт для установки колеса, которые упомянуты выше. Первые несамоконтрящиеся резьбы пары осевых муфт для установки колеса имеют противоположные направления вращения, и пара колес закреплена на монтажных основаниях для колеса пары осевых муфт. Ось снабжена двумя секциями вторых несамоконтрящихся резьб, каждая из которых образует пару несамоконтрящихся резьб с первой несамоконтрящейся резьбой с интервалами; при этом колеса установлены на оси через осевые муфты, и первая несамоконтрящаяся резьба соответствует и согласуется со второй несамоконтрящейся резьбой.
[0015] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения ось дополнительно снабжена центральным сквозным отверстием, выполненным вдоль осевого направления оси, при этом наружная окружность оси вблизи средней ее части снабжена секцией наружного шлица, проходящей в осевом направлении оси, и наружный шлиц оси снабжен продолговатым отверстием, проходящим радиально через наружный шлиц и имеющим продольное направление, проходящее вдоль осевого направления оси.
[0016] По меньшей мере одна первая дорожка качения, расположенная по окружности вокруг оси, предусмотрена в положении между одной из вторых несамоконтрящихся резьб и наружным шлицем оси; и
[0017] колесная пара с изменяемой шириной колеи дополнительно содержит внешнюю муфту, при этом 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 и находится в замковом соединении с первой дорожкой качения для образования пространства для качения, в котором совпадающий с ним элемент качения установлен через установочное отверстие элемента качения, так что внешняя муфта соединена с возможностью вращения снаружи оси, а на обеих осевых сторонах второй дорожки качения внутри внешней муфты предусмотрен внутренний шлиц, совпадающий с наружным шлицем на осевой муфте, который расположен на заданном расстоянии от второй дорожки качения.
[0018] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения колесная пара с изменяемой шириной колеи дополнительно содержит блокирующее скользящее кольцо, упорный штифт, эластичную деталь и шток толкателя;
[0019] блокирующее скользящее кольцо надето с возможностью скольжения на наружный шлиц оси, и блокирующее скользящее кольцо при этом снабжено внутренним шлицем, совпадающим с наружным шлицем оси, и снабжено снаружи наружным шлицем, совпадающим с внутренним шлицем 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, наружный шлиц снаружи блокирующего скользящего кольца, по меньшей мере, частично находится во внутреннем шлице соответствующей стороны внешней муфты для блокировки вращения внешней муфты; и
[0020] 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.
[0021] 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
[0022] 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.
[0023] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения первая несамоконтрящаяся резьба имеет длину, большую, чем длина второй несамоконтрящейся резьбы и равную половине ширины колеи, которую необходимо изменить;
[0024] 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
[0025] эластичная деталь представляет собой блокирующую пружину.
[0026] Одно или более технических решений в вариантах осуществления настоящего изобретения, упомянутых выше, имеют по меньшей мере один из следующих технических эффектов.
[0027] Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, предусмотрена осевая муфта для установки колеса колесной пары с изменяемой шириной колеи, при этом наружная окружность первого конца осевой муфты снабжена монтажным основанием для колеса, наружная окружность второго конца осевой муфты снабжена секцией наружного шлица, проходящей вдоль осевого направления осевой муфты, а внутренняя окружность второго конца осевой муфты снабжена секцией первой несамоконтрящейся резьбы. Конструктивное исполнение осевой муфты способствует легкому скольжению колеса вдоль оси 10 для изменения ширины колеи, конструкция соединения оси 10 и колеса 30 является простой, а надежность при изменении ширины колеи является высокой.
[0028] Для колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, благодаря обеспечению упомянутой выше осевой муфты для установки колеса 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.
[0029] 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
[0030] 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.
[0031] На фиг. 1 представлена фронтальная структурная схема, показывающая осевую муфту для установки колеса колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
[0032] на фиг. 2 представлен осевой разрез схемы, представленной на фиг. 1;
[0033] на фиг. 3 представлена структурная схема в перспективе, показывающая осевую муфту для установки колеса колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
[0034] на фиг. 4 представлена фронтальная структурная схема, показывающая ось колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
[0035] на фиг. 5 представлена структурная схема в осевом разрезе колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения; и
[0036] на фиг. 6 представлена структурная схема в осевом разрезе другой колесной пары с изменяемой шириной колеи согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
[0037] Ссылочные позиции:
10. ось; 11. наружный шлиц оси; 12. продолговатое отверстие; 13. первая дорожка качения; 14. вторая несамоконтрящаяся резьба; 15. центральное сквозное отверстие; 20. осевая муфта; 21. первая несамоконтрящаяся резьба; 22. наружный шлиц осевой муфты; 23. установочный паз скользящего подшипника; 24. монтажное основание для колеса; 25. установочный паз сальника скользящего подшипника; 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
[0038] Варианты осуществления настоящего изобретения дополнительно подробно описаны ниже со ссылкой на графические материалы и варианты осуществления. Представленные ниже варианты осуществления предназначены для иллюстрации настоящего изобретения, но не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения.
[0039] 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.
[0040] 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.
[0041] 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.
[0042] 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.
[0043] Как показано на фиг. 1–6, варианты осуществления настоящего изобретения предоставляют осевую муфту для установки колеса колесной пары с изменяемой шириной колеи и колесную пару с изменяемой шириной колеи.
[0044] С целью ясного представления технических решений настоящего изобретения осевая муфта для установки колеса колесной пары с изменяемой шириной колеи описана путем объединения колесной пары с изменяемой шириной колеи.
[0045] Колесная пара с изменяемой шириной колеи содержит пару осевых муфт 20 для установки колеса колесной пары с изменяемой шириной колеи, внешнюю муфту 40, ось 10 и пару колес 30.
[0046] Наружная окружность первого конца каждой осевой муфты 20 снабжена монтажным основанием 24 для колеса, имеющим ширину, соответствующую ширине ступицы каждого колеса 30, при этом колесо 30 закреплено на монтажном основании 24 для колеса и может находиться в посадке с натягом с монтажным основанием 24 для колеса, чтобы гарантировать надежность соединения между ними.
[0047] Внутренняя периферия второго конца каждой осевой муфты 20 снабжена секцией первой несамоконтрящейся резьбы 21. Первые несамоконтрящиеся резьбы 21 пары осевых муфт 20 имеют противоположные направления вращения, и пара колес 30 закреплена на монтажных основаниях 24 для колеса пары осевых муфт 20. Ось 10 снабжена двумя секциями вторых несамоконтрящихся резьб 14, которые образуют пару несамоконтрящихся резьб с первой несамоконтрящейся резьбой 21 с интервалами; при этом колеса 30 установлены на оси 10 через осевые муфты 20 и первые несамоконтрящиеся резьбы 21 согласуются со вторыми несамоконтрящимися резьбами 14. 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. Благодаря размещению осевой муфты для установки колеса колесной пары с изменяемой шириной колеи, колеса 30 могут легко скользить вдоль оси 10 для изменения ширины колеи, при этом конструкция соединения оси 10 и колеса 30 является простой, а надежность при изменении ширины колеи является высокой. Осевая муфта 20 входит в зацепление со второй несамоконтрящейся резьбой 14 оси 10 посредством первой несамоконтрящейся резьбы 21 для передачи части крутящего момента и генерирования относительного вращения и поперечного движения между осевой муфтой 20 и осью 10 в разблокированном состоянии.
[0048] В частности, первая несамоконтрящаяся резьба 21 имеет длину, которая больше длины второй 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 осевым муфтами 20, так что сумма расстояний, пройденных обоими колесами 30, равна расстоянию желаемого изменения ширины колеи.
[0049] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, показанному на фиг. 1– 3, установочный паз 23 скользящего подшипника, проходящий из первого конца во второй конец осевой муфты 20, предусмотрен на внутренней окружности осевой муфты 20 и используется для установки скользящего подшипника 110. Установочный паз 23 скользящего подшипника проходит до положения, близкого к первой несамоконтрящейся резьбе 21, и имеет длину, соответствующую длине скользящего подшипника 110. Благодаря размещению скользящего подшипника 110 осевая муфта 20 удобным образом стабильно и гладко скользит и обеспечивается защитный эффект на осевой муфте 20.
[0050] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения внутренняя окружность осевой муфты 20 снабжена установочным пазом уплотнительного кольца в положении между установочным пазом 23 скользящего подшипника и первой несамоконтрящейся резьбой 21, а установочный паз уплотнительного кольца используется для установки уплотнительного кольца с целью уплотнения конца скользящего подшипника 110.
[0051] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения первый конец осевой муфты 20 снабжен установочным пазом 25 сальника скользящего подшипника, используемым для установки сальника скользящего подшипника. Множество резьбовых отверстий расположены на окружной нижней поверхности установочного паза 25 сальника скользящего подшипника с интервалами, так что сальник скользящего подшипника зафиксирован в установочном пазу 25 сальника скользящего подшипника крепежным элементом, а скользящий подшипник 110 зафиксирован сальником скользящего подшипника. Кроме того, внутренняя окружность сальника скользящего подшипника снабжена установочным пазом уплотнительного кольца для установки уплотнительного кольца, тем самым образуя уплотняющую конструкцию на обоих концах скользящего подшипника 110 для предотвращения попадания смазки на поверхность стыка скользящего подшипника 110 и оси 10.
[0052] Для оптимизации конструкции согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения осевая муфта 20 имеет наружную поверхность ступенчатой формы с тремя ступенями, с уменьшающимся диаметром от первого конца ко второму концу осевой муфты 20, при этом часть осевой муфты 20 на монтажном основании 24 для колеса имеет наибольший диаметр и наибольшую прочность и смежные ступени соединены переходом с дугообразной поверхностью для избежания концентрации напряжения на соединении между ступенями.
[0053] В частности, как показано на фиг. 4–6, ось 10 дополнительно снабжена центральным сквозным отверстием 15, проходящим вдоль осевого направления оси, наружная окружность оси 10 вблизи ее средней части снабжена секцией наружного шлица, проходящей в осевом направлении оси 10, и обе осевые стороны наружного шлица 11 оси на ее наружной окружности снабжены парой вторых несамоконтрящихся резьб 14, имеющих противоположные направления вращения, то есть ось 10 дополнительно снабжена двумя секциями второй несамоконтрящейся резьбы 14, имеющими противоположные направления вращения, расположенными на обеих осевых сторонах наружного шлица 11. В одном варианте осуществления между каждой секцией второй несамоконтрящейся резьбы 14 и наружным шлицем 11 оси имеется промежуток. Наружный шлиц 11 оси 10 снабжен продолговатым отверстием 12, проходящим радиально через наружный шлиц. То есть продолговатое отверстие 12 и наружный шлиц перекрываются и имеют продольное направление, совпадающее с осевым направлением оси, то есть продолговатое отверстие 12 имеет продольное направление, соответствующее направлению протяжения наружного шлица 11 оси.
[0054] Кроме того, центральное сквозное отверстие 15, предусмотренное на оси 10, является преимущественным для уменьшения веса оси 10.
[0055] Кроме того, часть оси 20 между второй несамоконтрящейся резьбой 14 и наружным шлицем 11 оси снабжена по меньшей мере одной первой дорожкой 13 качения, расположенной по окружности вокруг оси 10, и первая дорожка 13 качения расположена вблизи наружного шлица 11 оси.
[0056] В настоящем варианте осуществления первая дорожка 13 качения имеет поперечное сечение в виде вогнутого полукруга.
[0057] Внешняя муфта 40 надета снаружи оси 10, внутренняя окружность внешней муфты 40 снабжена второй дорожкой 41 качения, соответствующей первой дорожке 13 качения и 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, имеет внешний диаметр, согласующийся с внутренним диаметром пространства для качения. Пространство для качения заполнено элементами качения. Для предотвращения попадания загрязняющих веществ, таких как пыль, в пространство для качения на установочном отверстии элемента качения предусмотрена уплотняющая пробка. 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.
[0058] Наружная окружность второго конца осевой муфты 20 снабжена секцией наружных шлицев, проходящей вдоль ее осевого направления. После установки второй конец осевой муфты 20 находится внутри колеса 30 и обращен к внешней муфте 40; внутренние шлицы, согласующиеся 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 шлицев внешней муфты 40 и наружных шлицев 22 осевой муфты 20 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. В настоящем варианте осуществления благодаря размещению осевой муфты 20 реализуются передача крутящего момента между колесом 30 и внешней муфтой 40 и поперечное скольжение между колесом 30 и осью 10. Осевая муфта 20 имеет простую и надежную конструкцию и может реализовывать преобразование между различными отдельными величинами ширины колеи.
[0059] 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.
[0060] В частности, на оба конца оси 10, расположенные за парой колес 30, соответственно, установлены корпуса 50 букс.
[0061] 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 наружный шлиц 11 оси и блокирующее скользящее кольцо там снабжено внутренним шлицем, согласующимся с наружным шлицем 11 оси, и снабжено снаружи наружным шлицем, согласующимся с внутренним шлицем 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.
[0062] 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 внутренним шлицем внешней муфты 40. Кроме того, продолговатое отверстие 12 должно иметь длину, немного меньшую, чем длина наружных шлицев 11 оси, чтобы блокирующее скользящее кольцо 60 всегда двигалось на наружных шлицах 11 оси.
[0063] 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, наружный шлиц снаружи блокирующего скользящего кольца 60, по меньшей мере, частично расположен во внутреннем шлице соответствующей стороны внешней муфты 40, чтобы блокировать вращение внешней муфты 40 для фиксации внешней муфты относительно оси 10. В этом случае колеса и осевая муфта 20, а также внешняя муфта 40 и ось 10, представляют собой одно целое и не осуществляют относительного вращения относительно друг друга, а колеса 30 находятся в заблокированном состоянии.
[0064] 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 внутреннего шлица внешней муфты 40 для выхода из зацепления с внутренним шлицем 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, внешняя муфта 40, колесо 30 и осевая муфта 20 будут вращаться вместе вокруг оси 10, при этом во время вращения первая несамоконтрящаяся резьба 21 осевой муфты 20 перемещается вдоль второй несамоконтрящейся резьбы 14 оси 10, так что во время вращения колесо 30 перемещается вместе с осевой муфтой 20 до изменения ширины колеи.
[0065] 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 и колесо 30 снова заблокировано.
[0066] Колесная пара с изменяемой шириной колеи согласно этому варианту осуществления характеризуется удобной и надежной процедурой изменения ширины колеи и в целом простой конструкцией.
[0067] В одном варианте осуществления первая несамоконтрящаяся резьба 21 представляет собой трапециевидную резьбу, и, соответственно, вторая несамоконтрящаяся резьба 14 представляет собой трапециевидную резьбу, согласующуюся с трапециевидной резьбой первой несамоконтрящейся резьбы 21, что в результате обеспечивает надежную производительность.
[0068] Следует отметить, что эластичная деталь может также представлять собой другие эластичные муфты с некоторой эластичностью.
[0069] 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.
[0070] 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.
[0071] 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.
[0072] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения внутренняя окружность внешней муфты 40 снабжена кольцевым утолщением на второй дорожке 41 качения, и вторая дорожка 41 качения образована на кольцевом утолщении. 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. Во время процесса скольжения скользящий подшипник 110 находится в скользящем контакте с осью 10 и вставлен во внешнюю муфту 40 со стороны установочного пространства; наружный шлиц 22 осевой муфты перемещается в осевом направлении относительно внутреннего шлица внешней муфты 40 до тех пор, пока первая несамоконтрящаяся резьба 21 оси 20 не войдет в контакт со второй несамоконтрящейся резьбой 14 оси 10, при этом ось 20 вращается так, что происходит навинчивание первой несамоконтрящейся резьбы 21 на вторую несамоконтрящуюся резьбу 14.
[0073] 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.
[0074] 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. Соответственно, имеются две вторых дорожки 41 качения, таким образом образующие два пространства для качения, расположенные бок о бок.
[0075] Кроме того, ось 10 разделена на главную полуось и вспомогательную полуось каждой из первых дорожек 13 качения, а часть оси 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.
[0076] Для оптимизации конструкции первая дорожка 13 качения расположена вблизи наружного шлица 11 оси 10.
[0077] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения расстояние между наружными шлицами 11 оси и смежной второй несамоконтрящейся резьбой 14 равно расстоянию между кольцевым фланцем и смежной второй несамоконтрящейся резьбой 14, при этом оба расстояния равны половине изменяемой ширины колеи, и расстояние представляет собой расстояние перемещения первой несамоконтрящейся резьбы 21 осевой муфты 20.
[0078] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения ось 10 выполнена на каждом конце в виде ступенчатого вала с диаметром, меньшим, чем диаметр в средней части, так что конец ступенчатого вала используется для установки корпуса 50 буксы.
[0079] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения секции скольжения, соответственно, образованы на промежуточном вале ступенчатого вала между каждой секцией второй несамоконтрящейся резьбы 14 и концом вала промежуточного вала, так что скользящие подшипники 110 осевой муфты 20 скользят относительно оси 10.
[0080] Согласно одному варианту осуществления процесс изменения ширины колеи показан следующим образом.
[0081] 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.
[0082] 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.
[0083] 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 внутренний шлиц 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.
[0084] Вышеуказанные реализации используются только для иллюстрации настоящего изобретения, но не его ограничения. 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.
1. Осевая муфта для установки колеса колесной пары с изменяемой шириной колеи, причем наружная окружность первого конца осевой муфты снабжена монтажным основанием для колеса, наружная окружность второго конца осевой муфты снабжена секцией наружного шлица, проходящей вдоль осевого направления осевой муфты, а внутренняя окружность второго конца осевой муфты снабжена секцией первой несамоконтрящейся резьбы.
2. Осевая муфта для установки колеса по п. 1, отличающаяся тем, что установочный паз скользящего подшипника, проходящий от первого конца ко второму концу осевой муфты, предусмотрен на внутренней окружности осевой муфты; и
установочный паз скользящего подшипника проходит до положения, близкого к первой несамоконтрящейся резьбе, и выполнен с возможностью установки скользящего подшипника.
3. Осевая муфта для установки колеса по п. 2, отличающаяся тем, что внутренняя окружность осевой муфты снабжена установочным пазом уплотнительного кольца в положении между установочным пазом скользящего подшипника и первой несамоконтрящейся резьбой.
4. Осевая муфта для установки колеса по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что первая несамоконтрящаяся резьба представляет собой трапециевидную резьбу.
5. Осевая муфта для установки колеса по п. 1, отличающаяся тем, что первый конец осевой муфты снабжен установочным пазом сальника скользящего подшипника, и множество резьбовых отверстий расположены на нижней поверхности установочного паза сальника скользящего подшипника с интервалами.
6. Осевая муфта для установки колеса по п. 1, отличающаяся тем, что монтажное основание для колеса имеет ширину, соответствующую ширине ступицы колеса.
7. Осевая муфта для установки колеса по п. 1, отличающаяся тем, что осевая муфта имеет наружную поверхность ступенчатой формы с тремя ступенями с уменьшающимся диаметром от первого конца ко второму концу осевой муфты.
8. Колесная пара с изменяемой шириной колеи, содержащая ось, пару колес и пару осевых муфт для установки колеса по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что несамоконтрящиеся резьбы пары осевых муфт для установки колеса имеют противоположные направления вращения, и пара колес закреплена на монтажных основаниях для колеса пары осевых муфт; при этом ось снабжена двумя секциями вторых несамоконтрящихся резьб, каждая из которых образует пару несамоконтрящихся резьб с первой несамоконтрящейся резьбой с интервалами; и колеса установлены на ось через осевые муфты, и первая несамоконтрящаяся резьба соответствует и согласуется со второй несамоконтрящейся резьбой.
9. Колесная пара с изменяемой шириной колеи по п. 8, отличающаяся тем, что ось дополнительно снабжена центральным сквозным отверстием, предусмотренным вдоль осевого направления оси, наружная окружность оси вблизи ее средней части снабжена секцией наружного шлица, проходящей в осевом направлении оси, и наружный шлиц оси снабжен продолговатым отверстием, проходящим радиально через наружный шлиц и имеющим продольное направление, совпадающее с осевым направлением оси;
по меньшей мере одна первая дорожка качения, расположенная по окружности вокруг оси, предусмотрена в положении между одной из вторых несамоконтрящихся резьб и наружным шлицем оси; и
колесная пара с изменяемой шириной колеи дополнительно содержит внешнюю муфту, 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 и находится в замковом соединении с первой дорожкой качения для образования пространства для качения, в котором согласующийся 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 предусмотрен внутренний шлиц, согласующийся с наружным шлицем на осевой муфте, который расположен на заданном расстоянии от второй дорожки качения.
10. Колесная пара с изменяемой шириной колеи по п. 9, отличающаяся тем, что дополнительно содержит блокирующее скользящее кольцо, упорный штифт, эластичную деталь и шток толкателя;
блокирующее скользящее кольцо надето с возможностью скольжения на наружный шлиц оси, и блокирующее скользящее кольцо при этом снабжено внутренним шлицем, совпадающим с наружным шлицем оси, и снабжено снаружи наружным шлицем, совпадающим с внутренним шлицем 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, выступающие из продолговатого отверстия, встроены внутрь пары открытых пазов за счет отверстий открытых пазов; 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 эластичная деталь находится в естественном состоянии, наружный шлиц снаружи блокирующего скользящего кольца, по меньшей мере, частично находится во внутреннем шлице 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 центрального сквозного отверстия.
11. Колесная пара с изменяемой шириной колеи по п. 10, отличающаяся тем, что 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; при этом монтажное основание неподвижно установлено снаружи корпуса буксы, и толкающая головка расположена напротив штока толкателя.
12. Колесная пара с изменяемой шириной колеи по п. 10, отличающаяся тем, что
первая несамоконтрящаяся резьба имеет длину, большую, чем длина второй 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.
