АВТОМАТИЧЕСКОЕ СЦЕПНОЕ УСТРОЙСТВО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
AUTOMATIC COUPLING DEVICE OF RAILWAY ROLLING STOCK

Изобретение относится к сцепкам железнодорожного транспорта и предназначено для улавливающих центрирующих устройств сцепки, необходимых для автоматической стыковки вагонов при значительных отклонениях их осей сцепок в горизонтальной и вертикальной плоскостях, и применимо в любом виде транспорта.
Известна и широко распространена автоматическая сцепка СА-3, используемая на большинстве единиц отечественного подвижного железнодорожного состава. Улавливание этих сцепок осуществляется за счет выполнения на них специальных скосов, центрирующих сцепки в горизонтальной плоскости. /Вагоны. Под редакцией П.А. Шадура, Москва, «Транспорт», 1980, с. 439/.
Достоинством сцепки СА-3 является простота, возможность стыковки вагонов на кривых малого радиуса, при которых соединяемые вагоны имеют значительные отклонения по горизонтали. Однако, эта сцепка не центрирует взаимное смещение вагонов в вертикальной плоскости. Это компенсируется за счет свободного перемещения в вертикальной плоскости одной сцепки относительно другой. Такое техническое решение приводит к появлению интенсивного износа в местах взаимных перемещений и, как следствие, к низкому ресурсу. Кроме того, отсутствие улавливания и жесткой фиксации сцепок в двух плоскостях не позволяет автоматически стыковать и другие системы вагонов, например, электрические и пневматические.
Прототип - автоматическая сцепка подвижного состава железнодорожного транспорта, содержащая две однотипные головки с приемными отверстиями, направляющим элементом и замковые устройства, установленные на каждой сцепной головке, а съемный направляющий элемент установлен с возможностью размещения в приемном отверстии любой из сцепных головок соосно приемному отверстию другой сцепной головки и снабжен соосными направляющими поверхностями в виде конусов с разными углами раствора и скосами в месте пересечения конусной направляющей поверхности, цилиндрической поверхности тела направляющего элемента, а приемное отверстие сцепной головки выполнено прямоугольной формы, большая ось которого расположена горизонтально RU 2180296, опубл. 10.03.2002.
Недостатком прототипа является ненадежность сцепления замкового устройства при его взаимодействии с упорами, что приводит к саморасцепу вагонов.
Задачей создания изобретения является повышение надежности за счет исключения непроизвольного саморасцепа, упрощение конструкции, снижение стоимости и повышение информативности обслуживающего персонала о состоянии сцепления вагонов.
Поставленная задача достигается тем, что автоматическое сцепное устройство подвижного состава железнодорожного транспорта, содержит установочную и приемную сцепные головки, направляющие элементы и замковое устройство, установленное на приемной головке, при этом направляющие элементы выполнены съемными и снабжены наклонными поверхностями в виде скосов, причем приемное отверстие установочной головки выполнено прямоугольной формы, а его большая ось расположены горизонтально, согласно изобретения в установочной головке между верхней и нижней большими сторонами прямоугольного приемного отверстия жестко установлен вертикальный стержень с радиусными закруглениями в местах его контакта с направляющими элементами, выполненными в виде размещенных на осях установочной головки съемных изогнутых рычагов, имеющих форму двустороннего крючка со скосами по передней и задней поверхностям и осевым отверстием, причем рычаги установлены зеркально по отношению друг к другу и симметрично относительно вертикальной плоскости с возможностью поворота друг относительно друга и головок, при этом рычаги подпружинены плоской пружиной, охватывающей боковую поверхность вертикального стержня по всей его высоте, а приемная головка выполнена с боковыми смотровыми отверстиями, с отверстием прямоугольного сечения с заходными скосами, отверстием в нижней части для входа и выхода элемента замкового устройства, которым снабжена приемная головка, причем замковое устройство содержит два валика и собственно замок, установленный с возможностью поворота между внутренним поверхностями рычагов, и выполненный в виде комбинации дугообразных и плоских поверхностей со смещенным центром тяжести, и состоит из языка и противовеса замка, расположенных под углом друг к другу, в месте соединения которых выполнено сквозное восьмигранное осевое отверстие, а каждый валик, размещенный на противоположных сторонах корпуса приемной головки с возможностью углового поворота одновременно с замком, имеет Т-образную форму, с выполненным на ее цилиндрической поверхности в верхней части глухим пазом для крепления на головке, а нижняя часть валиков имеет восьмигранную форму, при помощи которой валики вставлены с двух сторон в восьмигранное сквозное отверстие замка, при этом верхняя часть валика имеет форму сектора, позволяющего сместить центр тяжести валика.
Автоматическое сцепное устройство подвижного состава железнодорожного транспорта имеет окраску языка замка люминесцентной краской для сигнала сцепщику о состоянии сцепного устройства, если язык виден, то устройство расцеплено, если не виден - сцеплено.
Технический результат от установки направляющих элементов в виде рычагов, с размещенными между ними плоской пружиной и языком замка, а также смещенными центрами тяжести замка и валиков, позволяют исключить вращение рычагов в горизонтальной плоскости в сцепленном состоянии вагонов и препятствует самопроизвольному расцепу вагонов, что повышает надежность устройства.
Технический результат от взаимозаменяемости - в случае поломки одного из рычагов или валика в аварийной ситуации, сцепное устройство сохраняет свою работоспособность, а дублирование рычагов и валиков повышает надежность сцепного устройства.
Технический результат от уменьшения количества замковых элементов, а также использование более дешевых литьевых технологий при изготовлении элементов конструкции устройства - снижение его стоимости.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на:
Фиг. 1. Вид с боку устройства в сцепленном состоянии.
Фиг. 2. Сечение А-А. Вид устройства в плане в сцепленном состоянии.
Фиг. 3. Сечение Б-Б. Приемное отверстие.
Фиг. 4. Сечение В-В. Приемное отверстие с заходными скосами.
Фиг. 5. Вид К. Скосы рычагов.
Фиг. 6. Сечение Л-Л. Вид рычага в плане.
Фиг. 7. Вид Ж. Вид замка в плане.
Фиг. 8. Сечение И-И. Вид замка сбоку.
Фиг. 9. Вид Г. Вид валика сбоку.
Фиг. 10. Вид Д. Вид валика в плане.
Фиг. 11. Вид устройства в расцепленном состоянии с боку, а - установочная головка, б - приемная головка.
Автоматическое сцепное устройство фиг. 1 содержит установочную 1 и приемную 2 головки фиг. 2. Замковое устройство 3 установлено на приемной головке 2. Направляющие элементы 4 установочной головки 1 выполнены съемными. Приемное отверстие 5 установочной головки 1 фиг. 3 выполнено прямоугольной формы, а его большая ось расположена горизонтально. Между нижней и верхней сторонами отверстия 5 жестко установлен вертикальный стержень 6 с радиусными закруглениями в местах контакта с рычагами 4. Последние размещены на осях 7 установочной головки 1 и выполнены в виде рычагов 8, установленных зеркально по отношению друг к другу, имеющих форму, двустороннего крючка, изогнутого по задней поверхности, со скосами 9, 10 и отверстием для оси 11 фиг. 5 и 6. Рычаги 8 установлены также симметрично относительно вертикальной плоскости с возможностью поворота друг относительно друга и головок 1 и 2.
Рычаги 8 подпружинены плоской пружиной 12, охватывающей боковую поверхность вертикального стержня 6 по всей его высоте. Приемная головка 2 выполнена с боковыми смотровыми отверстиями 13, с приемным отверстием 14 прямоугольного сечения с заходными скосами 15, 16 фиг. 4 и отверстием 17 в нижней части для обеспечения вращательного перемещения элемента замкового устройства, которым снабжена приемная головка 2. Замковое устройство 3 содержит два валика 18 и собственно замок 19, установленный с возможностью поворота между внутренними поверхностями рычагов 8. Замок 19 выполнен в виде комбинации дугообразных 20, 21, 22. 23 и плоских 24, 25, 26, 27 поверхностей и со смещенным центром тяжести, имеющий форму, отраженную на фиг. 7 и 8 и состоит из языка 28 и противовеса 29 замка 19 выполненными под углом друг к другу, в месте соединения которых выполнено сквозное восьмигранное осевое отверстие 30.
Каждый валик 18 размещен на противоположных сторонах корпуса приемной головки 2 с возможностью углового поворота совместно с замком 19. Валик 18 соответствует фиг. 10 и имеет Т-образную форму с выполненным на ее цилиндрической поверхности 31, в верхней части глухим пазом 32 для крепления на приемной головке 2. Нижняя часть валиков имеет восьмигранную форму 33, при помощи которой валики 18 вставляются с двух сторон в восьмигранное сквозное отверстие 30 замка 19. Верхняя часть валика 18 выполнена в форме сектора 34 фиг. 9, позволяющего сместить центр тяжести валика. Язык 28 замка 19 окрашен люминесцентной краской для сигнала сцепщику о состоянии сцепного устройства. Если виден - расцеплены вагоны. Если убран - сцеплены.
Устройство собирают следующим образом. В установочную головку 1 устанавливают плоскую пружину 12 так, чтобы она охватывала боковые поверхности вертикального стержня 6 по всей его высоте. Затем в корпус головки 1 устанавливают направляющие элементы - рычаги 8 зеркально по отношению друг к другу и симметрично относительно вертикальной плоскости. Рычаги 8 закрепляют в корпусе головки 1 осью 7.
В приемную головку 2 вводим замок 19 и с двух сторон через отверстия в приливе корпуса вставляем валики 18 так, чтобы восьмигранная форма 33 валика 18 вошла в восьмигранное отверстия 30 противовеса 29 замка 19. Удерживание и ограниченное вращение валика 18 в корпусе приемной головки 2 осуществляется с помощью крепежного болтового соединения 35 и выполнением глухого паза 32 в валике 18.
Устройство работает следующим образом. При сближении вагонов оси их головок 1, 2 могут иметь значительные взаимные горизонтальные, вертикальные и угловые смещения. Наличие скосов 9, 10 у направляющих элементов 4 и скосов 15, 16 на заходной части приемного отверстия 14 позволяет осуществлять улавливание и центрирование сцепок.
При сцеплении вагонов направляющие элементы 4 скользят по скошенным поверхностям 15, 16 головки 2, при этом они одновременно сжимают плоскую пружину 12, входят в приемную головку 2 и ударяют в противовес 29 замка 19. Замок 19 вращается совместно с валиками 18 за счет смещения центра тяжести и язык 28 замка 19 через отверстие 17 входит между направляющими элементами - рычагами 8. Язык 28 замка 19 не может повернуться обратно за счет смещенного центра тяжести замкового устройства 3 и не дает рычагам 8 сблизиться и выйти из приемной головки 2.
Для расцепления автосцепок необходимо вручную принудительно повернуть валик 18 и вывести замок 19 из позиции сцепления, язык 28 замка 19 опускается вниз в отверстие 17 и становится виден снаружи фиг. 11. При этом противовес 29 замка 19 опирается поверхностью 21 на рычаги 8. Замок 19 будет удерживаться за счет положения центра тяжести замкового устройства 3.
При разведении вагонов рычаги 8 сжимают плоскую пружину 12, вращаясь вокруг осей 7, и выходят из приемной головки 2, при этом замковое устройство 3 поворачивается против часовой стрелки пока язык 28 в отверстии 17 не упрется в корпус приемной головки 2.
Изобретение найдет свое применение в железнодорожном транспорте с одинаковыми по типу сопрягаемыми частями и предназначено для улавливающих и центрирующих устройств сцепки, необходимых для автоматической стыковки вагонов. Оно может быть использовано в других отраслях техники для выше указанных целей.