УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ НАБЕГАНИЯ ДЛЯ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
ANTI-RUNAWAY PROTECTION DEVICE FOR A RAIL VEHICLE

Изобретение касается устройства для защиты от набегания для рельсового транспортного средства.
При фронтальных столкновениях рельсовых транспортных средств возникающие силы столкновения должны передаваться в конструктивные узлы, которые выполнены для восприятия и преобразования энергии столкновения в энергию деформации. Эти узлы обычно выполнены в виде так называемых энергогасящих элементов, которые могут деформироваться на определенном пути деформации и при этом имеют рассчитанную специально на это характеристику сила-перемещение. Когда способность поглощения энергии таких элементов исчерпана, дальнейшая энергия столкновения передается в структуру транспортного средства. При этом следует учитывать, что тележка рельсового транспортного средства имеет гораздо более прочную конструкцию, чем все другие конструктивные узлы, в частности боковые стенки, торцевые стенки и крыша. В ходе столкновения двух рельсовых транспортных средств одно из рельсовых транспортных средств может двигаться так, что его тележка надвинется на тележку другого транспортного средства (т.е. она набежит) и таким образом нагрузит энергией столкновения гораздо менее прочную область над тележкой. Это может легко происходить при вертикальном сдвиге сталкивающихся транспортных средств и потенциально приводит к катастрофическим последствиям в виде аварий, так как при этом пассажирский салон одного из транспортных средств может подвергаться обширным разрушениям. Для предупреждения этого эффекта применяются так называемые устройства для защиты от набегания (англ. Anticlimber), которые удерживают транспортные средства при столкновении в их вертикальном положении друг относительно друга. Эти устройства для защиты от набегания обычно предусмотрены в тех точках транспортных средств, которые первыми встречаются с другим транспортным средством, и включают в себя плиту, имеющую горизонтально ориентированную ребристую структуру. Эти ребристые структуры попадающих друг на друга устройств для защиты от набегания при столкновении вставляются друг в друга и образуют соединение с геометрическим замыканием, которое препятствует вертикальному соскальзыванию устройств для защиты от набегания друг по другу. Однако если попадающие друг на друга устройства для защиты от набегания имеют горизонтальное смещение друг относительно друга, т.е. устройства для защиты от набегания только частично перекрываются в латеральном направлении, то возникающие моменты могут перекручивать крепления устройств для защиты от набегания так, что устройства для защиты от набегания будут сторонами соскальзывать друг по другу, и поэтому они в дальнейшем станут неэффективными. Это может возникать, в частности, тогда, когда выполненная с ребристой структурой поверхность устройства для защиты от набегания имеет относительно небольшие размеры, и соответственно этому горизонтальный сдвиг сказывается сильнее. Но соскальзывание друг по другу может также вызываться силами, возникающими в латеральном направлении (например, столкновение на кривой). Для устранения этого недостатка были созданы противоударные плиты, которые позволяют получить зубчатое зацепление на всей поверхности, например, посредством пирамидальных возвышений. Однако они могут работать исключительно с однотипными противоударными плитами и могут изготавливаться только дорогостоящим образом.
Поэтому в основе изобретения лежит задача, создать устройство для защиты от набегания для рельсового транспортного средства, которое даже при горизонтально сдвинутом попадании на другое устройство для защиты от набегания или при возникающих латеральных силах предотвращает боковое соскальзывание.
Задача решается с помощью устройства для защиты от набегания с признаками п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
В соответствии с основной идеей изобретения описывается устройство для защиты от набегания для рельсового транспортного средства, которое включает в себя противоударную плиту, причем на этой противоударной плите расположены несколько параллельных друг другу, выступающих первых выпуклостей, проходящих прямо, и также на противоударной плите расположены несколько параллельных друг другу, выступающих вторых выпуклостей, проходящих прямо, которые ориентированы нормально к первым выпуклостям, и при этом протяженность вторых выпуклостей на поверхности противоударной плиты меньше протяженности первых выпуклостей на поверхности противоударной плиты, и при этом в точках пересечения выпуклостей первые выпуклости имеют по выемке, за счет которых уменьшена протяженность первой выпуклости.
Благодаря этому достижимо то преимущество, что можно создать устройство для защиты от набегания, которое дополнительно к предотвращению так называемого вздыбливания предотвращает также горизонтальное соскальзывание однотипных устройств для защиты от набегания друг по другу при столкновении. Таким образом, при латеральном сдвиге ударяющихся друг от друга устройств для защиты от набегания может оптимизироваться передача сил в расположенные позади устройств для защиты от набегания энергогасящие элементы, и также в этом случае их способность поглощения энергии использоваться как можно более полным образом.
В соответствии с изобретением устройство для защиты от набегания включает в себя противоударную плиту, которая обычно выполнена прямоугольной или квадратной, и расположенные на этой противоударной плите на ее противоударной стороне выпуклости. При этом предусмотрены несколько первых выпуклостей, которые выдаются из противоударной плиты в виде ребер и которые в смонтированном состоянии устройства для защиты от набегания ориентированы горизонтально. Эта конфигурация похожа на устройства для защиты от набегания, известные из уровня техники. Изобретение предусматривает также наличие нескольких вторых выпуклостей, которые тоже выдаются из противоударной плиты в виде ребер, при этом первые и вторые выпуклости ориентированы под прямым углом друг к другу. В смонтированном состоянии устройства для защиты от набегания вторые выпуклости расположены, таким образом, вертикально. При этом высота (протяженность) вторых выпуклостей на поверхности противоударной плиты должна выполняться меньше протяженности первой выпуклости на поверхности противоударной плиты. В точках пересечения первых со вторыми выпуклостями в первых выпуклостях предусмотрены выемки, за счет которых высота (протяженность) первой выпуклости локально, на определенной длине уменьшена.
Таким образом, при попадании друг на друга однотипных предлагаемых изобретением устройств для защиты от набегания может осуществляться зацепление вторых (вертикальных) выпуклостей в выемках первых (горизонтальных) выпуклостей, и тем самым предотвращено соскальзывание устройств для защиты от набегания друг по другу во всех направлениях.
Ширина выемок в первых выпуклостях должна выполняться по меньшей мере равной ширине вторых выпуклостей, так чтобы вторые, вертикальные выпуклости могли застопориваться в этих выемках. Особенно предпочтительно выполнить выемки в первых выпуклостях шире, чем ширина вторых выпуклостей, так чтобы было обеспечено надежное застопоривание во время горизонтального относительного движения попадающих друг на друга устройств для защиты от набегания. При этом ширина выемок определяет участок пути (область захвата), в пределах которого может осуществляться застопоривание.
Форма выемок в первых выпуклостях, т.е. их поперечное сечение на вертикальном виде, может выполняться, например, прямоугольной или трапецеидальной.
Предпочтительно уменьшить протяженность первой выпуклости в области выемок до протяженности второй выпуклости. Таким образом может достигаться то преимущество, что при застопоривании однотипных устройств для защиты от набегания друг с другом будет достигаться полное зубчатое зацепление, при этом первые выпуклости каждого из двух устройств для защиты от набегания попадают в контакт с поверхностью ответной противоударной плиты, и при этом вторые выпуклости попадают в области выемок в контакт с первыми выпуклостями ответной противоударной плиты. Благодаря этому оптимальному зубчатому зацеплению может полностью использоваться прочность устройств для защиты от набегания. Так как этот геометрический оптимум в реальных условиях применения при столкновении, возможно, не реализуем, например, из-за зажатых между устройствами для защиты от набегания предметов, например, частей облицовки транспортного средства, предпочтительно выполнять протяженность второй выпуклости больше всей толщины этих предметов (в частности, частей облицовки), которые могут зажиматься между устройствами для защиты от набегания.
Изготовление предлагаемого изобретением устройства для защиты от набегания может осуществляться из общепринятых для устройств для защиты от набегания материалов, в частности из стали или какого-либо легкометаллического сплава. У устройств для защиты от набегания общеприняты размеры противоударных плит с длиной стороны прибл. 300 мм, эти размеры, а также обычное расстояние между первыми выпуклостями 60 мм, тоже реализуемо при предлагаемым изобретением устройстве для защиты от набегания, так что обеспечивается совместимость с традиционными устройствами для защиты от набегания. При попадании предлагаемого изобретением устройства для защиты от набегания на традиционное устройство для защиты от набегания обеспечивается защита от набегания, однако защита от горизонтального соскальзывания может достигаться только в сочетании с другим предлагаемым изобретением устройством для защиты от набегания.
Другой предпочтительный вариант осуществления изобретения предусматривает уменьшить протяженность второй выпуклости на противоударной плите до нуля, то есть отказаться от нее. Однако одновременно должны предусматриваться выемки в первых выемках. Таким образом возникает горизонтальная ребристая структура, которая оснащена системой зубьев. Эта система зубьев в устройствах для защиты от набегания может входить в зацепление в структуру из вторых выпуклостей и таким образом предотвращать горизонтальное соскальзывание устройств для защиты от набегания друг по другу. Этот вариант осуществления изобретения предпочтителен, в частности, для переработки имеющихся традиционных устройств для защиты от набегания, так как при этом должны изготавливаться только выемки в горизонтальных выпуклостях. Эта переработка может также производиться у находящегося в применении устройства для защиты от набегания, при этом требуется только съем материала, но не установка какой-либо структуры из вторых выпуклостей. При этом защита от горизонтального соскальзывания наступает только при попадании на устройство для защиты от набегания, имеющее полную предлагаемую изобретением структуру из выпуклостей.
Предлагаемое изобретением устройство для защиты от набегания может изготавливаться, например, способом литья, а также способом ковки, или ребристая структура может фрезероваться из противоударной плиты, выполненной с соответствующей толщиной. В частности, предпочтительно сваривать предлагаемое изобретением устройство для защиты от набегания из отдельных, предварительно изготовленных частей (противоударная плита, первые и вторые выпуклости). Простая геометрия этих отдельных частей допускает легкое предварительное изготовление.
В качестве примера показано:
фиг.1: устройство для защиты от набегания;
фиг.2: два устройства для защиты от набегания в зацеплении, местный вид;
фиг.3: два устройства для защиты от набегания в зацеплении;
фиг.4: устройство для защиты от набегания, имеющее зубчатую структуру.
фиг.1
На  в качестве примера и схематично показано устройство для защиты от набегания. Это устройство 1 для защиты от набегания, включающее в себя противоударную плиту 2, несколько первых выпуклостей 3 и несколько вторых выпуклостей 4. Противоударная плита 2 выполнена прямоугольной и имеет ребристую структуру из параллельных друг другу первых выпуклостей 3. В качестве примера показаны шесть первых выпуклостей 3, каждая из которых выдаются из противоударной плиты 2 на протяженность 6. Устройство 1 для защиты от набегания изображено в положении его использования, при котором первые выпуклости 3 ориентированы горизонтально. Другие конструктивные элементы, такие как, например, находящаяся позади устройства 1 для защиты от набегания структура транспортного средства или энергогасящий элемент, на фиг.1 не изображены. Также устройство 1 для защиты от набегания включает в себя несколько вторых выпуклостей 4, которые ориентированы нормально к первым выпуклостям 3 и которые выдаются из противоударной плиты 2 на протяженность 5. В качестве примера изображены три вторых выпуклости 4. В точках 7 пересечения между первыми 3 и вторыми 4 выпуклостями в первых выпуклостях предусмотрено по выемке 8. Эти выемки 8 имеют определенную ширину, причем на фиг.1 эта ширина выполнена больше ширины вторых выпуклостей 4, благодаря чему достигается большая область захвата. В показанном примере осуществления протяженность первых выпуклостей 3 за счет выемок 8 уменьшается до протяженности 5 вторых выпуклостей 4.
фиг.2
На  в качестве примера и схематично показано детальное изображение двух находящихся в зацеплении устройств для защиты от набегания. Изображено горизонтальное сечение двух находящихся в зацеплении устройств 1 для защиты от набегания, при этом вторые выпуклости 4 одного устройства 1 для защиты от набегания входят в зацепление в выемки 8 первых выпуклостей 3 второго устройства 1 для защиты от набегания. Устройства 1 для защиты от набегания застопорены в конечном положении, в котором вторые выпуклости наталкиваются на край выпуклостей 8, и дальнейшее горизонтальное смещение устройств 1 для защиты от набегания друг к другу предотвращается.
фиг.3
На  в качестве примера и схематично показаны два находящихся в зацеплении устройства для защиты от набегания. Показан общий вид двух находящихся друг с другом в зацеплении устройств 1 для защиты от набегания.
фиг.4
На  в качестве примера показано устройство для защиты от набегания, имеющее зубчатую структуру. Изображено устройство 10 для защиты от набегания, которое включает в себя несколько ориентированных в смонтированном состоянии по горизонтали выпуклостей, имеющих зубчатую структуру 11. Вертикально ориентированные вторые выпуклости уменьшены по их протяженности до нуля. В выпуклостях, имеющих зубчатую структуру 11, предусмотрены выемки 8, которые находятся на таком расстоянии друг от друга, что устройство для защиты от набегания, имеющее зубчатую структуру 11, может застопориваться в устройстве 1 для защиты от набегания, которое изображено на фиг.1, и при этом между устройствами 1 и 10 для защиты от набегания могут передаваться горизонтальные силы.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Устройство для защиты от набегания
2 Противоударная плита
3 Первая выпуклость
4 Вторая выпуклость
5 Протяженность вторых выпуклостей
6 Протяженность первых выпуклостей
7 Точка пересечения
8 Выемка
10 Устройство для защиты от набегания, имеющее зубчатую структуру
11 Первая выпуклость, имеющая зубчатую структуру