СИСТЕМА ДЛЯ ОТКЛОНЕНИЯ ОТДЕЛЕННОЙ ЗА СЧЕТ ВЫХОДА ИЗ СТРОЯ ПЕРЕГРУЗОЧНОГО ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ В ХОДЕ СТОЛКНОВЕНИЯ СРЕДНЕЙ БУФЕРНОЙ СЦЕПКИ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
SYSTEM FOR DISCONNECTING OVERLOAD SAFETY SEPARATED DUE TO FAILURE DURING COLLISION OF MIDDLE BUFFER RAILWAY VEHICLE COUPLER

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к системе для отклонения отделенной за счет выхода из строя перегрузочного предохранителя в ходе столкновения средней буферной сцепки рельсового транспортного средства.
Уровень техники
Современные пассажирские рельсовые транспортные средства снабжены на торцевой стороне поглощающими энергию так называемыми аварийными элементами, которые при лобовом столкновении рассеивают значительную часть кинетической энергии и тем самым обеспечивают меньшие, воздействующие на пассажиров и кузов вагона силы и тем самым уменьшают опасность травмирования пассажиров. При лобовом столкновении с другим рельсовым транспортным средством сначала происходит столкновение сцепок. Такие сцепки, в частности, в транспортных средствах ближнего сообщения, трамваях и поездах метро часто выполнены в виде средней буферной сцепки. Обычно эти сцепки содержат демпфирующие и/или пружинные элементы, которые при уменьшении длины в продольном направлении принимают по меньшей мере часть энергии столкновения. Если уменьшение энергии в сцепках недостаточно, что часто имеет место при высоких скоростях столкновения между транспортными средствами, то затем должны вступать в действие аварийные элементы (деформирующиеся элементы). При этом целью является поглощение остаточной кинетической энергии и особенно важно, чтобы не создавались параллельные пути действия нагрузки за счет ввода сил в неподходящих местах, поскольку в этом случае могут возникать недопустимо большие силы в определенных местах структуры транспортного средства, и увеличиваются также воздействующие на пассажиров ускорения. Поэтому часто предусмотрено, что сцепка при столкновении, которое несет слишком большую энергию, чтобы ее можно было демпфировать с помощью демпфирующих и/или пружинных элементов сцепки, отделяется от кузова вагона с помощью места заданного среза и больше не участвует в процессе дальнейшей деформации. Для этого необходимо, чтобы в направлении к середине вагона имелось достаточное свободное пространство, в которое может отклоняться срезанная сцепка. Если такого свободного пространства нет, например, поскольку в этом месте смонтированы другие компоненты транспортного средства, то такое безопасное при столкновении соединение со срезаемой сцепкой использовать не целесообразно.
Сущность изобретения
Поэтому в основу изобретения положена задача создания соединения для срезаемой сцепки рельсового транспортного средства, которое не имеет достаточного осевого свободного пространства в направлении середины вагона для приема срезанной сцепки.
Задача решена с помощью системы с признаками пункта 1 формулы изобретения, а также рельсового транспортного средства, согласно пункту 7 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
В соответствии с основной идеей изобретения предлагается система для отклонения отделенной за счет выхода из строя перегрузочного предохранителя в ходе столкновения средней буферной сцепки рельсового транспортного средства, содержащая плиту сцепки и закрепленный на этой плите держатель сцепки, при этом в плите сцепки предусмотрена выемка, через которую при выходе из строя перегрузочного предохранителя проходит сцепка, при этом позади этой выемки расположена срезная плита, которая соединена с держателем сцепки и плитой сцепки с помощью соединительных элементов, и при этом проходящая через выемку сцепка разделяет соединительные элементы, при этом срезная плита и держатель сцепки становятся свободно подвижными. За счет этой свободной подвижности, которая ограничена лишь величиной и формой выемки в плите сцепки, отклоняется направление движения отделенной сцепки, в частности, вниз (в направлении полотна железной дороги).
За счет этого достигается то преимущество, что также при стесненных по месту условиях, которые исключают чисто осевое (в продольном направлении рельсового транспортного средства) направление движения отделенной при столкновении сцепки, обеспечивается возможность отделения сцепки, при этом, в частности, отделенная сцепка не создает параллельный путь действия нагрузки, и тем самым могут оптимально действовать аварийные элементы.
Согласно изобретению, предусмотрена срезная плита, которая расположена позади (в направлении середины вагона) плиты сцепки (на которой закреплена сцепка). Плита сцепки имеет в зоне срезной плиты выемку, которая имеет такую форму, что срезанная сцепка может проходить через выемку и при этом может также отклоняться вниз. При этом существенно, что срезная плита закреплена на плите сцепки с помощью тех же крепежных средств, что и держатель сцепки, на котором закреплена собственно сцепка. За счет этого обеспечивается, что при столкновении как срезная плита, так и держатель сцепки одновременно отделяются от плиты сцепки, и за счет этого сцепка больше не удерживается с помощью держателя сцепки в определенном горизонтальном положении. Таким образом, становящаяся за счет этого свободно подвижной сцепка падает вниз и не сталкивается в продольном направлении с конструктивными элементами тележки вагона или ходовой части.
В другом варианте выполнения изобретения предусмотрено расположение упора в пространстве движения отделенной срезной плиты, который оказывает влияние на направление движения срезной плиты. За счет этого положение отделенной срезной плиты может быть ориентировано при столкновении так, что оно наклонено относительно направления движения отделенной сцепки и за счет этого одновременно закрывает как экран конструктивные элементы тележки вагона или ходовой части. Кроме того, наклонно лежащая отделенная срезная плита способствует вертикальному движению сцепки. Это, в частности, предпочтительно, поскольку за счет этого на сцепку действуют вертикальные силы, которые многократно превышают силу тяжести, за счет чего ускоряется движение отклонения отделенной сцепки. Кроме того, за счет этого обеспечивается, что непосредственно прерывается соединение между плитой сцепки и держателем сцепки. Это существенно, поскольку указанные конструктивные элементы, например, на основании слоя лака или ржавчины могут сцепляться друг с другом. Вызываемые наклонно стоящей срезной плитой вертикальные силы мгновенно прерывают эти сцепляющие соединения.
В другой модификации изобретения срезная плита снабжена крюкообразным выступом, который обеспечивает механическое взаимодействие с упором. За счет этого достигается то преимущество, что надежно обеспечивается предпочтительное наклонное положение срезной плиты.
Существенно снабжать соединительные элементы, с помощью которых соединены срезная плита, плита сцепки и держатель сцепки, местом заданного разрушения. Это место заданного разрушения должно иметь такие размеры, что ожидаемые рабочие силы ни в коем случае не приводят к разрушению места заданного разрушения, однако силы, которые возникают при столкновении, тотчас разрушают место заданного разрушения. Место заданного разрушения должно быть расположено внутри соединительных элементов так, что они не оказывают отрицательного влияния на свободную подвижность, в частности держателя сцепки, после разрушения места заданного разрушения. Целесообразно располагать место заданного разрушения соединительных элементов в зоне контактных поверхностей между плитой сцепки и держателем сцепки.
В качестве соединительных элементов можно предпочтительно использовать винтовые соединения, поскольку при этом обеспечивается возможность простого снятия конструктивных элементов, в частности держателя сцепки, с целью технического обслуживания. Кроме того, винты можно хорошо снабжать требуемым местом заданного разрушения в любом месте, например, посредством уменьшения поперечного сечения.
Процессы при столкновении снабженного предметом изобретения рельсового транспортного средства проходят следующим образом:
- столкновение друг с другом сцепок,
- полное отклонение (соответственно полный пружинный прогиб) возможно имеющихся реверсивных или нереверсивных демпфирующих элементов в сцепке (например, эластомера, пружины, шарнира);
- превышение силы инициирования перегрузочного предохранителя (например, интегрированного в эластомер, пружину, шарнир срезного приспособления);
- удар сцепки в срезную плиту;
- приложение силы давления к срезной плите, которое превышает нагрузку выхода из строя соединительных элементов срезной плиты, выход из строя мест заданного разрушения соединительных элементов;
- освобождение срезной плиты и держателя сцепки;
- сдвиг срезной плиты проникающей дальше сцепкой в предусмотренное (наклонное) конечное положение, при этом управление движением поддерживается, возможно, с помощью упора и крюкообразного выступа,
- отклонение сцепки на находящейся в конечном положении срезной плите и предотвращение тем самым столкновения с неподвижными конструктивными элементами тележки вагона или ходовой части;
- сцепка и держатель сцепки свободны и не участвуют в дальнейшем процессе деформации.
Краткое описание чертежей
На чертежах в качестве примера изображено:
фиг. 1 - рельсовое транспортное средство со сцепкой;
фиг. 2 - соединение сцепки при сработавшем перегрузочном предохранителе;
фиг. 3 - соединение сцепки, согласно изобретению;
фиг. 4 - соединение сцепки, согласно изобретению, при сработавшем перегрузочном предохранителе;
фиг. 5 - соединение сцепки, согласно изобретению, при сработавшем перегрузочном предохранителе, сцепка полностью вдвинута;
фиг. 6 - место заданного разрушения - деталь А;
фиг. 7 - соединение сцепки, в косой проекции спереди снизу;
фиг. 8 - соединение сцепки, в косой проекции спереди сверху;
фиг. 9 - соединение сцепки, в косой проекции сзади;
фиг. 10 - соединение сцепки в неразрушенном состоянии, в косой проекции сзади;
фиг. 11 - соединение сцепки в неразрушенном состоянии, на виде сбоку;
фиг. 12 - соединение сцепки в разрушенном состоянии, на виде сбоку.
Реализация изобретения
На фиг. 1 показано в качестве примера и схематично рельсовое транспортное средство со сцепкой. Показано рельсовое транспортное средство 1, которое имеет среднюю буферную сцепку 4, деформирующийся элемент 11 и плиту 2 сцепки. Плита 2 сцепки является частью тележки вагона и неподвижно соединена с ней, через плиту 2 сцепки рабочие силы (силы растяжения и сжатия), которые передаются сцепкой 4, направляются в рельсовое транспортное средство. Сцепка 4 соединена с плитой 2 сцепки с помощью держателя 3 сцепки. Этот держатель 3 сцепки обеспечивает возможность отклонения сцепки 4 в горизонтальном и вертикальном направлении, как это требуется при движении в поворотах и для сцепления с другими транспортными средствами. Кроме того, это соединение сцепки может содержать реверсируемые или нереверсируемые демпфирующие элементы, а также снабжено перегрузочным предохранителем, который при столкновениях отделяет сцепку 4 от держателя 3 сцепки. В показанном примере конструктивный элемент 10, например продольная соединительная плита поворотной тележки, предусмотрен в положении, которое ограничивает свободную подвижность сцепки в осевом направлении. Этот конструктивный элемент 10 неподвижно соединен с тележкой вагона, так что при столкновении, при котором происходит срабатывание перегрузочного предохранителя, наряду с предусмотренным путем прохождения силы (через деформирующийся элемент), возникал бы другой, параллельный путь прохождения силы (через сцепку 4 и конструктивный элемент 10).
На фиг. 2 показано в качестве примера и схематично соединение сцепки при сработавшем перегрузочном предохранителе, согласно уровню техники. Показано более детально соединение сцепки из фиг. 1. Держатель 3 сцепки закреплен с помощью соединительных элементов 6 на плите 2 сцепки. Плита 2 сцепки содержит выемку 12, через которую прошла сцепка 4 и блокирована на конструктивном элементе 10. Из этого положения невозможно отклонение, поскольку сцепка 4 все еще направляется с помощью держателя 3 сцепки и может выполнять лишь осевые движения.
На фиг. 3 показано в качестве примера и схематично соединение сцепки, согласно изобретению. Подробно показано соединения сцепки, которое, как и в показанном на фиг. 2 примере выполнения, имеет плиту сцепки. Здесь также предусмотрен конструктивный элемент 10, который ограничивает осевую подвижность сцепки 4. Сцепка 4 показана в рабочем положении и соединена через перегрузочный предохранитель 9 с держателем 3 сцепки. Другие конструктивные элементы, такие как шарниры, пружинные и демпфирующие элементы и т.д., не изображены с целью упрощения. Позади плиты 2 сцепки расположена срезная плита 5, которая с помощью соединительных элементов 6 соединена с плитой 2 сцепки и держателем 3 сцепки. Плита 2 имеет выемку 12, которая выполнена больше, чем в показанном на фиг. 2 примере, и, в частности, проходит дальше вниз (в направлении полотна железной дороги). Срезная плита 5 имеет крюкообразный выступ 8, который имеет такую форму, что он может взаимодействовать с упором 7 (например, с расположенной поперек продольного направления штангой).
На фиг. 4 показано в качестве примера и схематично соединение сцепки при сработавшем перегрузочном предохранителе. Показано соединение сцепки из фиг. 3, при этом в ходе столкновения срабатывает перегрузочный предохранитель 9, и сцепка 4 ударяется в срезную плиту 5, и она с помощью мест заданного разрушения разделяет соединительные элементы 6. Срезная плита показана в конечном положении, которое она принимает за счет взаимодействия между упором 7 и крюкообразным выступом 8.
На фиг. 5 показано в качестве примера и схематично соединение сцепки при сработавшем перегрузочном предохранителе и полностью вдвинутой сцепке. Показано соединение сцепки из фиг. 4 в дальнейшем ходе столкновения. Сцепка 4 с помощью находящейся в наклонном положении срезной плиты 5 отклонена и тем самым отклонена от конструктивного элемента 10. При этом сцепка 4 сдвинута в выемке 12 вниз, держатель 3 сцепки все еще окружает сцепку 4. Однако поскольку соединительные элементы 6 разделены в их местах заданного разрушения, держатель 3 сцепки может сдвигаться по вертикали.
На фиг. 6 показано в качестве примера и схематично место заданного разрушения в виде детали А из фиг. 4, в увеличенном масштабе. Показан разрез плиты 2 сцепки и держателя 3 сцепки в зоне одного соединительного элемента 6. Место заданного разрушения каждого соединительного элемента 6 расположено так, что не создается помех для вертикального перемещения держателя 3 сцепки после разделения этих мест заданного разрушения. Для этого требуется предусматривать места заданного разрушения внутри лежащего в отверстии держателя 3 сцепки участка соединительного элемента 6. Тем самым обеспечивается, что части разделенного соединительного элемента 6 не застревают в отверстии плиты 2 сцепки и не влияют отрицательно на вертикальную подвижность держателя 3 сцепки. Вторая, остающаяся часть соединительного элемента 6, которая не изображена на фиг. 6, принудительно вытягивается из отверстия за счет движения срезной плиты 5 в ходе столкновения и не может отрицательно влиять на вертикальную подвижность держателя 3 сцепки.
На фиг. 7 показано в качестве примера и схематично соединение сцепки, согласно изобретению, в косой проекции спереди снизу. Показан разрез соединения сцепки в продольном направлении. Другие конструктивные элементы, такие как сцепка или конструктивные элементы транспортного средства, с целью упрощения не изображены. Плита 2 сцепки имеет выемку 12, расположенная сзади срезная плита 5 показана в конечном положении, в которое она приходит в ходе столкновения. Конструктивный элемент 10 (показан в качестве примера продольный захват ходовой части) предусмотрен в продолжении оси сцепки. Этот конструктивный элемент 10 препятствует дальнейшему осевому продвижению сцепки к середине вагона, так что сцепка с помощью срезной плиты 5 и выемки 12 отклоняется с целью обеспечения дальнейшего прохождения. Упор 7 обеспечивает надежное принятие срезной плитой 5 желаемого конечного положения.
На фиг. 8 показано в качестве примера и схематично соединение сцепки, согласно изобретению, в косой проекции спереди сверху. Показано соединение сцепки из фиг. 7 в косой проекции спереди сверху. Срезная плита 5 имеет на противоположной сцепке стороне усилительные ребра, которые повышают прочность на изгиб срезной плиты 5. За счет этого обеспечивается, что срезная плита 5 не изгибается под действием прикладываемой при столкновении силы, а эта сила достаточно направляется в соединительные элементы 6, за счет чего происходит одновременное разрушение всех мест заданного разрушения в соединительных элементах 6.
На фиг. 9 показано в качестве примера и схематично соединение сцепки, согласно изобретению, в косой проекции сзади. Показано соединение сцепки из фиг. 7 в косой проекции сзади.
На фиг. 10 показано в качестве примера и схематично соединение сцепки, согласно изобретению, в несработавшем состоянии в косой проекции сзади. Показано соединение сцепки из фиг. 7 в косой проекции сзади, при этом срезная плита 5 находится в исходном положении. Соединительные элементы не разрушены. Срезная плита 5 закрывает выемку 12 не полностью и находится на расстоянии от упора 7.
На фиг. 11 показано в качестве примера и схематично соединение сцепки, согласно изобретению, в несработавшем состоянии, на виде сбоку. Показано соединение сцепки из фиг. 10 на виде сбоку.
На фиг. 12 показано в качестве примера и схематично соединение сцепки, согласно изобретению, в сработавшем состоянии, на виде сбоку. Показано соединение сцепки из фиг. 10 на виде сбоку, при этом срезная плита 5 находится в конечном положении.
Перечень позиций
1 Рельсовое транспортное средство
2 Плита сцепки
3 Держатель сцепки
4 Сцепка
5 Срезная плита
6 Соединительный элемент
7 Упор
8 Крюкообразный выступ
9 Перегрузочный предохранитель
10 Конструктивный элемент
11 Демпфирующийся элемент
12 Выемка.