ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ВАГОН ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ПОЛУПРИЦЕПОВ И ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, ПОДОБНОГО ПОЛУПРИЦЕПУ
RAILWAY CAR FOR TRANSPORTATION OF SEMITRAILERS AND VEHICLE SIMILAR TO SEMITRAILER

Область техники
Настоящее изобретение относится к железнодорожному вагону для транспортировки полуприцепов и подобного.
Уровень техники
Железнодорожные вагоны широко используются для обеспечения погрузки и перевозки полуприцепов. Размещение полуприцепа, предназначенного для автомобильных перевозок, на железнодорожном вагоне обеспечивает более эффективную и экологичную транспортировку по сравнению с автомобильным транспортом. Как правило, железнодорожные перевозки используются как вариант
при транспортировке на большие расстояния. Примеры железнодорожных вагонов для транспортировки полуприцепов приведены в WO 2010/120236 A1.
Погрузка и выгрузка полуприцепа в системе железнодорожных вагонов такого типа происходит за счет поворота и возврата в исходное положение грузонесущей части железнодорожного вагона. Для облегчения поворота несущей груз секции обычно используется балка, которую можно выдвинуть из железнодорожного вагона. На внешнем конце балки предусмотрена наземная опора, которая часто имеет форму телескопического опорного элемента. Опора перемещается с помощью вертикально управляемого домкрата, выполненного с возможностью опускания опоры до тех пор, пока она не упрется в землю, что обеспечит поддержку балки при повороте несущей груз секции от железнодорожного вагона или в обратном направлении. Несмотря на то, что такой вертикально управляемый домкрат повсеместно обеспечивает надлежащую работу, существует риск, что он может сломаться. Поломка домкрата может произойти в том случае, если конструкция подвергается воздействию движений, которые могут происходить, когда нагрузка от наземной опоры не является вертикальной; например, если опора расположена на неровном грунте.
В состав существующих железнодорожных вагонов вышеуказанного типа входит множество кабелей и трубопроводов, проходящих вдоль его платформы. Во время поворота несущей секции есть риск, что эти кабели и трубопроводы могут застрять или повредиться.
Из вышесказанного следует, что существует возможность для совершенствования систем железнодорожных вагонов.
Раскрытие сущности изобретения
Целью настоящего изобретения является решение или, по крайней мере, смягчение проблем, связанных с уже существующими конструкциями. Эта цель была достигнута с помощью оборудования, описанного в прилагаемом независимом пункте формулы изобретения 1; предпочтительные варианты осуществления изобретения определены в соответствующих зависимых пунктах.
В одном аспекте изобретение относится к железнодорожному вагону, выполненному с возможностью перевозки полуприцепа или подобного. Железнодорожный вагон содержит первую тележку, вторую тележку и несущую секцию между ними. Несущая секция выполнена с возможностью перемещения между первым положением, в котором она проходит между двумя тележками, и вторым положением, в котором несущая секция повернута в сторону от железнодорожного вагона для погрузки и выгрузки полуприцепа. Железнодорожный вагон дополнительно содержит канал для трубопроводов, проходящий между первой и второй тележкой. Канал выполнен с возможностью автоматического механического опускания при повороте несущей секции во второе положение. Преимущество такой конструкции железнодорожного вагона заключается в том, что различные виды трубопроводов, а именно, трубы подачи воздуха, трубы подачи гидравлического масла, а также силовые кабели, могут безопасно размещаться в одном канале, который также называется каналом для сред. Трубопроводы помещаются в канал для сред и обеспечиваются защитой при железнодорожных перевозках и при погрузке и выгрузке полуприцепов, когда несущая секция поворачивается и возвращается в исходное положение по отношению к железнодорожному вагону.
Данный канал предпочтительно располагается под несущей секцией, благодаря чему ее поворотное перемещение может выполняться безопасным способом.
В варианте осуществления изобретения одна концевая часть канала размещена с возможностью перемещения на штанге, имеющей наклонную часть. Предпочтительно, чтобы в канале находился ролик, установленный на штанге. Вышеуказанные функции обеспечивают безопасную эксплуатацию канала для сред.
В другом аспекте предложен узел балки железнодорожного вагона, который выполнен с возможностью перемещения от железнодорожного вагона и обратно в исходное положение. Узел балки может включать в себя исполнительный механизм, предпочтительно гидравлический цилиндр, выполненный с возможностью опускания и подъема ножки, расположенной на внешнем или наружном конце узла балки. Желательно, чтобы на свободном конце ножки была опора. Привод предпочтительно располагается параллельно основной выступающей части узла балки. Благодаря такой конструкции балки могут быть восприняты нагрузки, которые не являются полностью вертикальными. Кроме того, снижается риск поломки гидроцилиндра.
Усовершенствованный узел балки приспособлен для установки на железнодорожный вагон, который выполнен с возможностью перевозки полуприцепов и подобного и имеет первую тележку, вторую тележку и несущую секцию между ними. При необходимости погрузки полуприцепа на железнодорожный вагон узел балки перемещается из вагона в активное положение, в котором он направляет переднюю часть поворачиваемой наружу несущей секции в положение погрузки. Узел балки перемещается обратно к вагону, а полуприцеп перемещается на опущенную наклонную несущую секцию, которая поднимается после погрузки. Затем узел балки снова выдвигается и направляет переднюю часть поднятой несущей секции (с полуприцепом на ней) обратно в положение вагона. Наконец, узел балки перемещается обратно к вагону, который теперь готов к железнодорожной перевозке.
Также предметом настоящего изобретения является железнодорожный вагон вышеуказанного типа, который оборудован усовершенствованным узлом балки в соответствии с вышеуказанным аспектом.
Узел балки может иметь шарниры и звенья, которые служат для обеспечения надежной наземной опоры балки в ее активном положении, выдвинутом из вагона. Эта система шарниров и звеньев расположена на свободном конце узла балки и соединена с ножкой балки, а также выполнена с возможностью ее перемещения.
Железнодорожный вагон может иметь ползун системы блокировки шкворня, подвижность которого обеспечивается за счет двух цилиндров. Два цилиндра соединены с резервуаром через подпружиненный клапан, чтобы действовать в качестве демпферов.
Прочие объекты и преимущества настоящего изобретения и связанные с ним варианты осуществления будут понятны из следующего подробного описания.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже в качестве примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 - общий вид железнодорожного вагона в положении погрузки полуприцепа;
Фиг. 2 - общий вид железнодорожного вагона по фиг. 1 с полуприцепом, загруженным на железнодорожный вагон;
Фиг. 3 - общий вид железнодорожного вагона по варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 4 - вид конца железнодорожного вагона по фиг. 3 с узлом балки, выдвинутым из железнодорожного вагона;
На фиг. 5 отдельно показан узел балки в нерабочем положении.
На фиг. 6 показан узел балки по фиг. 5 в положении с опорой на грунт.
На фиг. 7 показан узел балки по фиг. 6 в слегка наклоненном виде.
Фиг. 8 - общий вид железнодорожного вагона с указанием остальных компонентов железнодорожного вагона.
Фиг. 9 крупный план части, ограниченной на фиг. 8 окружностью А;
Фиг.10 - общий вид железнодорожного вагона с указанием остальных компонентов железнодорожного вагона.
Фиг. 11 - крупный план части, ограниченной на фиг. 9 окружностью В;
Фиг. 12 - общий вид части железнодорожного вагона по фиг. 10 и 11;
Фиг. 13 крупный план незначительно доработанного узла сборки;
Фиг. 14 представляет собой частичное сечение узла балки по фиг. 13;
Фиг. 15 сечение, взятое по линии XV-XV по фиг. 14;
Фиг. 16 и 17 - общие виды опорной ножки узла балки по фиг. 13; и
Фиг. 18 и 19 - общие виды опоры опорной ножки по фиг. 16 и 17.
Осуществление изобретения
На примере фиг. 1 и 2 показан железнодорожный вагон 1, выполненный с возможностью погрузки полуприцепа 2. Железнодорожный вагон 1 содержит первую тележку 3 и вторую тележку 4, расположенные на противоположных концах несущей груз секции 5. Как показано на фиг. 1, несущая секция 5 может быть повернута наружу и опущена так, чтобы обеспечить возможность погрузки полуприцепа 2 на указанную часть 5. Несущая секция 5 шарнир но соединена со второй тележкой 4 с помощью поворотных средств (не показаны), которые позволяют поворачивать или вращать часть 5 в положение, показанное на фиг. 1. Когда полуприцеп 2 въезжает на несущую секцию 5, эта часть 5 поднимается и поворачивается назад вместе с полуприцепом 2, загруженным на нее, в положение, показанное на фиг. 2.
Для поворота несущей секции 5 внутрь и наружу из первой тележки 3 железнодорожного вагона 1 выдвигается балка 6. Балка 6 опирается на телескопическую ножку 7, выполненную в виде гидроцилиндра, на наружном конце. Гидроцилиндр установлен и работает в вертикальном направлении. После того как несущая секция 5 была повернута, балка 6 перемещается обратно к первой тележке 3, чтобы полуприцеп 2 мог быть погружен на несущую секцию 5. Затем балку 6 снова выдвигают назад, чтобы повернуть несущую груз секцию 5 обратно для совпадения с первой и второй тележкой 3, 4. В том положении, в котором несущая секция 5 повернута наружу, она опускается, чтобы обеспечить погрузку полуприцепа 2, а затем снова поднимается, когда ее необходимо вернуть в исходное положение. Железнодорожный вагон 1 оборудован средствами (не показаны) для опускания и подъема передней части 1а несущей секции 5.
В дальнейшем положение, показанное на фиг. 2, также называется первым, или транспортным, положением, а положение, показанное на фиг. 1, называется вторым положением для погрузки или выгрузки полуприцепа 2 или подобного. Во втором положении, показанном на фиг. 1, несущая секция 5 служит рампой для полуприцепа 2, который необходимо закатить на несущую секцию 5 для выполнения транспортировки железнодорожным вагоном 1 или спустить с несущей секции 5 по достижении пункта назначения.
На фиг. 3 и 4 показан железнодорожный вагон 1’, имеющий ту же базовую конструкцию, что и железнодорожный вагон 1 на фиг. 1-2, но уже оборудованный доработанным узлом 8 балки, выполненным с возможностью перемещения из первой тележки 3 и внутрь нее, когда несущую секцию 5 необходимо повернуть наружу или вернуть в исходное положение. Доработанный узел 8 балки установлен на железнодорожном вагоне 1’ и предпочтительно содержит гидроцилиндр 9, который проходит параллельно оси балки. При таком размещении гидроцилиндра 9 этот цилиндр находится параллельно основной выступающей части узла 8 балки.
Со ссылкой на фиг. 5-7 показано, что наружный конец поршня гидроцилиндра 9 соединен с первым концом ножки 10. Опора 11 размещена на втором конце ножки 10. Гидроцилиндр 9 соединен с ножкой 10 посредством первого шарнира 12, а опора 11 соединена с ножкой 10 посредством второго шарнира 13. Между корпусом балки и ножкой 10 находится звено 14. Как показано, звено 14 соединено с внешним концом узла 8 балки с помощью третьего шарнира 15 и с ножкой 10 с помощью четвертого шарнира 16. Звено 14 соединено с ножкой 10 в положении между первым и вторым концом ножки 10.
Конец ножки 10 на гидроцилиндре 9 размещен на ползуне 8А, который соединен с направляющей 8 В, установленной на узле 8 балки. Ползун 8А свободно перемещается по направляющей 8 В и тем самым вдоль узла 8 балки. Однако ползун 8А не может свободно перемещаться в вертикальном направлении и, таким образом, гидроцилиндр 9 удерживается параллельно основной выступающей части узла 8 балки.
В показанном варианте осуществления изобретения ножка 10 выполнена из двух параллельных пластин. Однако специалист в этой области понимает, что ножка 10 может иметь различные конструкции.
Когда поршень гидроцилиндра 9 полностью втянут, ножка 10 имеет горизонтальное положение на узле 8 балки, как показано на фиг. 5. В этом нерабочем положении узел 8 балки представляет собой компактный блок без каких-либо выступающих вниз из корпуса балки частей. Перемещение узла 8 балки между нерабочим положением в вагоне 1’ и активным положением поперек вагона 1’ является преимуществом.
Для опускания ножки 10 в активное положение узла 8 балки поршень гидроцилиндра 9 выталкивается наружу. Ножка будет повернута вниз благодаря звену 14, расположенному между корпусом балки и ножкой 10. Ножка 10 будет опускаться до тех пор, пока опора 11 не коснется грунта G, как показано на фиг.6 (см. также фиг. 3-4). Опора 11 может быть также надежно установлена на наклонном грунте, поскольку опора 11 крепится на ножке 10 посредством второго шарнира 13,
Ножка 10 и звено 14 образуют своего рода ножничное соединение, которое может принимать усилия в нескольких направлениях. Поскольку гидроцилиндр 9 расположен на узле 8 балки горизонтально, то он имеет четко определенное положение и рабочую зону, поэтому он не будет подвергаться воздействию каких-либо перекосных сил независимо от направления сил на опору 11 от грунта G.
Работу железнодорожного вагона 1’, оборудованного усовершенствованным узлом 8 балки, можно кратко описать следующим образом. При погрузке полуприцепа 2 на железнодорожный вагон 1’ узел 8 балки перемещается из вагона 1’ в активное положение, в котором он направляет переднюю часть 1а несущей секции 5, поворачиваемую наружу в ее положение погрузки. Узел 8 балки перемещается обратно в вагон Г, а полуприцеп 2 перемещается на опущенную наклонную несущую секцию 5, которая поднимается после погрузки. Затем узел 8 балки снова выдвигается в положение, поперечное продольной оси вагона 1’, и направляет переднюю часть 1а поднятой несущей груз секции 5 (с полуприцепом на ней) обратно в положение вагона. Наконец, узел 8 балки перемещается обратно в вагон, который готов к железнодорожной транспортировке. Железнодорожный вагон 1 оборудован средствами (не показаны) для опускания и подъема передней части 1а несущей секции 5.
Железнодорожный вагон 1’ на фиг. 8-9 включает в себя трубопроводы для гидравлики, воздуха и электроники (не показаны), проходящие от первой тележки 3 ко второй тележке 4 на противоположных концах железнодорожного вагона 1’. Для этих трубопроводов предусмотрен удлиненный канал 17. Таким образом, трубопроводы надежно удерживаются вместе в канале 17. Как показано на фиг. 8, канал 17 проходит между первой тележкой 3 и второй тележкой 4. Одна концевая часть канала 17 шарнирно соединена со второй тележкой 4 с помощью шарнирного средства (не показано). При повороте несущей секции 5 в сторону от вагона 1’, канал 17 должен быть опущен, когда несущая секция 5 опущена для погрузки и выгрузки полуприцепа 2.
Как показано на фиг. 9, канал 17, который также называют каналом для сред для вмещения трубопроводов, опирается на штангу 18 вблизи второй тележки 4. Канал 17 имеет ролик 17А, выполненный с возможностью следования за штангой 18. Кроме того, штанга 18 имеет наклонную часть 19, находящуюся в самой высокой точке положения, когда несущая секция 5 повернута обратно в сторону железнодорожного вагона 1’. Когда несущая секция 5 повернута в сторону от железнодорожного вагона 1’, ролик 17А канала 17 пойдет вниз по наклонной направляющей части 19, тем самым опуская канал 17. Таким образом, происходит механическое опускание канала 17 для сред, исключающее необходимость в каком-либо гидроцилиндре или подобном средстве для опускания и делающее движения более точными по мере автоматического опускания канала 17.
Железнодорожный вагон 1’, представленный на фиг. 10-12 включает в себя систему блокировки шкворня полуприцепа 2, когда полуприцеп 2 находится на железнодорожном вагоне 1’. В состав этой системы входит ползун 20, выполненный с возможностью перемещения для захвата шкворня (не показан). Ползун 20 перемещается назад и вперед в продольном направлении вдоль центральной оси вагона с помощью двух гидроцилиндров 20 А. При погрузке полуприцепа 2 на железнодорожный вагон 1’ и движении поезда цилиндры 20А действуют как демпферы на случай, если железнодорожный вагон 1’ испытает какие-либо удары, например, если железнодорожные вагоны столкнутся друг с другом.
Этот демпфирующий эффект достигается за счет того, что для масла цилиндров 21 предусмотрен резервуар (не показан) и подпружиненный клапан (не показан), который при определенном заданном давлении пропускает масло из цилиндров 21 в резервуар. Когда цилиндры 21 переместятся на определенное расстояние, например на 50 мм, резервуар будет заполнен, и цилиндры 21 не будут двигаться дальше. Перед достижением конечного положения происходит определенная степень демпфирования.
Незначительно доработанный вариант узла 8 балки показан на фиг. 13-19. Ссылочные обозначения, такие же, как на фиг. 3-7, используются и на фиг. 13-19. Для получения подходящего давления или нагрузки на опору 11 ножки 10 узла балки в соединении с опорой 11 установлен датчик измерения силы или давления. Этот датчик включает в себя исполнительный элемент 22, 23, имеющий верхнюю часть 22, находящуюся в зацеплении с шарниром 13 ножки 11, и нижнюю часть 23, выступающую вниз из верхней части 22. Как лучше всего видно на фиг. 15, ряд кольцевых тарельчатых пружин 25 окружают нижнюю часть 22 исполнительного элемента 22, 23. Тарельчатые пружины 25 могут быть так называемыми шайбами Бельвилля. Выступающая вниз часть 23 расположена непосредственно над отверстием 24 в нижней пластине опоры 11. Как лучше всего видно на фиг. 17-19, имеется датчик 26, расположенный в соединении с исполнительным элементом 22, 23 опоры 11.
Когда ножка 10 узла 8 балки опускается с опорой на грунт G, ось 13 прижимается к верхней части 22 исполнительного элемента 22, 23, что означает, что выступающая вниз часть 23 вставляется в отверстие 24 под действием тарельчатых пружин 25. Это движение обнаруживает датчик 26, который настроен на передачу сигналов в системы управления (не показаны), обеспечивающие правильное давление, или нагрузку, на опору 11, а тем самым и на ножку 10, а также на весь узел 8 балки. При опускании опоры 11 к грунту G датчик 22-26 обнаруживает, когда опора 11 входит в контакт с грунтом G, и может посылать сигналы на исполнительный цилиндр 9, который управляет движениями опоры 11 через узел звеньев, ног и шарниров 10-16. Таким образом достигается плавное и безопасное упирание опоры 11 в грунт G, что обеспечивает безопасную работу узла 8 балки.
Некоторые аспекты и варианты настоящего изобретения изложены в следующих пунктах под номерами I - XV.
I. Узел балки для железнодорожного вагона выполнен с возможностью перевозки полуприцепов и подобного, причем указанный железнодорожный вагон содержит первую тележку (3), вторую тележку (4) и несущую груз секцию (5) между ними, а указанный узел (8) балки выполнен с возможностью перемещения из железнодорожного вагона и обратно в железнодорожный вагон. Узел балки отличается тем, что содержит привод (9), выполненный с возможностью опускания и подъема ножки (10), расположенной на внешнем конце узла (8) балки, причем привод (9) расположен параллельно основной выступающей части балки (8).
II. Узел балки по п. 1, в котором указанный привод содержит гидроцилиндр (9).
III. Узел балки по пункту 1 или 2, в котором ножка (10) имеет опору (11) на своем свободном конце.
IV. Узел балки по любому из пунктов I-III, в котором привод (9) соединен с ножкой (10) на первом шарнире (12) на первом конце ножки (10).
V. Узел балки по пункту IV, в котором первый конец ножки (10) помещен на скользящий элемент (8А), который выполнен с возможностью перемещения по направляющей (8В), установленной параллельно основной выступающей части узла (8) балки.
VI. Узел балки по пункту IV или V, в котором опора (11) соединена с ножкой (10) на втором шарнире (13) на втором конце ножки (10).
VII. Узел балки по любому из пунктов I-VI, в котором звено (14) соединено между внешним концом узла (8) балки и ножкой (10) и в котором звено (14) соединено с ножкой (10) в точке, находящейся на расстоянии от первого и второго конца ножки (10).
VIII. Узел балки по пункту VII, в котором звено (14) соединено с балкой (8) на третьем шарнире (15) и с ножкой (10) на четвертом шарнире (16).
IX. Железнодорожный вагон содержит первую тележку (3), вторую тележку (4) и несущую груз секцию (5) между ними. Железнодорожный вагон отличается тем, что он имеет узел (8) балки по любому из пунктов I-XIII.
X. Железнодорожный вагон по пункту IX, дополнительно содержащий канал (17) для трубопроводов, проходящий между первой тележкой (3) и второй тележкой (4).
XI. Железнодорожный вагон по пункту X, в котором канал (17) выполнен с возможностью автоматического механического опускания при повороте наружу несущей груз секции (5).
XII. Железнодорожный вагон по пункту X, в котором один конец канала (17) размещен с возможностью перемещения на штанге (18), имеющей наклонную часть (19).
XIII. Железнодорожный вагон по пункту XII, в котором ролик (17А) канала (17) размещен на штанге (18).
XIV. Железнодорожный вагон по любому из пунктов IX-XIII, в котором ползун (20) системы блокировки шкворня выполнен подвижным с помощью двух цилиндров (20А).
XV. Железнодорожный вагон по пункту XIV, в котором два цилиндра (20А) соединены с резервуаром через подпружиненный клапан для выполнения функций демпферов.
Следует отметить, что концепция изобретения никоим образом не ограничивается описанными здесь вариантами осуществления изобретения, и возможен ряд вариантов в рамках объема, определенного прилагаемой формулой изобретения.
Например, железнодорожный вагон, прошедший доработку, может использоваться для транспортировки не только полуприцепов, но и тракторов, тягачей и подобного.
Кроме того, перемещение узла балки из кузова вагона в его активное положение может осуществляться различными способами.
Один из вариантов состоит в том, чтобы установить поворотный или откидной узел балки вокруг вертикальной оси, предусмотренной на вагоне.
Другой вариант заключается в расположении скользящего узла балки в направлении, поперечном продольной оси вагона (балка выдвигается в свое активное положение).
Наконец, следует отметить, что привод узла балки может быть различным по конструкции. В качестве альтернативы вышеуказанному гидравлическому цилиндру можно использовать пневматический или электромеханический привод.