РАЗЪЕМНОЕ ШАРНИРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ МЕЖДУ ДВУМЯ СЛЕДУЮЩИМИ ДРУГ ЗА ДРУГОМ МОДУЛЯМИ АВТОПОЕЗДА
ARTICULATION BETWEEN ROAD-TRAIN MODULES

Изобретение относится к разъемному шарнирному соединению между двумя моторизированными последовательными транспортными модулями транспортного состава, образованного множеством моторизированных соединенных последовательно с возможностью разъединения транспортных модулей.
Настоящее изобретение также относится к транспортному модулю, который может быть щарнирно присоединен с обеих сторон к аналогичным модулям, образуя транспортный состав. Кроме того, изобретение относится к образованному таким способом транспортному составу.
Такое разъемное шарнирное соединение состоит из сцепных устройств, предусмотренных на ведущем из двух транспортных модулей, и тягового элемента, расположенного в передней части ведомого транспортного модуля. Задний конец тягового элемента шарнирно закреплен с возможностью вращения относительно центральной вертикальной оси, и не зависит от поворотной оси ведомого модуля или от его механизма рулевого управления, а передний конец образует разъемное соединение с задней частью ведомого модуля, но сохраняет свое положение относительно последнего. Такие соединения обеспечивают достаточный продольный и поперечный ход, необходимый для безопасного движения, а также, в случае необходимости, ограничение угла поворота ведомого транспортного модуля.
Между тяговым элементом и рулевым управлением ведомых модулей или между тяговым элементом и ведомым модулем может существовать приводное соединение. Функционально это соединение может быть выполнено в виде направляющего устройства, задающего траекторию движения ведомого модуля.
Так как транспортный состав рассчитан на одного водителя, важно, чтобы динамические характеристики этого состава были максимально приближены к динамическим характеристикам отдельного модуля для того, чтобы водитель мог легко переходить от вождения отдельного транспортного средства к вождению транспортного состава.
Механическое межмодульное соединение должно задавать траекторию движения ведомого модуля и обеспечивать минимальное расстояние между модулями, как при их линейном расположении, так и при повороте, и содержать электрические, пневматические или иные соединения, необходимые для эксплуатации.
Городские и междугородние перевозки людей автотранспортными средствами ориентированы на использование автопоездов, представляющих собой транспортные составы из нескольких отдельных транспортных модулей с независимым приводом в разъединенном состоянии, которые могут быть быстро соединены в автопоезда или составы и впоследствии быстро разъединены.
Для таких целей, как временная эксплуатация автопоездов или отдельных транспортных средств, перемещение транспортных средств с одного пункта в другой для ремонта и т.д., необходимо в любом случае максимально сократить промежуток между модулями, чтобы, таким образом сделать невозможным пересечение транспортного состава пешеходами, велосипедным транспортом, и т.д. Например, для небольших туристических транспортных средств безопасность обеспечивается использованием мало эстетичных сцепных устройств, представляющих собой установленные с двух сторон соединительные тяги.
В рамках настоящего изобретения, нет необходимости предусматривать дополнительные средства защиты для выполнения этой функции.
Гибкость и модульность подобного решения для городского общественного транспорта делают его особо привлекательным во всех отношениях для органов городского управления, занимающихся оборудованием для городского общественного транспорта.
Из уровня техники известно о необходимости одновременного решения двух важных проблем. С одной стороны, речь идет об удобстве, быстроте и надежности разъемного межмодульного шарнирного соединения, а с другой стороны, - о возможности осуществления пассажирами внутреннего межмодульного перехода.
Для решения первой проблемы, являющейся целью настоящего изобретения, необходимо создать шарнирное соединение с возможностью быстрого сцепления и расцепления, обеспечивающее минимальное межмодульное пространство, по меньшей мере, при линейном расположении.
Согласно настоящему изобретению разъемное соединение является шарнирной сцепкой, например, короткой, содержащей тяговый элемент или тяговый брус, зафиксированный в направлении продольной оси ведущего модуля. Таким образом, это шарнирное соединение позволяет задавать почти одинаковую траекторию для ведомого модуля. Это шарнирное соединение может быть быстро отсоединено от ведущего модуля и тяговый элемент при этом располагается на ведомом модуле на уровне передней части. Также это соединение содержит все электрические, пневматические и другие соединения необходимые для связи систем управления и безопасности между модулями.
Настоящее решение в равной степени применимо к более мелким транспортным модулям, перевозящим всего одного или нескольких человек, для которых нет необходимости во внутреннем переходе между модулями, но для которых межмодульное расстояние также должно быть как можно меньшим для обеспечения безопасности. Кроме того, в этом случае траектория ведомого транспортного средства также должна быть под полным контролем.
Настоящее изобретение также относится к транспортному модулю, имеющему вышеуказанные особенности, который может быть присоединен шарнирным соединением с обеих сторон к аналогичным модулям, образуя транспортный состав. И также изобретение относится к образованному таким способом транспортному составу.
Другие отличия и преимущества изобретения представлены в приведенном ниже подробном описании, выполненном со ссылками на прилагаемые графические материалы, где:
на фиг.1 представлен вид сверху нескольких, расположенных линейно транспортных модулей, соединенных между собой предлагаемым механическим соединением,
на фиг.2 представлен вид сверху нескольких соединенных между собой транспортных модулей во время поворота,
на фиг.3 схематически представлен общий вид сбоку, иллюстрирующий состав из трех транспортных модулей, последовательно соединенных между собой шарнирным соединением,
на фиг.4 представлен вид сверху транспортного состава, образованного из небольших модулей.
Настоящее изобретение относится не только к шарнирному соединению между двумя транспортными модулями, но также и к транспортному модулю, имеющему вышеуказанные особенности, который может быть шарнирно присоединен с обеих сторон к аналогичным модулям, образуя транспортный состав, и к образованному таким образом транспортному составу.
Основная идея настоящего изобретения состоит в том, чтобы в качестве разъемного шарнирного соединения между двумя последовательными транспортными модулями, ведущим 1 и ведомым 2, образующими в соединенном состоянии транспортный состав 3, предусмотреть механизм для разъемного соединения и направления 4, выполненный из двух разъемных частей. Эти две разъемные части состоят из устройств быстрого сцепления и расцепления 5 и сцепного устройства 6, например, тягового элемента 7, находящегося под нижней частью ведомого транспортного модуля 2 и установленного в направлении средней продольной оси ведущего транспортного модуля.
В общем речь идет о механизме для разъемного соединения и направления 4, который является разъемным и обеспечивает при линейном расположении небольшое межмодульное пространство 8, предпочтительно, имеющее минимальную длину.
В частности и предпочтительно, что задний конец 9 тягового элемента 7 находится под передней частью ведомого модуля 2 и шарнирно закреплен относительно средней продольной оси и примерно совпадает с передней осью. Передний конец 10 тягового элемента 7 содержит взаимодополняющие устройства сцепления и расцепления 11, предпочтительно быстрого типа.
Например, это могут быть взаимодополняющие устройства быстрого расцепления и сцепления, либо разъемные крепления, либо любые другие устройства, позволяющие производить соединение и последующее разъединение двух частей сцепки.
К этим устройствам могут быть присоединены автоматические устройства блокировки и разблокирования, а также устройства самоцентрирования.
Предпочтительно, чтобы тяговый элемент находился в пределах основания каждого ведомого модуля 2.
Из этого следует, что разъемное шарнирное соединение устроено таким образом, чтобы свободное пространство между двумя последовательными модулями было минимальным.
Согласно указанному выше речь идет о короткой разъемной сцепке.
В описании рассматривается транспортный состав, образованный множеством транспортных модулей, например идентичных, и модули в каждой паре последовательных транспортных модулей соединены одинаковым разъемным шарнирным соединением. Это позволяет допускать, что дальнейшее описание является полным, если в нем рассматривается всего одно разъемное шарнирное соединение со всеми возможными вариантами.
Таким образом, далее рассматриваются только два последовательных транспортных модуля, именуемые в этом описании соответственно как ведущий 1 и ведомый 2, транспортного состава, состоящего из множества идентичных или аналогичных друг другу, и идентичных или аналогичных представленным на фигурах и приведенных в качестве примеров.
Каждый моторизированный транспортный модуль пары двух последовательных транспортных модулей 1 и 2 содержит заднюю фронтальную стенку 12 и переднюю фронтальную стенку 13, оборудованные для осуществления между ними шарнирного соединения.
Особо важное значение имеет возможность осуществления разъемного шарнирного соединения между двумя последовательными модулями с помощью сцепного устройства, соответствующего небольшой длине межмодульного пространства при линейном расположении.
В нижней части задней фронтальной стенки 12 ведущего модуля 1 выполнены устройства быстрого сцепления и расцепления 5, предпочтительно, с автоматическими устройствами блокировки/разблокирования и самоцентрирования для сцепного механизма, в котором тяговый элемент 7 обеспечивает разъемное шарнирное механическое соединение с ведомым модулем 2.
Это касается соединения как при полной, так и при частичной тяге, т.е. соединения на которое приходится небольшое тяговое усилие, поскольку двигатель ведомого модуля 2 может работать на полной или частичной мощности, причем режим мощности устанавливается автоматически.
Поскольку транспортным составом управляет всего один водитель, соединения необходимые для управления тягой и торможением проходят по встроенным в сцепное устройство кабелям, соединение которых происходит одновременно с осуществлением сцепки.
Тяговый элемент может представлять собой механизм треугольной, Т-образной, I-образной формы или простой тяговый брус. Тяговый элемент механизма короткой сцепки также может быть выполнен различными существующими техническими средствами.
Тяговый элемент 7 содержит передний конец, который автоматически соединяется (с блокировкой и самоцентрированием) разъемным способом с имеющимися в задней части ведущего модуля взаимодополняющими устройствами быстрого сцепления и расцепления таким образом, чтобы тяговый элемент был расположен в направлении продольной оси ведущего модуля 1.
Задний конец тягового элемента 7, находящийся в нижней части модуля, установлен с возможностью вращения, или является коленом шарнирного соединения 14, центр вращения которого не зависит от поворотной оси ведомого модуля 2, или установлен с возможностью вращения на его шасси. Место установки шарнирного соединения выбирается таким образом, чтобы обеспечить практически единую траекторию движения ведомых модулей.
Естественно, что люфты и свободный ход шарнирного соединения относительно продольной и поперечной оси необходимы для амортизации и наклонов при вождении.
Предпочтительно тяговый элемент 7 устанавливается на ведомом транспортном модуле 2. Он должен быть расположен внизу, в углублении под передней фронтальной стенкой 13 таким образом, чтобы он не выступал за пределы корпуса ведомого модуля 2, для обеспечения механической защиты, а также из эстетических соображений.
И, напротив, также предпочтительно, но не обязательно, чтобы устройства сцепления и расцепления, находящиеся в задней части ведущего модуля 1, были расположены внизу, напротив друг друга, чтобы они выступали за пределы задней фронтальной стенки 12 ведущего модуля 1, и были механически защищены выступом 15.
Выступ 15, показанный на фиг.3, может иметь в верхней части плоскость, выполняющую роль платформы 16, образующей пол для перехода пассажиров, который является внутренним межмодульным переходом, длина которого зависит от длины межмодульного пространства.
Верхняя часть платформы 16 или ее продолжение, возвышение и аналогичный элемент, находится практически на одном уровне с полом соседних транспортных модулей.
Так как промежуточное пространство 8 между модулями, предпочтительно, должно быть как можно короче, то для возможности осуществления поворота на нужный угол, необходимо, чтобы противоположные стенки последовательных транспортных модулей имели форму, исключающую их взаимодействие при повороте.
Таким образом, представленные изогнутые формы являются предпочтительными, но не обязательными, можно также выполнить форму задней стороны транспортного средства изогнутой другим образом или прямой, что также препятствует столкновению между модулями.
Использование круглой формы для противоположных стенок является предпочтительным, особенно если центр окружности совпадает с центром вращения тягового элемента 7.
Как показано на фиг.1, 2 и 3, приведенный примерный вариант изогнутых передних фронтальных стенок 13 и задних фронтальных стенок 12 транспортных модулей позволяет значительно сократить длину межмодульного пространства, а, следовательно, и длину платформы 16, которая также может служить опорой для внутреннего перехода пассажиров. Для создания единой плоскости между соединяемыми посредством тягового элемента 7 транспортными средствами, обе части межмодульного разъемного шарнирного соединения должны находиться на одном уровне.
С одной стороны, тяговый элемент 7 установлен в нижней части под кузовом ведомого транспортного модуля 2, предпочтительно в углублении, причем он не выступает за пределы передней фронтальной стенки 13, а с другой стороны, устройства сцепления и расцепления находятся напротив соответствующего конца тягового элемента 7.
Как было указано, устройства сцепления и расцепления могут находиться на конце выступа 15 и в верхней части платформы 16, расположенной в нижней задней части ведущего модуля 1, причем платформа расположена на одном уровне с полом обоих последовательных транспортных модулей и служит опорой пола для внутреннего перехода пассажиров сообщающихся транспортных модулей. Длина платформы 16, в большей мере, является длиной пространства между противоположными стенками транспортных модулей.
Дополнительное устройство возврата тягового элемента 7 в линейное положение выполняет возврат тягового элемента 7 транспортного модуля в линейное положение, если расцепление произошло при расположении модулей под углом относительно друг друга. Возврат относительно оси ведомого транспортного средства необходим для удобного сцепления транспортных модулей.
Также предусмотрены средства ограничения угла поворота, позволяющие ограничивать угол поворота тягового элемента, что помогает избежать опасности при управлении и, особенно, при совершении маневров.
С этой целью средства ограничения угла поворота могут быть как физическими, так и виртуальными.
В конечном итоге для того, чтобы снизить нагрузку, приходящуюся на тяговый элемент, в передней части модулем 2 могут быть установлены вспомогательные устройства поворота колес.
Настоящее изобретение также относится как к транспортному модулю, имеющему вышеуказанные особенности, который может быть шарнирно присоединен к аналогичным модулям, образуя транспортный состав, так и к транспортному составу, образованному таким способом.
Таким образом, шарнирное соединение содержит, кроме прочего, механизм для разъемного соединения и направления со сцепным устройством 6, например тяговым элементом 7 и взаимодополняющими устройствами сцепления и расцепления с блокировкой и разблокированием, и в данном варианте, выступ 15 на верхнюю платформу 16.