ВЫСОКОМОЩНЫЙ ВЫРАВНИВАЮЩИЙ ШАРНИР С КАЧАЮЩЕЙСЯ ПЛИТОЙ
HEAVY-DUTY ALIGNING ARTICULATED JOINT WITH ROCKING PLATE

Изобретение относится к высокомощному выравнивающему шарниру с качающейся плитой, содержащему систему одинарной пружинной цилиндрической опоры для сильно нагруженных сцепных тяг для соединения железнодорожных вагонов в многозвенные вагонные секции вагонов согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Высокомощные выравнивающие шарниры с системой одинарных пружинных цилиндрических опор на концах сцепных тяг для соединения вагонных единиц уже известны.
В DE 10246428.6 предложено решение с системой одинарных пружинных стоек.
В таком варианте выполнения расположенные со стороны приложения сжимающего воздействия упругие пластинчатые амортизирующие элементы монтируются в опорные сепараторы. Между верхним краем сепаратора и плитой упорного подшипника предусмотрено определенное свободное расстояние «a» для хода пружины и отклонения, которое расходуется при определенном угле отклонения сцепной тяги и при начальных продольных силах сжатия. После соприкосновения края сепаратора и плиты упорного подшипника существует жесткая связь между сцепной тягой и вагоном. Неамортизированная передача продольных сил при соударениях оказывает негативное воздействие и может привести к деформациям, к неспокойному ходу вагона и к образованию шума.
Далее, было предложено решение согласно DE 10 2005 034 527 с системой двойных пружинных цилиндрических опор. Этот вариант выполнения обеспечивает высокие возвратные моменты и улучшенную упругую связь под воздействием продольных сил сжатия. Оно обуславливает, наряду со своими значительными преимуществами, все же недостаток, состоящий в большом монтажном пространстве, которого часто нет в распоряжении, и, далее, в относительно большом собственном весе и высокой стоимости.
Задачей изобретения является создание высокомощного выравнивающего шарнира для сильно нагруженных сцепных тяг, который лишен недостатков известных решений и благодаря оптимальному принципу действия обеспечивает лучшие параметры выравнивающего шарнира при меньшем монтажном пространстве и в достаточной степени демпфированное присоединение к вагону при высоких продольных силах сжатия. Должны снизиться собственный вес секций вагонов и затраты на изготовление.
Согласно изобретению задача решается с помощью признаков пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные дополнения к изобретению вытекают из зависимых пунктов формулы изобретения. Сущность изобретения состоит в том, что на каждом конце сцепной тяги расположена с экономией места лишь одна конечная тяга с расположенной со стороны сжимающего воздействия пружинной цилиндрической (т.е. столбчатой) опорой, которая свою проходящую силу сжатия направляет по центру через подвижную качающуюся шайбу, которая в зависимости от потребности расположена перед или после расположенных со стороны сжимающего воздействия упругих шайб, и управляется с помощью ограничителей хода пружины с их имеющимися со стороны сжимающего воздействия ходами пружины и поверхностью обкатывания качающихся шайб, и в зависимости от угла отклонения сцепной тяги обеспечивает длительный упругий переход к нижней раме, зависящий от силы и угла.
В этом процессе является возможным получить уравновешенные большие возвратные моменты между сцепной тягой и кузовом вагона в зависимости от угла отклонения сцепной тяги и начальной продольной силы сжатия.
Другими признаками изобретения являются признаки, что в зависимости от условий работы и постановки задачи в качестве нормального случая, например, для решения проблемы надежности против схода с рельсов под воздействием продольных сил сжатия в случае товарных вагонов в маневровом режиме или в случае пассажирских вагонов для улучшения противоударной характеристики при столкновениях (авариях) предусмотрены два специальных варианта выполнения.
Так, например, в случае предложенного «нормального исполнения» расстояние между передаточными конечными точками опрокидывания выполнено меньшим, чем расстояние между ограничителями хода пружины.
В случае противоударного исполнения во избежание горизонтального и вертикального разламывания кузова вагона в случае удара расстояние между конечными точками опрокидывания выбирается как можно большим, чтобы обеспечить возможность воздействия большого возвратного момента, причем расстояние между передаточными конечными точками опрокидывания равно или больше, чем расстояние между ограничителями хода пружины.
Приведенное выше соответствующее изобретению решение характеризует вклад для оптимизации принципа выравнивающего шарнира, с помощью которого достигается относительное повышение эффективности, несмотря на минимальную потребность в месте и в отношении небольшого собственного веса и меньших затрат на изготовление и содержание. Повышается уровень надежности в работе с пассажирскими вагонами и легковесными товарными вагонными единицами.
Далее более подробно поясняются примеры выполнения изобретения на основе чертежей, на которых представлено:
Фиг.1,2,3 и 5
сечение B-B на фиг.4;
Фиг.4
сечение A-A на фиг.1;
Фиг.5.1 и 5.2
сечение B-B на фиг.4 при отклоненной сцепной тяге
Фиг.1, 2 и 3 показывают горизонтальное поперечное сечение трех вариантов выполнения высокомощных выравнивающих шарниров с качающейся плитой в «нормальном исполнении» с соответствующей изобретению системой. При этом на каждом конце между плитой 4 упорного подшипника, которая закреплена на нижней раме 1 вагона, и конечной плитой 3 сцепной тяги 2 находятся соответственно расположенные со стороны сжимающего воздействия упругие шайбы 6 и подвижно установленная качающаяся плита 9 выравнивающего шарнира. Расположение (система) ограничителей 10 хода пружины следует из фиг.4.
Для монтажа расположенной со стороны сжимающего воздействия упругой шайбы 6 пружинной цилиндрической опоры 5 посредством ограничителей 10 хода пружины в соединении с конечной плитой 3 сцепной тяги или с плитой 9 выравнивающего шарнира или же с плитой 4 упорного подшипника образуется подобное опорному сепаратору пространство 17.
w
Для симметричного и несимметричного перемещения ограничителей 10 хода пружин, которые обеспечивают и ограничивают оптимальное горизонтальное и вертикальное отклонение плит выравнивающего шарнира, предусмотрен соответственно имеющийся со стороны сжимающего воздействия ход F пружины. При отводе в сторону сцепной тяги на стороне отвода имеется первое несимметричное соприкосновение с ответной плитой.
норм.
Затем, при увеличении силы СПС продольного сжатия, качающаяся плита 9 снова вжимается обратно в подобное опорному сепаратору пространство. Введение нагрузки в качающуюся плиту 9 выравнивающего шарнира осуществляется соответственно через точку 13 передачи продольного сжатия, которая в случае решения «нормальное исполнение» заканчивается всесторонне у «передаточной конечной точки 14 опрокидывания». При этом расстояние между «передаточными конечными точками 14 опрокидывания» = размеру DKe ширины всегда меньше, чем расстояние между ограничителями 10 хода пружины. Благодаря этому обеспечивается, что даже при больших силах СПС продольного сжатия распределение нагрузки за счет возвратного опрокидывающего движения качающейся плиты 9 выравнивающего шарнира осуществляется еще значительней упруго за счет расположенной со стороны сжимающего воздействия упругой шайбы. Достигаемый максимальный возвратный момент для кузова вагона «нормального исполнения» достигается в этом случае с помощью плеча рычага половинного размера y=a горизонтальной плоскости и аналогично этому - в вертикальной плоскости.
Фиг.5, 5.1 и 5.2 показывают решение выравнивающего шарнира с качающейся плитой в комбинированном противоударном исполнении с горизонтальным и вертикальным воздействием, в частности, также для пассажирских вагонов.
Комбинированное противоударное исполнение соответствует нормальному исполнению для товарных вагонов вплоть до расположения ограничителей 10 хода пружины и образования качающейся плиты выравнивающего шарнира. Для повышения противоударной стабилизационной эффективности выбирается больше горизонтальная и вертикальная величина расстояния (удаления) между ограничителями 10 хода пружины. При этом расстояние между передаточными конечными точками 15 опрокидывания равно или больше, чем расстояние между ограничителями 10 хода пружины. Это во взаимосвязи с применением качающихся плит с горизонтальными и/или вертикальными поверхностями 12 обкатывания или также за счет соответствующей прерывистой поверхностной кривизны делает возможным следующий принцип конструкции согласно фиг.5, 5.1 и 5.2.
норм
норм
В нормальном режиме работы - с нормальными отклонениями (α) сцепной тяги соответственно приблизительно радиусу пути 250-300 м - согласно фиг.5.1 точка 13 передачи продольной силы своим плечом a рычага находится приблизительно в центре между продольной осью 18 сцепной тяги 2 и передаточной конечной точкой 15 опрокидывания соответственно расстоянию «y». При нормальных и бόльших силах СПС продольного сжатия передача сжатия остается упругой, качающаяся плита еще не ударяется в правый ограничитель 10 хода пружины.
0ударн.
ударн.
Если действует более высокая ударная сила, также в паре с бόльшим углом α отклонения, то передача сил осуществляется непосредственно в точке 15 и тем самым на максимально большом плече a рычага согласно фиг.5.2. Таким образом, действует максимально больший противоударный возвратный момент.
После этого экстремальная сила продольного сжатия через ограничители 10 хода пружины с их нажимными контактными поверхностями 11 и прилегающую качающуюся плиту 9 выравнивающего шарнира жестко - действуя прямо и непосредственно - вводится в плиту 4 упорного подшипника и тем самым в нижнюю раму 1, благодаря чему происходит быстрое и оптимальное противоударное действие.
Список ссылочных позиций
1
нижняя рама
2
сцепная тяга
3
конечная плита сцепной тяги
4
плита упорного подшипника
5
пружинная цилиндрическая опора
6
расположенная со стороны сжимающего воздействия упругая шайба
7
расположенная со стороны тягового воздействия упругая шайба
8
конечная часть тяги
9
качающаяся плита выравнивающего шарнира
10
ограничитель хода пружины
11
нажимные контактные поверхности
12
поверхность обкатывания качающейся плиты
13
точка передачи продольной силы
14
передаточная конечная точка опрокидывания - нормальное исполнение
15
передаточная конечная точка опрокидывания - противоударное исполнение
16
передающая силу сжатия поверхность прилегания
17
подобное опорному сепаратору пространство
18
продольная ось сцепной тяги
СПС
сила продольного сжатия
R<sub>H</sub>
горизонтальный радиус выравнивающего шарнира
R<sub>v</sub>
вертикальный радиус выравнивающего шарнира
F<sub>w</sub>
имеющийся на стороне сжимающего воздействия ход пружины
D<sub>ah</sub>
размер ширины через ограничители 10 хода пружины
D<sub>av</sub>
размер высоты через ограничители 10 хода пружины
D<sub>ke</sub>
размер ширины через передаточные конечные точки опрокидывания качающейся плиты 9
y
расстояние от центра выравнивающего шарнира до передаточной конечной точки 15 опрокидывания
S
выступ
α<sub>0 норм</sub>
угол отклонения сцепной тяги в нормальном положении
α<sub>0 УДАРН</sub>
угол отклонения сцепной тяги в положении удара
a<sub>НОРМ</sub>
максимальное плечо рычага возвратного шарнира в «нормальном исполнении»
a<sub>УДАРН</sub>
максимальное плечо рычага возвратного шарнира в «ударном исполнении»