СЦЕПКА ДЛЯ ШАРНИРНОГО СОЕДИНЕНИЯ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТЯГИ С КОРПУСОМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА
COUPLER TO ARTICULATE CON ROD WITH RAILWAY CAR BODY

Настоящее изобретение относится к сцепке для шарнирного соединения соединительной тяги с корпусом железнодорожного вагона, причем сцепка содержит опорную пластину, которая может быть соединена с корпусом железнодорожного вагона, и в которой выполнено сквозное отверстие, через которое проходит концевая секция соединительной тяги со стороны корпуса вагона, при этом сцепка дополнительно содержит упряжной прибор, расположенный на концевой секции соединительной тяги со стороны корпуса вагона, который содержит пластину переднего амортизатора, прикрепленную к соединительной тяге перед опорной пластиной в продольном направлении соединительной тяги, и пластину заднего амортизатора, прикрепленную к соединительной тяге позади опорной пластины в продольном направлении соединительной тяги, причем упряжной прибор содержит, по меньшей мере, один передний упругий элемент, выполненный из упругого материала и расположенный между опорной пластиной и передней пластиной амортизатора, и, по меньшей мере, один задний упругий элемент, выполненный из упругого материала и расположенный между опорной пластиной и задней пластиной амортизатора.
Сцепка этого типа для шарнирного соединения соединительной тяги с корпусом железнодорожного вагона известна, например, в технологии рельсовых транспортных средств и обычно используется в этой области в сцепных приспособлениях и соединениях, сконструированных для соединения железнодорожных вагонов и/или целых составов с использованием автосцепок и относительно закрытых сцепок.
Для объяснения принципиальной конструкции сцепки этого типа, далее она будет описана со ссылкой на Фиг.1а и 1b, на которых показаны вид сбоку и вид сверху сцепки, известной из уровня техники. В частности, на Фиг.1а и 1b показана сцепка в состоянии, в котором на соединительную тягу не действуют сжимающие или растягивающие силы.
Как показано на чертеже, обычная сцепка 101 содержит опорную пластину 110, которая может быть соединена с корпусом железнодорожного вагона (не показан), и в которой выполнено сквозное отверстие 111. Сквозное отверстие 111 принимает концевую секцию 103 соединительной тяги 102 со стороны корпуса вагона так, что концевая секция 103 соединительной тяги 102 проходит через сквозное отверстие 111. Упряжной прибор 109 дополнительно расположен в концевой секции 103 соединительной тяги 102 и содержит пластину 112 переднего амортизатора, прикрепленную к соединительной тяге 102 перед опорной пластиной 110 в продольном направлении L соединительной тяги, а также пластину 114 заднего амортизатора, прикрепленную к соединительной тяге 102 позади опорной пластины 110 в продольном направлении L соединительной тяги.
Один из упругих элементов 120, 130, каждый из которых выполнен в форме кольцевого резинового амортизатора, расположен между опорной пластиной 110 и пластиной 112 переднего амортизатора, тогда как другой упругий элемент расположен между опорной пластиной 110 и пластиной 114 заднего амортизатора так, что концевая секция 103 соединительной тяги 102 проходит через отверстия 122, 132, выполненные в упругих элементах 120, 130 в осевом направлении, к сквозному отверстию 111, выполненному в опорной пластине 110. В частности, эти два упругих элемента 120, 130 выполнены с возможностью скольжения вдоль концевой секции 103 соединительной тяги 102, которое ограничено пластинами 112, 114 переднего и заднего амортизаторов и контргайкой 118.
В сжатом состоянии, при котором сжимающие силы действуют на соединительную тягу 102, и таким образом на концевую секцию 103 соединительной тяги 102, соединительная тяга 102 и соответственно концевая секция 103 соединительной тяги 102 с пластиной 112 переднего амортизатора со стороны соединительной тяги смещены в направлении корпуса вагона так, что расстояние между пластиной 112 переднего амортизатора и опорной пластиной 110, соединенной с корпусом железнодорожного вагона, уменьшено по сравнению с ненагруженным состоянием, как показано например на Фиг.1а и 1b. Передний упругий элемент 120, расположенный между пластиной 112 переднего амортизатора и опорной пластиной 110, сжат вследствие действующих на него сжимающих сил так, что сжимающие силы передаются с демпфированием через сжатый передний упругий элемент 120 к опорной пластине 110 и корпусу вагона (не показан).
С другой стороны, в растянутом состоянии, при котором растягивающие силы действуют на соединительную тягу 102 и таким образом на концевую секцию 103 соединительной тяги, пластина 114 заднего амортизатора смещена в направлении к опорной пластине 110 относительно указанной опорной пластины 110 так, что задний упругий элемент 130 сжат, и растягивающие силы передаются с демпфированием через сжатый задний упругий элемент 130 к опорной пластине 110 и корпусу вагона (не показан).
В общем, снабженные отверстиями амортизаторы, выполненные из упругого полимерного материала, которые используются в качестве упругих элементов 120, 130 в упряжном приборе 109 сцепки 101, известны из уровня техники и изображены в качестве примера на Фиг.1а и 1b, и таким образом конструктивное поперечное сечение указанных снабженных отверстиями амортизаторов обычно является круглым. В упряжном приборе 109 упругие элементы 120, 130 выполняют функцию демпфирования возникающих растягивающих и сжимающих усилий при передаче этих усилий от соединительной тяги 102 к корпусу вагона. Дополнительная функция упругих элементов 120, 130 состоит в рассеянии той энергии, которая образуется при передаче усилия.
Сцепки для шарнирного соединения соединительной тяги с корпусом железнодорожного вагона должны иметь такую конструкцию, которая обеспечивает возможность горизонтального и вертикального поворотов соединительной тяги относительно опорной пластины, соединенной с корпусом железнодорожного вагона, которые возникают во время эксплуатации при транспортировке вагона через возвышенности и впадины, а так же в поворотах. С этой целью, как известно, используют шаро-втулочную конструкцию, например, с направлением концевой секции соединительной тяги со стороны корпуса вагона через сквозное отверстие в опорной пластине. Упругие элементы упряжного прибора обеспечивают горизонтальный и вертикальный поворот соединительной тяги относительно опорной пластины. Также желательна возможность поворота соединительной тяги на заданный угол относительно опорной пластины.
Кроме того, в принципе также должна быть обеспечена возможность возврата соединительной тяги в исходное положение после вращения и/или горизонтального или вертикального шарнирного поворота. Для обеспечения такого возврата, в традиционной сцепке 101, изображенной на Фиг.1а и 1b, использовано возвращающее и противовращающее средство. Возвращающее и противовращающее средство содержит два возвращающих плеча 140, 140′, расположенных в горизонтальной плоскости с левой и правой сторон концевой секции 103 соединительной тяги 102, которые прочно соединены одним концом с концевой секцией 103 соединительной тяги 102 и другим концом с опорной пластиной 110. Каждое возвращающее плечо 140, 140′ содержит боковой амортизатор, состоящий из цилиндрической пружины 141, 141′ и рычажных звеньев 142, 143, 142′, 143′.
Цилиндрические пружины 141, 141′ боковых амортизаторов сконструированы и расположены так, что ориентации их осей зависят от скрученности после поворота соединительной тяги 102. Каждая из концевых секций со стороны корпуса вагона, а также противоположных концевых секций цилиндрических пружин, обеспечивает возможность перемещения рычажных звеньев 142, 143, 142′, 143′, причем каждое из звеньев 142, 143 со стороны корпуса вагона прочно соединено с опорной пластиной 110 сцепки 101 посредством болта 150. Каждое из противоположных звеньев 142′, 143′ боковых амортизаторов прочно соединено с концевой секцией 103 соединительной тяги 102 посредством соединительных плеч 144, 144′.
При горизонтальном или вертикальном отклонении соединительной тяги 102 относительно опорной пластины 110, оси двух цилиндрических пружин 141, 141′ боковых амортизаторов скручены так, что на соединительную тягу 102 действует возвращающее усилие и вынуждает соединительную тягу 102 к возвращению в ее исходное положение. Штриховые линии на Фиг.1b показывают соединительную тягу 102 в положении шарнирного поворота в горизонтальной плоскости относительно опорной пластины 110.
Конструкция, состоящая из двух боковых амортизаторов, не только обеспечивает возврат соединительной тяги 102 из горизонтального и/или вертикального отклонения относительно опорной пластины 110, но также одновременно служит в качестве противовращающего средства, поскольку концевая секция 103 соединительной тяги 102 прочно соединена с указанной опорной пластиной 110 указанными боковыми амортизаторами.
Однако из-за действующих на сцепку 101 чрезвычайных сил конструкция такой структуры, обеспечивающей возврат и противовращение, имеет большую сложность, поскольку она должна быть сконструирована для соответствующего выполнения ожидаемых требований. В частности, горизонтальный и вертикальный угол отклонения соединительной тяги, обеспеченный традиционной сцепкой, иногда ограничен относительно узким диапазоном из-за боковых амортизаторов, действующих в качестве средства возврата соединительной тяги.
Таким образом, настоящее изобретение решает задачу дополнительного усовершенствования сцепки указанного в начале типа и направлено на осуществление центрирования и в частности возврата соединительной тяги, поворачивающейся во время эксплуатации, простым, но эффективным способом без необходимости использования любых дополнительных компонентов для решения этих задач. В частности, сцепка в целом должна иметь более простую конструкцию по сравнению с уровнем техники, как в общих чертах изложено выше.
Эта задача решена согласно настоящему изобретению предложением сцепки типа, упомянутого в начале этого описания, в которой, по меньшей мере, один элемент переднего амортизатора и/или, по меньшей мере, один элемент заднего амортизатора взаимодействуют с опорной пластиной так, что вращательные усилия, переданные от соединительной тяги к опорной пластине, будут переданы под прямым углом без скольжения. Соответственно, решение согласно изобретению обеспечивает соответствующее форме взаимодействие, по меньшей мере, одного упругого элемента упряжного прибора с опорной пластиной так, что вращательные усилия, переданные от соединительной тяги после ее поворота, переданы под прямым углом к опорной пластине, по меньшей мере, через один упругий элемент в соответствующем форме взаимодействии с указанной опорной пластиной. Благодаря действующим по нормали силам, возникающим в соединениях, по меньшей мере, между одним упругим элементом и опорной пластиной, поперечные силы не возникают, поэтому скольжение не происходит.
Решение согласно настоящему изобретению имеет много существенных преимуществ по сравнению со сцепкой, известной из уровня техники, описанной выше в качестве примера. Поскольку, по меньшей мере, один элемент переднего и, по меньшей мере, один элемент заднего амортизаторов расположены между опорной пластиной и пластиной соответствующего упругого элемента, упругие элементы находятся в контакте с соответствующими поверхностями опорной пластины так, что упругие элементы не только обеспечивают демпфирование растягивающих и ударных сил, переданных от соединительной тяги, но, кроме того, также выполняют функцию вертикальной и горизонтальной поддержки соединительной тяги в опорной пластине. Таким образом, решение согласно изобретению также обеспечивает возможность поглощения упругими элементами, по меньшей мере, части силы, действующей при горизонтальном или вертикальном повороте соединительной тяги относительно опорной пластины. После уменьшения нагрузки упругие элементы таким образом обеспечивают возврат соединительной тяги в ее исходное положение.
Дополнительно к горизонтальному и вертикальному возврату, упругие элементы, использованные в решении согласно настоящему изобретению, также, в частности, выполняют противовращающую функцию или функцию возврата соединительной тяги из положения, возникшего в результате поворота. При повороте соединительной тяги относительно опорной пластины взаимодействие элемента переднего и/или заднего амортизаторов и опорной пластины обеспечивает передачу скручивающей силы к опорной пластине под прямым углом. Таким образом, отсутствует необходимость в дополнительном компоненте для обеспечения противовращения, что в свою очередь уменьшает сложность конструкции сцепки.
Таким образом, решение согласно настоящему изобретению представляет собой простой вариант сцепки, в результате чего основная конструкция сцепки согласно изобретению подобна основной конструкции сцепки, известной из уровня техники, с использованием упругих элементов, выполненных из упругого полимера в форме снабженных отверстиями резиновых амортизаторов. Таким образом, решение согласно изобретению также может быть использовано в традиционных сцепках и соединениях для соединения вагонов и/или целых составов с использованием, например, автосцепки или закрытой сцепки.
Благодаря такой конструкции упругие элементы, использованные в традиционных сцепках, обычно имеют круглое поперечное сечение и прежде всего выполняют лишь функцию демпфирования растягивающих и ударных сил, переданных от сцепки. Как и в традиционных сцепках, основная конструкция сцепки согласно изобретению также состоит из соединительной тяги, снабженной болтовым креплением с пластинами упругих элементов, переднего и заднего упругих элементов, выполненных из упругого полимера, и опорной пластины. В изобретении предусмотрен, по меньшей мере, один упругий элемент, находящийся в соответствующей форме взаимодействия с опорной пластиной для обеспечения передачи без скольжения вращательных усилий, действующих на соединительную тягу, к опорной пластине, и в частности для возврата соединительной тяги из положения поворота. Поскольку противовращение реализовано посредством, по меньшей мере, одного из упругих элементов, также демпфируются вращательные усилия, переданные к опорной пластине.
В дополнение к обеспечению противовращения, сцепка согласно настоящему изобретению также решает задачу передачи растягивающих и ударных, соответственно сжимающих, сил, возникающих во время эксплуатации. С этой целью, сцепка выполнена так, что растягивающие и сжимающие усилия вводятся в сцепку соединительной тягой. Затем сжимающие усилия передаются к опорной пластине через пластину переднего амортизатора и смежный упругий элемент. Растягивающие усилия передаются к опорной пластине через пластину заднего амортизатора и элемент заднего амортизатора. Опорная пластина прочно соединена, в частности болтовым соединением, с шасси корпуса вагона так, что сила передается к шасси через опорную пластину.
В частности, поскольку в изобретении предусмотрены упругие элементы, которые поддерживаются опорной пластиной во вращательном направлении, упругие элементы нагружаются фактически однородно, даже когда соединительная тяга передает относительно большие вращательные усилия. Таким образом, конструкция упругих элементов согласно настоящему изобретению, смежных с опорной пластиной, в частности также эффективно предотвращает преждевременный износ упругих элементов.
Предпочтительные дополнительные отличительные признаки изобретения сформулированы в зависимых пунктах приложенной формулы изобретения.
Соответствующее форме взаимодействие, по меньшей мере, одного упругого элемента с опорной пластиной, предложенное решением согласно изобретению, может быть реализовано, например, выбором подобного зубчатому колесу взаимодействия, по меньшей мере, для одного упругого элемента и опорной пластины. Например, согласно настоящему изобретению предусмотрены пазы или зубчатые секции, сформированные по периферии, по меньшей мере, одного элемента переднего амортизатора, в результате чего соответственно дополняющие выступающие секции сформированы на передней поверхности опорной пластины, расположенной перед элементом переднего амортизатора. Выступающие секции, сформированные на передней поверхности опорной пластины, обеспечивают соответствующее форме взаимодействие, по меньшей мере, с некоторыми из пазов или зубчатых секций, сформированных по периферии элемента переднего амортизатора. Таким образом, выступающие секции, сформированные на передней поверхности опорной пластины, предпочтительно имеют дополняющую форму, по меньшей мере, в области контакта с пазами, сформированными по периферии элемента переднего амортизатора.
В другом варианте осуществления изобретения или дополнительно к предыдущему, по меньшей мере, один элемент заднего амортизатора также содержит сформированные по периферии соответствующие пазы или зубчатые секции, причем опорная пластина содержит на своей поверхности, обращенной, по меньшей мере, к одному элементу заднего амортизатора, выступающие секции, которые взаимодействуют соответствующим форме способом, по меньшей мере, с некоторыми из пазов или зубчатых секций, сформированных по периферии элемента заднего амортизатора.
В предпочтительном варианте осуществления решения согласно изобретению соответственно, по меньшей мере, некоторые из пазов или зубчатых секций, сформированных по периферии упругого элемента, взаимодействуют подобно зубчатому колесу с выступающими секциями, сформированными на поверхности опорной пластины, обращенной к упругому элементу. Такая конструкция обеспечивает простой в реализации и вместе с тем эффективный способ дополнительной передачи к опорной пластине через выступающие секции под прямым углом без скольжения вращательных сил, переданных от соединительной тяги к упругим элементам упряжного прибора.
Также для достижения эффективной передачи без скольжения вращательных сил, действующих на соединительную тягу, от пластин упругих элементов, прочно соединенных с концевой секцией соединительной тяги, к упругим элементам, в одном предпочтительном варианте решения согласно настоящему изобретению предусмотрена пластина переднего амортизатора, которая содержит секции, выступающие в направлении к опорной пластине, которые вступают в соответствующее форме взаимодействие, по меньшей мере, с некоторыми из пазов или зубчатых секций, сформированных по периферии элемента переднего амортизатора. В другом варианте осуществления изобретения или дополнительно к предыдущему также дополнительно предусмотрена пластина заднего амортизатора, содержащая секции, выступающие в направлении к опорной пластине, которые обеспечивают соответствующее форме взаимодействие, по меньшей мере, с некоторыми из пазов или зубчатых секций, сформированных по периферии элемента заднего амортизатора.
Таким образом, это предпочтительное дополнительное усовершенствование сцепки согласно настоящему изобретению предлагает соответствующее форме взаимодействие пластины упругого элемента с упругими элементами с возможностью передачи таким образом без скольжения вращательных усилий, действующих на соединительную тягу, к упругим элементам. Поскольку, как указано выше, по меньшей мере, один упругий элемент находится подобным образом в соответствующем форме взаимодействии с опорной пластиной, решение согласно изобретению обеспечивает эффективное противовращение и соответственно возврат из поворота соединительной тяги без необходимости использования дополнительных компонентов для осуществления этой функции.
Для передачи вращающего момента от концевой секции соединительной тяги к упругим элементам упряжного прибора без пиковых нагрузок, предпочтительно, по меньшей мере, одна из двух пластин упругого элемента содержит, по меньшей мере, две и предпочтительно четыре секции, выступающие в направлении к опорной пластине, в результате чего каждая из этих выступающих секций взаимодействует соответствующим форме способом с соответствующими зубчатыми секциями, сформированными по периферии упругих элементов, размещенных между пластиной упругого элемента и опорной пластиной. Таким образом, секции, сформированные на пластине упругого элемента, выступающие в направлении к опорной пластине, расположены на общей круговой линии, в результате чего вписанные углы между смежными выступающими секциями имеют одинаковый размер.
Таким образом, также предпочтительно, по меньшей мере, одна из двух поверхностей опорной пластины дополнительно содержит несколько выступающих секций (предпочтительно две, и более предпочтительно четыре), причем эти выступающие секции подобным образом расположены вдоль общей круговой линии с вписанными углами между смежными выступающими секциями, имеющими одинаковый размер.
Таким образом, описанные выше предпочтительные варианты осуществления сцепки согласно настоящему изобретению обеспечивают зубчатые секции или пазы, сформированные по периферии, по меньшей мере, одного упругого элемента упряжного прибора, в результате чего, по меньшей мере, некоторые из этих зубчатых секций обеспечивают соответствующее форме взаимодействие с соответственно дополняющими выступающими секциями, сформированными на опорной пластине. Как указано выше, в этом отношении дополнительно предпочтительно, по меньшей мере, одна из двух пластин упругого элемента также содержит секции, выступающие в направлении к опорной пластине, которые аналогично могут быть приняты соответствующим форме способом, по меньшей мере, некоторыми из зубчатых секций, сформированных по периферии, по меньшей мере, одного упругого элемента.
Однако в другом варианте осуществления решения согласно настоящему изобретению также предусмотрен, по меньшей мере, один упругий элемент с соответствующими выступающими секциями. Эти выступающие секции этого, по меньшей мере, одного упругого элемента должны таким образом взаимодействовать соответствующим форме способом с дополняющими зубчатыми секциями, сформированными на поверхности, обращенной, по меньшей мере, к одному упругому элементу.
Таким образом, например, предусмотрена опорная пластина, содержащая зубчатые секции или пазы, сформированные на ее передней поверхности, обращенной, по меньшей мере, к одному элементу переднего амортизатора, в результате чего, по меньшей мере, один элемент переднего амортизатора содержит секции, выступающие в направлении к передней пластине, которые могут быть приняты соответствующим форме способом, по меньшей мере, некоторыми из зубчатых секций, сформированных на передней поверхности опорной пластины, которые обеспечивают соответствующее форме взаимодействие с указанными зубчатыми секциями. В другом варианте осуществления изобретения или дополнительно к предыдущему, разумеется, также предусмотрена опорная пластина, содержащая зубчатые секции, сформированные на ее задней поверхности, обращенной, по меньшей мере, к одному элементу заднего амортизатора, в результате чего, по меньшей мере, один элемент заднего амортизатора содержит секции, выступающие в направлении к опорной пластине, которые могут быть приняты, по меньшей мере, некоторыми из зубчатых секций, сформированных на задней поверхности опорной пластины, соответствующим форме способом, и обеспечивает соответствующее форме взаимодействие с указанными зубчатыми секциями соответственно.
С другой стороны, тем не менее также предусмотрена пластина переднего и/или заднего амортизатора, содержащая соответствующие зубчатые секции, сформированные на ее поверхности, обращенной к опорной пластине, причем, по меньшей мере, один элемент переднего и/или, по меньшей мере, один элемент заднего амортизаторов содержит секции, выступающие в направлении к соответствующей пластине упругого элемента. Эти выступающие секции упругого элемента сформированы относительно зубчатых секций, сформированных на поверхностях соответствующей пластины упругого элемента, с возможностью приема, по меньшей мере, некоторыми из зубчатых секций, сформированных на поверхности пластины упругого элемента соответствующим форме способом.
С функциональной точки зрения вариант осуществления сцепки согласно настоящему изобретению, в которой, по меньшей мере, один из упругих элементов упряжного прибора сформирован с выступающими секциями, взаимодействующими с зубчатыми секциями, сформированными комплементарно по отношению к секциям, сформированным на опорной пластине или пластине упругого элемента соответственно, соответствует варианту осуществления изобретения, в котором соответствующее форме взаимодействие упругого элемента и опорной пластины, а также соответствующее форме взаимодействие упругого элемента и пластины упругого элемента, обеспечены посредством пазов, сформированных по периферии упругого элемента, с одной стороны, и выступающих секций, сформированных на опорной пластине, а также на пластинах упругих элементов соответственно, с другой стороны.
В принципе, предпочтительно предварительное напряжение, по меньшей мере, одного элемента переднего амортизатора и, по меньшей мере, одного элемента заднего амортизатора упряжного прибора, расположенных между соответствующими пластинами упругих элементов и опорной пластиной, в направлении растяжения/сжатия. Это предварительное напряжение обеспечивает возможность точного задания и предварительного определения последовательности событий, происходящих при передаче растягивающих и ударных сил. В частности, может быть обеспечена активация упругих элементов, установленных на сцепке без зазора.
В одном предпочтительном варианте осуществления сцепки согласно настоящему изобретению предусмотрено сквозное отверстие, выполненное в опорной пластине, имеющее подходящую форму поперечного сечения для обеспечения в частности горизонтального поворота концевой секции соединительной тяги, проходящей через сквозное отверстие, в пределах заданного диапазона углов, в частности в пределах ±25°, и таким образом отклонения соединительной тяги относительно оси Z, когда соединительная тяга находится в шарнирном соединении с корпусом железнодорожного вагона посредством сцепки. Опорная пластина, так же как и сквозное отверстие, сформированное в ней, предпочтительно выполнены так, что соединительная тяга при полном отклонении плотно прижата к соответственно сформированному контуру опорной пластины.
В настоящем изобретении термин "ось X" относится к оси, проходящей в продольном (горизонтальном) направлении вдоль соединительной тяги, термин "ось Y" относится к горизонтальной оси, ориентированной под прямым углом к ней, и термин "ось Z" относится к оси, проходящей вертикально по отношению к соединительной тяге в продольном направлении.
Как указано выше, предпочтительно соответствующие упругие элементы размещены смежно с опорной пластиной, в результате чего упругие элементы предпочтительно предварительно напряжены между соответствующими пластинами упругого элемента и опорной пластиной. Это обеспечивает удержание и возврат соединительной тяги в направлении осей Y и Z. Возврат соединительной тяги относительно ее оси вращения осуществлен в соответствии с изобретением соответствующим форме взаимодействием, по меньшей мере, одного упругого элемента и опорной пластины, в результате чего, как указано выше, обеспечена возможность передачи вращательных усилий от соединительной тяги к опорной пластине под прямым углом без скольжения.
Для обеспечения перемещения соединительной тяги и концевой секции соединительной тяги соответственно относительно опорной пластины, которое с необходимостью возникает во время эксплуатации, без износа насколько возможно, в одном предпочтительном варианте осуществления сцепки согласно настоящему изобретению предусмотрена концевая секция соединительной тяги, которая имеет круглое поперечное сечение, причем в сквозном отверстии опорной пластины дополнительно установлен подшипник, который сконструирован с возможностью поддержки концевой секции соединительной тяги, проходящей через сквозное отверстие.
Далее более подробно описан предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на приложенные чертежи.
Фиг.1а иллюстрирует вид сбоку с частичным вырезом сцепки, известной из уровня техники, для шарнирного соединения соединительной тяги с корпусом железнодорожного вагона.
Фиг.1b иллюстрирует вид сверху традиционной сцепки, показанной на Фиг.1а.
Фиг.2 иллюстрирует вид сбоку примерного варианта осуществления сцепки согласно настоящему изобретению.
Фиг.3 иллюстрирует перспективный разобранный вид примерного варианта осуществления сцепки согласно настоящему изобретению, показанной на Фиг.2.
Фиг.4 иллюстрирует вид сверху со стороны соединительной тяги опорной пластины в примерном варианте осуществления сцепки согласно настоящему изобретению, показанной на Фиг.2.
Фиг.1а иллюстрирует на виде сбоку с частным вырезом сцепку 101, известную из уровня техники, для шарнирного соединения упряжного прибора 102 с корпусом железнодорожного вагона рельсового транспортного средства (не показано). Фиг.1b иллюстрирует вид сверху традиционной сцепки 101, показанной на Фиг.1а.
Традиционная сцепка 101 содержит опорную пластину 110, прочно соединенную с корпусом железнодорожного вагона рельсового транспортного средства, которая имеет сквозное отверстие 111, через которое проходит концевая секция 103 соединительной тяги 102. Концевая секция 103 соединительной тяги 102 прочно соединена с соединительной тягой 102, которая не полностью изображена на Фиг.1а и 1b. Концевая секция 103 соединительной тяги 102 сформирована как составной компонент указанной соединительной тяги 102. В другом варианте осуществления изобретения, однако, концевая секция 103 соединительной тяги 102 соединена рассоединяемым способом с указанной соединительной тягой 102.
На концевой секции 103 соединительной тяги 102 размещен упряжной прибор 109, который содержит пластину 112 переднего амортизатора, прикрепленную к соединительной тяге 102 перед опорной пластиной 110 в продольном направлении L соединительной тяги, а также пластину 114 заднего амортизатора, прикрепленную к соединительной тяге 102 позади опорной пластины 110 в продольном направлении L соединительной тяги. Передний упругий элемент 120, выполненный из упругого полимера, также расположен между опорной пластиной 110 и пластиной 112 переднего амортизатора, как и задний упругий элемент 130, выполненный из упругого полимера, расположенный между опорной пластиной 110 и пластиной 114 заднего амортизатора.
Не показанный на чертеже другой конец соединительной тяги 102 соединен, например, с также не показанной головкой автоматической центральной буферной сцепки.
Основная конструкция известной сцепки 101, описанная выше, имеет пластину 114 заднего амортизатора, прикрепленную к концу соединительной тяги 102 посредством контргайки 118.
Упругие элементы 120, 130, использованные в традиционной сцепке 101, представляют собой снабженные сквозным отверстием резиновые амортизаторы, имеющие круглое поперечное сечение. В упряжном приборе 109 сцепки 101 они выполняют функцию демпфирования растягивающих и ударных сил, возникающих при передаче силы, так, что силы переданы в демпфированной форме от соединительной тяги 102 к шасси транспортного средства (не показано) через опорную пластину 110.
Вариант осуществления известной из уровня техники сцепки 101, изображенной на Фиг.1а и 1b, представляет собой так называемый "пончик", в котором упругие элементы 120, 130, выполненные из упругого полимера, напоминают пончик, в результате чего сечения центрально расположенных отверстий 122, 132, сформированных в соответствующих упругих элементах 120, 130, имеют круглую форму. Концевая секция 103 соединительной тяги 102 проходит через эти отверстия 122, 132. Кроме того, концевая секция 103 соединительной тяги 102 проходит через сквозное отверстие 111 в опорной пластине 110.
Для обеспечения шарнирного поворота имеющей некоторую горизонтальную и вертикальную шарнирную свободу соединительной тяги 102 традиционной сцепки 101, изображенной в качестве примера на Фиг.1а и 1b, относительно корпуса вагона (не показан), вращательно неподвижного, известная из уровня техники сцепка 101 дополнительно содержит противовращающее средство в форме боковых амортизаторов 141, 141′, которые расположены в горизонтальной плоскости с обеих сторон соединительной тяги 102. Более подробно, боковые амортизаторы 141, 141′ прочно соединены с опорной пластиной 110 через их рычажные звенья 142, 143, обращенные к опорной пластине 110. Соответствующие противоположные рычажные звенья 142′, 143′ боковых амортизаторов 141, 141′ прочно соединены с соединительной тягой 102 посредством соединительного плеча 144, 144′. Благодаря такой конструкции, соединительная тяга 102 не может вращаться относительно опорной пластины 110, или может быть возвращена из положения, вызванного вращением, соответственно, с одновременным обеспечением возможности горизонтального и вертикального поворота соединительной тяги 102 относительный опорной пластины 110.
Проблема известной из уровня техники сцепки, в частности в отношении осуществления противовращающей защиты, была подробно описана выше во вводной части описания, и потому не будет повторена здесь.
На Фиг.2 показан вид сбоку примерного варианта осуществления сцепки 1 согласно настоящему изобретению. Соответствующие компоненты сцепки 1, как показано на Фиг.2, индивидуально представлены на перспективном разобранном виде, показанном на Фиг.3.
В соответствии с тем же, примерный вариант осуществления сцепки 1 согласно настоящему изобретению имеет основную конструкцию, по существу схожую с основной конструкцией традиционной сцепки 101, описанной, например, выше со ссылкой на Фиг.1а и 1b. Таким образом, решение согласно настоящему изобретению предусматривает опорную пластину 10, которая может быть соединена, в частности болтами, с корпусом железнодорожного вагона рельсового транспортного средства (на чертеже не показано). Сквозное отверстие 11, выполненное в опорной пластине 10, принимает концевую секцию 3 соединительной тяги 2 со стороны корпуса вагона.
Упряжной прибор 9 также расположен на концевой секции 3 соединительной тяги 2. Этот упряжной прибор 9 содержит пластину 12 переднего амортизатора, прикрепленную к соединительной тяге 2 перед опорной пластиной 10 в продольном направлении L соединительной тяги, а также пластину 14 заднего амортизатора, прикрепленную к соединительной тяге 2 позади опорной пластины 10 в продольном направлении L соединительной тяги. Сцепка 1 согласно настоящему изобретению дополнительно предусматривает, по меньшей мере, один, как в изображенном на чертеже примерном варианте осуществления изобретения, передний упругий элемент 20, выполненный из упругого полимера и расположенный между опорной пластиной 10 и пластиной 12 переднего амортизатора, а также, по меньшей мере, один, как в изображенном на чертеже примерном варианте осуществления сцепки 1 согласно настоящему изобретению, задний упругий элемент 30, выполненный из упругого полимера и расположенный между опорной пластиной 10 и пластиной 14 заднего амортизатора. Каждый упругий элемент 20, 30 имеет отверстие 22, 32, в осевом направлении совмещенное со сквозным отверстием 11, сформированным в опорной пластине 10, через которое проходит концевая секция 3 соединительной тяги 2.
Две пластины 12, 14 упругих элементов схожим образом имеют отверстие, совпадающее в осевом направлении с центральным сквозным отверстием 11, сформированным в опорной пластине 10. Таким образом, пластина 12 переднего амортизатора может быть перемещена скольжением вдоль концевой секции 3 соединительной тяги 2 и зафиксирована в ограничителе 19, прочно соединенном с соединительной тягой 2. После этого поочередно перемещают скольжением вдоль концевой секции 3 соединительной тяги 2 элемент 20 переднего амортизатора, опорную пластину 10, элемент 30 заднего амортизатора и пластину 14 заднего амортизатора. Затем на конце концевой секции 3 соединительной тяги 2 размещают контргайку 18, которая фиксирует пластину 14 заднего амортизатора и одновременно стягивает элементы 20, 30 переднего и заднего амортизаторов.
Однако пластина 12 переднего амортизатора также может быть сформирована как одно целое с концевой секцией 3 соединительной тяги 2 в форме подобной фланцу выступа. В другом варианте осуществления изобретения, разумеется, также может быть предусмотрено, что пластина 12 переднего амортизатора, подобно пластине 14 заднего амортизатора, может быть перемещена скольжением вдоль концевой секции 3 соединительной тяги 2 в качестве отдельного компонента и соответственно может быть зафиксирована в соответствующем положении.
Концевая секция 3 соединительной тяги 2 плотно входит в отверстия 22, 32, сформированные в элементе 20 переднего амортизатора и элементе 30 заднего амортизатора. С этой целью, по меньшей мере, концевая секция 3 соединительной тяги 2 имеет круглое поперечное сечение, по меньшей мере, того же размера и предпочтительно несколько больше, чем диаметр отверстий 22, 32, сформированных в центре двух упругих элементов 20, 30.
В отличие от основной конструкции, использованной в традиционной сцепке, примерный вариант осуществления сцепки 1 согласно настоящему изобретению предусматривает взаимодействие элемента 20 переднего амортизатора и/или элемента 30 заднего амортизатора (только элемента 20 переднего амортизатора в примерном варианте осуществления сцепки 1, изображенном на чертеже) с опорной пластиной 10 так, что вращательные усилия, переданные от соединительной тяги 2, могут быть переданы к опорной пластине 10 под прямым углом без скольжения.
Поскольку, по меньшей мере, один упругий элемент 20, 30 и опорная пластина 10 взаимодействуют согласно изобретению, противовращающая блокировка осуществлена простым и вместе с тем эффективным способом, в результате которого отсутствует необходимость поддержки, и т.д. для блокировки вращения или возврата соединительной тяги 2 из положения поворота в ее исходное положение, например, в форме сложной конструкции боковых амортизаторов.
Далее со ссылкой на Фиг.2 и 3 более подробно будет описана реализация взаимодействия, по меньшей мере, одного упругого элемента 20, 30 с опорной пластиной 10 в примерном варианте осуществления сцепки 1 согласно настоящему изобретению.
Как, в частности, может быть понятно из перспективного разобранного вида на Фиг.3, элемент 20 переднего амортизатора в примерном варианте осуществления сцепки 1, как показано на чертеже, содержит пазы или зубчатые секции 21.1-21.8, сформированные по его периферии. Изображенный вариант осуществления изобретения предполагает в общей сложности восемь отдельных зубчатых секций 21.1-21.8, равномерно распределенных по периферии элемента 20 переднего амортизатора. В примерном варианте осуществления сцепки 1 согласно настоящему изобретению, изображенном на чертежах, каждая зубчатая секция 21.1-21.8, сформированная по периферии элемента 20 переднего амортизатора, имеет идентичную форму. Однако, разумеется, это не обязательно.
С другой стороны, примерная сцепка 1, изображенная на чертежах, предусматривает использование опорной пластины 10, содержащей выступающие секции 16.1-16.4 на ее передней поверхности А1, обращенной к элементу 20 переднего амортизатора. В частности, в общей сложности в этом варианте использованы четыре выступающие секции 16.1-16.4.
На Фиг.4 показан вид сверху передней поверхности А1 примерного варианта осуществления сцепки 1 согласно настоящему изобретению, на котором видно, что выступающие секции 16.1-16.4 согласно примерному варианту осуществления сцепки 1 расположены вдоль общей круговой линии, в результате чего вписанные углы между смежными выступающими секциями имеют одинаковый размер.
Выступающие секции 16.1-16.4 сформированы так, что когда сцепка 1 собрана (см. Фиг.2), они взаимодействуют подобно зубчатому колесу с зубчатыми секциями 21.2, 21.4, 21.6 и 21.8, сформированными по периферии элемента 20 переднего амортизатора. Благодаря взаимодействию элемента 20 переднего амортизатора с одной стороны с опорной пластиной 10 с другой стороны, вращательные усилия, переданные от соединительной тяги 2, переданы под прямым углом к опорной пластине 10 без скольжения.
Поскольку опорная пластина 10 прочно соединена с корпусом железнодорожного вагона при установке сцепки 1, вращательное усилие, переданное опорной пластине 10, встречается с соответствующим противодействующим вращающим моментом так, что взаимодействие элемента 20 переднего амортизатора и опорной пластины 10 обеспечивает противовращающую блокировку для соединительной тяги 2.
С другой стороны, в примерном варианте осуществления сцепки 1, как изображено на чертеже, вращательные усилия, действующие на соединительную тягу 2, не передаются к опорной пластине 10 непосредственно, а через элемент 20 переднего амортизатора. Соответственно, формируется противовращение, произведенное взаимодействием элемента 20 переднего амортизатора и концевой пластины 10, для обеспечения возможности поворота до некоторого угла соединительной тяги 2 вокруг ее оси вращения.
Как указано выше, в общей сложности четыре выступающих секции 16.1-16.4, сформированные на передней поверхности А1 опорной пластины 10, использованы в примерном варианте осуществления сцепки 1 согласно настоящему изобретению. Использование выступающих секций 16.1-16.4 обеспечивает возможность передачи вращательных усилий от соединительной тяги 2 к опорной пластине 10 через элемент 20 переднего амортизатора без пиковых нагрузок. Это предотвращает преждевременный износ элемента 20 переднего амортизатора.
В общем, предусмотрено напряжение элемента 20 переднего амортизатора, по периферии которого сформированы зубчатые секции 21.2, 21.4, 21.6, 21.8, находящиеся в соответствующем форме взаимодействии с выступающими секциями 16.1-16.4, сформированными на передней поверхности А1 опорной пластины 10, между пластиной 12 переднего амортизатора и передней поверхностью А1 опорной пластины 10 так, что при вращении соединительной тяги 2 вращающий момент передается к элементу 20 переднего амортизатора и таким образом к опорной пластине 10, взаимодействующей с элементом 20 переднего амортизатора, без скольжения. Однако для передачи вращающего момента от соединительной тяги 2 к элементу 20 переднего амортизатора также предпочтительно, чтобы пластина 12 переднего амортизатора и элемент 20 переднего амортизатора находились в соответствующем форме взаимодействии.
Как, в частности, может быть видно на Фиг.3, пластина 12 переднего амортизатора содержит секции 13.1-13.4, выступающие в направлении к опорной пластине 10, которые в собранной сцепке 1 (см. Фиг.2) находятся в соответствующем форме взаимодействии с зубчатыми секциями 21,1, 21.3, 21.5, 21.7, сформированными по периферии элемента 20 переднего амортизатора, в которые не принимаются выступающие секции 16.1-16.4, сформированные на передней поверхности А1 опорной пластины 10.
Таким образом, соответственно выбрана конструкция, в которой, по меньшей мере, один упругий элемент 20, 30, только элемент 20 переднего амортизатора в примерном варианте осуществления сцепки 1 согласно настоящему изобретению, изображенном на чертежах, взаимодействует как с опорной пластиной 10, так и с соответствующей пластиной 12, 14 упругого элемента подобно зубчатому колесу, для обеспечения таким образом передачи вращающего момента от соединительной тяги 2 к опорной пластине 1 и наоборот без скольжения. Таким образом, упругая природа упругих элементов 20, 30, использованных в сцепке 1 согласно настоящему изобретению, реализует противовращение или возврат соединительной тяги без дополнительных компонентов.
В примерном варианте осуществления сцепки 1 согласно настоящему изобретению, описанном выше, обеспечено только соответствующее форме взаимодействие элемента 20 переднего амортизатора с опорной пластиной 10, пластиной 12 переднего амортизатора соответственно. Однако в другом варианте осуществления изобретения или дополнительно к предыдущему также предусмотрено, что элемент 30 заднего амортизатора, а также задняя поверхность А2 опорной пластины 10, обращенная к элементу 30 заднего амортизатора, имеют подходящую форму для обеспечения соответствующего этой форме взаимодействия этих двух компонентов. Также аналогично предусмотрено, что пластина 14 заднего амортизатора сформирована так, что обеспечивает соответствующее форме взаимодействие с элементом 30 заднего амортизатора.
Например, элемент 30 заднего амортизатора таким образом может содержать пазы или зубчатые секции, сформированные по его периферии, тогда как опорная пластина 10 содержит секции, выступающие в направлении к элементу 30 заднего амортизатора, сформированные на ее задней поверхности А2, обращенной к элементу 30 заднего амортизатора, которые вступают в соответствующее форме взаимодействие, по меньшей мере, с некоторыми из пазов или зубчатых секций, сформированных по периферии элемента 30 заднего амортизатора. Однако с другой стороны пластина 14 заднего амортизатора содержит секции, выступающие в направлении к опорной пластине 10, которые вступают в соответствующее форме взаимодействие, по меньшей мере, с некоторыми из пазов или зубчатых секций, сформированных по периферии элемента 30 заднего амортизатора.
Поскольку решение согласно настоящему изобретению обеспечивает возможность формирования, по меньшей мере, концевой секции 3 соединительной тяги 2 с круглым поперечным сечением, в сквозное отверстие 11 опорной пластины 10 может быть принят шарнирный подшипник для поддержки соединительной тяги 2 в сквозном отверстии 11 опорной пластины 10 и обеспечения перемещения соединительной тяги 2 относительно опорной пластины 10 с минимальным насколько возможно износом материала.
Изобретение не ограничивается примерным вариантом осуществления, описанным со ссылкой на приложенные чертежи; фактически также могут быть выполнены и другие варианты.
В частности, предусмотрена реализация соответствующего форме взаимодействия между элементом 20, 30 переднего и/или заднего амортизатора и опорной пластиной 10 посредством выступающих секций, сформированных на элементе 20, 30 указанного переднего и/или заднего амортизаторов, которые выступают в направлении к опорной пластине 10 и которые могут быть приняты соответствующим форме способом зубчатыми секциями, сформированных соответственно комплементарно на поверхностях A1, A2, обращенных к упругим элементам 20, 30 соответственно.
В другом варианте осуществления изобретения или дополнительно к предыдущему, тем не менее также предусмотрена реализация соответствующего форме взаимодействия элемента 20, 30 переднего и/или заднего амортизатора и соответствующей пластины 12, 14 упругого элемента посредством зубчатых секций, сформированных на поверхности пластины 12, 14 упругого элемента, обращенной к упругому элементу 20, 30, с которыми взаимодействуют соответствующим форме способом выступающие секции, сформированные на упругом элементе 20, 30 и проходящие в направлении к соответствующей пластине 12, 14 упругого элемента.
Список условных обозначений
1 - сцепка
2 - соединительная тяга
3 - концевая секция соединительной тяги со стороны корпуса вагона
9 - упряжной прибор
10 - опорная пластина
11 - сквозное отверстие
12 - пластина переднего амортизатора
13.1-13.4 - выступающие секции, сформированные на пластине переднего амортизатора
14 - пластина заднего амортизатора
16.1-16.4 - выступающие секции, сформированные на опорной пластине
18 - контргайка
19 - ограничитель
20 - элемент переднего амортизатора
21.1-21.8 - пазы / зубчатые секции
22 - отверстие в элементе переднего амортизатора
30 - элемент заднего амортизатора
32 - отверстие в элементе заднего амортизатора
101 - сцепка (уровень техники)
102 - соединительная тяга (уровень техники)
103 - концевая секция соединительной тяги (уровень техники)
109 - упряжной прибор (уровень техники)
110 - опорная пластина (уровень техники)
111 - сквозное отверстие (уровень техники)
112 - пластина переднего амортизатора (уровень техники)
114 - пластина заднего амортизатора (уровень техники)
118 - контргайка (уровень техники)
120 - элемент переднего амортизатора (уровень техники)
122 - отверстие в элементе переднего амортизатора (уровень техники)
130 - элемент заднего амортизатора (уровень техники)
132 - отверстие в элементе заднего амортизатора (уровень техники)
140, 140′ - возвращающее плечо противовращающего средства (уровень техники)
141, 141′ - боковой амортизатор / цилиндрическая пружина (уровень техники)
142, 142′, 143, 143′ - рычажное звено (уровень техники)
144, 144′ - соединительное плечо (уровень техники)
150 - болт (уровень техники)
A1 - передняя поверхность опорной пластины
А2 - задняя поверхность опорной пластины
L - продольное направление соединительной тяги.