Адаптер для соединения баллонного перехода с герметизированным переходом

Предложенная полезная модель относится к области транспортного машиностроения, точнее к переходам между железнодорожными вагонами, ещё точнее – к устройствам, обеспечивающим сопряжение межвагонных переходов разных конструкций (адаптеров).
В настоящем описании признаки «вертикальный», «горизонтальный», «вдоль», «поперёк», «продольный» используются применительно к межвагонному переходу, находящемуся в рабочем положении.
Используемые в настоящем описании отдельные термины имеют следующее толкование:
- адаптер – устройство, устанавливаемое в стык между торцевыми частями межвагонных переходов разной конструкции и контактирующее с обоими переходами с целью обеспечить герметичность их соединения и возможность прохода пассажиров;
- баллонный переход – межвагонный переход, в котором ограждение выполнено в виде упругих баллонов круглого или овального сечения. В уровне техники (например, RU 2506184) иногда называется бортовым переходом;
- герметизированный переход – межвагонный переход, включающий ограждение замкнутого контура в виде гибкой оболочки или сильфона (суфле), концы которой скреплены с рамой для присоединения к торцевой части вагона (привинчиваемой рамой) и к раме или переходу смежного вагона (сцепной рамой);
- межвагонный переход – в настоящем описании – устройство для перехода пассажиров из одного вагона в другой, включающее переходный мостик, ограждение и элементы для соединения переходов с вагоном и, в случае герметичных переходов, между собой. В уровне техники иногда называется переходной площадкой или полупереходом (см., например, RU № 165585) или полумуфтой (RU № 2506184), что не вполне корректно, так как промышленным изделием, обладающим конструктивным единством, является именно «полупереход», а не соединение двух «полупереходов» от смежных вагонов. В поездах постоянного формирования такая «полумуфта», будучи присоединена напрямую к смежному вагону, на торцевой стенке которого укреплена ответная сцепная рама, превращается в муфту, оставаясь тем же изделием. В настоящем описании прилагательное «межвагонный» в большинстве случаев для краткости опускается;
- настильный лист (фартук, пластина, лист, площадка) – обычно плоский или слегка выгнутый элемент малой по сравнению с поперечными размерами толщины, служащий полом или частью пола межвагонного перехода. Может состоять из соединённых шарнирами частей;
- ограждение перехода – элемент межвагонного перехода, гибкая оболочка (суфле), предназначенная для теплоизоляции прохода и защиты пассажиров от осадков и ветра;
- привинчиваемая рама – плоская замкнутая или П-образная рама, скрепляемая с ограждением перехода, служащая для присоединения ограждения к торцевой стенке вагона. В уровне техники встречаются также эквивалентные термины «монтажная рама», «торцовая рама», «крепёжная рама», «устанавливаемый фланец»;
- сцепная рама – плоская замкнутая или П-образная рама, скрепляемая с ограждением перехода, служащая для присоединения к сцепной раме смежного вагона, укреплённой на его торцевой стенке или ограждении установленного на нём перехода. В уровне техники встречаются также эквивалентные термины «центральная рама», «стыковочная рама»;
- упругий материал – материал, способный под воздействием приложенного усилия упруго, то есть восстанавливая свою форму после снятия усилия, деформироваться не менее чем на 5 % в направлении приложения усилия.
http://miit.ru/content/%D0%94%D0%B8%D1%81%D1%81%D0%B5%D1%80%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F.pdf?id_wm=768540
Известен и широко применяется в вагонах отечественного производства межвагонный переход баллонного типа, в котором ограждение (суфле) незамкнутого контура изготовлено из листов резины толщиной 8 мм, свернутых в цилиндрические баллоны [URL: http://vse-lekcii.ru/zheleznodorozhnyj-transport/vagony/buphernye-pribory-i-uprugie-ploshhadki-vagonov (Дата обращения 08.03.2020)]. Переходы сцепленных вагонов контактируют между собой прижимаемыми друг к другу лобовыми поверхностями упругих баллонов. На прямых участках пути баллоны обоих переходов слегка поджаты (сплющены), что обеспечивает плотность контакта на поворотах, когда с внутренней стороны поворота баллоны сплющивются ещё больше, а с внешней – расправляются, не теряя контакта между собой. Упругого хода двух слегка поджатых друг к другу баллонов оказывается достаточно для того, чтобы выбрать образующийся на поворотах зазор с внешней стороны поворота.
Переходы с ограждением подобного рода известны также из [SU 1654076, JPH04159172 и CN201863851].
Известны также герметизированные переходы, включающие выполненное в виде гармошки гибкое ограждение закнутого контура, соединённое по концам с привинчиваемой и сцепной рамами [RU 165585 U1, RU 185365 U1]. Сцепные рамы служат для соединения переходов смежных вагонов между собой. Для их сцепления они имеют выступающие за их плоскость крючья и пазы, расположенные так, что при их соединении крючья рамы одного вагона входят в пазы рамы другого. Кроме того, они включают упругий элемент, расположенный по замкнутому контуру по периферии торцевой части рамы, служащий для уплотнения стыка между рамами.
В ходе эксплуатации пассажирского подвижного состава иногда требуется соединить вагон, оснащённый балонным переходом, с вагоном, оснащённым герметизированным переходом. Непосредственно состыковать два перехода невозможно, во первых, из-за разных размеров их контактных периметров, а во-вторых, из-за того что выступающие соединительные крючья герметичного перехода прорвут сравнительно тонкую оболочку баллонов.
Известно устройство (далее – адаптер) для сочленения герметичного перехода с баллонным, выполненное в виде плоской П-образной рамы с широкими вертикальными планками, одна из сторон которых, предназначенная для контакта с баллонным переходом, гладкая, а другая снабжена средствами для скрепления со сцепной рамой герметичного перехода, в качестве которых служат крюки и зацепы [RU 2506184]. Такой адаптер не обеспечивает герметичности перехода при прохождением поездом криволинейных участков пути. Поскольку каждая его планка контактирует только с одним баллоном сопрягаемого перехода, то хода баллона от состояния «полностью сплющен» до «полностью расправлен» оказывается недостаточно для выбирания зазора, образующегося с внешней стороны поворота. Тогда как с внутренней стороны поворота баллон может быть полностью раздавлен до смыкания металлических поверхностей смежных переходов и даже их деформации друг об друга.
Ещё одним недостатком известного адаптера является его большая масса, поскольку его боковые планки имеют значительную ширину, необходимую для сохранения герметичности на прямолинейных участках пути при скольжении по ним баллонов при поперечных взаимных смещениях вагонов.
Задачей предложенной полезной модели является создание адаптера для соединения баллонного перехода с герметизированным переходом, который обеспечивал бы герметичность перехода при всех возможных (угловых и поперечных, вертикальных и горизонтальных) взаимных смещениях вагонов во время движения поезда.
Техническим результатом настоящей полезной модели является обеспечение герметичности соединения баллонного межвагонного перехода с герметизированным переходом при любом взаимном положении вагонов, а также снижение массы адаптера.
Указанный технический результат достигается тем, что в известный адаптер для соединения баллонного межвагонного перехода с герметизированным, содержащий раму, с устройством для скрепления со сцепной рамой герметизированного перехода, указанная рама, на стороне, предназначенной для контакта с баллонным переходом, дополнительно содержит упругие уплотнительные элементы в виде изогнутых в поперечном сечении профилей, установленные на её боковых и верхней планках выпуклой стороной кнаружи.
Кроме того, уплотнительные элементы выполнены полыми.
Кроме того, уплотнительные элементы в поперечном сечении имеют серповидный профиль.
Кроме того, с вогнутой стороны профиль включает прямолинейный участок.
Кроме того, адаптер дополнительно содержит шарнирно соединённые с его рамой настильные листы.
Кроме того, адаптер выполнен разборным.
Благодаря установке на боковых и верхней планках рамы адаптера упругих уплотнительных элементов, выполненных в виде изогнутых в поперечном сечении профилей, обращённых выпуклостью кнаружи (от планок), обеспечивается герметичность соединения двух переходов при любом взаимном положении вагонов, поскольку указанные уплотнительные элементы благодаря своей упругости находятся в постоянном контакте с баллонами перехода.
Кроме того, это позволяет снизить массу адаптера за счёт уменьшения ширины планок рамы адаптера.
Благодаря выполнению уплотнительных элементов полыми надёжно обеспечивается герметичность перехода за счёт выравнивания жёсткостей этих элементов и сопрягаемых с ними баллонов. Кроме того, это увеличивает срок службы баллонов, не подвергаемых чрезмерной деформации на поворотах.
Благодаря приданию уплотнительным элементам серповидного профиля герметичность их соединения с баллонами обеспечивается при любом повороте или поперечном смещении вагонов.
Благодаря наличию прямолинейного участка с внутренней стороны серповидного профиля повышается долговечность скрепления уплотнительных элементов с планками адаптерной рамы.
Благодаря наличию в составе адаптера соединённых шарнирно с его рамой настильных листов обеспечивается безопасность прохода через состыкованные переходы разных конструкций.
Благодаря выполнению предложенного адаптера разборным его можно перевозить в багажных секциях одного или нескольких вагонов состава и собирать при необходимости на любой станции по пути следования.
Существо полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан фронтальный вид на предложенный адаптер со стороны, предназначенной для контакта с баллонным переходом.
На фиг. 2 показан поперечный разрез горизонтальной плоскостью герметизированного и баллонного переходов, соединённых через предложенный адаптер для случая, когда продольные оси вагонов совпадают.
На фиг. 3 показан фрагмент предложенного адаптера, иллюстрирующий вариант исполнения упругого исполнительного элемента.
На фиг. 3 показан поперечный разрез горизонтальной плоскостью участка адаптера с упругим уплотнительным элементом, выполненным в виде сплошной пластины.
На фиг. 4 показан поперечный разрез горизонтальной плоскостью герметизированного и баллонного переходов, соединённых через предложенный адаптер для случая, когда продольные оси вагонов расположены под углом при прохождении поездом криволинейного участка пути.
На фиг. 5 показан поперечный разрез горизонтальной плоскостью герметизированного и баллонного переходов, соединённых через предложенный адаптер для случая, когда при прохождении кривой вагоны испытывают боковое смещение.
1
2
3
1
4
5
1
6
7
8
9
8
Предложенный адаптер состоит из плоской рамы , имеющей средства для соединения со сцепной рамой  герметизированного перехода  (фиг. 1 и 2). Рама  может содержать по меньшей мере две боковые и верхнюю планки  и  соответственно, расположенные в одной плоскости (фиг. 1). Предпочтительно, чтобы рама  включала ещё и нижнюю планку , с которой через шарниры  соединены откидные настильные листы  и . По форме каждый из настильных листов соответствует сопрягаемому с ним настильному листу того перехода, к которому он обращён, так чтобы в рабочем положении эти листы слегка перекрывались при любых поворотах поезда. На фиг. 1 настильный лист  показан в поднятом проложении, а на фиг. 2, 4 и 5 – в опущенном положении.
1
2
2
10
11
2
12
2
13
2
14
1
15
2
1
2
Со стороны, предназначеной для сопряжения с этим переходом, рама  конструктивно выполнена так же, как и сцепная рама . Она содержит устройство для соединения со сцепной рамой , включающее крючья , выполненные с возможностью сцепления с зацепами  сцепной рамы  при повороте рукояти , обращённой к сцепной раме . Соответственно, крючья  сцепной рамы  выполненны с возможностью сцепления с зацепами  рамы  при повороте рукояти  сцепной рамы . Стык рам  и  герметизирован уплотнительной прокладкой, на чертежах не показанной.
16
4
5
1
17
1
18
16
18
16
Со стороны, предназначенной для сопряжения с баллонным переходом , к боковым  и верхней  планкам рамы  прикреплены упругие уплотнительные элементы , выполненные в виде изогнутых в поперечном сечении профилей из упругого материала, например резины, обращённых выпуклостью кнаружи, от рамы . Профили могут быть выполнены сплошными в поперечном сечении, в виде изогнутых пластин (фиг. 3). Если толщина таких профилей близка к толщине баллонов  баллонного перехода  (8 мм), то они трепещут на ветру и не обеспечивают герметичности, а при увеличении тощины растут их масса и жёсткость, что нежелательно. Предпочтительно, чтобы они были выполнены полыми, как показано на фиг. 1, 2, 4 и 5, поскольку такое исполнение позволяет добиться совпадения их упругих характеристик с характеристиками сопрягаемых и находящихся с ними в постоянном контакте баллонов  баллонного перехода . Кроме того, это позволяет снизить их массу.
17
18
19
20
17
4
5
17
18
17
4
5
2
Экспериментальным путём установлено, что наиболее надёжный контакт между упругими уплотнительными элементами  и баллонами  при всех возможных смещениях и поворотах вагонов  и  относительно друг друга обеспечивается, когда элементы  имеют серповидный профиль поперечного сечения, обращённый выпуклостью в сторону баллонного перехода, причём ширина профиля превосходит ширину планок  и . Как показано на фиг. 3 и 4, это обеспечивает плавное взаимное обкатывание профилей элементов  и баллонов  без нарушения герметичности контактов между ними. Благодаря такому выполнению элементов  отпадает необходимость использования широких планок  и . Их ширина может быть такой же, как у планок сцепной рамы , и потому их масса оказывается существенно меньше, чем у планок прототипа.
1
16
21
Для упрощения и удешевления изготовления рамы  предпочтительно, чтобы её планки имели простейшую плоскую форму граней. Поэтому для повышения надёжности соединения с ними элементов  последние должны на стороне, обращённой к планкам, то есть на внутренней стороне серповидного профиля, иметь прямолинейный участок . Это позволяет распределить нагрузку по большей площади профиля, что предотвращает его излом или отрыв от планки.
Необходимость сочленения вагонов с разными переходами обычно возникает вдали от мест формирования поездов, и потому каждый состав должен иметь хотя бы один адаптер в качестве возимого инвентаря. Для удобства его размещения желательно, чтобы он был разборным. Для этого планки адаптера дополнительно включают элементы, необходимые для их соединения в дорожных условиях без применения заводского оборудования или заводских технологических операций, например направляющие штыри и стяжные болты. Четыре планки, сложенные в один пакет, помещаются в чехол и укладываются в багажное отделение вагона.
2
3
12
15
3
3
8
17
18
9
Для установки адаптера он соединяется со сцепной рамой  герметизированного перехода  точно так же, как если бы она соединялась с такой же сцепной рамой герметизированного перехода другого вагона. Обе рукояти  и , управляющие сцепными крюками, обращены в сторону перехода  и приводятся в действие сцепщиком, находящимся внутри перехода . Затем откидывается (опускается) настильный лист , производится сцепка вагонов, в ходе которой упругие уплотнительные элементы  поджимаются к баллонам , после чего откидывается настильный лист .