КУЗОВ ВАГОНА

Полезная модель относится к кузову вагона рельсового транспортного средства, включающему корпус кузова вагона и соединительное устройство, расположенное в продольном направлении в или на корпусе кузова вагона и предназначенное для соединения кузова вагона с двумя соседними кузовами вагонов. Кузова вагонов, в частности, обычной конструкции из экструдированного профиля не подходят для распределения концентрированных нагрузок. Поэтому состыковка сцепных устройств для соединения отдельных кузовов вагонов многосоставного рельсового транспортного средства связана со сравнительно высокими затратами. Эти высокие затраты на соединения делают изготовление многосоставных рельсовых транспортных средств неэкономичным по сравнению с концепцией меньшего количества вагонов, но с более длинными кузовами вагонов.
В известном уровне техники соединительные шарнирные соединительные элементы закрепляют предпочтительно ориентированными перпендикулярно направлению движения фланцевыми соединениями на концах кузовов вагонов. За площадкой фланца у алюминиевых кузовов вагонов необходимы затратные переходные конструкции, чтобы равномерно распределить силовой поток на трубы, состоящие предпочтительно из тонкостенных полых профилей.
Ближайшим аналогом заявленной полезной модели является известный из АТ 502530 А1 (опуб. 15.04.2007) кузов вагона рельсового транспортного средства, включающий корпус кузова вагона и соединительное устройство, расположенное на корпусе кузова вагона в продольном направлении и предназначенное для соединения кузова вагона с двумя соседними кузовами вагонов, причем соединительное устройство включает соединительную тягу, первый внешний шарнир для соединения с соседним кузовом вагона и второй внешний шарнир для соединения с соседним кузовом вагона, причем соединительная тяга выполнена с возможностью нагружения как на растяжение, так и на сжатие и с возможностью передачи продольных нагрузок между соседними кузовами вагонов напрямую, не нагружая корпус кузова вагона в продольном направлении. Недостатком этого известного технического решения является то, что части переходных мостиков соединительного устройства и окружающего переход волнообразного сильфона опираются через ползун на соединительную тягу, соединяющую два соседних кузова вагона. У переходов нет иного функционала кроме соединения соседних вагонов, не  принимая во внимание возможность использования для стояния или складирования их основной площади.
Задача состоит в том, чтобы создать кузов вагона указанного типа, обеспечивающий возможность компоновок вагонов с большим количеством коротких кузовов вагона.
Поставленная задача решена посредством технического решения, охарактеризованного признаками п. 1 формулы настоящей полезной модели.
Преимуществом такого решения является то, что высокие продольные нагрузки в рамках многосоставных рельсовых транспортных средств между внешними шарнирами передают без силовых потоков в продольном направлении через корпус кузова вагона, а напрямую через соединительную тягу, рассчитанную на растяжение и сжатие. Соединительное устройство является, таким образом, автономным от корпуса кузова вагона силовым вектором. Соединительная тяга может, таким образом, располагаться в или на корпусе кузова вагона, т.е., например, под корпусом кузова вагона или в продольном канале корпуса кузова вагона.
Продольным направлением в рамках данной полезной модели обозначено направление вдоль рельсового транспортного средства, т.е. от и к соседним кузовам вагонов. Поперечным направлением обозначают горизонтальное направление, перпендикулярное продольному направлению и вертикальному направлению.
Соединительное устройство в отличие от уровня техники является сплошным соединением с соседними кузовами вагонов, разгружающим корпус кузова вагона. Распространенные в уровне техники фланцевые соединения отпадают. Это, в частности, предпочтительно для кузовов вагонов из алюминия, у которых эти фланцы реализуемы только с большими затратами. Соединительные устройства выполнены в отличие от этого главным образом из стали, что также подходит для относительно компактных соединительных тяг и их соединений с рычагами шарниров.
Полезная модель обеспечивает очень простое и, тем самым, легкое и экономичное изготовление коротких кузовов вагонов, у которых преимущество ненужности полностью нагружаемых фланцевых соединений перевешивает принципиальный недостаток параллельных силовых векторов. Тем самым, многосоставные конструкции компоновок вагонов сравнительно экономичнее.
В одном из вариантов осуществления соединительная тяга также имеет центральную штангу, первый рычаг шарнира, соединенный первым соединением с центральной штангой, причем первый рычаг шарнира имеет на обращенном от центральной штанги конце первый внешний шарнир, и второй рычаг шарнира, соединенный вторым соединением с центральной штангой, причем второй рычаг шарнира имеет на обращенном от центральной штанги конце второй внешний шарнир. Соединения обеспечивают нагружаемость соединительного устройства давлением и растяжением. Конструкция обеспечивает также определенную гибкость соединительного устройства в поперечном и вертикальном направлении.
Предпочтительно наличие у корпуса кузова вагона направляющего канала в продольном направлении, в котором соединительное устройство проходит в вертикальном и поперечном направлении. Направляющий канал встроен предпочтительно в днище кузова вагона. Кузов вагона имеет, таким образом, проходящий насквозь направляющий канал, в котором центральная штанга проходит в вертикальном и поперечном направлении.
В одном из вариантов осуществления кузов вагона включает захватный элемент, образующий геометрическое замыкание между соединительным устройством и корпусом кузова вагона. Захватный элемент, таким образом, предназначен в качестве геометрического замыкания для передачи сил натяжения между деталями соединительной штанги и для соединения с корпусом кузова вагона. Захватный элемент может быть выполнен в виде вращательно симметричной втулки, проходящей предпочтительно в вертикальном направлении (перпендикулярно направлению действия нагрузки). Захватный элемент может иметь цилиндрический штифт.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления, соединение между одним из рычагов шарнира и центральной штангой включает, по меньшей мере, внутренний шарнир и/или эластичный элемент. Внутренний шарнир или шарниры допускают, тем самым, определенную гибкость соединительного устройства (например, при движении в повороте). Соединение обеспечивает эластичным элементом обратимое поглощение энергии в продольном направлении.
Одно или оба соединения могут иметь несколько эластичных элементов. Эластичный элемент или элементы может/могут быть пружинными пластинами и/или пружинными шайбами, расположенными сгруппировано предпочтительно в продольном направлении.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления кузов вагона имеет, по меньшей мере, соединенную с корпусом кузова вагона компоновку опор для опирания соединительной компоновки в вертикальном и поперечном направлении. Предпочтительно по одной опорной компоновке расположено под каждым рычагом шарнира. Для опирания соединительной компоновки опорная компоновка включает  ползуны. Это обеспечивает пружинящее движение (эластичных) внутренних шарниров с малым износом от трения. Также на каждый рычаг шарнира предусмотрено две или более опорные компоновки, например на каждый рычаг шарнира соответственно одна над и одна под рычагом шарнира. Опорная (-ые) компоновка/компоновки расположена (-ны) предпочтительно в проводящем канале.
В другом предпочтительном варианте осуществления опорная компоновка включает ползуны с клинообразным поперечным сечением перпендикулярно продольному направлению. Каждая пара ползунов в поперечном направлении расположена под соединительной компоновкой или над ней и сходится клинообразно. Это центрирует без зазоров соединительную компоновку или рычаги шарниров.
Предпочтительно, чтобы кузов вагона был без ходовой части шасси. Кузов вагона данной полезной модели обеспечивает возможность несложного и более экономичного изготовления коротких и, тем самым, более легких кузовов вагонов. Таким образом, кузов вагона может быть выполнен в виде переходного модуля без собственного шасси между двумя несущими вагонами. Внешние шарниры для соединения с несущими вагонами выполнены для поглощения вертикальных и поперечных нагрузок.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления корпус кузова вагона получает функциональные элементы, не предназначенные для механического соединения с соседними кузовами. Кузов вагона в этом случае является, например, пассажирским вагоном или товарным вагоном, предпочтительно без ходовой части шасси.
В другом предпочтительном варианте осуществления корпус кузова вагона получает, по меньшей мере, один из следующих функциональных элементов: боковые наружные двери, посадочные места, туалеты, техническое оборудование для преобразования энергии или обработки информации. Кузов вагона, таким образом, может быть оборудован как пассажирский или как товарный вагон, причем он предпочтительно без ходовой части и имеет меньшую длину, чем соседние несущие кузова вагонов.
Предпочтительно, чтобы первый несущий вагон и второй несущий вагон имели каждый ходовую часть шасси, причем кузов вагона был бы без ходовой части. Кузова вагонов данной полезной модели могут, таким образом, опираться на соседние вагоны (несущие вагоны), что дополнительно снижает стоимость рельсового транспортного средства.
Описанные выше характеристики, признаки и преимущества, настоящей полезной  модели, поясняются на примере ее выполнения и поясняются на основе чертежей, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - вид в разрезе кузова вагона в продольном направлении с соединительным устройством,
фиг. 2 - деталь соединительного устройства в разрезе,
фиг. 3 - деталь кузова вагона по данной полезной модели.
На фиг. 1 показан вид в разрезе кузова вагона по данной полезной модели в продольном направлении, включающей кузов 1 вагона по данной полезной модели, а также первый несущий вагон 2 и второй несущий вагон 3. Кузов 1 вагона в этом варианте осуществления выполнен без ходовой части шасси, но существует возможность наличия у кузова вагона 1 собственного шасси.
Кузов 1 вагона включает корпус 4 и соединительное устройство 5. Соединительное устройство 5 расположено в корпусе 4 кузова вагона в продольном направлении и предназначено для соединения кузова 1 вагона с двумя соседними кузовами вагонов (первый несущий вагон 2 и второй несущий вагон 3).
Соединительное устройство 5 (см. фиг. 1-3) включает соединительную штангу. Соединительная штанга содержит центральную штангу 6 и первый рычаг 7 шарнира, соединенный первым соединением 8 с центральной штангой 6. Первый рычаг 7 шарнира имеет на обращенном от центральной штанги 6 конце первый внешний шарнир 9 для соединения с соседним кузовом вагона (второго несущего вагона 3). Соединительное устройство 5 включает также второй рычаг 10 шарнира, соединенный вторым соединением 11 с центральной штангой 6. Второй рычаг 10 шарнира имеет на обращенном от центральной штанги 6 конце второй внешний шарнир 12 для соединения с соседним кузовом вагона (первого несущего вагона 2).
Соединительное устройство 5, таким образом, в отличие от уровня техники обеспечивает сквозное соединение с соседними кузовами вагонов несущих вагонов 2, 3, разгружающим корпус 4 кузова вагона. Распространенные в уровне техники фланцевые соединения становятся ненужными. Это особенно предпочтительно для кузовов вагонов из алюминия, в которых такие фланцы реализуемы только затратно. Соединительное устройство 5, в отличие от этого, может быть изготовлено главным образом из стали, подходящей также для реализуемой с относительно компактными размерами центральной штанги 6 с ее соединениями с рычагами шарниров. Несущие вагоны 2, 3, например, имеют известные из уровня техники фланцевые соединения 13, 14 для соединения с каждым из внешних шарниров 12, 9.
Полезная модель обеспечивает возможность очень простого и, тем самым, несложного и экономичного изготовления коротких кузовов 1 вагонов. Таким образом, многосоставные конструкции компоновок вагонов рельсовых транспортных средств становятся сравнительно экономичнее.
Корпус 4 кузова вагона включает направляющий канал 15 в продольном направлении, в котором в вертикальном и поперечном направлениях проведено соединительное устройство 5. Направляющий канал 15 встроен в днище корпуса 4 вагона 4. Корпус 4 кузова вагона содержит, таким образом, проходящий насквозь в продольном направлении направляющий канал 15, в котором в вертикальном и поперечном направлении проведены центральная штанга 6 и рычаги 7, 10 шарниров.
Кузов 1 вагона включает захватный элемент 16, образующий геометрическое замыкание между соединительным устройством 5 и корпусом 4 кузова вагона. Захватный элемент 16 может быть предназначен для геометрического замыкания с целью передачи сил натяжения между деталями соединительной штанги и для присоединения к корпусу 4 кузова вагона. Захватный элемент 16 может быть выполнен в виде вращательно симметричной втулки, проходящей предпочтительно в вертикальном направлении (перпендикулярном направлении распределения нагрузок).
Соединения 8, 11 между рычагами 7, 10 шарнира и центральной штангой 6 имеют каждый по внутреннему шарниру.
Соединения 8, 11 включают между рычагами 7, 10 шарнира и центральной штангой 6, по меньшей мере, эластичный элемент (в данном случае по три). Это обеспечивает возможность обратимого поглощения энергии в продольном направлении, например, при обычном торможении рельсового транспортного средства. Эластичные элементы являются пружинными кольцами, расположенными сгруппировано в продольном направлении. Возможно использование и других эластичных элементов.
Кузов вагона 1 включает по рычагу 7, 10 шарнира, две соединенные с корпусом 4 кузова вагона опорные компоновки 17, 18, на которые в вертикальном и поперечном направлении опираются соединительные компоновки (см. в частности фиг. 2 и 3). По одной опорной компоновке 17 расположено в вертикальном направлении под каждым рычагом 7, 10 шарнира. По одной опорной компоновке 18 расположено в вертикальном направлении над каждым рычагом 7, 10. Для опирания соединительной компоновки опорная компоновка имеет ползуны 19. Это обеспечивает подпружиненное движение (эластичных) внутренних шарниров с малым износом от трения. Для каждого рычага 7, 10 шарнира может быть предусмотрено более двух опорных компоновок 17, 18 или только по одной опорной компоновке 17, 18. Опорные компоновки 17, 18 расположены в направляющем канале 15.
Ползуны 19 имеют клиновидное поперечное сечение вертикально продольному направлению (как показано на фиг. 1 справа налево). По паре ползунов 19 расположено в поперченном направлении под или над соединительной компоновкой 5 сходится клиновидно. Это обеспечивает центровку соединительного устройства 5 или рычагов 7, 10 шарниров без зазоров.
Следует учесть, что полезная модель проиллюстрирована и описана предпочтительными примерами ее осуществления, но не ограничена раскрытыми примерами, а специалист сможет вывести другие варианты без нарушения объема правовой защиты полезной модели.
Перечень условных обозначений
1 - кузов вагона;
2 - первый несущий вагон;
3 второй несущий вагон;
4 - корпус кузова вагона;
5 - соединительное устройство;
6 - центральная штанга;
7 - первый рычаг шарнира;
8 - первое соединение;
9 - первый внешний шарнир;
10 - второй рычаг шарнира;
11 - второе соединение;
12 - второй внешний шарнир;
13 - фланцевое соединение;
14 - фланцевое соединение;
15 - проводящий канал;
16 - захватный элемент;
17 - опорная компоновка;
18 - опорная компоновка;
19 -ползун.