УЗЕЛ СЦЕПКИ И ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО, ВКЛЮЧАЮЩЕЕ В СЕБЯ ТАКОЙ УЗЕЛ СЦЕПКИ
HITCH ASSEMBLY AND RAILWAY VEHICLE, INCLUDING SUCH HITCH ASSEMBLY

[0001] В настоящей заявке испрашивается приоритет по заявкам на патент Китая № 201610920536,4, № 201610921273,9, № 201610920379,7, под общим названием «COUPLER ASSEMBLY AND RAIL VEHICLE HAVING THE SAME», поданным в Государственное ведомство интеллектуальной собственности Китая 21 октября 2016 года, полное содержание которых включено сюда путем ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0002] Настоящее изобретение относится к области железнодорожных транспортных средств и, в частности, к узлу сцепки и железнодорожному транспортному средству, включающему в себя такой узел сцепки.
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] С увеличением скорости движения высокоскоростных поездов все большее внимание уделяется пассивной безопасности.
[0004] Для уменьшения сопротивления воздуха и улучшения пусковых характеристик в настоящее время головные участки поездов, как правило, имеют обтекаемую форму шаттла. При такой конструкции, несмотря на то, что поезд может иметь уменьшенное сопротивление движению и увеличенную скорость, передний концевой участок головного участка может иметь узкое пространство и может вмещать только узел сцепки, и не имеет пространства для размещения крупногабаритного энергопоглощающего механизма.
[0005] Узлы сцепок являются элементами, которые первые подвергаются удару при столкновении двух высокоскоростных поездов. Хотя сцепка может быть выполнена в виде энергопоглощающей сцепки, она может поглощать только ограниченное количество энергии и не может полностью поглотить энергию, образованную в результате столкновения поездов. Таким образом, существует скрытая опасность, заключающаяся в том, что в процессе перемещения назад после столкновения сцепка может проникать в верхнюю часть головы поезда, повреждая устройства в верхней части, или может падать на рельсы, повышая вероятность схода с рельсов.
[0006] В связи с этим техническая проблема, стоящая перед специалистами в данной области техники, заключается в улучшении конструкции традиционной сцепки таким образом, чтобы энергопоглощающий модуль заднего конца сцепки мог выполнять свою функцию для предотвращения проблем, связанных тем, что в процессе перемещения назад после столкновения сцепка может проникать в верхнюю часть головы поезда, повреждая устройства в верхней части, или может падать на рельсы, повышая вероятность схода с рельсов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0007] В соответствии с настоящим изобретением обеспечены узел сцепки и железнодорожное транспортное средство, включающее в себя узел сцепки. Конструкция узла сцепки может не только обеспечивать функцию сцепления сцепки при нормальной работе транспортного средства, но также может предотвращать проблемы, связанные с тем, что в процессе перемещения назад после столкновения сцепка может проникать в верхнюю часть головы транспортного средства, повреждая устройства в верхней части, или может падать рельсы, повышая вероятность схода с рельсов, в результате чего пассивная безопасность железнодорожного транспортного средства при столкновении может быть улучшена.
[0008] Для решения вышеописанных технических проблем в соответствии с настоящим изобретением обеспечен узел сцепки, который выполнен с возможностью размещения в передней части головы железнодорожного транспортного средства, и узел сцепки включает в себя:
основание для установки сцепки, прикрепленное к голове транспортного средства; и
сцепку, жестко установленную на основании для установки сцепки,
и узел сцепки дополнительно включает в себя опорный элемент, обеспеченный с каждой из двух сторон основания для установки сцепки, опорный элемент имеет направляющую скольжения, расположенную под наклоном в продольном направлении, и передний конец направляющей скольжения расположен выше, чем задний конец направляющей скольжения; и
скользящий элемент жестко установлен с каждой из двух сторон основания для установки сцепки, и скользящий элемент взаимодействует с возможностью скольжения с направляющей скольжения с соответствующей стороны; и узел сцепки выполнен таким образом, что в начальном состоянии основание для установки сцепки жестко соединено с опорным элементом, а скользящий элемент расположен на переднем конце направляющей скольжения.
[0009] В узле сцепки в соответствии с настоящим изобретением основание для установки сцепки жестко соединено с головой транспортного средства, и опорные элементы, имеющие направляющие скольжения, обеспечены с двух сторон основания для установки сцепки соответственно, и скользящие элементы, взаимодействующие с возможностью скольжения с направляющими скольжения соответственно, жестко установлены на основании для установки сцепки. Каждая из направляющих скольжения расположена под наклоном в продольном направлении кузова транспортного средства, и ее передний конец расположен выше, чем задний конец. На практике при столкновении железнодорожного транспортного средства основание для установки сцепки, к которому прикреплена сцепка, и опорные элементы отсоединяются. В это время, так как скользящие элементы основания для установки сцепки могут взаимодействовать с возможностью скольжения с направляющими скольжения соответственно, основание для установки сцепки может скользить вместе со скользящими элементами вдоль направляющих скольжения к задней нижней стороне кузова транспортного средства, то есть траектория движения основания для установки сцепки после столкновения ограничена, что предотвращает проникновение основания для установки сцепки в верхнюю часть и соответственно повреждение оборудования в верхней части или предотвращает падение на рельсы и соответственно повышение вероятности схода с рельсов, что, в свою очередь, улучшает пассивную безопасность железнодорожного транспортного средства при столкновении. Следует отметить, что сцепки двух транспортных средств сцепляются при столкновении, в связи с этим сцепка и основание для установки сцепки могут удерживаться в горизонтальном положении во время скольжения вдоль направляющих скольжения.
[0010] Опорный элемент представляет собой плиту, прикрепленную к нижней части тяговой балки головы транспортного средства.
[0011] Узел сцепки дополнительно включает в себя упорную плиту, прикрепленную к тяговой балке, и упорная плита расположена над основанием для установки сцепки.
[0012] Направляющая скольжения представляет собой отверстие скольжения, образованное в плите, а скользящий элемент представляет собой штифт; или направляющая скольжения представляет собой паз скольжения, образованный в плите, а скользящий элемент представляет собой ролик.
[0013] Направляющая скольжения представляет собой направляющий паз скольжения, образованный в опорном элементе, а скользящий элемент представляет собой скользящий блок.
[0014] В соответствии с настоящим изобретением дополнительно обеспечен другой узел сцепки, который выполнен с возможностью размещения в передней части головы железнодорожного транспортного средства, и узел сцепки включает в себя:
основание для установки сцепки, прикрепленное к голове транспортного средства; и
сцепку, жестко установленную на основании для установки сцепки,
причем узел сцепки дополнительно включает в себя опорный элемент и поворотный элемент, обеспеченные с каждой из двух сторон основания для установки сцепки;
поворотный элемент имеет один конец, поворотно соединенный с нижним концом соответствующего опорного элемента, и центр вращения этого конца расположен горизонтально и перпендикулярно направлению длины железнодорожного транспортного средства, и поворотный элемент имеет другой конец, шарнирно соединенный с верхним концом основания для установки сцепки; и
узел сцепки выполнен таким образом, что в начальном состоянии основание для установки сцепки жестко соединено с опорным элементом, и точка шарнирного соединения, в которой поворотный элемент шарнирно соединен с основанием для установки сцепки, расположена над точкой поворотного соединения, в которой поворотный элемент поворотно соединен с соответствующим опорным элементом.
[0015] В узле сцепки в соответствии с настоящим изобретением каждая из двух сторон основания для установки сцепки обеспечена опорным элементом и поворотным элементом, и поворотный элемент имеет один конец, поворотно соединенный с нижним концом соответствующего опорного элемента, и другой конец, шарнирно соединенный с верхним концом основания для установки сцепки, и узел сцепки выполнен таким образом, что в начальном состоянии основание для установки сцепки жестко соединено с опорными элементами, и точка соединения, в которой поворотный элемент соединен с основанием для установки сцепки, расположена выше, чем точка соединения, в которой поворотный элемент соединен с соответствующим опорным элементом. На практике после столкновения железнодорожного транспортного средства основание для установки сцепки, на котором жестко установлена сцепка, повреждается, основание для установки сцепки и опорные элементы отсоединяются, и в это время, так как поворотные элементы поворотно соединены с нижними концами опорных элементов, поворотные элементы поворачиваются к задней стороне кузова транспортного средства из-за столкновения, и так как основание для установки сцепки шарнирно соединено с поворотными элементами, сцепка и основание для установки сцепки могут приводиться в движение за счет поворота поворотных элементов по дуговой траектории к задней нижней стороне кузова транспортного средства. То есть траектория движения основания для установки сцепки после столкновения ограничена, что предотвращает проникновение основания для установки сцепки в верхнюю часть над опорными элементами и соответственно повреждение оборудования в верхней части или предотвращает падение на рельсы и соответственно повышение вероятности схода с рельсов, что, в свою очередь, улучшает пассивную безопасность железнодорожного транспортного средства при столкновении. Следует отметить, что сцепки двух транспортных средств сцепляются во время столкновения, в связи с этим сцепка, приводимая в движение за счет поворота поворотных элементов, все время может удерживаться в горизонтальном положении.
[0016] Следует отметить, что этот узел сцепки имеет такой же принцип, как узел сцепки, описанный выше, а именно траектория движения основания для установки сцепки после столкновения ограничена за счет обеспечения соответствующих элементов. В частности, траектория движения основания для установки сцепки после столкновения направлена к задней нижней стороне кузова транспортного средства.
[0017] Поворотный элемент шарнирно соединен с основанием для установки сцепки посредством первого вала вращения, и поворотный элемент поворотно соединен с соответствующим опорным элементом посредством второго вала вращения.
[0018] Первый вал вращения и второй вал вращения соответственно прикреплены к основанию для установки сцепки и соответствующему опорному элементу посредством крепежных элементов.
[0019] Узел сцепки дополнительно включает в себя установочную плиту, выполненную с возможностью соединения с головой транспортного средства. Установочная плита жестко соединена с задними концами двух опорных элементов.
[0020] Опорный элемент представляет собой профилированную конструкцию.
[0021] Сцепка представляет собой сцепку, имеющую энергопоглощающую конструкцию.
[0022] В соответствии с настоящим изобретением дополнительно обеспечено железнодорожное транспортное средство, которое включает в себя голову транспортного средства и узел сцепки, обеспеченный в передней части головы транспортного средства. Узел сцепки представляет собой узел сцепки в соответствии с любым из вышеописанных аспектов.
[0023] Поскольку вышеописанный узел сцепки имеет вышеописанные технические эффекты, железнодорожное транспортное средство, включающее в себя узел сцепки, также имеет соответствующие технические эффекты, повторное описание которых опущено.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0024] Фигура 1 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию первого варианта осуществления узла сцепки в соответствии с настоящим изобретением;
[0025] Фигура 2 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию узла сцепки, показанного на Фигуре 1, если смотреть под другим углом;
[0026] Фигура 3 представляет собой вид сверху узла сцепки, показанного на Фигуре 1;
[0027] Фигура 4 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию узла сцепки, показанного на Фигуре 1, и передней части головы железнодорожного транспортного средства до столкновения;
[0028] Фигура 5 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию узла сцепки, показанного на Фигуре 1, и передней части головы железнодорожного транспортного средства после столкновения;
[0029] Фигура 6 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию второго варианта осуществления узла сцепки в соответствии с настоящим изобретением;
[0030] Фигура 7 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию узла сцепки, показанного на Фигуре 6, если смотреть под другим углом;
[0031] Фигура 8 представляет собой вид сверху узла сцепки, показанного на Фигуре 6;
[0032] Фигура 9 представляет собой вид сбоку узла сцепки, показанного на Фигуре 6;
[0033] Фигура 10 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию узла сцепки, показанного на Фигуре 6, и передней части головы железнодорожного транспортного средства до столкновения;
[0034] Фигура 11 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию узла сцепки, показанного на Фигуре 6, и передней части головы железнодорожного транспортного средства после столкновения;
[0035] Фигура 12 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию третьего варианта осуществления узла сцепки в соответствии с настоящим изобретением;
[0036] Фигура 13 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию узла сцепки, показанного на Фигуре 12, если смотреть под другим углом;
[0037] Фигура 14 представляет собой вид сверху узла сцепки, показанного на Фигуре 12;
[0038] Фигура 15 представляет собой вид сбоку узла сцепки, показанного на Фигуре 12;
[0039] Фигура 16 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию узла сцепки, показанного на Фигуре 12, и передней части головы железнодорожного транспортного средства до столкновения; и
[0040] Фигура 17 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию узла сцепки, показанного на Фигуре 12, и передней части головы железнодорожного транспортного средства после столкновения.
[0041] Взаимно-однозначные соответствия между названиями и ссылочными позициями элементов, показанных на Фигурах 1-17, являются следующими:
11 сцепка,
12 основание для установки сцепки,
121 скользящий элемент,
121a штифт,
121b скользящий блок,
21 опорный элемент,
21a плита,
211 направляющая скольжения,
211a отверстие скольжения,
211b направляющий паз скольжения,
22 тяговая балка,
23 упорная плита,
24 установочная плита,
25 поворотный элемент.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0042] Для лучшего понимания технических решений настоящего изобретения специалистами в данной области техники настоящее изобретение подробно описано ниже со ссылкой на чертежи и варианты осуществления.
[0043] Передняя часть головы железнодорожного транспортного средства оборудована узлом сцепки, и с задней стороны узла сцепки расположен отсек оборудования. Следует отметить, что выражение места «передний» в настоящем документе относится к концу, расположенному вблизи головы транспортного средства, и соответственно выражение места «задний» относится к концу, удаленному от головы транспортного средства.
[0044] Обратимся к Фигурам 1-3, Фигура 1 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию первого варианта осуществления узла сцепки в соответствии с настоящим изобретением; Фигура 2 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию узла сцепки, показанного на Фигуре 1, если смотреть под другим углом; а Фигура 3 представляет собой вид сверху узла сцепки, показанного на Фигуре 1.
[0045] В этом варианте осуществления узел сцепки включает в себя сцепку 11 и основание 12 для установки сцепки. Сцепка 11 жестко установлена на основании 12 для установки сцепки.
[0046] В этом решении основание 12 для установки сцепки прикреплено к тяговым балкам 22 головы транспортного средства.
[0047] В этом варианте осуществления узел сцепки дополнительно включает в себя два опорных элемента 21, соответственно расположенных с двух сторон основания 12 для установки сцепки. В этом решении опорные элементы 21, в частности, выполнены в виде плит 21a, и каждая из плит 21a обеспечена направляющей 211 скольжения.
[0048] Следует отметить, что две стороны основания 12 для установки сцепки в настоящем документе относятся к двум сторонам в поперечном направлении железнодорожного транспортного средства.
[0049] Плита 21a может быть прикреплена к нижней части соответствующей тяговой балки 22.
[0050] Направляющая 211 скольжения в плите 21a расположена под наклоном в продольном направлении, и ее передний конец расположен выше, чем задний конец, то есть направляющая 211 скольжения расположена под наклоном к задней нижней стороне кузова транспортного средства. Продольное направление относится к направлению длины железнодорожного транспортного средства.
[0051] Скользящий элемент 121 жестко установлен с каждой из двух сторон основания 12 для установки сцепки, и скользящий элемент 121 взаимодействует с возможностью скольжения с направляющей 211 скольжения в плите 21a с соответствующей стороны.
[0052] Узел сцепки, в частности, выполнен таким образом, что в начальном состоянии, то есть после первоначальной сборки узла сцепки и головы транспортного средства, основание 12 для установки сцепки жестко соединено со всеми плитами 21a, и каждый из скользящих элементов 121 расположен на переднем конце соответствующей направляющей 211 скольжения.
[0053] Следует отметить, что взаимодействие между скользящим элементом 121 и направляющей 211 скольжения, в частности, реализовано таким образом, что при отсоединении основания 12 для установки сцепки, тяговых балок 22 и плит 21a скользящие элементы 121 могут вызывать скольжение основания 12 для установки сцепки и сцепки 11 вдоль направляющих 211 скольжения соответственно.
[0054] Как описано выше, основание 12 для установки сцепки узла сцепки жестко соединено с тяговыми балками 22, с двух сторон основания 12 для установки сцепки обеспечены плиты 21a, включающие в себя направляющие 211 скольжения, и скользящие элементы 121, взаимодействующие с возможностью скольжения с направляющими 211 скольжения соответственно, жестко установлены на основании 12 для установки сцепки, и, в частности, каждая из направляющих 211 скольжения расположена под наклоном в продольном направлении кузова транспортного средства, и ее передний конец расположен выше, чем задний конец. На практике при столкновении железнодорожного транспортного средства основание 12 для установки сцепки, к которому прикреплена сцепка 11, тяговые балки 22 и плиты 21a отсоединяются, и так как скользящие элементы 121 основания 12 для установки сцепки могут взаимодействовать с возможностью скольжения с направляющими 211 скольжения соответственно, в это время основание 12 для установки сцепки может скользить вместе со скользящими элементами 121 вдоль направляющих 211 скольжения к задней нижней стороне кузова транспортного средства, то есть траектория движения основания 12 для установки сцепки после столкновения ограничена, что предотвращает проникновение основания 12 для установки сцепки в верхнюю часть над тяговыми балками 22 и соответственно повреждение устройств в верхней части или предотвращает падение на рельсы и соответственно повышение вероятности схода с рельсов, что, в свою очередь, улучшает пассивную безопасность железнодорожного транспортного средства при столкновении.
[0055] Следует отметить, что сцепки 11 двух транспортных средств сцепляются при столкновении, в связи с этим сцепка 11 и основание 12 для установки сцепки могут удерживаться в горизонтальном положении во время скольжения вдоль направляющих 211 скольжения.
[0056] В варианте осуществления узел сцепки дополнительно включает в себя упорную плиту 23, которая прикреплена к тяговой балке 22 и расположена над основанием 12 для установки сцепки для ограничения перемещения основания 12 для установки сцепки вверх. Следует понимать, что упорная плита 23 не контактирует с основанием 12 для установки сцепки.
[0057] В частности, упорная плита 23 может быть обеспечена с каждой из двух сторон над основанием 12 для установки сцепки.
[0058] В частности, упорная плита 23 может быть прикреплена к тяговой балке 22 различным образом, например, путем сварки или крепления болтами.
[0059] В этом решении направляющая 211 скольжения плиты 21a представляет собой отверстие 211a скольжения, образованное в плите 21a, а скользящий элемент 121, прикрепленный к основанию 12 для установки сцепки, выполнен в виде штифта 121a. В конкретной конфигурации большой конец штифта 121a удерживается в отверстии 211a скольжения, что предотвращает высвобождение штифта 121a из отверстия 211a скольжения и при этом позволяет скольжение штифта 121a вдоль отверстия 211a скольжения.
[0060] Разумеется, скользящий элемент 121, взаимодействующий с отверстием 211a скольжения, также может представлять собой другие конструкции, например, винт.
[0061] В этом решении направляющая 211 скольжения плиты 21a также может представлять собой паз скольжения, образованные в плите 21a, а скользящий элемент 121, прикрепленный к основанию 12 для установки сцепки, может быть выполнен в виде ролика. В конкретной конфигурации ролик установлен в паз скольжения и может плавно скользить вдоль паза скольжения.
[0062] Следует понимать, что направляющая 211 скольжения плиты 21a и скользящий элемент 121, взаимодействующий с направляющей 211 скольжения, не ограничиваются двумя вышеописанными конструкциями, и при необходимости могут быть выполнены в виде других конструкций при условии, что скользящий элемент 121 может вызывать скольжение основания 12 для установки сцепки и сцепки 11, прикрепленной к основанию 12 для установки сцепки, вдоль направляющей 211 скольжения.
[0063] В этом решении два конца основания 12 для установки сцепки жестко соединены с тяговыми балками 22 и плитами 21a посредством крепежных элементов. В частности, крепежные элементы могут представлять собой заклепки, болты, шплинты или т.п. Таким образом, основание 12 для установки сцепки, жестко соединенное с тяговыми балками 22 и плитами 21a, выполнено с возможностью отсоединения, что упрощает обслуживание.
[0064] В этом решении сцепка 11 выполнена в виде сцепки, имеющей энергопоглощающую конструкцию, таким образом, при столкновении железнодорожного транспортного средства сцепка 11 может в определенной степени поглощать энергию, образуемую в результате столкновения, что дополнительно улучшает пассивную безопасность транспортного средства при столкновении.
[0065] Обратимся к Фигурам 4 и 5, Фигура 4 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию узла сцепки, показанного на Фигуре 1, и передней части головы железнодорожного транспортного средства до столкновения; а Фигура 5 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию узла сцепки, показанного на Фигуре 1, и передней части головы железнодорожного транспортного средства после столкновения.
[0066] Как показано на Фигуре 4, в первоначально собранном состоянии основание 12 для установки сцепки и плиты 21a узла сцепки жестко соединены крепежными элементами, и в это время каждый из скользящих элементов 121, прикрепленных к основанию 12 для установки сцепки, расположен на переднем конце направляющей 211 скольжения соответствующей плиты 21a.
[0067] При столкновении двух железнодорожных транспортных средств сначала сцепляются сцепки 11 двух транспортных средств. Поскольку сцепка 11 представляет собой энергопоглощающую сцепку, ее энергопоглощающая конструкция выполняет первичное поглощение энергии. В случае, если энергия столкновения велика и не может быть полностью поглощена энергопоглощающей конструкцией сцепки 11, крепежные элементы между основанием 12 для установки сцепки и тяговыми балками 22 и крепежные элементы между основанием 12 для установки сцепки и плитами 21a подвергаются воздействию силы и поглощают энергию. В случае, когда энергия столкновения достигает определенного значения, она может разрывать крепежные элементы, и за счет такого разрыва крепежных элементов происходит вторичное поглощение энергии. В это время основание 12 для установки сцепки, тяговые балки 22 и плиты 21a отсоединяются, и так как скользящие элементы 121, прикрепленные к основанию 12 для установки сцепки, могут взаимодействовать с возможностью скольжения с направляющими 211 скольжения плит 21a соответственно, в это время скользящие элементы 121 вызывают скольжение основания 12 для установки сцепки и сцепки 11 вдоль направляющих 211 скольжения к задней нижней стороне кузова транспортного средства, выполняя энергопоглощение в ходе скольжения. Кроме того, так как направляющие 211 скольжения ограничивают траектории движения сцепки 11 и основания 12 для установки сцепки, они могут предотвращать проникновение сцепки 11 и основания 12 для установки сцепки в верхнюю часть над тяговыми балками 22 и повреждение устройств в верхней части или предотвращать падение на рельсы в процессе скольжения. Обратимся к Фигуре 5, Фигура 5 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию сцепки 11 и основания 12 для установки сцепки после скольжения вдоль направляющих 211 скольжения в результате столкновения.
[0068] Следует отметить, что за счет сцепления сцепок 11 двух транспортных средств, сцепки 11 могут удерживаться в горизонтальном положении в течение всего процесса скольжения.
[0069] Также следует отметить, что после столкновения, когда сцепка 11 и основание 12 для установки сцепки находятся в состоянии, показанном на Фигуре 5, а энергия столкновения не полностью поглощена, сцепка 11 продолжит перемещение назад из положения, показанного на Фигуре 5, однако в это время сцепка 11 уже обошла отсек оборудования, таким образом, продолжение перемещения сцепки 11 назад не вызовет повреждения оборудования в отсеке оборудования.
[0070] В связи с этим порядок поглощения энергии при столкновении железнодорожного транспортного средства, оборудованного узлом сцепки, является следующим: сама сцепка 11 → крепежные элементы между основанием 12 для установки сцепки и тяговыми балками 22 и крепежные элементы между основанием 12 для установки сцепки и плитами 21a → направляющие 211 скольжения → кузов транспортного средства.
[0071] Дополнительно следует отметить, что расположение и количество крепежных элементов между основанием 12 для установки сцепки и тяговыми балками 22 и крепежных элементов между основанием 12 для установки сцепки и плитами 21a определяются после проверки в соответствии с практическими требованиями, и необходимо гарантировать, чтобы крепежные элементы не разрывались при нахождении сцепки 11 в нормальном сцепленном состоянии, в случае продольного удара или в случае несерьезных столкновений.
[0072] Обратимся к Фигурам 6-9, Фигура 6 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию второго варианта осуществления узла сцепки в соответствии с настоящим изобретением; Фигура 7 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию узла сцепки, показанного на Фигуре 6, если смотреть под другим углом; Фигура 8 представляет собой вид сверху узла сцепки, показанного на Фигуре 6; и Фигура 9 представляет собой вид сбоку узла сцепки, показанного на Фигуре 6.
[0073] В этом варианте осуществления узел сцепки включает в себя сцепку 11 и основание 12 для установки сцепки. Сцепка 11 жестко установлена на основании 12 для установки сцепки.
[0074] В этом варианте осуществления узел сцепки дополнительно включает в себя опорный элемент 21, расположенный с каждой из двух сторон основания 12 для установки сцепки, и каждый из опорных элементов 21 обеспечен направляющей 211 скольжения. Опорные элементы 21 жестко соединены с головой транспортного средства.
[0075] Следует отметить, что две стороны основания 12 для установки сцепки в настоящем документе относятся к двум сторонам в поперечном направлении железнодорожного транспортного средства.
[0076] Направляющая 211 скольжения опорного элемента 21 расположена под наклоном в продольном направлении, и ее передний конец расположен выше, чем задний конец, то есть направляющая 211 скольжения расположена под наклоном к задней нижней стороне кузова транспортного средства, а продольное направление относится к направлению длины железнодорожного транспортного средства.
[0077] Скользящий элемент 121 жестко установлен с каждой из двух сторон основания 12 для установки сцепки, и скользящий элемент 121 взаимодействует с возможностью скольжения с направляющей 211 скольжения опорного элемента 21 с соответствующей стороны.
[0078] В этом решении направляющая скольжения 211, в частности, выполнена в виде направляющего паза 211b скольжения, образованного в опорном элементе 21, а скользящий элемент 121, в частности, выполнен в виде скользящего блока 121b.
[0079] Узел сцепки, в частности, выполнен таким образом, что в начальном состоянии, то есть после первоначальной сборки узла сцепки и головы транспортного средства, основание 12 для установки сцепки жестко соединено со всеми опорными элементами 21, и каждый из скользящих блоков 121b расположен на переднем конце соответствующего направляющего паза 211b скольжения, взаимодействующего со скользящим блоком 121b.
[0080] Следует отметить, что взаимодействие между скользящим блоком 121b и направляющим пазом 211b скольжения, в частности, реализовано таким образом, что при отсоединении основания 12 для установки сцепки и опорных элементов 21, скользящие блоки 121b могут вызывать скольжение основания 12 для установки сцепки и сцепки 11 вдоль направляющих пазов 211b скольжения соответственно.
[0081] Как описано выше, опорные элементы 21 жестко установлены с двух сторон основания 12 для установки сцепки узла сцепки соответственно, опорный элемент 21 имеет направляющий паз 211b скольжения, и направляющий паз 211b скольжения расположен под наклоном в продольном направлении кузова транспортного средства, и его передний конец расположен выше, чем задний конец, и скользящие блоки 121b, взаимодействующие с возможностью скольжения с направляющими пазами 211b скольжения с соответствующих сторон, жестко установлены с двух сторон основания 12 для установки сцепки. На практике при столкновении железнодорожного транспортного средства основание 12 для установки сцепки, на котором жестко установлена сцепка 11, и опорные элементы 21 отсоединяются, и так как скользящие блоки 121b основания 12 для установки сцепки могут взаимодействовать с возможностью скольжения с направляющими пазами 211b скольжения соответственно, в это время основание 12 для установки сцепки может скользить вместе со скользящими блоками 121b вдоль направляющих пазов 211b скольжения соответственно к задней нижней стороне кузова транспортного средства, то есть траектория движения основания 12 для установки сцепки после столкновения ограничена, что предотвращает проникновение основания 12 для установки сцепки в верхнюю часть над опорными элементами 21 и соответственно повреждение устройств в верхней части или предотвращает падение на рельсы и соответственно повышение вероятности схода с рельсов, что, в свою очередь, улучшает пассивную безопасность железнодорожного транспортного средства при столкновении.
[0082] Следует отметить, что сцепки 11 двух транспортных средств сцепляются во время столкновения, в связи с этим сцепка 11 и основание 12 для установки сцепки могут удерживаться в горизонтальном положении во время скольжения вдоль направляющих пазов 211b скольжения.
[0083] В этом решении узел сцепки дополнительно включает в себя установочную плиту 24, причем установочная плита 24 жестко соединена с задними концами двух опорных элементов 21 и выполнена с возможностью соединения с головой железнодорожного транспортного средства.
[0084] В частности, установочная плита 24 может быть прикреплена к опорным элементам 21 путем сварки, которая является удобным и надежным способом крепления. Разумеется, они могут быть соединены другими способами.
[0085] В этом решении каждый из опорных элементов 21 обеспечен двумя или более направляющими пазами 211b скольжения, и очевидно, что направляющие пазы 211b скольжения расположены параллельно друг другу.
[0086] Предпочтительно, направляющие пазы 211b скольжения опорного элемента 21 расположены на равном расстоянии, что позволяет основанию 12 для установки сцепки скользить вдоль направляющих пазов 211b скольжения относительно плавно после столкновения.
[0087] Очевидно, что количество скользящих блоков 121b с каждой стороны основания 12 для установки сцепки равно количеству направляющих пазов 211b скольжения опорного элемента 21 с соответствующей стороны.
[0088] В этом решении опорный элемент 21 представляет собой профилированную конструкцию. Таким образом, опорный элемент 21 может иметь высокую прочность и гибкость и может улучшать пассивную безопасность узла сцепки.
[0089] В этом решении две стороны основания 12 для установки сцепки жестко соединены с опорными элементами 21 посредством крепежных элементов. В частности, крепежные элементы могут представлять собой заклепки, болты, шплинты или т.п. Таким образом, основание 12 для установки сцепки жестко соединено с опорными элементами 21 с возможностью отсоединения, что упрощает обслуживание.
[0090] В этом решении сцепка 11 выполнена в виде сцепки, имеющей энергопоглощающую конструкцию, и, таким образом, при столкновении железнодорожного транспортного средства сцепка 11 может в определенной степени поглощать энергию, образуемую в результате столкновения, что дополнительно улучшает пассивную безопасность транспортного средства при столкновении.
[0091] Обратимся к Фигурам 10 и 11, Фигура 10 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию узла сцепки, показанного на Фигуре 6, и передней части головы железнодорожного транспортного средства до столкновения; а Фигура 11 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию узла сцепки, показанного на Фигуре 6, и передней части головы железнодорожного транспортного средства после столкновения.
[0092] В решении, показанном на Фигурах 10 и 11, опорный элемент 21 имеет два направляющих паза 211b скольжения. Следует понимать, что в практической конфигурации количество направляющих пазов 211b скольжения не ограничивается двумя.
[0093] Как показано на Фигуре 10, в первоначально собранном состоянии основание 12 для установки сцепки и опорные элементы 21 узла сцепки жестко соединены посредством крепежных элементов, и в это время каждый из скользящих блоков 121b, прикрепленных к основанию 12 для установки сцепки, расположен на переднем конце направляющего паза 211b скольжения соответствующего опорного элемента 21.
[0094] При столкновении двух железнодорожных транспортных средств сначала сцепляются сцепки 11 двух транспортных средств. Поскольку сцепка 11 представляет собой энергопоглощающую сцепку, ее энергопоглощающая конструкция выполняет первичное поглощение энергии. В случае, если энергия столкновения велика и не может быть полностью поглощена энергопоглощающей конструкцией сцепки 11, крепежные элементы между основанием 12 для установки сцепки и опорными элементами 21 подвергаются воздействию силы и поглощают энергию. В случае, когда энергия столкновения достигает определенного значения, она может разрывать крепежные элементы, и за счет такого разрыва крепежных элементов происходит вторичное поглощение энергии. В это время основание 12 для установки сцепки и опорные элементы 21 отсоединяются, и так как скользящие блоки 121b, прикрепленные к основанию 12 для установки сцепки, могут взаимодействовать с возможностью скольжения с направляющими пазами 211b скольжения опорных элементов 21 соответственно, в это время скользящие блоки 121b вызывают скольжение основания 12 для установки сцепки и сцепки 11 вдоль направляющих пазов 211b скольжения к задней нижней стороне кузова транспортного средства, выполняя поглощение энергии в ходе скольжения. Кроме того, так как направляющие пазы 211b скольжения ограничивают траектории движения сцепки 11 и основания 12 для установки сцепки, они могут предотвращать столкновение сцепки 11 и основания 12 для установки сцепки с отсеком оборудования с задней стороны в процессе скольжения. Обратимся к Фигуре 11, Фигура 11 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию сцепки 11 и основания 12 для установки сцепки после скольжения вдоль направляющих пазов 211b скольжения в результате столкновения.
[0095] Следует отметить, что за счет сцепления сцепок 11 двух транспортных средств, сцепки 11 могут удерживаться в горизонтальном положении в течение всего процесса скольжения.
[0096] Также следует отметить, что после столкновения, когда сцепка 11 и основание 12 для установки сцепки находятся в состоянии, показанном на Фигуре 11, а энергия столкновения не полностью поглощена, сцепка 11 столкнется с установочной плитой 24 в положении, в котором сцепка 11 находится после скольжения, а затем столкнется с кузовом транспортного средства, однако в это время сцепка 11 уже обошла отсек оборудования, таким образом, продолжение перемещения сцепки 11 назад не вызовет повреждения оборудования в отсеке оборудования.
[0097] В связи с этим порядок поглощения энергии железнодорожного транспортного средства, оборудованного узлом сцепки, при столкновении является следующим: сама сцепка 11 → крепежные элементы между основанием 12 для установки сцепки и опорными элементами 21 → опорные элементы 21 → установочная плита 24 → кузов транспортного средства.
[0098] Также следует отметить, что расположение и количество крепежных элементов между основанием 12 для установки сцепки и опорными элементами 21 определяются после проверки в соответствии с практическими требованиями, и необходимо гарантировать, чтобы крепежные элементы не разрывались при нахождении сцепки 11 в нормальном сцепленном состоянии, в случае продольного удара или в случае несерьезных столкновений.
[0099] Обратимся к Фигурам 12-15, Фигура 12 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию третьего варианта осуществления узла сцепки в соответствии с настоящим изобретением; Фигура 13 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию узла сцепки, показанного на Фигуре 12, если смотреть под другим углом; Фигура 14 представляет собой вид сверху узла сцепки, показанного на Фигуре 12; и Фигура 15 представляет собой вид сбоку узла сцепки, показанного на Фигуре 12.
[0100] В этом варианте осуществления узел сцепки включает в себя сцепку 11 и основание 12 для установки сцепки. Сцепка 11 жестко установлена на основании 12 для установки сцепки.
[0101] В этом варианте осуществления узел сцепки дополнительно включает в себя опорный элемент 21 и поворотный элемент 25, расположенные с каждой из двух сторон основания 12 для установки сцепки. Опорные элементы 21 жестко соединены с головой транспортного средства.
[0102] Следует отметить, что две стороны основания 12 для установки сцепки в настоящем документе относятся к двум сторонам в поперечном направлении железнодорожного транспортного средства.
[0103] Поворотный элемент 25 имеет один конец, поворотно соединенный с нижним концом соответствующего опорного элемента 21, и центр вращения этого конца расположен горизонтально и перпендикулярно направлению длины железнодорожного транспортного средства. Поворотный элемент 25 имеет другой конец, шарнирно соединенный с верхним концом основания 12 для установки сцепки.
[0104] Узел сцепки, в частности, выполнен таким образом, что в начальном состоянии, то есть после первоначальной сборки узла сцепки и головы транспортного средства, основание 12 для установки сцепки жестко соединено с опорными элементами 21, и точка шарнирного соединения, в которой поворотный элемент 25 шарнирно соединен с основанием 12 для установки сцепки, расположена над точкой поворотного соединения, в которой поворотный элемент 25 поворотно соединен с соответствующим опорным элементом 21.
[0105] Следует отметить, что при относительном отсоединении основания 12 для установки сцепки и опорных элементов 21 поворотные элементы 25 могут соответственно поворачиваться вокруг точек поворотного соединения, в которых поворотные элементы 25 поворотно соединены с соответствующими опорными элементами 21, и при этом могут вызывать перемещение основания 12 для установки сцепки. То есть при нахождении основания 12 для установки сцепки и опорных элементов 21 в фиксированном состоянии вращение поворотных элементов 25 ограничено.
[0106] Как описано выше, опорные элементы 21 и поворотные элементы 25 обеспечены с двух сторон основания 12 для установки сцепки узла сцепки, и каждый из поворотных элементов 25 имеет один конец, поворотно соединенный с нижним концом соответствующего опорного элемента 21, и другой конец, шарнирно соединенный с верхним концом основания 12 для установки сцепки. Узел сцепки выполнен таким образом, что в начальном состоянии основание 12 для установки сцепки жестко соединено с опорными элементами 21, и точка соединения, в которой поворотный элемент 25 соединен с основанием 12 для установки сцепки, расположена выше, чем точка соединения, в которой поворотный элемент 25 соединен с соответствующим опорным элементом 21. На практике после столкновения железнодорожного транспортного средства основание 12 для установки сцепки, на котором жестко установлена сцепка 11, повреждается, основание 12 для установки сцепки и опорные элементы 21 отсоединяются, и в это время, так как поворотные элементы 25 поворотно соединены с нижними концами опорных элементов 21, поворотные элементы 25 поворачиваются к задней стороне кузова транспортного средства из-за столкновения, и так как основание 12 для установки сцепки шарнирно соединено с поворотными элементами 25, сцепка 11 и основание 12 для установки сцепки приводятся в движение за счет поворота поворотных элементов 25 по дуговой траектории к задней нижней стороне кузова транспортного средства. То есть траектория движения основания 12 для установки сцепки после столкновения ограничена, что предотвращает проникновение основания 12 для установки сцепки в верхнюю часть над опорными элементами 21 и соответственно повреждение устройств в верхней части или предотвращает падение на рельсы и соответственно повышение вероятности схода с рельсов, что, в свою очередь, улучшает пассивную безопасность железнодорожного транспортного средства при столкновении.
[0107] Следует отметить, что сцепки 11 двух транспортные средства сцепляются во время столкновения, в связи с этим сцепка 11, приводимая в движение за счет поворота поворотных элементов 25, все время может удерживаться в горизонтальном положении.
[0108] В этом решении узел сцепки дополнительно включает в себя установочную плиту 24, причем установочная плита 24 жестко соединена с задними концами двух опорных элементов 21 и выполнена с возможностью соединения с головой железнодорожного транспортного средства.
[0109] В частности, установочная плита 24 может быть прикреплена к опорным элементам 21 путем сварки, которая является удобным и надежным способом крепления. Разумеется, они могут быть соединены другими способами.
[0110] В практическом применении опорный элемент 21 может быть выполнен в виде профилированной конструкции. Таким образом, опорный элемент 21 может иметь высокую прочность и гибкость и может улучшать пассивную безопасность узла сцепки. Разумеется, опорный элемент 21 также может быть выполнен в виде других конструкций, а поворотный элемент 25 может быть выполнен в виде балочной конструкции.
[0111] В этом решении каждый из поворотных элементов 25 шарнирно соединен с основанием 12 для установки сцепки посредством первого вала вращения и поворотно соединен с соответствующим опорным элементом 21 посредством второго вала вращения.
[0112] Первый вал вращения и второй вал вращения могут быть соответственно прикреплены к основанию 12 для установки сцепки и к соответствующему опорному элементу 21 посредством крепежных элементов. В частности, крепежные элементы могут представлять собой заклепки, болты, шплинты или т.п.
[0113] В варианте осуществления два конца основания 12 для установки сцепки жестко соединены с опорными элементами 21 также посредством крепежных элементов. Подобным образом крепежные элементы могут представлять собой такие конструкции, как заклепка, болт или шплинт.
[0114] В этом решении сцепка 11 выполнена в виде сцепки, имеющей энергопоглощающую конструкцию, и, таким образом, при столкновении железнодорожного транспортного средства сцепка 11 может в определенной степени поглощать энергию, образуемую в результате столкновения, что дополнительно улучшает пассивную безопасность транспортного средства при столкновении.
[0115] Обратимся к Фигурам 16 и 17, Фигура 16 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию узла сцепки, показанного на Фигуре 12, и передней части головы железнодорожного транспортного средства до столкновения; а Фигура 17 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию узла сцепки, показанного на Фигуре 12, и передней части головы железнодорожного транспортного средства после столкновения.
[0116] Для упрощения описания на Фигурах 16 и 17 точка поворотного соединения, в которой поворотный элемент 25 поворотно соединен с соответствующим опорным элементом 21, обозначена ссылочной позицией A, а точка шарнирного соединения, в которой поворотный элемент 25 шарнирно соединен с основанием 12 для установки сцепки, обозначена ссылочной позицией B.
[0117] Как показано на Фигуре 16, в первоначально собранном состоянии основание 12 для установки сцепки и опорные элементы 21 узла сцепки жестко соединены посредством крепежных элементов, и в этом случае точка B шарнирного соединения, в которой поворотный элемент 25 шарнирно соединен с основанием 12 для установки сцепки, расположена над точкой A поворотного соединения, в которой поворотный элемент 25 поворотно соединен с соответствующим опорным элементом 21.
[0118] В этом состоянии, так как основание 12 для установки сцепки жестко соединено с опорным элементом 21, вращение поворотного элемента 25 ограничено.
[0119] При столкновении двух железнодорожных транспортных средств сначала сцепляются сцепки 11 двух транспортных средств. Поскольку сцепка 11 представляет собой энергопоглощающую сцепку, ее энергопоглощающая конструкция выполняет первичное поглощение энергии. В случае, если энергия столкновения велика и не может быть полностью поглощена энергопоглощающей конструкцией сцепки 11, крепежные элементы между основанием 12 для установки сцепки и опорными элементами 21 подвергаются воздействию силы и поглощают энергию. В случае, когда энергия столкновения достигает определенного значения, она может разрывать крепежные элементы, и за счет такого разрыва крепежных элементов происходит вторичное поглощение энергии. В это время основание 12 для установки сцепки и опорные элементы 21 отсоединяются, вращение каждого из поворотных элементов 25 больше не сдерживается, и под действием энергии столкновения поворотный элемент 25 может поворачиваться вокруг точки A к задней стороне кузова транспортного средства. В примерах, показанных на Фигурах 16 и 17, поворотный элемент 25 поворачивается по часовой стрелке вокруг точки A, и так как основание 12 для установки сцепки шарнирно соединено с поворотными элементами 25, а также, так как сцепки 11 двух транспортных средств сцеплены, в это время основание 12 для установки сцепки, приводимое в движение поворотными элементами 25, может удерживаться в горизонтальном положении и перемещаться по дуговой траектории к задней нижней стороне кузова транспортного средства, обходя отсек оборудования. Обратимся к Фигуре 17, Фигура 17 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию сцепки 11 и основания 12 для установки сцепки после перемещения по дуговой траектории к задней нижней стороне кузова транспортного средства в результате столкновения.
[0120] Следует отметить, что после столкновения, когда сцепка 11 и основание 12 для установки сцепки находятся в состоянии, показанном на Фигуре 17, а энергия столкновения не полностью поглощена, сцепка 11 столкнется с установочной плитой 24, а затем с кузовом транспортного средства в положении, в котором сцепка 11 находится после скольжения вниз, однако в это время сцепка 11 уже обошла отсек оборудования, таким образом, продолжение перемещения сцепки 11 назад не вызовет повреждения оборудования в отсеке оборудования.
[0121] В связи с этим порядок поглощения энергии железнодорожного транспортного средства, оборудованного узлом сцепки, при столкновении является следующим: сама сцепка 11 → крепежные элементы между основанием 12 для установки сцепки и опорными элементами 21 → поворотные элементы 25 → установочная плита 24 → кузов транспортного средства.
[0122] Также следует отметить, что расположение и количество крепежных элементов между основанием 12 для установки сцепки и опорными элементами 21 определяются после проверки в соответствии с практическими требованиями, и необходимо гарантировать, чтобы крепежные элементы не разрывались при нахождении сцепки 11 в нормальном сцепленном состоянии, в случае продольного удара или в случае несерьезных столкновений.
[0123] В дополнение к вышеописанному узлу сцепки в соответствии с настоящим изобретением дополнительно обеспечено железнодорожное транспортное средство, которое включает в себя голову транспортного средства и узел сцепки, расположенный в передней части головы транспортного средства, и узел сцепки представляет собой узел сцепки в соответствии с любым из вышеописанных вариантов осуществления.
[0124] Поскольку вышеописанный узел сцепки имеет вышеописанные технические эффекты, железнодорожное транспортное средство, оборудованное узлом сцепки, также имеет соответствующие технические эффекты, повторное описание которых опущено.
[0125] Следует отметить, что основная кузовная часть железнодорожного транспортного средства не является ключевым аспектом настоящего изобретения и может быть реализована в соответствии с традиционной технологией, описание которой опущено.
[0126] Выше подробно описаны узел сцепки и железнодорожное транспортное средство, включающее в себя узел сцепки, в соответствии с настоящим изобретением. Принцип и варианты осуществления настоящего изобретения проиллюстрированы в настоящем документе с использованием конкретных примеров. Вышеприведенное описание примеров предназначено только для того, чтобы облегчить понимание способа и замысла настоящего изобретения. Следует отметить, что специалисты в данной области техники могут выполнить ряд улучшений и модификаций настоящего изобретения без отклонения от принципа настоящего изобретения, и эти модификации и улучшения также считаются попадающими в объем настоящего изобретения, определенный формулой изобретения.