УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ВЕРХНИХ ОБВЯЗОК БОКОВОЙ И ТОРЦЕВОЙ СТЕН КУЗОВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может применяться в грузовых вагонах для соединения торцевых и боковых стен кузова по их верхним обвязкам.
Из уровня техники известен узел соединения верхних обвязок боковой и торцевой стен кузова железнодорожного вагона (патент РФ № 104126, опубликованный 10.05.2011, МПК B61D17/00), содержащий верхнюю и нижнюю накладки, жестко закрепленные на конце одной из верхних обвязок и выступающий за ее торец, причем верхняя накладка закреплена на верхней поверхности верхней обвязки боковой стены, а нижняя накладка закреплена на нижней поверхности верхней обвязки боковой стены. В выступающей части каждой накладки выполнено отверстие, а между выступающими частями размещен конец верхней обвязки торцевой стены, в котором выполнено сквозное отверстие, через которое проходит стержень, одновременно проходящий через отверстия в накладках.
Недостатками данного технического решения являются использование дополнительной детали в виде стержня в конструкции узла соединения, вызывающее подвижность соединения верхних обвязок, что влечет повышение износа деталей за счет возникновения силы трения, и в результате образование люфта, вследствие чего повышается риск разрушения всей конструкции в целом, а также отсутствие герметичности в узле соединения обвязок, влекущее просыпание груза и попадание влаги во внутреннюю полость узла, что приводит к коррозии деталей узла.
Из уровня техники известен выбранный за прототип узел соединения верхних обвязок кузова полувагона (патент РФ № 157727, опубликованный 10.12.2015, МПК B61D17/00), содержащий накладку, жестко соединенную с верхними поверхностями верхних обвязок, имеющие замкнутые поперечные сечения. Накладка выполнена в виде пластины, согнутой с образованием двух расположенных под углом относительно друг друга частей, при этом одна часть образована двумя участками–лепестками для жесткого соединения с верхними поверхностями верхних обвязок, соответственно торцевой и боковой стен, а другая часть образована клиновидным участком для сопряжения и жесткого соединения его боковыми кромками с боковыми поверхностями верхних обвязок внутри кузова полувагона.
Недостатками данного технического решения являются сложность изготовления части накладки с участками-лепестками, расход металла для их выполнения и малая площадь перекрытия узла соединения верхних обвязок, в том числе небольшая длина сварных швов, следовательно,  недостаточная прочность и надежность конструкции в целом, а также отсутствие герметичности в узле соединения обвязок, влекущее просыпание груза и попадание влаги во внутреннюю полость узла, что приводит к коррозии деталей узла.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении заявляемого технического решения, является улучшение прочностных характеристик узла соединения верхних обвязок торцевой и боковой стен кузова железнодорожного вагона.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение прочности, надежности, технологичности и герметичности соединения верхних обвязок торцевой и боковой стен кузова железнодорожного вагона.
Указанный технический результат достигается тем, что в узле соединения верхних обвязок боковой и торцевой стен кузова железнодорожного вагона, содержащего накладку, соединенную с верхними поверхностями обеих верхних обвязок, выполненную в виде изогнутой пластины с образованием  двух расположенных под углом относительно друг друга частей, при этом одна часть выполнена в виде клиновидного участка для сопряжения и жесткого соединения его боковыми кромками с боковыми поверхностями верхних обвязок внутри кузова, согласно настоящей полезной модели, вторая часть выполнена в виде многоугольника, закрывающего сверху место соединения обвязок, ребра которого образуют контур, повторяющий форму внешнего угла узла соединения, для жесткого соединения верхних поверхностей обеих верхних обвязок.
Выполнение одной из частей накладки в виде многоугольника, предназначенного для приваривания к верхним поверхностям верхних обвязок, обуславливает повышение технологичности, прочности и надежности за счет увеличения площади накладки и увеличения длины сварных швов, а ровно и площади перекрытия места соединения верхних обвязок, что также значительно повышает герметичность узла соединения в целом.
Возможно развитие основного технического решения, заключающееся в том, что клиновидный участок накладки жестко соединен также и с листами обшивки торцевой и боковой стен внутри кузова вагона.
Клиновидный участок накладки выполнен для сопряжения и жесткого соединения его кромками с боковыми поверхностями верхних обвязок внутри кузова вагона. Сопряжение и жесткое соединение клиновидного участка накладки с листами обшивки торцевой и боковой стен внутри кузова вагона обеспечивает дополнительно ребро жесткости и элемент усиления узла соединения, а также закрывает «глухие карманы» в углах соединения верхних обвязок, таким образом образуя наклонную поверхность, по которой груз высыпается на вагоноопрокидывателе, тем самым обеспечивая повышение герметичности узла соединения в целом.
Возможно развитие основного технического решения, заключающееся в том, что на части накладки в виде многоугольника выполнены сквозные отверстия, предназначенные для дополнительного крепления накладки к верхним поверхностям верхних обвязок посредством заклепок или приварки, обуславливает повышение прочности, надежности и износостойкости узла соединения в целом.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами: фиг. 1 – угол грузового вагона (вид сверху), фиг. 2 – вид в направлении стрелки А, показанной на фиг. 1.
Узел соединения верхних обвязок торцевой и боковой стен кузова железнодорожного вагона, представленный на фиг. 1, 2 и 3, содержит накладку 1, выполненную в виде изогнутой пластины с образованием двух частей 2 и 3, расположенных под углом α относительно друг друга, предназначенных для приваривания к верхним обвязкам в двух плоскостях. Часть 2 накладки 1 (представлена на фиг. 1) выполнена в виде многоугольника, закрывающего сварной шов 4 соединения верхних обвязок 5 и 6, и ребра которого образуют контур 7, в основном повторяющий форму внешнего угла 8 узла соединения верхних обвязок. Часть 3 накладки 1 (представлена на фиг. 2) выполнена в виде клиновидного участка, расположенного под углом относительно части 2 накладки 1, рассчитанного из условия сопряжения и плотного прилегания кромками к боковым поверхностям внутреннего угла 9 узла соединения (представлено на фиг. 2), а именно верхних обвязок 5 и 6, и листами обшивки соответствующих торцевой и боковой стен 10 и 11 внутри кузова железнодорожного вагона. Длина части 3 накладки 1 должна быть равной высоте профилей верхних обвязок 5 и 6 или превышать ее для того, чтобы осуществить соединение накладки с листами обшивки торцевой и боковой стен внутри кузова вагона и образования наклонной поверхности (на фигуре 2 совпадает с позицией 3), закрывающей «глухие карманы» в углах соединения верхних обвязок 5 и 6. На части 2 накладки 1 в виде многоугольника выполнены сквозные отверстия 12, предназначенные для дополнительного крепления накладки 1 к верхним поверхностям верхних обвязок 5 и 6. В представленном на фиг. 2 варианте сквозные отверстия выполнены круглой формы.
Полезная модель работает следующим образом.
Накладку 1 выполняют из листового металла. Верхние обвязки 5 и 6 (в представленном варианте) имеют форму замкнутого профиля квадратного или прямоугольного сечения. После сборки кузова вагона производят монтаж узла соединения. Накладки 1 закрепляют посредством (чаще всего) сварки в каждом из верхних узлов кузова, образованных соединением верхних обвязок 5 и 6 торцевых и боковых стен. Часть 2 каждой накладки 1, выполненную в виде многоугольника, приваривают по периметру (по контуру), а при наличии сквозных отверстий, то и по отверстиям, к верхним поверхностям верхних обвязок 5 и 6. Часть 3 каждой накладки 1, выполненную в виде клиновидного участка, приваривают кромками к боковым поверхностям верхних обвязок 5 и 6, а при увеличенной длине, то и к листам обшивки соответствующих торцевой и боковой стен кузова 10 и 11, для обеспечения большей прочности узла соединения.
В процессе разгрузки вагона на вагоноопрокидывателе, благодаря наклонной поверхности части 3 накладки 1, выполненной в виде клиновидного участка, осуществляется более полное высыпание груза из углов кузова вагона.
Таким образом, заявляемая полезная модель всей своей совокупностью существенных признаков позволяет улучшить прочностные характеристики узла соединения верхних обвязок торцевой и боковой стен кузова железнодорожного вагона, в том числе повысить прочность, надежность, технологичность и герметичность соединения верхних обвязок торцевой и боковой стен кузова.