УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ НАПОЛЗАНИЯ
DEVICE FOR PROTECTION AGAINST CREEPING

Изобретение касается устройства для предотвращения наползания рельсовых транспортных средств, содержащего проходящий в продольном направлении и полый внутри энергопоглощающий элемент, который имеет крепежную сторону, предназначенную для крепления на одном из рельсовых транспортных средств, и ударную сторону, обращенную от этой крепежной стороны, а также закрепленный на ударной стороне энергопоглощающего элемента фланец с отбойной поверхностью, которая обращена от указанной крепежной стороны, причем этот фланец по меньшей мере в вертикальном направлении выступает за контур энергопоглощающего элемента с его ударной стороны, так что образуется выступающая за энергопоглощающий элемент траверса.
Такое устройство уже известно из DE 198 33 250 A1. Там предусмотрен коробчатый энергопоглощающий элемент для размещения буфера со средней плитой, проходящий от крепежной стороны, которой он закреплен на рельсовом транспортном средстве, до ударной стороны. На ударной стороне размещен фланец. Он может быть либо сплошным, либо иметь круговую выемку. Эта выемка служит для установки буфера со средней плитой в указанный энергопоглощающий элемент, так что относительно ударной стороны вперед выступает только буферный стержень. Защита от наползания не предусмотрена.
В полезной модели DE 201 17 536 U1 раскрыта защита от наползания для рельсовых транспортных средств, которые оборудованы боковыми буферами. Раскрытое там устройство содержит энергопоглощающий элемент, который выполнен полым, при этом реверсивно перемещаемый буферный стержень проходит по центру от ударной стороны внутрь энергопоглощающего элемента. Над буферным стержнем и под ним на ударной стороне энергопоглощающего элемента выполнены ребра, которые должны препятствовать наползанию рельсовых транспортных средств друг на друга. Однако описанная там защита от наползания может быть эффективной только в том случае, если разница по высоте между сталкивающимися буферами незначительна. Увеличение всей конструкции могло бы, правда, позволить избежать наползания и при большем вертикальном смещении между участниками столкновения. Однако такое увеличение могло бы привести к значительному повышению жесткости энергопоглощающего элемента, приобретающий при этом такую прочность, которая может представлять немалый риск для безопасности кузова транспортного средства.
Другие устройства для предотвращения наползания рельсовых транспортных средств друг на друга известны из DE 10 2007 005 421 A1, EP 2 033 868 A1 и EP 2 163 454 A1.
Рельсовые транспортные средства как правило имеют выгонные рамы высокой прочности. На таких вагонных рамах как правило предусмотрены надстройки сравнительно небольшой прочности. При лобовом столкновении двух рельсовых транспортных средств вертикальное смещение вагонных рам вследствие столкновения, т.е. иными словами, наползание рельсовых транспортных средств друг на друга, ведет как правило к сильным повреждениям. Кроме того, возникает опасность схода с рельсов. Поэтому наползание рельсовых транспортных средств друг на друга должно предотвращаться как можно надежнее.
Из многолетней практики известно размещение отбойных плит с горизонтальными ребрами на фронтальной стороне рельсовых транспортных средств. При столкновении эти ребра оказываются в зацеплении друг с другом, так что наползание предотвращается. Однако, предпосылкой для этого является возможность взаимного сближения указанных отбойных плит настолько, что их ребра оказываются в зацеплении друг с другом, так что могут передаваться вертикальные силы.
Известные из уровня техники устройства обладают тем недостатком, что при столкновении рельсовых транспортных средств, одно из которых оснащено буферами, имеющими гладкую поверхность, не может произойти эффективного зацепления с предусмотренными на указанных отбойных плитах ребрами. Поэтому защита от наползания не обеспечивается.
Таким образом, задача данного изобретения заключается в том, чтобы создать устройство указанного вначале рода, которое обеспечивает эффективную защиту от наползания друг на друга рельсовых транспортных средств, оснащенных как одинаковыми, так и различными защитными средствами.
Согласно изобретению данная задача решается тем, что траверса на своем свободном конце снабжена по меньшей мере одним вертикальным упором, выступающим из отбойной поверхности, причем предусмотрены средства для перемещения вертикального упора при ударной нагрузке в продольном направлении.
Согласно изобретению разработано устройство защиты от наползания, содержащее необратимо деформируемый энергопоглощающий элемент, который снабжен фланцем на своей стороне столкновения, в которую следует ожидать удара от столкнувшегося рельсового транспортного средства. Этот фланец на своей обращенной к столкнувшемуся рельсовому транспортному средству поверхности образует отбойную поверхность, которая выходит за внешний контур энергопоглощающего элемента. Предназначенная на случай столкновения отбойная поверхность в рамках данного изобретения увеличена по сравнению с отбойными поверхностями известных устройств. За счет такой увеличенной отбойной поверхности даже рельсовые транспортные средства, которые снабжены буферами или энергопоглощающими элементами с вертикальным смещением, при столкновении своими отбойными поверхностями войдут в контакт с отбойной поверхностью устройства согласно изобретению. Поэтому энергия удара согласно изобретению через фланец активно передается на энергопоглощающий элемент. Вертикальный упор, который в рамках данного изобретения выполнен на траверсе фланца, а именно на его свободном конце, препятствует наползанию рельсовых транспортных средств с гладкой отбойной поверхностью. Этот вертикальный упор в рамках данного изобретения оказывает поэтому свое эффективное воздействие даже при вертикальном смещении, т.е. при различии в высоте между столкнувшимися друг с другом энергопоглощающими элементами или буферами.
В рамках данного изобретения вертикальное направление проходит в любом направлении, которое образует прямой угол с указанным выше продольным направлением. Однако, предпочтительно это вертикальное направление проходит перпендикулярно вниз и/или вверх по отношению к продольному направлению, т.е. к направлению движения рельсового транспортного средства. Траверса в рамках данного изобретения своим свободным концом расположена, например, над энергопоглощающим элементом и/или под ним. На ней предусмотрен по меньшей мере один вертикальный упор.
При столкновении однотипных рельсовых транспортных средств, которые оборудованы устройством согласно изобретению, имеется или отсутствует вертикальное смещение между сталкивающимися в первую очередь энергопоглощающими элементами. В рамках данного изобретения предусмотрены поэтому средства для перемещения вертикального упора, которые при ударе перемещают указанный вертикальный упор из отбойной поверхности, который в противном случае мог бы оказать разрушающее воздействие на устройство защита от наползания. При столкновении разных рельсовых транспортных средств этот вертикальный упор предотвращает наползание. Таким образом, в рамках данного изобретения в случае столкновения обеспечивается эффективная защита от наползания как для однотипных, так и для разнотипных участников столкновения.
Предпочтительно указанные средства для перемещения вертикального упора содержат траверсу, которая имеет такие размеры, что при ударной нагрузке в продольном направлении она изгибается к крепежной стороне. За счет этого изгиба вертикальный упор больше не выступает вперед из плоской отбойной поверхности. Более того, траверса изгибается до тех пор, пока вершина вертикального упора своим свободным концом не переместится по воздуху примерно в заданную ударной поверхностью плоскость. Разрушительное воздействие вертикального упора тем самым предотвращается.
Кроме того, в рамках данного изобретения возможно, чтобы средства для перемещения вертикального упора имели крепежные средства для крепления вертикального упора на траверсе, которые при ударной нагрузке в продольном направлении делают возможным смещение вертикального упора в траверсе к крепежной стороне. Согласно этой предпочтительной модификации крепежные средства держат вертикальный упор в свободном конце или на свободном конце вертикального плеча таким образом, что в случае столкновения возможно перемещение вертикального упора в траверсе. Согласно этой предпочтительной модификации траверса изгибаться не должна. Иными словами, траверса фланца за счет своих размеров, например, за счет своей толщина, а также своей небольшой длины может иметь прочность, которая будет препятствовать ее изгибу в случае столкновения. Поэтому траверса - если она оснащена ребрами - может способствовать предотвращению наползания. Указанные крепежные средства в рамках данного изобретения могут содержать, например, шплинт, штифт, винт, заклепочное крепление с заданным местом разрушения. Кроме того, в рамках данного изобретения возможно, чтобы крепежные средства обеспечивали зажимное соединение, причем при превышении предельного зажимного усилия становится возможным перемещение вертикального упора в траверсе.
Предпочтительно вертикальный упор выполнен в виде проходящего под прямым углом к отбойной поверхности упорного ребра. Это упорное ребро проходит от отбойной поверхности вперед в продольном направлении, причем оно расположено предпочтительно над энергопоглощающим элементом. В этом случае упомянутое вертикальное направление проходит снизу вверх.
В смонтированном состоянии продольное направление совпадает с направлением движения рельсового транспортного средства, на котором закреплено устройство согласно изобретению.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления данного изобретения отбойная поверхность выходит за контур энергопоглощающего элемента на его ударной стороне в двух обращенных друг от друга вертикальных направлениях. Особенно предпочтительно, если отбойная поверхность в смонтированном состоянии выступает за энергопоглощающий элемент вверх и вниз.
Энергопоглощающий элемент в рамках данного изобретения в принципе может быть выполнен любым. Особенно предпочтительно, если энергопоглощающий элемент сужается от своей крепежной стороны к ударной стороне. При этом он выполнен, например, коробчатым или в форме обелиска (призматоида).
Кроме того, в рамках данного изобретения возможно, чтобы полый энергопоглощающий элемент имел направляющую трубу, которая проходит внутри энергопоглощающего элемента от его ударной стороны к крепежной стороне. Особенно предпочтительно, если эта направляющая труба расположена по существу по центру в энергопоглощающем элементе.
Представляется целесообразным, чтобы направляющая труба была выполнена с возможностью вхождения с зацеплением в предусмотренную в рельсовом транспортном средстве выемку. Указанная выемка выполнена предпочтительно в поперечной балке вагонной рамы или кузова вагона. В случае столкновения такой энергопоглощающий элемент будет складываться или сжиматься в виде гармошки. За счет возникающей при этом необратимой деформации материала кинетическая энергия гасится. При этом может произойти аксиальное смещение направляющей трубы к кузову вагона рельсового транспортного средства, т.е. в продольном направлении. Чтобы сделать преобразование энергии столкновения максимально щадящим, предпочтительнее, если направляющая труба не будет передавать никаких сил на вагонную раму или на поперечную балку кузова вагона. Это предотвращается посредством указанной выемки в рельсовом транспортном средстве. Направляющая труба в рамках данного изобретения служит в качестве дополнительной защиты от наползания, поскольку она препятствует радиальному смещению в вертикальном направлении.
Целесообразно предусмотреть направляющие элементы для телескопического удлинения направляющей трубы вплоть до выемки. Согласно этой предпочтительной модификации предусмотрена зажимная посадка направляющей трубы в поперечной балке или в вагонной раме рельсового транспортного средства. Эта зажимная посадка дополнительно усиливает устройство защиты от наползания согласно изобретению.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления отбойная поверхность снабжена ребрами. Эти ребра могут входить в зацепление с ребрами столкнувшегося рельсового транспортного средства и при этом обеспечивать защиту от наползания.
Данное изобретение относится далее к рельсовому транспортному средству с устройством по любому из предшествующих пунктов формулы изобретения.
Целесообразно снабдить это рельсовое транспортное средство двумя упомянутыми устройствами.
Другие целесообразные варианты выполнения и преимущества данного изобретения являются предметом нижеследующего описания примеров осуществления данного изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, причем одинаковые ссылочные позиции указывают на одинаково действующие конструктивные элементы. На чертежах показано следующее:
Фиг. 1-5 - примеры осуществления устройства согласно изобретению в смонтированном на рельсовом транспортном средстве положении, вид сбоку,
Фиг. 6 - устройство по Фиг. 1, вид с торца, и
Фиг. 7-9 - другие варианты осуществления изобретения, представлены при столкновении.
На Фиг. 1 схематично показан на виде сбоку пример осуществления устройства 1 согласно изобретению. Это устройство 1 согласно изобретению содержит энергопоглощающий элемент 2, имеющий крепежную сторону 3, которой он закреплен на поперечной балке 4 рельсового транспортного средства 5. Этот энергопоглощающий элемент 2 проходит в продольном направлении, совпадающем с направлением движения рельсового транспортного средства 5. На своем обращенном от крепежной стороны 3 этот энергопоглощающий элемент 2 образует ударную сторону 6, на которой закреплен фланец 7. Фланец 7 выступает за внешний контур энергопоглощающего элемента 2 на этой ударной стороне 6 с образованием траверс 8 и 9, которые проходят под прямым углом к продольному направлению, т.е. здесь вверх и, соответственно, вниз. На свободном конце траверсы 8 можно видеть вертикальный упор 10, который выступает из отбойной поверхности 11 фланца 7. В представленном на Фиг. 1 примере осуществления вертикальный упор 10 реализован в виде упорного ребра, которое проходит под прямым углом к траверсе 8.
На Фиг. 2 показан еще один пример осуществления устройства 1 согласно изобретению, отличающийся от представленного на Фиг. 1 примера лишь выполнением фланца 7. Согласно Фиг. 2 фланец 7 выступает за контур энергопоглощающего элемента на ударной стороне 6 только в одном вертикальном направлении, т.е. только вверх. На Фиг. 2 показано, однако, что вертикальный упор 10 удерживается на траверсе с помощью крепежных средств 12, причем эти крепежные средства 12 содержат крепежную плиту 13, а также заклепочное соединение 14. Посредством заклепочного соединения 14 вертикальный упор 10 закреплен на приваренной к фланцу крепежной плите 13. При достаточно большой ударной нагрузке в продольном направлении может произойти разрушение заклепочного соединения 14, так что будет возможно смещение вертикального упора 10 в траверсе 8 к крепежной стороне 3.
На Фиг. 3 показан еще один пример осуществления устройства согласно изобретению, отличающийся от представленного на Фиг. 1 примера осуществления только тем, что нижняя траверса 9 несколько удлинена и тоже снабжена вертикальным упором 10.
На Фиг. 4 показан другой пример осуществления устройства согласно изобретению, отличающийся от представленного на Фиг. 3 примера осуществления тем, что это устройство 1 имеет направляющую трубу 15, которая проходит внутри энергопоглощающего элемента 2 от ударной стороны 6 до крепежной стороны 3. В поперечной балке 4 рельсового транспортного средства 5 предусмотрена выемка 16. В этой выемке 16 расположен направляющий элемент 17 в форме трубчатого держателя. Этот трубчатый держатель 17 телескопически удлиняет направляющую трубу 15 к выемке 16. Центральная направляющая труба 15, расположенная в энергопоглощающем элементе, а также направляющий элемент 17 соединены друг с другом посредством зажимной посадки. При столкновении направляющая труба 15 вдвинется в направляющий элемент 17. Вследствие такого телескопического удлинения происходит аксиальное направление перемещения энергопоглощающего элемента 2, так что защита от наползания улучшается.
Показанный на Фиг. 5 пример осуществления соответствует показанному на Фиг. 4 примеру осуществления. Однако, фланец 7 по Фиг. 5 снабжен ребрами 18, которые -как уже указывалось выше - при зацеплении с другими ребрами могут воспринимать вертикальные усилия, чтобы тем самым предотвратить наползание участников столкновения друг на друга.
На Фиг. 6 показан пример осуществления согласно Фиг. 1 на виде с торца, при этом можно видеть, что рельсовое транспортное средство снабжено двумя устройствами 1, каждое из которых расположено на рельсовом транспортном средстве 5 сбоку. Тем самым, устройство 1 согласно изобретению служит боковым буфером.
На Фиг. 7 показа еще один пример осуществления данного изобретения при начинающемся столкновении. Представленный на Фиг. 7 пример осуществления устройства 1 согласно изобретению отличается от представленного на Фиг. 1 примера осуществления лишь тем, что на фланце 7 образованы ребра 18. На Фиг. 7 показано столкновение с рельсовым транспортным средством, снабженным устройством 1 того же типа. Однако, между энергопоглощающими элементами 2 можно увидеть вертикальное смещение, в том смысле, представленное на Фиг. 7 справа устройство расположено несколько выше, чем устройство, показанное слева. Видно, что траверса 8 левого устройства имеет такие размеры, что ее толщина и длина делают возможным изгиб этой траверсы 8 к крепежной стороне 3 энергопоглощающего элемента 2. Тем самым ребра 18 обоих фланцев 7 оказываются в зацеплении друг с другом прежде, чем произойдет необратимая деформация энергопоглощающего элемента 2, так что обеспечивается эффективная защита от наползания.
На Фиг. 8 представленный на Фиг. 7 пример осуществления показан в случае столкновения с буфером 19, имеющим гладкую поверхность 20. Эта гладкая поверхность 20 не имеет ребер. Так что даже ребра 18 устройства 1 согласно изобретению не могут обеспечить эффективную защиту от наползания. Однако, в этом случае, как показано на Фиг. 8, нежелательному наползанию друг на друга участников 19 столкновения препятствует вертикальный упор 10.
На Фиг. 9 показан случай столкновения двух устройств согласно показанному на Фиг. 2 примеру осуществления. Здесь можно видеть, что вследствие столкновения, т.е. ударной нагрузки на вертикальный упор 10 в продольном направлении, заклепочное соединение 14 разрушается. Тем самым становится возможным смещение вертикального упора 10 относительно крепежной плиты 13, которая прочно приварена к траверсе 8. Это смещение обеспечивает зацепление ребер 18 друг с другом, так что в рамках данного изобретения создается эффективная защита от наползания.