СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ КУЗОВА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С РАМОЙ
CONNECTING UNIT FOR CONNECTING VEHICLE BODY TO FRAME

Изобретение относится к соединительному узлу для соединения кузова транспортного средства с рамой рельсового транспортного средства.
Из уровня техники известны соединительные узлы для разъёмного соединения кузова транспортного средства, например, контейнера, с рамой рельсового транспортного средства, выполненного с возможностью движения в направлении движения, например, вагона-контейнеровоза. Такие соединительные узлы содержат по меньшей мере один первый соединительный элемент, который выполнен с возможностью распределения сил, проходящих по существу по нормали к направлению движения рельсового транспортного средства. Такие соединительные элементы выполнены чаще всего в виде так называемых упоров для контейнеров, на которые устанавливаются контейнеры. Эти имеющие массивную конструкцию упоры для контейнеров выполнены с возможностью эффективного распределения сил, действующих на кузов транспортного средства вертикально и перпендикулярно направлению движения, на раму рельсового транспортного средства.
Рама для рельсовых транспортных средств с такими соединительными элементами описана, например, в US 4 961 676. В DE 20 2009 004 415 U1 описан вагон-платформа для перевозки грузов без контейнера.
Однако применяемые с этими соединительными узлами контейнеры, как правило, подпадают под жёсткие ограничения, поскольку соединительные узлы не выполнены с возможностью распределения сил, которые направлены в направлении движения рельсового транспортного средства и возникают при формировании составов посредством сортировочных горок. Например, вес контейнера на основании этого, как правило, не может превышать значение в 36 тонн.
Другой недостаток состоит в том, что при применении обычных соединительных узлов не допускается ни применение рамы, ни перевозимого кузова транспортного средства или контейнера без ограничений по эксплуатации на железной дороге, а применяются эксплуатационные ограничения. Так, например, ускорение в направлении движения может достигать максимального значения в 2 g; при этом эти вагоны-контейнеровозы не выполнены с возможностью формирования составов посредством сортировочных горок. Также на этих основаниях недопустимо применение контейнера при движении одиночного вагона с применением известного соединительного узла.
Задача изобретения состоит, среди прочего, в том, чтобы устранить эти и другие недостатки обычных соединительных узлов, и в создании соединительного узла, который также позволял бы применять более тяжёлые кузова и, в частности, без ограничений эксплуатировать на железной дороге оснащённые ими грузовые вагоны.
Эта задача решается тем, что в дополнение к первому соединительному элементу предусмотрен по меньшей мере один второй соединительный элемент, который выполнен с возможностью распределения сил, направленных по существу параллельно направлению движения.
Согласно изобретению, второй соединительный элемент содержит предпочтительно цельную опорную консоль с крепёжной пластиной и ориентированной по отношению к ней по существу под углом 90° опорной пластиной, причём крепёжная пластина выполнена с возможностью разъёмного крепления к нижней стороне кузова транспортного средства, и опорная пластина выполнена с возможностью опоры на упор поперечной балки, предпочтительно главной поперечной балки, в области тележки рамы.
Таким образом достигается то, что на грузовой вагон с кузовом не распространяются эксплуатационные ограничения, а также он может двигаться по сортировочным горкам. Кузов транспортного средства может опираться на раму в направлении движения посредством второго соединительного элемента, чтобы выдерживать высокие продольные перегрузки, которые возникают при прохождении сортировочных горок. Независимо от этого силы, направленные по нормали к направлению движения, то есть вертикально или перпендикулярно направлению движения, отводятся посредством первого соединительного элемента, в частности обычных упоров для контейнеров.
Благодаря выполнению опорной пластины согласно изобретению с возможностью опоры на главную поперечную балку в области тележки достигается, в частности, особенно хорошее перераспределение сил; кроме того, за счёт распределения сил через особенно короткий рычаг обеспечивается особенно малый опрокидывающий момент.
Согласно изобретению может быть предусмотрено, что опорная пластина проходит по существу в плоскости, которая ориентирована по нормали к направлению движения.
Согласно изобретению может быть предусмотрено, что первый соединительный элемент содержит упорные головки, направленные вверх по существу по нормали к направлению движения, предпочтительно вертикально по отношению к раме. Упорная головка может быть выполнена с возможностью зацепления в выемке на нижней стороне кузова транспортного средства. Такие упорные головки обозначены, в частности, как упоры для контейнеров и должны обладать достаточной устойчивостью, чтобы иметь возможность отводить силы, направленные перпендикулярно направлению движения.
При этом упорные головки не должны быть выполнены с возможностью принимать на себя продольные силы, направленные в направлении движения, поскольку согласно изобретению эти продольные силы принимает на себя второй соединительный элемент.
Согласно изобретению может быть предусмотрено, что первый соединительный элемент, то есть упорная головка, расположен на поперечной балке, предпочтительно на главной поперечной балке в области тележки рамы. Таким образом обеспечивается то, что, в частности, вертикальные силы, которые действуют на первый соединительный элемент, могут эффективно перераспределяться на тележку.
Согласно изобретению может быть предусмотрено, что выемка на кузова транспортного средства для вмещения первого соединительного элемента, в частности упорной головки, по меньшей мере в направлении движения, но предпочтительно также перпендикулярно направлению движения имеет больший размер, чем сама упорная головка. Таким образом при эксплуатации обеспечивается то, что по меньшей мере параллельно направлению движения, однако при необходимости также перпендикулярно направлению движения, а именно предпочтительно в направлении движения, но и перпендикулярно направлению движения, сохраняется значительное пространство для перемещения, то есть зазор, X для перемещения упорной головки в выемке.
Зазор в продольном направлении транспортного средства, то есть параллельно направлению движения, имеет особое значение. Такой выбор размеров выемки также облегчает установку кузова транспортного средства на раму, а именно прежде всего тогда, когда предусмотрено несколько первых соединительных элементов.
Особенно преимущественным оказалось, если выемка по меньшей мере в направлении движения, но предпочтительно также и перпендикулярно направлению движения, на приблизительно 50% - 100% больше диаметра упорной головки.
Как упорная головка, так и выемка могут иметь по существу круглое сечение.
Согласно изобретению предусмотрено, что второй соединительный элемент содержит предпочтительно цельную опорную консоль с крепёжной пластиной и по ориентированной по отношению к ней по существу под углом 90° опорной пластиной.
Такая опорная консоль может быть прикреплена к нижней стороне кузова транспортного средства посредством крепёжной пластины, и посредством опорной пластины, ориентированной по отношению к ней под углом 90°, может взаимодействовать с геометрическим замыканием с рамой. Таким образом силы, которые действуют на кузов транспортного средства в направлении движения, то есть, в частности, силы при ускорении, торможении, движении в горку или с горки, эффективно отводятся на раму.
Согласно изобретению предусмотрено, что крепёжная пластина опорной консоли выполнена с возможностью разъёмного крепления к нижней стороне кузова транспортного средства, и опорная пластина выполнена с возможностью опоры на упор поперечной балки, предпочтительно главной поперечной балки, в области тележки рамы. Каждая поперечная балка, но предпочтительно главные поперечные балки рамы, которые расположены в области тележек, могут иметь соответствующий упор для взаимодействия с геометрическим замыканием с опорной пластиной опорной консоли.
При этом опорная консоль соединена именно с нижней стороной кузова транспортного средства, но не с рамой, чтобы, в частности, сохранить возможность перемещений в направлении, перпендикулярном направлению движения, например, при прохождении поворотов.
В зависимости от того, где она расположена, опорная консоль может отводить на поперечную балку или главную поперечную балку перемещения кузова транспортного средства как в направлении движения, так и противоположно направлению движения.
Согласно изобретению может быть предусмотрено, что на опорной пластине расположена разделительная пластина для установления заданного расстояния Y между опорной консолью и рамой. Как правило, сначала кузов транспортного средства устанавливается на раму, в то время как, например, упоры для контейнеров вводятся в предусмотренные для них выемки в кузове транспортного средства. После этого первым делом одна или более опорных консолей привинчиваются или иным способом прикрепляются к нижней стороне кузове транспортного средства. Чтобы обеспечить лишь заданное расстояние Y между опорной плитой опорной консоли и упором поперечной балки или главной поперечной балки, имеется возможность размещения на опорной пластине опорной консоли разделительной пластины выбранной толщины.
Может быть, в частности, предусмотрено, что разделительная пластина привинчивается к опорной пластине опорной консоли со стороны опорной пластины или со стороны опорной консоли.
В случае, если разделительная пластина привинчена к опорной пластине со стороны опорной пластины, разделительная пластина, как правило, не может быть удалена после установки опорной консоли на нижней стороне кузова транспортного средства без демонтажа опорной консоли.
Однако согласно изобретению также может быть предусмотрено, что разделительная пластина прикреплена к опорной пластине таким образом, в частности привинчена, приклёпана или вставлена, что она после этого может быть удалена или заменена, когда опорная пластина прикреплена к нижней стороне кузова транспортного средства и опорная пластина непосредственно соприкасается с упором.
Это, например, тот случай, когда разделительная пластина привинчена к опорной пластине со стороны опорной консоли.
Согласно изобретению может быть предусмотрено, что расстояние Y между опорной консолью и рамой меньше зазора X для перемещения упорной головки в выемке на нижней стороне кузова транспортного средства. Это имеет преимущество, состояние в том, что возможно перемещение кузова транспортного средства в направлении движения только в пределах небольшого пространства Y зазора таким образом, что упорная головка не нагружается. До того, как упорные головки могут столкнуться с краями выемки, перемещение кузова транспортного средства в направлении движения или против направления движения уже останавливается за счёт того, что опорная пластина или разделительная пластина опорной консоли соприкасается с упором поперечной балки или главной поперечной балки и опирается на него.
Согласно изобретению может быть предусмотрено, что на поперечной балке или на главной поперечной балке может быть предусмотрен уступ, который выступает над упором на расстояние более расстояния X + Y для противодействия удалению второго соединительного элемента в вертикальном направлении.
Этот уступ может быть выполнен таким образом, что он расположен в вертикальном направлении над упором поперечной балки или главной поперечной балки. За счёт того, что уступ выступает над упором на расстояние более расстояния X+Y, так как кузов транспортного средства насколько возможно удалена от поперечной балки или главной поперечной балки, кузов транспортного средства или опорная консоль не поднимается вертикально вверх таким образом, чтобы опорная пластина или разделительная пластина соприкасалась с уступом. При этом снятие кузова транспортного средства с рамы возможно сразу после того, как демонтирована опорная консоль. Таким образом предотвращается непреднамеренное снятие кузова транспортного средства.
Согласно изобретению может быть предусмотрено, что на крепёжной пластине предусмотрена фасонная деталь для вставки в выемку на нижней стороне кузова транспортного средства для позиционирования опорной консоли. Такая фасонная деталь может иметь, например, выпуклую прямоугольную форму.
Согласно изобретению может быть предусмотрено, что крепёжная пластина и опорная пластина опорной консоли соединены друг с другом посредством множества, предпочтительно посредством трёх имеющих по существу прямоугольную форму листов, панелей или рёбер. Таким образом обеспечивается высокая устойчивость и эффективное перераспределение сил при одновременно малом весе.
Опорная консоль, опорная пластина, крепёжная пластина и разделительная пластина могут быть предпочтительно выполнены из железа или стали или могут содержать эти материалы.
Изобретение также относится к конструкции, содержащей кузова транспортного средства, раму с по меньшей мере одной тележкой, и по меньшей мере один соединительный узел согласно изобретению с первым соединительным элементом и вторым соединительным элементом.
Согласно изобретению может быть предусмотрено, что конструкция содержит множество соединительных узлов. Соединительные узлы могут быть расположены, соответственно, в области тележки рамы для обеспечения возможности эффективного распределения возникающих сил на тележку.
Согласно изобретению может быть предусмотрено, что рама содержит две главных поперечных балки, соответственно, с двумя тележками, причём соединительный узел согласно изобретению расположен на каждой главной поперечной балке в области тележки.
Другие признаки согласно изобретению станут очевидными из формулы изобретения, описания и чертежей. Ниже изобретение более подробно поясняется посредством неограничивающего примерного варианта выполнения. На чертежах:
Фиг. 1: схематичный вид в перспективе рамы рельсового транспортного средства;
Фиг. 2: схематичный вид сбоку соединительного узла согласно изобретению;
Фиг. 3: схематичный вид в перспективе второго соединительного элемента согласно изобретению;
Фиг. 4: схематичный вид спереди кузова транспортного средства с рамой;
Фиг. 5: схематичный вид участка B по Фиг. 2;
Фиг. 6: схематичный вид сечения A-A по Фиг. 4;
Фиг. 7a – 7d: схематичные виды второго соединительного элемента согласно изобретению.
На Фиг. 1 приведён схематичный вид в перспективе рамы 2 рельсового транспортного средства. Рельсовое транспортное средство выполнено с возможностью движения в направлении движения по схематично показанным рельсам. Рама 2 имеет множество первых соединительных элементов 3, которые содержат упорные головки 6. В этом примерном варианте выполнения рама 2 имеет две тележки 9. В области каждой тележки 9 находятся, соответственно, две главных поперечных балки 8, которые перераспределяют большую часть сил, действующих на раму 2, на тележки 9. Первые соединительные элементы 3 с их упорными головками 6 расположены, соответственно, попарно на главных поперечных балках 8 и других поперечных балках 7. Вторые соединительные элементы 4 не показаны не показаны на этом схематичном виде.
На Фиг. 2 приведён схематичный вид сбоку соединительного узла согласно изобретению. В этом примерном варианте выполнения кузов 1 транспортного средства установлена на раму 2. Положение первых соединительных элементов 3 с их упорными головками 6, которые расположены в области главной поперечной балки 8, обозначены лишь схематично, поскольку упорные головки 6 на этом виде сборку скрыты боковой стенкой кузов 1 транспортного средства и поэтому не видны. Первые соединительные элементы 3 перераспределяют через упорные головки 6 вертикальные силы с кузова 1 транспортного средства на главные поперечные балки 8 и, как следствие, на (не показанную) тележку 9. Также в области главной поперечной балки 8 находятся вторые соединительные элементы 4, которые перераспределяют продольные силы с кузова транспортного средства на главную поперечную балку 8 в форме угла в 90°.
Чтобы иметь возможность распределять продольные силы с кузова 1 транспортного средства как в направлении движения, так и противоположно направлению движения, может быть предусмотрено, что на другом конце рамы 2 предусмотрен соответствующий соединительный узел с первыми соединительными элементами 3 и вторыми соединительными элементами 4.
На Фиг. 3 показан схематичный вид в перспективе второго соединительного элемента 4 согласно изобретению, который прикреплён к кузову 1 транспортного средства и взаимодействует с главной поперечной балкой 8 рамы 2 в направлении движения. Первый соединительный элемент 3 не показан на этом виде. Видно, что второй соединительный элемент 4 выполнен в виде опорной консоли 10, которая реализует угол по существу в 90°, которая имеет на своём верхнем конце крепёжную пластину 11, которая прикреплена к кузову 1 транспортного средства на нижней стороне. На другом конце опорная консоль 10 имеет опорную пластину 12. Опорная пластина 12 не прикреплена к раме 2, а лишь взаимодействует с геометрическим замыканием с упором 14 на главной поперечной балке 8 для ограничения перемещения кузову 1 транспортного средства в направлении движения.
Также показан уступ 17, который расположен на главной поперечной балке 8. Уступ 17 продолжается назад в направлении движения таким образом, что предотвращается удаление опорной консоли 10 или кузова 1 транспортного средства в направлении вверх.
За счёт уступа 17 и (не показанного) первого соединительного элемента 3 кузов 1 транспортного средства может быть снят с рамы 2 только после того, как демонтирована опорная консоль 10.
На Фиг. 4 показан схематичный вид спереди кузова 1 транспортного средства с рамой 2, например, для вагона-контейнеровоза. Показана главная поперечная рама 8, и лишь схематично обозначено положение первого соединительного элемента 3. Как видно, первый соединительный элемент 3 находится за внешней стенкой кузова 1 транспортного средства, так что он не виден сбоку. Второй соединительный элемент 4 не показан на этом виде.
На Фиг. 5 показан схематичный вид участка B по Фиг. 2, на котором подробно показан второй соединительный элемент 4, содержащий опорную консоль 10. Опорная консоль 10 прикреплена к кузову 1 транспортного средства посредством своей крепёжной пластины 11. На раме 2 находится главная поперечная балка 8 с упором 14. Над упором 14 расположен уступ 17. Опорная консоль 10 выполнена в виде угла по существу в 90°. На обращённом к главной поперечной балке 8 конце опорной консоли 10 последняя имеет опорную пластину 12.
К опорной пластине 12 привинчена разделительная пластина 13. Разделительная пластина 13 служит для того, чтобы установить расстояние Y между опорной консолью 10 и упором 14. В представленном примере опорная консоль 10 и, таким образом, кузов 1 транспортного средства может перемещаться в направлении движения лишь на небольшой зазор Y, прежде чем разделительная пластина 13 соприкоснётся с упором 14. Уступ 17 продолжается на существенно большее расстояние против направления движения для предотвращения удаления в вертикальном направлении опорной консоли 10 или кузова 1 транспортного средства или препятствования этому.
На Фиг. 6 приведён схематичный вид сечения A-A по Фиг. 4. Показан первый соединительный элемент 3 в схематичном виде в разрезе. Первый соединительный элемент 3 содержит упорную головку 6, которая расположена на главной поперечной балке 8. Упорная головка имеет по существу круглое сечение и выполнена с уменьшенным сечением в направлении вверх для облегчения установки кузова 1 транспортного средства на раму 2. На нижней стороне кузова 1 транспортного средства находится выемка 5 или гнездо для вмещения упорной головки 6.
Выемка 5 может также иметь по существу круглое сечение. В вертикальном направлении выемка 5 или сформированное гнездо являются достаточными для того, чтобы иметь возможность полностью вместить упорную головку 6. Выемка 5 значительно больше, чем упорная головка 6. В представленном примере диаметр упорной головки составляет Z, а выемка имеет величину приблизительно Z + 2X. В представленном примерном варианте выполнения X составляет приблизительно четверть диаметра упорной головки 6, однако, конечно, согласно изобретению могут быть предусмотрены другие размеры.
Представленный на Фиг. 5 зазор Y между опорной консолью 10 и упором 14 существенно меньше расстояния X между упорной головкой 6 и выемкой 5. Таким образом обеспечивается, что кузов 1 транспортного средства при перемещении в направлении движения (или против направления движения, при соответствующем выполнении соединительного элемента на противоположном конце рельсового транспортного средства), не нагружает упорную головку 6, а эти продольные силы перераспределяются на опорную консоль 10.
Также представленный на Фиг. 5 уступ 17 продолжается на расстояние, которое больше 2Y, и предпочтительно больше X + Y, над упором 14, чтобы гарантировать, что при смещении кузова транспортного средства против направления движения опорная консоль 10 не может быть удалена вертикально вверх.
На Фиг. 7a – 7d показаны схематичные виды второго соединительного элемента 4 согласно изобретению. Он содержит опорную консоль 10, которая выполнена по существу в виде стального уголка с углом 90°. На конце опорной консоли 10 находится крепёжная пластина 11. Она является по существу прямоугольной или квадратной. На крепёжной пластине 11 расположена фасонная деталь 15, которая служит для правильного размещения крепёжной пластины 11 на нижней стороне кузова 1 транспортного средства. Крепёжная пластина 11 имеет форму по существу прямоугольного фланца с крепёжными отверстиями.
На другом конце опорной консоли 10 находится опорная пластина 12, которая привинчена к разделительной пластине 13. Разделительная пластина 13 жёстко соединена с опорной пластиной 12 винтами и гайками, однако могут быть предусмотрены и другие варианты соединения.
В представленном примере разделительная пластина 13 может быть снята только снаружи, то есть при демонтированной опорной консоли, когда крепёжные винты введены в изолированные отверстия разделительной пластины 13. Однако также предусмотрены варианты выполнения, в которых разделительная пластина 13 также может быть отделена со стороны крепёжной пластины 11, и может быть также предусмотрено совсем иное соединение разделительной пластины 13 с опорной пластиной 11.
Разделительная пластина 13 должна обеспечивать определённое расстояние между упором 14 главной поперечной балки 8 или поперечной балки 7 и опорной консолью 10, и в некоторых примерных вариантах выполнения может быть желательно заменять разделительную пластину 13, в то время как в других примерных вариантах выполнения может быть желательно сохранять разделительную пластину 13 насколько возможно неизменной.
По существу прямоугольное соединение крепёжной пластины 11 с опорной пластиной 12 обеспечивается посредством нескольких, в представленном примере трёх рёбер 16. Рёбра 16 могут иметь поперечные усилительные элементы.
Все компоненты опорной консоли 10 могут быть изготовлены из железа, чугуна или стали.
Перечень условных обозначений
1 – Кузов транспортного средства
2 – Рама
3 – Первый соединительный элемент
4 – Второй соединительный элемент
5 – Выемка
6 – Упорная головка
7 – Поперечная балка
8 – Главная поперечная балка
9 – Тележка
10 – Опорная консоль
11 – Крепёжная пластина
12 – Опорная пластина
13 – Разделительная пластина
14 – Упор
15 – Фасонная деталь
16 – Ребро
17 - Уступ