ШАРНИРНАЯ СЦЕПКА МЕЖДУ ПЕРВЫМ И ВТОРЫМ ВАГОНАМИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, В ЧАСТНОСТИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО
ARTICULATED COUPLING BETWEEN TRAIN FIRST AND SECOND CARS

Изобретение относится к шарнирной сцепке между первым и вторым вагонами транспортного средства, в частности железнодорожного, содержащего по меньшей мере два вагона. Указанная шарнирная сцепка содержит первый элемент, выполненный с возможностью соединения с первым вагоном, второй элемент, выполненный с возможностью соединения со вторым вагоном, средства поступательного перемещения второго элемента относительно первого в случае удара, и средства поглощения энергии, установленные между первым и вторым вагонами.
В документе FR 2716149 описана такая шарнирная сцепка, предназначенная для защиты конструкций железнодорожных транспортных средств и устройств соединения между вагонами во время незначительных ударов.
Преимущественно такую шарнирную сцепку устанавливают между двумя вагонами железнодорожного транспортного средства, каждый из которых содержит два этажа, так как двухэтажные вагоны по сравнению с одноэтажными имеют больший вес.
Для железнодорожных транспортных средств, содержащих только одноэтажные вагоны, используют другое устройство поглощения ударов.
В документе FR 2879549 описан пример выполнения такого устройства, расположенного в передней части железнодорожного транспортного средства, а не между вагонами.
Такое устройство является достаточным для железнодорожных транспортных средств с небольшим количеством вагонов, например до одиннадцати.
Однако для железнодорожных транспортных средств, содержащих большее количество вагонов, например двадцать или больше, устройств поглощения ударов, расположенных в передней части транспортных средств, оказывается недостаточно.
В связи с этим было предложено между вагонами таких транспортных средств добавить устройства поглощения энергии, чтобы улучшить амортизацию ударов в случае столкновений.
Шарнирные соединения, описанные в документе FR 2716149, не приспособлены для установки между двумя вагонами, содержащими только один этаж, так как имеют большие габариты. В частности, для них необходимо поменять весь набор средств, обеспечивающих проход пассажиров из одного вагона в другой.
Задачей изобретения является создание такой шарнирной сцепки между двумя вагонами, габариты которой по существу идентичны габаритам существующих шарнирных сцепок между двумя одноэтажными вагонами, и которая могла бы содержать средства поглощения ударов в случае столкновения.
Поставленная задача решена в шарнирной сцепке вышеупомянутого типа, в которой средства поглощения энергии расположены между указанными первым и вторым элементами, и в которой указанный первый элемент выполнен с возможностью обеспечения прохода людей между первым и вторым вагонами.
Такое расположение средств поглощения энергии позволяет уменьшить габариты шарнирной сцепки и в сочетании с конструкцией первого элемента обеспечивает более компактный вариант конструкции по сравнению с известными техническими решениями.
Предпочтительно указанный первый элемент содержит средства, образующие направляющую, на которых установлен указанный второй элемент.
Предпочтительно шарнирная сцепка содержит средства удержания второго элемента относительно первого, препятствующие поступательному перемещению второго элемента относительно первого, причем указанные средства выполнены с возможностью разрушения в случае удара, чтобы обеспечить возможность поступательного перемещения второго элемента относительно первого.
Преимущественно средства поглощения энергии установлены между концом второго элемента и первым элементом и выполнены с возможностью деформации при поступательном перемещении второго элемента относительно первого.
Средства поглощения энергии могут содержать один или несколько из следующих элементов:
- механические средства упругого сжатия;
- сжимающийся материал, обладающий способностью к упругой и обратимой деформации, по меньшей мере, до определенного предельного значения напряжения;
- сжимающийся материал, обладающий способностью к пластической и необратимой деформации;
- одну или несколько деталей, обладающих способностью к пластической и необратимой деформации путем смятия и/или изгиба;
- комбинацию из вышеуказанных элементов.
Предпочтительно средства поглощения энергии крепят на втором элементе, или на первом элементе или одновременно на втором и первом элементах.
Предпочтительно первый элемент содержит средства крепления на первом вагоне.
Предпочтительно указанный первый элемент содержит центральную часть, имеющую средства, образующие направляющую, и выполненную с возможностью образования трапа между двумя вагонами, и две боковые части, выполненные с возможностью крепления на боковых стенках проходного коридора между двумя вагонами.
Первый элемент может быть выполнен в виде единой детали.
Предпочтительно второй элемент содержит средства для захождения шаровой опоры, обеспечивающей удержание шарнирной сцепки на втором вагоне и относительное угловое перемещение двух вагонов для обеспечения их вписывания в поворот.
Второй элемент может быть выполнен в виде единой детали.
Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из дальнейшего описания, представленного в качестве примера со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 показана часть первого вагона железнодорожного транспортного средства, на конце которого установлена известная шарнирная сцепка, вид в перспективе;
на фиг.2 показана часть второго вагона железнодорожного транспортного средства, на конце которого установлена классическая шарнирная сцепка, показанная на фиг.1, вид в перспективе;
на фиг.3 показана шарнирная сцепка в соответствии с настоящим изобретением, установленная на конце первого вагона, вид в перспективе;
на фиг.4 отдельно показана шарнирная сцепка, изображенная на фиг.3, вид в перспективе;
на фиг.5 показана шарнирная сцепка, изображенная на фиг.3 и 4, и, в частности, показаны средства крепления этой шарнирной сцепки на конце первого вагона, вид в перспективе сверху;
на фиг.6 показана шарнирная сцепка в соответствии с настоящим изобретением после удара, вид снизу;
на фиг.7 - то же, но перед ударом.
В основе изобретения лежит идея замены показанного на фиг.1 устройства 1 шарнирного соединения между двумя вагонами железнодорожного транспортного средства, закрепленного на конце вагона 3, другим устройством в соответствии с настоящим изобретением.
Устройство в соответствии с настоящим изобретением должно не только обеспечивать такие же функции шарнирного соединения между двумя вагонами и прохода пассажиров, но также и функцию амортизации в случае удара.
Устройство в соответствии с настоящим изобретением, которое в дальнейшем будет называться шарнирной сцепкой, должно занимать не больше места, чем устройство 1, показанное на фиг.1, то есть на практике устройство 1 можно заменить шарнирной сцепкой в соответствии с настоящим изобретением, не меняя форму конца 5 вагона 3.
Концы 5 вагонов содержат стенку 7, в которой выполнен межвагонный проход 9, имеющий такую высоту, чтобы в нем мог находиться стоя человек среднего роста.
Вокруг прохода 9 закреплена рама 11, образующая часть коридора 12 между двумя вагонами.
Известное устройство 1 выполнено с возможностью, по меньшей мере, частичного крепления на раме 11 в нижней части прохода 9.
Для этого устройство 1 содержит две по существу симметричные боковые части 13, каждая из которых выполнена с возможностью крепления на элементе рамы 11 по обе стороны от коридора.
Устройство 1 содержит также по существу плоскую центральную часть 15, форма которой ответна форме гнезда 17, образованного на конце второго вагона 19, и обеспечивает возможность прохода человека между вагонами 3 и 19.
В центральной части 15 устройства 1 имеется сквозное отверстие 21, выполненное с возможностью взаимодействия с отверстием 23, выполненным в гнезде 17 второго вагона 19, когда устройство 1 устанавливают в гнезде 17.
В отверстия 21 и 23 заходит шаровая опора (не показана), когда устройство 1 устанавливают в гнездо 17 второго вагона 19, чтобы обеспечить шарнирное соединение вагонов 3 и 19.
Гнездо 17 имеет форму трапеции, чтобы устройство 1 могло слегка поворачиваться между двумя краями 27 и 29 гнезда 17 вокруг шаровой опоры, например, когда железнодорожное транспортное средство, содержащее два вагона 3 и 19, входит в поворот, чтобы вагоны могли вписаться в этот поворот.
На фиг.3 показан пример выполнения шарнирной сцепки 31 в соответствии с настоящим изобретением, которой можно заменить описанное выше устройство 1.
Шарнирная сцепка 31, как и устройство 1, по меньшей мере частично закреплена на раме 11 вагона 3.
На фиг.3 для облегчения понимания показана только стенка 7 вагона 3.
Шарнирная сцепка 31 содержит первый элемент 33, содержащий средства для соединения с вагоном 3, частично показанные на фиг.1 и 3, в частности, для крепления на раме 11 вагона 3.
Первый элемент 33 выполнен в виде единой детали, например, из стали, алюминия, композитного или другого материала.
Выполнение в виде единой детали из стали обеспечивает сцепке такие физические свойства, чтобы она могла выдерживать, в частности, усилия сжатия примерно в 1500 кН, усилия растяжения примерно в 1000 кН и сопротивление вертикальной нагрузке примерно в 1,3 СЕ.
Как показано на фиг.5, первый элемент 33 содержит, в частности, центральную часть 36, выполненную с возможностью образования трапа между двумя вагонами 3 и 19, и две боковые части 37 и 39, выполненные с возможностью крепления на боковых стенках межвагонного коридора, имеющегося между двумя вагонами,
Центральная часть 36 содержит на одном из своих концов средства 41 крепления на конце вагона 3.
Средства 41 крепления содержат, например, пластину 43, выступающую из одного края центральной части 36 и имеющую сквозные отверстия 45 для прохода крепежных болтов, заклепок и штифтов.
Центральная часть 36 выполнена полой и имеет в сечении по существу U-образную форму. Таким образом, она содержит верхнюю стенку 47, две боковые стенки 51 и 53 и две полосы 49, параллельные верхней стенке 47, каждая из которых отходит от одной из боковых стенок 51, 53 и образует заплечик, обращенный внутрь центральной части 36. Кроме того, центральная часть 36 содержит заднюю стенку 52, соединяющую боковые стенки 51 и 53.
Такая конструкция позволяет первому элементу 33 выполнять функцию направляющей.
Пластина 43 по существу продолжает верхнюю стенку 47.
Шарнирная сцепка 31 содержит также второй элемент 35, содержащий средства соединения со вторым вагоном 19, показанным на фиг.2.
В верхней стенке 47 выполнено сквозное отверстие 55, обеспечивающее, в частности, крепление средств 56 поглощения энергии между первым 33 и вторым 35 элементами. Такие средства сами по себе известны и являются, например, распорками, связанными с болтами 57, как описано в документе FR 2716149.
Верхняя стенка 47 выполнена по существу плоской, чтобы поддерживать образующую пол пластину, обеспечивая проход людей по центральной части 36.
Второй элемент 35 имеет внешнюю форму, соответствующую внутренней форме центральной части 36, чтобы его можно было вставить в часть 36 между верхней стенкой 47 и двумя полосами 49 и чтобы он мог перемещаться со скольжением в центральной части 36.
В дальнейшем первый элемент 33 будет называться направляющей 33, а второй элемент 35 будет называться ползуном 35.
Выполненные таким образом направляющая 33 и ползун 35 в случае резкого удара поступательно перемещаются друг относительно друга.
Устройство содержит средства удержания ползуна 35 в направляющей 33 в нормальном положении, чтобы препятствовать перемещению ползуна 35 в направляющей 33 во время нормальной работы железнодорожного транспортного средства. В случае удара с силой, превышающей заранее заданное предельное значение, средства удержания разрушаются, высвобождая ползун 35, что позволяет ему перемещаться в направляющей 33 таким образом, чтобы средства 56 поглощения энергии могли выполнить свою функцию. Средства удержания выполнены, например, в виде болтов 57, проходящих через направляющую от верхней стенки 47 к полосам 49 и через ползун 35. Перед ударом болты 57 обеспечивают удержание на месте ползуна 35 в направляющей 33. В случае резкого удара болты 57 разрушаются, что высвобождает ползун 35, который может перемещаться в направляющей 33.
Средства 56 поглощения энергии установлены между концом ползуна 35 и задней стенкой 52 направляющей 33. Эти средства 56 поглощения могут быть выполнены в любом соответствующем виде. Так, например, средствами поглощения могут быть:
- механические средства упругого сжатия, такие как несколько соответствующих пружин;
- сжимающийся материал, обладающий способностью к упругой и обратимой деформации, по меньшей мере, до определенного значения напряжения, такой как ячеистый материал типа вспененного, например вспененный полиуретан;
- сжимающийся материал, обладающий способностью к пластической и необратимой деформации, такой как ячеистый материал типа вспененного, например, вспененный полиуретан;
- одна или несколько деталей, в частности, из пластического материала, обладающего способностью к пластической и необратимой деформации путем смятия и/или изгиба, например деталь в виде сильфона; или
- комбинация из описанных выше элементов.
Средства 56 поглощения энергии крепят на ползуне 35 или на направляющей 33 или одновременно и на ползуне 35, и на направляющей 33. Например, средства 56 поглощения энергии установлены на одном конце ползуна 35 и опираются на заднюю стенку 52 направляющей 35.
Перед ударом ползун 35 удерживается на месте в направляющей 33 болтами 57, работающими на срез.
Во время удара болты 57 срезаются, и ползун 35 перемещается в направляющей к задней стенке 52 направляющей 33. Поскольку между концом ползуна 35 и задней стенкой 52 направляющей 33 находятся средства 56 поглощения энергии, перемещение ползуна 35 приводят к смятию средств 56 поглощения энергии между концом ползуна 35 и задней стенкой 52, что позволяет поглотить часть энергии удара.
На фиг.6 и 7 показано положение ползуна 35 в направляющей 33 соответственно после и до удара.
Ход ползуна 35 в направляющей 33 по существу составляет 300 мм.
Как показано, в частности, на фиг.5, 6 и 7, в ползуне 35 имеется по существу круглое отверстие 59 для установки в нем шаровой опоры (не показана), обеспечивающей удержание шарнирной сцепки на втором вагоне 19, как показано на фиг.2.
Как указано выше, шаровая опора обеспечивает относительное угловое перемещение двух вагонов 3 и 19, что позволяет им вписываться в поворот.
На своем свободном конце 61 (т.е. на конце, на который не опираются средства 56 поглощения энергии) ползун 35 содержит также средства 62 крепления на части конца второго вагона 19 (фиг.2, 6 и 7).
Средства 62 крепления выполнены, например, в виде заплечика 62, входящего в зацепление с деталью 63, образующей крюк, при этом указанная деталь 63 образует вышеуказанный конец второго вагона 19, показанный, в частности, на фиг.2.
Каждая из боковых частей 37 и 39 шарнирной сцепки, показанных, в частности, на фиг.4 и 5, имеет криволинейную форму, соединяя соответственно боковые края 51 и 53 направляющей 33 с боковыми стенками 65 и 67 коридора 12.
Каждую из боковых частей 37 и 39 крепят соответственно на боковой стенке 65 и 67 при помощи болтов 69 и заклепок (фиг.4 и 5).
Для этого каждый конец боковых частей 37 и 39 имеет форму, соответствующую форме стенок 65 и 67, чтобы каждый конец боковых частей 37 и 39 прижимался к стенкам 65 и 67 соответственно.
Каждый конец боковых частей 37 и 39 имеет также сквозные отверстия для их крепления при помощи болтов 69 и заклепок.
Разница в массе, появляющаяся в результате замены устройств 1 описанными выше сцепками, составляет примерно 430 кг для всего железнодорожного транспортного средства, что не влияет (или незначительно влияет) на характеристики железнодорожных транспортных средств, для которых предназначены такие шарнирные сцепки.
При таком выполнении шарнирная сцепка в соответствии с настоящим изобретением имеет габариты, по существу идентичные габаритам устройства 1, которое она заменяет. Шарнирную сцепку можно установить между каждым вагоном железнодорожного транспортного средства или только между некоторыми вагонами в зависимости от требуемых характеристик поглощения.
Такая шарнирная сцепка позволяет эффективно поглощать часть энергии в результате удара даже длинного железнодорожного транспортного средства, содержащего, например, тринадцать и более вагонов.
Понятно, что изобретение не ограничивается описанным вариантом его осуществления и может охватывать другие варианты осуществления, отвечающие его сущности.