ОПОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДДЕРЖИВАНИЯ В ВЕРТИКАЛЬНОМ ПОЛОЖЕНИИ СЦЕПНОГО ДЫШЛА, ШАРНИРНО СОЕДИНЕННОГО С НИЖНЕЙ РАМОЙ КУЗОВА ВАГОНА РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
SUPPORT DEVICE FOR HOLDING VERTICAL POSITION OF COUPLING ROD ARTICULATED WITH CAR BODY BOTTOM FRAME OF RAIL VEHICLE

Настоящее изобретение относится к опорному устройству в соответствии с ограничительной частью независимого пункта 1.
В соответствии с этим изобретение относится, в частности, к опорному устройству для поддержания в вертикальном положении сцепного дышла, шарнирно соединенного с нижней рамой кузова вагона рельсового транспортного средства, предпочтительно посредством эластомерного упругого соединения, причем опорное устройство содержит опору, выполненную с возможностью введения в контакт со сцепным дышлом, и держатель, соединенный с опорой, и выполненный с возможностью прикрепления к нижней раме кузова вагона транспортного средства, причем опора может перемещаться относительно держателя и в направлении держателя при превышении критической силы, действующей на опору в вертикальном направлении.
Опорное устройство вышеупомянутого типа с технической точки зрения уже известно из предшествующего уровня техники и, в частности, из области техники рельсовых транспортных средств. Такое опорное устройство, таким образом, служит для поддержания в вертикальном положении сцепного дышла, шарнирно соединенного с нижней рамой кузова вагона.
Например, на Фиг.1 показан перспективный вид опорного устройства 110, известного из предшествующего уровня техники, которое крепится к нижней раме 60 кузова вагона рельсового транспортного средства с помощью подшипника 111. Это опорное устройство 110 служит для поддержания в вертикальном положении сцепного дышла 51, которое на примере, показанном на Фиг.1, шарнирно соединяется с нижней рамой 60 кузова вагона на конечном участке со стороны кузова посредством шарнирного приспособления 50.
Более подробно, шарнирным приспособлением 50, показанным на Фиг.1, является эластомерное упругое соединение, описанное, например, в ЕР 1785329 A1. Такое эластомерное упругое соединение 50 обеспечивает горизонтальное и вертикальное поворачивание, а также аксиальное вращение сцепного дышла 51. Таким образом, сцепное дышло 51 может, например, осуществлять поворотные движения относительно нижней рамы 60 кузова вагона, что случается, в частности, когда состав преодолевает закругления пути. Дополнительно, сцепное дышло может следовать вертикальным отклонениям, например, для компенсации разности высоты двух сцепленных вагонов.
Эластомерный подшипник обычно выполнен в соединении, в частности, в виде эластомерного шарнирного приспособления 50, которое обеспечивает, чтобы эластомерные упругие элементы служили для смягчения силы тяги и силы удара, передаваемой от сцепного дышла 51 при обычных условиях движения. Как правило, эластомерный подшипник, выполненный в соединении, может обеспечить оперативно требуемый угол поворачивания для сцепного дышла 51 прибл. ±6° в вертикальном направлении V и прибл. 15° в горизонтальном направлении.
Опорное устройство 110 служит для поддержания в вертикальном положении сцепного дышла 51, которое шарнирно соединяется, чтобы поворачиваться в вертикальном направлении V и в других направлениях. Такая опора в вертикальном направлении V особенно необходима, чтобы сделать возможным соответствующее сцепление двух соседних кузовов вагонов. Таким образом, необходимо обеспечить, чтобы сцепное дышло 51 всегда находилось в горизонтальной центральной продольной плоскости во время процедуры сцепки.
С этой целью опорное устройство 110, показанное на Фиг.1, содержит опору 112 в контакте со сцепным дышлом 51, которое соединяется с держателем 114 опорного поршня 113. Держатель 114 соединяется с нижней рамой 60 кузова вагона посредством вышеупомянутой опоры 111.
Опорным устройством 110 является упругая опора, в которой опорный поршень 113 соединяется с держателем 114 посредством упругого элемента 115. Опорный поршень 113 и опора 112, соединенная с опорным поршнем 113, прижаты к сцепному дышлу 51 снизу в вертикальном направлении V посредством упругого элемента 115 при определенном предварительном натяжении. Предварительное натяжение, при котором опора 112 прижата к сцепному дышлу 51, регулируется соответствующим подбором коэффициента жесткости пружины для упругого элемента 115, и должен быть выбран таким, чтобы сцепное дышло 51 находилось в горизонтальном центральном положении в нерабочем состоянии; т.е., когда сцепное дышло 51 не подвергается действию динамических сил в вертикальном направлении.
Держатель 111 опорного устройства 110, который, с одной стороны, служит для удерживания упругого элемента 115 и опорного поршня 113, а, с другой стороны, посредством которого опору 112 можно прижать к сцепному дышлу 51, чтобы удерживать при определенном предварительном натяжении, жестко крепится к нижней раме кузова 60 или корпусу нижней рамы кузова 60, соответственно.
Непосредственно действующий упругий элемент 115, обычно используемый в опорном устройстве 110, известен из предшествующего уровня техники и описан выше для удерживания в вертикальном положении сцепного дышла 51. Соответственно, вертикальное поддерживающее усилие, передаваемое на сцепное дышло 51 от опоры 112, преимущественно определяется силой упругости, возникающей в результате упругой деформации упругого элемента 115. В частности, степень упругой деформации упругого элемента 115 и, следовательно, результирующая сила упругости, возникающая в результате упругой деформации упругого элемента 115, увеличивается с увеличением вертикального отклонения сцепного дышла 51 и действует как поддерживающая сила, чтобы противостоять вертикальному отклонению сцепного дышла 51.
Такая линейная связь между пружинящим действием упругого элемента 115 и поддерживающим усилием опоры 112 является особенно неблагоприятной в тех областях применения, где опорное устройство 110 должно поддерживать сцепное дышло 51, шарнирно присоединенное к нижней раме 60 кузова вагона посредством эластомерного шарнирного приспособления 50 в вертикальном направлении V. Поскольку сцепное дышло 51 уже частично поддерживается в вертикальном направлении V эластомерным упругим элементом, встроенным в приспособление 50 в сцепном дышле 51, шарнирно присоединенном к нижней раме 60 кузова вагона посредством эластомерного шарнирного приспособления 50, обычные опорные устройства 110, в которых поддерживающее усилие увеличивается с увеличением деформации упругого элемента 115, встроенного в опорное устройство 110, являются слишком жесткими. Другими словами, такое опорное устройство 110 препятствует сцепному дышлу 51 достаточному повороту в вертикальном направлении V относительно нижней рамы 60 кузова вагона, вследствие чего повышенные усилия могут возникнуть в шарнирном соединении 50 сцепного дышла, что потенциально может повредить шарнирное соединение 50 и/или нижнюю раму 60 кузова вагона.
Принимая во внимание изложенную проблему, настоящее изобретение основывается на задаче дополнительной разработки опорного устройства, описанного в начале, которое конкретно применяется для поддержания сцепного дышла, шарнирно соединенного с нижней рамой кузова вагона посредством эластомерного упругого соединения без повышенных усилий, возникающих в вертикальном направлении во время работы транспортного средства, которые могли бы привести к повреждению шарнирного приспособления и/или нижней рамы кузова вагона.
Данная задача решается в соответствии с изобретением сущностью независимого пункта 1.
В соответствии с этим, в решении согласно изобретению предлагается, чтобы опорное устройство описанного в начале типа дополнительно содержало упругий механизм, имеющий, по меньшей мере, один упругий элемент, который присоединен к опоре и держателю опорного устройства посредством механизма передачи усилия, так чтобы, по меньшей мере, один упругий элемент упруго деформировался опорой, перемещающейся относительно держателя, при этом механизм передачи усилия выполнен с возможностью преобразования силы упругости, возникающей в результате упругой деформации, по меньшей мере, одного упругого элемента во внешнее усилие, действующее против поддерживающего усилия, направленного на опору.
Преимущества, достигаемые с помощью настоящего изобретения, очевидны: наличие механизма передачи усилия гарантирует, что сила упругости опорного устройства, возникающая в результате упругой деформации, по меньшей мере, одного упругого элемента не будет передаваться непосредственно на опору, чтобы противодействовать внешнему усилию, действующему вертикально на опору в качестве поддерживающего усилия. Вместо этого, в опорном устройстве согласно изобретению используется механизм, который преобразует силу упругости, возникающую в результате упругой деформации, по меньшей мере, одного упругого элемента опорного устройства в поддерживающее усилие, которое противостоит внешнему усилию, действующему на опору. Соотношение между силой упругости, по меньшей мере, одного упругого элемента и поддерживающим усилием, в конечном итоге действующим на сцепное дышло, которое необходимо держать в вертикальном направлении, определяется конструкцией механизма передачи усилия. В частности, характеристика срабатывания и характеристика пружины поддерживающего усилия, оказываемого опорным устройством на сцепное дышло, которое необходимо поддерживать, адаптированы к специфическому применению, чтобы, в частности, такие вертикальные поддерживающие усилия, оказываемые, например, эластомерным упругим приспособлением, выполненным в шарнирном соединении сцепного дышла, также можно было принять во внимание.
Механизм передачи усилия предпочтительно содержит механизм, с помощью которого расстояние, пройденное опорой относительно держателя при перемещении, можно преобразовать в отклонение пружины, которое упруго деформирует, по меньшей мере, один упругий элемент при перемещении опоры относительно держателя. Такой вариант реализации дает возможность разъединить характеристическую кривую поддерживающего усилия и характеристику пружины, по меньшей мере, одного упругого элемента. В областях применения, в которых сцепное дышло, шарнирно соединенное посредством эластомерного упругого соединения, необходимо удерживать в вертикальном направлении, особенно важно, чтобы механизм передачи усилия был сконструирован таким образом, чтобы имелась асинхронная корреляция между характеристической кривой поддерживающего усилия и характеристикой пружины, по меньшей мере, одного упругого элемента, чтобы поддерживающее усилие уменьшалось, по меньшей мере, в одной рабочей зоне опорного устройства, чем больше упруго деформировался, по меньшей мере, один упругий элемент опорного устройства.
Можно снабдить механизм передачи усилия зубчатым перебором, например, с помощью которого сила упругости, возникающая в результате упругой деформации, по меньшей мере, одного упругого элемента преобразуется в поддерживающее усилие, вносимое опорой в сцепное дышло, которое следует поддерживать в вертикальном направлении. Однако, с технической точки зрения, более простым и особенно менее предрасположенным к отказам является механизм передачи усилия, который содержит, по меньшей мере, один ножничный механизм, состоящий из одинарных ножниц, имеющих два рычага равной длины, при этом эти два рычага перемещаются друг относительно друга вокруг общей горизонтальной оси, проходящей через центры рычагов. При такой реализации механизма передачи усилия каждый рычаг с одной стороны соединяется с держателем посредством фиксированного подшипника, с другой стороны, к опоре посредством плавающего подшипника. Следовательно, по меньшей мере, один упругий элемент выполнен в виде пружины сжатия и сцепляется с первым рычагом из двух рычагов равной длины с одной стороны и со вторым рычагом из двух рычагов равной длины, с другой стороны.
В таком варианте реализации механизма передачи усилия особенно важно отрегулировать предварительное натяжение, по меньшей мере, одного упругого элемента. Это можно выполнить, например, по меньшей мере, одним упругим элементом, выполненным в виде пружины сжатия, соединенной с первым и/или вторым рычагом посредством первого и второго стопора, при этом при уменьшении расстояния между двумя стопорами будет увеличиваться предварительное натяжение упругого элемента.
Термин «фиксированный подшипник», используемый здесь, относится к подшипнику, с помощью которого рычаг ножниц ножничного механизма соединен с держателем, соответственно, с опорой опорного устройства, так чтобы рычаг мог вращаться относительно опоры/держателя опорного устройства вокруг одной горизонтальной оси, при этом две другие поступательные степени свободы фиксированы.
Термин «плавающий подшипник», используемый здесь, относится к подшипнику, фиксированному в одной поступательной степени свободы, при этом рычаг может вращаться относительно опоры, соответственно, держателя, а также перемещаться в продольном направлении опоры/держателя.
Плавающий подшипник предпочтительно реализуется посредством удлиненного отверстия, простирающегося в продольном направлении опоры/держателя.
Как альтернатива последнему варианту, в котором механизм передачи усилия содержит ножничный механизм, состоящий из одинарных ножниц, предпочтительная дополнительная разработка решения согласно изобретению предусматривает, что механизм передачи усилия содержит, по меньшей мере, один двойной ножничный механизм, состоящий из первых и вторых ножниц. Следовательно, каждые ножницы двойного ножничного механизма имеют два рычага равной длины, которые перемещаются относительно друг друга вокруг общей горизонтальной оси, проходящей через центры двух рычагов. Соответствующий первый рычаг каждых ножниц двойного ножничного механизма соединяется с опорой посредством фиксированного подшипника, а с держателем - посредством плавающего подшипника. Второй рычаг каждых ножниц двойного ножничного механизма соединяется с держателем посредством фиксированного подшипника, а с опорой - посредством плавающего подшипника. При такой реализации механизма передачи усилия, по меньшей мере, один упругий элемент выполнен в виде пружины растяжения и должен сцепляться непосредственно или опосредованно, с одной стороны, по меньшей мере, с одним рычагом первых ножниц и с другой стороны, с одним рычагом вторых ножниц. Успешная дополнительная разработка последнего варианта, в котором опорное устройство содержит механизм передачи усилия, имеющий двойной ножничный механизм, предусматривает, что продольная ось, по меньшей мере, одного упругого элемента, выполненного в виде пружины растяжения, лежит на горизонтальной оси, проходящей перпендикулярно горизонтальной оси, вокруг которой рычаги первых ножниц двойного ножничного механизма, с одной стороны, могут перемещаться относительно друг друга, а с другой стороны, могут проходить перпендикулярно горизонтальной оси, вокруг которой рычаги вторых ножниц двойного ножничного механизма, могут перемещаться относительно друг друга. Таким образом, получается особо компактное опорное устройство. Однако также возможны другие варианты для достижения этой цели.
Чтобы отрегулировать рабочую точку опоры; т.е., рабочую точку на характеристической кривой поддерживающего усилия, которая должна зависеть от специфического применения в опорном устройстве, в котором механизм передачи усилия содержит двойной ножничный механизм, предпочтительная дополнительная разработка последнего варианта предусматривает расположение, по меньшей мере, одного упругого элемента, выполненного в виде пружины растяжения, между первой и второй контропорой, при этом расстояние между первой и второй контропорой регулируется, причем, по меньшей мере, один упругий элемент, выполненный в виде пружины растяжения, уже находится в предварительно растянутом положении при максимальном расстоянии между первой и второй контропорой, если внешнее усилие, действующее на опору в вертикальном направлении, отсутствует.
Другая успешная реализация механизма передачи усилия, используемого в опорном устройстве согласно изобретению, предусматривает, что один двойной ножничный механизм состоит из первых и вторых ножниц, при этом - как и в вышеупомянутом варианте - каждые ножницы двойного ножничного механизма имеют два рычага равной длины, которые могут перемещаться относительно друг друга вокруг общей горизонтальной оси, проходящей через центры двух рычагов, при этом соответствующий первый рычаг одних соответствующих ножниц двойного ножничного механизма соединяется с опорой посредством фиксированного подшипника и с держателем посредством плавающего подшипника, а второй рычаг соответствующих ножниц двойного ножничного механизма соединяется с держателем посредством фиксированного подшипника и с опорой - посредством плавающего подшипника. Однако, в противоположность рассмотренному выше варианту, по меньшей мере, один упругий элемент выполнен в виде пружины натяжения и расположен между первым болтом, установленным по горизонтальной оси, вокруг которой рычаги первых ножниц двойного ножничного механизма могут перемещаться друг относительно друга и контропоры, при этом контропора соединяется со вторым болтом посредством натяжного стержня, расположенного по горизонтальной оси, вокруг которой рычаги вторых ножниц двойного ножничного механизма могут перемещаться друг относительно друга.
Первый болт предпочтительно соединяется с рычагами первых ножниц двойного ножничного механизма, а второй болт предпочтительно соединяется с рычагами вторых ножниц двойного ножничного механизма, так чтобы соответствующие рычаги поворачивались относительно болтов.
Предпочтительная реализация последнего варианта предусматривает, что, по меньшей мере, один упругий элемент выполнен в виде нажимной пружинной шайбы, через которую, по меньшей мере, частично проходит натяжной стержень, при этом контропора содержит первый противодействующий элемент, в частности, гайку, расположенную на первом концевом участке натяжного стержня, и второй противодействующий элемент, в частности, гайку, расположенную на противоположном втором концевом участке. Следовательно, по меньшей мере, один упругий элемент, выполненный в виде нажимной пружинной шайбы, натягивается между первым противодействующим элементом и первым болтом. Следовательно, предусматривается, что расстояние между первым противодействующим элементом и вторым противодействующим элементом изменяется, чтобы регулировать предварительное натяжение, по меньшей мере, одного упругого элемента и, следовательно, рабочей точки опоры.
Обеспечение того, что упругий механизм содержит, по меньшей мере, один первый и один второй упругий элемент, каждый выполненный в виде нажимной пружинной шайбы, более предпочтительно для последнего варианта, при этом, по меньшей мере, один первый упругий элемент расположен между первым противодействующим элементом и первым болтом, и, по меньшей мере, один второй упругий элемент расположен между вторым противодействующим элементом и вторым болтом.
Поэтому возможно, чтобы, по меньшей мере, один первый упругий элемент размещался в корпусе первого упругого элемента, соединенным с первым болтом, и, по меньшей мере, один второй упругий элемент размещался в корпусе второго упругого элемента, соединенным со вторым болтом. Упомянутые корпуса упругих элементов согласованно обеспечивают управление соответственно размещенными упругими элементами.
И, наконец, предпочтительно, чтобы держатель опорного устройства содержал фланцевую зону, которой опорное устройство можно крепить, предпочтительно, съемно, к нижней раме кузова вагона транспортного средства. Таким образом, опорное устройство годится для последующего модифицирования в случае, если подтянутую сцепку, обычно находящуюся между двумя кузовами вагонов многозвенного железнодорожного транспортного средства, нужно разъединить, и растащить отдельные кузова вагонов.
Далее следует описание примерного варианта решения согласно изобретению со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - перспективный вид опорного устройства, известного из предшествующего уровня техники;
Фиг.2 - перспективный вид примерного варианта опорного устройства согласно изобретению в установленном положении;
Фиг.3 - вид сбоку опорного устройства в соответствии с Фиг.2;
Фиг.4а - продольный разрез опорного устройства в соответствии
с Фиг.1 в ненагруженном состоянии;
Фиг.4b - вид в плане опорного устройства в соответствии с Фиг.4а, показанного в продольном виде в разрезе;
Фиг.4с - вид переднего конца опорного устройства в соответствии с Фиг.4а;
Фиг.4d - перспективный вид опорного устройства в соответствии с Фиг.4а;
Фиг.4е - частичный разрез перспективного вида опорного устройства в соответствии с Фиг.4а;
Фиг.5а - перспективный вид опорного устройства в соответствии с Фиг.1 в нагруженном состоянии, после того как исчерпана способность опорного устройства в поддержании вертикального положения;
Фиг.5b - продольный разрез опорного устройства в соответствии с Фиг.5а;
Фиг.6 - схема усилия/пути опорного устройства в соответствии с Фиг.1; и
Фиг.7 - продольный разрез дополнительного примерного варианта опорного устройства согласно изобретению в ненагруженном состоянии.
На Фиг.1 показано опорное устройство 110 известного уровня техники, служащего для поддержания в вертикальном положении сцепного дышла 51, шарнирно соединенного с нижней рамой 60 кузова вагона посредством эластомерного шарнирного приспособления 50. Как уже было упомянуто во вводной части описания, такое обычное опорное устройство 110 содержит упругий элемент 115 в виде спиральной нажимной пружины, которая расположена между опорой 112 и держателем 114 и нажимает на опору 112 в направлении сцепного дышло, которое следует поддерживать в вертикальном положении. Сам держатель 114 удерживается на нижней раме 60 кузова вагона посредством подшипника 111.
Соответственно, система с непосредственно действующей спиральной нажимной пружиной 115 используется для поддерживания в вертикальном положении сцепного дышла 51 в обычном опорном устройстве 110, показанном на Фиг.1, при этом сила упругости, возникающая в результате упругой деформации упругого элемента 115, выполненного в виде спиральной нажимной пружины, соответствующей характеристической кривой упругого элемента 115, продолжает увеличиваться с увеличением вертикального отклонения сцепного дышла 51. Это явление возникает, несмотря на то, сделана ли спиральная нажимная пружина из металла или эластомерная пружина сделана, например, из резины, или в качестве упругого элемента 115 применяется пружина, сконструированная другим образом.
Обычная конструкция опорного устройства 110 не допускает, чтобы вертикальное поддерживающее усилие, оказываемое на сцепное дышло 51 упомянутым опорным устройством 110, было адаптировано к специфическому применению. В частности, вертикальная опора сцепного дышла 51 не может быть оптимизирована для обычного опорного устройства 115, если это устройство, например, уже испытывает вертикальное поддерживающее усилие посредством эластомерного механизма, встроенного в шарнирное приспособление 50. Это верно и для сцепного дышла 51, которое шарнирно соединяется с нижней рамой 60 кузова вагона посредством сферического подшипника.
Чтобы устранить эти недостатки, предлагается согласно изобретению разъединить вертикальное поддерживающее усилие, которое должно быть внесено опорным устройством в сцепное дышло, которое надлежит поддерживать посредством соответствующего механизма, и характеристику пружины, по меньшей мере, одного упругого элемента, чтобы, таким образом, достигнуть благоприятного профиля усилия для соответствующего применения.
Далее следует более подробное описание возможных вариантов механизма передачи усилия согласно изобретению со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На Фиг.2 подробно показан первый примерный вариант опорного устройства 100 в установленном состоянии, в котором сцепное дышло 51 поддерживается в вертикальном положении V посредством опорного устройства 100. В варианте на Фиг.1 сцепное дышло 51 соединяется с (четко не показано) с нижней рамой кузова вагона рельсового транспортного средства, в частности, железнодорожного транспортного средства, посредством эластомерного шарнирного приспособления 50. Далее следует более подробное описание конструкции эластомерного шарнирного приспособления 50 со ссылкой на Фиг.3.
В частности, из вида, представленного на Фиг.3, можно заметить, что эластомерное шарнирное приспособление 50 содержит опорную пластину 52, которая может быть соединена с нижней рамой кузова вагона транспортного средства, и с помощью которой сила тяги и сила удара, передаваемые через сцепное дышло 51, когда транспортное средство работает, поступают на нижнюю раму кузова вагона. Эластомерное шарнирное приспособление 50 дополнительно содержит со стороны натяжного стержня передний эластомерный упругий элемент 53 между передним диском 54 пружины со стороны натяжного стержня и нажимной пластиной 52, а также со стороны кузова вагона задний эластомерный упругий элемент 55 между нажимной пластиной 52 и задним диском 56 пружины, при этом эластомерные упругие элементы 53, 55 соответствующим образом натянуты. Задний диск 56 пружины крепится к крестовине 58 с помощью стопорной гайки 57, при этом крестовина 58 проходит через эластомерные упругие элементы 53, 55, выполненные в виде полых резиновых пружин, а также через соответствующие отверстия, выполненные в дисках 54, 56 пружин и в опорной пластине 52, и соединяется со сцепным дышлом 51.
Соединение 50, выполненное в виде эластомерного упругого шарнира, не только допускает передачу сил тяги и удара через сцепное дышло 51 во время работы, но также осуществляет поддерживание сцепного дышла 51 в вертикальном положении, хотя недостаточно удерживать сцепное дышло 51 в горизонтальной центральной продольной плоскости в несцепленном состоянии.
С этой целью вариант реализации использует опорное устройство 100 согласно изобретению, показанное на Фиг.2 и 3, которое - как можно особо отметить из рисунков, представленных на Фиг.4 и 5 - содержит опору 1, которая может входить в контакт со сцепным дышлом 51, которое следует поддерживать, а также держатель 2, соединенный с опорой 1 и прикрепленный к нижней раме кузова вагона транспортного средства. Как показано, опора 1 может быть выполнена в виде основания, а держатель 2 в виде несущей рамы. Углубления в соответствующих участках опоры 1, выполненной в виде основания, и/или держателя 2, выполненного в виде несущей рамы вполне подходят для снижения полного веса опорного устройства 100.
Держатель 2 присоединен к фланцевой зоне 9 или соответственно содержит фланцевую зону (см. Фиг.2 и 3), посредством которой опорное устройство можно прикрепить, предпочтительно съемно, к нижней раме кузова вагона транспортного средства.
Механизм 10 передачи усилия используется в примерном варианте в соответствии с Фиг.2-5 для разъединения поддерживающего усилия, оказываемого опорным устройством 100 на сцепное дышло 51, которое следует поддерживать в вертикальном направлении V, и характеристики пружины опорного устройства 100. Упругие элементы 3а, 3b, выполненные в опорном устройстве 100 в соответствии с Фиг.2-5, присоединяются к опоре 1 и держателю 2 посредством механизма 10 передачи усилия и, следовательно, таким образом, чтобы упомянутые упругие элементы 3а, 3b упруго деформировались при перемещении опоры 1 относительно держателя 2.
Ниже будет более подробно описано со ссылкой на Фиг.4 и 5, что механизм 10 передачи усилия конкретно выполнен с возможностью преобразования упругости, возникающей в результате упругой деформации упругих элементов 3а, 3b в поддерживающее усилие, действующее в вертикальном направлении V.
Более подробно, механизм 10 передачи усилия в варианте, представленном на Фиг.2-5, содержит двойной ножничный механизм, состоящий из первых и вторых ножниц 15, 16. Каждые ножницы 15, 16 двойного ножничного механизма состоят из двух рычагов 17а, 17b; 18a, 18b равной длины, которые могут перемещаться относительно друг друга вокруг общей горизонтальной оси Н2, Н3, проходящей через центры двух рычагов 17а, 17b; 18a, 18b. Каждый соответствующий первый рычаг 17а, 18a каждых соответствующих ножниц 15, 16 присоединяется к опоре 1 посредством фиксированного подшипника 19а, 19b, и к держателю 2 посредством плавающего подшипника 20а, 20b, в то время как соответствующий второй рычаг 17b, 18b каждых соответствующих ножниц 15 присоединяется к держателю 2 посредством фиксированного подшипника 19с, 19d и к опоре 1 посредством плавающего подшипника 20с, 20d.
Применение в общей сложности двух двойных ножничных механизмов, описанного выше типа, конкретно выполнено в варианте, представленном на Фиг.2-5, при этом каждый соответствующий двойной ножничный механизм расположен со стороны опорного устройства 100.
Упругие элементы 3а, 3b выполнены в виде системы нажимной пружины и расположены между первым болтом 4 и контропорой в представленном варианте. Первый болт 4 лежит на горизонтальной оси Н2, вокруг которой рычаги 17а, 17b первых ножниц 15 двойного ножничного механизма могут перемещаться относительно друг друга. А именно, первый болт 4 присоединен к двум рычагам 17а, 17b первых ножниц 15 так, чтобы рычаги 17а, 17b могли вращаться вокруг горизонтальной оси Н2 относительно первого болта 4. Для этой цели снова применяется фиксированный подшипник. Контропора присоединяется ко второму болту 5 посредством натяжного стержня 8, при этом второй болт 5 лежит на горизонтальной оси Н3, вокруг которой рычаги 18а, 18b вторых ножниц 16 двойного ножничного механизма могут перемещаться относительно друг друга. А именно, рычаги 18а, 18b вторых ножниц 16 присоединяются ко второму болту 5 посредством фиксированного подшипника так, чтобы рычаги 18а, 18b могли вращаться вокруг горизонтальной оси Н3.
Из частичного разреза перспективного вида на Фиг.4 можно заметить, что каждый упругий элемент 3а, 3b выполнен в виде системы нажимной пружинной шайбы, через которую, по меньшей мере, частично проходит натяжной стержень 8, при этом контропора содержит первый противодействующий элемент 6а в виде гайки, расположенной на первом конечном участке натяжного стержня 8, и второй противодействующий элемент 6b, также в виде гайки, расположенный на противоположном втором конечном участке натяжного стержня 8. Первый упругий элемент 3а, выполненный в виде системы нажимной пружинной шайбы, таким образом, расположен между первым противодействующим элементом 6а и первым болтом 4, в то время как второй упругий элемент 3b, также выполненный в виде системы нажимной пружинной шайбы, находится между вторым противодействующим элементом 6b и вторым болтом 5. При затягивании противодействующих элементов 6а, 6b, выполненных в виде гайки, расстояние между первым противодействующим элементом ба и вторым противодействующим элементом 6b может меняться, чтобы регулировать предварительное натяжение упругих элементов 3а, 3b, выполненных в виде системы нажимной пружинной шайбы.
Более подробно, упругие элементы 3а, 3b, выполненные в виде системы нажимной пружинной шайбы, натянуты между соответствующими противодействующими элементами 6а, 6b и основанием корпуса 7а, 7b упругого элемента чашеобразной формы. Соответствующие основания корпуса 7а, 7b упругого элемента присоединены к первому болту 4 и второму болту 5, соответственно.
Такой механизм 10 передачи усилия преобразует расстояние, пройденное опорой 1 при перемещении относительно держателя 2, в отклонение пружины, упруго деформирующее два упругих элемента 3а, 3b при перемещении опоры 1 относительно держателя 2. Конкретно реализуется передача усилия, при котором характеристическая кривая поддерживающего усилия не зависит от характеристик пружины упругих элементов 3а, 3b.
На Фиг.6 показана схема усилия/пути опорного устройства 100, содержащего механизм 10 передачи усилия, используемый в первом примерном варианте в соответствии с Фиг.2-5.
Соответственно, при оказании внешнего усилия в вертикальном направлении на опору 1, поддерживающее усилие первоначально увеличивается, а затем падает почти линейно после максимума. Таким образом, создается возможность возникновения асинхронной (нелинейной) корреляции между характеристической кривой поддерживающего усилия и характеристиками пружины упругих элементов 3а, 3b для механизма 10 передачи усилия и конкретно такого типа, при котором поддерживающее усилие уменьшается, по меньшей мере, в одной рабочей зоне опорного устройства 100, чем больше упруго деформируются упругие элементы 3а, 3b опорного устройства 100.
Таким образом, опорное устройство 100 в соответствии с изобретением конкретно подходит для (временного) поддержания сцепного дышла 51, например, подтянутой сцепки, когда упомянутое сцепное дышло шарнирно соединяется с нижней рамой кузова вагона транспортного средства посредством эластомерного упругого шарнирного приспособления 50, как описано, например, в ЕР 1785329 В1. Поскольку подтянутые сцепки обычно не оснащены вертикальными опорными устройствами, сцепное дышло удерживается на опорной точке посредством эластомерного упругого шарнирного приспособления и выпадает из горизонтальной центральной продольной плоскости, если сцепное дышло 51 не соединено со сцепным дышлом кузова соседнего вагона. Соответственно, в данном случае это подходит для устройства 100 согласно изобретению, прикрепленному к нижней раме транспортного средства, чтобы поддерживать сцепное дышло в вертикальном направлении, что, например, требуется при буксировании вагонов. Таким образом, упругие элементы 3а, 3b следует регулировать путем натяжения противодействующих элементов 6а, 6b, выполненных в виде гаек, так чтобы опора 1 поддерживала сцепное дышло 51. При дополнительном натяжении противодействующих элементов 6а, 6b можно приложить дополнительное предварительно натянутое усилие.
Например, переходную муфту можно потом прикрепить к сцепному дышлу 51, чтобы буксировать транспортное средство. Таким образом, устройство 100 в соответствии с изобретением допускает вертикальное перемещение сцепного дышла 51 относительно нижней рамы кузова вагона во время работы.
Решение согласно изобретению не ограничивается конкретным вариантом опорного устройства 100, описанного выше со ссылкой на Фиг.2-5. В частности, можно использовать упругий элемент 3с, выполненный в виде системы пружины натяжения вместо упругих элементов 3а, 3b, выполненных в виде системы нажимной пружины, при этом упругий элемент 3с, входит в зацепление, с одной стороны, по меньшей мере, с одним рычагом 17а, 17b первых ножниц 15 двойного ножничного механизма, а с другой стороны, по меньшей мере, с одним рычагом 18а, 18b вторых ножниц 16 двойного ножничного механизма, как предполагается на Фиг.7.
Конкретно, в варианте, показанном на Фиг.7, продольная ось упругого элемента 3с, выполненного в виде системы пружины натяжения, лежит на горизонтальной оси, которая, с одной стороны, проходит перпендикулярно горизонтальной оси Н2, вокруг которой рычаги 17а, 17b первых ножниц 15 могут перемещаться относительно друг друга, а с другой стороны, проходит перпендикулярно горизонтальной оси Н3, вокруг которой рычаги 13а, 18b вторых ножниц 16 могут перемещаться относительно друг Друга.
Чтобы регулировать рабочую точку поддерживающего усилия в варианте опорного устройства 100, показанного на Фиг.7, упругий элемент 3с, выполненный в виде системы пружины натяжения, расположен между первой и второй контропорой 21а, 21b, при этом расстояние между первой и второй контропорой 21а, 21b можно соответствующим образом регулировать.
При дополнительной конструктивно простой реализации решения согласно изобретению, ножничный механизм, состоящий из одинарных ножниц, используется в качестве механизма 10 передачи усилия, при этом одинарные ножницы содержат два рычага равной длины, которые могут перемещаться относительно друг друга вокруг общей горизонтальной оси, проходящей через центры двух рычагов. Каждый рычаг одинарных ножниц, с одной стороны, присоединен к держателю посредством фиксированного подшипника, а с другой стороны, к опоре посредством плавающего подшипника. Упругий элемент, выполненный в виде нажимной пружины или системы нажимной пружины, с одной стороны, входит в зацепление на первом рычаге из двух рычагов равной длины одинарных ножниц, а с другой стороны, на соответствующем втором рычаге из двух рычагов равной длины.
Перечень ссылочных номеров
1 опора
2 держатель
3а, b, с упругий элемент
4 первый болт
5 второй болт
6а, b противодействующий элемент
7а, b корпус упругого элемента
8 натяжной стержень
9 фланцевая зона
10 механизм передачи усилия
12а, b фиксированный подшипник
13а, b плавающий подшипник
15, 16 ножницы двойного ножничного механизма
17а, b рычаг ножниц 15
18а, b рычаг ножниц 16
19a, b фиксированный подшипник
20a, b плавающий подшипник
21a, b контропора
50 эластомерное упругое соединение
51 сцепное дышло
52 опорная пластина
53 передний эластомерный упругий элемент
54 диск пружины
55 задний эластомерный упругий элемент
56 диск пружины
60 нижняя рама кузова вагона
100 опорное устройство
110 опорное устройство (предшествующий уровень техники)
111 подшипник (предшествующий уровень техники)
112 опора (предшествующий уровень техники)
113 опорный поршень (предшествующий уровень техники)
114 держатель (предшествующий уровень техники)
115 упругий элемент (предшествующий уровень техники)
V вертикальное направление
H2, H3 горизонтальная ось.