КОНТЕЙНЕРОВОЗ Российский патент 2004 года по МПК B60P3/00 B62D21/11 

Изобретение относится к технике контейнерных перевозок, а именно к транспортным средствам, приспособленным для перевозки специальных грузов и изделий, требующих защиты от вибраций и ударов по всем координатам.

Известен контейнеровоз, содержащий раму с шарнирно закрепленными на конце горизонтальной полки стойками, установленные в нижних частях стоек и вертикальной полки опорные колеса, контейнер, неподвижно закрепленный на неподрессоренной раме, не обеспечивающей защиту контейнера от колебаний и вибраций (а.с. СССР 1369947, опубл. 30.01.1988, кл. В 60 Р 3/00, 1/02).

Недостатком данного устройства является крепление контейнера к неподрессоренной раме, что приводит к недостаточной виброзащите контейнера и, следовательно, к снижению сохранности груза. Кроме того, необходима специальная жесткая конструкция контейнера, который должен выдерживать нагрузки от веса рамы, что увеличивает полную массу контейнеровоза.

Наиболее близким из известных технических решений является контейнеровоз, содержащий раму с закрепленными опорными колесами и механизм подрессоривания контейнера в виде двухзвенных амортизаторов, верхние шарниры каждого из которых связаны с неподрессоренной рамой посредством упругого элемента, а нижние шарнирно связаны с контейнером, не обеспечивая дифференцируемую схему гашения колебаний контейнера при движении контейнеровоза (патент РФ №2174921, кл. В 60 Р 3/00, 2001).

Недостатком данного устройства является наличие упругих элементов, установленных на неподрессоренной раме контейнеровоза и связанных с двухзвенными амортизаторами контейнера, которые не обеспечивают виброзащиту рамы, что значительно увеличивает неподрессоренный вес и ухудшает плавность хода контейнеровоза. Кроме того, сложная кинематическая схема гашения продольных линейных колебаний контейнера во всех режимах движения контейнеровоза увеличивает время работы под нагрузкой шарниров подвески, уменьшая их долговечность и ремонтопригодность и, следовательно, увеличивая стоимость эксплуатации и ремонта контейнеровоза.

Данный контейнеровоз имеет сравнительно низкий технический уровень по конструкции механизма подрессоривания с двухзвенными амортизаторами, связывающими контейнер с неподрессоренной рамой, что приводит к постоянной передаче возмущающего воздействия от неровностей дороги на раму и вызывает линейные и угловые колебания рамы, и постоянно работающими в пределах свободного, недемпфируемого продольного хода контейнера, что приводит к увеличению времени работы под нагрузкой шарниров подвески, в результате снижая срок службы рамы, шарниров подвески, и ухудшая надежность системы подрессоривания и контейнеровоза в целом, и снижая плавность хода контейнеровоза.

В этой связи важнейшей задачей является создание надежной конструкции контейнеровоза, содержащей новый, экономичный механизм подрессоривания контейнеровоза, снабженный управляемыми горизонтально-поворотными амортизаторами, каждый из которых выполнен в виде постоянно вертикально подрессоренной колесной шарнирной опоры, взаимодействующей с непостоянно горизонтально подрессоренными двумя рамными шарнирными упруго-демпфирующими опорами, образующими горизонтально-поворотную систему подрессоривания с новой системой управления, обеспечивающую дифференцированное гашение различных видов колебаний контейнера и рамы при движении контейнеровоза, что приводит к улучшению плавности хода контейнеровоза, к снижению неподрессоренной массы, к повышению надежности рамы, и обеспечивающую возможность уменьшения времени работы под нагрузкой шарниров подвески, что приводит к повышению долговечности и ремонтопригодности шарниров подвески, к снижению стоимости эксплуатации и ремонта контейнеровоза, к повышению надежности подвески, в результате обеспечивается повышение надежности контейнеровоза в целом и улучшение сохранности груза при транспортировке.

Техническим результатом заявленного изобретения является создание принципиально новой конструкции контейнеровоза с оригинальной управляемой горизонтально-поворотной системой подрессоривания, упруго-демпфирующие элементы которой функционируют при относительных перемещениях подрессоренной и неподрессоренной масс в режиме торможения контейнеровоза, с новой системой управления механизмом подрессоривания, сокращающей время работы под нагрузкой шарниров подвески, что предусматривает эффективное упруго-демпфирующее гашение колебаний контейнеровоза при улучшении надежности системы подрессоривания и обеспечивает существенное повышение плавности хода контейнеровоза и сохранности груза при транспортировке.

Указанный технический результат достигается тем, что предложенный контейнеровоз, содержащий раму с опорными колесами, жестко соединенную с контейнером, содержит механизм подрессоривания контейнеровоза, снабженный управляемыми горизонтально-поворотными амортизаторами, каждый из которых содержит колесную шарнирную опору, шарнирно связанную посредством ограничительной тяги с рамой контейнеровоза и взаимодействующую посредством двух направляющих поворотных тяг с двумя рамными шарнирными опорами, подвижными в горизонтальной плоскости и установленными по центральной оси управляемых переключателей, жестко закрепленных на раме контейнеровоза и снабженных осевыми упругими элементами, взаимодействующими с демпфирующими элементами, расположенными на рамной шарнирной опоре, с возможностью горизонтального осевого перемещения рамной шарнирной опоры в режиме торможения контейнеровоза, а колесная шарнирная опора постоянно взаимодействует с контейнером посредством упруго-демпфирующей стойки в режиме движения контейнеровоза.

Вследствие того что в конструкции контейнеровоза механизм подрессоривания выполнен в виде управляемых горизонтально-поворотных амортизаторов, каждый из которых снабжен вертикально подрессоренной колесной шарнирной опорой, взаимодействующей с горизонтально подрессоренными двумя рамными шарнирными опорами, обеспечиваются деформации упруго-демпфирующих элементов при относительных перемещениях подрессоренной и неподрессоренной масс при движении контейнеровоза, обеспечивая упруго-демпфирующее гашение различных видов колебаний рамы и контейнера, что повышает плавность хода контейнеровоза, уменьшает неподрессоренную массу и улучшает надежность рамы.

Благодаря принципиально новой схеме системы управления механизмом подрессоривания контейнеровоза с управляемыми переключателями, в которых установлены с возможностью осевого упруго-демпфирующего перемещения в режиме торможения контейнеровоза две рамные шарнирные опоры, обеспечивается уменьшение динамических нагрузок на элементы подвески и колеса в режиме торможения контейнеровоза и обеспечивается возможность уменьшения времени работы под нагрузкой шарниров подвески, что приводит к повышению долговечности и ремонтопригодности элементов подвески, к снижению стоимости эксплуатации и ремонта контейнеровоза, к повышению надежности системы подрессоривания и контейнеровоза в целом.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем осуществленным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенном в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результат которого показывает, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

На фиг.1 изображена кинематическая схема заявляемого контейнеровоза; на фиг.2 - увеличенный вид А(О) на фиг.1 (поворот на 90° против часовой стрелки вида сверху на правую переднюю подвеску контейнеровоза) - кинематическая схема подвески, совмещенная с кинематической схемой рулевого привода.

Контейнеровоз содержит раму 1 с опорными колесами 2, жестко соединенную с установленным на ней контейнером 3, и механизм подрессоривания.

Механизм подрессоривания контейнера выполнен в виде управляемых горизонтально-поворотных амортизаторов 4, каждый из которых содержит колесную шарнирную опору 5, установленную для управляемых колес на поворотном кулаке 6 колеса 2 в плоскости шкворней левого и правого колес и установленную для неуправляемых колес в плоскости вертикальных осей колес, при этом колесные шарнирные опоры 5 левого и правого бортов контейнеровоза должны быть симметричны.

Колесная шарнирная опора 5 управляемого горизонтально-поворотного амортизатора 4 постоянно взаимодействует с контейнером 3 посредством шарнирно установленной упруго-демпфирующей стойки 7, что обеспечивает деформацию упруго-демпфирующей стойки 7 при малых относительных вертикальных линейных и угловых перемещениях подрессоренной и неподрессоренной массы, возникающих от воздействия неровностей дороги, и при больших относительных вертикальных линейных и угловых перемещениях подрессоренной и неподрессоренной массы, возникающих в резонансе, а значит, обеспечивает эффективное упруго-демпфирующее гашение вертикальных линейных и угловых колебаний рамы 1 с контейнером 3 во всех режимах движения контейнеровоза.

Колесная шарнирная опора 5 каждого из управляемых горизонтально-поворотных амортизаторов 4 взаимодействует посредством установленных в горизонтальной плоскости под углом друг к другу двух коротких направляющих поворотных тяг 8 равной длины с двумя симметрично расположенными рамными шарнирными опорами 9. Каждая из рамных шарнирных опор 9 выполнена в виде подвижного в горизонтальном линейном направлении ползуна 10, снабженного сферическим шарниром 11, и установлена по центральной оси жестко закрепленного на раме 1 управляемого переключателя 12 с цилиндрическим корпусом 13, наполненным жидкостью (и газом), и взаимодействует с осевыми упругими элементами 14 переключателя 12. При этом проходное демпфирующее отверстие 15 ползуна 10 рамной шарнирной опоры 9 нормально закрыто с возможностью открывания при поступлении управляющего сигнала от разделителя 16 амортизаторной жидкости, наполняющей корпус 13 переключателя 12, и тормозной жидкости, поступающей в разделитель 16 от главного тормозного цилиндра при торможении контейнеровоза, обеспечивая горизонтальное осевое упруго-демпфирующее перемещение рамной шарнирной опоры 9 в корпусе 13 управляемого переключателя 12 относительно рамы 1 в режиме торможения контейнеровоза и образуя систему управления однорежимными упруго-демпфирующими элементами 14, 15 управляемого горизонтально-поворотного амортизатора 4, что вызывает при относительных горизонтальных продольно-линейных перемещениях подрессоренной и неподрессоренной масс, возникающих при торможении контейнеровоза, и при относительных горизонтально-угловых перемещениях, возникающих при торможении на дороге с поперечной неравномерностью коэффициента сцепления, разнонаправленные горизонтальные осевые перемещения двух рамных шарнирных опор 9 в корпусе 13 управляемого переключателя 12, вызывая изменение относительного расположения направляющих поворотных тяг 8. Тем самым обеспечивается эффективное упруго-демпфирующее гашение горизонтальных линейных и угловых колебаний рамы 1 с контейнером 3, что повышает плавность хода контейнеровоза при уменьшении неподрессоренной массы и улучшении надежности рамы, обеспечивается уменьшение динамических нагрузок на направляющие поворотные тяги 8, на шарниры подвески и колеса, а также обеспечивается сокращение времени работы под нагрузкой шарниров подвески, что увеличивает их долговечность и ремонтопригодность, а значит, уменьшает стоимость эксплуатации и ремонта подвески, повышает надежность системы подрессоривания и контейнеровоза в целом и улучшает сохранность груза при транспортировке.

Колесная шарнирная опора 5 каждого из управляемых горизонтально-поворотных амортизаторов 4 шарнирно связана с рамой 1 контейнеровоза посредством горизонтальной ограничительной тяги 17, перпендикулярной продольной оси контейнеровоза, что исключает однонаправленные перемещения ползунов 10 двух симметрично расположенных рамных шарнирных опор 9 в корпусе 13 управляемого переключателя 12 при торможении контейнеровоза на косогоре и тем самым исключает осевое воздействие со стороны колесной шарнирной опоры 5 на поворотный кулак 6 колеса 2, предотвращая возможность его поворота при взаимодействии с рычагом 18 рулевой трапеции и боковой тягой 19 рулевого привода, сохраняя курсовую устойчивость движения контейнеровоза при торможении на дороге с поперечным уклоном. Ограничительная тяга 17 выполнена большой длины, что обеспечивает совпадение траектории относительного перемещения колесной шарнирной опоры 5 вокруг шарнира крепления ограничительной тяги 17 на раме 1 контейнеровоза с направлением движения рамы 1 при торможении контейнеровоза, тем самым исключается возможность самоповорота колеса 2 при взаимодействии поворотного кулака 6 колеса 2 с рычагом 18 рулевой трапеции и боковой тягой 19 рулевого привода и сохраняется параллельность плоскости вращения колеса 2 продольной оси контейнеровоза при прямолинейном движении контейнеровоза в любом режиме, что обеспечивает курсовую устойчивость движения контейнеровоза в любом режиме на дороге без поперечного уклона.

Предлагаемый контейнеровоз работает следующим образом.

При неподвижном нагруженном контейнеровозе упруго-демпфирующие стойки 7 управляемых горизонтально-поворотных амортизаторов 4, шарнирно соединенные одними своими концами с рамой 1 контейнеровоза, а другими - с колесными шарнирными опорами 5 горизонтально-поворотных амортизаторов 4, сжаты на величину статического хода, при этом управляемый горизонтально-поворотный амортизатор 4 расположен симметрично относительно горизонтальной оси симметрии ограничительной тяги 17, шарнирно связывающей колесную шарнирную опору 5 с рамой 1 контейнеровоза, перпендикулярной продольной оси симметрии контейнеровоза, а направляющие поворотные тяги 8 равной длины, связывающие колесную шарнирную опору 5 каждого из горизонтально-поворотных амортизаторов 4 с двумя симметрично расположенными рамными шарнирными опорами 9, неподвижны, а каждая из симметрично расположенных рамных шарнирных опор 9, выполненная в виде подвижного в одном линейном направлении ползуна 10, снабженного сферическим шарниром 11, установленная по центральной оси жестко закрепленного на раме 1 управляемого переключателя 12 с корпусом 13, наполненным жидкостью (и газом), и взаимодействующая с осевыми упругими элементами 14 переключателя 12, неподвижна в корпусе 13 переключателя 12, при этом упругие элементы 14 находятся в свободном, недеформированном состоянии.

При движении контейнеровоза по дороге без поперечного уклона подрессоренная и неподрессоренная массы могут совершать малые относительные вертикальные линейные и угловые перемещения, возникающие от воздействия неровностей дороги, и большие относительные вертикальные линейные и угловые перемещения, возникающие в резонансе, кроме того, относительные горизонтальные продольно-линейные перемещения, возникающие в режиме торможения контейнеровоза, и относительные горизонтально-угловые перемещения, возникающие при торможении на дороге с поперечной неравномерностью коэффициента сцепления.

При возникновении малых относительных вертикальных линейных и угловых перемещений подрессоренной и неподрессоренной масс от воздействия неровностей дороги при равномерном движении контейнеровоза, а также больших относительных вертикальных линейных и угловых перемещений, резонансных, при равномерном движении контейнеровоза, упруго-демпфирующие стойки 7 управляемых горизонтально-поворотных амортизаторов 4, шарнирно соединенные одними своими концами с рамой 1 контейнеровоза, а другими - с колесными шарнирными опорами 5 горизонтально-поворотных амортизаторов 4, деформируются на величину динамического хода, обеспечивая упруго-демпфирующее гашение вертикальных линейных и угловых колебаний рамы 1 с контейнером 3, при этом управляемый горизонтально-поворотный амортизатор 4 расположен симметрично относительно горизонтальной оси симметрии ограничительной тяги 17, шарнирно связывающей колесную шарнирную опору 5 с рамой 1 контейнеровоза, перпендикулярной продольной оси симметрии контейнеровоза, а направляющие поворотные тяги 8, шарнирно связывающие колесную шарнирную опору 5 каждого из горизонтально-поворотных амортизаторов 4 с двумя симметрично расположенными рамными шарнирными опорами 9, неподвижны, а каждая из рамных шарнирных опор 9, выполненная в виде подвижного в одном линейном направлении ползуна 10 с нормально закрытым проходным демпфирующим отверстием 15, снабженного сферическим шарниром 11, установленная по центральной оси жестко закрепленного на раме 1 переключателя 12 и взаимодействующая с упругими элементами 14 переключателя 12, неподвижна в корпусе 13 переключателя 12, при этом упругие элементы 14 находятся в свободном, недеформированном состоянии.

При возникновении относительных горизонтальных продольно-линейных перемещений подрессоренной и неподрессоренной масс в режиме торможения контейнеровоза, а также относительных горизонтально-угловых перемещений, возникающих при торможении на дороге с поперечной неравномерностью коэффициента сцепления, контейнер 3 с рамой 1 перемещается в продольном направлении относительно опорного колеса 2 вместе с корпусами 13 управляемого переключателя 12, с шарниром крепления на раме 1 ограничительной тяги 17 горизонтально-поворотного амортизатора 4, с рычагом 18 рулевой трапеции и боковой тягой 19 рулевого привода, при этом от главного тормозного цилиндра тормозной системы контейнеровоза поступает тормозная жидкость в разделитель 16 тормозной жидкости и амортизаторной жидкости, наполняющей корпус 13 управляемого переключателя 12, что обеспечивает формирование управляющего сигнала для открывания проходного демпфирующего отверстия 15 ползуна 10 рамной шарнирной опоры 9, обеспечивая разнонаправленные горизонтальные осевые перемещения двух рамных шарнирных опор 9 в корпусе 13 управляемого переключателя 12, вызывая изменение относительного расположения направляющих поворотных тяг 8 при повороте их вокруг колесной шарнирной опоры 5 посредством сферических шарниров 11, а колесная шарнирная опора 5 поворачивается вокруг шарнира крепления ограничительной тяги 17 большой длины на раме 1 контейнеровоза, тем самым при совпадении траектории перемещения колесной шарнирной опоры 5 вокруг шарнира крепления ограничительной тяги 17 на раме 1 контейнеровоза с направлением движения контейнера 3 исключается возможность самоповорота колеса 2 при взаимодействии поворотного кулака 6 колеса 2 с рычагом 18 рулевой трапеции и боковой тягой 19 рулевого привода и сохраняется параллельность плоскости вращения колеса 2 продольной оси контейнеровоза при прямолинейном движении контейнеровоза, тем самым обеспечивается эффективное упруго-демпфирующее гашение горизонтальных линейных и угловых колебаний рамы 1 с контейнером 3, что повышает плавность хода контейнеровоза при уменьшении неподрессоренной массы и улучшении надежности рамы, обеспечивается уменьшение динамических нагрузок на направляющие поворотные тяги 8, на шарниры подвески и колеса, а также обеспечивается сокращение времени работы под нагрузкой шарниров подвески, что увеличивает их долговечность и ремонтопригодность, а значит, уменьшает стоимость эксплуатации и ремонта подвески, повышает надежность системы подрессоривания и контейнеровоза в целом и улучшает сохранность груза при транспортировке при обеспечении курсовой устойчивости движения контейнеровоза на дороге без поперечного уклона.

При движении контейнеровоза по дороге с поперечным уклоном упруго-демпфирующее гашение колебаний рамы 1 с контейнером 3 происходит аналогичным образом, при этом горизонтальная ограничительная тяга 17 каждого из управляемых горизонтально-поворотных амортизаторов 4, перпендикулярная продольной оси контейнеровоза, шарнирно связывает колесную шарнирную опору 5 с рамой 1 контейнеровоза, что исключает однонаправленные перемещения в режиме торможения контейнеровоза ползунов 10 двух симметрично расположенных рамных шарнирных опор 9 в корпусах 13 управляемых переключателей 12 при однонаправленной деформации упругих элементов 14 и тем самым исключает осевое воздействие со стороны колесной шарнирной опоры 5 на поворотный кулак 6 колеса 2, что предотвращает возможность его поворота при взаимодействии с рычагом рулевой 18 трапеции и боковой тягой 19 рулевого привода, тем самым сохраняется курсовая устойчивость движения контейнеровоза по дороге с поперечным уклоном.

Предлагаемый контейнеровоз для транспортировки и перевозки специальных грузов и объектов, требующих защиты от вибраций и ударов, обеспечит существенное повышение виброзащиты контейнера и рамы, плавности хода контейнеровоза при уменьшении неподрессоренной массы, значительное улучшение сохранности груза и повышение надежности контейнеровоза благодаря принципиально новой управляемой горизонтально-поворотной системе подрессоривания с новой дифференцированной системой управления механизмом подрессоривания, упруго-демпфирующие элементы которого деформируются при различных относительных перемещениях подрессоренной и неподрессоренной масс, уменьшая динамические нагрузки на элементы подвески и колеса, уменьшая время работы под нагрузкой шарниров подвески и увеличивая долговечность и ремонтопригодность шарниров подвески.

Таким образом, вышеизложенное свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- контейнеровоз, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, предназначен для транспортировки и перевозки специальных грузов и объектов, требующих защиты от вибраций и ударов, и обеспечивает существенное повышение виброзащиты контейнера и рамы, плавности хода контейнеровоза при уменьшении неподрессоренной массы, значительное улучшение сохранности груза и повышение надежности подвески и рамы;

- для заявленного изобретения, в том виде как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления в соответствии с описанием и прилагаемыми чертежами;

- контейнеровоз, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".

Изобретение относится к контейнерным перевозкам. Контейнеровоз содержит раму с опорными колесами 2 и механизм подрессоривания контейнеровоза, снабженный управляемыми горизонтально-поворотными амортизаторами 4. Каждый амортизатор содержит колесную шарнирную опору 5, шарнирно связанную посредством ограничительной тяги 17 с рамой контейнеровоза и взаимодействующую посредством двух направляющих поворотных тяг 8 с двумя рамными шарнирными опорами, подвижными в горизонтальной плоскости и установленными по центральной оси управляемых переключателей 12, жестко закрепленных на раме контейнеровоза и снабженных осевыми упругими элементами 14, взаимодействующими с демпфирующими элементами, расположенными на рамной шарнирной опоре с возможностью горизонтального осевого перемещения рамной шарнирной опоры в режиме торможения контейнеровоза. Колесная шарнирная опора постоянно взаимодействует с контейнером посредством упруго-демпфирующей стойки в режиме движения контейнеровоза. Изобретение повышает надежность. 2 ил.

Контейнеровоз, содержащий раму с опорными колесами, жестко соединенную с контейнером, и механизм подрессоривания контейнеровоза, отличающийся тем, что механизм подрессоривания контейнеровоза снабжен управляемыми горизонтально-поворотными амортизаторами, каждый из которых содержит колесную шарнирную опору, шарнирно связанную посредством ограничительной тяги с рамой контейнеровоза и взаимодействующую посредством двух направляющих поворотных тяг с двумя рамными шарнирными опорами, подвижными в горизонтальной плоскости и установленными по центральной оси управляемых переключателей, жестко закрепленных на раме контейнеровоза и снабженных осевыми упругими элементами, взаимодействующими с демпфирующими элементами, расположенными на рамной шарнирной опоре с возможностью горизонтального осевого перемещения рамной шарнирной опоры в режиме торможения контейнеровоза, а колесная шарнирная опора постоянно взаимодействует с контейнером посредством упруго-демпфирующей стойки в режиме движения контейнеровоза.