ШАРНИРНАЯ СЦЕПКА ДЛЯ РЕЛЬСОВЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 2011 года по МПК B61D5/02 

Изобретение касается шарнирной сцепки для рельсовых транспортных средств, в которой сцепная серьга установлена с помощью сферической опоры в вилке соединения.

Шарнирная сцепка названного выше типа известна, например, из US 5172819A. При этом речь идет о цепке для полупостоянного соединения вагонов. Например, составляются единицы из десяти вагонов, которые, как правило, отделяются друг от друга лишь с целью технического обслуживания. Полупостоянные соединения вагонов должны способствовать снижению ударных нагрузок, которые воздействуют на вагон при возникновении толчков в процессе эксплуатации состава.

Задачей изобретения является предоставление пригодной для рельсовых транспортных средств шарнирной сцепки, которая отличается как удовлетворяющей нагрузкам конструкцией, так и особенно рациональной возможностью изготовления.

В соответствии с изобретением эта задача решается посредством шарнирной сцепки с признаками пункта 1. Эта шарнирная сцепка имеет входящую в сцепную вилку сцепную серьгу со сферической опорой, причем сцепная вилка и сцепная серьга называются также принимающей частью или вставной частью. Части сферической опоры представляют собой внутреннее кольцо с выпуклой поверхностью и взаимодействующее с ним, образующее подшипник скольжения внешнее кольцо с вогнутой поверхностью, которое закреплено в отверстии сцепной серьги. Для крепления внешнего кольца в обычно круглом отверстии сцепной серьги как внешнее кольцо, так и сцепная серьга имеют соответственно по пазу, причем стяжное кольцо вкладывается в паз внешнего кольца и одновременно в паз сцепной серьги. Как правило, стяжное кольцо является аксиально разрезной цельной металлической деталью; альтернативно могут использоваться также несколько отдельных элементов стяжных колец.

Крепление внешнего кольца в сцепной серьге с помощью стяжного кольца, с одной стороны, имеет простой монтаж, а с другой стороны, вследствие отпадания необходимости в проведении сварочных работ не имеется никаких ограничений в выборе материала. В частности, может использоваться разжимное внешнее кольцо. Незначительная по сравнению с внешним кольцом, а также сцепной серьгой ширина стяжного кольца обеспечивает возможность прилегания стяжного кольца на большой поверхности в отверстии сцепной серьги и, следовательно, особенно равномерное приложение усилий. Предпочтительно измеренная в аксиальном направлении ширина стяжного кольца составляет менее 15%, в частности менее 10%, измеренной в том же направлении ширины внешнего кольца. Названная последней ширина в предпочтительном случае совпадает с шириной сцепной серьги.

В предпочтительном исполнении сцепная серьга содержит отверстия, которые проходят от периметра сцепной серьги до паза сцепной серьги. Эти отверстия служат для приема болтов, с помощью которых по меньшей мере на отдельных участках может изменяться радиальное позиционирование стяжного кольца. При этом учитывается как увеличение, так и уменьшение радиуса стяжного кольца. При максимально возможном радиусе образующее часть шарнирной сцепки стяжное кольцо располагается предпочтительно полностью в пазу сцепной серьги. Предпочтительным образом стяжное кольцо является предварительно упруго напряженным таким образом, что, пока на него не воздействуют никакие другие усилия, оно полностью вложено в паз сцепной серьги. При таком позиционировании стяжного кольца возможно очень простое введение внешнего кольца в отверстие сцепной серьги. Для последующего соединения с геометрическим замыканием стяжного кольца со внешним кольцом необходимо лишь затянуть находящиеся в отверстиях болты, которые при этом оказывают направленное радиально вовнутрь силовое воздействие на стяжное кольцо.

При демонтаже шарнирной сцепки аналогичным образом может быть достаточно ослабления болтов с целью расширения стяжного кольца и его отделения от внешнего кольца и сцепной серьги. В случае застревания стяжного кольца, например вследствие коррозии, в пазу внешнего кольца, предпочтительным образом предусматривается возможность вытягивания стяжного кольца наружу, в паз сцепной серьги, с помощью нескольких болтов.

При изменении описанного выше расположения болтов, которые предусмотрены для смещения и/или фиксации стяжного кольца, может быть предусмотрено расположенное на торцевой стороне резьбовое соединение со стяжным кольцом. Преимущество такого резьбового соединения с помощью болтов, которые расположены параллельно аксиальному направлению стяжного кольца, а также внешнего и внутреннего колец, может - в зависимости от геометрических особенностей в каждом конкретном случае - заключаться, в частности, в благоприятном распределении напряжения, причем используется положение нейтрального волокна. Возможна также комбинация радиального и аксиального расположений зажимных болтов, которые непосредственно или опосредовано воздействуют на стяжное кольцо.

Болты, которые предусмотрены для вдавливания стяжного кольца в паз внешнего кольца, могут защищаться от откручивания, например, посредством приклеивания. Дополнительно или вместо приклеивания в качестве защиты от откручивания болтов вокруг отверстий в сцепной серьге предпочтительно проложена выполненная из стали обойма, причем крепление должно быть предусмотрено на одной стороне или симметрично на обеих сторонах.

В предпочтительном исполнении стяжное кольцо имеет в поперечном сечении ориентированное радиально наружу, по меньшей мере расположенное на одной стороне сужение. Предпочтительно сужение выполнено на двух сторонах, симметрично относительно плоскости, которая пересекает стяжное кольцо или, при необходимости, радиальные отверстия. Паз во внешнем кольце имеет подогнанное к поперечному сечению стяжного кольца, сужающееся радиально вовнутрь поперечное сечение, так что стяжное кольцо может позиционироваться во внешнем кольце без зазора. В противоположность этому при полностью смонтированной шарнирной сцепке в предпочтительном случае существует свободный ход (зазор) стяжного кольца в пазу сцепной серьги.

В соответствии с предпочтительным усовершенствованием два расположенных в параллельных плоскостях стяжных кольца позиционированы между внешним кольцом и сцепной серьгой. При рассмотрении со стороны пазов, которые принимают стяжные кольца, внешняя поверхность внешнего кольца, а также поверхность отверстия сцепной серьги могут быть выполнены непрерывно цилиндрическими. Аксиальная установка внешнего кольца относительно сцепной серьги осуществляется в этом случае исключительно с помощью стяжных колец. В отличие от этого исполнения возможно также выполнение фланца на сцепной серьге и/или внешнем кольце. В этом случае между сцепной серьгой и внешним кольцом предпочтительно установлено лишь одно единственное стяжное кольцо. Фланец сцепной серьги или внешнего кольца имеет предпочтительно скошенную, упирающуюся в соответственно другой конструктивный элемент боковую сторону. Торцевая сторона выполненного на одном из конструктивных элементов, в частности на внешнем кольце, фланца предпочтительно находится на одной линии с расположенной на торцевой стороне поверхностью другого конструктивного элемента, в частности сцепной серьги.

Ниже несколько примеров исполнения изобретения поясняются более подробно посредством чертежей, на которых:

Фиг.1 - поперечное сечение первого примера исполнения шарнирной сцепки для рельсовых транспортных средств;

Фиг.2 - фрагмент поперечного сечения второго примера исполнения шарнирной сцепки для рельсовых транспортных средств;

Фиг.3 - вид аналогично фиг.2 третьего примера исполнения шарнирной сцепки для рельсовых транспортных средств.

Соответствующие друг другу или одинаково действующие элементы обозначены на всех чертежах одинаковыми ссылочными позициями.

На фиг.1 в упрощенной форме изображена шарнирная сцепка 1 для рельсовых транспортных средств, принципиальное функционирование которой известно, например, из DE 10360289А1. Шарнирная сцепка 1 пригодна также, например, для сцепок с тяговым стержнем, как это описано в DE 19543183А1. Другое использование для шарнирной сцепки 1 представляет собой сочленение опирающихся на общую поворотную тележку концов двух шарнирно соединенных друг с другом транспортных единиц, как это описано в EP 0520301А1.

Шарнирная сцепка 1 содержит сферическую опору 2, с помощью которой сцепная серьга 3 соединена со сцепной вилкой 4. Зазор шарнирной сцепки 1 в первом направлении обозначен символом х; кроме того, существует зазор в перпендикулярном к нему направлении. В зависимости от положения при монтаже шарнирной сцепки 1 в случае зазора х речь может идти о вертикальном зазоре или горизонтальном зазоре.

Опора 2 выполнена в качестве подшипника скольжения, причем внутреннее кольцо 5 с шаровой поверхностью 6 установлено с возможностью поворота во внешнем кольце 7 с вогнутой поверхностью 8. Через внутреннее кольцо 5 проходит палец 9, который удерживается в отверстиях 10, находящихся в щеках 11, 12 сцепной вилки 4. Отверстия 10 во избежание смещения пальца 9 закрыты запирающей крышкой 13.

Перед монтажом шарнирной сцепки 1 внешнее кольцо 7 раскрывается (разжимается) посредством действующих в радиальном направлении сил. Это обеспечивает то преимущество, что внешнее кольцо 7 вдоль плоскости Е, которая образует расположенную перпендикулярно оси А симметрии сферической опоры 2 плоскость симметрии этой опоры 2, не нуждается в разделении, выполненное в качестве разжимного внешнего кольца внешнее кольцо 7 вставлено в цилиндрическое отверстие 14 сцепной серьги 3. Подробности крепления внешнего кольца 7 в отверстии 14 сцепной серьги 3 изображены, в частности, на фиг.2 и 3, которые показывают примеры исполнения шарнирных сцепок 1, принципиальная конструкция которых соответствует примеру исполнения по фиг.1.

Приведенные ниже исполнения, если не указано иного, относятся ко всем изображенным примерам исполнения. Паз 17 на внешней, по существу цилиндрической поверхности 16 внешнего кольца 7 расположен напротив паза 15 в стенке 18 отверстия 14. Совпадающая, измеренная в осевом направлении ширина b пазов 15, 17 составляет около 10% ширины В сцепной серьги 3, а также внешнего кольца 7. В изображенном, полностью смонтированном состоянии шарнирной сцепки 1 стяжное кольцо 18 входит в оба паза 15, 17 и, тем самым, создает соединение между внешним кольцом 7 и сцепной серьгой 3. Прежде чем внешнее кольцо 7 будет вставлено в отверстие 14 сцепной серьги 3, стяжное кольцо 18 вследствие его упругого предварительного натяжения располагается полностью внутри паза 15 в сцепной серьге 3.

Не изображенным на фигурах образом стяжное кольцо 18 является аксиально разрезным так, что диаметр стяжного кольца 18 может варьироваться вследствие воздействующих на него сил. Когда в процессе монтажа шарнирной сцепки 1 внешнее кольцо 7 находится относительно сцепной серьги 3 в окончательной, изображенной позиции, то диаметр стяжного кольца 18 уменьшается с помощью отдельных болтов 19, которые проходят через расположенное в радиальном направлении отверстие 20 в сцепной серьге 3, так что стяжное кольцо 18 частично входит в паз 17 внешнего кольца 7. Болты 19 защищены от вывертывания стальной обоймой 21. Проходящее через сцепную серьгу 3 отверстие 20 выполнено в качестве резьбового отверстия 22, имеющего диметр, который несколько меньше постоянной ширины b паза 15 сцепной серьги 3. В противоположность этому пазу 17 внешнего кольца 7 имеет конически проходящую радиально вовнутрь с одной стороны (фиг.3) или с двух сторон (фиг.2) форму, которая подогнана к сужению 23 стяжного кольца 18. Тем самым стяжное кольцо 18 зажимается в пазу 17 без зазора.

В случае скошенной с обеих сторон формы стяжного кольца 18 по фиг.2 достаточно одного стяжного кольца 18, в то время как при использовании лишь расположенного на одной стороне скоса стяжного кольца 18 в соответствии с фиг.3 между сцепной серьгой 3 и внешним кольцом 7 зажимаются предпочтительно два стяжных кольца 18. В частности, в случаях, при которых присутствует лишь одно, скошенное с одной стороны стяжное кольцо 18, предпочтительно, если на внешнем кольце 7, как видно из фиг.3, сформирован фланец 24. Он имеет одну скошенную боковую сторону 25, которая прилегает к сцепной серьге 3. Во всех примерах исполнения, независимо от наличия, при необходимости, фланца 24, который альтернативно может быть сформирован на сцепной серьге 3, внешнее кольцо 7, а также сцепная серьга 3 имеют совпадающую ширину В. Угол поворота пальца 9 относительно внешнего кольца 7 обозначен как «α».

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 Шарнирная сцепка

2 Сферическая опора

3 Сцепная серьга

4 Сцепная вилка

5 Внутреннее кольцо

6 Выпуклая поверхность

7 Внешнее кольцо

8 Вогнутая поверхность

9 Палец

10 Отверстие

11 Щека вилки

12 Щека вилки

13 Запирающая пластина

14 Отверстие

15 Паз в сцепной серьге

16 Поверхность

17 Паз во внешнем кольце

18 Стяжное кольцо

19 Болт

20 Отверстие

21 Обойма

22 Резьбовое отверстие

23 Сужение

24 Фланец

25 Боковая сторона

α Угол поворота

А Ось симметрии

b Ширина

В Ширина

Е Плоскость

Изобретение касается шарнирной сцепки для рельсовых транспортных средств, в которой сцепная серьга установлена с помощью сферической опоры в вилке соединения. Шарнирная сцепка содержит входящую в сцепную вилку сцепную серьгу (3) и сферическую опору в сцепной серьге (3). Сферическая опора имеет внутреннее кольцо (5) с выпуклой поверхностью (6), которое установлено с возможностью вращения во внешнем кольце (7) с вогнутой поверхностью (8). Внешнее кольцо (7) закреплено в отверстии сцепной серьги (3). Для крепления внешнего кольца (7) в отверстии сцепной серьги (3) как внешнее кольцо (7), так и сцепная серьга (3) содержат соответственно по пазу (15, 17). Стяжное кольцо (18) входит в паз (17) внешнего кольца (7) и одновременно в паз (15) сцепной серьги (3). Достигается удовлетворяющая нагрузкам конструкция. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Шарнирная сцепка для рельсовых транспортных средств с входящей в сцепную вилку (4) сцепной серьгой (3) и сферической опорой (2) в сцепной серьге (3), причем сферическая опора (2) имеет внутреннее кольцо (5) с выпуклой поверхностью (6), которое установлено с возможностью вращения во внешнем кольце (7) с вогнутой поверхностью (8), причем внешнее кольцо (7) закреплено в отверстии (14) сцепной серьги (3), отличающаяся тем, что для крепления внешнего кольца (7) в отверстии (14) сцепной серьги (3) как внешнее кольцо (7), так и сцепная серьга (3) содержат соответственно по пазу (15, 17), причем стяжное кольцо (18) входит в паз (17) внешнего кольца (7) и одновременно в паз (15) сцепной серьги (3).

2. Сцепка по п.1, отличающаяся тем, что сцепная серьга (3) имеет отверстия (20), которые соединяют периметр сцепной серьги (3) с пазом (15).

3. Сцепка по п.2, отличающаяся обоймой (21), закрывающей отверстия (20).

4. Сцепка по п.2 или 3, отличающаяся расположенным в отверстии (20) болтом (19), который предусмотрен для нагружения усилием стяжного кольца (18) в радиальном направлении.

5. Сцепка по п.4, отличающаяся тем, что стяжное кольцо (18) имеет такого рода упругое предварительное натяжение, что оно без приложения других механических нагрузок расположено полностью внутри паза (15) сцепной серьги (3).

6. Сцепка по п.1, отличающаяся тем, что стяжное кольцо (18) содержит сужение (23), ориентированное радиально вовнутрь.

7. Сцепка по п.1, отличающаяся тем, что стяжное кольцо (18) расположено без зазора в пазу (17) внешнего кольца (7) и одновременно с зазором в пазу (16) сцепной серьги (3).

8. Сцепка по п.1, отличающаяся тем, что внешнее кольцо (7) имеет упирающийся в сцепную серьгу (3) фланец (24).

9. Сцепка по п.8, отличающаяся тем, что фланец (24) имеет скошенную, прилегающую к сцепной серьге (3) боковую сторону (25).

10. Сцепка по п.1, отличающаяся двумя, входящими соответственно в паз (17) внешнего кольца (7), а также в паз (15) сцепной серьги (3) стяжными кольцами (18).