УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОГО СЦЕПЛЕНИЯ ЕДИНИЦ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА Российский патент 2011 года по МПК B61G5/02 

Изобретение относится к устройству для механического сцепления единиц подвижного состава, в частности трамвайных вагонов, причем единицы подвижного состава соединены в качестве нижней шарнирной сцепки через шарнирный рычаг.

Многие железнодорожные пути, в особенности для трамвайного транспорта, проходят через выступающие куполообразные формы рельефа и вогнутые впадины, которые требуют выдерживания увеличенного дорожного просвета подвижного состава. На таких железнодорожных путях нельзя использовать низкорамные единицы подвижного состава. С другой стороны, низкорамные единицы подвижного состава являются целесообразными, так как облегчается посадка и высадка пассажиров.

Если поезд по меньшей мере из двух единиц подвижного состава проезжает вершину пригорка или низину впадины, на сцепке обеих единиц подвижного состава образуется угол, который называется углом продольной качки. Уже предлагалось наполовину уменьшать этот угол продольной качки с помощью подходящей сцепки обеих единиц подвижного состава. Для этого в качестве таковой до сих пор использовали известный лемнискатный поводок. Таковой расположен поворачивающимся на портальной раме, которая жестко скреплена с нижним шарнирным рычагом. Две соединительных тяги, отходящих от лемнискатного поводка, шарнирно присоединены к кузовам каждого из соседних вагонов сцепленных единиц подвижного состава. При компоновке с лемнискатным поводком угол продольной качки разделяется на две половины, причем первый угловой шаг возникает между первой единицей подвижного состава и портальной рамой, и второй угловой шаг возникает между портальной рамой и второй единицей подвижного состава.

В основу изобретения положена задача создать упрощенное устройство для механической сцепки единиц подвижного состава, которая при таком же хорошем разделении пополам угла продольной качки может быть изготовлена более экономично и сверх того имеет меньший вес, чем компоновка с лемнискатным поводком. Кроме того, при преимущественном усовершенствовании сокращаются возмущающие воздействия возвышения наружного рельса над внутренним на поворотах.

Задача согласно изобретению решается тем, что в качестве отдельной верхней сцепки на каждой единице подвижного состава размещены две шарнирные кулисы с возможностью поворачиваться вокруг вертикальных осей, и что в направлении движения правая шарнирная кулиса первой единицы подвижного состава соединена с возможностью поворота с правой шарнирной кулисой второй единицы подвижного состава, а левая шарнирная кулиса первой единицы подвижного состава соединена с возможностью поворота с левой шарнирной кулисой второй единицы подвижного состава, через безопорные подшипники так, что четыре шарнирных кулисы между собой образуют параллелограмм с переменной формой.

При этом вертикальные оси шарнирных кулис находятся над шарнирами нижнего шарнирного рычага почти на одной вертикали с таковыми. Компоновка в форме параллелограмма обеспечивает то, что углы раскрытия пары шарнирных кулис обеих единиц подвижного состава всегда имеют одинаковую величину. Благодаря этому безопорные подшипники, если смотреть в направлении движения, всегда находятся в середине между единицами подвижного состава. Таким образом, это ведет к тому, что, подобно компоновке с лемнискатным поводком, угол продольной качки между обеими единицами подвижного состава в каждом случае разделен пополам, а именно, в обеих точках соединения нижнего шарнирного рычага на сцепленных единицах подвижного состава.

Тем самым достигается то преимущество, что без дорогостоящей компоновки с лемнискатным поводком обеспечивается возможность разделения пополам угла продольной качки простым экономичным путем. Можно с выгодой отказаться от тяжелой дорогостоящей портальной рамы, необходимой для компоновки с лемнискатным поводком, что обеспечивает существенную экономию веса. Благодаря разделению угла продольной качки пополам низкорамные единицы подвижного состава могут быть использованы на перегонах с выпуклыми пригорками и вогнутыми впадинами.

Устройство согласно изобретению в особенности преимущественно пригодно для сцепки вагонов трамвайных поездов, но оно может быть использовано также для любого другого поезда и даже в сочлененном автобусе.

Например, обе шарнирных кулисы единицы подвижного состава расположены с возможностью поворачиваться вокруг одной общей вертикальной оси.

Согласно другому примеру, шарнирные кулисы единицы подвижного состава расположены поворачивающимися вокруг собственной для каждой из них вертикальной оси. Шарнирные кулисы, например, могут быть скомпонованы как плоские конструкционные детали.

Например, по меньшей мере шарнирные кулисы одной единицы подвижного состава, вместо плоских конструкционных деталей, состоят в каждом случае из верхней штанги и нижней штанги, которые размещены поворачивающимися вокруг вертикальной оси. Для этого варианта исполнения требуется меньшее количество материала, что еще более снижает вес.

Например, верхняя штанга и нижняя штанга соединены с вертикальной осью через шаровые шарниры, и верхняя штанга, и нижняя штанга соединены между собой через карданный шарнир, который находится в сопряжении с перпендикулярным безопорным подшипником.

С помощью этого особенного устройства достигается то преимущество, что может быть компенсировано скручивание единиц подвижного состава относительно друг друга. Под скручиванием понимается то, что при возвышении наружного рельса над внутренним, например, на вираже, передняя единица подвижного состава сначала поворачивается вокруг своей продольной оси относительно задней единицы подвижного состава. Это движение через шаровой шарнир и карданный шарнир воспринимается так, что это не приводит к механическим напряжениям или даже искривлениям конструкционных деталей. Тем самым скручивание подвижного состава может быть преимущественно компенсировано простым путем.

Чтобы погасить скручивание подвижного состава, шаровые шарниры могут быть оснащены резиновыми амортизаторами, гидроцилиндрами или механическими пружинами.

С помощью устройства согласно изобретению, в частности, может быть достигнуто преимущество в том, что, по сравнению с компоновкой с лемнискатным поводком, не требуется портальная рама. Несмотря на это, есть возможность разделить пополам угол продольной качки. Наконец, с помощью этого варианта исполнения может быть компенсировано скручивание единиц подвижного состава относительно друг друга.

С шарнирными кулисами могут быть преимущественно соединены кабели, которые должны быть проложены от одной единицы подвижного состава к другой. Кроме того, есть также возможность закрепить на шарнирных кулисах гофрированные чехлы или сильфоны межвагонных переходов.

Устройство для механического сцепления единиц подвижного состава подробнее разъясняется с привлечением чертежей:

Фиг.1 схематически показывает вид сбоку двух сцепленных друг с другом единиц подвижного состава.

Фиг.2 схематически показывает те же сцепленные между собой единицы подвижного состава, как в Фиг.1, но в виде сверху.

Фиг.3 показывает вариант исполнения из Фиг.2, причем представлена только отличающаяся по конструкции часть.

Фиг.4 показывает вариант исполнения из Фиг.1, причем представлена только отличающаяся по конструкции часть.

Одинаковые конструкционные детали имеют в фигурах одинаковые обозначения.

Согласно Фиг.1, две, показанных только частично, единицы 1 и 2 подвижного состава сцеплены внизу шарнирным рычагом 3, служащим в качестве шарнирной сцепки, которая допускает продольную качку и скручивание единиц 1 и 2 подвижного состава. Продольная качка представляет собой вращательное движение единиц 1 и 2 подвижного состава вокруг воображаемой горизонтальной оси, направленной перпендикулярно направлению движения «а», и возникает, когда сцепленные друг с другом единицы 1 и 2 подвижного состава проходят выпуклый пригорок или вогнутую впадину. Вместо оси, проходящей перпендикулярно к плоскости чертежа, показано обусловленное продольной качкой вращательное движение единицы 1 подвижного состава на угол β продольной качки. Скручивание представляет собой вращательное движение единиц 1 и 2 подвижного состава вокруг воображаемой горизонтальной оси “b”, проходящей в направлении движения, и возникает, например, когда сцепленные между собой единицы 1 и 2 подвижного состава последовательно друг за другом достигают поворота пути с возвышением наружного рельса над внутренним.

В качестве отдельной верхней шарнирной сцепки, согласно Фигуре 2, на каждой единице 1 и 2 подвижного состава в каждом случае расположены по две шарнирных кулисы 4а, 4b и 4с, 4d, поворачивающиеся вокруг вертикальных осей 5а и 5b. При этом, если смотреть в направлении движения «а», в каждом случае правые шарнирные кулисы 4а и 4с и, соответственно, левые шарнирные кулисы 4b и 4d соединены между собой с возможностью вращения с помощью безопорных подшипников 6а и 6b. Четыре шарнирных кулисы 4а-4d тем самым в совокупности образуют параллелограмм с переменной формой. Благодаря тому, что угол раскрытия γ шарнирных кулис 4а и 4b первой единицы 1 подвижного состава и угол раскрытия γ шарнирных кулис 4с и 4d второй единицы 2 подвижного состава в этом параллелограмме всегда имеют одинаковую величину, каждый возникающий угол β продольной качки между единицами 1 и 2 подвижного состава равномерно распределяется на оба шарнира шарнирного рычага 3, так что не образуется никакого угла β продольной качки, слишком большого для низкорамного подвижного состава.

В Фиг.1 для простоты представления не показаны шарнирные кулисы 4а и 4с с подшипником 6а.

В Фиг.2 для каждых двух шарнирных кулис 4а и 4b и, соответственно, 4с и 4d обеих единиц 1 и 2 подвижного состава в каждом случае предусмотрена только одна вертикальная ось 5а и 5b. Согласно Фиг.3, на второй единице 2 подвижного состава каждая из шарнирных кулис 4с и 4d размещены поворачивающимися на собственной вертикальной оси 5с и 5d.

Согласно Фиг.4, шарнирная кулиса 4b первой единицы 1 подвижного состава и, соответственно, также не показанная шарнирная кулиса 4а, в каждом случае состоит из верхней штанги 7 и нижней штанги 8. Эти штанги 7 и 8 расположены поворачивающимися вокруг шарниров, размещенных на вертикальной оси 5а. Эти шарниры представляют собой шаровые шарниры 9. Кроме того, верхняя штанга 7 и нижняя штанга 8 соединены между собой карданным шарниром 10, размещенным перед перпендикулярным безопорным подшипником 6а и, соответственно, 6b. С помощью комбинации из шарового шарнира 9 и карданного шарнира 10 компенсируется скручивание единиц 1 и 2 подвижного состава, например, на повороте пути с возвышением наружного рельса над внутренним.

Благодаря разделению угла β продольной качки на две половины угла достигается особенное преимущество в том, что низкорамные вагоны также могут проходить через выпуклые пригорки и вогнутые впадины без того, чтобы нужно было применять дорогостоящую компоновку с лемнисткатным поводком. В низкорамных вагонах облегчается посадка и высадка пассажиров. В целом же повышается комфортность поездки.

Вагоны (1, 2) подвижного состава сцеплены сверху двумя шарнирными кулисами с возможностью поворачиваться вокруг вертикальных осей (5a-5d). Правая шарнирная кулиса (4а) первого вагона соединена с возможностью поворота с правой шарнирной кулисой (4с) второго вагона, а левая шарнирная кулиса (4b) первого вагона соединена с возможностью поворота с левой шарнирной кулисой (4d) второго вагона, через безопорные подшипники (6а, 6b). Четыре шарнирных кулисы друг с другом образуют параллелограмм переменной формы. Упрощается конструкция и вес сцепки, сокращаются возмущающие воздействия возвышения наружного рельса над внутренним на поворотах. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для механической сцепки единиц (1,2) подвижного состава, в частности трамвайных вагонов, в котором единицы (1, 2) подвижного состава сцеплены шарнирным рычагом (3) в качестве нижней шарнирной сцепки, и в котором в качестве отдельной верхней шарнирной сцепки на каждой единице (1,2) подвижного состава расположены две шарнирных кулисы (4а, 4b; 4c, 4d) с возможностью поворота вокруг вертикальных осей (5a-5d), отличающееся тем, что в направлении движения (а) правая шарнирная кулиса (4а) первой единицы (1) подвижного состава соединена с возможностью поворота непосредственно с правой шарнирной кулисой (4c) второй единицы (2) подвижного состава, а левая шарнирная кулиса (4b) первой единицы (1) подвижного состава соединена с возможностью поворота непосредственно с левой шарнирной кулисой (4d) второй единицы (2) подвижного состава исключительно через подшипники (6а; 6b), несвязанные с каким-либо другим элементом, так, что четыре шарнирных кулисы (4a-4d) образуют друг с другом параллелограмм переменной формы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что обе шарнирных кулисы (4а, 4b; 4c, 4d) единицы (1, 2) подвижного состава расположены с возможностью поворота вокруг общей вертикальной оси (5а, 5b).

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шарнирные кулисы (4c, 4d) единицы (2) подвижного состава в каждом случае расположены с возможностью поворота вокруг собственной вертикальной оси (5с, 5d).

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что по меньшей мере шарнирные кулисы (4b) единицы (1) подвижного состава состоят соответственно из верхней штанги (7) и нижней штанги (8), расположенных с возможностью поворота вокруг вертикальной оси (5а).

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что верхняя штанга (7) и нижняя штанга (8) соединены с вертикальной осью (5а) через шаровые шарниры (9), причем верхняя штанга (7) и нижняя штанга (8) соединены между собой через карданный шарнир (10), который находится в соединении с перпендикулярным безопорным подшипником (6b).