СПОСОБ ОГРАНИЧЕНИЯ УГЛА МЕЖДУ ПРОДОЛЬНЫМИ ОСЯМИ СОЕДИНЕННЫХ ДРУГ С ДРУГОМ ВАГОННЫХ КУЗОВОВ Российский патент 2013 года по МПК B61F5/44 

Изобретение относится к способу ограничения угла между продольными осями соединенных друг с другом через шарнир вагонных кузовов многозвенного рельсового транспортного средства, в котором каждый вагонный кузов опирается лишь на одну поворотную тележку.

Многозвенное транспортное средство известно, например, из DE 2123876 А. В этом так называемом сочлененном вагоне важным является то, что при движении в поворотах не нарушается габарит приближения строений. Для этого шарнир снабжен двумя гидравлическими цилиндрами, которые соединены с трубопроводом для гидравлической жидкости. Таким образом, удается предотвращать слишком сильное складывание частей вагона.

Из ЕР 0877694 В1 известен дополняющий способ оказания влияния на угол складывания между соединенными друг с другом вагонными кузовами. При этом измеряют и отображают ход рельсового пути, подлежащего прохождению рельсовым транспортным средством. Затем изменяют угол складывания между соседними вагонными кузовами с помощью исполнительного механизма в зависимости от рельсового пути так, что не нарушается габарит приближения строений.

Известные способы ограничения угла между продольными осями соединенных друг с другом вагонных кузовов являются либо не достаточно надежными, либо очень сложными.

В основу изобретения положена задача создания способа ограничения угла между продольными осями вагонных кузовов, который обеспечивает с высокой точностью и без сложных стадий способа, таких как, например, измерение рельсового пути, возможность прохождения в поворотах многозвенного рельсового транспортного средства, в котором вагонные кузова опираются лишь на одну поворотную тележку, без нарушения габарита приближения строений.

Задача решена согласно изобретению тем, что на угол оказывают активное влияние с помощью соединенного с шарниром регулируемого электрического исполнительного элемента, пока он не примет заданное значение, причем это заданное значение определяют из углов поворота (относительных углов) поворотных тележек относительно соответствующих вагонных кузовов, причем для установки угла используют кинетическую энергию и/или потенциальную энергию пружин рессорной подвески рельсового транспортного средства.

С помощью этого способа достигается то преимущество, что, с одной стороны, используют электрически регулируемый исполнительный элемент, который особенно надежно ограничивает угол между вагонными кузовами, так что для регулирования этого исполнительного элемента нет необходимости в сложном измерении рельсового пути. Таким образом, с помощью простых средств обеспечивается возможность надежного удерживания многозвенного рельсового транспортного средства, в котором каждый вагонный кузов опирается лишь на одну поворотную тележку, также в узких поворотах или узких дуговых сопряжениях внутри габарита приближения строений. Таким образом, исключаются повреждения за счет столкновения с расположенными вне габарита приближения строений устройствами. И, кроме того, за счет этого достигается особое преимущество, заключающееся в том, что для установки угла не требуется внешняя вспомогательная энергия.

Другой вариант решения поставленной задачи достигается способом ограничения угла между продольными осями соединенных друг с другом через шарнир вагонных кузовов многозвенного рельсового транспортного средства, в котором каждый вагонный кузов опирается лишь на одну поворотную тележку, причем на угол оказывают активное влияние с помощью соединенного с шарниром регулируемого электрического исполнительного элемента, пока он не примет заданное значение, причем это заданное значение определяют из углов поворота (относительных углов) поворотных тележек относительно соответствующих вагонных кузовов, при этом согласно изобретению измеряют воздействующую на шарнир силу и используют для регулирования исполнительного элемента, и когда эта сила изменяет угол с отклонением от заданного значения, то исполнительный элемент блокируется или остается блокированным.

За счет этого варианта решения достигается особое дополнительное преимущество, заключающееся в том, что не требуется движение шарнира для того, чтобы распознать, что он не движется к какому-то нежелательному углу. Таким образом, предотвращается слишком сильное складывание соседних вагонных кузовов относительно друг друга также под действием статичных сил.

Например, шарнир выполнен в виде одинарного шарнира, и заданное значение определяют в виде величины, которая при разнице относительного угла между поворотной тележкой и вагонным кузовом для соединенных вагонных кузовов равна нулю. Таким образом, надежно ограничивается угол между вагонными кузовами.

Согласно другому примеру выполнения шарнир является двойным шарниром с двумя расположенными на расстоянии друг от друга в продольном направлении рельсового транспортного средства вертикальными поворотными осями, и заданное значение определяют в виде величины, при которой относительный угол между поворотной тележкой и вагонным кузовом, по меньшей мере, в одном из соединенных вагонных кузовов, равен нулю. В этом случае может быть достаточным рассматривать лишь один из соединенных друг с другом вагонных кузовов и его поворотную тележку.

Например, двойной шарнир является частью одного вагонного кузова, который не имеет поворотной тележки (паланкинный модуль). При этом в продольном направлении рельсового транспортного средства одна вертикальная поворотная ось расположена перед паланкинным модулем, а другая вертикальная поворотная ось - за паланкинным модулем. Так же как в простом двойном шарнире рассматривается лишь относительный угол между поворотной тележкой и вагонным кузовом на одном из соединенных через паланкинный модуль вагонных кузовов.

Например, рельсовое транспортное средство является трехзвенным и заданное значение определяется в виде величины, при которой справедливо соотношение C₁·γ₁+C₂·γ₂+C₃·γ₃=0, где С₁, С₂ и С₃ являются свободно выбираемыми постоянным, a γ₁, γ₂ и γ₃ являются относительными углами между поворотной тележкой и вагонным кузовом в трех вагонных кузовах.

Соответствующее вычисление можно соответствующим образом выполнять также при четырехзвенных и еще более длинных многозвенных рельсовых транспортных средствах.

С помощью указанных выше способов можно предпочтительно конструировать многозвенные рельсовые транспортные средства, которые имеют, например, два, три, четыре, пять, шесть, семь или восемь вагонных кузовов.

Например, сила ограничивается с помощью клапана ограничения давления в исполнительном элементе, так что не может происходить сход с рельсов поворотных тележек.

Например, исполнительный элемент блокируется с ограничением во времени. Не может происходить слишком длительный во времени выход из строя исполнительного элемента. Уменьшаются погрешности.

Например, предотвращается лишь изменение угла в направлении отклонения от заданного значения посредством блокирования исполнительного элемента, а изменение угла в противоположном направлении не ограничивается. Таким образом, значительно упрощается регулирование.

Например, движение исполнительного элемента ограничивается в пространстве и/или во времени. Таким образом, предотвращается то, что угол становится настолько большим, что нарушается габарит приближения строений или даже сходит с рельсов рельсовое транспортное средство.

Например, для установки угла используют внешнюю вспомогательную энергию. Тем самым достигается то преимущество, что угол остается одинаковым при недвижущемся транспортном средстве (статично действующих силах). Эта вспомогательная энергия может приходить при буксировке из буксирующего транспортного средства.

Например, вспомогательную энергию используют в зависимости от состояния движения и/или конфигурации транспортного средства.

Например, блокирование исполнительного элемента или ограничение (демпфирование) движения исполнительного элемента происходит в зависимости от скорости движения и/или других состояний движения рельсового транспортного средства. А именно, при высокой скорости движения могут происходить нежелательные движения вагонных кузовов. Ограничение (демпфирование) движения исполнительного элемента может быть целесообразным, например, начиная со скорости 60 км/час.

Исполнительный элемент блокируют, например, при экстренном торможении и/или при буксировке. В частности, при экстренном торможении исключаются тем самым слишком большие углы между вагонными кузовами.

Величина допустимого отклонения угла от заданного значения изменяется, например, в зависимости от скорости и/или состояния рельсового транспортного средства. Тем самым исключается, что угол, например, при высокой скорости или, например, при буксировке слишком часто активно изменяется. Предотвращается изменение угла в коротких интервалах времени.

Исполнительный элемент выполнен, например, в виде электромеханического, и/или пневматического, и/или гидравлического, и/или электрогидравлического сервопривода.

Например, оказывают влияние на угол с помощью двух электрогидравлических сервоприводов с дифференциальным цилиндром.

Все эти варианты выполнения исполнительных элементов являются одинаково хорошо пригодными.

Например, сервопривод исполнительного элемента содержит камеру с подвижным в ней поршнем.

Для блокирования или ограничения (демпфирования) камеру, например, полностью или частично закрывают. Таким образом, обеспечивается особенно простая возможность выполнения желаемого блокирования или ограничения.

Например, для блокирования угла блокируют лишь поршневые камеры, лишь кольцевые камеры или поршневые и кольцевые камеры, за счет чего создается различная жесткость среды в сервоприводе.

Камера для подачи внешней вспомогательной энергии соединена, например, с питающим насосом. С помощью питающего насоса можно подводить гидравлическую жидкость.

В сервопривод подают, например, вспомогательную энергию соответственно лишь в поршневую или кольцевую камеру с помощью электродвигателя и насоса.

Камера соединена, например, с баком для рабочей среды через клапан. Этот бак для рабочей среды может содержать необходимую гидравлическую жидкость.

Движение исполнительного элемента происходит, например, с помощью подсосного клапана между поршневой и/или кольцевой камерой, с одной стороны, и баком для рабочей среды, с другой стороны, а также с помощью переключательного или пропорционального клапана, который служит для разгрузки камер цилиндра в бак для рабочей среды.

Например, для ограничения (демпфирования) движения исполнительного элемента он соединен с изменяемыми с заданными ступенями клапанами и/или с пропорциональными клапанами. Такие клапаны предпочтительно хорошо пригодны для регулирования подачи гидравлической жидкости.

С помощью способа ограничения угла между продольными осями соединенных друг с другом вагонных кузовов согласно изобретению достигается, в частности, то преимущество, что с помощью простых средств в многозвенном рельсовом транспортном средстве, вагонные кузова которого опираются каждый лишь на одну поворотную тележку, предотвращается нарушение габарита приближения строений в поворотах.

Каждый вагонный кузов опирают лишь на одну поворотную тележку. На угол между продольными осями соединенных друг с другом через шарнир вагонных кузовов оказывают активное влияние с помощью соединенного с шарниром регулируемого электрического исполнительного элемента, пока он не примет заданное значение. Это заданное значение определяют из углов поворота (относительных углов) поворотных тележек относительно соответствующих вагонных кузовов. По первому варианту изобретения для установки угла используют кинетическую энергию и/или потенциальную энергию пружин рессорной подвески рельсового транспортного средства. По второму варианту изобретения измеряют воздействующую на шарнир силу и используют для регулирования исполнительного элемента, и когда эта сила изменяет угол с отклонением от заданного значения, то исполнительный элемент блокируется или остается блокированным. Обеспечиваются точность и простота прохождения поворотов рельсовым транспортным средством. 2 н. и 24 з.п. ф-лы.

1. Способ ограничения угла между продольными осями соединенных друг с другом через шарнир вагонных кузовов многозвенного рельсового транспортного средства, в котором каждый вагонный кузов опирается лишь на одну поворотную тележку, причем на угол оказывают активное влияние с помощью соединенного с шарниром регулируемого электрического исполнительного элемента, пока он не примет заданное значение, причем это заданное значение определяют из углов поворота (относительных углов) поворотных тележек относительно соответствующих вагонных кузовов, отличающийся тем, что для установки угла используют кинетическую энергию и/или потенциальную энергию пружин рессорной подвески рельсового транспортного средства.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измеряют воздействующую на шарнир силу и используют для регулирования исполнительного элемента, и когда эта сила изменяет угол с отклонением от заданного значения, то исполнительный элемент блокируется или остается блокированным.

3. Способ ограничения угла между продольными осями соединенных друг с другом через шарнир вагонных кузовов многозвенного рельсового транспортного средства, в котором каждый вагонный кузов опирается лишь на одну поворотную тележку, причем на угол оказывают активное влияние с помощью соединенного с шарниром регулируемого электрического исполнительного элемента, пока он не примет заданное значение, причем это заданное значение определяют из углов поворота (относительных углов) поворотных тележек относительно соответствующих вагонных кузовов, отличающийся тем, что измеряют воздействующую на шарнир силу и используют для регулирования исполнительного элемента, и когда эта сила изменяет угол с отклонением от заданного значения, то исполнительный элемент блокируется или остается блокированным.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что для установки угла используют внешнюю вспомогательную энергию.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что вспомогательную энергию используют в зависимости от состояний движения и/или конфигурации транспортного средства.

6. Способ по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что силу ограничивают с помощью клапана ограничения давления в исполнительном элементе так, что не может происходить сход с рельс поворотных тележек.

7. Способ по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что исполнительный элемент блокируют с ограничением во времени.

8. Способ по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что предотвращают лишь изменение угла в направлении отклонения от заданного значения посредством блокирования исполнительного элемента, и что изменение угла в противоположном направлении не ограничивают.

9. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что шарнир выполнен в виде одинарного шарнира, и заданное значение определяют в виде величины, которая при разнице относительного угла между поворотной тележкой и вагонным кузовом для соединенных вагонных кузовов равна нулю.

10. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что шарнир является двойным шарниром с двумя расположенными на расстоянии друг от друга в продольном направлении рельсового транспортного средства вертикальными поворотными осями, и заданное значение определяют в виде величины, при которой относительный угол между поворотной тележкой и вагонным кузовом, по меньшей мере, в одном из соединенных вагонных кузовов, равен нулю.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что двойной шарнир является частью одного вагонного кузова, который не имеет поворотной тележки (паланкинный модуль), и что в продольном направлении рельсового транспортного средства одна вертикальная поворотная ось расположена перед паланкинным модулем, а другая вертикальная поворотная ось - за паланкинным модулем.

12. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что рельсовое транспортное средство является трехзвенным и заданное значение определяют в виде величины, при которой справедливо соотношение С_1·γ1+С_2·γ2+С_3·γ3=0, где C₁, С₂ и С₃ являются свободно выбираемыми постоянными, а γ₁, γ₂ и γ₃ являются относительными углами между поворотной тележкой и вагонным кузовом в трех вагонных кузовах.

13. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что движение исполнительного элемента ограничивают в пространстве и/или во времени.

14. Способ по любому из пп.2-5, отличающийся тем, что блокирование исполнительного элемента или ограничение (демпфирование) движения исполнительного элемента происходит в зависимости от скорости движения и/или других состояний движения рельсового транспортного средства.

15. Способ по любому из пп.2-5, отличающийся тем, что исполнительный элемент блокируют при экстренном торможении и/или при буксировке.

16. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что величину допустимого отклонения угла от заданного значения изменяют в зависимости от скорости и/или состояния рельсового транспортного средства.

17. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что исполнительный элемент выполнен в виде электромеханического, пневматического, гидравлического или электрогидравлического сервопривода.

18. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что оказывают влияние на угол с помощью двух электрогидравлических сервоприводов с дифференциальным цилиндром.

19. Способ по п.17, отличающийся тем, что сервопривод исполнительного элемента содержит камеру с подвижным в ней поршнем.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что для блокирования или ограничения (демпфирования) камеру полностью или частично закрывают.

21. Способ по п.20, отличающийся тем, что для блокирования угла блокируют либо лишь поршневые камеры, лишь кольцевые камеры, либо поршневые и кольцевые камеры, за счет чего создается различная жесткость среды в сервоприводе.

22. Способ по п.19, отличающийся тем, что для подачи внешней вспомогательной энергии камера соединена с питающим насосом.

23. Способ по п.22, отличающийся тем, что в сервопривод подают вспомогательную энергию, соответственно, лишь в поршневую или кольцевую камеру с помощью электродвигателя и насоса.

24. Способ по п.19, отличающийся тем, что камера соединена с баком для рабочей среды через клапан.

25. Способ по п.24, отличающийся тем, что движение исполнительного элемента происходит с помощью подсосного клапана между поршневой и/или кольцевой камерой, с одной стороны, и баком для рабочей среды, с другой стороны, а также с помощью переключательного или пропорционального клапана, который служит для разгрузки камер цилиндра в бак для рабочей среды.

26. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что для ограничения (демпфирования) движения исполнительного элемента он соединен с изменяемыми с заданными ступенями клапанами и/или с пропорциональными клапанами.