Гофрированное гибкое ограждение межвагонного перехода транспортного средства

 

Изобретение относится к конструкциям гибких ограждений. Гофрированное гибкое ограждение межвагонного перехода транспортного средства содержит оболочку, состоящую из соединенных между собой в полотнище боковых участков, верхнего, нижнего и угловых участков, выполненных из эластомерного материала, и торцевых рам. Участки полотнища выполнены с единым продольным гофрообразующим рельефом для формирования вершин и впадин. Оболочка охватывается обручами (5) С-образного профиля, выполненными, например, из алюминиевого сплава, внутрь которых введены части полотнища с формированием вершин гофр. Концы профилей обжаты с образованием замкнутых полых пространств, внутри которых размещены распорные элементы, выполненные, например, в виде резинового шнура (13). Изобретение обеспечивает перемещение соединяемых торцев, повышает надежность и исключает провисание ограждения. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к конструкциям гофрированных гибких ограждений межвагонных переходов транспортных средств (железнодорожных составов, сочлененных трамваев, автобусов и др.), предназначенных для обеспечения безопасных и комфортных условий перехода пассажиров из вагона в вагон при всех режимах движения.

К этим гибким ограждениям предъявляются жесткие требования по обеспечению: - звуко-тепло-гермоизоляции, - уменьшения воздействия резких перепадов давления при разъездах со встречным транспортом, - прохождения составом криволинейных участков пути малого радиуса и др.

Конструктивные особенности сочлененного транспортного средства и условия его эксплуатации определяют конкретные значения перемещений ограждения но трем осям: - по продольной оси вагона (x), - в вертикальной плоскости (y), - в поперечном направлении (z), а также при угловых отклонениях: - по курсу (вокруг оси y), - по дифференту (вокруг оси z),
- по крену (вокруг оси x).

При этом составляющие жесткости оболочки по трем осям и трем углам не должны превышать 20-25% от жесткости амортизаторов, находящихся в сцепном устройстве вагонов.

Известны конструкции ограждений фирмы "Таурус Гумиипари Валлат" (Tаurus Gumiipari Vallаt) для автобусов "Икарус", а также фирмы "Хюбнер" (Hubner) для высокоскоростного пассажирского поезда и др., основой которых является оболочка, выполненная из эластичного материала в виде гибкой гофрированной гармошки.

Особенностью конструкций ограждений переходов в автобусах и другом сочлененном транспорте, имеющем в зоне перехода поворотный круг, является отсутствие свободы перемещений в поперечном направлении, зато при угловых отклонениях по курсу и дифференту ограждение обладает малой жесткостью.

Конструкция ограждения межвагонного перехода фирмы "Хюбнер" имеет достаточную свободу перемещений в трехмерном пространстве за исключением перемещений в поперечном направлении. Компьютерное построение прохождения составом S-образных участков дорог с малыми радиусами кривизны показало, что ограждение будет ломаться о торец вагона.

К недостатку следует также отнести ее сложность: ограждение состоит из двух оболочек - наружной и внутренней, соединенных между собой с образованием зазора. Самые сложные ее детали - углы. Это трехмерные конструкции, для изготовления которых необходимы две большие пресс-формы.

В качестве прототипа к заявленному техническому решению выбрано гофрированное гибкое ограждение узла сочленения транспортного средства, содержащее торцы, выполненные соответствующими форме торцевых частей транспортного средства, а также соединенные между собой верхний, нижний, боковые и переходные угловые участки, выполненные гофрированными из полотнища эластичного материала, на котором расположены заготовки ребер, кромки двух соседних из которых соединены между собой и образуют последовательно расположенные впадины и выступы гофр, причем выступы, расположенные на переходных угловых участках, выполнены раздваивающимися с пересечением каждой линии выступов с ближайшими линиями впадин в точках перегиба впадин, при этом периметры сечений, образованных вертикальными плоскостями, проходящими по выступам и впадинам нижних и верхних участков гибкого ограждения, одинаковы (патент России N2025293, B 60 D 5/00, 1994).

В ограничительной части формулы изобретения, выбранного прототипом, использовано понятие ". . .ограждение, содержащее торцы...". Известно, что торец - это поперечная часть предмета, расположенная перпендикулярно продольной оси. Точнее была бы формулировка: "...ограждение, содержащее торцевые узлы крепления. ..", т.е. металлический трос или рама. Поэтому в заявляемом изобретении использовано общепринятое понятие "торцевая рама".

В отличительной части формулы неправильно использовано понятие "ребро". Математическое значение понятия "ребро" дано как "линия пересечения двух плоскостей многогранника", а техническое - "узкий край или сторона предмета по его длине".

По существу, в формуле идет речь о расположенных на полотнище пластинах-заготовках треугольной и четырехугольной формы, зазоры между которыми предназначены для формирования вершин и впадин ограждения при образовании гофр, т.е. обобщенно говоря, полотнище выполнено с гофрообразующим рельефом.

Кроме того, при гофрообразовании плоского полотнища периметры любых сечений, образованных вертикальными плоскостями, будут, естественно, одинаковыми, что не может быть дополнительным признаком изобретения.

Учитывая изложенное, существенными признаками, общими с признаками заявленного изобретения, являются;
- ограждение, содержащее торцевые рамы;
- полотнище оболочки, состоящее из соединенных между собой верхнего, нижнего, боковых и угловых участков, выполненных из эластичного материала с гофрообразующим рельефом.

Однако данное техническое решение не может найти применение в сочлененном транспортном средстве, например, в межвагонном переходе железнодорожного состава, имеющем поперечное смещение соседних вагонов порядка метра. Это решение к тому же обладает следующими недостатками:
- изготовленная из полотнища прорезиненной ткани оболочка, на верхнем и нижнем участках имеет V-образные гофрообразующие плоскости, обладающие большой жесткостью при поперечном смещении. При этом относительное перемещение двух соседних вершин гофра будет происходить за счет деформации плоскостей гофра и податливости прошивки и практически не будет превышать 2% (при необходимых 10%);
- вершины и впадины гофр, выполненные путем прошивки полотнища прорезиненной ткани, обладают незначительной жесткостью и верхняя часть оболочки провисает при дополнительных нагрузках в виде воды, снега или льда, что снижает ресурс прошитого ограждения.

Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является устранение указанных недостатков и достижение технических результатов, заключающихся в:
- придании ограждению способности обеспечивать перемещение торцов соседних вагонов на величину, равную расстоянию между ними, что создает возможность перемещения на S-образных участках пути с малым радиусом кривизны, при этом ограждение не будет ломаться о торец вагона;
- ликвидации провисания верхнего и нижнего участков ограждения.

Для этого в известном гофрированном гибком ограждении, содержащем оболочку, состоящую из соединенных между собой в полотнище боковых участков, верхнего, нижнего и угловых участков, выполненных из эластомерного материала, и торцевых рам, участки полотнища выполнены с единым по всей длине полотнища продольным гофрообразующим рельефом для формирования вершин и впадин гофр, причем оболочка дополнительно содержит охватывающие ее обручи С-образного профиля, выполненные, например, из алюминиевого сплава, внутрь которых введены части полотнища с формированием вершин гофр, а концы профилей обжаты с образованием замкнутых полых пространств, внутри которых размещены распорные элементы.

Также в заявляемом в качестве изобретения ограждении распорный элемент выполнен, например, в виде резинового шпура, который занимает указанное полое пространство во всех вершинах гофр.

Благодаря существенному признаку "...единый продольный гофрообразующий рельеф для формирования вершин и впадин гофр" и второму существенному признаку "...обручи С-образного профиля..." появляется возможность создания ограждения, обладающего большим диапазоном поперечных перемещений. Верхний и нижний участки ограждения не провисают, как у всех ограждений без обручей. Эти V-образные части гофр как бы подвешены на обручах, с помощью которых они через боковые участки передают свой вес на торцевые рамы.

Применив к тому же в качестве эластимерного материала резину с низким значением модуля упругости и высоким значением относительного удлинения (до 700%), удалось решить и основную задачу обеспечения поперечного перемещения гибкого ограждения. Благодаря высокой эластичности полотнища гофрирование легко выполняется путем введения в обручи С-образного профиля зон полотнища, формирующих вершины гофр.

Во избежание перелома резины внутри обруча при обжатии его концов пространство внутри введенных в обруч вершин заполняют по его периметру материалом, например, резиновым шнуром или трубкой из легкого материала.

Сущность изобретения поясняется иллюстрациями, где:
- на фиг. 1 показана аксонометрическая проекция торца вагона транспортного средства с гофрированным гибким ограждением;
- на фиг. 2 дана развертка полотнища, состоящая из соединенных между собой боковых участков, верхнего, нижнего и угловых участков;
- на фиг. 3 дан разрез по А-А на фиг. 2;
- на фиг. 4 показан разрез горизонтальной плоскостью ограждения, прикрепленного к торцу вагона;
- на фиг. 5 показаны обручи С-образного профиля после обжатия;
- на фиг. 6 дано схематическое изображение V-образного гофра на верхнем участке ограждения и действующие силы на его модели;
- на фиг. 7 даны деформационные характеристики образцов из прорезиненной ткани и низкомодульной резины.

Гофрированное гибкое ограждение межвагонного перехода 1 (фиг. 1) укреплено на торце вагона 2 с помощью торцевой рамы 3. Вторая торцевая рама предназначена для соединения с рамой гибкого ограждения другого вагона.

Вершины гофр ограждения 4 образованы путем введения соответствующих зон полотнища в обручи 5.

Ограждение состоит из соединенных между собой в полотнище (фиг. 2) боковых участков 6, верхнего 7, нижнего 8 и угловых участков 9, выполненных из эластомерного материала. Эти участки полотнища выполнены с единым продольным гофрообразующим рельефом.

Зоны полотнища 10 (фиг. 3) предназначены для формирования вершин гофр, а зоны 11 - впадин, края полотнища 12 - для крепления к торцовым рамам. Вершины гофр образованы (фиг. 4 и выносной элемент Б на фиг. 5) путем введения соответствующих зон 10 в жесткие обручи С-образного профиля 5. В пространствах внутри введенных в обручи вершин гофр размещены распорные элементы, например, резиновые шнуры 13.

На фиг. 6 приведено схематичное изображение V-образного гофра на верхнем участке ограждения и действующие силы F_сдв при поперечном перемещении одного гофра. Развернув гофр на плоскости, можно пересчитать силы F_сдв в силы F_раст для испытания на моделях с целью снятия деформационных характеристик прорезиненной ткани 14 (фиг. 7), как у прототипа, и низкомодульной резины 15. На графиках видно, что низкомодульная резина обеспечивает необходимое поперечное перемещение V-образного гофра, а у прорезиненной ткани поперечное перемещение на порядок меньше, что приводит к разрыву нитей ткани. Возможность осуществления изобретения подтверждена практическим выпуском опытного гофрированного гибкого ограждения, участки которого были отпрессованы из резины в прессформах, а обручи и торцевые рамы изготовлены методом литья алюминиевого сплава через фильеры.

Гофрированное гибкое ограждение, имея примерные габариты (высота 3000 мм, ширина 1300 мм, глубина 400 мм), показало на статических испытаниях при разрешенных нагрузках следующие диапазоны перемещений:
по продольной оси - (-200 - +400 мм);
в вертикальной плоскости - (-100 - +100 мм);
в поперечном направлении - (-400 - +400 мм).

Ограждение монтируют на торце вагона следующим образом. Изготовленное на заводе ограждение в сжатом (с помощью скоб) для транспортировки и монтажа виде имеет глубину 250 мм и крепится в таком виде болтами к торцу вагона, облегчая доступ к сцепному устройству вагона. После соединения сцепных устройств вагонов скобы убирают, а свободные торцевые рамы соединяют между собой быстроразъемным механизмом, обеспечивая герметизацию межвагонного перехода.

Известно, что при движении состава вагоны в вертикальной плоскости имеют незначительные перемещения (порядка ± 20 мм при пересечении стрелок). Это во много раз меньше доступного для ограждения перемещения благодаря податливости боковых участков оболочки. При торможении, ударах в продольном направлении работают амортизаторы сцепных устройств и достигнутого диапазона перемещений вполне достаточно.

При движении состава по S-образным кривым в районах депо заданный диапазон поперечных перемещений также удовлетворен за счет конструктивных решений (выбора глубины V-образного гофра) и технических решений (применения резины с большим значением относительного удлинения до 700%).

Помимо создания комфортных условий при переходе пассажиров из вагона в вагон ограждение имеет высокую пассивную безопасность благодаря наличию обручей, охватывающих по периметру оболочку, которые одновременно являются препятствием как при попытке выхода из прохода наружу, так и при попытке проникновения в проход снаружи путем разрезания оболочки.

Формула изобретения

1. Гофрированное гибкое ограждение межвагонного перехода транспортного средства, содержащее оболочку, состоящую из соединенных между собой в полотнище боковых участков, верхнего, нижнего и угловых участков, выполненных из эластомерного материала, и торцевых рам, отличающееся тем, что участки полотнища выполнены с единым продольным гофрообразующим рельефом для формирования вершин и впадин, причем оболочка дополнительно содержит охватывающие ее обручи С-образного профиля, выполненные, например, из алюминиевого сплава, внутрь которых введены части полотнища с формированием вершин гофр, а концы профилей обжаты с образованием замкнутых полых пространств, внутри которых размещены распорные элементы.

2. Ограждение по п.1, отличающееся тем, что распорные элементы выполнены, например, в виде резинового шнура.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7