Составное шарнирное сочленение между двумя салонами пассажирского транспортного средства, отделенными друг от друга промежуточным модулем, опирающимся на одну колесную ось

 

Изобретение относится к транспорту. Составное шарнирное сочленение между вагонами состава транспортного средства, вагоны (8, 9) которого сочленены попарно посредством промежуточного модуля (10), опирающегося на направляющую колесную ось (15) с рамой, образовано передней и задней шарнирными связями. Промежуточные модули (10), концевые вагоны или концевые моторные кабины являются автономно управляемыми по земле. Передняя шарнирная связь представляет собой шарнирное соединение чистого поворота вокруг вертикальной оси (С-С'). Задняя шарнирная связь представляет собой сложный шарнир, образованный чистой поворотной связью вокруг вертикальной оси (В-В') дополненной нижним шарниром поворота, снабженным верхней связью стабилизации отклонений, обеспечивающей возможность поглощения движений элементов данного транспортного средства по крену и в продольной плоскости. Изобретение повышает комфорт пассажиров и уменьшает износ. 20 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение касается составного шарнирного сочленения между двумя последовательно расположенными салонами автодорожного автоматически управляемого средства общественного пассажирского транспорта с промежуточными колесными осями, на каждую из которых опирается промежуточный модуль, обеспечивающий возможность внутренних переходов для пассажиров между последовательно расположенными салонами.

В настоящее время уже известны средства общественного пассажирского транспорта упомянутого выше типа, описанные, например, в патенте Франции FR-A-2705620, выданном на имя фирмы ЛОР ЭНДЮСТРИ.

Эти шарнирно сочлененные средства общественного пассажирского транспорта состоят обычно из нескольких салонов или передвижных модулей, удерживаемых и связанных между собой всякий раз при помощи некоторого промежуточного модуля, опирающегося на одну колесную ось, не управляемую на дороге, который формирует в целом транспортный состав.

Это формирование транспортного состава позволяет, в частности, уменьшить занимаемое данным транспортным средством место на дороге в процессе выполнения поворотов благодаря шарнирному сочленению, которое обеспечивает относительное удержание в заданном положении пассажирских салонов и промежуточных модулей даже в случае прохождения крутых поворотов дороги и сильно пересеченных участков.

Это преимущество может быть еще более усовершенствовано путем установки на каждый промежуточный модуль устройства наземного управления, в частности, устройства управления вдоль наземного направляющего рельса.

В настоящее время известны различные системы наземного управления движением автодорожных транспортных средств. Эти системы позволяют гарантировать минимальные габаритные размеры пространства, занимаемого транспортным средством на поворотах дороги. В данном случае речь идет, в частности, об устройствах с поднимаемыми направляющими рычагами, содержащих на своем конце пару наклонных направляющих роликов, охватывающих уложенный на земле или на дороге направляющий рельс.

Применение этих устройств управления требует наличия в нижней части данного транспортного средства достаточного свободного пространства по обе стороны от колесной оси, предназначенного для размещения этих устройств, а также наличия определенного свободного пространства по глубине, предназначенного для обеспечения возможности выполнения маневра подъема направляющего рычага с наклонными роликами.

Упомянутое выше техническое решение, описанное в патенте, выданном на имя фирмы ЛОР ЭНДЮСТРИ, не позволяет для автодорожного транспортного средства этого типа смонтировать одно или несколько таких направляющих устройств вследствие наличия в этих устройствах нижних шарнирных соединений, которые занимают место, входящее в полезный объем, необходимый для размещения рычагов управления и для осуществления маневра подъема этих рычагов.

Эти трудности еще более значительны в том случае, когда речь идет о транспортных средствах, пол которых должен быть опущен или приближен к земле для удобства входа и выхода пассажиров.

Но даже в том случае, когда удается найти способ размещения этих направляющих устройств, сохраняя нижние шарнирные соединения на их обычных местах или незначительно смещая эти шарниры, возникает опасность приложения значительных усилий при прохождении криволинейных участков пути к направляющим роликам, износ которых при этом будет ускоренным, а функционирование менее надежным.

В настоящее время, однако, уже оказывается недостаточным одного только преимущества занятия данным средством общественного пассажирского транспорта уменьшенного пространства на улице или дороге. Теперь городские власти все более настойчиво требуют поставки таких транспортных средств, подножки которых располагались бы на одном уровне с посадочной платформой с тем, чтобы облегчить доступ в салон транспортного средства для детей, инвалидов, а также обеспечить возможность въезда в это транспортное средство инвалидных колясок и кресел, в которых передвигаются инвалиды.

Различные уже известные технические решения, относящиеся к этому требованию в области общественного пассажирского транспорта, касаются железнодорожных или рельсовых транспортных средств, к которым не могут быть предъявлены упомянутые выше требования и ограничения по габаритным размерам и особенностям движения по дороге или улице.

Первая и главная цель предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы существенным образом уменьшить паразитные боковые ускорения на уровне соединительных элементов между различными салонами или кузовами данного транспортного средства, неблагоприятным образом влияющие на степень комфорта для пассажиров, и, соответственно, уменьшить интенсивность механического износа направляющих роликов.

Еще одна цель предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы, предусматривая оборудование промежуточных модулей данного транспортного средства нижними устройствами автоматического управления направлением движения с использованием направляющего рельса, обеспечить освобождение места в нижней части этого транспортного средства и его промежуточных модулей для того, чтобы можно было понизить уровень пола для доведения его до уровня посадочных платформ на остановках.

И еще одна цель предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы обеспечить для пассажиров возможность перехода через промежуточные модули данного транспортного средства в рамках одного автоматически управляемого автодорожного состава несмотря на упомянутые выше ограничения.

В то же время, предлагаемое изобретение образует весьма привлекательную альтернативу таким системам городского пассажирского транспорта, требующим больших капитальных вложений, как, например, трамвай.

Техническое решение по данному изобретению состоит в максимально возможном приближении к оси поворота, перпендикулярной к колесной оси в ее середине, вертикальных осей поворота переднего и заднего шарнирных соединений, посредством которых два смежных салона или кузова данного транспортного средства связаны с соответствующим промежуточным модулем.

Как уже было сказано выше, заявляемое техническое решение является результатом стремления повысить комфорт для пассажиров при пользовании данным транспортным средством. В соответствии с предлагаемым решением боковые ускорения, вызывающие неприятные для пассажиров качания или колебания транспортного средства при его входе в повороты дороги или при следовании по дороге, проложенной по пересеченному рельефу местности, должны быть в максимально возможной степени уменьшены.

Это уменьшение боковых ускорений естественным образом влечет за собой снижение интенсивности механического износа направляющих роликов вследствие существенного уменьшения усилий, воздействующих на эти ролики.

В то же время, заявляемое техническое решение обеспечивает весьма привлекательный выигрыш объема в нижней части салонов и промежуточного модуля транспортного средства благодаря облегчению нижних силовых конструкций, являющемуся следствием восприятия основных нагружающих усилий верхними силовыми конструкциями этого транспортного средства.

И наконец, предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить достаточно большое по размерам пространство для пассажиров, желающих пройти через промежуточный модуль данного транспортного средства.

Другие характеристики и преимущества предлагаемого изобретения будут лучше поняты из приведенного ниже описания, не являющегося ограничительным примером его практической реализации, где даются ссылки на приведенные в приложении фигуры, среди которых: фиг. 1 представляет собой общий схематический вид системы, показывающий основные функциональные блоки и вертикальные оси поворота между двумя последовательно расположенными салонами или кузовами и промежуточным модулем пассажирского транспортного средства; фиг. 2 представляет собой схематический перспективный вид каркаса подвижного состава с тремя салонами или кузовами и двумя промежуточными модулями в соответствии с предлагаемым изобретением в варианте с кольцом; фиг. 3 представляет собой схематический перспективный вид спереди промежуточного модуля транспортного средства в соответствии с вариантом с кольцом; фиг. 4 представляет собой схематический перспективный вид, показывающий нижнюю часть промежуточного модуля транспортного средства по варианту с кольцом; фиг. 5 представляет собой схематический перспективный вид каркаса подвижного состава с тремя салонами или кузовами и с двумя промежуточными модулями в соответствии с предлагаемым изобретением в варианте с косыми рычагами; фиг. 6 представляет собой схематический перспективный вид сзади промежуточного модуля транспортного средства по варианту с косыми рычагами; фиг. 7 представляет собой схематический перспективный вид нижней части промежуточного модуля транспортного средства в варианте с косыми рычагами; фиг. 8 представляет собой детализированный схематический перспективный вид верхнего сочленения стабилизации отклонений, существующих для варианта с косыми рычагами между задним салоном или кузовом и промежуточным модулем; фиг. 9 представляет собой общий схематический перспективный вид дополнительного варианта реализации предлагаемого изобретения с шаровыми шарнирами;
фиг. 10 представляет собой общий схематический перспективный вид составного сочленения по дополнительному варианту реализации под первым углом зрения с промежуточным модулем транспортного средства без защитного сильфона и без одного из колес этого промежуточного модуля;
фиг. 11 представляет собой общий схематический перспективный вид составного сочленения по дополнительному варианту реализации, аналогичный виду, показанному на фиг.10, но под другим углом зрения;
фиг. 12 представляет собой детализированный схематический перспективный вид пространства сдвоенных ветвей и нижней средней части промежуточного модуля транспортного средства;
фиг. 13 представляет собой схематический вид сверху последнего варианта реализации транспортного средства, показывающий одну из его направляющих головных частей, снабженную средствами механизированного привода и связанную с примыкающим салоном или кузовом при помощи того же типа шарнирного сочленения.

Обращаясь к фиг.1, можно видеть схематическое определение вертикальной оси поворота А-А', как оси, перпендикулярной в ее середине к линии колесной оси промежуточного модуля данного транспортного средства.

Здесь также можно видеть определение передней вертикальной или квазивертикальной оси поворота В-В' и задней вертикальной оси поворота С-С' между смежными салонами или кузовами и промежуточным модулем.

Небольшой наклон передней оси поворота В-В' предназначен для того, чтобы повысить устойчивость от поворота.

Здесь определяется также переднее шарнирное сочленение LAV и заднее шарнирное сочленение LAR, причем это заднее шарнирное сочленение объединяет функцию чистого поворота вокруг вертикальной оси с другими функциями шарнирного сочленения, необходимыми для реализации общего функционирования составного сочленения в соответствии с предлагаемым изобретением. Определяется также нижний центр шарнира CIAD и заднее верхнее соединение стабилизации движений отклонения LASD, которое во всех случаях входит в состав заднего шарнирного сочленения LAR.

Далее со ссылками на фиг.1 будут более подробно описаны основные способы практического использования средств в соответствии с предлагаемым изобретением.

В соответствии с данным изобретением основная идея состоит в том, чтобы приблизить к оси А-А' оси В-В' и С-С' и даже совместить их для того, чтобы в полной мере использовать уменьшение или даже полное устранение боковых ускорений, при отказе от реализации других функций при помощи технических решений, снижающих определенные преимущества или более дорогостоящих или сложных в использовании.

Общая идея данного изобретения состоит также в размещении во всех случаях нижнего центра шарнира отклонения CIAD в нижнем положении в заднем шарнирном сочленении LAR.

Можно определить идеальное теоретическое решение, которое состоит в совмещении осей В-В' и С-С' с осью А-А', в реализации нижнего центра шарнирного отклонения CIAD в виде шарнирного узла с маятниковым эффектом, например, с карданным шарниром, установленного в нижнее положение, и в реализации задней верхней связи стабилизации движений отклонения LASD.

Цель предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы сделать пригодным для эксплуатации в технической и промышленной области описанного выше идеального теоретического решения, предлагая несколько вариантов осуществления изобретения, имеющих свои собственные преимущества.

В практическом плане для достижения поставленной цели создают спереди связь между салоном или кузовом транспортного средства и промежуточным модулем при помощи шарнирного соединения чистого поворота LAV вокруг вертикальной оси поворота В-В', параллельной оси А-А' и располагающейся возможно ближе к этой оси или даже совпадающей с ней.

В задней части создают сложное заднее шарнирное сочленение LAR, содержащее шарнирное соединение чистого поворота вокруг вертикальной оси С-С', параллельной оси А-А' и располагающейся возможно ближе к этой оси и даже совпадающей с ней, причем это поворотное соединение дополняется нижним центром отклонения CIAD с маятниковым эффектом, реализованным с использованием различных способов и дублированным при помощи верхнего заднего соединения стабилизации движений отклонения LASD, осуществляемого также различными известными способами.

Эти различные возможности позволяют рассматривать многочисленные варианты осуществления предлагаемого изобретения, каждый из которых обладает своими собственными преимуществами. Три главных варианта осуществления будут более подробно описаны ниже. При этом другие возможные варианты более или менее непосредственно вытекают из этих основных вариантов.

Главная функция составного шарнирного сочленения в соответствии с предлагаемым изобретением состоит в том, чтобы обеспечить возможность поворота между двумя смежными салонами или кузовами, подвешенными к колесному промежуточному модулю, поглощая при этом движения по крену, движения в продольной плоскости и комбинацию этих движений. Первая и главная цель изобретения состоит в том, чтобы существенно уменьшить и даже полностью исключить боковые ускорения, связанные с относительным смещением между центральной осью поворота, перпендикулярной к колесной оси, и осями поворота, принадлежащими шарнирным соединениям промежуточного модуля с каждым из примыкающих к нему салонов или кузовов.

Прежде чем перейти к подробному описанию каждого из основных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, по соображениям упрощения последующего изложения сначала будут описаны характеристики, являющиеся общими для всех этих вариантов осуществления данного изобретения.

Пассажирское транспортное средство 1 или 2, о котором идет речь в предлагаемом изобретении, в минимальной базовой версии содержит по меньшей мере два концевых салона или кузова, а именно, один головной салон 3 и один хвостовой салон 4, и в общей версии один дополнительный центральный салон или кузов 5 (см. фиг.2 и 5) или две концевые моторные кабины 6 и 7 (см. фиг. 13).

Разумеется, конфигурации с использованием головных моторных кабин или без использования таких специальных кабин применимы ко всем описанным ниже вариантам реализации предлагаемого изобретения. Два последовательно расположенных вагона - передний вагон 8 и задний вагон 9 соединены друг с другом подвижной шарнирной опорой, называемой промежуточным модулем 10. Другие элементы, образующие состав транспортного средства, шарнирно соединены каждый с промежуточным модулем.

Этот промежуточный модуль представляет собой промежуточную подвижную колесную опору, имеющую приводной двигатель или не имеющую такого двигателя, а также выполняет функцию составного шарнирного сочленения между двумя последовательно расположенными вагонами транспортного средства.

Речь может идти также и о более длинном пассажирском транспортном средстве, образованном двумя концевыми вагонами или кабинами и одним или несколькими промежуточными вагонами.

В представленных здесь в качестве примеров вариантах осуществления такого пассажирского транспортного средства речь идет либо о транспортном средстве, образованном двумя концевыми вагонами 3 и 4, одним центральным вагоном 5 и разделяющими их двумя промежуточными модулями 11 и 12 (см. фиг.2 и 5), либо о транспортном средстве, содержащем концевые моторные кабины 6 и 7, как это схематически показано на фиг.13.

Два последовательно расположенных вагона 8 и 9 удерживаются и шарнирно сочленяются между собой при помощи одного промежуточного модуля 10. Этот промежуточный модуль представляет собой подвижную колесную шарнирную опору, образованную кузовным каркасом рамной конструкции (13), смонтированную на раме 14, опирающейся на обычную колесную ось или на направляющую подвижную и, в случае необходимости, ведущую или направляющую колесную ось 15.

Опорная рама 14 и, соответственно, колесная ось или направляющая колесная ось 15 ориентируются в пространстве при помощи одного или двух направляющих органов 16, 17 в том случае, когда желательна реализация движения данного транспортного средства в двух противоположных направлениях, как это предусмотрено в вариантах реализации, схематически представленных на приведенных в приложении фигурах.

Эти направляющие органы образованы, например, двумя противоположными направляющими рычагами 18, 19. Каждый из этих направляющих рычагов является подъемным в результате соответствующего поворота и содержит на своем конце пару наклонных роликов 20, 21, предназначенных для качения в состоянии зацепления по наземному направляющему рельсу 22 и управления таким образом движениями ориентации колес 23, 24 или пар колес в одном или в двух направлениях движения данного транспортного средства.

Опорная рама 14 располагается на достаточно низком уровне для того, чтобы выиграть место в нижней части данного транспортного средства и расположить его пол возможно ниже, по возможности на одном уровне с плоскостью посадочной площадки для пассажиров.

Этот выигрыш места возможен в результате восприятия усилий верхними силовыми конструкциями, обеспечивающими возможность облегчения нижних силовых конструкций.

В соответствии с данным изобретением представлены три предпочтительных варианта осуществления, объединяющие основные функции в механических эквивалентах различных конструктивных форм.

Различают первый вариант осуществления с кольцом, схематически представленный на фиг. 2, 3 и 4, второй вариант с косыми рычагами, схематически представленный на фиг. 5, 6, 7 и 8, и третий вариант с шаровыми шарнирами, схематически представленный на фиг.9-13.

Разумеется, возможны и другие варианты осуществления, образуемые в результате использования эквивалентных технических средств и/или просто выводящиеся из того или иного базового варианта, а также создаваемые путем комбинации различных базовых вариантов осуществления.

Так, можно, например, использовать переднюю часть транспортного средства, реализованную в соответствии с вторым вариантом, и заднюю часть этого транспортного средства, реализованную в соответствии с третьим вариантом.

Теперь со ссылками на фиг.2, 3 и 4 будет более подробно описан первый вариант реализации шарнирного сочленения в соответствии с предлагаемым изобретением.

В соответствии с этим вариантом реализации составное шарнирное сочленение в соответствии с предлагаемым изобретением, использующее промежуточный модуль, содержит верхний шарнирный поворотный блок 25, при помощи которого концы последовательно расположенных салонов или кузовов соединяются между собой. Этот блок образован двумя наложенными друг на друга поворотными шарнирами 26 и 27 с общей вертикальной осью поворота 28, совпадающей с осью А-А'.

Этот верхний блок шарнирных соединений 25 дополнен в нижней части шарниром поворота по кольцу 29 вокруг общей вертикальной оси поворота 28 и промежуточный модуль 10 соединен в своей нижней части с последующим салоном или кузовом данного транспортного средства при помощи сложного шарнирного соединения 30 с карданным шарниром, как это более подробно будет описано ниже, образуя нижний центр отклонения CIAD.

Рама 14 промежуточного модуля 10 жестко связана с поднимающимся корпусом 31, облицованным двумя вертикальными боковыми стенками, соединяющимися между собой в верхней части этого промежуточного модуля при помощи верхней разветвленной механической конструкции 32, предназначенной для поддержания и для удержания в верхнем центральном положении верхнего шарнирного поворотного блока 25, причем вся эта конструкция подвешена соответствующим образом на колесной оси 15 промежуточного модуля 10.

На верхнем шарнирном поворотном блоке 25 соединены и поворачиваются при помощи двух расположенных друг над другом шарниров 26 и 27 концы продолжений 33 и 34 верхних конструкций или рам 35 и 36 соответственно переднего 8 и заднего 9 салона или кузова.

Каждое из этих продолжений 33 и 34 образует соединительный кронштейн или тягу между верхними несущими рамами 35 или 36 и соответствующим поворотным шарниром 26 или 27 каркаса каждого салона или кузова. Таким образом, эти верхние несущие рамы 35 и 36 удерживаются промежуточным модулем 10, как это можно видеть на приведенных в приложении фигурах, поскольку упомянутый верхний шарнирный поворотный блок 25 представляет собой единственную опорную зону в вертикальной плоскости, на которую опираются концы верхних рам двух салонов или кузовов данного транспортного средства.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает возможность путем перенесения в верхнюю часть данного транспортного средства несущих конструкций облегчить и уменьшить габаритные размеры нижних силовых конструкций, обеспечивая возможность реализации платформы или пола данного транспортного средства на более низком уровне и меньшей толщины, что позволяет этому полу быть ближе к земле, выигрывая объем под машиной и располагаясь практически на уровне посадочной площадки для пассажиров на остановках. Таким образом реализуется одна из целей предлагаемого изобретения.

Каждый салон или кузов данного транспортного средства содержит верхнюю силовую балку 37, 38 каркаса, которая является его основным силовым элементом, от которого развивается остальная часть этого каркаса. Этот силовой каркас салона или кузова транспортного средства образован множеством парных поперечных элементов типа элементов 39, 40, образующих раму, верхняя поперечная перемычка которой жестко связана с верхней силовой балкой каркаса 37, 38.

Эти поперечные пары элементов каркаса определяют поперечное сечение полезного внутреннего объема каждого салона или кузова транспортного средства. Они образуют клетку, открытую на своих боковых продольных сторонах и закрытую лонжеронами или продольными силовыми балками на своих верхней и нижней продольных сторонах, как это схематически показано на фиг.2 и 5.

Вследствие наличия верхней продольной балки каркаса 37, 38, воспринимающей вертикальные усилия, воздействующие на каждый салон или кузов данного транспортного средства, несущая конструкция пола каждого салона или кузова может быть уменьшена по толщине. Используя достаточно малое возможное расстояние от земли или клиренс такого типа транспортного средства, можно реализовать его пол примерно на одном уровне с поверхностью посадочной площадки для пассажиров на остановках.

Концевые кузова или салоны имеют впереди и сзади соответственно застекленную наклонную поверхность 41, 42, закрывающую кабину 43, 44, предназначенную для размещения поста управления данным транспортным средством и его водителя. Другой конец каждой кабины образован концевой рамой 45, 46, определяющий конец верхней продольной силовой балки каркаса 37, 38.

Как это можно более подробно и наглядно видеть на фиг.3 и 4, рама 14 промежуточного модуля 10 в соответствии с первым вариантом реализации предлагаемого изобретения образована против концов соответствующих салонов или кузовов двумя противоположными опорными дорожками 47, 48, выполненными в виде дуги окружности, по которым перемещаются специальные средства качения 49, 50, содержащие, например, вертикально расположенные ролики 51, 52. Эти вертикальные ролики собраны в две группы, причем эти группы всякий раз и с каждой стороны промежуточного модуля удерживаются двумя горизонтальными пластинами 53, 54, жестко связанными с рамой.

В соответствии с особенностями схематически представленного здесь варианта реализации предлагаемого изобретения, опорные дорожки, выполненные в виде дуги окружности, реализованы при помощи двух изогнутых металлических листов, отстоящих друг от друга на расстоянии, примерно равном диаметру используемых в данном случае вертикальных роликов таким образом, чтобы обеспечить возможность их перемещения без заметного зазора.

Таким образом осуществляется реализация двух шарниров или полушарниров чистого поворота вокруг общей оси поворота 28, совпадающей с вертикальной осью А-А' для одной и для другой связи LAV и LAR.

Передний конец 55 заднего кузова или салона, располагающийся против задней стороны промежуточного модуля, представляет составную конструкцию с двумя примыкающими друг к другу концевыми рамами 56, 57, причем первая из этих рам 56 жестко связана с передним концом заднего кузова или салона 9, а вторая рама 57 жестко связана с промежуточным модулем 10, и обе эти рамы являются подвижными друг относительно друга и связаны между собой в их нижней части при помощи карданного шарнира.

Эти рамы 56 и 57 связаны между собой в своей верхней части при помощи связи стабилизации отклонения, образованной одним или несколькими амортизаторами, например, амортизаторами 58 и 59, располагающимися V-образно, как это хорошо видно на фиг.3.

Рама 57, жестко связанная с промежуточным модулем 10, имеет на каждом из своих концов нижней части боковую продольную лапу 60, которая служит опорой для поперечной оси поворота 61, связывающей эту раму через промежуточную деталь 62 с первой концевой рамой 56, жестко связанной с задним кузовом или салоном 9, таким образом, чтобы образовать поворотное шарнирное соединение в вертикальной плоскости вокруг упомянутой поперечной оси 61.

Это шарнирное соединение в вертикальной плоскости дополнено другим шарнирным соединением 63 поворота по крену вокруг средней продольной оси 64 между промежуточной деталью 63 и нижней средней частью первой концевой рамы 56. Два этих шарнирных соединения на одной и той же промежуточной детали образуют вместе шарнир карданного типа 65, который обеспечивает возможность отклонений по крену и качаний в вертикальной плоскости заднего салона или кузова 9 по отношению к промежуточному модулю 10.

Относительные движения поворота, соответствующие изменениям ориентации по направлению движения переднего и заднего кузовов или салонов и их концов 55, 66 на рамах 56, 57 и 67, обеспечиваются совместно при помощи верхнего блока 25 чистого поворота, уже описанного выше совместно с нижними средствами качения.

В соответствии с другим базовым вариантом осуществления предлагаемого изобретения, схематически представленным на фиг. 5, 6, 7 и 8, упомянутые средства качения и шарнирное соединение карданного типа заменены с передней стороны на два косых рычага и средства качения заменены с задней стороны также двумя косыми рычагами, дополненными специальной верхней связью 68 между верхним блоком шарнирного поворотного соединения 25 и соответствующей верхней силовой балкой каркаса 38.

В соответствии с этим вариантом реализации предлагаемого изобретения с каждой стороны от колесной оси 15 и между центральной частью рамы 14 промежуточного модуля 10, симметрично по отношению к общей оси поворота, и каждым из подъемных направляющих рычагов (вариант осуществления с двумя направляющими рычагами), предусмотрена установка передней пары и задней пары косых рычагов 69, 70 и 71, 72 постоянной длины, закрепленных при помощи шаровых шарниров на каждом из их концов, с одной стороны, на раме 14 промежуточного модуля, а с другой стороны, на нижней части каждой из концевых рам располагающихся друг за другом салонов или кузовов 8, 9.

Эти косые рычаги представляют собой механический эквивалент шарнирных соединений чистого поворота с кольцом, описанных в предыдущем варианте осуществления предлагаемого изобретения, для обычных амплитуд поворота, встречающихся на криволинейных участках улиц или дорог. Именно вследствие этого и будет принят термин квазиповорота для обозначения этих шарнирных соединений.

Соединение конца заднего кузова или салона 9 с соответствующим верхним поворотным шарниром 27 осуществляется через специальный соединительный элемент 68, пример реализации которого более подробно и схематически представлен на фиг.8.

Функция этого специального соединительного элемента 68 состоит в том, чтобы воспринимать нагрузку от заднего кузова или салона 9 и поглощать относительные перемещения продольного, бокового и смешанного характера, возникающие вследствие отклонений по крену и в продольной плоскости между концом заднего кузова или салона 9 и промежуточным модулем 10 на уровне каждой из их верхних частей.

Эта связь 68 представляет собой прямолинейный элемент 73, выполняющий функцию рычага управления, обеспечивающего возможность различных деформаций изгиба и кручения. Монтаж этого элемента обеспечивает ему свободу продольного перемещения. Этот продольный прямолинейный элемент 73 реализован в форме пакета металлических листов, вырезанных в форме пластин 74 и жестко связанных между собой на каждом из концов, образуя эквивалент пластинчатой пружины, способной к кручению.

Как можно видеть на фиг.8, передний конец прямолинейного соединительного элемента 73 смонтирован на кронштейне 75, закрепленном на корпусе шарнира 27 поворота, принадлежащего заднему салону или кузову 9. Задний конец этого прямолинейного элемента жестко связан с корпусом 76, который перемещается в продольном направлении вместе с этим прямолинейным элементом 73 и направляется между двумя вертикальными направляющими стойками 77 и 78. Корпус 76 является открытым на некоторой части длины двух своих соседних боковых сторон поворотного шарнирного соединения 27 для того, чтобы обеспечить возможность работы на изгиб пластин по одну и по другую стороны от среднего положения в процессе нагружения по крену рамы по отношению к промежуточному модулю 10, как это схематически показано пунктирной линией на фиг.8.

Упомянутый корпус 76 содержит в своей передней части и в своей задней части переднюю криволинейную наклонную опорную поверхность 79 и заднюю криволинейную наклонную опорную поверхность 80.

В рассматриваемом здесь варианте реализации предлагаемого изобретения восприятие нагрузки, создаваемой задним салоном или кузовом 9 на уровне промежуточного модуля 10, обеспечивается при помощи этой специальной связи 68.

В передней части опорный ползун 81 опирается на поднимающуюся криволинейную наклонную поверхность 79 рядом с поворотным шарнирным соединением 27 и в задней части контактный треугольный элемент 82 с закругленным концом 83 также входит в контакт с нижней поверхностью опускающейся криволинейной наклонной задней части 80, представляющей собой часть корпуса 76 или жестко связанной с этим корпусом 76.

Эти передняя и задняя наклонные поверхности 79 и 80 имеют криволинейный профиль, центрированный на нижней оси качания по движению в продольной плоскости нижнего центра отклонения. Эта ось задает движениям в продольной плоскости криволинейную траекторию, в соответствии с которой сформированы упомянутые наклонные поверхности.

В процессе осуществления движений по крену упомянутый прямолинейный элемент 73, неподвижный в заданном месте по отношению к вертикальным направляющим стойкам 77, 78, воспринимает изгиб с одной или с другой стороны (положение, показанное пунктиром на фиг.8).

В процессе осуществления движения в продольной плоскости этот управляющий рычаг выполняет скольжение, но должен также отслеживать криволинейную траекторию, задаваемую нижним положением центра отклонения и поворотным характером этих отклонений или движений.

Амортизация движений по крену и движений в продольной плоскости осуществляется при помощи трения, возникающего между пластинами этого прямолинейного соединительного элемента.

В соответствии с дополнительным способом осуществления предлагаемого изобретения, схематически представленным на фиг.9, 10, 11, 12 и 13, вертикальные оси поворота различных шарнирных соединений и связей являются параллельными и расположенными достаточно близко, но на некотором удалении от теоретической идеальной оси поворота.

В данном случае речь идет о наилучшем возможном компромиссе между простотой практической реализации, удобством построения и стоимостью.

В соответствии с этим вариантом реализации предлагаемого изобретения корпус промежуточного модуля 10 сформирован вокруг средней поперечной трубчатой рамы 84, закрепленной на колесной оси 85 и определяющей профиль поперечного сечения упомянутого промежуточного модуля таким образом, чтобы ограничить свободный внутренний проход через этот модуль.

Эта средняя поперечная рама 84 представляет в своей нижней части кузова по днищу 86 горизонтального направления уменьшенную ширину по сравнению с шириной полного поперечного сечения данного промежуточного модуля, причем это днище продолжается с каждой стороны в направлении вверх при помощи двух восходящих ветвей 87, 88 и 89, 90, ограничивающих между собой некоторое свободное пространство.

Эти восходящие ветви соединяются между собой в средней части промежуточного модуля и совпадают друг с другом на некотором промежуточном участке 91, 92, продолжаясь в направлении вверх своей верхней частью в форме дуги или арки. Эта зона промежуточных участков 91, 92 образует переходный участок расширения между нижней частью упомянутой трубчатой рамы и ее верхней частью, представляющей собой дугу или арку 93.

Открытое пространство между этими ветвями используется для монтажа колесной оси 85, располагающейся в плоскости, соответствующей средней поперечной плоскости промежуточного модуля 10, которая также представляет собой плоскость, определяемую аркой 93 верхней части поперечной рамы.

Колесная ось 85 имеет в целом U-образную форму и поддерживает промежуточный модуль 10. Центральная часть этой оси проходит под нижней конструкцией рамы, которая для этого принимает в соответствующей зоне форму туннеля. На каждой из восходящих частей этой колесной оси закреплены собственно оси вращения колес 94, 95.

Каждая поднимающаяся или восходящая часть колесной оси продолжается в вертикальном направлении конечным участком 96, 97, при помощи которого эта ось связана с передней состоящей из двух ветвей конструкцией средней поперечной рамы 84, например, с использованием поперечного рычага 98, 99, дополненного нижним косым рычагом 100, 101. Вертикально расположенный амортизатор 102, 103 смонтирован между ближайшей ветвью рамы промежуточного модуля и колесной осью.

Завершающий участок каждой восходящей ветви колесной оси 85 оканчивается горизонтальной поперечной пластиной или диском 104, 105, служащей опорной поверхностью для гармошки подвешивания 106, 107, связанной другим своим концом с аркой 93 средней поперечной рамы 84.

В соответствии с рассматриваемым в данном случае вариантом осуществления предлагаемого изобретения верхние шарнирные связи с примыкающими к данному промежуточному модулю кузовами или салонами представляют собой связи, не воспринимающие вертикальных нагрузок.

Говоря более конкретно, передний кузов или салон 8 связан при помощи пары косых рычагов 108, 109 постоянной длины, шарнирно закрепленных на некотором расстоянии друг от друга на верхней конструкции упомянутого переднего кузова или салона 8 и объединяющихся в передней общей точке шарнирного соединения 110, расположенной на соединительной пластине 111 в виде ромба, закрепленной в среднем положении на верхней поверхности верхнего конца поперечной рамы 84.

Связь с задним кузовом или салоном 9 материализуется при помощи двух телескопических амортизаторов 112, 113, смонтированных по косому направлению между двумя точками шарнирного соединения 114, 115, отстоящими друг от друга на некоторое расстояние, на верхней конструкции заднего кузова или салона 9 и объединяющихся в общей верхней задней точке шарнирного соединения или в двух верхних задних точках шарнирного соединения 116, 117, весьма близких к другому концу упомянутой соединительной пластины 111 в виде ромба.

В раме промежуточного модуля, а именно в вертикальном продолжении общего верхнего заднего шарнирного соединения и в средней точке двух верхних задних шарнирных соединений 116 и 117, располагается нижний передний шаровой шарнир 118 и нижний задний шаровой шарнир 119, каждый из которых обеспечивает поворотную шарнирную связь в вертикальном направлении и маятниковую связь между рамой 14 промежуточного модуля и подвижной деталью 120, 121, закрепленной соответственно на концевой раме переднего кузова или салона и на заднем кузове или салоне.

Этот нижний задний шаровой шарнир 119 обеспечивает поворотную связь с задним кузовом или салоном и обеспечивает поглощение движений в продольной плоскости и движений по крену, а также воспринимает нагрузку от заднего кузова или салона 9.

В передней части на раме промежуточного модуля и на вертикальном продолжении общей передней верхней точки шарнирного соединения 110 располагается передний шаровой шарнир 118, обеспечивающий поворотную шарнирную связь с передним кузовом или салоном и воспринимающий нагрузку от переднего кузова или салона 8.

Передний и задний шаровые шарниры 118 и 119 располагаются рядом друг с другом. Они отделены друг от друга только проходом колесной оси. Таким образом, вертикальные оси поворота также располагаются рядом со средней общей вертикальной осью поворота промежуточного модуля, обозначенной позицией А-А' на общей схеме транспортного средства в соответствии с предлагаемым изобретением.

Здесь следует отметить, что нижний передний шаровой шарнир 118 не должен обеспечивать других функций кроме функции чистого поворота вокруг вертикальной поворотной оси. Выбор именно шарового шарнира для выполнения этой функции продиктован только технологическими соображениями. Маятниковый эффект переднего шарового шарнира нейтрализуется верхними косыми рычагами 108 и 109 для того, чтобы исключить всякие паразитные движения.

Верхняя часть механического зацепления каждого шарового шарнира сформирована на конце каждого вала, жестко связанного, с одной стороны, с верхним корпусом этого шарового шарнира, а с другой стороны, с горизонтальной пластиной 120, 121, подвижной при повороте и жестко связанной соответственно с предварительными рамами 122 и 123 передней и задней стороны переднего кузова или салона 8 и заднего кузова или салона 9, на верхней части которых шарнирно закреплены косые рычаги верхней связи.

Соответствующие поворотные пластины 120 и 121 обладают такой формой, которая позволяет сформировать между ними свободное пространство в целом треугольной формы 124 с каждой стороны. Каждое из этих свободных пространств занято перекрывающей конструкцией 125, способной деформироваться по типу веера, что обеспечивает возможность осуществления поворотных движений в горизонтальной плоскости, которую определяют упомянутые пластины.

Данная система в целом покрыта специальной защитной пластиной (на приведенных в приложении фигурах не показана).

Соединение с пониженным полом 126 смежных кузовов или салонов осуществляется с каждой стороны при помощи наклонного пандуса 127, 128.

Как можно видеть на схеме, представленной на фиг.13, данный вариант осуществления предлагаемого изобретения специальным, но не ограничивающим образом предусмотрен для того, чтобы быть использованным совместно с передней 6 или задней 7 ведущими кабинами, шарнирно сочлененными аналогичным образом с соответствующим кузовом или салоном при помощи промежуточного модуля 10 с колесной осью и соответствующими шарнирными соединениями, описанными выше.

Этот вариант осуществления предлагаемого изобретения обеспечивает большую симметрию, позволяющую, таким образом, осуществить значительную стандартизацию изготовления запасных деталей и монтажа подобных транспортных средств.

Формула изобретения

1. Составное шарнирное сочленение между двумя последовательно расположенными вагонами состава транспортного средства, передний и задний вагоны (8, 9) которого сочленены с соседними вагонами попарно посредством промежуточного модуля (10), опирающегося на направляющую колесную ось (15), концы которой расположены напротив этого промежуточного модуля и заканчиваются по меньшей мере одной рамой, образующей вместе с другими вагонами и промежуточными модулями состав автодорожного самоуправляемого пассажирского транспортного средства, причем в этом составном шарнирном сочленении последовательно расположенные вагоны (8, 9) шарнирно соединены каждый с промежуточным модулем (10) при помощи передней шарнирной связи и задней шарнирной связи, отличающееся тем, что все промежуточные модули (10), а также все концевые вагоны (2, 3) или концевые моторные кабины (6, 7) состава данного транспортного средства являются автономно управляемыми по земле, при этом передняя шарнирная связь представляет собой шарнирное соединение чистого поворота вокруг вертикальной оси (C-C') и задняя шарнирная связь представляет собой сложный шарнир, образованный чистой поворотной связью вокруг вертикальной оси (В-В'), дополненной нижним шарниром поворота, снабженным верхней связью стабилизации отклонений, обеспечивающей возможность поглощения движений элементов данного транспортного средства по крену и в продольной плоскости.

2. Составное шарнирное сочленение по п. 1, отличающееся тем, что упомянутое переднее шарнирное соединение содержит верхний шарнир (26) чистого поворота вокруг вертикальной оси (28), совпадающей с вертикальной осью (А-А'), перпендикулярной колесной оси в ее середине, и снабжено нижним шарниром поворота вокруг той же вертикальной оси (28), совпадающей с осью (A-А'), а также тем, что упомянутая задняя шарнирная связь содержит верхний шарнир чистого поворота (27) вокруг вертикальной оси (28), совпадающей с вертикальной осью (А-А'), дублированный верхней связью стабилизации отклонений и нижним шарниром поворота вокруг двух перекрещивающихся осей (61) и (64).

3. Составное шарнирное сочленение по п. 2, отличающееся тем, что упомянутый нижний шарнир поворота представляет собой нижний шарнир карданного типа, установленный между двумя подвижными концевыми рамами (56, 57) переднего конца заднего вагона (9), а также тем, что обе упомянутые перекрещивающиеся оси представляют собой соответственно поперечную ось (61) и среднюю продольную ось (64).

4. Составное шарнирное сочленение по п. 3, отличающееся тем, что нижнее шарнирное соединение поворота передней связи представляет собой шарнирное соединение в виде кольца (29).

5. Составное шарнирное сочленение по п. 4, отличающееся тем, что упомянутое нижнее поворотное шарнирное соединение в виде кольца (29) образовано множеством вертикальных роликов (52, 51), располагающихся двумя группами, каждая из которых закреплена при помощи вертикальных осей, жестко связанных с рамой промежуточного модуля (10), причем рама (14) промежуточного модуля (10) образована двумя противоположными опорными дорожками (47, 48), выполненными в виде дуги окружности, по которой перемещаются упомянутые вертикальные ролики.

6. Составное шарнирное сочленение по п. 2, отличающееся тем, что нижнее поворотное шарнирное соединение задней связи представляет собой шарнирное соединение в виде кольца (29).

7. Составное шарнирное сочленение по п. 6, отличающееся тем, что нижнее поворотное шарнирное соединение кольцевого типа (29) образовано множеством вертикальных роликов (51, 52), которые закреплены при помощи вертикальных осей, жестко связанных с рамой промежуточного модуля (10), причем рама (14) промежуточного модуля (10) образована двумя противоположными опорными дорожками (47, 48), выполненным в виде дуги окружности, по которым перемещаются упомянутые вертикальные ролики.

8. Составное шарнирное сочленение по п. 2, отличающееся тем, что упомянутая верхняя связь стабилизации движений отклонения концевой рамы (56, 57) заднего вагона (9) по отношению к другому вагону представляет собой связь, содержащую один или два амортизатора (58, 59).

9. Составное шарнирное сочленение по п. 2, отличающееся тем, что верхние поворотные шарнирные соединения (26) и (27) передней и задней шарнирных связей накладываются друг на друга и имеют общую ось поворота (28).

10. Составное шарнирное сочленение по п. 1, отличающееся тем, что упомянутая передняя шарнирная связь содержит верхнее шарнирное соединение чистого поворота относительно оси (28), совпадающей с вертикальной осью (A-А'), перпендикулярной колесной оси в ее середине, и снабжена нижним шарнирным соединением квазиповорота вокруг средней вертикальной оси (A-А'), а также тем, что задняя шарнирная связь содержит верхнее шарнирное соединение чистого поворота относительно оси (28), совпадающей с вертикальной осью (А-А'), и снабжена нижним шарнирным соединением качания вокруг двух перекрещивающихся осей, одна из которых является продольной осью, а другая представляет собой поперечную ось, а с другой стороны специальной верхней связью (68) стабилизации отклонений.

11. Составное шарнирное сочленение по п. 10, отличающееся тем, что упомянутое квазиповоротное шарнирное соединение передней шарнирной связи образовано двумя косыми рычагами, закрепленными при помощи шаровых шарниров (69, 70) и смонтированными с одной стороны на раме (14) промежуточного модуля (10), а с другой стороны на нижней части рамы (67) переднего вагона (8) симметрично по отношению к общей оси поворота.

12. Составное шарнирное сочленение по п. 10, отличающееся тем, что нижнее шарнирное соединение квазиповорота задней связи образовано двумя косыми рычагами (71, 72), закрепленными при помощи шаровых шарниров с одной стороны на раме (14) промежуточного модуля (10), а с другой стороны на нижней части концевой рамы (56) заднего вагона (9) симметрично по отношению к общей оси поворота.

13. Составное шарнирное сочленение по п. 10, отличающееся тем, что нижнее шарнирное соединение качания образовано двумя нижними косыми рычагами (71, 72) шарнирного соединения квазиповорота, которые закреплены с одной стороны на раме (14), а с другой стороны на нижней части концевых рам вагонов.

14. Составное шарнирное сочленение по п. 10, отличающееся тем, что специальная верхняя связь (68) стабилизации движений отклонения представляет собой прямолинейную связь, деформируемую на изгиб и на кручение.

15. Составное шарнирное сочленение по п. 10 или 14, отличающееся тем, что специальная верхняя связь (68) стабилизации движений отклонения воспринимает нагрузку и образована прямолинейным элементом (73), выполняющим функцию рычага управления и сформированным множеством металлических пластин (74), соединенных между собой на каждом из их концов и закрепленных одним концом на корпусе (76), открытом сбоку на своих боковых сторонах, причем корпус (76) амортизируется и направляется в своих продольных движениях.

16. Составное шарнирное сочленение по п. 15, отличающееся тем, что прямолинейный элемент (73) имеет передний конец, смонтированный на кронштейне (75), закрепленном на корпусе шарнира (27) поворота верхнего блока поворота (25), принадлежащего заднему вагону, а задний конец этого прямолинейного элемента жестко закреплен на корпусе (76), который перемещается в продольном направлении вместе с прямолинейным элементом (73) и направляется между двумя вертикальными направляющими стойками (77, 78), закрепленными на корпусе, а также тем, что корпус (76) является открытым на части своей длины с двух своих боковых сторон в окрестности поворотного шарнира (27) для того, чтобы обеспечить возможность работы на изгиб металлических пластин (74) в процессе нагружения по крену или в продольной плоскости.

17. Составное шарнирное сочленение по п. 16, отличающееся тем, что корпус (76) содержит спереди и сзади криволинейные опорные наклонные поверхности, соответственно восходящую (79) и нисходящую (80), и содержит спереди опорный ползун (81), опирающийся на восходящую наклонную криволинейную поверхность (79), близкую к поворотному шарнирному соединению (27), а сзади содержит контактный треугольный элемент (82) с закругленным концом (83), опирающийся на нижнюю поверхность задней нисходящей криволинейной поверхности (80), составляющей часть корпуса (76) или жестко связанной с этим корпусом, причем упомянутые передняя и задняя наклонные поверхности имеют криволинейный профиль, контур которого центрирован на нижней оси качания в движении в продольной плоскости нижнего центра поворота.

18. Составное шарнирное сочленение по п. 1, отличающееся тем, что передняя связь содержит прежде всего верхний шарнир, состоящий из двух косых рычагов (108, 109) постоянной длины, шарнирно закрепленных своими концами с одной стороны на некотором расстоянии друг от друга на верхней части концевой рамы переднего вагона (8), а с другой стороны в общей точке шарнирного соединения (110) на соединительной пластине (111), жестко связанной с верхней поверхностью средней поперечной трубчатой рамы (84) каркаса промежуточного модуля, и затем нижний шарнир поворота с той же самой вертикальной осью, что и верхний шарнир, при этом задняя шарнирная связь с задним вагоном (9) образована прежде всего верхним шарниром, состоящим из двух косых телескопических амортизаторов (112, 113), смонтированных при помощи шаровых шарниров их концами соответственно на верхней части концевой рамы заднего вагона (9) и объединяющихся в общей верхней задней точке шарнирного соединения или в двух верхних задних точках шарнирного соединения (116, 117), близких к другому концу соединительной пластины (111) в виде ромба.

19. Составное шарнирное сочленение по п. 18, отличающееся тем, что вертикальные оси поворота располагаются близко друг к другу и близко к средней вертикальной оси (А-А'), перпендикулярной колесной оси.

20. Составное шарнирное сочленение по п. 18, отличающееся тем, что нижнее шарнирное соединение поворота передней шарнирной связи представляет собой нижний передний шаровой шарнир (118), а также тем, что нижнее шарнирное соединение поворота и качания задней шарнирной связи представляет собой нижний задний шаровой шарнир (119), обеспечивающий каждую шарнирную связь в вертикальном направлении и маятниковую связь между рамой (14) промежуточного модуля (10) и подвижной деталью (120, 121), жестко связанной соответственно с концевой рамой переднего вагона (8) и с задним вагоном (9).

21. Составное шарнирное сочленение по п. 20, отличающееся тем, что нижний передний шаровой шарнир (118) заменен двумя косыми рычагами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13