Энергопоглощающий крепежный элемент, шарнирное крепление и вагон
Группа изобретений относится к области железнодорожного транспорта, в частности к энергопоглощающим крепежным элементам, шарнирным креплениям для вагонов, вагонам, содержащим такое крепление и к способам установки шарнирного крепления на вагон. Крепежный элемент содержит головку, резьбовой конец и деформируемую трубку, охватывающую крепежный элемент. Головка прилегает к первому концу втулки, а второй конец втулки упирается в соединительную плиту. Шарнирное крепление содержит шарнирный палец, закрепленный в держателе и упругодеформируемый элемент, расположенный между держателем и корпусом. Корпус присоединяют к вагону посредством энергопоглощающего крепежного элемента. Повышается защита вагонов от столкновения. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к энергопоглощающему крепежному элементу, выполненному с возможностью соединения части сцепки или шарнира с вагоном многовагонного транспортного средства. Изобретение также относится к шарнирному креплению для вагона многовагонного транспортного средства. Изобретение также относится к вагону многовагонного транспортного средства, а также к способу крепления шарнирного крепления к вагону.
Известны различные конструкции и различные формы адаптации для использования многовагонных транспортных средств. Известны многовагонные транспортные средства, например, железнодорожные поезда (трамваи и поезда метро также рассматриваются в качестве таких поездов), используемые в целях перевозки пассажиров, а также перевозки грузов. Дополнительные типы многовагонных транспортных средств могут представлять собой поезда для магнитных железных дорог или могут представлять собой автовагоны (рельсовые автобусы, а также автобусы, движущиеся по закрепленным путям). Вагон многовагонного транспортного средства может представлять собой самонесущий вагон, в связи с чем вагон имеет достаточное количество колес, которые расположены в достаточном количестве мест, так что вагон может стоять сам по себе, не поддерживаясь другими вагонами, например, трехколесный вагон, четырехколесный вагон или вагон с еще большим количеством колес, расположенных в подходящих местах. Вагон многовагонного транспортного средства также может не быть самонесущим, в связи с чем вагон не имеет колес или имеет только колеса, обеспеченные в таком количестве или расположенные в таких местах, что вагон не может стоять сам по себе, и вертикально поддерживается по меньшей мере одним соседним вагоном.
Для формирования многовагонных транспортных средств отдельные вагоны транспортного средства соединяются друг с другом с помощью соединительного устройства. Соединительные устройства могут быть обеспечены в различных целях. В многовагонных транспортных средствах, в которых только один или только несколько из общего числа вагонов являются самоходными, соединительные устройства обеспечены так, что самоходный вагон может приводить в движение несамоходный вагон, и, таким образом, обеспечивают движение всего транспортного средства с одинаковой скоростью. Соединительные устройства также делятся на соединительные устройства, которые обеспечивают простое расцепление вагонов, причем под простым расцеплением понимается расцепление, выполняемое в течение пары минут, или которые обеспечивают так называемое «полупостоянное» сцепление вагонов, при котором для расцепления вагонов необходимо приложить усилие, и обычно требуется перемещение транспортного средства в специальное место. Поезда, например, могут иметь головки сцепок в рамках соединительных устройств. Эти головки сцепок могут, например, представлять собой так называемые «автосцепки», которые обеспечивают расцепление в течение нескольких минут.
Из документа WO 2005/023618 A1 известна защита от столкновений в соединении для железнодорожных транспортных средств, которая содержит соединительный элемент, в который включены две части, поступательно перемещаемые относительно друг друга.
В известной защите от столкновений обеспечен по меньшей мере один энергорассеивающий или энергопоглощающий деформируемый элемент. Деформируемая трубка в защите от столкновений показана, например, на Фиг. 2, 3 и 10. Деформируемая трубка будет деформироваться поперечным элементом, который удерживается на передней плите 11 с помощью четырех винтов или болтов. На странице 7, строки 4-14 в документе WO 2005/023618 A1 указано, что в области между наружной резьбой и головкой отдельного винта, стержень винта в некоторой степени ослаблен из-за наличия шейки, диаметр которой определяет прочность винта. Путем обеспечения подходящего диаметра шейки можно предварительно определить напряжение, при котором произойдет разрыв винта. Если соединительное устройство подвергается воздействию экстремальных осевых импульсных усилий, которые возникают в связи со столкновениями и т.п., головка сцепки может соответственно отцепляться от рамы в результате разрыва винтов. В отношении Фиг. 6 указано, что деформируемая трубка имеет посадочную поверхность на заднем конце и имеет шайбу 40 с гайкой 41, вваренные в посадочную поверхность. Установка деформируемой трубки выполняется с помощью болта, который обеспечен головкой, причем наружная резьба болта ввинчивается во внутреннюю резьбу гайки, прикрепленной к шайбе. Головка болта затягивается до стопорного элемента в форме дополнительной шайбы, которая прижимается к заплечику. Между шайбами, которые служат в качестве стопорных элементов, проходит разделительный элемент, длина которого определяет усилие затяжки, с которым конический концевой участок трубки закрепляется в отверстии или посадочной поверхности в заднем элементе.
В конструкции, известной из документа WO 2005/023618, поперечный элемент вообще не контактирует с деформируемыми трубками в условиях нормального движения. Однако, если происходит столкновение, и на вагоны или секции транспортного средства воздействуют экстремальные импульсные усилия, которые распространяются по секции поезда, защита от столкновений приводится в действие. Это происходит из-за разрыва винтов, в результате чего головка сцепки отцепляется так, что она и задний элемент могут перемещаться по направлению друг к другу. Таким образом, поперечный элемент сначала сталкивается с центральной трубкой и сразу после этого с двумя более тонкими боковыми трубками, причем все трубки будут вдавливаться в соответствующий канал в заднем элементе до места, где поперечный элемент останавливается передней поверхностью заднего элемента. При вдавливании отдельной трубки в соответствующий канал, она будет успешно деформироваться за счет сжатия или сдавливания в радиальном направлении, тогда как наружный диаметр трубки уменьшается до такого же внутреннего диаметра, как у переднего участка в канале.
Исходя из этих предпосылок, задача изобретения заключается в обеспечении энергопоглощающего крепежного элемента, выполненного с возможностью соединения части сцепки или шарнира с вагоном многовагонного транспортного средства, и в обеспечении улучшенного шарнирного крепления для вагона многовагонного транспортного средства.
Эта задача решается энергопоглощающим крепежным элементом по п. 1 и шарнирным креплением по п. 5. Предпочтительные варианты выполнения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения и в нижеприведенном описании.
Энергопоглощающий крепежный элемент, выполненный с возможностью соединения части сцепки или шарнира с вагоном многовагонного транспортного средства, имеет крепежный элемент, имеющий головку и конец, причем конец выполнен с возможностью соединения с элементом сцепки или шарнира. В соответствии с изобретением обеспечена деформируемая трубка, которая окружает крепежный элемент. Деформируемая трубка имеет первый конец, причем головка крепежного элемента прилегает к первому концу или прилегает к элементу, который прилегает к первому концу. Деформируемая трубка имеет второй конец, который выполнен с возможностью прилегания к поверхности вагона или соединительной плиты, выполненной с возможностью соединения с вагоном.
Изобретение основано на идеи, заключающейся в том, что крепежные элементы с головкой и концом, поскольку они часто используются для соединения части сцепки или шарнира с вагоном многовагонного транспортного средства, могут быть использованы в качестве деформирующих элементов для деформируемой трубки. При столкновении крепежный элемент, соединенный с элементом сцепки или шарнира, будет перемещаться вместе со сцепкой или шарниром в направлении перемещения сцепки или шарнира во время столкновения. Деформируемая трубка, которая окружает крепежный элемент в соответствии с изобретением, расположена между головкой крепежного элемента с одной стороны и поверхностью вагона или соединительной плиты, выполненной с возможностью соединения с вагоном. Во время столкновения, в частности во время столкновения, при котором возникают осевые усилия, направленные вдоль продольной оси многовагонного транспортного средства, сцепка или шарнир, соединенный с вагоном многовагонного транспортного средства, перемещается относительно вагона. Следовательно, головка крепежного элемента с первого конца деформируемой трубки перемещается относительно второго конца деформируемой трубки, который предназначен для прилегания к поверхности вагона или соединительной плиты, выполненной с возможностью соединения с вагоном. Это относительное перемещение будет втягивать головку крепежного элемента, которая в условиях нормального движения прилегает к первому концу деформируемой трубки, в деформируемую трубку или будет сжимать деформируемую трубку между головкой крепежного элемента и вагоном или соединительной плитой, выполненной с возможностью крепления к вагону. Таким образом, деформируемая трубка будет деформироваться. Эта деформация деформируемой трубки поглощает энергию, тем самым способствуя уменьшению количества энергии, передаваемой вдоль многовагонного транспортного средства при столкновении.
Пункт 1 настоящей заявки относится к самому энергопоглощающему крепежному элементу, который имеет наиболее базовую конструкцию, состоящую из крепежного элемента и деформируемой трубки. Комбинация этих двух элементов уже образует блок, который может быть продан третьим сторонам для дальнейшего использования третьими сторонами для соединения части сцепки или шарнира с вагоном многовагонного транспортного средства.
Крепежный элемент имеет головку. Это необходимо, чтобы крепежный элемент мог прилегать к первому концу деформируемой трубки, которая окружает крепежный элемент. В предпочтительном варианте выполнения крепежный элемент в соответствии с изобретением будет использоваться при передаче усилия от сцепки или шарнира на вагон. Крепежный элемент соединен с частью сцепки или шарнира. При перемещении многовагонного транспортного средства, например, толкании, или при замедлении, возникает состояние движения, при котором из-за приложения усилия в этом конкретном состоянии движения часть сцепки или шарнира перемещается относительно вагона многовагонного транспортного средства, к которому она прикреплена с помощью крепежного элемента. В этом конкретном варианте выполнения это будет крепежный элемент (или множество подобных крепежных элементов), который соединяет часть сцепки или шарнира с вагоном. Следовательно, это будут крепежные элементы в соответствии с изобретением, которые будут предотвращать перемещение сцепки или шарнира относительно вагона. В зависимости от конкретной конструкции в предпочтительном варианте выполнения для удержания сцепки или шарнира, к которому прикреплен крепежный элемент, относительно вагона, к которому крепежный элемент крепит сцепку или шарнир, крепежный элемент должен выдерживать тянущее усилие, которое действует вдоль его продольной оси, в то время как он притягивается этим продольным усилием к первому концу деформируемой трубки. Деформируемая трубка должна быть выполнена с возможностью обеспечения противодействующего усилия для удержания головки крепежного элемента, прилегающей к ее первому концу, на месте в условиях нормального движения. Для обеспечения этого противодействующего усилия деформируемая трубка должна иметь заданную жесткость в зависимости от уровня ожидаемых усилий в условиях нормального движения и в зависимости от количества крепежных элементов в соответствии с изобретением, которые используются, и которые, следовательно, делят общий уровень усилия между собой. В условиях нормального движения деформируемая трубка выполнена с возможностью не деформироваться и удерживать головку крепежного элемента, прилегающую к ее первому концу, на расстоянии от поверхности вагона или соединительной плиты, к которой прилегает второй конец деформируемой трубки. Следовательно, задача головки крепежного элемента заключается в том, чтобы позволять это взаимодействие между крепежным элементом и деформируемой трубкой, и чтобы позволять деформируемой трубке оказывать противодействующее усилие на крепежный элемент для предотвращения перемещения крепежного элемента и, следовательно, части сцепки или шарнира, к которому прикреплен крепежный элемент, относительно вагона многовагонного транспортного средства.
Головка крепежного элемента может представлять собой головку любого типа, известного в уровне техники винтов. Предпочтительно головка имеет цилиндрическую форму с винтовым отверстием для ключа Аллена (шестигранное углубление).
Крепежный элемент предпочтительно имеет резьбу на конце, что обеспечивает возможность соединения с элементом сцепки или шарнира, например, с внутренней резьбой в соответствующем элементе сцепки или шарнира. Однако в зависимости от конструкции могут быть использованы другие способы обеспечения возможности соединения крепежного элемента с элементом сцепки или шарнира. Например, сам крепежный элемент может иметь внутреннюю резьбу, тогда как элемент сцепки или шарнира, к которому должен быть прикреплен крепежный элемент, имеет наружную резьбу. Крепежный элемент также может иметь байонетное соединение на конце. Крепежный элемент также может иметь шлицевое соединение на конце, например, отверстие в крепежном элементе, через которое проходит палец, который прилегает к элементу сцепки или шарнира.
Деформируемая трубка окружает крепежный элемент. В предпочтительном варианте выполнения деформируемая трубка имеет кольцеобразное поперечное сечение. Предпочтительно деформируемая трубка имеет поперечное сечение в виде круглого или эллиптического кольца. Однако могут быть предусмотрены варианты выполнения, в которых деформируемая трубка имеет прямоугольное кольцеобразное поперечное сечение или многоугольное кольцеобразное поперечное сечение. Предпочтительно деформируемая трубка выполнена из стали или любого другого материала, обычно используемого для деформируемых трубок.
В соответствии с изобретением головка крепежного элемента прилегает к первому концу или прилегает к элементу, который прилегает к первому концу. То, как головка крепежного элемента прилегает к первому концу, зависит от предпочтительной конструкции головки крепежного элемента и формы деформируемой трубки. Возможны варианты выполнения, в которых деформируемая трубка имеет внутренний диаметр, который лишь немного больше наружного диаметра основной части крепежного элемента, причем в качестве основной части крепежного элемента рассматривается часть между головкой и концом крепежного элемента. Внутренний диаметр деформируемой трубки, в некоторой степени ограниченный в отношении того, насколько он может быть мал, может быть выполнен по типу соединения, выбранного для конца крепежного элемента. Учитывая, что крепежный элемент предпочтительно вставляется в деформируемую трубку во время изготовления энергопоглощающего крепежного элемента в соответствии с изобретением, внутренний диаметр деформируемой трубки предпочтительно больше наружного диаметра наружной резьбы, обеспеченной на конце крепежного элемента, если для соединения крепежного элемента с элементом сцепки или шарнира выбрано резьбовое соединение.
В вариантах выполнения, в которых внутренний диаметр деформируемой трубки лишь немного больше наружного диаметра основной части крепежного элемента, может быть легко обеспечено прилегание головки крепежного элемента прямо к концу деформируемой трубки. Крепежный элемент будет иметь больший наружный диаметр, чем наружный диаметр основной части крепежного элемента. Учитывая, что головка, таким образом, выступает за основную часть крепежного элемента, вышеописанная конструкция позволяет крепежному элементу прилегать прямо к первому концу деформируемой трубки.
Однако также возможны варианты выполнения, в которых деформируемая трубка целенаправленно обеспечена существенно большим диаметром, чем диаметр основной части крепежного элемента. Это может быть выбрано в качестве варианта выполнения с учетом количества энергии, которая должна поглощаться деформируемой трубкой. В таком варианте выполнения может быть выбрана конструкция головки крепежного элемента, которая недостаточно выступает за основную часть крепежного элемента, чтобы прилегать к первому концу деформируемой трубки. В таком варианте выполнения может быть использован дополнительный элемент, который сам прилегает к первому концу деформируемой трубки, например, шайба. В таком варианте выполнения головка будет прилегать к дополнительному элементу, тогда как сам дополнительный элемент прилегает к первому концу деформируемой трубки.
Второй конец деформируемой трубки выполнен с возможностью прилегания к поверхности вагона или соединительной плиты, выполненной с возможностью соединения с вагоном. В предпочтительном варианте выполнения второй конец деформируемой трубки выполнен с возможностью прилегания к поверхности вагона или соединительной плиты, выполненной с возможностью соединения с вагоном, за счет наличия кольцеобразной торцевой поверхности, причем торцевая поверхность лежит в одной плоскости. В предпочтительном варианте выполнения плоскость, в которой лежит торцевая поверхность, перпендикулярна продольной оси деформируемой трубки.
В предпочтительном варианте выполнения диаметр деформируемой трубки расширяется на первом конце. Предполагается, что во время столкновения головка крепежного элемента осуществляет деформацию деформируемой трубки, что приводит к поглощению энергии. Для стимуляции начала деформации деформируемой трубки после достижения определенного уровня усилия желательно, чтобы деформируемая трубка расширялась на первом конце, чтобы первый конец прилегал к этому расширяющемуся участку. Следовательно, головка крепежного элемента не должна прилегать к самой торцевой поверхности деформируемой трубки. Таким образом, выражение «головка крепежного элемента прилегает к первому концу» в формуле изобретения и в описании не следует толковать в том смысле, что головка должна прилегать к торцевой поверхности деформируемой трубки, которая обеспечена самой последней частью материала деформируемой трубки в продольном направлении. Выражение «головка крепежного элемента прилегает к первому концу» деформируемой трубки также считается выполненным, если головка прилегает к поверхности деформируемой трубки, обеспеченной на первом конце деформируемой трубки и продолжающейся под углом к продольной оси деформируемой трубки, так как диаметр деформируемой трубки расширяется в направлении первого конца.
В предпочтительном варианте выполнения в первый конец деформируемой трубки вставлено коническое кольцо, причем коническое кольцо контактирует с внутренними стенками деформируемой трубки, и головка крепежного элемента прилегает к коническому кольцу. Использование такого конического кольца может способствовать деформации деформируемой трубки, в особенности расширению диаметра деформируемой трубки. Оно также предотвращает отрывание головки крепежного элемента во время втягивания в деформируемую трубку, расширяя внутренний диаметр деформируемой трубки.
Шарнирное крепление для вагона многовагонного транспортного средства в соответствии с изобретением имеет шарнирный палец, удерживаемый в держателе. Оно также имеет упруго деформируемый элемент, расположенный между держателем и корпусом, причем упруго деформируемый элемент сжимается при перемещении держателя в направлении корпуса. В соответствии с изобретением шарнирное крепление в соответствии с изобретением имеет крепежный элемент в соответствии с изобретением, причем крепежный элемент соединен с корпусом путем крепления конца крепежного элемента к корпусу.
В такой конструкции упругая деформация, обеспечиваемая упруго деформируемыми элементами, может быть использована для демпфирования усилий в нормальных условиях использования многовагонного транспортного средства. Только если оказываемые усилия достигают определенного уровня усилия, начинается деформация деформируемой трубки крепежного элемента в соответствии с изобретением, которая приводит к поглощению энергии.
В предпочтительном варианте выполнения крепежный элемент имеет заданное разрывное усилие, которое приводит к разрыву крепежного элемента вдоль его продольной оси. После разрыва крепежного элемента сцепка или шарнир, который соединен с вагоном или соединительной плитой, может свободно перемещаться относительно вагона или соединительной плиты. Таким образом, путем выбора уровня заданного разрывного усилия можно оказывать влияние на то, до какого уровня усилия крепежный элемент и деформируемая трубка участвуют в рассеивании энергии, и при каком уровне усилия они прекращают участвовать в рассеивании энергии.
Описанное шарнирное крепление для вагона многовагонного транспортного средства имеет шарнирный палец, удерживаемый в держателе, и держатель, прикрепленный к корпусу.
Шарнирный палец шарнирного крепления используется для крепления дополнительных элементов соединительного устройства к держателю. Например, соединительная штанга может быть соединена с шарниром и за счет поворотного размещения шарнирного пальца в держателе может поворачиваться относительно держателя. Штанга может быть непосредственно соединена с дополнительным пальцем и держателем с другого конца, что обеспечивает непосредственное соединение между двумя вагонами. Штанга также может поддерживать головку сцепки с другого конца или другое средство соединения соединительного устройства, которое соединяет два вагона многовагонного транспортного средства.
Крепежный элемент в соответствии с изобретением предпочтительно используется для крепления корпуса к вагону или соединительной плите, выполненной с возможностью соединения с вагоном. В предпочтительном варианте выполнения упруго деформируемый элемент состоит из по меньшей мере одного тороида, выполненного из упругого материала.
Упруго деформируемый элемент предпочтительно выполнен с возможностью поглощения минимум 20 кДж энергии с двух сторон при уровне усилия 1000 кН. 20 кДж энергии представляет собой уровень энергии, создаваемой инерцией вагонов во время нормального движения при ускорении или замедлении многовагонного транспортного средства или при прохождении пересечения путей или т.п. В предпочтительном варианте выполнения материал и форма деформируемой трубки выбраны так, чтобы эта деформируемая трубка или в вариантах выполнения, в которых параллельно используется множество крепежных элементов, совокупность деформируемых трубок, используемых параллельно вместе с упругими деформируемыми элементами, могли выдерживать усилие предварительной нагрузки 20 кН, более предпочтительно больше 20 кН и еще более предпочтительно от 25 кН до 80 кН без деформации.
В предпочтительном варианте выполнения центральный палец прикреплен к держателю, и центральный палец вставлен в центральное отверстие тороида. Это позволяет удерживать тороид на месте.
В предпочтительном варианте выполнения на центральном пальце расположена центральная плита. По меньшей мере один тороид из первого упругого материала расположен между передней плитой корпуса и центральной плитой. По меньшей мере один тороид из второго упругого материала расположен между центральной плитой и концевой плитой корпуса. В предпочтительном варианте выполнения концевая плита корпуса имеет отверстие, через которое проходит центральный палец. В таком варианте выполнения, если держатель толкается осевыми усилиями в направлении концевой плиты корпуса, палец будет дальше проходить через отверстие, обеспеченное в концевой плите корпуса, и упругий материал, расположенный между центральной плитой и концевой плитой корпуса, будет деформироваться. С другой стороны, если на держатель воздействует тянущее усилие, оттягивающее держатель от корпуса, центральная плита будет деформировать тороиды, расположенные между передней плитой корпуса и центральной плитой.
В предпочтительном варианте выполнения вышеописанного варианта выполнения с центральной плитой и с по меньшей мере одним тороидом из второго упругого материала, расположенным между центральной плитой и концевой плитой корпуса, обеспечен регулируемый стопор, который определяет, как далеко центральный палец проходит через отверстие, которое в предпочтительном варианте выполнения обеспечено в концевой плите корпуса. Чем дальше центральный палец проходит через концевую плиту, тем сильнее должен сжиматься тороид, расположенный между центральной плитой и концевой плитой. Таким образом, стопор представляет собой средство определения предварительной нагрузки на тороид.
В предпочтительном варианте выполнения корпус имеет форму полого цилиндра с упруго деформируемым элементом, расположенным внутри полого цилиндра. Такая конструкция защищает упруго деформируемые элементы.
В предпочтительном варианте выполнения концевая плита корпуса прилегает к обращенному внутрь ободу с одной стороны корпуса, причем конец крепежного элемента соединен с противоположным концом корпуса. Такая конструкция приводит к перенаправлению передачи усилия на около 180 градусов при воздействии толкающего усилия на держатель. Толкающее усилие будет толкать держатель в направлении корпуса. Центральная плита, расположенная на центральном пальце, будет толкать упруго деформируемые элементы, расположенные между центральной плитой и концевой плитой корпуса, в направлении концевой плиты корпуса и тем самым будет прижимать концевую плиту корпуса в направлении обращенного внутрь обода с одного конца корпуса. Если крепежный элемент в соответствии с изобретением соединен с противоположным концом корпуса, толкающее усилие, воздействующее на держатель и, следовательно, воздействующее на обращенный внутрь обод на конце корпуса, будет перемещать корпус в направлении толкающего усилия. Это приведет к перемещению конца крепежного элемента в направлении тянущего усилия и, следовательно, также головки крепежного элемента в направлении толкающего усилия. Это приведет к тому, что головка крепежного элемента будет прижиматься к первому концу деформируемой трубки. Это приведет к тому, что второй конец деформируемой трубки будет прижиматься к поверхности вагона или соединительной плиты, выполненной с возможностью соединения с вагоном, расположенной на противоположном конце корпуса. Это обеспечивает пространственно эффективную конструкцию шарнирного крепления. Обычно вагоны многовагонного транспортного средства имеют определенную степень свободы в подвагонной части. Следовательно, корпус и упруго деформируемые элементы могут быть расположены в подвагонной части, что позволяет размещать держатель и шарнирный палец близко к месту, где второй конец деформируемой трубки прилегает к поверхности вагона или прилегает к соединительной плите, выполненной с возможностью соединения с вагоном.
В предпочтительном варианте выполнения шарнирное крепление в соответствии с изобретением имеет соединительную плиту, которая выполнена с возможностью соединения с многовагонным транспортным средством, причем соединительная плита имеет по меньшей мере одно отверстие, и крепежный элемент проходит через отверстие и крепит корпус к соединительной плите, причем соединительная плита расположена между вторым концом деформируемой трубки и торцевой поверхностью корпуса.
В предпочтительном варианте выполнения шарнирное крепление имеет множество отверстий и множество крепежных элементов, причем каждый крепежный элемент проходит через одно из отверстий и крепит корпус к соединительной плите, причем соединительная плита расположена между вторыми концами деформируемых трубок и торцевой поверхностью корпуса.
В предпочтительном варианте выполнения крепежные элементы расположены в виде кольца. Особенно предпочтительно, что шарнирный палец расположен внутри кольца, если смотреть на шарнирное крепление спереди.
Вагон в соответствии с изобретением имеет шарнирное крепление в соответствии с изобретением.
В способе крепления шарнирного крепления в соответствии с изобретением к вагону в соответствии с изобретением крепежный элемент энергопоглощающего крепежного элемента в соответствии с изобретением соединяют с элементом шарнирного крепления таким образом, что головка крепежного элемента прилегает к первому концу или прилегает к элементу, который прилегает к первому концу, и второй конец деформируемой трубки прилегает к поверхности вагона или соединительной плиты, выполненной с возможностью соединения с вагоном. Это обеспечивает простую замену деформируемых трубок соединительного устройства в случае износа или ослабления во время нормального использования или даже деформации во время столкновения.
Далее будет описан вариант выполнения изобретения с использованием следующих чертежей:
Фиг. 1 - вид в сечении энергопоглощающего крепежного элемента в соответствии с изобретением;
Фиг. 2 - вид в сечении шарнирного крепления в соответствии с изобретением; и
Фиг. 3 - вид спереди шарнирного крепления в соответствии с изобретением.
Фиг. 1 показывает энергопоглощающий крепежный элемент 1. Энергопоглощающий крепежный элемент состоит из крепежного элемента 2 и деформируемой трубки 3, которая окружает крепежный элемент 2. Крепежный элемент 2 имеет головку 4 и конец 5. Между головкой 4 и концом 5 обеспечена основная часть 6 крепежного элемента 2. Конец 5 имеет наружную резьбу и, следовательно, выполнен с возможностью соединения с элементом сцепки или шарнира, а именно с частью корпуса 7 шарнирного крепления, которая имеет отверстие с внутренней резьбой. Деформируемая трубка имеет первый конец 8. Диаметр деформируемой трубки 3 расширяется в пределах первого конца 8. Деформируемая трубка 3 имеет второй конец 10, который выполнен с возможностью прилегания к поверхности вагона или соединительной плиты 11, выполненной с возможностью соединения с вагоном. Деформируемая трубка на втором конце 10 имеет кольцеобразную торцевую поверхность, причем кольцеобразная торцевая поверхность лежит в плоскости, перпендикулярной продольной оси (a) деформируемой трубки. Эта плоская кольцеобразная торцевая поверхность позволяет деформируемой трубке 3 прилегать к поверхности соединительной плиты 11.
Обеспечено коническое кольцо, образующее элемент 9, который прилегает к первому концу 8. Коническое кольцо вставлено в первый конец 8 деформируемой трубки 3, причем коническое кольцо контактирует с внутренними стенками деформируемой трубки 3. Головка 4 крепежного элемента 2 прилегает к коническому кольцу.
Фиг. 2 и 3 показывают шарнирное крепление для вагона многовагонного транспортного средства. Шарнирное крепление имеет шарнирный палец 20, который удерживается в держателе 21. К шарнирному пальцу 20 прикреплен элемент, например, соединительная штанга 22, которая позволяет соединять два вагона многовагонного транспортного средства. Соединительная штанга может, например, поддерживать головку сцепки (не показана) или может быть непосредственно присоединена к следующему вагону, особенно предпочтительно к шарнирному пальцу шарнирного крепления, обеспеченного на следующем вагоне. Шарнирный палец 20 позволяет соединительной штанге 22 поворачиваться относительно держателя 21.
Шарнирное крепление в соответствии с изобретением дополнительно имеет три упруго деформируемых элемента 23, расположенных между держателем 21 и корпусом 24. Упруго деформируемые элементы 23 сжимаются при перемещении держателя 21 в направлении корпуса (слева направо на Фиг. 2). Такое перемещение может происходить при приложении осевого усилия, действующего вдоль продольной оси шарнирного крепления, к соединительному стержню 22, который действует слева направо на Фиг. 2.
Шарнирное крепление в соответствии с изобретением имеет четырнадцать крепежных элементов в соответствии с изобретением. Четырнадцать крепежных элементов в соответствии с изобретением соединены с корпусом 24 путем крепления конца 5 соответствующего крепежного элемента 2 к корпусу 24. Крепежные элементы 1 в соответствии с изобретением расположены в виде кольца (смотри Фиг. 3). Шарнирный палец 20 расположен внутри кольца, если смотреть на шарнирное крепление в соответствии с изобретением спереди (Фиг. 3).
Три упруго деформируемых элемента 23 состоят из тороидов, выполненных из упругого материала.
Центральный палец 25 прикреплен к держателю 21. Центральный палец вставлен в центральное отверстие тороидов, которые образуют упруго деформируемые элементы 23.
На центральном пальце 25 расположена центральная плита 26. По меньшей мере один тороид 29 из первого упругого материала расположен между передней плитой 27 корпуса и центральной плитой. Передняя плита 27 корпуса 24 имеет центральное отверстие, через которое проходит центральный палец 25. По меньшей мере один тороид из второго упругого материала, а именно три тороида упруго деформируемого элемента 23 расположены между центральной плитой 26 и концевой плитой 28 корпуса 24.
Корпус 24 имеет форму полого цилиндра с упруго деформируемыми элементами, расположенными внутри этого полого цилиндра.
Концевая плита 28 корпуса 24 прилегает к обращенному внутрь ободу 30 на одном конце корпуса 24. Конец 5 крепежного элемента 2 соединен с противоположным концом корпуса 24.
Шарнирное крепление в соответствии с изобретением имеет соединительную плиту 11, выполненную с возможностью соединения с вагоном многовагонного транспортного средства. С этой целью соединительная плита 11 имеет четыре отверстия 31. Через эти четыре отверстия могут проходить винты, которые позволяют привинчивать соединительную плиту к раме вагона. Соединительная плита 11 имеет четырнадцать дополнительных отверстий. Соответствующий крепежный элемент 2 проходит через соответствующее отверстие и крепит корпус 24 к соединительной плите 11, причем соединительная плита 11 расположена между вторым концом 10 деформируемой трубки 3 и торцевой поверхностью корпуса 24.
1. Энергопоглощающий крепежный элемент (1), выполненный с возможностью соединения части сцепки или шарнира с вагоном многовагонного транспортного средства, отличающийся тем, что он содержит:
крепежный элемент (2), имеющий головку (4) и конец (5), причем конец выполнен с возможностью соединения с элементом сцепки или шарнира,
деформируемую трубку (3), окружающую крепежный элемент,
при этом деформируемая трубка имеет первый конец (8), причем головка (4) крепежного элемента (2) прилегает к первому концу (8) или прилегает к элементу (9), который прилегает к первому концу (8),
при этом деформируемая трубка (3) имеет второй конец (10), выполненный с возможностью прилегания к поверхности вагона или соединительной плиты (11), выполненной с возможностью соединения с вагоном.
2. Крепежный элемент по п. 1, отличающийся тем, что конец (5) крепежного элемента (2) имеет резьбу.
3. Крепежный элемент по п. 1 или 2, отличающийся тем, что диаметр деформируемой трубки (3) расширяется на первом конце (8).
4. Крепежный элемент по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что он содержит коническое кольцо, вставленное в первый конец (8) деформируемой трубки (3), причем коническое кольцо контактирует с внутренними стенками деформируемой трубки (3), и головка (4) крепежного элемента (2) прилегает к коническому кольцу.
5. Шарнирное крепление для вагона многовагонного транспортного средства, имеющее:
шарнирный палец (20), удерживаемый в держателе (21),
упругодеформируемый элемент (23), расположенный между держателем (21) и корпусом (24), причем упругодеформируемый элемент (23) выполнен с возможностью сжатия при перемещении держателя (21) в направлении корпуса (24),
отличающееся тем, что корпус (24) присоединен к вагону посредством энергопоглощающего крепежного элемента (1) по любому из пп. 1-4 путем крепления конца (4) крепежного элемента (2) к корпусу (24).
6. Шарнирное крепление по п. 5, отличающееся тем, что упругодеформируемый элемент (23) состоит из по меньшей мере одного тороида, выполненного из упругого материала.
7. Шарнирное крепление по п. 6, отличающееся тем, что центральный палец (25) прикреплен к держателю (21), причем центральный палец (25) вставлен в центральное отверстие тороида.
8. Шарнирное крепление по п. 7, отличающееся тем, что центральная плита (26) расположена на центральном пальце (25), причем по меньшей мере один тороид (29) из первого упругого материала расположен между передней плитой (27) корпуса (24) и центральной плитой (26), при этом по меньшей мере один тороид из второго упругого материала расположен между центральной плитой (26) и концевой плитой (28) корпуса (24).
9. Шарнирное крепление по любому из пп. 5-8, отличающееся тем, что корпус (24) имеет форму полого цилиндра с упругодеформируемым элементом (23), расположенным внутри полого цилиндра.
10. Шарнирное крепление по пп. 8 и 9, отличающееся тем, что концевая плита (28) корпуса (24) прилегает к обращенному внутрь ободу (30) на одном конце корпуса (24), причем конец (5) крепежного элемента (2) соединен с противоположным концом корпуса (24).
11. Шарнирное крепление по любому из пп. 5-10, отличающееся тем, что оно содержит соединительную плиту (11), выполненную с возможностью соединения с вагоном многовагонного транспортного средства, при этом
соединительная плита (11) имеет по меньшей мере одно отверстие, и
крепежный элемент (2) проходит через отверстие и крепит корпус (24) к соединительной плите (11), причем соединительная плита (11) расположена между вторым концом (10) деформируемой трубки (3) и торцевой поверхностью корпуса (24).
12. Шарнирное крепление по п. 11, отличающееся тем, что оно содержит множество отверстий и множество крепежных элементов (2), причем каждый крепежный элемент (2) проходит через одно из отверстий и крепит корпус (24) к соединительной плите (11), при этом соединительная плита (11) расположена между вторыми концами (10) деформируемых трубок (3) и торцевой поверхностью корпуса (24).
13. Вагон многовагонного транспортного средства, отличающийся тем, что он содержит шарнирное крепление по любому из пп. 5-12.
14. Способ крепления шарнирного крепления по любому из пп. 5-12 к вагону, отличающийся тем, что крепежный элемент (2) энергопоглощающего крепежного элемента по любому из пп. 1-4 соединяют с элементом шарнирного крепления таким образом, что головка (4) крепежного элемента (2) прилегает к первому концу (8) или прилегает к элементу (9), который прилегает к первому концу (8), и второй конец (10) деформируемой трубки (3) прилегает к поверхности вагона или соединительной плиты (11), выполненной с возможностью соединения с вагоном.
