PL222620B1 - Zespół sprzęgowy do wagonów kolejowych - Google Patents

Abstract

Zespół sprzęgowy do wagonów kolejowych zawiera aparat pociągowy (15), połączony z zespołem amortyzującym energię, umieszczonym pomiędzy oporą tylną (4), połączoną ze wspornikiem (6) poprzez deformowalny element (7) pochłaniający zwiększoną energię zderzenia, i oporą przednią (8) oraz dwa boczne zderzaki (2) z płytami bijakowymi (17), usytuowane po obu stronach osi wagonu i zamocowane do czołowej belki (1), przy czym do czołowej belki (1) są zamocowane korpusy (13) każdego z tych bocznych zderzaków (2), a w tych korpusach są osadzone tuleje (10), ulegające deformacji przy wystąpieniu zwiększonej siły zderzenia. Ponadto opora przednia (8) jest połączona z bocznymi zderzakami (2) poprzez poprzeczną belkę (9).

Description

(21) Numer zgłoszenia: 401077 (51) Int.Cl.

B61G 7/10 (2006.01) B61G 9/00 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 05.10.2012 (54)

Zespół sprzęgowy do wagonów kolejowych

(43) Zgłoszenie ogłoszono:	(73) Uprawniony z patentu: AXTONE SPÓŁKA AKCYJNA, Kańczuga, PL (72) Twórca(y) wynalazku:
14.04.2014 BUP 08/14	JAN KOCHMAŃSKI, Sietesz, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	JAN KUKULSKI, Rogóżno, PL MIROSŁAW SUM, Przeworsk, PL LESZEK WASILEWSKI, Gniewczyna Łańcucka, PL
31.08.2016 WUP 08/16	KRZYSZTOF WISZ, Strażów, PL
	(74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Jerzy Ziółkowski

PL 222 620 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół sprzęgowy do wagonów kolejowych. W szczególności wynalazek dotyczy konstrukcji centralnego sprzęgu nadającego się do przenoszenia zwiększonych wzdłużnych sił ściskających, występujących głównie przy sprzęganiu wagonów poruszających się ze zwiększonymi prędkościami, przekraczającymi prędkości dopuszczalne oraz w sytuacjach nadzwyczajnych takich jak zderzenia wagonów kolejowych.

Ze zgłoszenia patentowego WO9839193 znany jest zespół sprzęgowy zastosowany w ostoi do wagonów kolejowych. Znane rozwiązanie ma dwie środkowe belki wzdłużne umieszczone po obydwu stronach osi wzdłużnej wagonu. Zespół sprzęgowy przeznaczony do przenoszenia wzdłużnych sił rozciągających i ściskających zawiera aparat pociągowy, umieszczony pomiędzy oporą tylną i oporą przednią w przestrzeni pomiędzy środkowymi belkami ramy wagonu. W takim rozwiązaniu możliwie jest również zastosowanie dodatkowych elementów amortyzujących, przeznaczonych do wyrównywania siły pociągowej i do tłumienia energii hamowania. Ze względów konstrukcyjnych takie dodatkowe elementy amortyzujące mogą być umieszczone pomiędzy oporą tylną a oporą przednią, a w szczególności między oporą przednią a aparatem pociągowym, w samym aparacie pociągowym lub pomiędzy oporą tylną i aparatem pociągowym.

Z opisu patentowego EP1431157 znana jest ostoja do wagonów kolejowych, w której dla zwiększenia zdolności tłumienia energii, spowodowanej występowaniem zwiększonych sił ściskających, w zespole sprzęgowym zastosowano dodatkową amortyzującą głowicę mocowaną rozłącznie pod środkowymi belkami ramy wagonu.

Znany jest także ze zgłoszenia patentowego WO2012067526 zespół sprzęgowy do łączenia wagonów kolejowych, zawierający aparat pociągowy umieszczony pomiędzy oporą przednią i oporą tylną w przestrzeni pomiędzy środkowymi belkami ramy wagonu. Opora przednia jest sztywno połączona ze środkowymi belkami ramy wagonu, a opora tylna współpracuje z zespołem pochłaniania zwiększonej energii w postaci skrawanego drąga zamocowanego do opory tylnej, który ma możliwość przemieszczania się, pod wpływem zwiększonej siły zderzenia, w prowadzącym otworze ze skrawającymi nożami. Opora tylna z bocznymi powierzchniami ślizgowymi, przemieszczalna między środkowymi belkami, stanowi dodatkowy element ślizgowy ułatwiający prowadzenie drąga, zwłaszcza przy działaniu sił bocznych występujących podczas ekstremalnych warunków hamowania.

Celem wynalazku jest opracowanie zespołu sprzęgowego do wagonów kolejowych, który przy swej małej masie i prostej konstrukcji byłby zdolny do amortyzowania i pochłaniania dużych energii przenoszonych przez ostoje wagonów kolejowych, zwłaszcza podczas sprzęgania wagonów poruszających się z prędkościami przekraczającymi dopuszczalne oraz w sytuacjach nadzwyczajnych takich jak zderzenia wagonów kolejowych, przy zapewnieniu właściwej amortyzacji zmiennych sił rozciągających i ściskających występujących podczas zwykłej eksploatacji, a ponadto miał zwiększoną odporność na działanie sił bocznych a przez to zmniejszał prawdopodobieństwo wykolejania się wagonów kolejowych podczas zderzenia.

Zgodnie z wynalazkiem zespół sprzęgowy do wagonów kolejowych ma aparat pociągowy z zespołem amortyzującym energię, umieszczonym pomiędzy oporą przednią i oporą tylną, oraz posiada wspornik umieszczony za oporą tylną i zamocowany sztywno do środkowych belek. Opora tylna jest połączona ze wspornikiem poprzez deformowalny element pochłaniający zwiększoną energię zderzenia, a środkowe belki są ułożone po obu stronach osi podłużnej wagonu i połączone z czołową belką. Po obu stronach osi wagonu są usytuowane dwa boczne zderzaki z płytami bijakowymi, zamocowane do czołowej belki, przy czym do tej czołowej belki są przytwierdzone korpusy każdego z bocznych zderzaków, a w tych korpusach są osadzone tuleje ulegające deformacji przy wystąpieniu zwiększonej siły zderzenia. Rozwiązanie charakteryzuje się tym, że opora przednia jest połączona z bocznymi zderzakami poprzez poprzeczną belkę.

Korzystnie, poprzeczna belka jest połączona z tulejami bocznych zderzaków.

Korzystnie, poprzeczna belka ma postać przestrzennej kratownicy wykonanej jako jednolity element z oporą przednią.

Korzystnie, poprzeczna belka ma w swej środkowej części otwór, przez który przechodzi głowica sprzęgowa.

Korzystnie, boczne zderzaki mają elementy mocujące w postaci poprzecznych płyt łączących tuleje z końcami poprzecznej belki.

PL 222 620 B1

Korzystnie, deformowalny element ma postać drąga umieszczonego w prowadzącym otworze wykonanym w ścianie czołowej wspornika, przy czym na obwodzie prowadzącego otworu są zamocowane skrawające noże.

Korzystnie, drąg ma postać tulei.

Korzystnie, drąg posiada zabezpieczenie przed przesuwem w prowadzącym otworze w postaci zrywanej tulei, której jedna część jest połączona ze wspornikiem a druga część z drągiem.

Korzystnie, opora tylna styka się z oporą przednią.

Korzystnie, opora tylna jest połączona z oporą przednią za pomocą pionowych płyt mocujących, stykających się zewnętrznymi płaszczyznami bocznymi tych opór.

Korzystnie, do dolnej płaszczyzny opory przedniej i opory tylnej jest zamocowana płyta ślizgowa.

Połączenie opory przedniej z konstrukcją bocznych zderzaków w rozwiązaniu według wynalazku umożliwia wykorzystanie tych zderzaków do przejmowania siły ciągu, i przez to dodatkowo stabilizuje współpracę wagonów podczas jazdy. Ponadto, taka konstrukcja zwiększa stabilność współpracy wagonów podczas hamowania, zwłaszcza wtedy gdy przy ekstremalnym hamowaniu uruchamiają się jednocześnie deformowalne elementy pochłaniające zwiększoną energię zderzenia, zarówno te us ytuowane pomiędzy środkowymi belkami wagonu jak i te umieszczone w bocznych zderzakach.

Przedmiot wynalazku został zilustrowany w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zespół sprzęgowy według wynalazku w widoku perspektywicznym, fig. 2 - zespół sprzęgowy w przekroju osiowym przez boczne zderzaki, fig. 3 - zespół sprzęgowy w stanie początkowym w widoku z góry, fig. 4 - zespół sprzęgowy podczas zderzenia elastycznego w widoku z góry, fig. 5

- zespół sprzęgowy podczas zderzenia ekstremalnego, deformującego elementy pochłaniające energię, w widoku z góry, fig. 6 - zespół sprzęgowy w widoku perspektywicznym od dołu, fig. 7 - szczegół przedstawiający połączenie opory przedniej z oporą tylną w widoku perspektywicznym, a fig. 8

- szczegół przedstawiający połączenie opory przedniej z oporą tylną w widoku perspektywicznym pod innym kątem.

Jak przedstawiono na fig. 1, czołowa belka 1 z dwoma bocznymi zderzakami 2, usytuowanymi po obu stronach osi wagonu, ma w swej środkowej części prostokątny przelotowy otwór 3 o wymiarach większych niż zewnętrzne poprzeczne wymiary opory tylnej 4. Belka czołowa 1 jest połączona ze środkowymi belkami 5, do których jest przynitowany wspornik 6, przy czym opora tylna 4 jest połączona ze wspornikiem 6 poprzez deformowalny element 7 pochłaniający zwiększoną energię zderzenia. Opora tylna 4 styka się z oporą przednią 8, a ta z kolei jest połączona do poprzecznej belki 9 mającej postać przestrzennej kratownicy, zamocowanej do tulei 10 bocznych zderzaków 2 poprzez poprzec zne płyty 11 ze wzmacniającymi żebrami 12. Tuleje 10 są osadzone w korpusach 13 zamocowanych do czołowej belki 1 tak, że mają one możliwość osiowego przesuwu w tych korpusach 13 połączonego z pochłanianiem zwiększonej energii, związanej z deformacją tych tulei wywołaną skrawaniem ich zewnętrznej powierzchni przy wystąpieniu ekstremalnego zderzenia. Mniejsza energia zderzeń, związana z normalną eksploatacją zespołu sprzęgłowego, jest amortyzowana za pomocą elastomerowego zespołu 14, umieszczonego pomiędzy oporą przednią 8 a oporą tylną 4 w aparacie pociągowym 15 połączonym wahliwie z głowicą sprzęgową 16. Ponadto, mniejsza energia zderzeń jest przenoszona przez boczne zderzaki 2 w zakresie odkształceń sprężystych, ograniczonych przesuwem płyt bijakowych 17 do styku z tuleją 10. W przypadku wystąpienia większej energii, w sytuacjach ekstremalnych zderzeń, jest ona amortyzowana zarówno przez skrawanie drąga 18 jak i skrawanie tulei 10 obydwu bocznych zderzaków 2.

Jak przedstawiono na fig. 2, deformowalny element 7 łączący oporę tylną 4 ze wspornikiem 6, służący do pochłaniania zwiększonej energii, ma postać tulejowego drąga 18 i jest umieszczony w prowadzącym otworze 19 wykonanym w pogrubionej ścianie czołowej 20 wspornika 6. Tulejowy drąg 18 jest połączony ze ścianą czołową 20 przy pomocy tulei 21, zabezpieczającej przed jego przesuwem aż do wystąpienia ustalonej siły związanej z granicą wytrzymałości na rozrywanie wymienionej tulei 21. Na obwodzie prowadzącego otworu są umieszczone skrawające noże 22 przymocowane do ściany czołowej 20, przeznaczone do skrawania zewnętrznej powierzchni drąga 18 po przekroczeniu ustalonej siły zderzenia i po rozerwaniu tulei 21. W środkowej części poprzecznej belki 9 jest utworzony prostokątny otwór, w którym może się przemieszczać osiowo poszerzona część aparatu pociągowego 15 z głowicą sprzęgową 16, zamocowaną wahliwie za pomocą sworznia 23.

Siła ciągu jest przenoszona na strukturę wagonu przez głowicę sprzęgową 16, zespół 14 amortyzujący energię, poprzeczną belkę 9, tuleje 10 i korpusy 13.

PL 222 620 B1

Fig. 3 przedstawia widok z góry zespołu sprzęgowego w stanie początkowym, w którym nie działają żadne siły, zarówno na głowice sprzęgową 16 aparatu pociągowego 15 jak i na płyty bijakowe 17 zderzaków 2.

Fig. 4 przedstawia widok z góry zespołu sprzęgowego w stanie granicznego zderzenia sprężystego, w którym działające siły nie powodują jeszcze odkształceń trwałych. W przedstawionym stanie płyty bijakowe 17 zderzaków 2 dochodzą do czół tulei 10, a cofający się aparat pociągowy 15 powoduje ściśnięcie elastomerowego zespołu 14 umieszczonego pomiędzy oporą przednią 8 a oporą tylną 4.

Fig. 5 przedstawia widok z góry zespołu sprzęgowego w stanie granicznego zderzenia ekstremalnego, deformującego elementy pochłaniające energię, w którym działające siły spowodowały odkształcenia trwałe. W przedstawionym stanie płyty bijakowe 17 zderzaków 2 dochodzą do czół tulei 10, natomiast cofający się aparat pociągowy 15 powoduje ściśnięcie elastomerowego zespołu 14 umieszczonego pomiędzy oporą przednią 8 a oporą tylną 4, a ponadto następuje skrawanie drąga 18 i tulei 10 obydwu bocznych zderzaków 2 .

Fig. 6 przedstawia mocowanie opory tylnej 4 z oporą przednią 8. W tym celu wykorzystane zostały dwie pionowe płyty mocujące 24 przykręcone do zewnętrznych płaszczyzn bocznych tych opór 4, 8. Ponadto, do dolnych płaszczyzn wymienionych opór 4, 8 została zamocowana płyta ślizgowa 25.

Fig. 7 i fig. 8 przedstawiają poprzeczną belkę 9 zespoloną z oporą przednią 8 i połączoną z oporą tylną 4.

Jak przedstawiono na fig. 7 i fig. 8, pomiędzy oporą przednią 8 i oporą tylną 4 jest utworzona wnęka 26 służąca do podparcia elastomerowego zespołu 14 umieszczonego w aparacie pociągowym 15, pokazanym na fig. 1 i fig. 2.

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zespół sprzęgowy do wagonów kolejowych zawierający:

   - aparat pociągowy (15) z zespołem (14) amortyzującym energię, umieszczonym pomiędzy oporą przednią (8) i oporą tylną (4),

   - wspornik (6) umieszczony za oporą tylną (4) i zamocowany sztywno do środkowych belek (5), przy czym opora tylna (4) jest połączona ze wspornikiem (6) poprzez deformowalny element (7) pochłaniający zwiększoną energię zderzenia, a środkowe belki (5) są ułożone po obu stronach osi podłużnej wagonu i połączone z czołową belką (1),

   - dwa boczne zderzaki (2) z płytami bijakowymi (17) usytuowane po obu stronach osi wagonu i zamocowane do czołowej belki (1), przy czym do czołowej belki (1) są zamocowane korpusy (13) każdego z tych bocznych zderzaków (2), a w tych korpusach są osadzone tuleje (10) ulegające deformacji przy wystąpieniu zwiększonej siły zderzenia,

   - znamienny tym, że opora przednia (8) jest połączona z bocznymi zderzakami (2) poprzez poprzeczną belkę (9).
2. 2. Zespół sprzęgowy według zastrz. 1, znamienny tym, że poprzeczna belka (9) jest połączona z tulejami (10) bocznych zderzaków (2).
3. 3. Zespół sprzęgowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że poprzeczna belka (9) ma postać przestrzennej kratownicy wykonanej jako jednolity element z oporą przednią (8).
4. 4. Zespół sprzęgowy według zastrz. 1 do 3, znamienny tym, że poprzeczna belka (9) ma w swej środkowej części otwór, przez który przechodzi głowica sprzęgowa (16).
5. 5. Zespół sprzęgowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że boczne zderzaki (2) mają elementy mocujące w postaci poprzecznych płyt (11) łączących tuleje (10) z końcami poprzecznej belki (9).
6. 6. Zespół sprzęgowy według zastrz. 1, znamienny tym, że deformowalny element (7) ma postać drąga (18) umieszczonego w prowadzącym otworze (19) wykonanym w ścianie czołowej (20) wspornika (6), przy czym na obwodzie prowadzącego otworu (19) są zamocowane skrawające noże (22).
7. 7. Zespół sprzęgowy według zastrz. 6, znamienny tym, że drąg (18) ma postać tulei.
8. 8. Zespół sprzęgowy według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że drąg (18) posiada zabezpieczenie przed przesuwem w prowadzącym otworze (19) w postaci zrywanej tulei (21), której jedna część jest połączona ze wspornikiem (6) a druga część z drągiem (18).
9. 9. Zespół sprzęgowy według zastrz. 1, znamienny tym, że opora tylna (4) styka się z oporą przednią (8).

   PL 222 620 B1
10. 10. Zespół sprzęgowy według zastrz. 1 albo 9, znamienny tym, że opora tylna (4) jest połączona z oporą przednią (8) za pomocą pionowych płyt mocujących (24), stykających się zewnętrznymi płaszczyznami bocznymi tych opór (4, 8).
11. 11. Zespół sprzęgowy według zastrz. 1 albo 9 albo 10, znamienny tym, że do dolnej płaszczyzny opory przedniej (8) i opory tylnej (4) jest zamocowana płyta ślizgowa (25).