PL193974B1 - Urządzenie, zabezpieczające przed skutkami zderzenia pojazd szynowy - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie zabezpieczajace przed skutkami zderze- nia pojazd szynowy, zwlaszcza wyposazone w stanowisko maszynisty czolo lokomotywy, wagonu silnikowego, pociagu silnikowego, albo wagonu sterowniczego, wyposazone w umieszczony w wysiegniku ramy podwozia i zaopatrzony w plyte niszczona srodkowy sprzeg zderzakowy, w skrzynke prowadzaca wysiegnika ramy podwozia, w dolny zespól zabezpieczajacy i w elementy pochlaniajace energie zderze- nia, znamienne tym, ze elementy (5) pochlaniajace energie zderzenia opieraja sie swa cala powierzchnia na czolow- nicy (3) i na górnym zespole zabezpieczajacym (6) i sa umieszczone z obu stron srodkowego sprzegu zderzakowe- go (1) i przy czym elementy (5) pochlaniajace energie zderze- nia, podczas zderzenia z pojazdem szynowym wyposazonym w zderzaki boczne, odksztalcaja sie miejscowo w rejonach uderzajacych talerzy zderzaków bocznych, a w tych rejonach sa tak zwymiarowane, ze uderzajacym talerzom zderzaków bocznych przeciwstawiaja miejscowa sile odksztalcajaca F 1 elementy (5) pochlaniajace energie zderzenia, a równocze- snie pod czolownica (3) albo pod elementami (5) pochlania- jacymi energie zderzenia jest umieszczony wspóldzialajacy z czolownica (3) i z górnym zespolem zabezpieczajacym (6) dolny zespól zabezpieczajacy (8), którego krawedz przednia jest cofnieta wzgledem krawedzi przedniej elementów (5) pochlaniajacych energie zderzenia przynajmniej o przewidy- wana wielkosc (S) odksztalcenia plastycznego elementów (5) pochlaniajacych energie zderzenia. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie zabezpieczające przed skutkami zderzenia pojazd szynowy, zwłaszcza wyposażone w stanowisko maszynisty czoło lokomotywy, wagonu silnikowego, pociągu silnikowego, albo wagonu sterowniczego, wyposażone w umieszczony w wysięgniku ramy podwozia i zaopatrzony w płytę niszczoną środkowy sprzęg zderzakowy, w skrzynkę prowadzącą trzon sprzęgu, w dolny zespół zabezpieczający i w elementy pochłaniające energię zderzenia.

Z niemieckich opisów patentowych nr DE 36 32 578, DE 19502217 i DE 196 38 739 6 i ogórnie w kolejnictwie znane są tego rodzaju urządzenia zabezpieczające przed skutkami zderzenia pojazd szynowy. Są one zwykle wyposażone w automatyczny środkowy sprzęg zderzakowy z odwracalnie i nieodwracalnie uszkadzanymi elementami pochłaniającymi energię zderzenia, umieszczonymi w trzonie sprzęgu, w połączenie niszczone w miejscu przymocowania środkowego sprzęgu zderzakowego, oraz w elementy pochłaniające energię zderzenia, umieszczone z obu stron czołownicy. Niedostatki tych znanych urządzeń polegają na niedostatecznej odporności zabezpieczanego pojazdu na skutki zderzenia z nieszynowymi przeszkodami albo pojazdami wyposażonymi w zderzaki boczne, a również na konieczności stosowania umieszczonych z boków pojazdu płyt profilowych uniemożliwiających spiętrzanie elementów pojazdu podczas zderzenia, co ogranicza znacznie możliwość prawidłowego kształtowania czoła pojazdu.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji takiego urządzenia zabezpieczającego przed skutkami zderzenia pojazd szynowy, które wyeliminuje niedogodności znanych dotychczas urządzeń, zwłaszcza urządzenia uniwersalnego dla różnych typów pojazdów szynowych, zwłaszcza dla wyposażonego w stanowisko maszynisty czoła lokomotywy, wagonu silnikowego, pociągu silnikowego, albo wagonu sterowniczego, uwzględniającego rzeczywiste ryzyko powstania skutków zderzenia, uniemożliwiającego spiętrzanie elementów pojazdu podczas zderzenia z inymi pojazdami szynowymi, umożliwiającego natomiast prawidłowe kształtowanie czoła pojazdu.

Cel ten zrealizowano według wynalazku przez opracowanie konstrukcji urządzenia zabezpieczającego przed skutkami zderzenia pojazd szynowy, w którym elementy pochłaniające energię zderzenia opierają się swą całą powierzchnią na czołownicy i na górnym zespole zabezpieczającym i są umieszczone z obu stron środkowego sprzęgu zderzakowego.

Elementy pochłaniające energię zderzenia, podczas zderzenia z pojazdem szynowym wyposażonym w zderzaki boczne, odkształcają się miejscowo w rejonach uderzających talerzy zderzaków bocznych. W tych rejonach są one tak zwymiarowane, że uderzającym talerzom zderzaków bocznych przeciwstawiają miejscową siłę odkształcenia F1 elementów pochłaniających energię zderzenia. Pod czołownicą albo pod elementami pochłaniającymi energię zderzenia jest umieszczony współdziałający z czołownicą i z górnym zespołem zabezpieczającym dolny zespół zabezpieczający, którego krawędź przednia jest cofnięta względem krawędzi przedniej elementów pochłaniających energię zderzenia przynajmniej o przewidywaną wielkość odkształcenia plastycznego elementów pochłaniających energie zderzenia.

Korzystnym rozwiązaniem wynalazku jest, że elementy pochłaniające energię zderzenia, biorąc pod uwagę miejscową siłę F1 ich odkształcenia, są tak zwymiarowane, że we współdziałaniu z siłą odkształcenia FB płyty niszczonej środkowego sprzęgu zderzakowego nie zostaje przekroczona największa siła FWK nie powodująca uszkodzenia skrzyni wagonu (F1+F2 £ FWk).

W korzystnym rozwiązaniu według wynalazku niepożądane pionowe wychylenie sprzęgu zderzakowego jest ograniczone za pomocą przynajmniej jednego zderzaka pionowego, współdziałającego z elementami pochłaniającymi energię zderzenia, z czołownicą, albo z górnym zespołem zabezpieczającym.

Elementy pochłaniające energie zderzenia są korzystnie dopasowane wymiarowo do kształtu czoła pojazdu.

Podparcie elementów pochłaniających energię zderzenia całą ich powierzchnią jest korzystnie zrealizowane przez umieszczenie ich miedzy górną krawędzią górnego zespołu zabezpieczającego i krawędzią dolną czołownicy.

Wynalazek jest przykładowo wyjaśniony na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia urządzenie według wynalazku zabezpieczające przed skutkami zderzenia pojazd szynowy, w widoku z boku, a fig. 2 - urządzenie według fig. 1, w widoku z góry.

PL 193 974B1

Urządzenie zabezpieczające według wynalazku jest wyposażone w środkowy sprzęg zderzakowy 1 przymocowany do płyty niszczonej 2, umieszczonej na czołownicy 3 wysięgnika 4 ramy podwozia, w elementy 5 pochłaniające energię zderzenia, opierające się całą swą powierzchnią na wysięgniku 4 ramy podwozia z obu stron środkowego sprzęgu zderzakowego, między krawędzią dolną czołownicy 3 i górną krawędzią górnego zespołu zabezpieczającego 6, z przynajmniej jednego zderzaka pionowego 7 ograniczającego pionowe wychylenie środkowego sprzęgu zderzakowego 1, po jego oparciu się na elementach 5 pochłaniających energię zderzenia, w dolny zespół zabezpieczający 8, współpracujący z czołownicą 3i w skrzynkę prowadzącą 9 wysięgnika 4ramy podwozia, umożliwiającą swobodne cofanie się środkowego sprzęgu zderzakowego 1po uszkodzeniu płyty niszczonej 2.

Znany środkowy sprzęg zderzakowy 1w rozwiązaniu według wynalazku umożliwia sprzęganie pojazdów szynowych z dozwoloną prędkością sprzęgania, zgodną z przepisami eksploatacyjnymi użytkownika pojazdu szynowego (pierwsza prędkość graniczna). Przekroczenie dozwolonej eksploatacyjnie prędkości sprzęgania, spowodowane przykładowo nieprawidłowościami przetaczania taboru, aż do osiągnięcia wyższej prędkości, w tym przypadku już prędkości zderzenia (druga prędkość graniczna) powoduje, że powstałe szkody ograniczają się do uszkodzenia rury speczanej w belce sprzęgu i łatwo wymienialnej części osłony 10 czołownicy. Jeżeli przy jeszcze większej prędkości zderzenia zostanie przekroczony dopuszczalny skok środkowego sprzęgu zderzakowego 1, to cofa się on, po uszkodzeniu płyty niszczonej 2, do wnętrza skrzynki prowadzącej 9 wysięgnika 4 ramy podwozia. Elementy 5 pochłaniające energię zderzenia stykają wówczas się z elementami powodującymi zderzenie i odkształcają się plastycznie.

Elementy 5 pochłaniające energię zderzenia są usytuowane w kierunku pionowym od dolnej krawędzi czołownicy 3 do górnej krawędzi górnego zespołu zabezpieczającego 6. Takie rozwiązanie jest dobrym zabezpieczeniem pojazdu podczas zderzenia z takim samym pojazdem szynowym, albo z większą przeszkodą nieszynową. Elementy 5 pochłaniające energię zderzenia wchodzą do działania w takim przypadku dopiero po uszkodzeniu płyty niszczonej 2 i po cofnięciu się środkowego sprzęgu zderzakowego 1do wnętrza skrzynki prowadzącej 9. Siła odkształcająca FB płytę niszczoną 2 i siła odkształcająca F1 + F2 elementów 5 pochłaniających energię zderzenia są tak obliczone, że nie zostaje przekroczona największa siła FWk nie uszkadzjąca skrzyni wagonu.

FB £ FWk i F1+F2 £ FWk

Spiętrzanie się elementów konstrukcyjnych jest uniemożliwione dzięki dużej powierzchni styku elementów 5 pochłaniających energię zderzenia, znacznej sile koniecznej do ich odkształcenia, oraz małej różnicy wysokości nad torem środka ciężkości pojazdu (punkt przyłożenia siły bezwładności) i miejsca przyłożenia siły zderzenia.

W znanych rozwiązaniach, w przypadku zderzenia pojazdu szynowego z przeszkodą nieszynową wysunięte położenie środkowego sprzęgu zderzakowego 1i elementów 5 pochłaniających energię zderzenia, jak również w przypadku zderzenia pojazdu z pojazdem wyposażonym w zderzaki boczne, mogą występować równoległe oddziaływania środkowego sprzęgu zderzakowego 1i elementów 5 pochłaniających energię zderzenia. Powstaje wówczas niebezpieczeństwo przeciążenia skrzyni wagonu. W rozwiązaniu według wynalazku niedogodność ta została usunięta w ten sposób, że elementy 5 pochłaniające energię zderzenia są tak usytuowane, że podczas zderzenia pojazdu z pojazdem wyposażonym w zderzaki boczne elementy 5 pochłaniające energię zderzenia odkształcają się przeważnie w rejonach zderzaków uderzających. Miejscowa siła F1 odkształcająca elementy 5 pochłaniające energię zderzenia, oraz siła odkształcająca FB płytę niszczoną 2 sprzęgu zderzakowego 1 mają taką wartość, że nie zostaje przekroczona największa siła FWk nie uszkadzająca skrzyni wagonu.

Fig. 1: F1+F2 £ FWk

Spiętrzanie się elementów konstrukcyjnych pojazdu jest w tym przypadku niemożliwe dzięki połączeniu kształtowemu miejsc lokalnego odkształcenia elementów 5 pochłaniających energię zderzenia z uderzającymi zderzakami bocznymi. Zderzaki pionowe 7 ograniczają przemieszczenie pionowe środkowego sprzęgu zderzakowego 1w górę iw dół, zapewniając przejęcie energii zderzenia niezależnie od rodzaju elementów zderzających się bezpośrednio ze sobą. Uzyskanie wymaganej charakterystyki elementów 5 pochłaniających energię zderzenia uzyskuje się dzięki zastosowaniu w ich konstrukcji znanych aluminiowych skrzynek o budowie ulowej.

PL 193 974 B1

Celem zabezpieczenia przed wykolejeniem podczas najechania na mniejszego uczestnika zderzenia (przykładowo na samochód osobowy), pod czołownicą 3lub pod elementami 5 pochłaniającymi energię zderzenia jest umieszczony dolny zespół zabezpieczający 8, współdziałający z czołownicą 3 i górnym zespołem zabezpieczającym 6. Krawędź przednia dolnego zespołu zabezpieczającego 8 jest przesunięta do tyłu względem krawędzi przedniej elementów 5 pochłaniających energię zderzenia o przewidywaną wielkość odkształcenia plastycznego elementów 5 pochłaniających energię zderzenia, co zabezpiecza przed równoległością oddziaływania elementów 5 pochłaniających energię zderzenia i dolnego zespołu zabezpieczającego 8.

Wspólne usytuowanie środkowego sprzęgu zderzakowego 3 i elementów 5 pochłaniających energię zderzenia przed właściwą ramą nośną pojazdu umożliwia ograniczenie uszkodzeń do tych tylko części i do przedniej części osłony 10 czołownicy, w zakresie do osiągnięcia określonej prędkości zderzenia (trzecia prędkość graniczna).

Claims (5)

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie zabezpieczające przed skutkami zderzenia pojazd szynowy, zwłaszcza wyposażone w stanowisko maszynisty czoło lokomotywy, wagonu silnikowego, pociągu silnikowego, albo wagonu sterowniczego, wyposażone w umieszczony w wysięgniku ramy podwozia i zaopatrzony w płytę niszczoną środkowy sprzęg zderzakowy, w skrzynkę prowadzącą wysięgnika ramy podwozia, w dolny zespół zabezpieczający i w elementy pochłaniające energię zderzenia, znamienne tym, że elementy (5) pochłaniające energię zderzenia opierają się swą całą powierzchnią na czołownicy (3) i na górnym zespole zabezpieczającym (6) i są umieszczone z obu stron środkowego sprzęgu zderzakowego (i) i przy czym elementy (5) pochłaniające energię zderzenia, podczas zderzenia z pojazdem szynowym wyposażonym w zderzaki boczne, odkształcają się miejscowo w rejonach uderzających talerzy zderzaków bocznych, a w tych rejonach są tak zwymiarowane, że uderzającym talerzom zderzaków bocznych przeciwstawiają miejscową siłę odkształcającą F1 elementy (5) pochłaniające energię zderzenia, a równocześnie pod czołownicą (3) albo pod elementami (5) pochłaniającymi energię zderzenia jest umieszczony współdziałający z czołownicą (3) i z górnym zespołem zabezpieczającym (6) dolny zespół zabezpieczający (8), którego krawędź przednia jest cofnięta względem krawędzi przedniej elementów (5) pochłaniających energię zderzenia przynajmniej o przewidywaną wielkość (S) odkształcenia plastycznego elementów (5) pochłaniających energię zderzenia.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że elementy (5) pochłaniające energię zderzenia, biorąc pod uwagę miejscową siłę odkształcającą je F1,są tak zwymiarowane, że we współdziałaniu z siłą odkształcająca FB płytę niszczoną 2 sprzęgu zderzakowego (1) nie zostaje przekroczona największa siła FWk nie powodująca uszkodzenia skrzyni wagonu (F1 +F2 £ FWk).

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że niepożądane pionowe wychylenie sprzęgu zderzakowego (1) jest ograniczone za pomocą przynajmniej jednego zderzaka pionowego (7), współdziałającego z elementami (5) pochłaniającymi energię zderzenia, oraz z czołownicą (1), albo z górnym zespołem zabezpieczającym (6).

4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że elementy (5) pochłaniające energię zderzenia są dopasowane wymiarowo do kształtu czoła pojazdu.

5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że podparcie elementów (5) pochłaniających energię zderzenia całą ich powierzchnią jest korzystnie zrealizowane przez umieszczenie ich między górną krawędzią górnego zespołu zabezpieczającego (6) i krawędzią dolną czołownicy (3).