PL204337B1 - Zderzak tulejowy - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy zderzaka tulejowego do ruchomych lub nieruchomych wsporczych konstrukcji, zwłaszcza pojazdów szynowych.

Tego rodzaju zderzak tulejowy jest ogólnie znany. Znane zderzaki tulejowe stosowane są przy lokomotywach, wagonach towarowych lub pociągach pasażerskich jako tak zwane zderzaki boczne, aby przejmować i tłumić uderzenia w kierunku wzdłużnym pojazdu. W wypadku uderzeń ukośnych lub mimośrodowych mogą wystąpić dodatkowe siły poprzeczne, działające na zderzaki tulejowe w kierunku poprzecznym do pojazdu i/lub w kierunku pionowym. Konstrukcyjnie znane zderzaki tulejowe złożone są z obudowy zderzaka oraz z usytuowanego wewnątrz członu przenoszącego siły, z reguły elementu o właściwościach sprężynowych i/lub amortyzujących. Obudowa przejmuje prowadzenie w kierunku wzdłużnym i wspieranie sił poprzecznych, natomiast wewnętrzne elementy sprężynowe i/lub amortyzujące przenoszą siły w kierunku wzdłużnym. W znanych konstrukcjach nieruchomy element obudowy (tuleja) jest usytuowana na zewnątrz, a prowadzący element przesuwny (suwak) jest usytuowany wewnątrz. Istnieją jednak również konstrukcje z odwrotnym układem, przy których tuleja jest usytuowana wewnątrz, a suwak otacza tuleję z zewnątrz. Powierzchnie ślizgowe są w każdym wypadku cylindryczne i z reguły przebiegają w całym obszarze podparcia. Odstęp pomiędzy przednią a tylną granicą obszaru podparcia jest nazywany długością przykrycia Lo.

Zasadniczo przy wszystkich konstrukcjach zderzaków tulejowych dąży się do tego, by długość przykrycia pomiędzy nieruchomym elementem (tuleją) a ruchomym elementem (suwakiem) była możliwie duża, aby lepiej móc wspierać siły poprzeczne. Duża długość przykrycia zmniejsza siły tarcia i zużycie pomiędzy tuleją i suwakiem, a ponadto zmniejsza ryzyko kantowania lub zakleszczenia tych elementów. Długość przykrycia w celu uniknięcia kantowania i samohamowności tulei i suwaka powinna być wyraźnie większa niż średnica cylindrycznej powierzchni prowadzącej. Zwykle wynosi ona wielokrotność skoku zderzaka. Maksymalna możliwa długość przykrycia może mieć, co najwyżej wartość równą różnicy pomiędzy całkowitą długością zderzaka tulejowego i grubością talerza zderzaka oraz grubością dna obudowy i podwojonego skoku zderzaka. Przy tej maksymalnej długości przykrycia zapewniony jest swobodny ruch zarówno suwaka jak i tulei.

Zwykle znane zderzaki tulejowe mają długość 620-650 mm i skok zderzaka, odpowiadający skokowi elementu sprężynowego, 100-120 mm, ponieważ jest to znormalizowane dla określonych kategorii pojazdów w wytycznych europejskich (na przykład UIC Merkblaetter 526, 528). Średnice wewnętrzne suwaka i tulei pomiędzy kołnierzem montażowym a talerzem zderzaka wynoszą zwykle w przybliżeniu od 200 do 250 mm. Długość przykrycia wynosi z reguły 250-350 mm.

Po osiągnięciu maksymalnego skoku zderzaka, elementy prowadzące (tuleja i suwak) znanych zderzaków tulejowych uderzają w określone opory. Przy uderzeniach najazdowych, które przekraczają możliwości przejmowania energii zderzaka tulejowego, zderzak tulejowy dochodzi do oporu i na skutek tego przenosi bardzo duże siły szczytowe na sztywną konstrukcję pojazdu. Występują wtedy często znaczne uszkodzenia konstrukcji pojazdu.

Aby uniknąć takich uszkodzeń lub je zmniejszyć, znane jest wykonywanie elementów prowadzących zderzaka tulejowego tak, że po napotkaniu przez niego na określone opory przewidziana jest dodatkowa możliwość skrócenia przy kontrolowanym odkształceniu i przejmowaniu energii. Przykładowo w opisie patentowym DE 462 539 opisane są przewidziane miejsca odkształcenia w suwaku zderzaka. Przy takiej konstrukcji daje się wtedy osiągnąć tylko stosunkowo mały dodatkowy skok odkształcania, który jest mniejszy niż skok zderzaka. Ponadto, ze względu na miejsca przewidywanego odkształcenia w suwaku zderzaka trzeba odpowiednio zmniejszyć długość przykrycia. W innym zderzaku tulejowym znanym z opisu patentowego DE 747 330, z członem przewidzianym do zniszczenia przy przeciążeniu, częścią dna zderzaka jest ścinana, a przedni element zewnętrznej obudowy pod działaniem dużej siły zostaje wsunięty w tylny element zderzaka. Przy takiej konstrukcji długość przykrycia może pozostawać niezmieniona w porównaniu z normalnym zderzakiem. Ponadto, możliwe są stosunkowo duże przesunięcia ponad normalny skok zderzaka. Trzeba przy tym zostawić otwór i dodatkową przestrzeń do wprowadzenia całej obudowy zderzaka w konstrukcję pojazdu. Istotne elementy składowe zderzaka są przy tym przesuwane jako całość. Cała długość konstrukcyjna zderzaka nie jest skracana. W innym zderzaku tulejowym opisanym w DE 100 37 050 elementy konstrukcyjne mają zdolność skracania się i przyjmowania energii. Taka konstrukcja umożliwia również stosunkowo duże drogi przesunięcia ponad normalny skok zderzaka, jednakże w odróżnieniu od DE 747 330 nie wymaga dodatkowej przestrzeni konstrukcyjnej wewnątrz konstrukcji pojazdu. Wadą jest jednak to, że dłuPL 204 337 B1 gość przykrycia musi być dokładnie zmniejszona w takim stopniu, w jakim zwiększa się droga przesunięcia poza normalny skok zderzaka. Długość przykrycia może mieć bardzo małą wartość, która jest wyraźnie mniejsza niż średnica tulei i suwaka, na skutek czego zwiększa się ryzyko zakleszczenia i kantowania. Przy praktycznym stosowaniu tej zasady konieczny jest kompromis pomiędzy długością drogi przesuwania a długością przykrycia.

Zderzak teleskopowy został opisany również w zgłoszeniu FR 2 789 358. Zderzak ten ma suwak umieszczony w tulei prowadzącej, mającej poziomą przegrodę ograniczającą kontrolowane, maksymalne przesunięcie suwaka po wpływem sił działających na zderzak. Ściany tulei prowadzącej odchodzą do dołu poniżej poziomej przegrody i są zamocowane gwintowanymi kołkami do obramowania. Po przekroczeniu maksymalnej siły działającej na zderzak ściany suwaka uderzają w poziomą przegrodę, gwintowane kołki zostają ścięte i suwak wraz z tuleją zostaje przesunięty do końca obramowania. W wykonaniu tym zderzak ma zwiększoną długość o długość ścian tulei prowadzącej odchodzącej do podstawy od poziomej belki, a ponadto ma krótkie kontrolowane przesunięcie ograniczone poziomą belką. Zamocowany zderzak zajmuje więcej miejsca, a ponadto jest narażony na częste uszkodzenia wskutek stosunkowo małego kontrolowanego przesunięcia.

Zadanie wynalazku polega na tym, by w zderzaku tulejowym rodzaju wstępie wymienionego, osiągnąć zarówno dużą długość skrócenia kontrolowanego odkształcenia obudowy zderzaka przy przeciążeniu, jak też równocześnie utrzymać wystarczająco dużą długość przykrycia w normalnym działaniu (ugięcie sprężyny do skoku zderzaka).

Tulejowy zderzak według wynalazku do ruchomych lub nieruchomych wsporczych konstrukcji, zwłaszcza pojazdów szynowych, z pierwszym i drugim prowadzącym elementem w postaci tulei i suwaka, przy czym tuleja jest zamocowana nieruchomo na wsporczej konstrukcji, a suwak jest przesuwny względem tulei w kierunku wzdłużnym pojazdu i przy swym przesunięciu jest prowadzony przez tuleję, mieszczącą przenoszący siłę człon do podatnego sprzęgania suwaka ze wsporczą konstrukcją, charakteryzuje się tym, że co najmniej jeden z elementów: tuleja, suwak, tuleja z odkształcalnym korpusem, jest dłuższy o długość kontrolowanego odkształcenia wzdłużnego i skrócenia teleskopowego rurowego odcinka suwaka, rurowych odcinków tulei z odkształcalnym korpusem, następującego po przekroczeniu określonej siły uderzenia (siły wyzwalającej), działającej na tulejowy zderzak.

Suwak korzystnie jest złożony z usytuowanych jeden za drugim dwóch rurowych odcinków, a tuleja korzystnie jest również złożona z usytuowanych jeden za drugim dwóch rurowych odcinków. Tuleja i tuleja z odkształcalnym korpusem jest dłuższa od suwaka, co najmniej o długość kontrolowanego zgniotu tulei następującego po przekroczeniu siły wyzwalającej i zerwaniu przewidzianych do zniszczenia połączeń.

Przesuwne teleskopowo rurowe odcinki suwaka i tulei korzystnie mają cylindryczny kształt. Przewidziane do zniszczenia połączenie wraz z jednym lub wieloma przesuwnymi teleskopowo rurowymi odcinkami suwaka i/lub tulei, korzystnie tworzy jeden element.

Przewidziane do zniszczenia połączenie korzystnie jest umieszczone pomiędzy granicznymi stronami czołowymi przesuwnych teleskopowo rurowych odcinków suwaka i tulei, które w kierunku obwodowym są wykonane jako ciągłe lub przerywane.

W sprężynowym i/lub amortyzującym elemencie korzystnie jest przewidziany przenoszą cy siłę człon, który jest wsparty pomiędzy wsporczą konstrukcją a czołową płytą rurowego odcinka tulei o mniejszym wymiarze przekroju poprzecznego, przy czym ten sprężynowy i/lub amortyzujący człon jest zamocowany przesuwnie w kierunku podatnego sprzęgania suwaka ze wsporczą konstrukcją zderzaka, na odcinku maksymalnego zderzakowego skoku suwaka.

Długości teleskopowo przesuwnych rurowych odcinków suwaka i tulei korzystnie są jednakowe.

Przykłady wykonania zderzaka tulejowego według wynalazku są przedstawione na rysunku, na którym:

fig. 1 pokazuje schematyczny przekrój wzdłużny poprzez pierwszy przykład wykonania tulejowego zderzaka według wynalazku w rozepchniętym sprężynowo stanie podstawowym, przy czym w obu połowach rysunku przedstawione są dwie różne alternatywy wykonania, fig. 2 - schematyczny przekrój wzdłużny poprzez przykład wykonania z fig. 1 w stanie maksymalnego przesunięcia poza normalny skok zderzaka, fig. 3 - schematyczny przekrój wzdłużny poprzez dalszy przykład wykonania zderzaka tulejowego według wynalazku, a fig. 4 - schematyczny przekrój wzdłużny przykładu wykonania z fig. 3 w stanie maksymalnego przesunięcia poza normalny skok zderzaka.

PL 204 337 B1

Przedstawione na fig. 1 - 4 przykłady wykonania zderzaka tulejowego 1 według wynalazku mają dwa umieszczone współosiowo elementy prowadzące, z których jeden jest nieruchomą tuleją 10 (fig. 1 i 2) lub 50 (fig. 3 i 4), a drugi jest suwakiem 20, ruchomym w kierunku osiowym. Korzystnie zgodnie ze stanem technik, obydwa elementy prowadzące zwłaszcza w obszarze swych powierzchni ślizgowych mają cylindryczny, rurowy kształt. Opis przykładu wykonania ogranicza się zatem do takiej konstrukcji.

Poniżej objaśniona zostanie najpierw pierwsza postać wykonania według fig. 1 i 2 wraz z jej konstrukcją i działaniem.

Rurowa tuleja 10 przy swym prawym, osiowym końcu jest zamknięta mocującym kołnierzem 11 (dno zderzaka), który jest zamocowany, przykładowo przykręcony, do niepokazanego pojazdu szynowego. Mocujący kołnierz 11 wspiera tuleję 10 i jest korzystnie połączony jednoelementowo ze stroną czołową tulei 10, przykładowo zespawany. Ruchomy suwak 20 złożony jest ze zderzakowego talerza 21 i rurowego odcinka 22, który w pokazanym przykładzie jest przesuwny ślizgowo na jego ścianie wewnętrznej. Wewnętrzna ścianka tulei 10 przyjmuje przy tym siły prowadzące w celu ślizgowego prowadzenia suwaka 20 w kierunku promieniowym. Wystająca z tulei 10 strona czołowa suwaka 20 jest zamknięta zderzakowym talerzem 21, do którego siły uderzeń są przykładane zwłaszcza przy przetaczaniu pojazdu szynowego. Taka konstrukcja tulejowego zderzaka 1 według wynalazku odpowiada konstrukcji znanych zderzaków tulejowych, to znaczy ma ona w widoku z zewnątrz kształt i wymiary znanego zderzaka tulejowego.

W odróżnieniu od stanu techniki, na swobodnym osiowym końcu rurowego odcinka 22 suwaka 20 zamocowany jest współosiowo rurowy odcinek 24 przedłużającej tulei, której średnica jest mniejsza niż średnica rurowego odcinka 22. Mocowanie rurowego odcinka 24 przedłużającej tulei następuje za pomocą przewidzianego do zniszczenia połączenia 23, które łączy siłowo i kształtowo zewnętrzną powierzchnię rurowego odcinka 24 z wewnętrzną powierzchnią rurowego odcinka 22, w obszarze jego swobodnego osiowego końca. Takie przewidziane do zniszczenia połączenie 23 może być przykładowo wykonane w postaci ścinanego sworznia lub odcinkowych ściegów spawalniczych.

Rurowy odcinek 24 jest na swej jednej stronie czołowej połączonej z rurowym odcinkiem 22 zamknięta czołową płytą 24c i ma na swej przeciwległej stronie czołowej kołnierz 24d, który oparty na wewnętrznej powierzchni tulei 10.

Przy pierwszym alternatywnym wykonaniu, przedstawionym w górnej połowie fig. 1, wewnątrz rurowego odcinka 24 umieszczony jest przenoszący siły człon 30 w postaci sprężynowego i/lub amortyzującego elementu 30a, który jest wsparty pomiędzy czołową płytą 24c rurowego odcinka 24 a mocującym kołnierzem 11 suwaka 20. Przenoszący siły człon 30 jest wykonany tak, że podczas normalnego działania może się skrócić tylko do maksymalnego skoku suwaka 20, kiedy kołnierz 24d rurowego odcinka 24 uderza w mocujący kołnierz 11 suwaka 20, a przewidziane do zniszczenia połączenie 23 pozostaje nienaruszone.

Przy drugim alternatywnym wykonaniu, przedstawionym w dolnej połowie fig. 1, brak jest czołowej płyty 24c. Wewnątrz obustronnie otwartego rurowego odcinka 24 i rurowego odcinka 22 suwaka umieszczony jest przenoszący siły człon 40 w postaci sprężynowego i/lub amortyzującego elementu 40a, który jest wsparty pomiędzy talerzem 21 zderzaka a mocującym kołnierzem 11 suwaka 20. Przenoszący siły człon 40 jest wykonany tak, że może się skrócić poza maksymalny skok suwaka 20, kiedy w wypadku kontrolowanego odkształcenia tulei 10 (fig. 2) kołnierz 24d rurowego odcinka 24 uderza w mocujący kołnierz 11 suwaka 20, a przewidziane do zniszczenia połączenie 23 przy dalszym przesuwaniu rurowego odcinka 22 suwaka 20 łamie się lub pęka, jak zostało to przedstawione na fig. 2.

Jak pokazano na fig. 2, przewidziane do zniszczenia połączenie 23 pęka przy przekroczeniu maksymalnego obciążenia lub przy osiągnięciu maksymalnej drogi przesunięcia suwaka 20. Pęknięcie połączenia 23 przewidzianego do zniszczenia oznacza, że rurowy odcinek 24 przesuwa się teleskopowo wewnątrz rurowego odcinka 22 suwaka 20. Dalszy ruch przesunięcia talerza 21 zderzaka i rurowego odcinka 22 suwaka 20 jest tłumiony przez odkształcanie tulei 10, a w wypadku wykonania alternatywnego, z dolnej połowy fig. 1, dodatkowo przez przenoszący siły człon 40. Gdy tylko talerz 21 zderzaka uderzy w swobodną czołową krawędź tulei 10, to przy dalszym przesuwaniu talerza 21 zderzaka rozpoczyna się odkształcenie tulei 10 odchodzące od jej swobodnej krawędzi czołowej, w postaci spęczenia lub alternatywnie rozpychania w zależności od mechanicznego wykonania tulei 10. Spęczanie tulei 10 przedstawione jest w dolnej połowie fig. 2 jako pofalowania 40b. Rozpychanie tulei 10 pokazane jest w górnej połowie fig. 2 jako oddzielne segmenty 40a. W obu wypadkach tuleja 10 zmniejsza swą osiową długość tak, że rurowy odcinek 22 suwaka 20 swym prawym końcem czołowym praktycznie może przesunąć się aż do wewnętrznej powierzchni mocującego kołnierza 11. W takim

PL 204 337 B1 stanie końcowym rurowy odcinek 24 zostaje całkowicie wsunięty w rurowy odcinek 22, przy czym czołowy koniec rurowego odcinka 22 przylega do kołnierza 24d rurowego odcinka 24. Taki stan końcowy przedstawiony jest na fig. 2.

Na rysunkach zastosowano następujące oznaczenia dla wymiarów długości stosowane w poniższym opisie:

L₁ całkowita długość konstrukcyjna tulejowego zderzaka 1,

L_U długość przykrycia pomiędzy tuleją 10 a suwakiem 20,

L₂ długość rurowego odcinka 22 suwaka 20,

L₃ długość rurowego odcinka 24 suwaka 20,

L₄ długość swobodnego ruchu suwaka 20 dla normalnego skoku zderzaka,

L₅ długość swobodnego ruchu tulei 10 dla normalnego skoku zderzaka,

L₆ długość pierwszego odcinka długości przykrycia, odpowiadająca długości przedniego odcinka powierzchni ślizgowej,

L7 długość trzeciego odcinka długości przykrycia, odpowiadająca długości tylnego odcinka powierzchni ślizgowej,

L₁' całkowita długość zderzaka tulejowego 1 w stanie maksymalnego wysunięcia poza normalny skok zderzaka.

Wychodząc od znanej konstrukcji zderzaków tulejowych, które mają dużą długość przykrycia, gdzie jednak suwak 20 i tuleja 10 równocześnie dochodzą do oporu i wzdłuż swej całej długości przykrycia przylegają bezpośrednio do siebie, wynalazek stwarza możliwość skrócenia obu prowadzących elementów to jest tulei 10 i suwaka 20, i mimo tego utrzymywania siły odkształcającej na kontrolowanym poziomie. Teoretyczna możliwość wspólnego odkształcania obu rurowych prowadzących elementów, suwaka 20 i tulei 10, została zrealizowana dzięki dużej wspólnej grubości ścianki i dzięki wzajemnemu utrudnianiu podczas odkształcania, w którym wytwarzany jest bardzo wysoki niekorzystny poziom siły.

Dlatego funkcje skracania i odkształcania zostały rozdzielone i oddzielnie przyporządkowane obu prowadzącym elementom, to jest suwakowi 20 i tulei 10. Jeden z dwóch prowadzących elementów, suwak 20 lub tuleja 10, powinien realizować z małymi oporami lub bez oporów skracanie, które wymaga mało przestrzeni, podczas gdy drugi prowadzący element, tuleja 10 lub suwak 20, powinien skracać się przy odkształceniu, aby osiągać pożądany poziom siły podczas przesuwania.

Według wynalazku jest określone, która z tych dwóch funkcji jest przyporządkowana tulei 10 lub suwakowi 20. Wydaje się jednak mało celowe przyporządkowanie funkcji odkształcania wewnątrz tych dwóch prowadzących elementów, ponieważ wewnątrz tulejowego zderzaka 1 przestrzeń konstrukcyjna w większej części jest wypełniona przez elementy sprężynowe i/lub tłumiące, i dlatego pozostaje do dyspozycji tylko bardzo niewiele miejsca dla przebiegu odkształcania. Dla uproszczenia rozwiązanie takie nie będzie dalej opisywane.

Z wymienionych powodów korzystne jest umożliwienie odkształcenia na zewnątrz prowadzących elementów to jest suwaka 20 i tulei 10, ponieważ jest tam do dyspozycji wystarczająco dużo miejsca. Wewnętrzna część tulei 10 i suwaka 20 musi w takim wypadku skracać się w kierunku na zewnątrz tak, aby cała siła odkształcania nie mogła nadmiernie wzrosnąć. Ważne jest, że długość prowadzącej części elementów zasadniczo nie maleje, ponieważ to by prowadziło do nadmiernego obciążenia długości przykrycia. W tym celu powierzchnię ślizgową pomiędzy suwakiem a tuleją dzieli się na trzy odcinki (o długości Lg, L₃ i L7), z których pierwszy odcinek Lg i trzeci odcinek L7 są funkcjonalnie potrzebne jako powierzchnie ślizgowe, by spełniać zadanie prowadzenia w normalnym działaniu z zadaną długością przykrycia. Aby naciski powierzchniowe przy obciążeniu poprzecznym w normalnym działaniu nie były zbyt duże, odcinki Lg i L7 nie mogą być mniejsze od pewnej długości minimalnej. Środkowy odcinek L₃ ma zmniejszoną średnicę i nie służy już jako powierzchnia ślizgowa, jednak musi zapewniać nadal mechaniczne sztywne połączenie pomiędzy pierwszym odcinkiem Lg a trzecim odcinkiem L7, aby w całości realizować zadanie prowadzenia. Przez to, że średnica tego środkowego odcinka L7 zostaje zmniejszona na tyle, na ile to jest potrzebne, aby można było wsunąć rurowy pierwszy odcinek Lg, uzyskuje się z małymi oporami skrócenie wewnętrznej części prowadzącej. Drugi odcinek L₃ i trzeci odcinek L7 mogą być wsuwane teleskopowo w pierwszy odcinek Lg jeżeli są wsunięte w dołączony odcinek L₂. Dla całego działania jest ponadto konieczne, aby oba dosuwane do siebie odcinki przy normalnym działaniu były sztywno połączone, a momenty gnące pomiędzy pierwszym odcinkiem Lg a trzecim odcinkiem L_z mogły być zadowalająco przenoszone. Ponadto, potrzebne jest utworzenie połączenia pomiędzy pierwszym odcinkiem Lg (rurowy odcinek 22) a drugim odcinkiem L7 (rurowy odcinek 24) przez przewidziane do zniszczenia połączenie 23, które przy wystą6

PL 204 337 B1 pieniu stanu przeciążenia rozłącza dotychczas sztywne połączenie. Można to zapewnić przykładowo przez ścinany sworzeń lub inny zrywany człon, ale również przez lokalny osłabiony mostek łączący.

Przewidziane do zniszczenia połączenie 23 może być ciągłe, rozłożone wzdłuż obwodu rurowego odcinka 24, albo złożone z nierównomiernie rozmieszczonych oddzielnych elementów. Nierównomierne rozmieszczenie może być na przykład celowe, aby zwiększyć stabilność pod obciążeniem poprzecznym w określonym korzystnym kierunku, bez oddziaływania na siłę wyzwalającą przy obciążeniu wzdłużnym.

Opisanymi środkami udaje się równocześnie spełnić przeciwstawne wymagania większej długości przykrycia w normalnym działania, większej długości skrócenia przy kontrolowanym odkształceniu po przeciążeniu, oraz uniknięcia zajmowania dodatkowej przestrzeni konstrukcyjnej w strukturze pojazdu.

Osiągane jest bardzo duże skrócenie w przybliżeniu do połowy pierwotnej długości konstrukcyjnej, jak zostało to pokazane na fig. 2 do długości L1'.

Zasada wsuwanych w siebie rurowych odcinków 22 suwaka i rurowego odcinka 24 usytuowanych wewnątrz elementów prowadzących jest łączona z różnymi modelami odkształcenia zewnętrznej części tych elementów prowadzących, a mianowicie zarówno z rozszerzeniem i z rozepchnięciem rury, jak i z przykładowo regularnym lub nieregularnym spęczaniem 40a lub fałdowaniem 40b rury, jak to zaznaczono na fig. 2.

Przedstawiona zasada może być stosowana zarówno do konstrukcji zderzaka tulejowego z usytuowanym wewnątrz suwakiem 20, jak i do konstrukcji zderzaka tulejowego z wewnętrzną tuleją 10. Tego rodzaju konstrukcja daje się łatwo przedstawić przez abstrakcyjne spęczanie zderzakowego talerza 21 i mocującego kołnierza 11.

Zasada teleskopowo wsuwanych w siebie odcinków prowadzących elementów zderzaka tulejowego może być stosowana w rozszerzeniu postaci wykonania z fig. 1 i 2 dodatkowo też na tulei 10. Takie rozszerzenie tej zasady jest objaśnione na podstawie fig. 3 i 4, gdzie tuleja w odróżnieniu od fig. 1 i 2 zamiast oznaczenia 10 ma teraz oznaczenie 50. Ukształtowanie suwaka 20 w postaci wykonania z fig. 3 i 4 jest identyczne z ukształtowaniem w pierwszym przykładzie wykonaniu z fig. 1 i 2. Tuleja 50 jest jednak w odróżnieniu od fig. 1 i 2 złożona z dwóch wsuwanych teleskopowo w siebie odcinków 52, 54 z pośrednim przewidzianym do zniszczenia połączeniem 53. Jak pokazano na fig. 4, suwak 20 i tuleja 50 skracają się teleskopowo. Takie skracanie może być realizowane z pewnym pożądanym oporem, na przykład przewidzianych do zniszczenia połączeń rurowego odcinka 24 i odcinka 54 tulei 50, jak przedstawiono na fig. 3, lub też przez inne oporowe elementy pomiędzy teleskopowo przesuwnymi elementami. Ewentualnie można umieścić dodatkowy odkształcany element 60 pomiędzy rurowym odcinkiem 24 lub jej czołową płytą 24c a suwakiem 21 zderzaka. Odkształcany element 60 może być wykonany tak, że potrzebny poziom siły osiąga się podczas przeciwstawnego przesuwania elementów rurowego odcinka 22, rurowego odcinka 24 i odcinków 52, 54 tulei 50. Alternatywnie można umieścić dodatkowy odkształcany element 60 w postaci oddzielnych, odkształcanych korpusów 60a i 60b pomiędzy talerzem 21 zderzaka a odcinkiem 52 tulei 50 (odkształcalny element 60a), i pomiędzy rurowym odcinkiem 22 suwaka 20 a kołnierzem 24d rurowego odcinka 24.

Na fig. 4 zderzak tulejowy z fig. 3 jest przedstawiony w stanie maksymalnego przesunięcia. Widać, że równocześnie nastąpiło teleskopowe przesunięcie suwaka 20 i tulei 50 oraz w danym razie odkształcenie odkształcalnego elementu 60 lub odkształcalnych korpusów 60a, 60b. Taka postać wykonania tulejowego zderzaka według wynalazku jest wprawdzie stosunkowo kosztowna, ale może być korzystna, gdy przestrzeń konstrukcyjna wokół jest bardzo ograniczona. Ponadto, należy jednak rozważyć prostsze wykonanie z fig. 1 i 2, przy którym tylko rurowy odcinek 22 suwaka 20 jest wykonany jako przesuwny teleskopowo i jest otoczony przez tuleję 10.

Przedstawiona zasada teleskopowego przesunięcia może być jednak stosowana również na więcej niż dwóch wsuwanych w siebie odcinkach. Takie rozwiązanie może być korzystne, gdy należy osiągnąć jeszcze większe całkowite skrócenie zderzaka tulejowego i istnieje odpowiednia potrzebna przestrzeń konstrukcyjna w kierunku obwodowym zderzaka tulejowego. Rozumie się, że pomiędzy każdymi dwoma z wielu odcinków trzeba zastosować połączenie przewidziane do zniszczenia.

Dzięki przedstawionej konstrukcji teleskopowej przesuwanie można realizować z małymi oporami lub bez oporów. Dzięki temu powstawanie żądanego poziomu siły podczas przesuwania może następować tylko przez kontrolowane odkształcenie i bez zakłóceń ze strony zewnętrznej elementów prowadzących. Przez wyraźne oddzielenie zadań i przez rozplanowanie ich wzajemnego oddziaływania, możliwość sterowania całego systemu jest znacznie ułatwiona w porównaniu z konstrukcjami, przy których oba prowadzące elementy, tuleja 10 i suwak 20, podlegają zarówno odkształceniom jak i wzajemnym oddziaływaniom.

PL 204 337 B1

Rozplanowanie można jeszcze bardziej uprościć, jeżeli niszczenie/rozłączanie połączenia 23 przewidzianego do zniszczenia pomiędzy pierwszym odcinkiem L6 a drugim odcinkiem L3 następuje najpierw przy zderzeniu wewnętrznych elementów prowadzących, a dopiero wkrótce po tym następuje zderzenie zewnętrznych elementów prowadzących i rozpoczęcie ich odkształcania. Dzięki temu próg siły wyzwalającej i średni poziom siły podczas kontrolowanego odkształcania dają się oddzielnie projektować i modyfikować.

Opisane właściwości obudowy można połączyć z różnymi konstrukcjami sprężyn zderzaka. Przykładowo można zastosować złożony z drugiego odcinka L3 i z trzeciego odcinka L7 rurowy odcinek 24 wewnętrznej części prowadzącej z podparciem w postaci czołowej płyty 24c dla sprężynowego i/lub amortyzującego elementu 30a. Wraz z wyzwalaniem/zrywaniem połączenia 23 przewidzianego do zniszczenia można również osiągnąć wyłączanie sprężystego działania sprężynowego i/lub amortyzującego elementu 30a, aby uniknąć zwiększenia siły przy rosnącej drodze przesunięcia. W takim wypadku trzeba pamiętać o tym, że przewidziane do zniszczenia połączenie 23 dodatkowo przenosi występujące przy normalnym działaniu siły sprężynowego i/lub amortyzującego elementu 30a, i dlatego musi mieć wystarczające wymiary.

Alternatywnie można zrezygnować z wyłączania działania sprężynowego, kiedy stosuje się sprężynowy i amortyzujący element 40a, który nadaje się do większego skracania. W takim wypadku rurowy odcinek 24 nie ma czołowej płyty 24c.

Claims (9)

1. Tulejowy zderzak (1 do ruchomych lub nieruchomych wsporczych konstrukcji (2), zwłaszcza pojazdów szynowych, z pierwszym i drugim prowadzącym elementem w postaci tulei (10) i suwaka (20), przy czym tuleja (10) jest zamocowana nieruchomo na wsporczej konstrukcji (2), a suwak (20) jest przesuwny względem tulei (10) w kierunku wzdłużnym pojazdu i przy swym przesunięciu jest prowadzony przez tuleję (10), mieszczącą przenoszący siłę człon (30; 40) do podatnego sprzęgania suwaka (20) ze wsporczą konstrukcją (2), znamienny tym, że co najmniej jeden z elementów: tuleja (10), suwak (20), tuleja (50), jest dłuższy o długość kontrolowanego odkształcenia wzdłużnego i skrócenia teleskopowego rurowego odcinka (22), rurowego odcinka (24) suwaka (20), rurowych odcinków (52, 54) tulei (50), następującego po przekroczeniu określonej siły uderzenia (siły wyzwalającej), działającej na tulejowy zderzak (1).

2. Zderzak według zastrz. 1, znamienny tym, że suwak (20) jest złożony z usytuowanych jeden za drugim rurowych odcinków suwaka (22, 24).

3. Zderzak według zastrz. 1, znamienny tym, że tuleja (50) jest złożona z usytuowanych jeden za drugim rurowych odcinków (52, 54).

4. Zderzak według zastrz. 1, albo 3, znamienny tym, że tuleja (10, 50) jest dłuższa od suwaka (20), co najmniej o długość kontrolowanego zgniotu tulei następującego po przekroczeniu siły wyzwalającej i zerwaniu połączeń (23, 53) przewidzianych do zniszczenia.

5. Zderzak według zastrz. 1, znamienny tym, że przesuwne teleskopowo rurowe odcinki (22, 24, 52, 54) suwaka (20) i tulei (10, 50) mają kształt cylindryczny.

6. Zderzak według zastrz. 1, albo 5, znamienny tym, że przewidziane do zniszczenia połączenie (23, 53) tworzy jeden element wraz z jednym lub wieloma przesuwnymi teleskopowo rurowymi odcinkami (22, 24, 52, 54) suwaka (20) i/lub tulei (10, 50).

7. Zderzak według zastrz. 5, znamienny tym, że przewidziane do zniszczenia połączenie (23, 53) jest umieszczone pomiędzy granicznymi stronami czołowymi przesuwnych teleskopowo rurowych odcinków (22, 24, 52, 54) suwaka (20) i tulei (10, 50), które w kierunku obwodowym są wykonane jako ciągłe lub przerywane.

8. Zderzak według zastrz. 1, znamienny tym, że w sprężynowym i/lub amortyzującym elemencie (30a) jest przewidziany przenoszący siłę człon, który jest wsparty pomiędzy wsporczą konstrukcją (2) a czołową płytą (24c) rurowego odcinka (24) o mniejszym wymiarze przekroju poprzecznego, przy czym ten sprężynowy i/lub amortyzujący element (30a) jest zamocowany przesuwnie w kierunku podatnego sprzęgania suwaka (20) ze wsporczą konstrukcją (2), na odcinku maksymalnego zderzakowego skoku suwaka (20).

9. Zderzak według zastrz. 1, znamienny tym, że długości (L₂ i L3) teleskopowo przesuwnych rurowych odcinków (22, 24, 52, 54) suwaka (20) i tulei (10, 50) są jednakowe.