PL401424A1 - Wielostopniowy zderzak kolejowy - Google Patents

Abstract

Część tulei prowadzącej (3) stanowi cylinder (12) przepływowego tłumika, którego wewnętrzna przestrzeń jest ograniczona oddalonymi od siebie dławnicami (14, 15), prowadzącymi tłok (16) za pomocą dwustronnego tłoczyska. Dwustronne tłoczysko jest umieszczone pomiędzy wewnętrzną częścią płyty bijakowej (10) i sprężystym amortyzatorem, zaś część tulei prowadzącej (3) jest zamocowana za pomocą zrywalnego połączenia w prowadzącym otworze korpusu. Ponadto do korpusu są zamocowane noże skrawające (6), wchodzące we wgłębienia (7), wykonane w zewnętrznej części tulei prowadzącej (3), stanowiącej element skrawany.

Description

Wielostopniowy zderzak kolejowy

Przedmiotem wynalazku jest wielostopniowy zderzak kolejowy. W szczególności wynalazek dotyczy takiej konstrukcji wielostopniowego zderzaka, w której ostatni etap pochłaniania energii jest realizowany poprzez zespół elementów ulegających zniszczeniu w sytuacjach nadzwyczajnych takich jak zderzenia wagonów kolejowych.

Znany jest z opisu patentowego PL212572 zderzak kolejowy posiadający wewnętrzną tuleję, wewnątrz której są umieszczone gumowe elementy sprężyste, stykające się z wewnętrzną częścią płyty bijakowej. W rozwiązaniu tym płyta bijakowa jest połączona z zewnętrzną odkształcalną rurą, a ta z kolei jest prowadzona poprzez dodatkową tuleję prowadzącą na nieruchomej tulei zderzaka. Ponadto, w części czołowej wewnętrznej tulei zderzaka, zamocowane są noże, których ostrza są umieszczone w wewnętrznych wgłębieniach nieruchomej tulei zderzaka.

Celem wynalazku jest opracowanie zderzaka o zwiększonej odporności na działanie sił bocznych, który przy swej małej masie i prostej konstrukcji byłby zdolny do amortyzowania i pochłaniania dużych energii w sytuacjach nadzwyczajnych, takich jak zderzenia wagonów kolejowych, oraz do łagodnej amortyzacji zmiennych sił występujących podczas zwykłej eksploatacji.

Wielostopniowy zderzak kolejowy według wynalazku zawiera korpus połączony z tuleją prowadzącą oraz sprężysty amortyzator dający siłę zwrotną, osadzony wewnątrz tulei prowadzącej, stanowiącej prowadnicę zewnętrzną krążkowych elementów sprężystego amortyzatora oraz ma noże skrawające wcinające się w element skrawany po przekroczeniu ustalonej siły zderzenia, a także przepływowy tłumik umieszczony pomiędzy wewnętrzną częścią płyty bijakowej i sprężystym amortyzatorem. Rozwiązanie charakteryzuje się tym, że część tulei prowadzącej stanowi cylinder przepływowego tłumika, którego wewnętrzna przestrzeń jest ograniczona oddalonymi od siebie dławnicami prowadzącymi tłok za pomocą dwustronnego tłoczyska, które jest umieszczone pomiędzy wewnętrzną częścią płyty bijakowej i sprężystym amortyzatorem, przy czym część tulei prowadzącej jest zamocowana za pomocą zrywalnego połączenia w prowadzącym otworze korpusu, a ponadto do korpusu są zamocowane noże skrawające wchodzące we wgłębienia wykonane w zewnętrznej części tulei prowadzącej, stanowiącej element skrawany.

Korzystnie, tłok przepływowego tłumika ma łukową powierzchnię boczną.

Korzystnie, dwustronne tłoczysko ma z jednej strony otwór prowadzący, w którym jest umieszczony przesuwnie trzpień prowadzący krążkowych elementów sprężystego amortyzatora.

Korzystnie, dwustronne tłoczysko styka się ze sprężystym amortyzatorem poprzez tarczę. Również korzystnie, dwustronne tłoczysko styka się z wewnętrzną częścią płyty bijakowej poprzez walcowy popychacz umieszczony przesuwnie w końcowej części tulei prowadzącej, przy czym część dwustronnego tłoczyska jest umieszczona w otworze wykonanym w osi walcowego popychacza.

Rozwiązanie według wynalazku, przez wykorzystanie jednej tulei prowadzącej pełniącej funkcję prowadnicy dla sprężystego amortyzatora, funkcję cylindra dla przepływowego tłumika i funkcję elementu skrawanego, umożliwia uproszczenie konstrukcji zderzaka kolejowego i zwiększenie jego wytrzymałości na obciążenia poprzeczne występujące podczas ekstremalnych zderzeń. Ponadto, znaczne zwiększenie sztywności postaciowej uzyskano przez umieszczenie oddalonych od siebie dławnic we wnętrzu tulei prowadzącej.

Wykonanie powierzchni bocznej tłoka w postaci łukowej zabezpiecza przed zakleszczaniem się tego tłoka we wnętrzu tulei prowadzącej nawet przy znacznym jej zniekształceniu, co pozwala na właściwą pracę przepływowego tłumika przy zwiększonym obciążeniu poprzecznym.

Przedmiot wynalazku został zilustrowany w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wielostopniowy zderzak kolejowy według wynalazku przed uderzeniem, w przekroju osiowym, fig. 1A zderzak z fig. 1 w widoku perspektywicznym, fig. 2 zderzak w przekroju osiowym, po uderzeniu sprężystym, fig. 2A zderzak z fig. 2 w widoku perspektywicznym, fig. 3 zderzak w przekroju osiowym, po uderzeniu plastycznym, fig. 3A zderzak z fig. 3 w widoku perspektywicznym.

Jak przedstawiono w przykładzie wykonania na fig. 1, wielostopniowy zderzak kolejowy według wynalazku ma korpus 1 z otworem 2, w którym jest osadzona końcowa część tulei prowadzącej 3 zespolona z tym korpusem poprzez zrywalne połączenie 4 o ustalonej wytrzymałości, wykonane w postaci spawu. Spaw ten łączy czołową część tulei prowadzącej 3 z kołnierzową tuleją 5 osadzoną w gwintowanej części otworu 2 korpusu 1. Korpus 1 ma środki przeznaczone do jego mocowania z czołową belką wagonu, które nie zostały przedstawione na rysunku. Po przeciwnej stronie korpusu 1 są zamocowane noże skrawające 6, których ostrza zostały umieszczone we wgłębieniach 7 wykonanych w zewnętrznej części tulei prowadzącej 3, stanowiącej jednocześnie element skrawany.

Tuleja prowadząca 3 jest zaślepiona od strony mocowania denkiem 8 wkręcanym do nieuwidocznionej czołowej belki wagonu, a z drugiej strony ma walcowy popychacz 9, umieszczony suwliwie w jej wewnętrznym otworze, zespolony z płytą bijakową 10. W celu zabezpieczenia przed przedostawaniem się pyłu do wnętrza tulei prowadzącej 3, w pobliżu zakończenia tej tulei jest osadzony wewnętrzny pierścień uszczelniający 11. W środkowej części tulei prowadzącej 3, pomiędzy denkiem 8 a popychaczem 9, jest utworzony cylinder 12 przepływowego tłumika 13, którego wewnętrzna przestrzeń jest ograniczona dwiema dławnicami 14, 15, usytuowanymi w odstępie od siebie, przy czym przepływowy tłumik 13 ma tłok 16 prowadzony osiowo w dławnicach 14, 15 za pomocą dwustronnego tłoczyska 17. Dławnice 14, 15 są osadzone wewnątrz tulei prowadzącej 3 za pomocą połączenia gwintowego 18 i uszczelnione względem tej tulei pierścieniami uszczelniającymi 19, a względem dwustronnego tłoczyska uszczelniaczami tulejowymi 20. Szczelna przestrzeń 21 przepływowego tłumika 13, ograniczona wewnętrzną powierzchnią cylindra 12 i dławnicami 14, 15, jest wypełniona olejem. Podczas pracy wielostopniowego zderzaka, przy osiowym przemieszczaniu się tłoka 16, olej wypełniający wewnętrzną przestrzeń 21 przeciska się przez pierścieniową szczelinę pomiędzy łukową powierzchnią boczną 22 tłoka 16 a wewnętrzną powierzchnią cylindra 12 z jednej strony na drugą, powodując łagodne wytłumianie energii zderzeń.

Dwustronne tłoczysko 17 od strony wewnętrznej ma wykonany otwór prowadzący 23, w którym jest osadzony przesuwnie trzpień prowadzący 24 elastomerowych krążkowych elementów 25 sprężystego amortyzatora 26 poprzedzielanych stalowymi płytkami 27. Wewnętrzna czołowa część tłoczyska 17 styka się z tarczą 28 osadzoną przesuwnie na trzpieniu prowadzącym 24 i przez nią pozostaje w kontakcie z krążkowymi elementami 25 sprężystego amortyzatora 26. Taki kontakt tłoczyska 17 z krążkowymi elementami sprężystego amortyzatora 26 zapewnia siłę zwrotną odbijającą płytę bijakową 10 do pierwotnej pozycji po każdym zderzeniu sprężystym. Zewnętrzna końcowa część tłoczyska 17 jest osadzona w otworze 29 wykonanym w osi walcowego popychacza 9.

Fig. 1A przedstawia zewnętrzną postać wielostopniowego zderzaka kolejowego według wynalazku w pozycji swobodnej, przed wystąpieniem osiowych sił ściskających wynikających z przemieszczania się płyty bijakowej 10 po zderzeniu. W pozycji tej noże skrawające 6 zamocowane do korpusu 1 są umieszczone we wgłębieniach 7 tulei prowadzącej 3. Ponadto, do zewnętrznej powierzchni bocznej tulei prowadzącej 3 jest zamocowany poprzeczny wspornik 30 przeznaczony do połączenia z dodatkowymi elementami konstrukcji wagonu kolejowego.

Jak przedstawiono na fig. 2 i fig. 2A, podczas pracy zderzaka według wynalazku, w zakresie przemieszczeń sprężystych następuje przemieszczenie się płyty bijakowej 10, aż do kontaktu z czołem tulei prowadzącej 3. Przemieszczenie płyty bijakowej 10 powoduje przemieszczenie się tłoka 16. Tłok 16 przesuwając się w wewnętrznej przestrzeni 21 wymusza przemieszczanie oleju pomiędzy łukową powierzchnią boczną 22 a wewnętrzną powierzchnią cylindra 12. W tym samym czasie tłoczysko 17 przemieszcza tarczę 28 i przez nią powoduje ściskanie krążkowych elementów 25 sprężystego amortyzatora 26. Po każdym uderzeniu sprężystym, siła zwrotna pochodząca od rozprężających się elastomerowych krążkowych elementów 25, poprzez tarczę 28, dwustronne tłoczysko 17 i popychacz 8, odbija płytę bijakową 10 do pierwotnej pozycji zilustrowanej na fig. 1.

Na fig. 3 i fig. 3A przedstawione jest usytuowanie elementów wielostopniowego zderzaka kolejowego w końcowym etapie pochłaniania ekstremalnych energii zderzenia. Po przekroczeniu ustalonej siły zderzenia, następuje zerwanie kołnierzowej tulei 5 albo zerwanie spawanego połączenia 4 i przesuw tulei prowadzącej 3 względem korpusu 1. Taki względny przesuw rozpoczyna operację nacinanta\ podłużnych rowków 31 na zewnętrznej powierzchni tulei prowadzącej &. /yV\/

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wielostopniowy zderzak kolejowy zawierający korpus (1) połączony z tuleją prowadzącą (3); sprężysty amortyzator (26) dający siłę zwrotną osadzony wewnątrz tulei prowadzącej (3), stanowiącej prowadnicę zewnętrzną krążkowych elementów (25) sprężystego amortyzatora (26) j noże skrawające (6) wcinające się w element skrawany, po przekroczeniu ustalonej siły zderzenia oraz przepływowy tłumik (13) umieszczony pomiędzy wewnętrzną częścią płyty bijakowej (10) a sprężystym amortyzatorem (26), znamienny tym, że część tulei prowadzącej (3) stanowi cylinder (12) przepływowego tłumika (13), którego wewnętrzna przestrzeń (21) jest ograniczona oddalonymi od siebie dławnicami (14, 15), prowadzącymi tłok (16) za pomocą dwustronnego tłoczyska (17), a dwustronne tłoczysko (17) jest umieszczone pomiędzy wewnętrzną częścią płyty bijakowej (10) i sprężystym amortyzatorem (26), przy czym część tulei prowadzącej (3) jest zamocowana za pomocą zrywalnego połączenia (4) w prowadzącym otworze (2) korpusu (1), a ponadto do korpusu (1) są zamocowane noże skrawające (6) wchodzące we wgłębienia (7) wykonane w zewnętrznej części tulei prowadzącej (3) stanowiącej element skrawany.
2. 2. Wielostopniowy zderzak kolejowy według zastrz. 1, znamienny tym, że tłok (16) przepływowego tłumika (13) ma łukową powierzchnię boczną (22).
3. 3. Wielostopniowy zderzak kolejowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że dwustronne tłoczysko (17) ma z jednej strony otwór prowadzący (23), w którym jest umieszczony przesuwnie trzpień prowadzący (24) krążkowych elementów (25) sprężystego amortyzatora (26).
4. 4. Wielostopniowy zderzak kolejowy według zastrz. 1 do 3, znamienny tym, że dwustronne tłoczysko (17) styka się ze sprężystym amortyzatorem (26) poprzez tarczę (28).
5. 5. Wielostopniowy zderzak kolejowy według zastrz. 1 do 4, znamienny tym, że dwustronne tłoczysko (17) styka się z wewnętrzną częścią płyty bijakowej (10) poprzez walcowy popychacz (9) umieszczony przesuwnie w końcowej części tulei prowadzącej (3), przy czym część dwustronnego tłoczyska (17) jest umieszczona w otworze (29) wykonanym w osi walcowego popychacza (9).