RU2180296C2

RU2180296C2 - Railway train automatic coupler

Info

Publication number: RU2180296C2
Application number: RU99109067A
Authority: RU
Inventors: В.А. Малафеев; А.С. Арсентьев; С.В. Гурин; В.И. Беляев; Ю.Н. Истомин; Д.А. Ступин
Priority date: 1999-05-05
Filing date: 1999-05-05
Publication date: 2002-03-10

Abstract

FIELD: railway transport; vehicle couplers. SUBSTANCE: invention relates to couplers of railway vehicles with similar design mating parts designed for catching alignment members of couplers for automatic joining of cars at considerable deviations of coupler axes in horizontal and vertical planes. Proposed automatic coupler consists of head housing with mounting or receiving holes, cylindrical guide element. Lock mechanism and guide element fasteners. Guide element has coaxial guide surfaces in form of cones differing in cone angles and guide horizontal flats and chamfers. The latter are arranged in places of intersection of conical surface, cylindrical surface and flats. EFFECT: compact design, small mass, reduced labor input in manufacture, provision of optimum characteristics as to reliability, cost and layout. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к сцепкам железнодорожного транспорта с одинаковыми по типу сопрягаемыми частями и предназначена для улавливающих центрирующих устройств сцепки, необходимых для автоматической стыковки вагонов при значительных отклонениях их осей сцепок в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Оно может быть использовано в других отраслях техники для вышеуказанных целей. The invention relates to couplings of railway vehicles with the same type of mating parts and is intended for catching centering coupling devices required for automatic docking of cars with significant deviations of their axles of couplings in horizontal and vertical planes. It can be used in other industries for the above purposes.

Известна и широко распространена автоматическая сцепка СА-3 [1], используемая на большинстве единиц отечественного подвижного железнодорожного состава. Улавливание этих сцепок осуществляется за счет выполнения на них специальных скосов, центрирующих сцепки в горизонтальной плоскости. Known and widespread automatic coupling SA-3 [1], used on most units of domestic rolling stock. These couplings are caught by performing special bevels on them, centering the couplings in a horizontal plane.

Достоинством сцепки CA-3 является простота, возможность стыковки вагонов на кривых малого радиуса, при которых соединяемые вагоны имеют значительные отклонения по горизонтали. Однако в вертикальной плоскости эта сцепка не центрирует и взаимное смещение вагонов в вертикальной плоскости компенсируется за счет свободного перемещения в вертикальной плоскости одной сцепки относительно другой. Такое техническое решение приводит к появлению интенсивного износа в местах взаимных перемещений и, как следствие, к низкому ресурсу. Кроме того, отсутствие улавливания и жесткой фиксации сцепок в двух плоскостях не позволяет автоматически стыковать и другие системы вагонов, например, электрические и пневматические. The advantage of CA-3 coupling is its simplicity, the ability to dock cars on small radius curves, at which the connected cars have significant horizontal deviations. However, in the vertical plane, this coupling does not center and the mutual displacement of the cars in the vertical plane is compensated by the free movement in the vertical plane of one coupling relative to the other. Such a technical solution leads to the appearance of intense wear in places of mutual displacements and, as a result, to a low resource. In addition, the lack of trapping and rigid fixation of the couplers in two planes does not automatically connect other car systems, for example, electric and pneumatic ones.

Известна механическая автосцепка [2] для железнодорожного транспортного средства. Она содержит улавливающий и направляющий элементы, симметрично расположенные относительно оси сцепки вагонов. Направляющий элемент в виде цилиндра с заостренным концом входит при сцеплении в улавливающее (приемное) отверстие. Достоинством сцепки является надежная гарантия жесткой сцепки вагонов, оси которых в момент сцепления имеют значительные отклонения в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Known mechanical automatic coupling [2] for a railway vehicle. It contains trapping and guiding elements symmetrically located relative to the axis of the hitching cars. A guide element in the form of a cylinder with a pointed end enters the catching (receiving) hole upon engagement. The advantage of the hitch is a reliable guarantee of a rigid hitch of wagons, the axes of which at the moment of coupling have significant deviations in the vertical and horizontal planes.

Недостаток устройства - в сравнительно больших его габаритах, сложности, высокой трудоемкости и стоимости изготовления. The disadvantage of the device is its comparatively large dimensions, complexity, high complexity and manufacturing cost.

Известна автоматическая сцепка [3] для рельсовых транспортных средств, в которой процесс улавливания и центрирования сцепок осуществляется аналогично вышеописанному способу. При этoм направляющий элемент помимо центрирования выполняет также функцию замкового механизма, являясь его частью за счет выполнения на нем специальных кольцевых впадин, взаимодействующих с запирающими рычагами. Достоинством устройства является упрощение замкового устройства при сохранении основных недостатков описанного выше [2] устройства. Known automatic coupling [3] for rail vehicles, in which the process of catching and centering the hitch is carried out similarly to the above method. In this case, the guide element, in addition to centering, also performs the function of the locking mechanism, being a part of it due to the execution of special ring cavities on it, interacting with the locking levers. The advantage of the device is the simplification of the locking device while maintaining the main disadvantages of the above-described [2] device.

Тем не менее последнее устройство наиболее близко по своей технической сущности предлагаемому и принято в качестве прототипа,
Задача, решаемая предлагаемым устройством, заключается в обеспечении малых габаритов, массы, трудоемкости и стоимости изготовления.Nevertheless, the latter device is closest in its technical essence to the proposed and adopted as a prototype,
The problem solved by the proposed device is to ensure small dimensions, mass, labor and manufacturing costs.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве, содержащем корпус сцепки с замком, центрирующим элементом (выступом) и улавливающим отверстием для него, центрирующий выступ выполнен съемным, размещен в установочном отверстии головки, соосном приемному отверстию, и снабжен направляющими поверхностями, взаимодействующими с соответствующими направляющими поверхностями приемных отверстий головки, причем приемное и установочное отверстия выполнены идентичными. Приемное отверстие головки может быть соосно или эксцентрично оси сцепки. Направляющий элемент имеет заостренный конец, выполненный в виде соосных конусов разных углов раствора, и снабжен плавными переходами конусной поверхности к плоским направляющим поверхностям. При этом конструкция корпуса сцепки резко упрощается, особенно в случае выполнения его литьевым способом, который является наиболее технологичным в условиях массового изготовления сцепок. Максимальный эффект по снижению габаритов, массы и других параметров допускается в случае расположения съемного центрирующего элемента по оси сцепки, поскольку представляется возможным максимально уменьшить габариты сцепки по горизонтали, что особенно актуально в случае наличия кожуха ограждения сцепки, что характерно для современных перспективных вагонов пассажирских поездов. Малые габариты сцепки по горизонтали позволяют легко закомпоновать ее в дверной проем кожуха ограждения и избежать утыкания сцепки в кожух как во время стыковки вагонов на кривых, так и в процессе перемещения на кривых сцепленных вагонов. Сочленение сцепок при их значительном взаимном отклонении обеспечивается как за счет заострения конца направляющего элемента, так и за счет выполнения в приемном отверстии корпуса сцепки заходных фасок. Для обеспечения возможности центрирования сцепок при их угловых отклонениях на цилиндрической части направляющего элемента выполнена лыска, при этом профиль поперечного сечения приемного отверстия выполнен идентичным профилю поперечного сечения установочного отверстия и направляющего элемента. Плавный угловой поворот сцепок обеспечивается за счет выполнения переходных площадок, расположенных в углах сопряжения лысок с конусной частью направляющего элемента. Наличие заходной части с малым углом конусности позволяет обеспечить оптимальные габариты направляющего элемента по длине, сохранив при этом высокую способность к улавливанию друг друга. The problem is solved in that in a device containing a hitch with a lock, a centering element (protrusion) and a catching hole for it, the centering protrusion is removable, placed in the mounting hole of the head, coaxial with the receiving hole, and provided with guide surfaces that interact with the respective guides the surfaces of the receiving holes of the head, and the receiving and mounting holes are made identical. The head inlet may be coaxial or eccentric to the hitch axis. The guide element has a pointed end, made in the form of coaxial cones of different angles of the solution, and is equipped with smooth transitions of the conical surface to flat guide surfaces. At the same time, the design of the hitch housing is greatly simplified, especially if it is injection molded, which is the most technologically advanced in the conditions of mass production of hitch. The maximum effect of reducing the dimensions, mass and other parameters is allowed if the removable centering element is located along the coupling axis, since it seems possible to minimize the horizontal dimensions of the coupling, which is especially important in the case of a coupling guard casing, which is typical for modern promising passenger train cars. The small horizontal dimensions of the hitch make it easy to assemble it in the doorway of the enclosure of the fence and to prevent the hitch from being stuck in the casing both during the docking of wagons on the curves and during the movement on the curves of coupled wagons. The articulation of the couplers with their significant mutual deviation is provided both due to the sharpening of the end of the guide element, and due to the implementation of the input chamfers in the receiving hole of the coupling body. To ensure the possibility of centering the couplers with their angular deviations, a flat is made on the cylindrical part of the guide element, while the cross-sectional profile of the receiving hole is identical to the cross-sectional profile of the mounting hole and the guide element. Smooth angular rotation of the hitch is ensured by the implementation of transitional pads located in the corners of the pair of flats with the conical part of the guide element. The presence of the lead-in with a small angle of taper allows you to ensure optimal dimensions of the guide element along the length, while maintaining a high ability to catch each other.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства со съемным направляющим элементом и приемными отверстиями, расположенными по оси сцепки вагонов. In FIG. 1 shows a General view of the device with a removable guide element and receiving holes located along the axis of the coupling of cars.

На фиг. 2 изображен вид спереди на расцепленное сцепное устройство со съемным направляющим элементом и приемным отверстием, расположенным по оси сцепки вагонов. In FIG. 2 shows a front view of an uncoupled coupling device with a removable guide element and a receiving hole located along the axis of coupling of the cars.

На фиг. 3 изображен общий вид устройства со съемным центрирующим элементом и приемными отверстиями, расположенными эксцентрично относительно продольной оси сцепки. In FIG. 3 shows a general view of the device with a removable centering element and receiving holes located eccentrically relative to the longitudinal axis of the hitch.

На фиг. 4 изображен вид спереди на расцепленное сцепное устройство со съемным направляющим элементом и приемным отверстием, расположенными эксцентрично относительно оси сцепки вагонов. In FIG. 4 is a front view of an uncoupled coupling device with a removable guide element and a receiving hole eccentrically located relative to the hitch axis of the cars.

Устройство состоит из двух однотипных сцепных головок 1 и 2, при этом на корпусе, по крайней мере, одной из них установлен с помощью пальца 3 съемный направляющий элемент 4. На корпусах сцепных головок установлены замки 5. The device consists of two of the same coupling heads 1 and 2, while a removable guide element 4 is mounted on the housing of at least one of them with a finger 3. Locks 5 are mounted on the bodies of the coupling heads.

Установочное и приемное отверстия головок выполнены идентичными и соосными между собой и осью сцепки. The mounting and receiving holes of the heads are identical and coaxial with each other and with the hitch axis.

Приемные отверстия головок выполнены прямоугольного горизонтально расположенного сечения и снабжены заходными скосами 6 и 7. The receiving holes of the heads are made of a rectangular horizontal section and are equipped with entry bevels 6 and 7.

Направляющий элемент 4 установлен в одной из сцепных головок, выполнен цилиндрической формы и снабжен соосными направляющими конусами 8 и 9 разных углов раствора, направляющими горизонтальными лысками 10 и скосами 11 для взаимодействия с приемным отверстием другой сцепной головки 2. The guide element 4 is installed in one of the coupling heads, made of a cylindrical shape and equipped with coaxial guide cones 8 and 9 of different solution angles, horizontal flanges 10 and bevels 11 for interacting with the receiving hole of the other coupling head 2.

Для зацепления с замком 5 на головках выполнены упоры 12. To engage with the lock 5 on the heads made stops 12.

Возможно выполнение устройства с эксцентричным расположением установочного и приемного отверстий относительно оси сцепки. It is possible to implement a device with an eccentric arrangement of the mounting and receiving holes relative to the axis of the hitch.

В этом случае устройство снабжено двумя направляющими элементами 4, направленными в разные стороны и взаимодействующими с соответствующими приемными отверстиями сцепных головок 1 и 2. In this case, the device is equipped with two guide elements 4, directed in different directions and interacting with the respective receiving holes of the coupling heads 1 and 2.

Устройство работает следующим образом. При сближении вагонов оси их головок могут иметь значительные взаимные горизонтальные, вертикальные и угловые смещения, являющиеся следствием влияния кривизны пути, загрузки вагонов и др. Наличие заостренного направляющего элемента 4 и скосов 6 (7) на заходной части приемного отверстия позволяет осуществлять улавливание и плавное центрирование сцепок в горизонтальной и вертикальной плоскостях. При этом, поскольку большая ось прямоугольного окна расположена горизонтально, большие смещения сцепок можно реализовать также в горизонтальной плоскости. При наличии взаимных угловых смещений головок плоские поверхности (лыски) 10 и скосы 11, взаимодействуя с приемным отверстием ответной сцепной головки, позволяют центрировать головки по углу, т.к. возникающий момент разворачивает головки в требуемое положение. Так, по мере углубления центрирующего элемента 4 в приемное отверстие происходит угловой поворот головок до полного совпадения лысок 10 на элементе 4 и приемном отверстии, что и является завершением процесса центрирования головок. По окончании центрирования происходит автоматическое срабатывание замков 5, обеспечивающего сжатое соединение сцепок, как за счет зацепления замков 5 за упоры 12, так и за счет наличия лысок на направляющем элементе 4 и отверстиях головок. The device operates as follows. When the cars approach each other, the axes of their heads can have significant mutual horizontal, vertical and angular displacements resulting from the influence of the curvature of the track, loading of the cars, etc. The presence of a pointed guide element 4 and bevels 6 (7) on the inlet part of the receiving hole allows trapping and smooth centering couplers in horizontal and vertical planes. Moreover, since the large axis of the rectangular window is horizontal, large displacements of the hitch can also be realized in the horizontal plane. In the presence of mutual angular displacements of the heads, flat surfaces (flats) 10 and bevels 11, interacting with the receiving hole of the reciprocal coupling head, allow you to center the heads in angle, because the arising moment turns the heads to the required position. So, as the centering element 4 deepens into the receiving hole, the heads rotate angularly until the flats 10 on the element 4 and the receiving hole completely coincide, which completes the process of centering the heads. At the end of the centering, the locks 5 are automatically actuated, providing a compressed connection of the couplers, both due to the engagement of the locks 5 at the stops 12, and due to the presence of flats on the guide element 4 and the holes of the heads.

При варианте с двумя направляющими элементами 4 центрирование происходит одновременно с помощью обоих направляющих элементов 4, угловое смещение устраняется за счет эксцентричного расположения этих элементов, т.к. во время взаимодействия головок 1 и 2 с соответствующими направляющими элементами возникает восстанавливающий момент, который разворачивает головки в требуемое положение. In the variant with two guide elements 4, centering occurs simultaneously with both guide elements 4, the angular displacement is eliminated due to the eccentric arrangement of these elements, because during the interaction of the heads 1 and 2 with the corresponding guide elements, a restoring moment occurs, which turns the heads to the desired position.

Заявителем изготовлены опытные образцы устройства, которые подтвердили заявленные преимущества. The applicant made prototypes of the device, which confirmed the claimed benefits.

Список использованной литературы
1. Вагоны. Под редакцией Л.А.Шадура. Москва, "Транспорт", 1980, с.439.List of references
1. Wagons. Edited by L.A. Shadur. Moscow, "Transport", 1980, p. 439.

2. Патент 2048340, Россия. 2. Patent 2048340, Russia.

3. Патент 1743346 A3, Россия (прототип). 3. Patent 1743346 A3, Russia (prototype).

Claims

1. Automatic coupling of the rolling stock of railway transport, containing two heads of the same type with receiving holes, a guide element having a cylindrical and conical surface, and locking devices installed on each coupling head, characterized in that the guide element is removable with the possibility of placement in the receiving hole any of the coupling heads is coaxial with the receiving hole of the other coupling head and is equipped with coaxial guide surfaces in the form of cones with different angles of solution ra, with horizontal flanges and bevels at the intersection of the conical guide surface, the cylindrical surface of the body of the guide element and the mentioned flats, and the receiving hole of the coupling head is rectangular in shape, the major axis of which is horizontal.

2. The automatic coupling according to claim 1, characterized in that the locking devices are mounted on the housing of each coupling head with the possibility of engagement with stops located on another coupling head.