RU2231462C2 - Рельсовое транспортное средство, имеющее кабину машиниста, обеспеченную энергопоглощающей конструкцией, выполненной с возможностью воспринимать столкновение, происходящее выше рамы транспортного средства - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к рельсовым транспортным средствам с энергопоглощающей конструкцией для защиты машиниста. Рельсовое транспортное средство имеет конец с кабиной машиниста, жесткую раму (1), проходящую под кабиной машиниста, защитный щит (3), находящийся между внутренним пространством кабины машиниста и частью наружной обшивки (5) и снабженный жёсткой конструкцией. Защитный щит (3) опирается на раму (1) и связан с рамой (1) посредством по меньшей мере одного энергопоглощающего элемента, расположенного локально между щитом (3) и рамой (1). Энергопоглощающие элементы соединяют защитный щит (3) продольно с рамой (1) так, чтобы обеспечивать защитному щиту (3) возможность перемещения относительно рамы (1) в продольном направлении транспортного средства за счёт деформирования энергопоглощающих элементов при фронтальном ударе. Изобретение повышает надежность. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к рельсовым транспортным средствам с кабиной для машиниста, и относится к такому транспортному средству, которое имеет энергопоглощающую конструкцию для защиты машиниста транспортного средства в случае столкновения.

Существующие рельсовые транспортные средства оснащены на своих концах средствами, предназначенными для того, чтобы выдерживать напряжения, которым транспортное средство подвергается в обычных эксплуатационных условиях и когда происходят “стыковочные” удары на низких скоростях.

Также из документа FR-A-2698840 известно, что рельсовые транспортные средства, имеющие кабину машиниста, можно оборудовать энергопоглощающими металлическими конструкциями для защиты пассажиров и машиниста транспортных средств, когда они подвергаются значительным ударам, например при столкновении с другим поездом. Транспортные средства имеют зоны динамической пластической деформации, выполненные из постоянных или сменных энергопоглощающих элементов на концах транспортного средства.

Однако такая конструкция выполнена с возможностью поглощения энергии сильного удара на уровне продольных балок рамы транспортного средства, но не способна выдержать удар о препятствие, которое наносит удар по кабине машиниста рельсового транспортного средства над уровнем рамы. Такой удар может иметь место, когда препятствие наносит удар по рельсовому транспортному средству на уровне с кабиной машиниста, и он также может произойти при ударе о препятствие, относительно которого энергопоглощающие элементы рамы имеют слишком большие габариты и поэтому они не могут должным образом амортизировать удар. В этом случае высокая жесткость рамы и имеющая уклон вниз форма конца поезда обычно обусловливают подъем препятствия при столкновении с ним, в результате чего оно ударяет по кабине машиниста и создает ее неуправляемую деформацию, подвергая угрозе жизнь машиниста.

Задача данного изобретения заключается в уменьшении этих недостатков за счет обеспечения рельсового транспортного средства, в котором кабина машиниста имеет простой и недорогой в изготовлении защитный щит, выполненный с возможностью поглощения энергии удара с препятствием, которое ударяет по кабине машиниста выше уровня продольных балок рамы транспортного средства.

Данное изобретение обеспечивает рельсовое транспортное средство, на конце которого расположена кабина машиниста, причем указанное транспортное средство имеет жесткую раму, проходящую под кабиной машиниста; при этом рельсовое транспортное средство отличается тем, что имеет защитный щит, находящийся между внутренним пространством кабины машиниста и частью наружной обшивки и имеющий жесткую конструкцию; при этом защитный щит опирается на раму и соединен с рамой при помощи по меньшей мере одного энергопоглощающего элемента, расположенного между щитом и рамой.

Согласно конкретным вариантам реализации рельсовое транспортное средство согласно данному изобретению может содержать одну или более следующих характеристик, взятых отдельно или в любом технически осуществимом сочетании: один или более энергопоглощающих элементов соединяют защитный щит продольно с рамой, чтобы обеспечить защитному щиту возможность перемещаться относительно рамы в продольном направлении транспортного средства с помощью одного или более энергопоглощающих элементов, деформирующихся при фронтальном ударе;

в месте их сопряжения рама и защитный щит имеют взаимно дополняющие формы, образующие направляющее устройство подвижного типа в продольном направлении транспортного средства;

защитный щит образован жесткой конструкцией, проходящей вертикально по высоте кабины машиниста, и имеет отверстие, обращенное к ветрового стеклу транспортного средства;

защитный щит также проходит по боковым сторонам кабины машиниста с образованием конструкции корпуса;

защитный щит и рама локально соединены непосредственно друг с другом посредством отламывающихся крепящих элементов;

верхняя часть защитного щита соединена посредством энергопоглощающих элементов с конструкционными элементами, прикрепленными к раме или выполненными заодно с ней;

на переднюю поверхность защитного щита опираются энергопоглощающие элементы, проходящие к переднему концу транспортного средства;

на передний конец рамы опираются энергопоглощающие элементы;

один или более энергопоглощающих элементов образованы конструкциями, которые деформируются заданным образом,

на передний конец рамы опирается рельсоочиститель, освобождающий рельсовый путь.

Объекты, признаки и преимущества данного изобретения поясняются приводимым ниже описанием конкретной реализации изобретения, которая является неограничивающим примером, и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - перспектива с частичным пространственным разнесением деталей одного конца рельсового транспортного средства, оснащенного конструкцией согласно данному изобретению;

фиг.2 - увеличенная перспектива с пространственным разделением деталей части конструкции, образующей передний конец транспортного средства, изображаемого на фиг.1;

фиг.3 - перспектива конструкции, образующей передний конец транспортного средства согласно фиг.1, до удара;

фиг.4 - вид, аналогичный виду фиг.3, после удара на уровне кабины машиниста рельсового транспортного средства.

Для более ясного представления на чертежах изображены только те элементы, которые необходимы для понимания изобретения. Аналогичные элементы имеют аналогичные ссылочные обозначения на всех чертежах.

Фиг.1 изображает передний конец рельсового транспортного средства, имеющего недеформируемую жесткую раму 1, обеспечивающую жесткость для транспортного средства, и внешнюю обшивку 5, формирующую имеющий эстетический вид корпус для транспортного средства и опору для ветрового стекла 9.

Транспортное средство имеет кабину машиниста, обеспеченную конструкцией для защиты машиниста. Конструкция изображена с пространственным разделением деталей на фиг.2 и находится между внутренним пространством кабины машиниста и частью наружной обшивки 5, которая определяет торец транспортного средства. Эта конструкция имеет жесткий защитный щит 3, который является недеформируемым, имеет переднюю стенку, проходящую вертикально по существу по всей высоте кабины машиниста, и имеет боковые стенки 3b на обеих сторонах кабины машиниста. Передняя стенка 3а имеет широкое отверстие 10, обращенное к ветровому стеклу 9 транспортного средства и обеспечивающее широкий обзор машинисту.

Согласно фиг.2 и 3 защитный щит 3 имеет опорную пластину 3с, опирающуюся на плоскую верхнюю поверхность 1а рамы 1, и имеет два направляющих выступа 11, проходящих по соответствующим двум боковым стенкам 3b защитного щита 3 вниз. Каждый направляющий выступ 11 проходит вертикально вблизи продольной балки 1b рамы 1 и имеет нижний конец с кромкой 15, проходящей под продольной балкой 1b с образованием противоподъемного упора, не дающего защитному щиту 3 подниматься с рамы 1.

Защитный щит 3 соединен продольно с рамой 1 на каждом направляющем выступе 11 посредством деформируемой распорки 6, установленной между задней поверхностью 11а направляющего выступа 11 и поверхностью 1с упора, относящейся к плечу рамы 1, установленному обращенным к задней поверхности 11а направляющего выступа 11. В изображаемом варианте реализации деформируемая распорка 6 предпочтительно выполнена из металлических листов в сборе, которые пластично деформируются заданным образом и имеют продольные концы с соответствующими фланцами, позволяющими им крепиться на болтах.

В качестве своего верха защитный щит 3 также имеет две связующие балки 12, проходящие к задней стороне транспортного средства и соединенные с конструкционным кольцом (не изображено), опирающимся на раму 1 транспортного средства. Две связующие балки 12 выполнены из металлических листов в сборе, которые деформируются пластично заданным образом и образуют энергопоглощающие элементы, прочностные свойства которых по существу эквиваленты прочностным свойствам деформируемых распорок 6.

Защитный щит 3 предпочтительно локально удерживается на раме 1 отламывающимися болтами, которые не изображены.

Как показано на фиг.3, на переднюю поверхность передней стенки 3а защитного щита 3 опирается совокупность энергопоглощающих “сминаемых коробок” 7, выступающих в сторону торца транспортного средства. Сминаемые коробки 7 предпочтительно имеют меньшую прочность, чем распорки 6 и связующие балки 12, в результате чего при ударе совокупность сминаемых коробок 7 деформируется поступательно перед распорками 6, и связующие балки 12 начинают деформироваться.

Передний конец рамы 1 транспортного средства целесообразно оборудовать двумя противовыбеговыми энергопоглощающими упорами 8, которые расположены соосно с продольными балками 1b на обеих сторонах автосцепки 13, образуемой головкой межвагонного соединения, соединенной с буферным брусом рамы 1 посредством энергопоглощающего элемента. Противовыбеговые энергопоглощающие упоры 8 имеют очень высокую прочность, рассчитанную на поглощение того количества энергии, которое создается при столкновении транспортного средства с другим рельсовым транспортным средством.

Фиг.4 показывает деформацию описываемой конструкции транспортного средства после удара с препятствием, ударившим в торец транспортного средства выше уровня продольных балок 1b рамы 1, по существу вровень со сминаемыми коробками 7, которые опираются на переднюю поверхность защитного щита 3.

Как показано на фиг.4, при ударе сминаемые коробки 7 передней поверхности защитного щита 3 сминаются, тем самым амортизируя часть энергии удара, а остальная часть энергии удара поглощается распорками 6 и связующими балками 12, деформируемыми поступательно, тем самым перемещая защитный щит 3 назад относительно рамы 1; при этом рама 1 направляет защитный щит 3 во время всего его перемещения с помощью двух направляющих выступов 11.

Это поступательное перемещение защитного щита 3 делает возможным поглощение энергии удара, при этом также сохраняя конструкционную целостность защитного щита 3 и тем самым гарантируя спасительное пространство для машиниста, который постоянно остается в укрытии за защитным щитом 3. Как можно видеть на фиг.4, перемещение защитного щита 3 в направлении назад происходит по длине хода, которая не может быть больше данной максимальной длины хода, поскольку поверхность 1с упора рамы 1 взаимодействует с направляющими выступами 11 и тем самым не дает щиту 3 перемещаться за пределы нормального диапазона амортизации, происходящей за счет сминаемости распорок 6.

Для обеспечения повышенной степени безопасности внутри кабины 1 машиниста кабина выполнена таким образом, что защитный щит 3 при перемещении назад в пределах сминаемости распорки не травмирует машиниста. Панель управления транспортного средства (не показана) предпочтительно крепится к защитному щиту 3 и поэтому остается как одно целое вместе с ним при ударе, тем самым предотвращая деформацию элементов и их вылет под воздействием удара. Сиденье машиниста можно также прикрепить к защитному щиту 3, чтобы оно перемещалось одновременно с защитным щитом.

Выполненное таким образом транспортное средство обеспечивает преимущество гарантирования высокой степени безопасности машиниста за счет того, что удар, происходящий на уровне кабины, амортизируется защитным щитом, перемещающимся назад управляемым образом; при этом защитный щит сохраняет свою конструкционную целостность и всегда выполняет свою функцию защитного щита.

Выполненное таким образом транспортное средство обеспечивает преимущество наличия недеформируемой жесткой рамы, доходящей до зоны вблизи торца транспортного средства. Поэтому имеется возможность установки рельсоочистителя (не изображен) вблизи передней зоны транспортного средства за счет прикрепления его непосредственно под жесткой рамой, тем самым исключая возможность того, что он будет нарушать режим работы транспортного средства.

Разумеется, данное изобретение не ограничивается описываемым и иллюстрируемым здесь вариантом реализации, приводимым только в качестве примера. Возможны модификации, в частности, в отношении выполнения различных элементов либо путем замены техники выполнения на эквивалентные виды выполнения в объеме защиты данного изобретения.

Claims (11)

1. Рельсовое транспортное средство, имеющее конец с кабиной машиниста, при этом транспортное средство имеет жесткую раму (1), проходящую под кабиной машиниста, и энергопоглощающий элемент (6), отличающееся тем, что имеет защитный щит (3), находящийся между внутренним пространством кабины машиниста и частью наружной обшивки (5) и снабженный жесткой конструкцией, при этом защитный щит (3) опирается на раму (1) и связан с рамой (1) посредством по меньшей мере одного энергопоглощающего элемента (6), расположенного локально между щитом (3) и рамой (1).

2. Рельсовое транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что энергопоглощающие элементы (6) соединяют защитный щит (3) продольно с рамой (1) так, чтобы обеспечивать защитному щиту (3) возможность перемещения относительно рамы (1) в продольном направлении транспортного средства за счет деформирования энергопоглощающих элементов (6) при фронтальном ударе.

3. Рельсовое транспортное средство по п.2, отличающееся тем, что рама (1) и защитный щит (3), в месте их соединения, имеют взаимно дополняющие формы, образующие направляющее устройство подвижного типа в продольном направлении транспортного средства.

4. Рельсовое транспортное средство по любому одному из пп.1-3, отличающееся тем, что защитный щит (3) состоит из жесткой конструкции, проходящей вертикально по высоте кабины машиниста и имеющей отверстие (10), обращенное к ветровому стеклу (9) транспортного средства.

5. Рельсовое транспортное средство по п.4, отличающееся тем, что защитный щит (3) также проходит по боковым сторонам кабины машиниста с образованием конструкции корпуса.

6. Рельсовое транспортное средство по любому одному из пп.1-5, отличающееся тем, что защитный щит (3) и рама (1) локально соединены непосредственно друг с другом с помощью отламывающихся крепящих элементов.

7. Рельсовое транспортное средство по любому одному из пп.1-6, отличающееся тем, что верхняя часть защитного щита (3) соединена посредством энергопоглощающих элементов (12) с конструкционными элементами, прикрепленными к раме (1) или выполненными заодно с ней.

8. Рельсовое транспортное средство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что на переднюю поверхность защитного щита (3) опираются энергопоглощающие элементы (7), проходящие к торцу транспортного средства.

9. Рельсовое транспортное средство по одному из пп.1-8, отличающееся тем, что на передний конец рамы (1) опираются энергопоглощающие элементы (8).

10. Рельсовое транспортное средство по одному из пп.1-9, отличающееся тем, что указанные энергопоглощающие элементы (6, 7, 8, 12) образованы конструкциями, которые деформируются.

11. Рельсовое транспортное средство по одному из пп.1-10, отличающееся тем, что на передний конец рамы (1) опирается рельсоочиститель.

Images