SK283988B6

SK283988B6 - Čelný nadstavec podvozka a deformačný prvok na vozidlách, najmä na koľajových vozidlách

Info

Publication number: SK283988B6
Application number: SK1221-97A
Authority: SK
Inventors: Marc Erdmann; Karsten Heidgen; Steffen Scharf
Original assignee: Dwa Deutsche Waggonbau Gmbh
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 2004-06-08
Also published as: DE19638739C2; EP0831005B1; EP0831005A3; DE19654993A1; PL321505A1; DE19638739A1; SK122197A3; PL184369B1; ATE506240T1; EP0831005A2

Abstract

Riešenie sa týka čelného nadstavca podvozka a deformačného prvku na vozidlách, najmä na koľajových vozidlách, na zachytenie kinetickej energie pri zrážkach, kde pri vyčerpaní zdvihu spojky (10), zlyhaní odtrhovacieho prvku (11) a vychýlení spojky (10) dozadu do spojkovej šachty (12) dôjde k vedeniu zaťaženia cez dva deformačné prvky (1), bočne usporiadané na podvozku (4), pričom deformačné prvky (1) sú pripevnené na podvozok (4) pomocou montážnej dosky (18) a na podvozku (4) je pristavený uzavretý kryt (14).ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka čelnej strany podvozka vozidla, najmä koľajového vozidla, ako aj deformačného prvku, ktorý sa dá zabudovať napríklad do čelného nadstavca podvozka.

Doterajší stav techniky

Je známe, že prevádzkovatelia koľajových vozidiel popri zdokonalení vysokej aktívnej bezpečnosti systému požadujú vo zvýšenej miere zlepšenie pasívnej bezpečnosti vozidiel.

Jednou z možnosti bezpečnostné orientovaného konštrukčného riešenia je vytvorenie deformačných zón. Tieto sú výhodne usporiadané mimo vlastnej nosnej konštrukcie, aby sa umožnila málo nákladná oprava a aby sa vozidlo a cestujúci chránili pred účinkami nárazov spôsobených nehodami. Zariadenia, ktoré zodpovedajú týmto požiadavkám, sú známe ako stlačiteľné rúry, ktoré sa pri preťažení poskladajú, ako rozširovacie rúry s pohyblivými plastickými kĺbmi a aj ako absorpčné vložky s hliníkovými voštinami.

V EP 0621416 Al je navrhované zariadenie, ktoré sa realizovalo pri dvojpodlažnom TGV SNCF a spočíva v dôslednom rozdelení skrine vozidla na kontrolovane deformovateľné oblasti a naopak, odolné bezpečnostné oblasti. Kontrolovaná deformácia sa dosiahne rôznymi variantmi vytvorenia dutého profilu.

Schopnosť profilu absorbovať energiu sa dá porovnať s touto schopnosťou pre oceľové skrine, pričom absorpcia energie a deformačná stabilita sa zlepšia oproti jednoduchej dutej skrini špeciálnym prierezom.

Na ohodnotenie takýchto konštrukčných dielov, absorbujúcich energiu, sa používajú rôzne parametre účinnosti podľa nasledujúcej schémy:

^s«u ⁵ stupeň využitia

A.E.---100 [7.1

F_x„ ^{1 J} stupeň stlačenia

U

s.e.- — la

Tu znamenajú:

F silu pritlačenia

F_max špičkovú hodnotu sily pritlačenia

Fpriem strednú hodnotu sily pritlačenia

A.E. Crush Force Efficiency = stupeň využitia E = FdS deformačnú prácu

Emaxteor teoretickú (ideálnu) deformačnú prácu

S dráhu stlačenia

Sma, maximálnu dráhu stlačenia

S.E. Stroke Efficiency = stupeň stlačenia l_s dĺžku stlačenia l₀ východiskovú dĺžku

Žiaduce sú nasledujúce vlastnosti:

vysoký stupeň A.E. využitia:

vysoký stupeň S.E. stlačenia;

odolnosť proti zvislému zaťaženiu (nosnosť, deformačná stabilita a ochrana proti vyjdeniu nahor);

malá priestorová náročnosť (montážny priestor); nízka hmotnosť;

minimálne náklady/náklady na zhotovenie/náklady na údržbu.

Najmä voštinové konštrukcie sa vyznačujú takmer ideálnymi parametrami využitia (A.E., S.E.), ako aj nízkou hmotnosťou, ale samotné nemôžu plniť nosnú funkciu. Ako absorpčné vložky sa preto ponúkajú hliníkové voštiny v spojení s vedením teleskopického typu. Profily, ako napríklad duté skrine, môžu znášať bežné zaťaženia, ale vo všeobecnosti majú horšie stupne využitia, resp. nevýhodný pomer medzi pracovným zdvihom a konštrukčnou dĺžkou (stupeň stlačenia). Pomer hmotnosť - výkon je často neuspokojivý.

Podstata vynálezu

Úlohou predloženého vynálezu je vytvoriť čelný nadstavec podvozka s deformačnou zónou, ako aj pre takéto deformačné zóny ľahko vymeniteľný konštrukčný diel uvedeného typu, pričom kombináciou vhodných vlastností sa prekonajú nevýhody známych riešení. Táto úloha je podľa tohto vynálezu vyriešená znakmi patentových nárokov. Výhodami tohto vynálezu oproti známym zariadeniam sú výhodné stupne využitia a stlačenia, ako aj výhodný pomer hmotnosť - výkon. Zariadenie sa dá jednoducho vyrobiť z DIN polovýrobkov.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Príklad uskutočnenia tohto vynálezu je bližšie objasnený pomocou výkresov. Výkresy ukazujú na:

obr. 1 až obr. 3 rôzne varianty tvaru plášťa, obr. 4 až obr. 6 rôzne varianty prierezu, obr. 7 pohľad zhora na koniec čela podvozka, obr. 8 bočný pohľad na deformačný prvok so spúšťačom a priehradkami, obr. 9 rez deformačným prvkom s jadrom a medzivrstvami, obr. 10 rez deformačným prvkom s montážnou doskou.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Podľa obr. I až 3 môžu byť jadrá 3 zakryté rôznymi známymi tvarmi plášťa. Prierezy jadier 3 môžu byť taktiež rôzne, vytvorené známym spôsobom (obr. 4 až 6). Plášť 2 môže pozostávať z rôznych dielov, ktoré sú spojené známym spôsobom. Pri usporiadaní podľa obr. 7 má nasledovať po vyčerpaní zdvihu spojky 10, zlyhaní odtrhovacích (oddeľovacích) prvkov 11 a vychýlení spojky 10 dozadu do spojkovej šachty 12 vedenie zaťaženia cez dva deformačné prvky 1, bočné usporiadané na podvozku 4 v polohe nárazníkov. Podvozok 4 je proti rovine spriahnutia odsadený dozadu o zdvih spojky 10 a dĺžku deformačných prvkov 1. Na čele týchto deformačných prvkov 1 sa nachádzajú profilové dosky 13, aby sa počas kolízie zabránilo zvislým vzájomným posunom vozidiel.

Celé zariadenie sa nachádza za krytom 14, ktorý má len otvor 15 na spojku 10. Deformačné prvky 1 podľa obr. 8 až 10 pozostávajú z príslušne ohranených (vybavených hranami) plechov tvaru U, ktoré sú pomocou medziľahlého plechového pásu 7 privarené k plášťu 2 vo forme dutej skrine. Plechový pás 7 súčasne zlepšuje deformačnú prácu E, stupeň A.E. využitia a schopnosť uniesť zvislé zaťaženie. Predná strana je uzavretá navarenou doskou 16, ktorá má otvory 17 na pripevnenie profilovej dosky 13. Na zadnom konci je plášť 2 vybavený montážnou doskou 18 na pripevnenie na podvozok 4.

SK 28388 B6

Aby sa zlepšil stupeň A.E. využitia, plášť 2 na narazenom konci sa vybaví dvoma proti sebe ležiacimi geometrickými spúšťačmi 6. Na tento účel sa lichobežníková časť povrchu plechu nahradí zvonku navareným plechom, ktorý má asi polovičnú hrúbku proti hrúbke plechu plášťa 2. Lichobežníkový tvar umožňuje v dôsledku smerom dozadu pribúdajúcej prierezovej plochy plášťa 2, v porovnaní s pravouhlým alebo štvorcovým spúšťačom, rovnomernejšiu krivku stlačenia. Priehradky 8, navarené priečne k smeru zaťaženia, podporujú rovnomerné skladanie. Pri náraze sa plášť 2 zdeformuje v celom svojom priereze v režime kosoštvorcového zvlnenia, typickom pre duté skrine týchto rozmerov. Na zlepšenie stupňa A.E. využitia sa vnútri plášťa 2 nachádza jadro 3 z polykarbonátových rúrových voštinových blokov. Toto má proti používaným hliníkovým hexagonálnym voštinovým konštrukciám podstatne výhodnejšiu nákupnú cenu, vysokú odolnosť proti starnutiu a odolnosť proti korózii. E.A-parametre sú porovnateľné. Výška jednotlivých blokov zodpovedá približne dĺžke vlny skladania (hĺbke skladu). Medzivrstvy 9 ako tlakové dosky z tvrdenej tkaniny zabraňujú nežiaducim spôsobom zlyhania v nárazovej oblasti blokov.

Stupeň využitia (A.E.) deformačného prvku 1 je asi 80 %, maximálny stupeň stlačenia asi 70 %.

Je mysliteľné a v zmysle tohto vynálezu, že deformačný prvok sa použije aj v iných oblastiach než pri opísanom nadstavci podvozka.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Čelný nadstavec podvozka vozidiel, najmä koľajových, s aspoň jedným deformačným prvkom na zachytenie kinetickej energie pri zrážkach, vyznačujúci sa t ý m , že dva deformačné prvky (1) na vedenie zaťaženia po vyčerpaní zdvihu spojky (10), zlyhaní odtrhovacieho prvku (11) a vychýlení spojky (10) dozadu do spojkovej šachty (12), sú bočné usporiadané na podvozku (4) a pripevnené k nemu pomocou montážnej dosky (18), pričom podvozok (4) je vybavený uzavretým krytom (14).
2. Čelný nadstavec podvozka a deformačný prvok podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že kryt (14) má len jeden otvor (15) na spojku (10) a na kryte (14) v oblasti dosiek (16) sú usporiadané vonkajšie profilové dosky (13).
3. Deformačný prvok, pozostávajúci z vyplneného nosného plášťa, vyznačujúci sa tým, že do seba uzavretý kompaktný kovový plášť (2) je vyplnený dodatočne vloženým, v definovanom smere nárazu pôsobiacim, energiu absorbujúcim materiálom ako jadrom (3) a ako deformačný prvok (1), výhodne absorbujúci prácu, je spojený s podvozkom (4), ktorý je výhodne nosný.
4. Deformačný prvok podľa nároku 3, v y z n a č u júci sa tým, že jadro (3) sa skladá z navzájom spojených pozdĺžnych rúr.
5. Deformačný prvok podľa nároku 3a 4, vyznačujúci sa tým, že kovový plášť (2) vo forme dutej skrine pozostáva z ohranených plechov tvaru U so spojmi (5), ktoré sú spojené plechovými pásmi (7).
6. Deformačný prvok podľa nárokov 3 až 5, v y značujúci sa tým, že plášť (2) má v prednej časti spúšťače (6).
7. Deformačný prvok podľa nárokov 3 až 6, vyznačujúci sa tým, že plášť (2) je vybavený priehradkami (8).
8. Deformačný prvok podľa nárokov 3 až 7, vyzná í u j ú c i sa tým, že jadro (3) pozostáva z najmenej jedného bloku, pričom pri viacerých blokoch sú tieto oddelené medzivrstvami (9) ako činnými tlakovými doskami.
9. Deformačný prvok podľa nároku 8, v y z n a č u júci sa tým, že výška jednotlivých blokov zodpovedá približne dĺžke vlny skladania a v nárazovej oblasti blokov zostávajú medzivrstvy (9) z tvrdenej tkaniny.