Креш-модуль для рейкового транспортного засобу

Номер патенту: 103753

Опубліковано: 25.11.2013

Автори: Зайтцбергер Маркус, Неделік Роберт, Граф Ріхард

Є ще 5 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Креш-модуль (101) для рейкового транспортного засобу, який складається щонайменше з одного креш-елемента (102), розташованого між фронтальною відбійною плитою (103) і задньою приєднувальною плитою (105), причому між фронтальною відбійною плитою (103) і задньою приєднувальною плитою (105) розташований щонайменше один плитоподібний напрямний елемент (106) щонайменше для одного креш-елемента (102), орієнтований в основному в поздовжньому напрямі рейкового транспортного засобу, який відрізняється тим, що напрямний елемент (106) розташований вертикально.

2. Модуль за п. 1, який відрізняється тим, що на фронтальній відбійній плиті (103) розташовані пристрої (104) для захисту від "наповзання".

3. Модуль за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що напрямний елемент (106) має в основному прямокутну форму.

4. Модуль за одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що напрямний елемент (106) має U-подібний переріз з верхнім поясом (108а) і нижнім поясом (108b).

5. Модуль за одним з пп. 1-4, який відрізняється тим, що напрямний елемент (106) має щонайменше одне місце заданої деформації, переважно три місця заданої деформації.

6. Модуль за п. 5, який відрізняється тим, що місце заданої деформації орієнтоване в основному вертикально.

7. Модуль за п. 5 або 6, який відрізняється тим, що місцем заданої деформації є пластичний шарнір.

8. Модуль за п. 7, який відрізняється тим, що пластичний шарнір виконаний у вигляді лінії (107), а також виїмок у верхньому поясі (108а) і нижньому поясі (108b) перпендикулярно поздовжньому напряму рейкового транспортного засобу.

9. Модуль за п. 5 або 6, який відрізняється тим, що місцем заданої деформації є механічний шарнір (109).

10. Модуль за одним з пп. 5-9, який відрізняється тим, що щонайменше одне місце заданої деформації розташоване на напрямному елементі (106) таким чином, що воно розділяє напрямний елемент (106) щонайменше на дві ділянки (106а, 106b).

11. Модуль за п. 10, який відрізняється тим, що одне місце заданої деформації знаходиться на з'єднанні між щонайменше двома ділянками (106а, 106b) напрямного елемента (106), одне місце заданої деформації розташоване в близькій зоні від місця закріплення напрямного елемента (106) на фронтальній відбійній плиті (103), а ще одне місце заданої деформації - в близькій зоні від місця закріплення напрямного елемента (106) на задній приєднувальній плиті (105), причому близька зона тягнеться від відповідного місця закріплення до місця на напрямному елементі (106), яке віддалене на одну третину загальної довжини напрямного елемента (106) від відповідного місця закріплення.

12. Модуль за п. 11, який відрізняється тим, що одне місце заданої деформації знаходиться біля місця закріплення напрямного елемента (106) на фронтальній відбійній плиті (103), інше місце заданої деформації розташоване біля місця закріплення напрямного елемента (106) на задній приєднувальній плиті (105), а ще одне місце заданої деформації знаходиться на з'єднанні між щонайменше двома ділянками (106а, 106b) напрямного елемента (106).

13. Модуль за одним з пп. 10-12, який відрізняється тим, що щонайменше одне з місць заданої деформації виконане у вигляді пластичного шарніра і/або щонайменше одне з місць заданої деформації виконане у вигляді механічного шарніра (109).

14. Модуль за одним з пп. 1-13, який відрізняється тим, що передбачено рівно два креш-елементи (102) і рівно два напрямні елементи (106) U-подібного перерізу, причому два креш-елементи (102) розташовані поряд один з одним, утворюючи проміжок, в якому розташовані напрямні елементи (106), і кожен напрямний елемент (106) розташований поблизу одного креш-елемента (102), сполучений з фронтальною відбійною плитою (103) і задньою приєднувальною плитою (105), і напрямні елементи (106) мають в місцях приєднання до фронтальної відбійної плити (103) і задньої приєднувальної плити (105), а також в середині на лінії (107) пластичного шарніра місце заданої деформації.

15. Модуль за одним з пп. 1-14, який відрізняється тим, що щонайменше один плитоподібний напрямний елемент (106) жорстко сполучений з фронтальною відбійною плитою (103) і задньою приєднувальною плитою (105).

16. Модуль за одним з пп. 1-14, який відрізняється тим, що щонайменше один плитоподібний напрямний елемент (106) розташований в ньому таким чином, що зверненими до фронтальної відбійної плити (103) і задньої приєднувальної плити (105) кінцевими зонами він прилягає до фронтальної відбійної плити (103) і задньої приєднувальної плити (105) з можливістю переміщення або обертання кінцевих зон відносно них.

17. Модуль за п. 16, який відрізняється тим, що кінцеві зони напрямного елемента закріплені на фронтальній відбійній плиті (103) і задній приєднувальній плиті (105).

Текст

Реферат: Винахід стосується креш-модуля (101) для рейкового транспортного засобу, який складається щонайменше з одного креш-елемента (102), фронтальної відбійної плити (103) і задньої приєднувальної плити (105), причому між фронтальною відбійною плитою (103) і задньою приєднувальною плитою (105) розташований щонайменше один плитоподібний напрямний елемент (106), орієнтований, в основному, в поздовжньому напрямі рейкового транспортного засобу. UA 103753 C2 (12) UA 103753 C2 UA 103753 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Опис Винахід стосується креш-модуля (crash-modul) для рейкового транспортного засобу, який складається, щонайменше, з одного креш-елемента, розташованого між фронтальною відбійною і задньою приєднувальною плитами. У разі зіткнення двох рейкових транспортних засобів велика частина виникаючої енергії зіткнення переважно поглинається в зонах зминання, що деформуються певним чином, в кінцевих зонах рейкових транспортних засобів за рахунок пластичної деформації. При цьому зони зминання можуть бути реалізовані у вигляді креш-ділянок великої площини або у вигляді креш-елементів особливої геометричної форми і або інтегровані у несучу конструкцію, або встановлені у вигляді вільновстановлених креш-модулів на фронтальній конструкції. Особливо у разі вільновстановлених елементів слід звернути увагу на те, що в таких елементах в результаті поперечних сил і згинальних моментів, які виникають при ексцентричному введенні навантаження, може відбутися повне складання із зменшеним енергопоглинанням і як наслідок "наїзд" учасників зіткнення один на одного. Щоб усунути ці проблеми, можуть бути передбачені напрямні для сприйняття поперечних сил і згинальних моментів. У US 6158356 описано таке рішення, в якому у фронтальній частині рейкового транспортного засобу паралельно один одному і перпендикулярно напряму руху розташоване переднє і заднє плоскі кільця. Вони сполучені між собою на своїй верхній стороні шарніром, навколо якого вони обертаються при зіткненні, а на своїй нижній стороні містять по два трубчастих, ковзаючих один в одному креш-блоки. Недоліком цього рішення окрім великої зайнятої площі і складної конструкції є той факт, що для розсіювання енергії в розпорядженні є лише зменшений шлях сплющення. Внаслідок цього рейковий транспортний засіб може бути пошкоджений за рахунок направленої далі енергії зіткнення. В інших рішеннях використаний прогресивний пластичний характер випинання аксіальних сплющених креш-елементів для розсіяння енергії при зіткненнях. При невеликих розмірах перерізу і відсутності бічного напрямлення ці елементи чутливо реагують на ексцентричне прикладення навантаження. Тому такі рішення не підходять для дуже великого зсуву між ділянками зіткнення, оскільки вони не можуть запобігти поверненню контактних поверхонь, внаслідок чого може відбутися "наїзд" учасників зіткнення один на одного. Задачею винаходу є створення пристрою, який навіть при ексцентричному введенні навантаження простим чином забезпечував би розсіяння енергії в креш-елементах за рахунок сплющення у поздовжньому напрямі рейкового транспортного засобу і ефективно запобігало б "наїзду" учасників зіткнення один на одного. Ця задача вирішується за допомогою креш-модуля описаного вище роду згідно з винаходом за рахунок того, що між фронтальною відбійною і задньою приєднувальною плитами розташований щонайменше один плитоподібний напрямний елемент щонайменше для одного креш-елемента, який орієнтований, в основному, у поздовжньому напрямі рейкового транспортного засобу. Цей напрямний елемент виконаний так, що при сплющенні у поздовжньому напрямі рейкового транспортного засобу він помітно не впливає на деформаційну характеристику креш-елемента, проте в значній мірі сприймає виникаючі поперечні сили у вертикальному напрямі і згинальні моменти навколо поперечної осі транспортного засобу. За рахунок цього напрямного елемента виникаюча при зіткненні двох рейкових транспортних засобів енергія може бути введена у наявні креш-елементи у поздовжньому напрямі одного рейкового транспортного засобу, внаслідок чого можна запобігти "наїзд" або "наповзання" учасників зіткнення один на одного. Згідно з винаходом ця функція зберігається також при ексцентричному навантаженні, наприклад коли учасники зіткнення стикаються між собою з вертикальним зсувом. Отже, мова йде про ефективний напрямний механізм для сплющених у поздовжньому напрямі одного рейкового транспортного засобу креш-елементів з метою збереження поведінки при ексцентричних навантаженнях. Крім того, винахід відрізняється простою і дешевою конструкцією невеликого вбудовуваного об'єму, яка, при необхідності, може бути легко замінена. За рахунок довільного розрахунку напрямних елементів не відбувається зменшення максимальної довжини сплющення крешелементів. В креш-модулі краще, якщо на фронтальній відбійній плиті розташовані пристрої для захисту від "наповзання". Окрім запобігання поверненню контактних поверхонь це є істотною мірою по запобіганню при зіткненні двох рейкових транспортних засобів вертикального ковзання фронтальної частини одного по фронтальній частині іншого, яке приводить до "наїзду" один на одного. Відомо багато різних видів захисту від "наповзання", в даному випадку використовується, наприклад, ряд горизонтальних ребер. 1 UA 103753 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Напрямний елемент має переважно, в основному, прямокутну форму і розташований вертикально. Таке розташування дозволяє запобігти відхиленню контактних поверхонь у вертикальному напрямі. В принципі, можна також розташувати напрямний елемент горизонтально. Так, в поперечному напрямі може бути реалізована ефективна підтримка, завдяки чому при зіткненнях з горизонтальним зсувом забезпечується оптимальне введення енергії в креш-елементи. Напрямний елемент може бути виконаний по-різному, наприклад у вигляді масивної плити або коробчастого профілю. У будь-якому випадку умовою є можливість ефективного сприйняття напрямним елементом згинальних моментів навколо поперечної осі транспортного засобу і поперечних сил у вертикальному напрямі. (Це - при вертикальному розташуванні напрямного елемента, а при горизонтальному розташуванні мають бути виконані відповідні цьому умови). Тому особливо краще, якщо напрямний елемент має U-подібний переріз з верхнім і нижнім поясами. Ця конструкція відрізняється необхідною якістю і високою стабільністю при малій масі і малій площі, що займається, і технологічно виготовляється дуже просто, наприклад із сталевого листа за допомогою розкрою і відбортовки. Щоб якнайкраще вирішити поставлену задачу, краще, щоб напрямний елемент мав, щонайменше, одне місце заданої деформації. У разі зіткнення напрямний елемент може деформуватися вздовж цього місця заданої деформації, гарантуючи поглинання енергії зіткнення у поздовжньому напрямі рейкового транспортного засобу в креш-елементах. Якщо напрямний елемент розташований вертикально, то місце заданої деформації оптимальним чином орієнтоване, в основному, вертикально, тобто мова йде переважно про "шарнірне місце" з вертикальною віссю обертання. В принципі, сприятливо, якщо напрямний елемент має декілька місць заданої деформації, наприклад в місцях, де він закріплений на фронтальній відбійній і задній приєднувальних плитах, а також, наприклад, в середині напрямного елемента. Прості варіанти виконання тільки з одним місцем заданої деформації можна реалізувати, якщо напрямний елемент сполучений з приєднувальною плитою не жорстко, а затиснутий або притиснутий до креш-модуля, у будь-якому випадку, проте, змонтований так, що кінці напрямного елемента рухомі. При зіткненні напрямний елемент певним чином деформувався б в місці заданої деформації і повівся б на кінцях "шарнірно", що гарантує функціонування з мінімальними конструктивними витратами. Переважним чином місцем заданої деформації є пластичний шарнір. У разі пластичного шарніра мова йде не про конструктивно виконаний шарнір у вигляді самостійної деталі, а про лінійне місце напрямного елемента, який по можливості відрізняється здатністю великої механічної деформації і при деформації пластично деформується за типом шарніра. Такий пластичний шарнір має ту перевагу, що він реалізується з мінімальними витратами і, проте, має потрібні властивості. В даному випадку пластичним шарніром є, наприклад, перегин напрямного елемента, в якому елемент починає деформуватися при введенні навантаження, що відбувається при зіткненні. При цьому перегин утворює лінію пластичного шарніра, який включає також виїмки у верхньому і нижньому поясах напрямного елемента, причому виїмки виконані перпендикулярно поздовжньому напряму рейкового транспортного засобу. За рахунок цього слабке місце для деформації знаходиться в цій зоні, внаслідок чого пластичний шарнір однозначно позиціонується в напрямному елементі. У іншому варіанті здійснення винаходу місце заданої деформації може бути механічним шарніром. Це має ту перевагу, що деформація є оборотною і напрямний елемент з шарнірами може використовуватися багато разів. Отже, після зіткнення доводиться лише замінити крешелементи креш-модуля, а напрямні елементи можна продовжити використовувати. Особливо переважним є варіант, коли окрім оборотного напрямного елемента використовуються також оборотні креш-елементи, наприклад гідростатичні креш-елементи, газогідравлічні елементи і тому подібне. Таким чином, весь креш-модуль є оборотним і може використовуватися багато разів. Сприятливим чином місце заданої деформації розташоване на напрямному елементі таким чином, що воно розділяє його, щонайменше, на дві ділянки. Залежно від виконання місця заданої деформації ці ділянки є тільки локально відокремленими одна від одної ділянками, які є, проте, частиною одного блоку (пластичний шарнір), або ділянки, також фізично відокремлені одна від одної (механічний шарнір). Тут можливі обидва варіанти, які не обмежують функціонування креш-модуля. Як вже сказано, для функціонування достатньо, якщо виконано тільки одне місце заданої деформації, переважно в середині напрямного елемента. Проте функціонування може бути покращене, якщо напрямний елемент має три місця заданої деформації. За рахунок цих трьох 2 UA 103753 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 місць деформації напрямний елемент може складатися у вигляді гармошки, гарантуючи введення енергії зіткнення в креш-елементи у поздовжньому напрямі рейкового транспортного засобу. В цілому, сприятливо, якщо одне місце заданої деформації знаходиться на з'єднанні між, щонайменше, двома ділянками напрямного елемента, одне місце заданої деформації розташоване в близькій зоні від місця закріплення напрямного елемента на фронтальній відбійній плиті, а ще одне місце заданої деформації - в близькій зоні від місця закріплення напрямного елемента на задній приєднувальній плиті, причому близька зона тягнеться від відповідного місця закріплення до місця на напрямному елементі, яке віддалене на одну третину загальної довжини напрямного елемента від відповідного місця закріплення. Це розташування має ту перевагу, що за рахунок трьох місць заданої деформації можлива певна деформація напрямного елемента. Сприятливим чином місця заданої деформації на відповідних кінцях напрямного елемента розташовані не в місцях його закріплення на фронтальній відбійній і задній приєднувальній плитах, а з невеликим зсувом. Оскільки місця закріплення потенційно проблематичні, наприклад мова може йти про зварні шви, які, як відомо, мають особливі властивості, цей зсув може гарантувати функціонування без проблем. Креш-модуль може бути виконаний конструктивно простіше, якщо одне місце заданої деформації знаходиться безпосередньо біля місця закріплення напрямного елемента на фронтальній відбійній плиті, інше місце заданої деформації розташоване безпосередньо біля місця закріплення напрямного елемента на задній приєднувальній плиті, а ще одне місце заданої деформації знаходиться на з'єднанні між, щонайменше, двома ділянками напрямного елемента. Переважним чином, щонайменше, одне з місць заданої деформації виконане у вигляді пластичного шарніра і/або, щонайменше, одне з місць заданої деформації виконане у вигляді механічного шарніра. Отже, можливі різні виконання напрямного елемента. З одного боку, всі місця заданої деформації можуть бути виконані у вигляді пластичних шарнірів, що було б особливо просто при реалізованому варіанті. З іншого боку, всі місця заданої деформації можуть бути виконані у вигляді механічних шарнірів, причому можливі також комбінації різних типів шарнірів. Наприклад, шарніри можуть бути виконані в місцях закріплення напрямного елемента на фронтальній відбійній і задній приєднувальній плитах у вигляді пластичних шарнірів, тоді як місце деформації в середині між ділянками напрямного елемента може бути виконане у вигляді механічного шарніра. Зрозуміло, можливі також інші комбінації. Звичайно, при цьому слід ще раз згадати варіант, в якому тільки місце заданої деформації в середині між ділянками напрямного елемента є пластичним або механічним шарніром, в принципі, певне шарнірне місце, яке може бути реалізоване також інакше, тоді як кінцеві зони напрямного елемента утримуються в своєму положенні за рахунок затиску, примикання і тому подібне, виконані "обертальними" і беруть участь в деформаціях напрямного елемента згідно з винаходом. В одному особливо переважному варіанті передбачено рівно два креш-елементи і рівно два напрямні елементи U-подібного перерізу, причому два креш-елементи розташовані поряд один з одним, утворюючи проміжок, в якому розташовані напрямні елементи, і кожен напрямний елемент розташований поблизу одного креш-елемента, сполучений з фронтальною відбійною і задньою приєднувальною плитами, і напрямні елементи мають в місцях приєднання до фронтальної відбійної і задньої приєднувальної плити, а також в середині на лінії пластичного шарніра місце заданої деформації. Як вже сказано, щонайменше, один плитоподібний напрямний елемент жорстко сполучений з фронтальною відбійною і задньою приєднувальною плитами. Таке з'єднання може здійснюватися різним чином, наприклад за рахунок зварювання або клепання. В іншому варіанті, щонайменше, один плитоподібний напрямний елемент розташований в креш-модулі таким чином, що зверненими до фронтальної відбійної і задньої приєднувальної плити кінцевими зонами він прилягає до них, і кінцеві зони можуть переміщатися або обертатися відносно них. Таке розташування може бути досягнуте тоді, коли напрямний елемент тільки вкладений у креш-модуль, тобто, наприклад, притиснутий або затиснутий. Перевага полягає в тому, що, в принципі, напрямний елемент повинен мати тільки одне місце заданої деформації, в якому він деформується при зіткненні або іншому прикладанні сили, тоді як його кінцеві зони можуть рухатися вільно і на зразок шарніра. При цьому сприятливо, якщо вільні таким чином кінцеві зони напрямного елемента закріплені кріпильними засобами на фронтальній відбійній і задній приєднувальній плитах. За рахунок цього можна досягти того, що напрямний елемент не ковзатиме при трясінні і буде розташований належним чином. 3 UA 103753 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Нижче винахід детальніше пояснюється на прикладі здійснення, який не обмежує його і який зображений на кресленнях. На них схемно представлені: - фіг. 1: перспективний вид креш-модуля; - фіг. 2: креш-модуль з фіг. 1 у розібраному вигляді; - фіг. 3а: вид зверху варіанту напрямного елемента з трьома місцями заданої деформації; - фіг. 3b: вид зверху іншого варіанту напрямного елемента з трьома місцями заданої деформації; - фіг. 4: перспективний вид напрямного елемента з механічним шарніром; - фіг. 4а: перспективний вид креш-модуля з напрямними елементами з механічними шарнірами; - фіг. 5: перспективний вид креш-модулів двох рейкових транспортних засобів незадовго до зіткнення з вертикальним зсувом, причому креш-модулі не містять напрямних елементів; - фіг. 6а: вид збоку креш-модулів з фіг. 5 по стрілці А; - фіг. 6: перспективний вид креш-модулів двох рейкових транспортних засобів з фіг. 5 після зіткнення з вертикальним зсувом; - фіг. 6а: вид збоку креш-модулів з фіг. 6 по стрілці В; - фіг. 7: перспективний вид креш-модулів двох рейкових транспортних засобів незадовго до зіткнення з вертикальним зсувом, причому креш-модулі містять напрямні елементи; - фіг. 8: перспективний вид креш-модулів двох рейкових транспортних засобів з фіг. 7 після зіткнення з вертикальним зсувом; - фіг. 8а: вид збоку креш-модулів фіг. 8 по стрілці С. На фіг. 1 зображений креш-модуль 101, використовуваний, наприклад, в рейкових транспортних засобах. Такий креш-модуль 101 може бути, наприклад, інтегрований у виступаючу частину рейкового транспортного засобу або змонтований вільновстановленим на його передній стороні. Креш-модуль 101 складається з двох креш-елементів 102, розташованих поряд один з одним. Креш-елементи 102 складаються з матеріалу, що пластично деформується, наприклад алюмінієвих або сталевих профілів, піноматериалів, наприклад алюмінієвої піни, або з оборотних ударопоглинальних елементів, таких як гідростатичні креш-елементи, газогідравлічні елементи і тому подібне. Крім того, креш-модуль 101 включає фронтальну відбійну плиту 103 з пристроями 104 для захисту від "наповзання" і задню приєднувальну плиту 105. Фронтальна відбійна плита 103 служить для введення навантаження при зіткненні. При цьому на фіг. 1 зображений тільки приклад виконання, проте, зрозуміло, можливі і інші варіанти без обмеження функціонування креш-модуля 101. Наприклад, можна використовувати також відбійну плиту без пристроїв для захисту від "наповзання". Пристрої 104 для захисту від "наповзання" виконані у вигляді горизонтальних ребер, які при зіткненні двох рейкових транспортних засобів перешкоджають "наїзду" одного рейкового транспортного засобу на інший, що викликає серйозні руйнування. Наприклад, на фіг. 1 перед кожним з обох креш-елементів 102 розташовано п'ять горизонтальних ребер, проте тут можливі також інші варіанти. Задня приєднувальна плита 105 служить для підтримки креш-модуля 101 при зіткненні. Вона зазвичай сполучена з частиною рейкового транспортного засобу, що залишилася. При фронтальному центральному зіткненні його енергія передається на креш-елементи 102 і поглинається там за рахунок пластичної деформації. Проте при ексцентричному введенні навантаження, якщо, наприклад, два рейкові транспортні засоби стикаються з вертикальним зсувом, виникають поперечні сили і згинальні моменти. Для сприйняття додатково виникаючих сил збоку на креш-елементах 102 розташовані напрямні елементи 106, які сполучають фронтальну відбійну 103 і задню приєднувальну 105 плити. З'єднання напрямних елементів 106 з обома плитами 103, 105 здійснюється, наприклад, зварюванням. В одному варіанті крешмодуля напрямні елементи можуть бути лише затиснуті або притиснуті, тобто не сполучені з обома плитами 103, 105. В такому разі краще, щоб напрямні елементи будь-яким чином були зафіксовані в своєму положенні. Наприклад, можуть використовуватися затиски, які утримують напрямні елементи 106 в їх положенні, проте не заважають їх функціонуванню (затиск 114 на фіг. 4а). Заради повноти слід сказати, що виконання задньої приєднувальної плити 105 також є лише прикладом і одним з багатьох можливих варіантів. Фіг. 2 дає в розібраному виді креш-модуля 101 з фіг. 1 докладнішу картину його окремих елементів. Тут слід особливо виділити напрямні елементи 106. Вони виконані у вигляді додаткових профілів, що мають переріз, який може сприймати високі навколо поздовжньої осі згинальні моменти. В принципі, напрямний елемент 106 може бути виконаний у вигляді 4 UA 103753 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 коробчастого профілю або масивної плити, проте, у будь-якому випадку, має бути збережена здатність напрямного елемента 106 сприймати поперечні сили і згинальні моменти. В принципі, напрямний елемент 106 виконаний прямокутним і, в основному, плитоподібним і орієнтований у поздовжньому напрямі рейкового транспортного засобу. Щоб при вертикальному зсуві між транспортними засобами, що зіткнулися, можна було направити енергію зіткнення у поздовжньому напрямі рейкового транспортного засобу, потрібно, щоб напрямний елемент 106 був розташований вертикально. Можливий також варіант, в якому напрямний елемент розташований горизонтально і, таким чином, при зіткненні з горизонтальним зсувом гарантує введення енергії зіткнення у крешелементи. В даному прикладі напрямний елемент 106 виконаний з U-подібним перерізом із стінкою і верхнім 108а і нижнім 108b поясами. Напрямні елементи 106 закріплені на фронтальній відбійній 103 і задній приєднувальній 105 плитах, наприклад зварюванням. У цих місцях закріплення і приблизно в середині напрямний елемент 106 має конструктивні місця заданої деформації, в яких він переважно деформується при введенні енергії, наприклад при ударі об перешкоду. Ці місця заданої деформації виконані у вигляді виїмок в профілі і у вигляді перегину або ліній 107 пластичних шарнірів. На фіг. 2 добре видно трикутні виїмки у верхньому 108а і нижньому 108b поясах напрямного елемента 106, а також перегин вздовж лінії 107 пластичного шарніра. З фіг. 2 виходить, що верхній 108а і нижній 108b пояси в місцях приєднання до фронтальної відбійної 103 і задньою приєднувальної 105 плити також мають виїмки. У разі зіткнення в місцях заданої деформації утворюються пластичні шарніри. При виді зверху ці пластичні шарніри утворюють трикутник, який має в кожній кутовій точці обертальний шарнір і при укороченні однієї сторони не викликає ніяких або ніяких помітних примусових сил. Таким чином, у разі центрального введення навантаження не виникає ніяких істотно вищих силових витрат для зминання креш-елементів 102, які, тим самим, поглинають енергію зіткнення. У разі позацентрового введення навантаження окрім нормальної сили у поздовжньому напрямі рейкового транспортного засобу виникають також згинальні моменти і поперечні сили, які погано поглинаються креш-елементами 102, що деформуються. Виникає навіть небезпека їх повного перегину, внаслідок чого вони не можуть ефективно поглинати енергію зіткнення. За рахунок розташування напрямних елементів 106 з їх місцями заданої деформації запобігає поверненню/відхиленню всього пристрою. В принципі, місця заданої деформації можуть бути розташовані по-різному. На фіг. 3а при виді зверху зображений варіант напрямного елемента 106, в якому передбачено три місця заданої деформації 111, 112, 113. При цьому вони виконані у вигляді пластичних шарнірів, що, проте, є, зрозуміло, тільки одним з декількох можливих варіантів. Для кращого розуміння напрямний елемент роздільний на три частини D1, D2, D3. Перше місце деформації 111 розташоване в близькій зоні від фронтальної відбійної плити 103. Правда, воно знаходиться не безпосередньо в місці закріплення напрямного елемента 106 на плиті, а трохи із зсувом, в його першій третині частини D1. Це дозволяє уникнути можливих труднощів, які можуть виникнути в місці закріплення, наприклад якщо воно реалізоване у вигляді зварного шва. Друге місце деформації 112 знаходиться в середині напрямного елемента 106, або в другій третині частини D2. Третє місце деформації 113 розташоване в близькій зоні від задньої приєднувальної плити 105, проте також не безпосередньо в місці закріплення, а із зсувом в останній третині частини D3 напрямного елемента 106. На фіг. 3b зображений інший варіант, в якому перше 111 і третє 113 місця деформації розташоване безпосередньо на фронтальній відбійній 103 і задній приєднувальній 105 плитах відповідно. В принципі, може бути також достатньо, якщо в середній частині напрямного елемента 106 передбачене тільки друге місце деформації 112, тоді як перше 111 і третє 113 місця деформації можуть відпасти, якщо, наприклад, напрямний елемент 106 закріплений не на фронтальній відбійній плиті 103, а тільки затиснутий або притиснутий в креш-модулі. В даному випадку місця заданої деформації, як вже сказано, можуть бути виконані у вигляді пластичних шарнірів або виїмок і перегинів в U-подібному профілі. В принципі, можна також передбачити замість пластичних шарнірів механічні шарніри 109, які забезпечують контрольовану деформацію напрямних елементів 106. На фіг. 4 як приклад зображений напрямний елемент 106 з механічним шарніром 109, причому шарнір зображений лише схемно, а реальне виконання може, зрозуміло, відрізнятися від цієї схеми. В принципі, можна реалізувати відповідні місця заданої деформації в комбінації з пластичними шарнірами і механічними шарнірами 109. Наприклад, у разі фіг. 1 і 2 місце заданої деформації в середині напрямних елементів 106 (на фіг.2 в місці лінії 107 пластичного шарніра) 5 UA 103753 C2 5 10 15 20 25 30 35 може бути виконане у вигляді пластичного шарніра, тоді як місця заданої деформації на фронтальній відбійній 103 і задній приєднувальній 105 плитах можуть бути виконані у вигляді механічних шарнірів 109. Зрозуміло, можливий також випадок, коли середнє місце заданої деформації виконане у вигляді механічного шарніра 109, а місця деформації на плитах виконані у вигляді пластичних шарнірів. Можливі також будь-які інші комбінації, наприклад механічні шарніри 109 на фронтальній відбійній плиті 103 і в середині, а пластичний шарнір - на задній приєднувальній плиті 105. На фіг. 4а як приклад зображена комбінація механічних 109 і пластичних шарнірів. Крешмодуль 101 містить напрямні елементи 106, що мають в середині механічні шарніри 109, причому в місцях закріплення на фронтальній відбійній плиті 103 і задній приєднувальній плиті (не показана) виконані пластичні шарніри. Як вже сказано, місця заданої деформації в місцях закріплення також можуть відпасти, наприклад, якщо напрямний елемент 106 затискається в креш-модулі 101. Щоб запобігти у такому разі зсуву напрямного елемента 106, наприклад із-за трясіння, він може бути зафіксований у своєму положенні затисками 114. На фіг. 5 зображено два рейкові транспортні засоби незадовго до зіткнення, причому вони представлені своїми креш-модулями 101’, 110. Вони не містять напрямних елементів 106 (фіг. 1 і 2). Обидва креш-модулі 101’, 110 стикаються з невеликим вертикальним зсувом, як це видно на фіг. 6а при виді збоку по стрілці А. На фіг. 6 креш-модулі 101’, 110 зображені після зіткнення. В результаті ексцентричного взаємного удару креш-елементи не деформуються в поздовжньому напрямі рейкового транспортного засобу, а виникає вигин - фронтальні відбійні плити обох креш-модулів 101’, 110 повертаються, і відбувається "наїзд" транспортних засобів один на одного. Це видно також на фіг. 6а, де зображений вид збоку креш-модулів 101’, 110 по стрілці В. На фіг. 7-8а зображений той же процес, причому тут креш-модулі 101, 110’ мають напрямні елементи 106, 106’ відповідно. На фіг.7 креш-модулі 101, 110’ зображені незадовго до зіткнення, причому також має місце горизонтальний зсув. Ситуація відповідає, тим самим, ситуації на фіг. 6а. Для кращого пояснення функції напрямних елементів 106, 106’ задні приєднувальні плити креш-модулів 101, 110’ не показані. На фіг. 8 креш-модулі 101, 110’ зображені після зіткнення. В протилежність зображеному фіг.6 випадку тут напрямні елементи 106, 106’ сприймають істотну частину згинальних моментів/поперечних сил, перешкоджаючи, таким чином, поверненню фронтальних відбійних плит і креш-елементів. Напрямні елементи 106, 106’ деформуються на пластичних шарнірах, причому по мірі деформації креш-елементів напрямні елементи 106, 106’ "складаються" у проміжок між крешелементами. За рахунок сприйняття згинальних моментів і поперечних сил енергія зіткнення за допомогою напрямних елементів 106, 106’ спрямовується у креш-елементи переважно у поздовжньому напрямі рейкового транспортного засобу. На фіг. 8а зображений вид збоку по стрілці С з фіг. 8, де видно, що не відбувається вигинання креш-елементів і енергія зіткнення оптимально поглинається в них. 40 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 1. Креш-модуль (101) для рейкового транспортного засобу, який складається щонайменше з одного креш-елемента (102), розташованого між фронтальною відбійною плитою (103) і задньою приєднувальною плитою (105), причому між фронтальною відбійною плитою (103) і задньою приєднувальною плитою (105) розташований щонайменше один плитоподібний напрямний елемент (106) щонайменше для одного креш-елемента (102), орієнтований в основному в поздовжньому напрямі рейкового транспортного засобу, який відрізняється тим, що напрямний елемент (106) розташований вертикально. 2. Модуль за п. 1, який відрізняється тим, що на фронтальній відбійній плиті (103) розташовані пристрої (104) для захисту від "наповзання". 3. Модуль за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що напрямний елемент (106) має в основному прямокутну форму. 4. Модуль за одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що напрямний елемент (106) має Uподібний переріз з верхнім поясом (108а) і нижнім поясом (108b). 5. Модуль за одним з пп. 1-4, який відрізняється тим, що напрямний елемент (106) має щонайменше одне місце заданої деформації, переважно три місця заданої деформації. 6. Модуль за п. 5, який відрізняється тим, що місце заданої деформації орієнтоване в основному вертикально. 6 UA 103753 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 7. Модуль за п. 5 або 6, який відрізняється тим, що місцем заданої деформації є пластичний шарнір. 8. Модуль за п. 7, який відрізняється тим, що пластичний шарнір виконаний у вигляді лінії (107), а також виїмок у верхньому поясі (108а) і нижньому поясі (108b) перпендикулярно поздовжньому напряму рейкового транспортного засобу. 9. Модуль за п. 5 або 6, який відрізняється тим, що місцем заданої деформації є механічний шарнір (109). 10. Модуль за одним з пп. 5-9, який відрізняється тим, що щонайменше одне місце заданої деформації розташоване на напрямному елементі (106) таким чином, що воно розділяє напрямний елемент (106) щонайменше на дві ділянки (106а, 106b). 11. Модуль за п. 10, який відрізняється тим, що одне місце заданої деформації знаходиться на з'єднанні між щонайменше двома ділянками (106а, 106b) напрямного елемента (106), одне місце заданої деформації розташоване в близькій зоні від місця закріплення напрямного елемента (106) на фронтальній відбійній плиті (103), а ще одне місце заданої деформації - в близькій зоні від місця закріплення напрямного елемента (106) на задній приєднувальній плиті (105), причому близька зона тягнеться від відповідного місця закріплення до місця на напрямному елементі (106), яке віддалене на одну третину загальної довжини напрямного елемента (106) від відповідного місця закріплення. 12. Модуль за п. 11, який відрізняється тим, що одне місце заданої деформації знаходиться біля місця закріплення напрямного елемента (106) на фронтальній відбійній плиті (103), інше місце заданої деформації розташоване біля місця закріплення напрямного елемента (106) на задній приєднувальній плиті (105), а ще одне місце заданої деформації знаходиться на з'єднанні між щонайменше двома ділянками (106а, 106b) напрямного елемента (106). 13. Модуль за одним з пп. 10-12, який відрізняється тим, що щонайменше одне з місць заданої деформації виконане у вигляді пластичного шарніра і/або щонайменше одне з місць заданої деформації виконане у вигляді механічного шарніра (109). 14. Модуль за одним з пп. 1-13, який відрізняється тим, що передбачено рівно два крешелементи (102) і рівно два напрямні елементи (106) U-подібного перерізу, причому два крешелементи (102) розташовані поряд один з одним, утворюючи проміжок, в якому розташовані напрямні елементи (106), і кожен напрямний елемент (106) розташований поблизу одного крешелемента (102), сполучений з фронтальною відбійною плитою (103) і задньою приєднувальною плитою (105), і напрямні елементи (106) мають в місцях приєднання до фронтальної відбійної плити (103) і задньої приєднувальної плити (105), а також в середині на лінії (107) пластичного шарніра місце заданої деформації. 15. Модуль за одним з пп. 1-14, який відрізняється тим, що щонайменше один плитоподібний напрямний елемент (106) жорстко сполучений з фронтальною відбійною плитою (103) і задньою приєднувальною плитою (105). 16. Модуль за одним з пп. 1-14, який відрізняється тим, що щонайменше один плитоподібний напрямний елемент (106) розташований в ньому таким чином, що зверненими до фронтальної відбійної плити (103) і задньої приєднувальної плити (105) кінцевими зонами він прилягає до фронтальної відбійної плити (103) і задньої приєднувальної плити (105) з можливістю переміщення або обертання кінцевих зон відносно них. 17. Модуль за п. 16, який відрізняється тим, що кінцеві зони напрямного елемента закріплені на фронтальній відбійній плиті (103) і задній приєднувальній плиті (105). 7 UA 103753 C2 8 UA 103753 C2 9 UA 103753 C2 10 UA 103753 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Crash module for arail vehicle

Автори російською

Graf, Richard, Nedelik, Robert, Seitzberger, Markus

МПК / Мітки

МПК: B61G 11/00, B61D 15/00

Мітки: засобу, транспортного, креш-модуль, рейкового

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/13-103753-kresh-modul-dlya-rejjkovogo-transportnogo-zasobu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Креш-модуль для рейкового транспортного засобу</a>

Подібні патенти