Поглощающий аппарат для амортизации ударных и тяговых динамических нагрузок (варианты) и фрикционный механизм для поглощающего аппарата - RU2456190C2

Чертежи

Описание

Область техники

Настоящее изобретение относится, в целом, к поглощающим аппаратам для железнодорожных транспортных средств, и, более конкретно, данное изобретение относится к поглощающему аппарату, установленному внутри тягового хомута железнодорожного транспортного средства и имеющему, по меньшей мере, одну сжимаемую эластомерную пружину и взаимодействующий с ней фрикционный механизм.

Уровень техники

Хорошо известны поглощающие аппараты для амортизации ударных и тяговых шоковых воздействий, встречающихся во время формирования и работы железнодорожного транспортного средства, которые включают в себя корпус, имеющий закрытый конец и открытый конец, сжимаемый элемент, размещенный внутри закрытого конца, и фрикционный механизм, размещенный внутри открытого конца. В последнее время разные железные дороги и железнодорожные транспортные компании добиваются как увеличения грузоподъемности железнодорожных транспортных средств, так и увеличения способности поглощающего аппарата выдерживать более сильные динамические нагрузки.

Концепциям и конструкциям, предлагаемым настоящим изобретением, предшествуют меры по исключению корпуса поглощающего аппарата для увеличения грузоподъемности железнодорожного транспортного средства. В патенте США №6446820 раскрыт один тип такого устройства, в котором поглощающий аппарат имеет тяговый хомут, переднюю упорную плиту, заднюю упорную плиту, передний упругий элемент и задний упругий элемент. Тяговый хомут имеет верхний и нижний упоры. Передняя упорная плита прижимается к верхнему и нижнему упорам тягового хомута. Поглощающий аппарат также включает в себя центральный стержень, который проходит через тяговый хомут, через задний упругий элемент и через заднюю упорную плиту. Задний конец центрального стержня имеет резьбу, и в нем размещается резьбовой крепежный элемент для удержания задней упорной плиты и заднего упругого элемента. Однако было обнаружено, что при повторном применении центрального стержня будет недостаточно для сохранения осевого выравнивания заднего упругого элемента, что приводит к потере боковой устойчивости прокладок и пластин, и дополнительно приводит к уменьшению рабочих характеристик и надежности поглощающего аппарата. Также было обнаружено, что данный поглощающий аппарат не противодействует избыточному сжатию заднего упругого элемента, что дополнительно приводит к уменьшению надежности и увеличению стоимости технического обслуживания.

Таким образом, имеется постоянная потребность в более легком и надежном поглощающем аппарате, способном поглощать большие динамические нагрузки.

Краткое описание изобретения

Изобретение предлагает поглощающий аппарат для амортизации ударных и тяговых шоковых воздействий, встречающихся во время формирования и работы железнодорожного транспортного средства.

Согласно первому объекту изобретения создан поглощающий аппарат для амортизации ударных и тяговых динамических нагрузок, используемый в комбинации с удлиненным тяговым хомутом, имеющим пару отстоящих относительно друг друга верхнего и нижнего полосовых элементов и выполненным с возможностью съемной установки внутри полой хребтовой балки кузова железнодорожного транспортного средства, и применяемый в указанном хребтовом балочном элементе во время формирования железнодорожного состава и его эксплуатации, при этом поглощающий аппарат содержит, по меньшей мере, один сжимаемый эластомерный пружинный элемент, расположенный между парой верхнего и нижнего полосовых элементов тягового хомута, для поглощения и/или рассеивания динамических нагрузок, причем, по меньшей мере, один сжимаемый эластомерный пружинный элемент имеет продольную ось, соосную продольной центральной оси тягового хомута; и фрикционный механизм, упирающийся в один конец, по меньшей мере, одного сжимаемого эластомерного пружинного элемента и дополнительно находящийся в непосредственном контакте с, по меньшей мере, одним заданным участком пары верхнего и нижнего полосовых элементов тягового хомута.

Согласно второму объекту изобретения создан поглощающий аппарат для амортизации ударных и тяговых динамических нагрузок, применяемый в хребтовом балочном элементе кузова железнодорожного транспортного средства во время формирования железнодорожного состава и его эксплуатации, при этом поглощающий аппарат содержит удлиненный тяговый хомут, выполненный с возможностью съемной установки внутри полой хребтовой балки кузова железнодорожного транспортного средства, причем тяговый хомут имеет головку тягового хомута, которая выполнена с возможностью присоединения к концу хвостовика сцепки, хвостовую часть, противоположную в осевом направлении головке тягового хомута, пару удлиненных, по существу параллельных, отстоящих друг относительно друга верхнего и нижнего полосовых элементов, каждый из которых имеет внутреннюю поверхность, внешнюю поверхность, передний конец и задний конец, причем задний конец каждого полосового элемента присоединен к хвостовой части тягового хомута, а передний конец каждого полосового элемента присоединен к головке тягового хомута; заднюю упорную плиту, расположенную между верхним и нижним полосовыми элементами поперечно продольной центральной оси тягового хомута, причем задняя упорная плита имеет такие размеры, чтобы упираться в каждое посадочное место для поглощающего аппарата, сформированное внутри хвостовой части тягового хомута, и в пару задних упоров, прикрепленных к хребтовой балке, когда поглощающий аппарат находится в позиции для амортизации ударных динамических нагрузок; переднюю упорную плиту, расположенную между верхним и нижним полосовыми элементами поперечно центральной оси тягового хомута, причем передняя упорная плита имеет такие размеры, чтобы упираться в пару передних упоров, сформированных в кожухе ударной розетки, взаимодействующего с хребтовой балкой, когда поглощающий аппарат находится в позиции для амортизации тяговых динамических нагрузок; сжимаемый эластомерный пружинный элемент, установленный между парой верхнего и нижнего полосовых элементов тягового хомута и имеющий продольную ось, соосную продольной центральной оси тягового хомута, причем сжимаемый эластомерный пружинный элемент имеет задний конец, упирающийся на внутреннюю поверхность задней упорной плиты; и фрикционный механизм, упирающийся в один конец сжимаемого эластомерного пружинного элемента и дополнительно находящийся в непосредственном контакте с, по меньшей мере, одним из пары верхнего и нижнего полосовых элементов.

Предпочтительно, фрикционный механизм включает в себя первый фрикционный элемент, имеющий первую плоскую поверхность, вторую противоположную поверхность и пару из противоположных в осевом направлении концов, каждый из которых имеет сформированный в нем скошенный фрикционный участок; второй фрикционный элемент, имеющий первую плоскую поверхность, вторую противоположную поверхность и пару из противоположных в осевом направлении концов, каждый из которых имеет сформированный в нем скошенный фрикционный участок, причем второй фрикционный элемент отцентрирован относительно первого фрикционного элемента и отстоит от него; и пару вертикально расположенных и отстоящих относительно друг друга в осевом направлении клиньев, каждый из которых имеет в целом плоскую первую поверхность и пару скошенных фрикционных участков, сформированных в противоположной второй поверхности, причем каждый скошенный фрикционный участок каждого клина соответствует и фрикционно взаимодействует с соответствующим скошенным участком, сформированным в соответствующем конце первого фрикционного элемента и второго фрикционного элемента.

Предпочтительно, первая плоская поверхность первого фрикционного элемента упирается и скользящим образом перемещается по внутренней поверхности верхнего полосового элемента тягового хомута.

Предпочтительно, первый фрикционный элемент включает в себя пару отстоящих друг относительно друга фланцев, каждый из которых проходит наружу от соответствующего конца первой плоской поверхности первого фрикционного элемента и прилегает к соответствующему боковому краю верхнего полосового элемента для направления осевого перемещения фрикционного механизма и сжимаемого эластомерного пружинного элемента, в результате чего пара фланцев охватывает участок верхнего полосового элемента.

Предпочтительно, первая плоская поверхность второго фрикционного элемента упирается и скользящим образом перемещается по внутренней поверхности нижнего полосового элемента тягового хомута.

Предпочтительно, второй фрикционный элемент включает в себя пару отстоящих друг относительно друга фланцев, каждый из которых проходит наружу от соответствующего конца первой плоской поверхности второго фрикционного элемента и прилегает к соответствующему боковому краю нижнего полосового элемента для направления осевого перемещения фрикционного механизма и сжимаемого эластомерного пружинного элемента, в результате чего пара фланцев охватывает участок нижнего полосового элемента.

Предпочтительно, первая плоская поверхность каждого из первого фрикционного элемента и второго фрикционного элемента упирается и скользящим образом перемещается по соответствующей внутренней вертикальной поверхности хребтовой балки.

Предпочтительно, второй фрикционный элемент и первый фрикционный элемент отстоят друг относительно друга в вертикальном направлении, когда поглощающий аппарат установлен для амортизации ударных и тяговых динамических нагрузок.

Предпочтительно, второй фрикционный элемент и первый фрикционный элемент отстоят друг относительно друга в горизонтальном направлении, когда поглощающий аппарат установлен для амортизации ударных и тяговых динамических нагрузок.

Предпочтительно, сжимаемый эластомерный пружинный элемент включает в себя многоступенчатый пакет, имеющий заданное множество эластомерных прокладок, разделенных заданным множеством пластинчатых элементов, причем каждая из заданного множества эластомерных прокладок и каждый из множества пластинчатых элементов располагаются поперек центральной оси тягового хомута и вбок внутри хребтовой балки, при этом каждая из заданного множества эластомерных прокладок сжимается вдоль центральной оси в направлении задней упорной плиты для амортизации ударных динамических нагрузок и сжимается вдоль центральной оси в направлении передней упорной плиты для амортизации тяговых динамических нагрузок, причем каждый из множества пластинчатых элементов перемещается вдоль центральной оси при амортизации ударных и тяговых динамических нагрузок.

Предпочтительно, поглощающий аппарат дополнительно включает в себя средства для поддержания осевого выравнивания сжимаемого эластомерного пружинного элемента.

Предпочтительно, средства поддержания осевого выравнивания включают в себя каждый из заданного множества пластинчатых элементов, горизонтальный боковой край каждого из которых упирается во внутреннюю поверхность, по меньшей мере, одного из соответствующих верхнего и нижнего полосового элемента.

Предпочтительно, поглощающий аппарат дополнительно включает в себя средства для позиционирования заднего конца сжимаемого эластомерного пружинного элемента на внутренней поверхности задней упорной плиты.

Предпочтительно, поглощающий аппарат дополнительно включает в себя средства для позиционирования переднего конца сжимаемого эластомерного пружинного элемента на заданном участке фрикционного механизма.

Предпочтительно, поглощающий аппарат дополнительно включает в себя средство для уменьшения длины поглощающего аппарата перед установкой в хребтовую балку.

Предпочтительно, средство для уменьшения длины включает в себя отверстие, сформированное в одном из первом и втором полосовых элементах рядом с передним концом тягового хомута, глухое отверстие, сформированное в одном из верхнего края и нижнего края фрикционного механизма и выровненное по оси с отверстием, сформированным в одном из первом и втором полосовых элементов, и стержневой элемент, который вставляется через отверстие в канал, причем стержень сформирован из заданного материала, который будет сдвигаться во время первого приложения динамической нагрузки.

Согласно третьему объекту изобретения создан поглощающий аппарат для амортизации ударных и тяговых динамических нагрузок, применяемый в хребтовом балочном элементе кузова железнодорожного транспортного средства во время формирования железнодорожного состава и его эксплуатации, при этом поглощающий аппарат содержит удлиненный тяговый хомут, выполненный с возможностью съемной установки внутри полой хребтовой балки кузова железнодорожного транспортного средства, причем тяговый хомут имеет передний конец, который выполнен с возможностью присоединения к концу хвостовика сцепки, задний конец, противоположный в осевом направлении переднему концу, пару удлиненных, по существу параллельных, отстоящих друг относительно друга верхнего и нижнего полосовых элементов, каждый из которых имеет внутреннюю поверхность, внешнюю поверхность, передний конец и задний конец, причем задний конец каждого полосового элемента присоединен к заднему концу тягового хомута, а передний конец каждого полосового элемента присоединен к переднему концу тягового хомута; заднюю упорную плиту, расположенную между верхним и нижним полосовыми элементами поперечно продольной оси тягового хомута, причем задняя упорная плита имеет такие размеры, чтобы упираться в задний конец тягового хомута и в пару задних упоров, прикрепленных к хребтовой балке, когда поглощающий аппарат находится в позиции для амортизации ударных динамических нагрузок; переднюю упорную плиту, расположенную между верхним и нижним полосовыми элементами поперечно продольной оси тягового хомута, причем передняя упорная плита имеет такие размеры, чтобы упираться в пару передних упоров, сформированных в кожухе ударной розетки, взаимодействующем с хребтовой балкой, когда поглощающий аппарат находится в позиции для амортизации тяговых динамических нагрузок; первый сжимаемый эластомерный пружинный элемент, установленный внутри тягового хомута и имеющий продольную ось, которая соосна продольной оси тягового хомута, причем сжимаемый эластомерный пружинный элемент имеет задний конец, упирающийся на внутреннюю поверхность задней упорной плиты; второй сжимаемый эластомерный пружинный элемент, установленный внутри тягового хомута и имеющий продольную ось, которая соосна продольной оси тягового хомута, причем сжимаемый эластомерный пружинный элемент имеет передний конец, упирающийся на внутреннюю поверхность передней упорной плиты; и фрикционный механизм, расположенный в непосредственном контакте между передним концом первого сжимаемого эластомерного пружинного элемента и задним концом второго сжимаемого эластомерного пружинного элемента.

Предпочтительно, поглощающий аппарат дополнительно включает в себя средства для поддержания осевого выравнивания, по меньшей мере, одного из первого и второго сжимаемых эластомерных пружинных элементов.

Согласно четвертому объекту изобретения создан фрикционный механизм для поглощающего аппарата, устанавливаемого внутри хребтовой балки железнодорожного транспортного средства для амортизации ударных и тяговых динамических нагрузок, применяемого в комбинации с сжимаемым упругим пружинным элементом, расположенным в поглощающем аппарате, в хребтовом балочном элементе во время формирования железнодорожного состава и его эксплуатации, при этом фрикционный механизм содержит первый фрикционный элемент, имеющий первую плоскую поверхность, вторую противоположную поверхность и пару противоположных в осевом направлении концов, каждый из которых имеет сформированный в нем скошенный фрикционный участок, причем первый фрикционный элемент расположен на первом конце сжимаемого упругого пружинного элемента, при этом первый фрикционный элемент выполнен с возможностью упирания в участок верхнего полосового элемента тягового хомута; второй фрикционный механизм, имеющий первую плоскую поверхность, вторую противоположную поверхность и пару противоположных в осевом направлении концов, каждый из которых имеет сформированный в нем скошенный фрикционный участок, причем второй фрикционный элемент отцентрирован относительно первого фрикционного элемента и отстоит от него, и расположен на втором радиально противоположном конце сжимаемого упругого пружинного элемента, при этом второй фрикционный элемент выполнен с возможностью упирания в нижний полосовой элемент тягового хомута; пару вертикально расположенных и отстоящих относительно друг друга в осевом направлении клиньев, расположенных вблизи сжимаемого упругого пружинного элемента, причем каждый из пары клиньев имеет в целом плоскую первую поверхность и пару скошенных фрикционных участков, сформированных в противоположной второй поверхности, причем каждый скошенный фрикционный участок каждого клина соответствует и фрикционно взаимодействует с соответствующим концом первого фрикционного элемента и второго фрикционного элемента; и, по меньшей мере, пару отстоящих относительно друг друга фланцев, каждый из которых проходит наружу в вертикальном направлении от соответствующего конца по существу плоской первой поверхности одного из первого и второго фрикционных элементов и непосредственно контактирует с боковыми краями соответствующего полосового элемента, так что между парой фланцев размещается участок соответствующего полосового элемента.

Согласно пятому объекту изобретения создан поглощающий аппарат для амортизации ударных и тяговых динамических нагрузок, применяемый в хребтовом балочном элементе кузова железнодорожного транспортного средства во время формирования железнодорожного состава и его эксплуатации, при этом поглощающий аппарат содержит заднюю упорную плиту, упирающуюся в пару задних упоров, прикрепленных к хребтовой балке, когда поглощающий аппарат находится в позиции для амортизации ударных шоковых воздействий; переднюю упорную плиту, упирающуюся в пару передних упоров, сформированных в кожухе ударной розетки, взаимодействующего с хребтовой балкой, когда поглощающий аппарат находится в позиции для амортизации тяговых шоковых воздействий; по меньшей мере, один сжимаемый эластомерный пружинный элемент, установленный внутри тягового хомута между задней и передней упорными плитами и имеющий продольную ось, соосную продольной центральной оси хребтовой балки; и фрикционный механизм, упирающийся в один конец, по меньшей мере, одного сжимаемого эластомерного пружинного элемента и дополнительно находящийся в непосредственном контакте с указанной балкой.

Согласно шестому объекту изобретения создан поглощающий аппарат для амортизации ударных и тяговых динамических нагрузок, применяемый в хребтовом балочном элементе кузова железнодорожного транспортного средства во время формирования железнодорожного состава и его эксплуатации, при этом поглощающий аппарат содержит удлиненный тяговый хомут, выполненный с возможностью съемной установки внутри полой хребтовой балки кузова железнодорожного транспортного средства, причем тяговый хомут имеет головку тягового хомута, которая выполнена с возможностью присоединения к концу хвостовика сцепки, хвостовую часть, противоположную в осевом направлении головке тягового хомута, пару удлиненных, по существу параллельных, отстоящих друг относительно друга верхнего и нижнего полосовых элементов, каждый из которых имеет внутреннюю поверхность, внешнюю поверхность, передний конец и задний конец, причем задний конец каждого полосового элемента присоединен к хвостовой части тягового хомута, а передний конец каждого полосового элемента присоединен к головке тягового хомута; по меньшей мере, один сжимаемый эластомерный пружинный элемент, установленный между верхним и нижним полосовыми элементами тягового хомута и имеющий продольную ось, соосную продольной центральной оси тягового хомута; первый фрикционный элемент, имеющий по существу плоскую первую поверхность, противоположную вторую поверхность и пару из противоположных в осевом направлении концов, каждый из которых имеет сформированный в нем скошенный фрикционный участок; второй фрикционный элемент, имеющий по существу плоскую первую поверхность, противоположную вторую поверхность и пару из противоположных в осевом направлении концов, каждый из которых имеет сформированный в нем скошенный фрикционный участок, причем второй фрикционный элемент отцентрирован относительно первого фрикционного элемента и отстоит от него; пару вертикально расположенных и отстоящих относительно друг друга в осевом направлении клиньев, каждый из которых имеет в целом плоскую первую поверхность и пару скошенных фрикционных участков, сформированных в противоположной второй поверхности, причем каждый скошенный фрикционный участок каждого клина соответствует и фрикционно взаимодействует с соответствующим скошенным участком соответствующего конца первого фрикционного элемента и второго фрикционного элемента; и, по меньшей мере, пару отстоящих друг относительно друга фланцев, каждый из которых проходит наружу от соответствующего конца по существу плоской первой поверхности одного из первого и второго фрикционных элементов и прилегает к соответствующему боковому краю соответствующего полосового элемента, так что между парой фланцев размещается участок соответствующего полосового элемента.

Цели изобретения

Поэтому одной из основных целей настоящего изобретения является создание поглощающего аппарата для амортизации ударных и тяговых шоковых воздействий, встречающихся во время работы железнодорожного транспортного средства.

Другой целью настоящего изобретения является создание поглощающего аппарата, который использует комбинацию сжимаемой эластомерной пружины и фрикционного механизма, которые установлены внутри тягового хомута железнодорожного транспортного средства между задней и передней упорными плитами.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание поглощающего аппарата, который будет, по меньшей мере, соответствовать и даже превосходить требования Американской ассоциации железных дорог, действующие в настоящее время, несмотря на то, что этот поглощающий аппарат будет легче по весу.

Дополнительной целью настоящего изобретения является создание поглощающего аппарата, который использует комбинацию сжимаемой эластомерной пружины и фрикционного механизма, которые упираются в тяговый хомут такого железнодорожного транспортного средства для сохранения осевого выравнивания сжимаемой эластомерной пружины во время использования поглощающего аппарата.

Дополнительной целью настоящего изобретения является создание поглощающего аппарата, который использует пару сжимаемых эластомерных пружин, установленных аксиально внутри тягового хомута железнодорожного транспортного средства между передней упорной плитой и задней упорной плитой, и которые разделены фрикционным механизмом.

Дополнительно к тем нескольким целям и преимуществам настоящего изобретения, которые были описаны выше с некоторой степенью конкретизации, многие другие цели и преимущества изобретения станут более очевидными специалистам в данной области техники, в частности, при рассмотрении такого описания вместе с прилагаемыми чертежами и прилагаемой формулой изобретения.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - изометрический вид, иллюстрирующий поглощающий аппарат, который выполнен согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения;

фиг.2 - изометрический вид, иллюстрирующий поглощающий аппарат, который выполнен согласно другому варианту воплощения настоящего изобретения;

фиг.3 - вид сбоку в поперечном разрезе поглощающего аппарата с фиг.2;

фиг.4 - увеличенный местный вид сбоку в поперечном разрезе поглощающего аппарата с фиг.3, в частности, иллюстрирующий фрикционный механизм, выполненный согласно предпочтительному в настоящее время варианту воплощения настоящего изобретения;

фиг.5 - вид сбоку в поперечном разрезе поглощающего аппарата, который выполнен согласно еще одному варианту воплощения настоящего изобретения; и

фиг.6 - вид в плоскости в поперечном разрезе поглощающего аппарата, который выполнен согласно дополнительному варианту воплощения настоящего изобретения.

Краткое описание различных вариантов воплощения изобретения

Перед тем, как перейти к более подробному описанию настоящего изобретения, необходимо отметить, что для ясности и лучшего понимания идентичные компоненты, которые имеют идентичные функции, будут обозначаться одинаковыми ссылочными позициями на всех видах, иллюстрируемых на прилагаемых чертежах.

Понятно, что определение «железнодорожное транспортное средство» относится, но не ограничиваясь этим, к пассажирскому железнодорожному вагону, грузовому железнодорожному вагону, железнодорожному локомотиву и тому подобным железнодорожным транспортным средствам.

Лучший способ реализации изобретения представлен на примере его различных вариантов воплощения, показанных на фиг.1-6. Однако изобретение не ограничивается описанными вариантами воплощения, и специалисту в данной области техники понятно, что многие другие варианты воплощения изобретения возможны, не отходя от основной концепции изобретения, и что любые такие близкие пути решения проблемы также будут попадать в пределы объема настоящего изобретения. Предполагается, что другие стили и конфигурации настоящего изобретения могут быть легко включены в идеи настоящего изобретения, и только несколько конкретных конфигураций должны будут быть показаны и описаны в целях пояснения и раскрытия изобретения и не посредством ограничения его объема.

Настоящее изобретение предлагает поглощающий аппарат для амортизации как ударных, так и тяговых динамических нагрузок (шоковых воздействий), прилагаемых к хребтовому балочному элементу железнодорожного транспортного средства (не показано) во время формирования железнодорожного состава и работы такого железнодорожного состава в пути. Дополнительно, поглощающий аппарат используется совместно с обычным тяговым хомутом, в целом, обозначенным 20, и, в целом, устанавливается между узлом задней упорной плиты, в целом, обозначенной 50, и узлом передней упорной плиты, в целом, обозначенной 60. Как и хомут обычного типа, тяговый хомут 20 устанавливается с возможностью его снятия внутри полой хребтовой балки 2 железнодорожного транспортного средства (не показано).

Показанный на чертежах тяговый хомут 20 представляет собой обычный тяговый хомут для стандартных сцепок Е-типа, по стандартам Американской ассоциации железнодорожного транспорта, например, как хомут, описанный в патенте США №5096976, содержание которого включено сюда посредством ссылки. Кратко, тяговый хомут 20 включает в себя головку 22 тягового хомута, имеющую пару стенок 24 со шпоночными пазами. Хвостовая часть 26 тягового хомута 20 противостоит в осевом направлении головке 22 тягового хомута и имеет сформированное в нем обычное посадочное место 28 для поглощающего аппарата. Имеется удлиненный верхний полосовой элемент 30, который располагается обычным образом между головкой 22 тягового хомута и хвостовой частью 26. Верхний полосовой элемент 30 имеет горизонтально расположенную плоскую внутреннюю поверхность 32, горизонтально расположенную внешнюю поверхность 34 и пару вертикально расположенных боковых краев 36. Имеется также удлиненный нижний полосовой элемент 40, который располагается обычным образом между головкой 22 тягового хомута и хвостовой частью 26 и который отстоит от верхнего полосового элемента 30, по существу, параллельно ему. Аналогичным образом, нижний полосовой элемент 40 имеет горизонтально расположенную плоскую внутреннюю поверхность 42, горизонтально расположенную внешнюю поверхность 44 и пару вертикально расположенных боковых краев 46.

Что также обычно в данной области техники, задняя упорная плита 50 располагается между верхним и нижним полосовыми элементами 30 и 40, соответственно, и поперечно продольной центральной оси 21 тягового хомута 20. Задняя упорная плита 50 имеет такие размеры, чтобы упираться в посадочное место 28 для тягового хомута 20 и пару задних упоров 3, когда поглощающий аппарат 70 находится в позиции для амортизации ударных шоковых воздействий. Задние упоры 3 крепятся в поверхностям 4 внутренней стенки хребтовой балки 2, как лучше всего показано на фиг.3, 5 и 6.

Передняя упорная плита 60 также располагается между верхним и нижним полосовыми элементами 30 и 40, соответственно, и поперечно центральной оси 21 тягового хомута 20. Передняя упорная плита 60 имеет такие размеры, чтобы упираться в пару передних упоров 8, лучше всего показанных на фиг.5, которые сформированы на заднем участке кожуха 5 ударной розетки, взаимодействующего с хребтовой балкой 2, когда поглощающий аппарат 70 находится в позиции для амортизации тяговых ударных воздействий. Передняя упорная плита 60 дополнительно упирается обычным образом в хвостовик 12 сцепки 10.

Поглощающий аппарат по настоящему изобретению по существу включает в себя, по меньшей мере, один упругий амортизирующий элемент, который установлен по центру внутри тягового хомута 20 в комбинации с фрикционным механизмом, в целом обозначенным 220. Продольная ось, по меньшей мере, одного упругого амортизирующего элемента совпадает с продольной осью 21 тягового хомута 20.

В настоящее время предпочтительно, чтобы такой упругий амортизирующий элемент имел по существу идентичную конструкцию, исключая длину, пружине 102, раскрытой в совместно рассматриваемой заявке на патент США №12/150,809 "Compressible Elastomeric Spring" («Сжимаемая эластомерная пружина»), поданной одновременно с данной заявкой. Кроме того, в настоящее время предпочтительно обеспечить такие пластины, как раскрытые в совместно рассматриваемой заявке на патент США №12/150,926 "Plate For A Compressible Elastomeric Spring" («Пластина для сжимаемой эластомерной пружины»), и обеспечить такие эластомерные подушки, как раскрытые в совместно рассматриваемой заявке на патент США №12/150,928 "Elastomeric Pad For A Compressible Elastomeric Spring" («Эластомерная подушка для сжимаемой эластомерной пружины»).

Таким образом, для лаконичности подробное описание прокладок, пластин и крепежных средств между ними внутри сжимаемой эластомерной пружины по настоящему изобретению будет опущено в данной заявке. Коротко, сжимаемая эластомерная пружина включает в себя предварительно заданное множество прокладок 110 и разделяющие пластинчатые 190, которые совместно формируют многоступенчатый пакет, имеющий заданную начальную высоту, и в результате чего каждая из заданного множества прокладок 110 сжимается и расширяется вдоль центральной оси 21 тягового хомута 20, вызывая перемещение каждого из заданного множества разделяющих пластинчатых элементов 190 вдоль центральной оси 21 во время амортизации ударных и тяговых динамических нагрузок (шоковых воздействий).

Как показано на фиг.1 и в соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения, предлагается поглощающий аппарат, в целом, обозначенный 76, который включает в себя одну сжимаемую эластомерную пружину 102е, установленную аксиально между задней упорной плитой 50 и передней упорной плитой 60 для поглощения и амортизации ударных и тяговых динамических нагрузок (шоковых воздействий), прилагаемых к поглощающему аппарату 76 через хвостовик 12 сцепки.

Поглощающий аппарат 76 дополнительно включает в себя фрикционный механизм 220, который более подробно показан на увеличенном виде на фиг.4. В варианте воплощения с фиг.1 фрикционный механизм 220 взаимодействует с передним концом пружины 102е, и располагается с возможностью осевого перемещения внутри тягового хомута 20. Фрикционный механизм 220 включает в себя первый фрикционный элемент 230, имеющий первую горизонтально расположенную плоскую поверхность 232, вторую горизонтально расположенную противоположную поверхность 234, и пару противоположных в осевом направлении и вертикально расположенных концов 236. Каждый конец 236 имеет скошенный фрикционный участок 238, который скошен в направлении вниз и внутрь, когда первый фрикционный элемент 230 установлен внутри тягового хомута 20. Угол, под которым скашивается скошенный участок 238, зависит от требуемой поглощающей способности поглощающего аппарата 76 и конструкции и материала упругого амортизирующего элемента 102е. Имеется также второй фрикционный элемент 240, который отстоит по вертикали от первого фрикционного элемента 230. Второй фрикционный элемент 240 имеет первую горизонтально расположенную плоскую поверхность 242, вторую противоположную горизонтально расположенную поверхность 244 и пару противоположных в осевом направлении и вертикально расположенных концов 246. Каждый конец 246 имеет скошенный фрикционный участок 248, который скошен в направлении вверх и внутрь, когда второй фрикционный элемент 240 установлен внутри тягового хомута 20. Предпочтительно, второй фрикционный элемент 240 по существу идентичен первому фрикционному элементу 230. Также имеется пара вертикально расположенных и отстоящих относительно друг друга клиньев 250, причем каждый из них имеет в целом плоскую первую поверхность 252 и пару скошенных фрикционных участков 256, сформированных на противоположной второй поверхности 254. Каждый скошенный фрикционный участок 256 соответствует и фрикционно взаимодействует с соответствующим скошенным участком 238, 248, сформированными в соответствующем конце первого фрикционного элемента 230 и второго фрикционного элемента 240.

Первая плоская поверхность 232 первого фрикционного элемента 230 упирается и перемещается в осевом направлении по внутренней поверхности 32 верхнего полосового элемента 30 тягового хомута 20. Предпочтительно первый фрикционный элемента 230 включает в себя пару отстоящих относительно друг друга фланцев 239, которые проходят наружу в вертикальном направлении от каждого конца первой плоской поверхности 232 и взаимодействуют с боковыми краями 36 верхнего полосового элемента 30 для направления осевого перемещения фрикционного механизма 220 и эластомерной сжимаемой пружины 102е, а также для предотвращения их бокового перемещения. Предпочтительно, фланцы 239 сформированы за одно целое с первым фрикционным элементом 230. Однако, если это требуется при установке, один из двух фланцев 239 может быть прикреплен к первой плоской поверхности 232, используя обычные резьбовые крепежные элементы 239а, с помощью отверстий 239b, проходящих вертикально через фланец 239, и отверстия или канала (не показан) с сопряженной резьбой, проходящего вертикально через или внутри первой плоской поверхности 232.

Подобный образом, первая плоская поверхность 242 второго фрикционного элемента 240 упирается и перемещается в осевом направлении по внутренней поверхности 42 нижнего полосового элемента 40 тягового хомута 20. Пара отстоящих относительно друг друга фланцев 249, причем, по меньшей мере, один из них прикреплен к и сформирован за одно целое с первой плоской поверхностью 242, проходят наружу в вертикальном направлении от каждого конца первой плоской поверхности 242 и также взаимодействуют с боковыми краями 46 нижнего полосового элемента 40 для направления осевого перемещения фрикционного механизма 220 и эластомерной сжимаемой пружины 102е.

Фрикционный механизм 220 показан расположенным рядом с передним концом 32 тягового хомута 30 и упирающимся в передний конец сжимаемой эластомерной пружины 102е. При таком расположении фрикционный механизм 220 увеличивает в несколько раз силу сопротивления сжимаемой эластомерной пружины 102е посредством фрикционного взаимодействия скошенных фрикционных участков 238 и 248 с соответствующими ответными скошенными фрикционными участками 255, тем самым увеличивая поглощение энергии поглощающим аппаратом 76 во время амортизации ударных и тяговых динамических нагрузок (шоковых воздействий).

Пружину 102е можно просто разместить между задней упорной плитой 50 и фрикционным механизмом 220 обычным образом в предварительно сжатом состоянии. Если это потребуется для конкретной области применения, настоящим изобретением предполагается, что поглощающий аппарат 76 может включать в себя средства позиционирования для позиционирования переднего конца пружины 102е на размещаемом внутри клине 250 и для позиционирования заднего конца пружины 102е на внутренней поверхности 52 задней упорной плиты 50 способом, в целом идентичным позиционированию конца пружины на лицевой поверхности центральной пластины 200 на фиг.5-6 в совместно рассматриваемой заявке на патент США №12/150,777 "Combination Yoke and Elastomeric Draft Gear" («Комбинация тяговый хомут и эластомерный поглощающий аппарат»), за исключением того, что каждая лицевая поверхность центральной пластины 200 будет заменена поверхностью 252 каждого клина 250 или внутренней поверхностью 52 задней упорной плиты 50. Подробное описание таких средств позиционирования будет опущено в этом документе в целях лаконичности. Если дополнительно потребуется в целях обеспечения направленности перемещения, каждый нижний и/или верхний горизонтально расположенный край пластинчатых элементов 150, 190 может позиционироваться таким образом, чтобы упираться в соответствующие внутренние поверхности 32, 42 тягового хомута 20. Кроме того, нижний и/или верхний горизонтально расположенный край, по меньшей мере, одного из пластинчатых элементов 190 может иметь фланцы 199, которые позиционируются таким образом, чтобы упираться в боковые края 36, 46 тягового хомута 30. Такие фланцы 199, расположенные на нижнем крае пластинчатых элементов 190, лучше всего показаны на фиг.1 и 2.

В пределах объема настоящего изобретения будет обеспечить цельный элемент, объединяющий переднюю упорную плиту 60 с расположенным рядом клином 250.

Например, скошенные участки 356 клина 250 могут быть сформированы за одно целое с внутренней поверхностью 62 передней упорной плиты 60 с помощью литья, или клин 250 может быть жестко прикреплен к внутренней поверхности 62, например, с помощью сварки.

Дополнительно в пределах объема настоящего изобретения будет обеспечить сжимаемую эластомерную пружину 102е, имеющую заднюю упорную плиту 50, прикрепленную к ее заднему концу, как раскрыто в совместно рассматриваемой заявке на патент США №12/150,777 "Combination Yoke and Elastomeric Draft Gear" («Комбинациям тяговый хомут и эластомерный поглощающий аппарат»).

Также в пределах объема настоящего изобретения будет обеспечить средства для предварительного уменьшения длины поглощающего аппарата 76 на фиг.1 во время установки в балку 2, в частности, когда пружины 102е и фрикционный механизм 220 предварительно устанавливаются в тяговый хомут 20. В предпочтительном в настоящее время варианте воплощения изобретения такие средства предварительного уменьшения длины могут включать в себя отверстие 270, сформированное в, по меньшей мере, одном из верхнего полосового элемента 30 и нижнего полосового элемента 40 тягового хомута 20, проходящие насквозь, и сопряженное ему глухое отверстие 272, сформированное в, по меньшей мере, одной из первой плоской поверхности 232 и первой плоской поверхности 242, и которое показано на фиг.4 сформированным в первом фрикционном элемента 230. Палец 274 проходит через отверстие 270 и размещается внутри глухого отверстия 272. Палец 274 изготовлен из обычного материала, позволяющего срезание пальца 274 при первом приложении динамической нагрузки. Также в пределах объема настоящего изобретения будет обеспечить другие средства предварительного уменьшения длины поглощающего аппарата 76.

Фиг.2-4 иллюстрируют другой вариант воплощения настоящего изобретения, на которых показан поглощающий аппарат, в целом, обозначенный 78. Поглощающий аппарат 78 включает в себя пару сжимаемых пружин 102f и фрикционный механизм 220, который располагается между внутренними краями каждой пружины 102f. В данной структуре фрикционный механизм будет увеличивать поглощение энергии поглощающим аппаратом 78 во время как ударных, так и тяговых динамических нагрузок (шоковых воздействий).

Предполагается, что стык между внутренними концами каждой пружины 102f с первой поверхностью 252 соответствующего одного из пары клиньев 250 будет получен в целом идентично стыку центральной пластины 200 в поглощающем аппарате 72 на фиг.5-6 в совместно рассматриваемой заявке на патент США №12/150,777 "Combination Yoke and Elastomeric Draft Gear" («Комбинация тяговый хомут и эластомерный поглощающий аппарат»), за исключением того, что каждая лицевая поверхность центральной пластины 200 будет заменена первой поверхностью 252 каждого клина 250.

Дополнительно предусматривается, что вышеуказанные средства предварительного уменьшения длины, описанные совместно с поглощающим аппаратом 76 на фиг.1, могут быть использованы в данном варианте воплощения, в частности, когда поглощающий аппарат 78 устанавливается в тяговый хомут 20. Палец 274 может быть предназначен взаимодействовать с глухим отверстием (не показано), сформированным в передней упорной плите 60.

На фиг.5 проиллюстрирован еще один вариант воплощения настоящего изобретения, где показан поглощающий аппарат, в целом обозначенный 80, конструкция которого в целом идентична поглощающему аппарату 78 на фиг.2, за исключением того, что фрикционный механизм 220 повернут на 90 градусов так, что первая плоская поверхность 232, 242 каждого из первого и второго фрикционных элементов 230 и 240, соответственно, упирается и скользящим образом перемещается по соответствующей внутренней вертикальной поверхности 4 хребтовой балки 2 для обеспечения осевой направленности и для поддержания боковой устойчивости сжимаемых эластомерных пружин 102f.

Хотя поглощающий аппарат на фиг.1-5 был проиллюстрирован на примере использования сжимаемых эластомерных пружин 102е, 102f, настоящее изобретение предполагает использование и других, традиционных типов пружин. В соответствии с этим, как лучше всего проиллюстрировано на фиг.6, представлен поглощающий аппарат, в целом обозначенный 82, который включает в себя одну винтовую пружину 108, которая может быть изготовлена из стали или любого другого подходящего материала. Первый конец винтовой пружины 108 размещен внутри первого посадочного места 262 для пружины, сформированного внутри одного из пары вертикально расположенных клиньев 250, а второй конец пружины размещен внутри второго посадочного места 264 для пружины, сформированного в задней упорной плите 50. Каждое из таких первого посадочного места 262 для пружины и второго посадочного места 264 для пружины могут быть простыми глухими отверстиями, каждое из которых имеет заданный диаметр и заданную глубину. Если используется пара соосных винтовых пружин 108, то идентичные посадочные места 262, 264 будут сформированы в противоположном клине 250 и поверхности передней упорной плиты 60. Когда желательно заменить каждую пружину 108 множеством пружин меньшего диаметра, в задней упорной плите 50, передней упорной плите 60 и клиньях 250 фрикционного механизма 220 будут сформированы множество соответствующих посадочных мест. Понятно, что пружина 108 может быть просто установлена в поглощающий аппарат 76 с фиг.1.

Кроме того, в поглощающих аппаратах на фиг.1-6 могут использоваться заданное множество пружин 100, раскрытых в совместно рассматриваемой заявке на патент США №12/150,809 "Compressible Elastomeric Spring" («Сжимаемая эластомерная пружина»).

Хотя настоящее изобретение было описано на том примере, что передний конец 32 тягового хомута 30 соединен со стандартной сцепкой с Е-образным хвостовиком, специалисту в данной области техники очевидно, что настоящее изобретение может быть применено для стандартных сцепок с F-образным хвостовиком или сцепок с поворотным хвостовиком.

Таким образом, настоящее изобретение было описано в таких полных, ясных, кратких и точных терминах, чтобы обеспечить возможность любому специалисту в данной области техники, к которой оно относится, осуществить и использовать его. Понятно, что специалистами в данной области техники могут быть предложены варианты, модификации, эквиваленты и замены для компонентов конкретно описанных вариантов воплощения изобретения, не выходя за пределы сущности и объема изобретения, определенных в прилагаемой формуле изобретения.

Реферат

Поглощающий аппарат (76, 78) содержит упругий амортизирующий элемент (102) и фрикционный механизм (220), которые аксиально установлены внутри тягового хомута (20). Фрикционный механизм располагается между концом упругого амортизирующего элемента и передней упорной плитой (60). Возможно применение пары упругих амортизирующих элементов с фрикционным механизмом, установленным между ними. Обеспечивается облегченный и надежный поглощающий аппарат для больших динамических нагрузок. 6 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

Формула