Сцепление рельсовых транспортных средств, прежде всего для эвакуации не способного к движению своими силами рельсового транспортного средства

Новшество относится к сцепному устройству для рельсового транспортного средства (1) для сцепления рельсового транспортного средства со вторым рельсовым транспортным средством (2), прежде всего для эвакуации не способного к движению своими силами второго рельсового транспортного средства (2), причем устройство имеет: соединительную штангу (31) для механического соединения и, тем самым, сцепления рельсовых транспортных средств (1, 2), несущую конструкцию (17, 35), через которую соединительная штанга (31) является соединяемой с рельсовым транспортным средством (1), причем соединительная штанга (31) выполнена с возможностью поворота относительно несущей конструкции (17, 35), так что соединительная штанга (31) при движении по кривой сцепленных друг с другом рельсовых транспортных средств (1,2) может соответственно поворачиваться, по меньшей мере одно пружинящее устройство (21, 30), которое закреплено на несущих конструкциях (17, 35) и расположено так, что соединительная штанга (31) по меньшей мере в первом заданном рабочем состоянии устройства является приводимой в заданный диапазон положений поворота относительно несущей конструкции (17, 35) исключительно за счет того, и может оставаться в заданном диапазоне положений поворота исключительно за счет того, что через соединительную штангу (31) на пружинящее устройство (21, 30) воздействует сила, так что соответствующая выработанная пружинящим устройством (21, 30) противодействующая сила при уменьшении действующей силы повернула бы соединительную штангу (31) в направлении нейтрального положения, в котором соединительная штанга (31) своей продольной осью была бы ориентирована в направлении движения сцепленных рельсовых транспортных средств (1, 2) при прямолинейном движении.

Новшество относится к сцепному устройству для рельсового транспортного средства для сцепления рельсового транспортного средства со вторым рельсовым транспортным средством, прежде всего для эвакуации не способного к движению своими силами второго рельсового транспортного средства. Кроме того, новшество относится к рельсовому транспортному средству с подобным сцепным устройством. Кроме того, описывается способ уменьшения опасности схода с рельс при эксплуатации сцепленных рельсовых транспортных средств, причем первое рельсовое средство посредством соединительной штанги сцеплено со вторым рельсовым транспортным средством, прежде всего для эвакуации не способного к движению своими силами второго рельсового транспортного средства. Описывается способ изготовления сцепного устройства и изготовления рельсового транспортного средства с подобным сцепным устройством. В случае рельсового транспортного средства речь идет, прежде всего, о легких рельсовых транспортных средствах, таких как трамваи.

Когда не способное к движению своими силами рельсовое транспортное средство должно быть эвакуировано, известно, что способное к движению рельсовое транспортное средство прицепляют и либо буксируют, либо толкают не способное к движению рельсовое транспортное средство. В некоторых ситуациях невозможно или возможно лишь с большими затратами буксировать не способное к движению рельсовое транспортное средство. Поэтому не во всех случаях можно предотвратить толкание не способного к движению рельсового транспортного средства.

Когда при толкании не способного к движению рельсового транспортного средства движение происходит по крутым закруглениям, в толкающее рельсовое транспортное средство вводятся поперечные силы, которые направлены поперек продольной оси рельсового транспортного средства. Продольной осью рельсового транспортного средства является ось в горизонтальной плоскости, которая при прямолинейном движении ориентирована в направлении движения. Чем круче проходимое в режиме толкания закругление, тем больше доля поперечной силы.

В некоторых сетях рельсовых путей существуют крутые закругления на склонах. Поэтому если не способное к движению своими силами рельсовое транспортное средство толкается в гору по крутому закруглению, то значительно увеличивается действующая на толкаемое рельсовое транспортное средство через сцепное устройство сила, а именно, на величину силы подъема по откосу. Соответственно также повышается и поперечная сила. Поэтому поперечная сила может достичь величины, которая прижимает расположенное с наружной стороны закругления колесо первой, расположенной в направлении движения оси к рельсу наружу с достаточной силой, так что происходит подъем колеса и даже сход с рельсов.

В публикации DE 433463 С1 описано ударно-тяговое устройство для одноосных поворотных тележек, в котором органы, передающие тянущие и толкающие силы, непосредственно примыкают к поворотной тележке независимо от кузова и одновременно, без применения отдельных органов управления, образуют управляющее устройство, обеспечивающее поворот одноосных поворотных тележек. Обе поворотные тележки вагона, или их рамы, посредством шкворней шарнирно связаны с кузовом. Снаружи оси поворотной тележки предусмотрено поглощающее устройство с толкателем для соединения двух вагонов, примыкающее к раме поворотной тележки независимо от кузова. Толкатель шарнирно соединен с двумя расположенными наискось и симметрично друг другу, примыкающими к поворотной тележке поглощающими аппаратами. Для обеспечения возможности осевых перемещений толкателя, вызываемых тянущими и толкающими силами, толкатель установлен с возможностью направленного перемещения его продолжения, выступающего за шарниры и снабженного продольной прорезью, относительно неподвижной точки рамы поворотной тележки. Надетые на стержни пружины поглощающих аппаратов установлены, находясь в предварительно напряженном состоянии, в корпуса поглощающих аппаратов таким образом, что стержни могут перемещаться только при соответствующем нагружении пружин. При этом не имеет значения, приложены ли к стержням тянущие или толкающие силы, в обоих случаях пружины нагружаются на сжатие. Поглощающие аппараты установлены таким образом, что при нормальном положении поворотной тележки на прямом участке пути ударно-тяговая штанга остается ориентированной по продольной оси вагона. В этом положении действующие в толкателе тянущие и толкающие силы равномерно передаются тяговыми аппаратами на раму поворотной тележки. При движении по кривой ударно-тяговая штанга поворачивается в сторону, и при этом происходит, в частности, такое изменение действующих в поглощающих аппаратах сил, что тянущая сила внешнего аппарата увеличивается, а тянущая сила внутреннего аппарата противодействует толкающей силе, что позволяет поворотной тележке повернуться вокруг ее шкворня. Отклонение ударно-тяговой штанги можно регулировать подбором пружин поглощающих аппаратов, что позволяет, особенно на небольших искривлениях пути, избежать отклонения ударно-тяговой штанги за пределы радиального положения.

Целью настоящего новшества является предложение сцепного устройства и рельсового транспортного средства с таким сцепным устройством, которые уменьшают опасность схода с рельсов при работе в режиме сцепления.

Согласно пункту 1 формулы полезной модели предусмотрено пружинящее устройство. Под ним понимается устройство, которое под воздействием внешней силы испытывает упругое, обратимое изменение формы и поэтому вырабатывает соответствующую противодействующую силу согласно закону Ньютона. Деформация может быть, например, упругой деформацией твердого материала, например, спиральной пружины или устройства с пластинчатой пружиной. Предпочтительным, однако, является, что пружинящее устройство имеет узел поршень/цилиндр, причем поршень и цилиндр во время деформации совершают относительное перемещение. При этом, предпочтительно, сжимается объем газа, так что получающееся повышенное давление газа вызывает противодействующую силу. Особо предпочтительные варианты осуществления будут более подробно описаны ниже.

Пружинящее устройство используется или располагается так, что при движении по кривой с опасностью схода с рельсов сцепное устройство оказывает на пружинящее устройство усилие, которое вырабатывает противодействующую силу. В основе этого лежит понимание того, что сцепное устройство при движении по кривой имеет другое положение и ориентацию относительно несущих частей толкаемого транспортного средства, чем это имеет место при прямолинейном движении. Если два сцепленных рельсовых транспортных средства въезжают в криволинейный участок, то положение и ориентация сцепного устройства изменяются. При этом сцепное устройство взаимодействует с пружинящим устройством, оказывая на пружинящее устройство необходимое для его деформации усилие. Установленное на толкающем транспортном средстве пружинящее устройство расположено на сцепном устройстве, прежде всего, с внутренней стороны кривой. В результате сцепное устройство передает усилие через пружинящее устройство на толкающее транспортное средство и за счет чего вышеупомянутая поперечная сила уменьшается, компенсируется или даже избыточно компенсируется.

Пружинящее устройство имеет по меньшей мере одну деталь, которая расположена на сцепном устройстве с внутренней стороны закругления. На эту деталь со стороны сцепного устройства воздействует сила. При этом источником силы является толкаемое рельсовое транспортное средство, которое, в свою очередь, упирается в рельсы рельсового пути. Возможно, что на сцепном устройстве с внутренней стороны закругления расположено все пружинящее устройство. Как будет разъяснено при помощи особо предпочтительного варианта осуществления, часть пружинящего устройства может, однако, находиться в другой области, которая находится не с внутренней стороны закругления и/или не между сцепным устройством и несущей частью рельсового транспортного средства. Прежде всего, в случае этой другой части речь идет о части, которая противодействует деформации пружинящего устройства и поэтому вызывает противодействующую силу. Этой частью может быть, например, резервуар для сжатого газа.

В случае пружинящего устройства речь идет об устройстве, которое в противоположность амортизатору может испытывать обратимую деформацию, причем противодействующая сила, которая вырабатывается пружинящим устройством, при снижающейся внешней силе приводит к тому, что снова достигается прежнее, не деформированное состояние. В противоположность этому, амортизатор, правда, может оказывать сопротивление деформации и вырабатывать противодействующую силу. Однако противодействующая сила в противоположность пружинящему устройству при длительном воздействии внешних сил уменьшается. Другим признаком, отличающим пружинящее устройство от амортизатора, является свойство пружинящего устройства запасать потребовавшуюся для деформации пружинящего устройства энергию и снова освобождать, когда деформация будет сделана обратимой. В противоположность этому, амортизатор рассеивает механическую энергию, прежде всего в форме тепла.

Согласно пункту 1 формулы полезной модели предлагается следующее: сцепное устройство для рельсового транспортного средства для сцепления рельсового транспортного средства со вторым рельсовым транспортным средством, прежде всего для эвакуации не способного к движению своими силами второго рельсового транспортного средства, причем устройство имеет:

- соединительную штангу для механической связи и, тем самым, для сцепления рельсовых транспортных средств,

- несущую конструкцию, через которую соединительная штанга может соединяться с рельсовым транспортным средством, причем соединительная штанга является качающейся относительно несущей конструкции, так что соединительная штанга при движении по кривой сцепленных друг с другом рельсовых транспортных средств может соответственно поворачиваться,

- по меньшей мере одно пружинящее устройство, которое закреплено на несущей конструкции и которое расположено так, что соединительная штанга по меньшей мере в первом предварительно установленном рабочем состоянии устройства является приводимой в заданный диапазон положений поворота относительно несущей конструкции исключительно за счет того, и может оставаться в заданном диапазоне положений поворота исключительно за счет того, что через соединительную штангу на пружинящее устройство воздействует сила, так что соответствующая выработанная пружинящим устройством противодействующая сила при уменьшении воздействующей силы повернула бы соединительную штангу в направлении нейтрального положения, в котором соединительная штанга своей продольной осью была бы ориентирована в направлении движения сцепленных рельсовых транспортных средств при прямолинейном движении.

Эти признаки присущи решению по DE 433463 С1.

Сцепное устройство для сцепления двух движущихся друг за другом по одному рельсовому пути рельсовых транспортных средств имеет соединительную штангу. Под соединительной штангой понимается вытянутый в длину элемент сцепного устройства, причем при толкании или буксировании другого рельсового транспортного средства усилия передаются в продольном направлении соединительной штанги. В случае толкающего транспортного средства оно передает в продольном направлении соединительной штанги на другое рельсовое транспортное средство ту силу, которая приводит к толканию рельсового транспортного средства. Наоборот, толкающее рельсовое транспортное средство испытывает воздействие соответствующей противодействующей силы.

В случае несущей конструкции речь может идти, прежде всего, о деталях кузова вагона рельсового транспортного средства и/или дополнительных деталях, которые жестко соединены с кузовом вагона. Прежде всего, несущая конструкция выполняется так, чтобы прилагать к рельсовому транспортному средству передаваемые сцепным устройством силы таким образом, чтобы не возникали никакие непредумышленные деформации, и сцепное устройство надежно удерживалось.

Заданный диапазон положений поворота соединительной штанги, который отличается от других положений поворота тем, что в пределах заданного диапазона от соединительной штанги на пружинящее устройство воздействует сила, предпочтительно, начинается не в нейтральном положении (то есть в положении поворота, которое соответствует направлению прямолинейного движения). В основе этого лежит мысль о том, что при движении по кривой с большим радиусом закругления не требуется никакая компенсация направленной к наружной стороне закругления поперечной силы. Более того, заданный диапазон положений поворота может начинаться, например, при положении поворота, при котором продольная ось соединительной штанги образует с направлением нейтрального положения угол по меньшей мере равный 4°, прежде всего равный 6°.

В первом заданном рабочем состоянии, то есть когда направленная к наружной стороне закругления поперечная сила должна уменьшаться, компенсироваться или избыточно компенсироваться, соединительная штанга в заданном диапазоне положений поворота прикладывает силу к пружинящему устройству. Дополнительно имеется второе заданное рабочее состояние, в котором соединительной штангой в заданном диапазоне положений поворота к пружинящему устройству не должны прикладываться никакие или должны прикладываться меньшие силы, чем это имеет место в случае первого заданного рабочего состояния. Второе заданное рабочее состояние делает возможным, например, работу в сцепленном состоянии, при котором движущееся впереди транспортное средство еще может само вносить вклад в движущую силу или когда буксируется не способное к движению рельсовое транспортное средство. В обоих случаях передаваемые через соединительную штангу к рельсовому транспортному средству силы меньше, так что и поперечная сила также меньше.

Прежде всего, соединительная штанга может иметь паз, который выполнен с возможностью закрытия колпачком, причем паз в первом заданном рабочем состоянии закрыт колпачком, так что сила действует на пружинящее устройство через колпачок. В этом варианте осуществления второе заданное рабочее состояние может быть установлено тем, что паз не закрывается или лишь частично закрывается колпачком. Поэтому пружинящее устройство в заданном диапазоне положений поворота может входить в паз, так что соединительная штанга является приводимой в заданный диапазон положений поворота без приложения силы к пружинящему устройству или с приложением меньшей силы к пружинящему устройству, чем в первом заданном рабочем состоянии.

Колпачок не должен полностью располагаться вне паза, когда он закрывает паз. Более того, колпачок может, по меньшей мере, частично входить в паз, когда он его закрывает. В одном предпочтительном варианте осуществления колпачок, например, имеет по меньшей мере на одном участке изогнутую форму, причем изгиб, по меньшей мере, частично проходит внутри паза и взаимодействует с деталью пружинящего устройства, которая на своем свободном конце также изогнута и может проворачиваться на изогнутой поверхности по типу шарового шарнира (как, например, в тазобедренном составе человека). Это делает возможным, что пружинящее устройство и колпачок при различных положениях поворота в заданном диапазоне положений поворота могут эффективно взаимодействовать друг с другом. Прежде всего, пружинящее устройство (это справедливо не только для описанного здесь варианта осуществления с изогнутым колпачком) может быть шарнирно соединено с несущей конструкцией, так что оно может выполнять колебательные движения относительно несущей конструкции, когда положение поворота соединительной штанги изменяется.

В соответствии заявленным в полезной модели новшеством, в отличие от решения по DE 433463 С1, пружинящее устройство не является постоянно соединенным с соединительной штангой. Это может быть достигнуто, прежде всего, за счет того, что пружинящее устройство не находится постоянно в контакте с соединительной штангой. Например, у узла поршень/цилиндр, который будет более подробно описан ниже, поршневой шток может иметь свободный конец, который направлен в сторону соединительной штанги, но соединительной штанги не касается, когда соединительная штанга находится в нейтральном положении для прямолинейного движения. Это, прежде всего, имеет преимущество, что пружинящее устройство механически не нагружено, когда от пружинящего устройства к сцепному устройству не должна прикладываться никакая противодействующая сила.

Прежде всего, пружинящее устройство может быть соединенным с соединительной штангой и вырабатывать противодействующую силу лишь тогда, когда соединительная штанга находится или перемещается в положениях поворота, в которых соединительная штанга поворачивается от нейтрального положения в направлении, в противоположном которому направлении на пружинящее устройство воздействует противодействующая сила. В случае двух рабочих состояний (см. выше) это касается только первого рабочего состояния, в котором пружинящим устройством должна вырабатываться противодействующая сила. Во втором заданном рабочем состоянии пружинящее устройство не соединено (прежде всего, не находится в контакте с соединительной штангой) с соединительной штангой даже тогда, когда соединительная штанга находится или перемещается в положения поворота, в которых соединительная штага поворачивается из нейтрального положения в направлении, в противоположном которому направлении в первом заданном рабочем положении действует противодействующая сила пружинящего устройства.

Как уже упоминалось, на другой стороне соединительной штанги, предпочтительно, находится еще одно пружинящее устройство, так что возможно движение по закруглениям в обоих направлениях. Прежде всего, оба пружинящих устройства являются однотипными и действуют одинаковым образом. Первое пружинящее устройство расположено на первой стороне соединительной штанги, так что для поворота соединительной штанги в заданный диапазон положений поворота сила должна воздействовать на первое пружинящее устройство. Второе пружинящее устройство расположено на противоположной стороне соединительной штанги, так что для поворота соединительной штанги во второй заданный диапазон положений поворота, который достигается из нейтрального положения поворотом в противоположном направлении, сила должна действовать на второе пружинящее устройство. Прежде всего, второй заданный диапазон положений поворота может быть расположен относительно нейтрального положения осесимметрично первому заданному диапазону положений поворота.

Прежде всего, пружинящее устройство может иметь узел поршень/цилиндр, причем при повороте соединительной штанги с приложением силы через соединительную штангу к пружинящему устройству поршень и цилиндр против силы упругости перемещаются относительно друг друга, причем цилиндр заполнен жидкостью, и причем внутреннее пространство цилиндра через жидкостный трубопровод соединено с напорным резервуаром, в котором жидкость давит на находящийся под давлением объем газа.

Подобный вариант осуществления позволяет расположить напорный резервуар в другом месте, чем деталь пружинящего устройства, на которую воздействует сила от соединительной штанги. Прежде всего, в случае двух пружинящих устройств, которые расположены на противолежащих относительно друг друга сторонах соединительной штанги для движения по кривой в разных направлениях, можно использовать один и тот же напорный резервуар для обоих пружинящих устройств. Прежде всего, также возможно, что напорный резервуар подключается к цилиндру пружинящего устройства или пружинящих устройств только в случае необходимости, когда требуется сила сопротивления пружинящего устройства. Когда жидкость во внутреннем пространстве цилиндра не взаимодействует с находящимся под давлением в напорном резервуаре газом, поршень и цилиндр пружинящего устройства могут находиться в относительном положении, в котором соединительная штанга является поворачиваемой в заданном диапазоне положений поворота без контакта с узлом поршень/цилиндр. Эта возможность предлагает альтернативу закрыванию паза в соединительной штанге, чтобы иметь возможность выбрать второе заданное рабочее состояние. Вообще говоря, состояние пружинящего устройства изменяется, чтобы изменить взаимодействие между соединительной штангой и пружинящим устройством в заданном диапазоне положений поворота прежде всего таким образом, что никакая сила от соединительной штанги не действует на пружинящее устройство.

К объему новшества относится также рельсовое транспортное средство со сцепным устройством в одном из вариантов осуществления, которое описывается в этом описании. Прежде всего, в этом случае несущая конструкция, которая является частью сцепного устройства, соединена с несущими деталями рельсового транспортного средства или несущая конструкция сцепного устройства, которая несет на себе соединительную штангу, сама является частью несущей конструкции рельсового транспортного средства.

Способ уменьшения опасности схода с рельсов при эксплуатации сцепленных рельсовых транспортных средств, причем первое рельсовое транспортное средство сцеплено со вторым рельсовым транспортным средством, прежде всего для эвакуации не способного к движению своими силами второго рельсового транспортного средства, задан, например, следующим:

- используется пружинящее устройство, которое закреплено на несущей конструкции первого рельсового транспортного средства и находится в диапазоне поворота соединительной штанги,

- во время движения по кривой сцепленных друг с другом рельсовых транспортных средств от второго рельсового транспортного средства через соединительную штангу на пружинящее устройство воздействуют силой, так что соответствующая вырабатываемая пружинящим устройством противодействующая сила при уменьшении действующей силы повернула бы соединительную штангу в направлении нейтрального положения, в котором соединительная штанга была бы ориентирована своей продольной осью в направлении движения сцепленных рельсовых транспортных средств при прямолинейном движении.

Варианты осуществления способа, а также преимущества, следуют из описания сцепного устройства. Далее, способ изготовления сцепного устройства соответствует одному из вариантов осуществления сцепного устройства, которые описаны в этом описании. Способ изготовления содержит следующие шаги:

- подготовка соединительной штанги и несущей конструкции, закрепление соединительной штанги на несущей конструкции, так что соединительная штанга является поворачиваемой относительно несущей конструкции, и соединительная штанга при движении по кривой сцепленных друг с другом рельсовых транспортных средств может соответствующим образом поворачиваться,

- закрепление по меньшей мере одного пружинящего устройства на несущей конструкции таким образом, что соединительная штанга по меньшей мере в первом заданном рабочем состоянии устройства является приводимой в заданный диапазон положений поворота относительно несущей конструкции исключительно за счет того, и может оставаться в заданном диапазоне положений поворота исключительно за счет того, что через соединительную штангу на пружинящее устройство воздействует сила, так что соответствующая выработанная пружинящим устройством противодействующая сила при уменьшении действующей силы повернула бы соединительную штангу в направлении нейтрального положения, в котором соединительная штанга своей продольной осью была бы ориентирована в направлении движения сцепленных рельсовых транспортных средств при прямолинейном движении.

Варианты осуществления и преимущества способа изготовления следуют из описания сцепного устройства.

Далее, необходимо упомянуть способ изготовления рельсового транспортного средства, причем сцепное устройство в одном варианте осуществления, который описан в данном описании, закрепляется на несущих деталях рельсового транспортного средства. Прежде всего, несущая конструкция сцепного устройства соединена с несущей конструкцией рельсового транспортного средства или частью несущей конструкции рельсового транспортного средства.

Примеры осуществления будут теперь описаны со ссылками на прилагаемый рисунок. На отдельных фигурах рисунка показаны:

Фиг.1 вид сверху на детали двух сцепленных друг с другом рельсовых транспортных средств,

Фиг.2 две соединительный штанги, которые закреплены соответственно на одном из обоих подлежащих сцеплению друг с другом рельсовых транспортных средств с возможностью поворота и которые соединены друг с другом для работы в сцепленном состоянии,

Фиг.3 вид сверху на несущую конструкцию сцепного устройства, причем соединительная штанга находится в сложенном состоянии,

Фиг.4 схематически вариант осуществления пружинящего устройства, которое имеет узел поршень/цилиндр, причем пружинящее устройство, кроме того, имеет напорный резервуар, в котором находится под давлением газ,

Фиг.5 предпочтительный вариант осуществления соединительной штанги и пружинящего устройства,

Фиг.6 продольный разрез узла поршень/цилиндр показанного на фиг.5 пружинящего устройства,

Фиг.7 вид сверху на часть соединительной штанги показанного на фиг.5 сцепного устройства, причем соединительная штанга показана в частичном разрезе,

Фиг.8 горизонтальный разрез через предпочтительный вариант осуществления сцепного устройства с соединительной штангой и пружинящим устройством, которое имеет узел поршень/цилиндр, в первом повернутом положении соединительной штанги вблизи нейтрального положения,

Фиг.9 изображение устройства согласно фиг.8, причем, однако, соединительная штанга находится в положении поворота, в котором она имеет контакт с поршневым штоком узла поршень/цилиндр, причем, однако, поршневой шток еще не сдвинулся в направлении цилиндра,

Фиг.10 устройство согласно фиг.8 и фиг.9, причем, однако, соединительная штанга находится в положении поворота, в котором поршневой шток был перемещен и поэтому поршень во внутреннем пространстве цилиндра был перемещен в направлении крепления узла поршень/цилиндр,

Фиг.11 устройство согласно фиг.8-10, причем, однако, соединительная штанга находится в положении поворота с максимально возможным углом между продольной осью соединительной штанги и направлением нейтрального положения, так что поршневой шток и поршень были перемещены насколько было возможно в направлении крепления узла поршень/цилиндр,

Фиг.12 устройство согласно фиг.8-11 в показанном на фиг.11 положении поворота, причем, однако, паз в соединительной штанге открыт, так что поршневой шток проходит через паз и поршневой шток и поршень не были сдвинуты в направлении крепления узла поршень/цилиндр.

На фиг.1 показаны первое рельсовое транспортное средство 1 и второе рельсовое транспортное средство 2, которые сцеплены друг с другом через сцепное устройство. В качестве деталей сцепного устройства на фиг.1 можно увидеть соединительные штанги 11, 12, которые соединены друг с другом на их свободных концах примерно посередине между рельсовыми транспортными средствами 1, 2 и которые их другим концом соединены с несущей конструкцией.

Как видно по искривленной форме рельсового пути с рельсами 4а, 4b, оба сцепленные друг с другом транспортные средства 1,2 движутся по кривой. При этом направление движения на фиг.1 - снизу вверх, как показано имеющей обозначение PR стрелкой. Поэтому транспортные средства 1, 2 движутся по правому повороту рельсового пути. Поэтому соединительные штанги 1, 2 их продольными осями не ориентированы в направлении продольных осей рельсовых транспортных средств 1, 2, а повернуты, если смотреть от транспортного средства 1 в направлении движения, направо.

Когда транспортное средство 2 не вносит вклад в приведение в движение, то есть толкается транспортным средством 1, и когда при этом правый поворот ведет в гору, через соединительные штанги 12, 11 от транспортного средства 2 на транспортное средство 1 передается особенно большая сила F_S. Эта сила показана на фиг.1 справа от переднего в направлении движения конца транспортного средства 1. Эта сила F_S путем векторного разложения может быть разложена на составляющую F_L силы, которая действует в продольном направлении транспортного средства 1, и составляющую F_q силы, которая действует поперек направления движения транспортного средства 1. Они создают на транспортном средстве 1 вращающий момент, так как колеса в направлении движения находятся сзади. На фиг.1 показана первая расположенная спереди в направлении движения поворотная тележка с осями 6, 9. Расположенная спереди в направлении движения ось 6 имеет колеса 7 для движения по левому рельсу 4b и 8 для движения по рельсу 4а. Созданный поперечной силой F_q вращающий момент вызывает в месте колеса 7 поперечную силу F_q', которая больше, чем поперечная сила F_q. Эта сила может привести к подъему колеса 7 над верхним краем левого рельса 4b и, тем самым, к сходу с рельсов транспортного средства 1.

Поэтому, как обозначено на переднем участке транспортного средства 1, справа и слева от соединительной штанги 11 расположены пружинящие устройства 21 а, 21b. При показанном движении по кривой транспортное средство 2 через соединительную штангу 12 и соединительную штангу 11 прикладывает силу на правое пружинящее устройство 21а. Эта сила прикладывается к пружинящему устройству 21 а потому, что соединительная штанга 11 в показанном положении поворота нажимает на пружинящее устройство 21 а и деформирует его. Поэтому поперечная сила F_q, в отличие от того, как показано на схеме разложения векторов, уменьшается, компенсируется или избыточно компенсируется. Другими словами, по причине приложения силы на пружинящее устройство 21 а между транспортными средствами 2, 1 не действует никакая равнодействующая сила в направлении осей связи соединительных штанг 12, 11, а действует равнодействующая сила примерно в направлении продольной оси транспортного средства 1. Отклонения равнодействующей силы от этого продольного направления могут при известных условиях объясняться тем, что поперечная сила F_q не полностью компенсируется или избыточно компенсируется.

На фиг.2 схематически показаны обращенные друг к другу концы рельсовых транспортных средств с закрепленными на них с возможностью поворота соединительными штангами 11, 12. Область соединения соединительных штанг 11, 12 обозначена позицией 14. Области закрепления соединительных штанг 11, 12 обозначены соответственно позицией 17.

На фиг.3 показан вид сверху на переднюю часть рельсового транспортного средства. Направление движения на виде сверху фиг.3 - снизу вверх или сверху вниз. Внизу на фиг.3 находится дугообразный буфер 42, который выпукло искривлено простирается на значительную часть ширины рельсового транспортного средства. Дугообразный буфер 42 на своих противоположных концах закреплен соответственно на ударопоглощающем элементе 41 а, 41b. При ударе в дугообразный буфер 42 энергия удара может, по меньшей мере, частично поглощаться поглощающими элементами 41 а, 41b, то есть преобразовываться в энергию деформации и тепловую энергию, так что удар не передается или лишь часто передается на показанную на фиг.3 несущую конструкцию рельсового транспортного средства. Из несущей конструкции показаны поперечина 35, две прикрепленные на конечных участках поперечины 35 продольные балки 36а, 36b и диагональные опоры 37а, 37b, которые простираются от поперечины 35 по диагонали и наружу в направлении поглощающих элементов 41. На этих диагональных опорах 37а, 37b с внутренней стороны, то есть на обращенных друг к другу сторонах диагональных опор 37, расположен элемент 39а, 39b. Изображенный справа на фиг.3 элемент 39а образует упор А, в то время как на другом элементе 39b закреплена планка 40 для закрепления свободного конца соединительной штанги 31.

Соединительная штанга 31 является складываемой, поворачиваясь вокруг ориентированной в вертикальном направлении поворотной оси шарнира 38 в центральной части соединительной штанги 31 и вокруг поворотной оси R в области крепления соединительной штанги 31. На фиг.3 показано сложенное положение, в котором расположенный ближе к области 17 крепления участок 33 соединительной штанги 31 упирается (или почти упирается), в то время как расположенный дальше от области крепления 17 участок 32 соединительной штанги 31 своим концом закреплен на свободном конце планки 40.

На фиг.4 схематически показан узел поршень/цилиндр 21, который является частью пружинящего устройства. В случае узла 21 речь может идти, например, о показанном на фиг.1 устройстве 21а или 21b. Узел 21 через крепление 25 закреплен с возможностью поворота на несущей конструкции рельсового транспортного средства, например так, как показано на одной из фиг.8-12. Поршень 24 узла 21 находится во внутреннем пространстве цилиндра 23 и расположен с возможностью смещения в продольном направлении внутреннего пространства цилиндра. С поршнем соединен поршневой шток 22, который выходит на показанном на фиг.4 изображении влево. Справа от поршня во внутреннем пространстве цилиндра находится жидкость, например, пригодное для гидравлических устройств гидравлическое масло. Жидкостный трубопровод 26 соединен с внутренним пространством цилиндра, так что при таком движении поршня 24, которое приводит к уменьшению объема жидкости во внутреннем пространстве цилиндра, жидкость из цилиндра течет в трубопровод 26. Другой конец трубопровода 26 соединен с напорным резервуаром. Внутри напорного резервуара находится еще один поршень 29, который располагается с возможностью перемещения в продольном направлении. Поршень 29 разделяет газовый объем (справа на фиг.4) от жидкостного объема (слева на фиг.4), который соединен с концом жидкостного трубопровода 26. Из-за упомянутого движения поршня 24 узла 21 жидкость выдавливается в жидкостный объем напорного резервуара 30, вследствие чего поршень 29 перемещается и газовый объем уменьшается. За счет этого давление газа увеличивается и оказывает противодействующую силу через жидкость на поршень 24. Поэтому, узлом 21, трубопроводом 26 и напорным резервуаром 30 образовано, в целом, пружинящее устройство. При этом только лишь узел 21 должен находиться в области, в которой поршневой шток воздействует силой на пружинящее устройство. Напорный резервуар 30 может, например, находиться над уровнем высоты узла 21 примерно в области продольной средней оси рельсового транспортного средства.

На фиг.4 показан еще манометр 291, который через соединительный трубопровод 27 соединен с жидкостным трубопроводом 26. Далее, показан также клапан 28, который позволяет отводить жидкость из жидкостного трубопровода 26 или вводить в трубопровод и, тем самым, в цилиндр 23 и/или жидкостный объем напорного резервуара 30. Клапан 28 позволяет подключить напорный резервуар 30 в случае необходимости через жидкостный трубопровод 26 узлу 21, а именно, когда возможен сход с рельсов транспортного средства и поэтому необходима упругая сила пружинящего устройства. Наоборот, когда пружинящее устройство не требуется, напорный резервуар 30 может быть отсоединен. Для этого могут быть закрыты дополнительные не показанные на фиг.4 клапаны, прежде всего в жидкостном трубопроводе 26, чтобы не нужно было отбирать всю жидкость.

На фиг.5 показано трехмерное изображение соединительной штанги 31 с областью 34 соединения на свободных концах для соединения с другим сцепным устройством. Соединительная штанга 31 имеет, в свою очередь, продольный участок 33, который соединен с областью 17 крепления с возможность поворота вокруг вертикальной поворотной оси. Эта область 17 крепления соединена с несущей конструкцией рельсового транспортного средства для того, чтобы прикреплять соединительную штангу. Далее, соединительная штанга 31 имеет простирающийся на удалении от области 17 крепления участок 32, который ведет к свободному концу.

Участок 33, который расположен ближе к области 17 крепления, имеет сквозное отверстие 51, которое является выемкой. На эту выемку 51 направлен поршневой шток 22 узла 21 а поршень/цилиндр. В случае этого узла 21 а речь может идти, прежде всего, об узле 21 а согласно фиг.1. Кроме того, узел 21 а имеет цилиндр 23, который заканчивается в области 25 крепления узла 21 а. Через эту область 25 крепления узел 21 а может быть соединен с несущей конструкцией рельсового транспортного средства с возможностью поворота вокруг вертикальной поворотной оси. Жидкостный трубопровод 26 соединен с внутренним пространством цилиндра 23 и ведет оттуда до напорного резервуара 30. Узел 21 а, жидкостный трубопровод 26 и напорный резервуар 30 соответствуют, например, изображению на фиг.4.

На фиг.6 показан продольный разрез через узел 21 поршень/цилиндр, например узел 21 а на фиг.1 и/или фиг.5. Поршневой шток 22 простирается в своем продольном направлении на фиг.6 налево до его свободного конца, который при необходимости взаимодействует с поршневым штоком. Поршень 24 находится в его левом положении упора, то есть положении, в котором на поршневой шток не действует или не действует достаточно большая сила, чтобы сдвинуть поршневой шток 22 и поршень 24 вправо. Сверху на фиг.6 показано соединительное отверстие 20, к которому может быть подключен жидкостный трубопровод 26 (например, фиг.5).

На фиг.7 показана часть соединительной штанги, например соединительной штанги согласно фиг.5. Расположенный ближе к области 17 крепления продольный участок 33 имеет, как на фиг.5, паз 51, который виден на разрезанной области. Дополнительно на фиг.7 показано, что паз 51 может быть закрыт крышкой или колпачком 53. Двойной стрелкой обозначено, что колпачок 53 может быть откинут от паза 51 в показанное дальше справа положение. Поверхность колпачка 53 простирается во внутреннюю часть выемки 51 и там закруглена, так что свободный конец, например поршневого штока 22 согласно фиг.6, в различных положениях продольной оси поршневого штока 22 относительно соединительной штанги может взаимодействовать с колпачком 53. «Взаимодействовать» означает, что соединительная штанга через колпачок 53 может оказывать силу на поршневой шток 22, причем сила действует по существу в продольном направлении поршневого штока 22.

На фиг.8-12 показано устройство с соединительной штангой 32, 33, например показанной на фиг.5 соединительной штангой 31, причем показан только участок соединительной штанги 32, 33, который простирается от области 17 крепления в направлении другого сцепленного транспортного средства. Устройство имеет также узел 21 поршень/цилиндр, например узел 21 а согласно фиг.5. Узел 21 закреплен над областью 25 крепления на выступающей вперед части 57 несущей конструкции рельсового транспортного средства с возможностью поворота. Выступающая вперед деталь 57 закреплена на наискось к направлению движения [часть текста пропущена - прим. переводчика] (направление движения на фиг.8-12 проходит горизонтально). С несущей деталью 58 жестко соединена область 17 крепления соединительной штанги 32, 33. Напорный резервуар 30 и жидкостный трубопровод 26 показаны схематически.

Фиг.8-12 используются для демонстрации различных положений поворота соединительной штанги и воздействий на узел 21. На фиг.8 соединительная штанга 32, 33 своей продольной осью LA ориентирована в горизонтальном направлении, то есть находится в нейтральном положении. Паз 51 на продольном участке 33 закрыт колпачком 53. Однако колпачок 53 и свободный конец поршневого штока 22 узла 21 в нейтральном положении не находятся в контакте друг с другом. Прямые линии, которые простираются, исходя из расположенной вертикально поворотной оси R соединительной штанги 32, 33, под различными углами к направлению нейтрального положения, обозначены соответствующими углами 6°, 20° или 40°.

На фиг.9 продольная ось LA соединительной штанги 32, 33 находится на одной прямой с 6°-линией, то есть соединительная штанга 32, 33 повернута из нейтрального положения на 6° вправо, если смотреть сверху. В этом положении поворота продольный участок 33 через колпачок 52 приходит в контакт со свободным концом поршневого штока 22. Для того чтобы иметь возможность проворачивать соединительную штангу 32, 33 в направлении 20°-линии, от колпачка 53 на поршневой шток 22 должна действовать соответствующая сила. Преодолеваемая сила определяется соответствующим давлением газа в напорном резервуаре 30. Поскольку изменение объема газа (см., например, объем газа справа от поршня 29 на фиг.4) примерно обратно пропорционально увеличению давления газа и поскольку в напорном резервуаре 30 уже имеется давление газа, то соединительная штанга 32, 33 может перемещать поршневой шток 22 в направлении области крепления 25 узла 21 с силой, которая не сильно увеличивается. Если действующее на 6°-линии начальное сопротивление пружинящего устройства будет преодолено, то при прогрессирующем увеличении угла поворота сила будет увеличиваться лишь в небольшой степени. Путем установки давления газа при не вдавленном поршневом штоке (см. фиг.9) и установки площади поршня, который подвижно расположен в цилиндре 29 (см. цилиндр 29 на фиг.4), может быть установлена желаемая характеристика действующей на узел 21 силы в зависимости от угла поворота соединительной штанги. Другими факторами влияния являются тип газа в напорном резервуаре и температура. Оказалось, что в большом диапазоне температур, в котором возможна эксплуатации рельсовых транспортных средств, может быть установлена подходящая для предотвращения схода с рельсов характеристика зависимости «сила-угол поворота», причем может сохраняться установка для больших частичных диапазонов общего диапазона температур. Для адаптации характеристик, прежде всего начального давления при 6° линии поворота, с помощью, прежде всего, показанного на фиг.4 устройства или подобного устройства жидкость может быть отобрана или добавлена, так что начальное давление соответствующим образом изменяется.

На фиг.10 показано положение поворота, в котором продольная ось соединительной штанги 32, 33 проходит в направлении 20°-линии, то есть соединительная штанга повернута на 20°. Видно, что поршень уже сдвинут внутри цилиндра 23 на определенное расстояние. На фиг.11 соединительная штанга 32, 33 показана в положении поворота с максимальным углом поворота 40°. Соответственно этому поршень внутри цилиндра 23 находится в положении упора или почти в положении упора, которое определяется концом внутреннего пространства цилиндра.

Такое же положение поворота занимает соединительная штанга 32, 33 на изображении на фиг.12. Однако колпачок 53 откинут от паза 51, так что поршневой шток 22 может проходить сквозь паз 51. Поэтому соединительная штанга 32, 33 не оказывает силу на узел 21. Этот режим работы выбирается, когда при эксплуатации в сцепленном состоянии не ожидаются никакие поперечные силы, которые могут привести к сходу с рельсов рельсового транспортного средства.

1. Сцепное устройство для рельсового транспортного средства (1) для сцепления рельсового транспортного средства со вторым рельсовым транспортным средством (2), прежде всего для эвакуации не способного к движению своими силами второго рельсового транспортного средства (2), причем устройство имеет:

- соединительную штангу (31) для механического соединения и, тем самым, сцепления рельсовых транспортных средств (1, 2),

- несущую конструкцию (17, 35), через которую соединительная штанга (31) является соединяемой с рельсовым транспортным средством (1), причем соединительная штанга (31) выполнена с возможностью поворота относительно несущей конструкции (17, 35), так что соединительная штанга (31) при движении по кривой сцепленных друг с другом рельсовых транспортных средств (1, 2) может соответственно поворачиваться,

- по меньшей мере одно пружинящее устройство (21, 30), которое закреплено на несущих конструкциях (17, 35) и расположено так, что соединительная штанга (31) по меньшей мере в первом заданном рабочем состоянии устройства является приводимой в заданный диапазон положений поворота относительно несущей конструкции (17, 35) исключительно за счет того и может оставаться в заданном диапазоне положений поворота исключительно за счет того, что через соединительную штангу (31) на пружинящее устройство (21, 30) воздействует сила, так что соответствующая выработанная пружинящим устройством (21, 30) противодействующая сила при уменьшении действующей силы повернула бы соединительную штангу (31) в направлении нейтрального положения, в котором соединительная штанга (31) своей продольной осью была бы ориентирована в направлении движения сцепленных рельсовых транспортных средств (1, 2) при прямолинейном движении, причем пружинящее устройство (21, 30) не постоянно соединено с соединительной штангой (31).

2. Сцепное устройство по п.1, причем пружинящее устройство (21, 30) лишь тогда соединено с соединительной штангой (31) и вырабатывает противодействующую силу, когда соединительная штанга (31) находится или перемещается в положениях поворота, в которых соединительная штанга (31) повернута из нейтрального положения в направлении, противоположном направлению, в котором действует противодействующая сила пружинящего устройства (21, 30).

3. Сцепное устройство по п.1, причем соединительная штанга (31) имеет паз (51), который выполнен с возможностью закрытия колпачком (53), причем паз (51) в первом заданном рабочем состоянии закрыт колпачком (53), так что сила на пружинящее устройство (21, 30) воздействует через колпачок (53).

4. Сцепное устройство по п.3, причем паз (51) во втором заданном рабочем состоянии не закрыт или лишь частично закрыт колпачком (53), и причем пружинящее устройство (21, 30) в заданном диапазоне положений поворота входит в паз (51), так что соединительная штанга (31) является приводимой в заданный диапазон положений поворота без приложения силы к пружинящему устройству или с приложением к пружинящему устройству (21, 39) меньшей силы, чем в первом заданном рабочем состоянии.

5. Сцепное устройство по п.1, причем пружинящее устройство (21, 30) является первым пружинящим устройством (21а), которое расположено на первой стороне соединительной штанги (31), так что для поворота соединительной штанги (31) в заданный диапазон положений поворота к первому пружинящему устройству (21а) должна прикладываться сила, и причем устройство имеет второе пружинящее устройство (21b), которое расположено на противоположной стороне соединительной штанги (31), так что для поворота соединительной штанги (31) во второй заданный диапазон положений поворота, который достигается путем поворота из нейтрального положения в противоположном направлении, ко второму пружинящему устройству (31b) должна прикладываться сила.

6. Сцепное устройство по п.1, причем пружинящее устройство (21, 30) имеет узел (21) поршень/цилиндр, причем при повороте соединительной штанги (31) с приложением силы через соединительную штангу (31) на пружинящее устройство (21, 30) поршень (24) и цилиндр (23) перемещаются относительно друг друга против силы упругости, причем цилиндр (23) заполнен жидкостью, и причем внутреннее пространство цилиндра через жидкостный трубопровод (26) соединено с напорным резервуаром (30), в котором жидкость давит на находящийся под давлением объем газа.

7. Рельсовое транспортное средство со сцепным устройством согласно одному из предшествующих пунктов.