Кузов пассажирского вагона
Кузов пассажирского вагона содержит каркас, выполненный из соединенных между собой продольных (1) и поперечных (2) силовых элементов, к которому крепятся образующие боковые стены и крышу многослойные панели (3). Для повышения прочности кузова и надежности его функционирования на внутренней стене (4) каждой панели (3) образованы полки (5) для опирания и соединения с продольными силовыми элементами (1), а между внутренней стенкой (4) панелей (3) и поперечными силовыми элементами (2), расположены переходники, каждый из которых может быть выполнен в виде пластины (7), соединенной с одной стороны со стенкой (4) панели (3) и с образованными на другой стороне полками (8), охватывающими поперечный силовой элемент (2). Между собой многослойные панели (3) могут быть соединены посредством стыковых вставок (9). Многослойные панели (3) и силовые элементы каркаса (1) и (2) могут быть выполнены из композиционных материалов методом пултрузии, а их соединения между собой могут осуществляться посредством резьбовых элементов, а также могут быть заклепочными или клеевыми. 9 пунктов формулы, 4 фиг. чертежей.
Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и, в частности, к конструкции кузовов пассажирских вагонов.
Широко известны и эксплуатируются пассажирские вагоны с кузовами, содержащими жесткий каркас, выполненный из рамы и соединенных с ней и между собой продольных и поперечных силовых элементов, к которым крепятся пол, крыша, боковые и торцевые стены, выполненные из подкрепленных гофрированных листов тонкостенной обшивки [1].
Известные кузова представляют собой замкнутую несущую цельнометаллическую оболочку, обеспечивающую восприятие всех нагрузок, однако они имеют большую массу, а их изготовление весьма трудоемко.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является кузов пассажирского вагона, содержащий единый жесткий каркас, выполненный из соединенных между собой продольных и поперечных силовых элементов, к которым присоединены пол и образующие боковые стены и крышу многослойные панели [2].
Благодаря конструкции каркаса и применению многослойных панелей (сандвичей) известный кузов имеет меньшую массу, обладает хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами, однако многослойные панели крепятся на каркасе посредством клеевого соединения и все усилия от них (вертикальные и
горизонтальные, на сдвиг и на отрыв) передаются на силовые элементы каркаса через клеевой слой, что требует его высокой прочности, и в свою очередь приводит к удорожанию кузова, усложнению технологии его изготовления и к снижению его надежности в эксплуатации.
Технический результат, который может быть достигнут при использовании заявляемой полезной модели, заключается в повышении надежности функционирования кузова пассажирского вагона и в обеспечении снижения сдвиговых напряжений в соединениях панелей с продольными и поперечными силовыми элементами каркаса.
Для достижения указанного результата в кузове пассажирского вагона, содержащем каркас, выполненный из соединенных между собой продольных и поперечных элементов, к которым присоединены пол и образующие боковые стены и крышу многослойные панели, предлагается на внутренней стенке каждой панели образовать по крайней мере одну полку для опирания и соединения с продольными силовыми элементами каркаса, а между поперечными силовыми элементами каркаса и внутренней стенкой каждой панели установить соединяемые с ними переходники.
Для восприятия и передачи на вертикальные силовые элементы горизонтальных усилий в плоскости панелей каждый переходник может быть выполнен в виде пластины, соединенной с одной стороны с внутренней стенкой панели и с образованными на противоположной стороне вертикальными полками, расположенными по обе стороны поперечного силового элемента, при этом по крайней мере, одна из них соединена с силовым элементом.
Многослойные панели могут быть скреплены между собой посредством стыковых вставок, входящих в образованные на торцах панелей пазы.
Многослойные панели с образованными на их внутренней стенке полками могут быть выполнены из композиционных материалов методом пултрузии, а продольные и поперечные силовые элементы каркаса могут быть выполнены из металла или также из композиционных материалов.
Соединения силовых элементов каркаса и переходников с многослойными панелями могут быть выполнены клеевыми, заклепочными или с применениям резьбовых элементов.
Один из возможных вариантов реализации заявленной полезной модели представлен на прилагаемых чертежах.
На Фиг.1 - представлен фрагмент кузова пассажирского вагона.
На Фиг.2 - показан узел соединения многослойной панели с продольным силовым элементом каркаса.
На Фиг.3 - изображен узел соединения многослойных панелей между собой.
На Фиг.4 - изображен узел соединения панели с поперечным силовым элементом.
Кузов пассажирского вагона содержит каркас, выполненный из соединенных между собой продольных 1 и поперечных 2 силовых элементов, к которым присоединены многослойные панели 3.
На внутренней стенке 4 каждой панели 3 образованы полки 5 для опирания и соединения с продольными силовыми элементами 1 (фиг.2), а между
поперечными силовыми элементами 2 и внутренней стенкой 4 панелей 3 расположены переходники 6.
Каждый переходник 6 выполнен в виде пластины 7, соединенной с одной стороны с внутренней стенкой 4 панелей 3 (см. фиг.4) и с образованными на противоположной стороне полками 8, расположенными по обе стороны поперечного силового элемента 2. По крайней мере, одна из полок 8 соединена с поперечным силовым элементом 2.
Между собой многослойные панели 3 скреплены посредством стыковых вставок 9, входящих в образованные на торцах панелей 3 пазы 10.
Многослойные панели 3 могут быть выполнены металлическими, например, из алюминиевых сплавов, а продольные 1 и поперечные 2 элементы из стали, но наиболее предпочтительным является их выполнение из композиционных материалов.
Так, многослойные панели 3 могут изготавливаться методом пултрузии с использованием стеклопластиков (ровинг, стеклоткань, стекломаты порознь или одновременно) на основе эпоксидного или полиуретанового связующего с упрочнением металлической или полимерной стекой.
Соединения многослойных панелей 3 с силовыми элементами 1 и 2 могут осуществляться с использованием резьбовых элементов, но наиболее предпочтительными являются заклепочные и клеевые соединения.
На жестко соединенные между собой силовые элементы 1 и 2 каркаса с необходимыми технологическими зазорами устанавливаются многослойные
плиты 3, затем осуществляется их соединение с уплотнением и герметизацией стыков.
Источники информации:
[1] Б.К.Спиридонов, И.Ф., Пастухов «Конструкция и расчет вагонов», М., Машиностроение, 1980 г., стр.100-110, рис.82, 88.
[2] PCT, WO 96/31382, В 61 Д 17/04, 1996 г. (прототип).
[3] RU, пат. №2162804, В 61 Д 17/08, 1995 г.
[4] ЕР, №0878390, В 63 В 29/02, 1998 г.
1. Кузов пассажирского вагона, содержащий каркас, выполненный из соединенных между собой продольных и поперечных силовых элементов, к которым присоединены пол и образующие боковые стены и крышу многослойные панели, отличающийся тем, что на внутренней стенке каждой панели образована по крайней мере одна полка для опирания и соединения с продольными силовыми элементами каркаса, а между поперечными силовыми элементами каркаса и внутренней стенкой каждой панели расположены соединенные с ними переходники.
2. Кузов пассажирского вагона по п.1, отличающийся тем, что каждый переходник выполнен в виде пластины, соединенной с одной стороны с внутренней стенкой панели и с образованными на противоположной стороне полками, расположенными по обе стороны поперечного силового элемента, при этом, по крайней мере, она из них соединена с поперечным силовым элементом.
3. Кузов пассажирского вагона по п.1, отличающийся тем, что многослойные панели скреплены между собой посредством стыковых вставок, входящих в образованные на торцах панелей пазы.
4. Кузов пассажирского вагона по п.1, отличающийся тем, что многослойные панели с образованными на внутренней стенке полками выполнены из композиционных материалов методом пултрузии.
5. Кузов пассажирского вагона по п.1, отличающийся тем, что продольные и поперечные элементы каркаса и переходники выполнены металлическими.
6. Кузов пассажирского вагона по п.1, отличающийся тем, что продольные и поперечные элементы каркаса и переходники выполнены из композиционных материалов.
7. Кузов пассажирского вагона по п.1, отличающийся тем, что соединения силовых элементов каркаса и переходников с многослойными панелями выполнены с применениям резьбовых элементов.
8. Кузов пассажирского вагона по п.1, отличающийся тем, что соединения выполнены клеевыми.
9. Кузов пассажирского вагона по п.1, отличающийся тем, что соединения выполнены заклепочными.
