Поворотное полипрожекторное устройство рельсового подвижного состава

 

Изобретение представляет собой поворотное полипрожекторное устройство рельсового подвижного состава, установленное внутри передней лобовой части кузова в обтекаемом корпусе, под крышей за передним защитным стеклом, и содержит поворотные источники света с рефлекторами (прожекторы), которые имеют дистанционный автоматический следящий привод от внутреннего торца центрального шкворня передней (головной) тележки подвижного состава. Центральный широкоугольный источник света с рефлектором образуют центральный прожектор, расположенный по продольной центральной оси В подвижного состава, и симметрично относительно него установленные в одной плоскости боковые узконаправленные источники света с рефлекторами образуют боковые прожекторы. Все поворотные (центральный и боковые) прожекторы кинематически соединены друг с другом зубчатой рейкой с возможностью общего автоматического синхронного поворота в горизонтальной плоскости в ту или иную сторону, причем каждый боковой узконаправленный источник света с рефлектором (боковой прожектор) имеет установленную оптическую ось А, расположенную под большим углом к вертикальной поворотной оси Г, чем оптическая ось Б центрального широкоугольного источника света с рефлектором (центрального прожектора), расположенная под углом к своей вертикальной оси Г. Технический результат заявленного изобретения заключается в том, что при выходе подвижного состава на криволинейный участок пути (при левом или правом повороте) передняя (головная) тележка под воздействием кривизны рельсов пути поворачивается и ее центральный шкворень посредством дистанционного следящего привода поворачивает ведущую звездочку, кинематически сдвигает зубчатую рейку и поворачивает боковые шестерни боковых прожекторов на общий угол, чем обеспечивается автоматическое слежение световых потоков всех прожекторов вдоль рельсового пути на поворотах. 4 ил.

Изобретение относится к рельсовому железнодорожному транспорту, а более конкретно к прожекторным устройствам, которые необходимы для освещения участка пути перед подвижным составом ночью.

Как известно, подвижной рельсовый состав представляет собой, в основном, различные электровозы (локомотивы) с вагонами или различные тепловозы, а также электропоезда пригородного и дальнего сообщения.

Каждый из указанных подвижных рельсовых составов имеет по центру, в своей верхней передней части (лобовой части), выполненный заодно с цельнометаллической крышей кузова корпус прожектора, внутри которого расположен источник электрического света в виде электролампы (чаще всего галогеновых) с отражателем (рефлектором), которые и образуют прожектор, создающий при необходимости яркий или тусклый свет (см., к примеру, книгу: "Подвижной состав и основы тяги поездов", под ред. к.т.н. С.И.Осипова, изд. "Транспорт", Москва, 1983 г. , стр. 16, рис.6; стр. 17, рис. 7; стр. 90, рис. 65; стр. 146, рис. 111 и др.).

Прожектор рельсового подвижного состава освещает ночью рельсовый путь и необходим как для магистральных пассажирских подвижных составов, так и для грузовых на предмет визуального просмотра рельсового пути и принятия необходимых мер при внезапно возникающих препятствиях: повреждении рельсового пути, случайном попадании на путь груза, появлении на пути людей, животных или автотранспорта, а также для рассмотрения различных путевых знаков, сигналов и пр. Практически рельсовый подвижной состав нуждается, в основном, в ближнем свете (на 50...150 м) и в дальнем свете (на 300...400 м), что позволяет гибко создавать условия обзора пути в соответствии с изменяющейся обстановкой, к примеру за счет включения только ближнего света или только дальнего, включения яркого или тусклого света, и своевременно применять необходимые меры.

К известным аналогам относится прожектор электровоза (см., к примеру, книгу: "Электровоз", авторы: З.М. Дубровский и др., изд. "Транспорт", Москва, 1979 г., стр. 20, поз. 9).

Известный прожектор представляет собой установленный в верхней передней лобовой части кузова в обтекаемом корпусе, выполненном заодно с крышей кузова и содержащем переднее защитное стекло, жестко установленный источник света с рефлектором (прожектор).

Этот известный прожектор рельсового подвижного состава имеет следующие недостатки: а) прожектор установлен жестко, стационарно, по продольной оси кузова подвижного состава, и на криволинейных участках рельсового пути (поворотах) световой поток не может освещать путь перед подвижным составом вдоль рельсов, а направлен в ту или иную боковую сторону (влево или вправо в зависимости от направления поворота), что мешает просмотру пути и может привести к аварии или несчастному случаю; б) такое освещение создает на поворотах повышенную опасность движения подвижного состава ночью и снижает надежность перевозок из-за плохого освещения рельсового пути; в) повышается нервно-эмоциональная нагрузка локомотивных бригад в темное время суток; г) недостаточная освещенность рельсового пути.

Наиболее близким по своей технической сути к предлагаемому техническому решению является "Прожектор рельсового подвижного состава" (см. патент РФ N 2038530 от 24.05.93 г., автор: О.О.Вейтцель, М. Кл.⁵: F 21 M 3/08, опубликовано в БИ N 18 за 1995 г.).

Известный прожектор представляет собой установленный (подвижно) в верхней передней части кузова в обтекаемом корпусе, выполненном заодно с крышей кузова и содержащем переднее защитное стекло, источник света с рефлектором (прожектор), который выполнен с возможностью автоматического поворота в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси прожектора синхронно с поворотом передней (головной) тележки подвижного состава благодаря кинематической дистанционной связи его с внутренним торцом центрального шкворня передней (головной) тележки.

К недостаткам описанного прожектора рельсового подвижного состава относятся: д) поскольку устройство имеет только один источник света с рефлектором (прожектор), то он при эксплуатации может быть установлен только в качестве ближнего света либо только дальнего света; е) один прожектор не может обеспечить полностью необходимый поток света для рельсового пути ночью; ж) если, к примеру, лампа прожектора выйдет из строя на маршруте, то подвижной состав, на время замены лампы, лишается света вообще, что снижает надежность перевозок.

Задачей изобретения является устранение вышеприведенных недостатков (см. пункты: "д"; "е"; "ж") для повышения безопасности движения рельсового подвижного состава ночью и увеличения надежности перевозок.

Задача решается тем, что кроме центрального источника света с рефлектором (в дальнейшем: центрального прожектора), расположенного по продольной центральной оси подвижного состава, предлагаемое устройство содержит еще два боковых узконаправленных источника света с рефлекторами (в дальнейшем: боковые прожекторы), которые расположены симметрично и параллельно относительно продольной центральной оси.

Все указанные прожекторы выполнены поворотными в общей горизонтальной плоскости и установлены в передней лобовой части кузова в обтекаемом корпусе, выполненном заодно с крышей кузова, и защищены стеклом, кинематически связаны друг с другом, к примеру, общей зубчатой рейкой и с дистанционным автоматически следящим приводом от внутреннего торца центрального шкворня передней (головной) тележки подвижного состава, что и обеспечивает синхронный поворот всех их в ту или другую сторону при повороте, причем каждый боковой прожектор поворачивается в горизонтальной плоскости в одинаковом направлении , а центральный прожектор - в направлении , при этом оптическая ось рефлектора центрального прожектора расположена под углом к вертикальной поворотной оси Г, а оптические оси рефлекторов боковых прожекторов расположены под углом к вертикальной поворотной оси Г и при этом всегда > . Дистанционная кинематическая связь прожекторов между собой осуществляется с помощью горизонтальной зубчатой рейки, подвижно установленной в зацеплении с каждой из шестеренок прожекторов, а связь с внутренним торцом центрального шкворня передней (головной) тележки подвижного состава может быть выполнена (как и в приведенном прототипе по патенту РФ N 2038530) в виде приводной цепной передачи или ременной зубчатой передачи или в виде гибкой связи (гибкого троса).

Кроме этого, лампы каждого из прожекторов присоединены к питающей эл. сети параллельно и управляются (включаются - отключаются) индивидуально.

Новизна предлагаемого изобретения состоит в наличии нескольких поворотных прожекторов, расположенных в горизонтальной плоскости, которые кинематически связаны между собой и управляются (поворачиваются) общим автоматически следящим приводом от внутреннего торца центрального шкворня передней (головной) тележки подвижного состава.

Существенность отличий заключается в том, что благодаря наличию нескольких поворотных прожекторов, кинематически связанных между собой и управляемых общим следящим дистанционным приводом, появляются новые свойства - общий световой поток прожекторов значительно больше (примерно в 3 раза) и всегда направлен на рельсовый участок пути перед подвижным составом, причем центральный прожектор образует ближний свет (на расстоянии от 50 до 150 м), а боковые прожекторы совместно образуют дальний свет (на расстоянии от 300 до 400 м) и при этом световые потоки прожекторов автоматически изменяют свое направление в зависимости от поворота передней (головной) тележки на криволинейных участках рельсового пути (поворотах).

Указанные свойства позволяют получить следующие эффекты: подвижной состав имеет ближний и дальний свет; возрастает общий световой поток, а следовательно, и освещенность рельсового пути ночью; повышается надежность, поскольку при выходе одного из прожекторов из строя (к примеру, если перегорела лампа), освещение на маршруте обеспечат оставшиеся прожекторы, а раздельное питание каждого из прожекторов позволяет гибко регулировать световой поток при встречном движении поезда и, конечно, главное то, что и ближний и дальний свет "следят" автоматически за всеми поворотами рельсового пути.

К технико-экономическим преимуществам поворотного полипрожекторного устройства рельсового подвижного состава относятся следующие: з) предложенное устройство создает ближний свет за счет центрального прожектора и дальний свет за счет боковых прожекторов;
и) предложенное устройство увеличивает общий световой поток примерно в 3 раза;
к) устройство увеличивает надежность на маршруте, поскольку при выходе из строя одного из прожекторов освещение пути производят оставшиеся;
л) возможность отключения одного или двух прожекторов при встречном движении поезда;
м) предложенное устройство всегда "следит" за поворотами железнодорожного пути, освещая рельсовый путь;
н) предложенное устройство работает в автоматическом режиме;
о) конструкция устройства очень проста и надежна.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг.1 показана конструкция предлагаемого устройства, вид сбоку;
на фиг. 2 показана рабочая часть конструкции предлагаемого устройства, вид сбоку, в масштабе увеличения;
на фиг.3 показана конструкция, вид сверху в сечении по Д-Д;
на фиг.4 показана конструкция, вид сверху в сечении по Е-Е.

На чертеже буквами обозначены:
А; А' - оптические оси боковых прожекторов;
Б - оптическая ось центрального прожектора;
В - продольная центральная ось подвижного состава;
Г - вертикальная ось поворота прожекторов;
Ж - направления перемещения общей зубчатой рейки при поворотах;
- направления поворота боковых прожекторов в горизонтальной плоскости;
- направления поворота центрального прожектора в горизонтальной плоскости:
- угол наклона оптической оси центрального прожектора к вертикальной оси поворота прожекторов Г;
- угол наклона оптической оси боковых прожекторов к вертикальной оси поворота прожекторов Г.

Предлагаемое поворотное полипрожекторное устройство рельсового подвижного состава 1 (см. фиг.1; 2; 3 и 4) установлено в передней лобовой части 2 кузова 3 в обтекаемом корпусе 4, под крышей 5, за передним защитным стеклом 6 и содержит центральный широкоугольный источник света 7 с рефлектором 8, которые образуют совместно центральный прожектор 9, расположенный по продольной центральной оси В подвижного состава 1, а симметрично и параллельно относительно него установлены в одной плоскости боковые узконаправленные источники света 7 с рефлекторами 10, которые образуют боковые прожекторы 11.

При этом кузов 3 подвижного состава 1 своей нижней рамой 12 установлен на тележках 13 и шарнирно фиксируется относительно них с помощью центрального шкворня 14.

Источники света 7 с рефлекторами 8 и 10 жестко установлены каждый в своей поворотной скобе 15 и содержат жестко присоединенные к скобе 15 верхние полуоси 16 и нижние полуоси 17, образующие вертикальные поворотные оси Г каждого прожектора.

Указанные полуоси 16 и 17 установлены в подшипниках 18, причем верхние полуоси 16 содержат жестко установленную (к примеру, на шпонке) центральную цилиндрическую шестерню 19, а выше центральной шестерни ведомую звездочку 20, соединенную кинематически, к примеру, приводной цепью 20 (цепью Галля) от дистанционного автоматического следящего привода с ведущей звездочкой 22 на верхнем внутреннем торце 23 центрального шкворня 14 передней (головной) тележки 13 подвижного состава 1.

Верхние полуоси 16 боковых прожекторов 11 на своих торцах также содержат жестко установленные боковые цилиндрические шестерни 24, причем все три шестерни 19 и 24 кинематически связаны между собой, поскольку находятся в зацеплении с общей для них зубчатой рейкой 25.

Причем, поскольку угол поворота в горизонтальной плоскости центрального прожектора 9 на криволинейном участке рельсового пути меньше угла поворота боковых прожекторов 11, то и центральная цилиндрическая шестерня 19 больше по своему диаметру, чем боковые цилиндрические шестерни 24.

Зубчатая рейка 25 установлена подвижно в горизонтальной плоскости при помощи подшипниковых пальцев 26, расположенных в ее направляющих пазах 27, что дает ей возможность свободно перемещаться слева направо (и наоборот) относительно центра под воздействием приложенных усилий при повороте к звездочке 22, через центральную шестерню 19, от дистанционного автоматически следящего привода.

При желании или при необходимости увеличить или уменьшить углы поворота прожекторов 9 и 11 достаточно несколько уменьшить или увеличить диаметр ведомой приводной звездочки 20 на верхней полуоси 16 центрального прожектора 9.

При настройке центрального прожектора 9 (перед выпуском в эксплуатацию) оптическая ось рефлектора 8 (оптическая ось Б) устанавливается под углом наклона к вертикальной поворотной оси Г, что обеспечивает получение ближнего света (от 50 до 150 м), а оптические оси А; А' рефлекторов 10 боковых прожекторов 11 устанавливаются под утлом наклона к вертикальной поворотной оси Г, что обеспечивает дальний свет (от 300 до 400 м), при этом всегда > .
Источники света 7 (к примеру, галогеновые лампы) прожекторов 9 и 11 включены в цепь электропитания параллельно, и соединительные провода идут к выключателям на пульт управления в кабине машиниста, что позволяет управлять (включать - отключать, создавать тусклый или яркий свет) каждым прожектором индивидуально.

При работе ночью в момент движения (см. фиг.1; 2; 3 и 4) на прямолинейном участке пути оптическая ось Б центрального прожектора 9 совпадает с продольной центральной осью В (в плане) подвижного состава 1, а оптические оси А и А' боковых прожекторов 11 параллельны продольной центральной оси В подвижного состава и на дальнем расстоянии образуют общее световое пятно, при этом соответственно рельсовый путь хорошо освещен вблизи (ближний свет) и вдали (дальний свет).

При выходе подвижного состава 1 на криволинейный участок пути (при левом или правом повороте) передняя (головная) тележка 13 под воздействием кривизны рельсов пути поворачивается и ее центральный шкворень 14 на верхнем торце 23 поворачивает ведущую звездочку 22, кинематически соединенную с ведомой звездочкой 20 и с центральной цилиндрической шестерней 19 центрального прожектора 9, которая при повороте, в свою очередь, сдвигает зубчатую рейку 25 (влево или вправо в зависимости от направления поворота подвижного состава 1 на рельсовом пути) и поворачивает боковые шестерни 24 прожекторов 11 на общий и одинаковый угол для обоих боковых прожекторов устройства.

Описанная кинематическая схема обеспечивает автоматическое "слежение" световых потоков прожекторов 9 и 11 вдоль железнодорожного рельсового пути ночью перед подвижным составом 1.

Наиболее рационально использовать предлагаемое техническое решение во всех существующих видах рельсового подвижного состава путем модернизации существующих систем освещения рельсового пути ночью.

По мнению авторов возможно, что такое полипрожекторное устройство рельсового подвижного состава было бы весьма полезно установить на головных вагонах подвижного состава метрополитена, поскольку при повороте тоннеля метро существующие маломощные прожекторы освещают только одну, в зависимости от поворота, стенку тоннеля.

Реализация предлагаемого технического решения с учетом всех преимуществ (см. пункты: "з"; "и"; "к"; "л"; "м"; "н"; "о") при незначительных затратах на модернизацию даст значительный технический и экономический эффект.

Формула изобретения

Поворотное полипрожекторное устройство рельсового подвижного состава, установленное внутри передней лобовой части кузова в обтекаемом корпусе, выполненном заодно с крышей кузова, и содержащее поворотный центральный широкоугольный прожектор с защитным стеклом и дистанционный следящий привод от внутреннего торца центрального шкворня передней головной тележки подвижного состава, отличающееся тем, что симметрично и параллельно относительно центрального широкоугольного прожектора, расположенного по продольной центральной оси подвижного состава, находятся боковые узконаправленные прожекторы, которые выполнены поворотными в горизонтальной плоскости и кинематически соединены зубчатой рейкой с возможностью общего поворота посредством упомянутого дистанционного следящего привода, причем каждый боковой узконаправленный прожектор имеет оптическую ось, расположенную под большим углом к вертикальной поворотной оси, чем угол оптической оси центрального широкоугольного прожектора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4