Транспортное средство с тележкой якобса и качательной опорой
Изобретение относится к транспортному средству, в частности к рельсовому транспортному средству. Транспортное средство содержит продольную ось, первый кузов вагона, опирающийся через первое рессорное устройство на ходовой механизм, второй кузов вагона, расположенный рядом с первым кузовом вагона в направлении продольной оси транспортного средства и опирающийся через второе рессорное устройство на ходовой механизм. Также устройство содержит качательное опорное устройство, соединенное с первым кузовом вагона посредством первого соединительного устройства и противодействующее качательным движениям первого кузова вагона вокруг оси качания, параллельной продольной оси транспортного средства. Второй кузов вагона соединен с качательным опорным устройством посредством первого соединительного устройства. Первое соединительное устройство выполнено и/или соединено с качательным опорным устройством таким образом, что они обеспечивают встречные качательные движения между первым и вторым кузовами вагонов. Достигается уменьшение скручивающей нагрузки на кузова вагонов и их общий ходовой механизм на перекошенных участках пути. 14 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к транспортному средству, в частности рельсовому транспортному средству, содержащему продольную ось, первый кузов вагона, опирающийся через первое рессорное устройство на ходовой механизм, второй кузов вагона, расположенный рядом с первым кузовом вагона в направлении продольной оси транспортного средства и опирающийся через второе рессорное устройство на ходовой механизм, и качательное опорное устройство, соединенное с первым кузовом вагона посредством, по меньшей мере, одного первого соединительного устройства и противодействует качательным движениям первого кузова вагона вокруг оси качания, параллельной продольной оси транспортного средства.
В рельсовых, как и в других транспортных средствах, кузов вагона, как правило, установлен подпружиненно относительно колесных блоков, например колесных пар, посредством одной или нескольких ступеней подрессоривания. Во время центробежного ускорения, возникающего при движении по кривой, поперек направления движения и тем самым поперек продольной оси, кузов вагона из-за лежащего сравнительно высоко центра тяжести стремится наклониться наружу относительно колесных блоков, т.е. совершить качательное движение вокруг оси качания, параллельной продольной оси транспортного средства.
Такие качательные движения выше определенных предельных значений, во-первых, ухудшают комфортабельность езды. Во-вторых, они вызывают опасность нарушения допустимого габарита приближения строений, а касательно безопасности в отношении схода с рельсов - опасность недопустимых односторонних разгрузок колес. Во избежание этого, как правило, используются качательные опорные устройства в виде так называемых стабилизаторов качки. Их задача заключается в том, чтобы оказывать сопротивления качательному движению кузова вагона для его уменьшения, но не мешать движениям подъема и опускания кузова вагона относительно колесных блоков.
Такие стабилизаторы качки известны в различных гидравлических или чисто механических выполнениях. Нередко используется проходящий поперек продольной оси транспортного средства торсионный вал, как это известно, например, из ЕР 1075407 В1. На этом торсионном валу по обеим сторонам продольной оси транспортного средства жестко установлены проходящие вдоль нее рычаги. В свою очередь, рычаги соединены с коромыслами и т.п., расположенными кинематически параллельно рессорным устройствам транспортного средства. При прогибе рессорных устройств установленные на торсионном валу рычаги через соединенные с ними коромысла приводятся во вращательное движение.
Если при движении по кривой происходит качательное движение с разными ходами пружин рессорных устройств по обеим сторонам транспортного средства, то возникают различные углы вращения установленных на торсионном валу рычагов. Торсионный вал нагружается скручивающим моментом, который в зависимости от его крутильной жесткости выравнивает его при определенном угле кручения за счет основанного на его упругой деформации ответного момента, предотвращая, таким образом, дальнейшее качательное движение. При этом в оснащенных тележками рельсовых транспортных средствах качательное опорное устройство может быть предусмотрено для вторичной ступени подрессоривания, т.е. действовать между рамой ходового механизма и кузовом вагона. Качательное опорное устройство может быть использовано также на первичной ступени, т.е. действовать между колесными блоками и рамой ходового механизма или - при отсутствии вторичного подрессорирования - кузовом вагона.
Такие стабилизаторы качки используются также в родовых рельсовых транспортных средствах, известных, например, из DE 4311521 С1. В известном из этого документа рельсовом транспортном средстве два соседних кузова вагонов опираются на одну общую, так называемую тележку Якобса, причем для каждого кузова вагона предусмотрен отдельный, опирающийся на тележку стабилизатор качки. Кроме того, оба соседних кузова вагонов опираются своим другим концом также через стабилизаторы качки на предшествующую и последующую тележки.
Стабилизаторы качки приводят, правда, к желаемому повышению качательной жесткости всего устройства, т.е. к достаточно низкому коэффициенту крена кузова вагона. Однако они имеют тот недостаток, что при движении на участках пути с перекосом плоскости пути, возникающим, например, на рампах с возвышением одного рельса над другим и т.п., за счет наклоненных друг к другу плоскостей пути в зоне предшествующей тележки, тележки Якобса, и последующей тележки возникает высокий крутящий момент вокруг продольной оси данного кузова вагона и тележки Якобса.
Причиной этого является то, что соответствующее качательное опорное устройство служит для регулирования вертикальных осей кузовов вагонов, проходящих параллельно к имеющимся в зоне колесных блоков нормалями пути. Поскольку нормали пути в зоне колесных блоков тележек при перекосе плоскости пути имеют разную ориентацию, возникает описанная скручивающая нагрузка на кузова вагонов и тележку Якобса. Наряду с сильными нагрузками на кузова вагонов и тележку Якобса связанные с этим разгрузки отдельных колес могут снижать безопасность в отношении схода с рельсов.
Другими словами, возникает конфликт целей между низким коэффициентом качки или высокой качательной жесткостью, с одной стороны, и небольшой нагрузкой или низкой крутильной жесткостью и достаточной безопасностью в отношении схода транспортного средства с рельсов, с другой стороны.
Поэтому задача предлагаемого изобретения состоит в создании транспортного средства описанного выше рода, которое не имело бы названных недостатков или имело бы их, по крайней мере, в меньшей степени, и благодаря которому, в частности, простым и надежным образом обеспечивалось бы уменьшение скручивающей нагрузки на кузова вагонов и ходовые механизмы на перекошенных участках пути.
Исходя из транспортного средства, в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения, эта задача решается посредством признаков, приведенных в отличительной части пункта 1.
Суть изобретения заключается в том, что простым и надежным образом можно обеспечить уменьшение скручивающей нагрузки на кузова вагонов и их общий ходовой механизм на перекошенных участках пути, если для обоих кузовов вагонов использовать не отдельные качательные опорные устройства, а лишь одно общее качательное опорное устройство, соединенное с соответствующим кузовом вагона с возможностью допускать разнонаправленные качательные движения обоих кузовов вагонов, однако традиционным образом ограничивать их равнонаправленные качательные движения.
За счет разнонаправленных качательных движений между обоими кузовами вагонов можно достичь на перекошенных участках пути предпочтительного уменьшения скручивающей нагрузки на кузова вагонов и общий ходовой механизм. Причина этого заключается в том, что кузова вагонов в случае перекошенной или деформированной иным образом плоскости пути за счет их особой связи с общим качательным опорным устройством могут, при необходимости, даже полностью следовать за деформированной плоскостью пути без срабатывания общего качательного опорного устройства, т.е. без оказания им на оба кузова вагонов возвратного усилия, которое тогда могло бы привести к описанной скручивающей нагрузке на них и общий ходовой механизм.
В случае недеформированной плоскости пути, т.е. в случае равнонаправленных качательных движений обоих кузовов вагонов, общее качательное опорное устройство, напротив, может в полной мере проявить свое ограничивающее качательные движения действие. Другими словами, эффективность качательных опорных устройств не снижается тогда, когда они фактически используются.
Другое преимущество предложенного решения состоит в том, что по сравнению с известными транспортными средствами за счет общего качательного опорного устройства для обоих кузовов вагонов можно сэкономить на сравнительно сложном, как правило, и тем самым дорогом качательном опорном устройстве. Благодаря этому в распоряжении имеется конструктивное пространство, которое до сих пор было занято вторым качательным опорным устройством. Это обеспечивает бóльшую свободу выполнения ходового механизма, кузовов вагонов и/или других элементов транспортного средства. В частности, это позволяет произвольно выбирать конструктивную форму и выполнение качательных опорных устройств. Таким образом, в предложенном решении для общего качательного опорного устройства могут использоваться качательные опоры любого вида (гидравлические, механические и т.д.).
В соответствии с этим изобретение относится к транспортному средству, в частности рельсовому, содержащему продольную ось, первый кузов вагона, опирающийся через первое рессорное устройство на ходовой механизм, второй кузов вагона, расположенный рядом с первым кузовом вагона в направлении продольной оси транспортного средства и опирающийся через второе рессорное устройство на ходовой механизм, и качательное опорное устройство, соединенное с первым кузовом вагона посредством, по меньшей мере, одного первого соединительного устройства и противодействует качательным движениям первого кузова вагона вокруг оси качания, параллельной продольной оси транспортного средства. Согласно изобретению второй кузов вагона соединен посредством первого соединительного устройства с качательным опорным устройством, причем первое соединительное устройство выполнено и/или соединено с качательным опорным устройством таким образом, что оно допускает разнонаправленные качательные движения между первым и вторым кузовами вагонов.
Первое соединительное устройство может быть выполнено любым подходящим образом, допускающим разнонаправленные качательные движения между первым и вторым кузовами вагонов. Так, может быть предусмотрена активная система, в которой первое соединительное устройство включает в себя, например, активные исполнительные элементы и соединенное с ними управляющее устройство, регистрирующее соответствующее состояние движения или тенденцию качки обоих кузовов вагонов и при разнонаправленной качке обоих кузовов вагонов допускающее качательное движение между ними во встречном направлении посредством исполнительных элементов, тогда как последние при равнонаправленной качке обоих кузовов вагонов, например, фиксируются, так что качательное опорное устройство может проявить свое действие.
Из-за более простой конструкции и более высокой надежности для первого соединительного устройства предусмотрена предпочтительно пассивная система. Преимущественно первое соединительное устройство шарнирно сочленено с первым кузовом вагона в первой точке сочленения, а со вторым кузовом вагона - во второй точке сочленения и выполнено и/или соединено с качательным опорным устройством таким образом, что лишенное ответного усилия первое смещение первой точки сочленения вызывает второе смещение второй точки сочленения в противоположном направлении. Такая кинематика первого соединительного устройства простым образом обеспечивает разнонаправленные качательные движения обоих кузовов вагонов, блокируя их равнонаправленные качательные движения, так что в этом случае качательное опорное устройство может проявить свое действие.
При необходимости, может быть предусмотрено любое передаточное отношение между первым и вторым смещениями. Кроме того, можно, например, учесть соответствующую кинематику опоры обоих кузовов вагонов. Благодаря простой конструкции первое и второе смещения имеют, в основном, одинаковую величину, однако отличающиеся друг от друга направления, в частности, в основном встречное направление.
Первое соединительное устройство может иметь любой подходящий принцип действия или комбинации разных принципов действия. Так, например, оно может иметь жидкостный, электромеханический или чисто механический принцип действия или любые комбинации этих принципов действия. Благодаря простой конструкции и высокой надежности предусмотрен предпочтительно чисто механический принцип действия первого соединительного устройства.
Первое соединительное устройство преимущественно содержит первый компенсационный рычаг, первый конец которого соединен с первой точкой сочленения, а второй конец - со второй точкой сочленения, причем первый компенсационный рычаг в первой точке поворота, расположенной, в частности, посередине между его первым и вторым концами, соединен с возможностью поворота с качательным опорным устройством. Первый компенсационный рычаг может быть шарнирно сочленен непосредственно в первой и второй точках сочленения. Однако предпочтительно первый компенсационный рычаг соединен с первой точкой сочленения посредством первого соединительного элемента, в частности первой связующей тяги, и/или со второй точкой сочленения посредством второго соединительного элемента, в частности второй связующей тяги, поскольку за счет этого достигается сочленение, которое благоприятным образом не нарушает другие движения кузовов вагонов по отношению друг к другу и к ходовому механизму.
В других предпочтительных вариантах выполнения транспортного средства первое соединительное устройство имеет жидкостный принцип действия. Оно содержит для этого преимущественно первый рабочий цилиндр, в частности первый гидроцилиндр, и второй рабочий цилиндр, в частности второй гидроцилиндр. Первый рабочий цилиндр соединен с качательным опорным устройством и первой точкой сочленения, тогда как второй рабочий цилиндр соединен с качательным опорным устройством и второй точкой сочленения. Рабочие полости первого и второго рабочих цилиндров связаны в одном направлении, что допускает разнонаправленные качательные движения между обоими кузовами вагонов, однако препятствует равнонаправленным качательным движениям за счет однонаправленной связи рабочих полостей.
Общее качательное опорное устройство может быть расположено на транспортном средстве, в принципе, произвольно. Например, в случае качательного опорного устройства с активным управлением может быть предусмотрено его расположение на транспортном средстве только с одной стороны. В случае пассивных качательных опорных устройств, как правило, предусмотрено, что они проходят в поперечном направлении транспортного средства или их компоненты расположены с обеих сторон его продольной средней плоскости, чтобы простым образом противодействовать качательным движениям вокруг продольной оси транспортного средства. Поэтому преимущественно предусмотрено, что качательное опорное устройство связано с первым и вторым кузовами вагонов посредством второго соединительного устройства, причем первое и второе соединительные устройства расположены с разных сторон содержащей продольную ось транспортного средства его продольной средней плоскости.
Второе соединительное устройство может быть выполнено иначе, чем первое. В частности, может быть предусмотрено, что второе соединительное устройство само по себе не вызывает разнонаправленных качательных движений между обоими кузовами вагонов. В этом случае обеспечиваемых первым соединительным устройством разнонаправленных смещений достаточно для обеспечения разнонаправленных качательных движений между обоими кузовами вагонов. Однако преимущественно предусмотрено, что также второе соединительное устройство выполнено и/или соединено с качательным опорным устройством таким образом, что оно допускает разнонаправленные качательные движения между первым и вторым кузовами вагонов. Кроме того, предпочтительно предусмотрено, что второе соединительное устройство выполнено идентично первому соединительному устройству, поскольку этим достигается особенно простая конструкция.
Само общее качательное опорное устройство может быть выполнено произвольно. Предпочтительно оно включает в себя соединенный с ходовым механизмом торсионный элемент, имеющий ось скручивания, чтобы достаточно известным образом достичь за счет скручивающего момента в торсионном элементе момента, ответного качательным моментам обоих кузовов вагонов. Преимущественно качательное опорное устройство содержит жестко соединенное с торсионным элементом первое торсионное плечо, а первое соединительное устройство шарнирно сочленено с первым торсионным плечом в первой точке соединения, причем первая точка соединения отстоит от оси кручения. Этим достигается особенно простая и эффективная конфигурация.
В других вариантах выполнения транспортного средства качательное опорное устройство имеет жидкостный, в частности гидравлический, принцип действия. Предпочтительно качательное опорное устройство включает в себя два отстоящих друг от друга поперек продольной оси транспортного средства рабочих цилиндра двустороннего действия, в частности гидроцилиндра, рабочие полости которых связаны с рабочими полостями соответственно другого рабочего цилиндра разнонаправленно. Оба рабочих цилиндра соединены одним концом с ходовым механизмом, тогда как первое соединительное устройство шарнирно сочленено с концом одного из обоих рабочих цилиндров, обращенным от ходового механизма.
В других предпочтительных вариантах выполнения транспортного средства первое соединительное устройство включает в себя амортизирующее устройство и дополнительно или в качестве альтернативы исполнительное устройство. За счет этого можно предпочтительным образом амортизировать возникающие в устройстве движения и/или создавать активные исполнительные усилия.
Другие предпочтительные варианты приведены в зависимых пунктах формулы и в нижеследующем описании предпочтительных примеров осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображают:
фиг.1 - схематичный вид сбоку части предпочтительного варианта транспортного средства в нейтральном положении;
фиг.2 - схематичный перспективный вид части транспортного средства из фиг.1 в нейтральном положении;
фиг.3 - схематичный вид сбоку части транспортного средства из фиг.1 в перекошенном положении;
фиг.4 - схематичный перспективный вид части транспортного средства из фиг.1 в перекошенном положении;
фиг.5 - схематичный вид сбоку части другого предпочтительного варианта транспортного средства в нейтральном положении.
Первый пример выполнения
Ниже со ссылкой на фиг.1-4 описан первый предпочтительный пример выполнения транспортного средства в виде рельсового транспортного средства 101.
Для более простого понимания нижеследующих пояснений на фигурах приведена система координат, в которой координата x обозначает продольное направление рельсового транспортного средства 101, координата y - его поперечное направление, а координата z - вертикальное.
На фиг.1 изображен схематичный вид сбоку части транспортного средства 101, имеющего продольную ось 101.1. Транспортное средство 101 включает в себя первый кузов 102 вагона и соседний в направлении продольной оси 101.1 (направление x) второй кузов 103 вагона, которые опираются на общий ходовой механизм в виде так называемой тележки Якобса 104. Другой конец (не показан) каждого кузова 102, 103 опирается на другой ходовой механизм, например другую тележку.
Тележка 104 включает в себя первый 104.1 и второй 104.2 колесные блоки, на которые посредством системы первичного подрессорирования 104.3 опирается рама 104.4 тележки. Первый кузов 102 вагона опирается на раму 104.4 тележки посредством первой системы вторичного подрессоривания 102.1, а второй кузов 103 вагона опирается на раму 104.4 тележки посредством второй системы вторичного подрессоривания 103.2. Системы 104.3, 102.1, 103.1 упрощенно изображены на фиг.1 в виде винтовых пружин. В случае соответствующей системы 104.3, 102.1, 103.1 речь может идти о любом подходящем рессорном устройстве. В частности, в случае системы 102.1, 103.1 речь идет предпочтительно о достаточно известном пневматическом подрессоривании.
Транспортное средство 101 включает в себя далее для обоих кузовов 102, 103 одно общее качательное опорное устройство в виде качательной опоры 105, которое вместе с двумя соединительными устройствами 106, 107 расположено между рамой 104.1 тележки и обоими кузовами 102, 103 кинематически параллельно обеим системам 102.1, 103.1.
Как видно, в частности, на фиг.2, на которой изображены лишь качательная опора 105 и оба соединительных устройства 106, 107, общая качательная опора 105 включает в себя первое торсионное плечо в виде первого рычага 105.1 и второе торсионное плечо в виде второго рычага 105.2. Оба рычага 105.1, 105.2 жестко установлены с обеих сторон продольной средней плоскости (плоскость xz) транспортного средства 101 на концах торсионного вала 105.3 качательной опоры 105. Торсионный вал 105.3 проходит в поперечном направлении (направление y) транспортного средства 101 и установлен с возможностью вращения в подшипниковых блоках 105.4, которые, в свою очередь, прочно соединены с рамой 104.4 тележки.
Со свободным концом первого рычага 105.1 шарнирно соединено первое соединительное устройство 106, посредством которого качательная опора 105 соединена с обоими кузовами 102, 103 вагонов. Для этого первое соединительное устройство 106 содержит первый компенсационный рычаг 106.1, первую 106.2 и вторую 106.3 связующие тяги. Первый компенсационный рычаг 106.1 шарнирно соединен с возможностью поворота в своей середине в первой точке 106.4 поворота с первым рычагом 105.1, в то время как с одним концом первого компенсационного рычага 106.1 с возможностью поворота шарнирно сочленен один конец первой связующей тяги 106.2, а с другим концом первого компенсационного рычага 106.1 с возможностью поворота шарнирно сочленен один конец второй связующей тяги 106.3. Другой конец первой связующей тяги 106.2 шарнирно сочленен с возможностью поворота в первой точке 106.5 сочленения с первым кузовом 102 вагона, а другой конец второй связующей тяги 106.3 шарнирно сочленен во второй точке 106.6 сочленения со вторым кузовом 103 вагона.
Со свободным концом второго рычага 105.2 шарнирно сочленено второе соединительное устройство 107, посредством которого качательная опора 105 также соединена с обоими кузовами 102, 103 вагонов. Второе соединительное устройство 107 выполнено идентично первому соединительному устройству 106. Понятно, что в других вариантах осуществления изобретения второе соединительное устройство может быть выполнено иначе, чем первое соединительное устройство. В частности, второе соединительное устройство может содержать только две простые связующие тяги, обозначенные на фиг.2 штриховыми линиями 108, посредством которых соответствующий кузов вагона соединен непосредственно со свободным концом второго рычага 105.2 качательной опоры 105.
Аналогично первому соединительному устройству 106 второе соединительное устройство 107 содержит второй компенсационный рычаг 107.1, третью 107.2 и четвертую 107.3 связующие тяги. Второй компенсационный рычаг 107.1 шарнирно сочленен с возможностью поворота в своей середине во второй точке 107.4 поворота со вторым рычагом 107.1, в то время как с одним концом второго компенсационного рычага 107.1 с возможностью поворота шарнирно сочленен один конец третьей связующей тяги 107.2, а с другим концом второго компенсационного рычага 107.1 с возможностью поворота шарнирно сочленен один конец четвертой связующей тяги 107.3. Другой конец третьей связующей тяги 107.2 шарнирно сочленен с возможностью поворота в третьей точке 107.5 сочленения с первым кузовом 102 вагона, а другой конец четвертой связующей тяги 107.3 сочленен в четвертой точке 107.6 сочленения со вторым кузовом 103 вагона.
На фиг.1 и 2 изображено состояние в нейтральном положении транспортного средства 101, возникающее при движении по прямому и неперекошенному пути 108. В этом нейтральном положении связующие тяги 106.2, 106.3, 107.2, 107.3 проходят в данном примере приблизительно параллельно вертикальной оси (ось z) транспортного средства 101. Понятно, что в других вариантах осуществления изобретения связующие тяги могут быть наклонены к вертикальной оси транспортного средства.
Ниже со ссылкой на фиг.1-4 поясняется принцип действия соединительных устройств 106, 107 и общей качательной опоры 105.
При движении по недеформированной кривой пути оба кузова 102, 103 вагонов вследствие центробежной силы, действующей на их лежащий над рамой 104.4 тележки центр тяжести, испытывают по отношению к тележке 104 равнонаправленный качательный момент вокруг оси качания, параллельной продольной оси 101.1 транспортного средства. Этот качательный момент приводит к разному прогибу соответствующей системы 102.1, 103.1 на продольных сторонах транспортного средства 101, т.е. к качательному движению обоих кузовов 102, 103 вагонов вокруг соответствующей оси качания. Находящаяся с внешней стороны кривой часть соответствующей системы 102.1, 103.1 прогибается сильнее, чем находящаяся с внутренней стороны.
Если первое соединительное устройство 106 расположено с внешней стороны кривой, то из-за равнонаправленного качательного момента на оба кузова 102, 103 вагонов первая 106.2 и вторая 106.3 связующие тяги нагружаются сжимающим усилием, тогда как третья 107.2 и четвертая 107.3 связующие тяги нагружаются растягивающим усилием. За счет этого первый 105.1 и второй 105.2 рычаги качательной опоры 105 отклоняются по-разному. Это вызывает упругое скручивание торсионного вала 105.3, в результате чего качательная опора 105 создает ответный момент, противодействующий равнонаправленному качательному движению обоих кузовов 102, 103 вагонов, ограничивая, таким образом, это движение.
Другими словами, на недеформированной кривой пути благодаря общей качательной опоре 105, связанной посредством обоих связующих устройств 106, 107 с обоими кузовами 102, 103 вагонов, достигается тот же эффект, что и в традиционных транспортных средствах с двумя отдельными качательными опорными устройствами для обоих кузовов вагонов.
Описанное выполнение первого соединительного устройства 106 имеет, с другой стороны, тот эффект, что при лишенном ответного усилия первом смещении первой точки 106.5 сочленения происходит второе смещение второй точки 106.6 сочленения в противоположном направлении (фиг.3 и 4). Таким образом, лишенное ответного усилия первое смещение первой точки 106.5 сочленения и тем самым первой связующей тяги 106.2 вверх посредством первого компенсационного рычага 106.1 вызывает второе смещение второй связующей тяги 106.3 и тем самым второй точки 106.6 сочленения вниз. Величины первого и второго смещений равны, а направления противоположные. То же относится ко второму соединительному устройству 107.
С соответственно симметричной кинематикой обоих соединительных устройств 106, 107 в данном примере, как уже сказано, возникает передаточное отношение 1:1 между первым и вторым смещениями. Понятно, что в других вариантах осуществления изобретения, при необходимости, может быть предусмотрено также произвольное передаточное отношение между первым и вторым смещениями. Кроме того, можно учесть, например, соответствующую кинематику опоры обоих кузовов вагонов.
За счет этой кинематики первого 106 и второго 107 соединительных устройств простым образом допускаются встречные по отношению к тележке 104 качательные движения между обоими кузовами 102, 103 вагонов без заметного скручивания торсионного вала 105.3. Следовательно, оба соединительные устройства 106, 107 вполне допускают такие встречные качательные движения обоих кузовов 102, 103 вагонов, так что в этом случае не возникает обусловленной ответным моментом качательной опоры 105 заметной скручивающей нагрузки на оба кузова 102, 103 вагонов и раму 104.1 тележки.
Это имеет особое преимущество, если транспортное средство 101 проходит участок пути, имеющий деформацию, например скручивание, т.е. за счет разных вертикальных координат точек соприкосновения колес транспортного средства 101. Такое скручивание пути 108 имеет место, например, при проезде так называемой рампы с превышением одного рельса над другим, где нормаль образованной верхними кромками рельсов плоскости пути, ориентированная в вертикальном направлении на горизонтальном пути, по мере протяженности рампы все сильнее наклоняется к вертикали.
Когда транспортное средство 101 въезжает на такую рампу, предшествующий ходовой механизм (на фиг.1 не показан) первого кузова 102 вагона находится в определенный момент на первом участке пути, нормаль которого наклонена к вертикали больше, чем нормаль второго участка пути, на котором находится тележка 104. Следовательно, предшествующий ходовой механизм первого кузова 102 вагона наклонен к горизонтали больше, чем тележка 104.
Далее нормаль участка пути, на котором находится тележка 104, наклонена к вертикали больше, чем нормаль третьего участка пути, на котором в этот момент находится последующий ходовой механизм (на фиг.1 не показан) второго кузова 103 вагона. Следовательно, тележка 104 наклонена к горизонтали больше, чем последующий ходовой механизм второго кузова 103 вагона.
Если смотреть от тележки 104, то предусмотренная на предшествующем ходовом механизме первого кузова 102 вагона качательная опора придает этому кузову 102 первое качательное движение (стрелка 109 на фиг.4), которое приподнимает его относительно тележки 104 на той продольной стороне транспортного средства, на которой расположено первое соединительное устройство 106 (фиг.3 и 4). В противоположность этому предусмотренная на последующем ходовом механизме второго кузова 103 вагона качательная опора придает этому кузову 103 встречное первому качательному движению второе качательное движение (стрелка 110 на фиг.4), которое опускает его относительно тележки 104 на той продольной стороне транспортного средства, на которой расположено первое соединительное устройство 106 (фиг.3 и 4).
Как уже сказано, оба соединительные устройства 106, 107 вполне допускают такие встречные качательные движения обоих кузовов 102, 103 вагонов, так что в таких случаях движение по деформированным участкам пути не приводит к заметным скручивающим нагрузкам на оба кузова 102, 103 вагонов и раму 104.1 тележки.
Второй пример выполнения
Другое предпочтительное выполнение транспортного средства 201 изображено на фиг.5. По конструкции и принципу действия оно соответствует транспортному средству на фиг.1, так что следует подробно остановиться только на его отличии.
Отличие от фиг.1 состоит в выполнении первого соединительного устройства 206 и идентичного ему второго соединительного устройства (не показано), тогда как все остальные элементы идентичны элементам на фиг.1 и потому обозначены теми же ссылочными позициями.
Первое соединительное устройство 206 содержит в этом примере только один первый 206.7 и один второй 206.8 гидроцилиндры. Первый гидроцилиндр 206.7 шарнирно сочленен с возможностью поворота в первой точке 206.4 поворота со свободным концом первого рычага 105.1 качательной опоры 105 и шарнирно сочленен с возможностью поворота в первой точке 206.5 сочленения с первым кузовом 102 вагона. Второй гидроцилиндр 206.8 шарнирно сочленен с возможностью поворота в первой точке 206.4 поворота со свободным концом первого рычага 105.1 качательной опоры 105 и шарнирно сочленен с возможностью поворота во второй точке 206.6 сочленения со вторым кузовом 103 вагона.
Оба гидроцилиндра 206.7, 206.8 выполнены одностороннего действия, т.е. они имеют только одну рабочую полость 206.9 и 206.10 соответственно. Рабочая полость 206.9 первого гидроцилиндра 206.7 и рабочая полость 206.10 второго гидроцилиндра 206.8 равнонаправленно связаны между собой посредством напорной линии 206.11. За счет этой равнонаправленной связи рабочих полостей (в случае несжимаемой гидравлической среды) невозможно одновременное укорачивание или удлинение обоих гидроцилиндров 206.7, 206.8. Напротив (аналогично первому соединительному устройству 106), возможно только встречное изменение расстояния между первой точкой 206.5 сочленения и первой точкой 206.4 поворота и расстояния между второй точкой сочленения 206.6 и первой точкой 206.4 поворота.
Другими словами, этим достигается, следовательно, равная кинематике первого соединительного устройства 106 на фиг.1 кинематика, которая обладает описанными выше преимуществами в отношении эффективности общей качательной опоры 105 при равнонаправленных и допустимых встречных качательных движениях обоих кузовов 102, 103 вагонов.
В напорной линии 206.11 может быть установлен дроссель и т.п. для амортизации встречных качательных движений кузовов 102, 103 вагонов. В напорной линии 206.11 можно также установить насосное устройство и т.п., которое изменяет степень наполнения рабочих полостей гидроцилиндров в соответствии с данными управляющего устройства, чтобы достичь активного регулирования качательных движений кузовов 102, 103 вагонов.
Изобретение было описано выше исключительно на примерах с чисто механической общей качательной опорой. Однако понятно, что оно может применяться также в сочетании с любыми другими качательными опорами, имеющими любые другие принципы действия или их комбинации. В частности, в качестве общей качательной опоры первого и второго кузовов вагонов могут использоваться, разумеется, также гидравлические качательные опоры, в которых с обеих продольных сторон транспортного средства установлены гидроцилиндры двустороннего действия, рабочие полости которых встречно-направленно соединены между собой.
Изобретение было описано выше исключительно на примерах рельсовых транспортных средств. Понятно, что оно может применяться также в сочетании с любыми другими транспортными средствами.
1. Транспортное средство, в частности рельсовое транспортное средство, содержащее продольную ось (101.1), первый кузов (102) вагона, опирающийся через первое рессорное устройство (102.1) на ходовой механизм (104), второй кузов (103) вагона, расположенный радом с первым кузовом (102) вагона в направлении продольной оси (101.1) транспортного средства и опирающийся через второе рессорное устройство (103.1) на ходовой механизм (104), и качательное опорное устройство (105), соединенное с первым кузовом (102) вагона посредством, по меньшей мере, одного первого соединительного устройства (106; 206) и противодействующее качательным движениям первого кузова (102) вагона вокруг оси качания, параллельной продольной оси (101.1) транспортного средства, отличающееся тем, что второй кузов (103) вагона соединен с качательным опорным устройством (105) посредством первого соединительного устройства (106; 206), причем первое соединительное устройство (106; 206) выполнено и/или соединено с качательным опорным устройством (105) таким образом, что они обеспечивают встречные качательные движения между первым (102) и вторым (103) кузовами вагонов.
2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что первое соединительное устройство (106; 206) шарнирно сочленено с первым кузовом (102) вагона в первой точке (106.5; 206.5) сочленения и со вторым кузовом (103) вагона во второй точке (106.6; 206.6) сочленения, при этом первое соединительное устройство (106; 206) выполнено и/или соединено с качательным опорным устройством (105) таким образом, что лишенное противодействующего усилия первое смещение первой точки (106.5; 206.5) сочленения вызывает встречное второе смещение второй точки (106.6; 206.6) сочленения.
3. Транспортное средство по п.2, отличающееся тем, что первое и второе смещения имеют в основном одинаковую величину, но разные направления, в частности в основном встречные направления.
4. Транспортное средство по п.2 или 3, отличающееся тем, что первое соединительное устройство (106) содержит первый компенсационный рычаг (106.1), первый конец которого соединен с первой точкой (106.5) сочленения, а второй конец соединен со второй точкой (106.6) сочленения, и первый компенсационный рычаг (106.1) соединен с возможностью поворота с качательным опорным устройством (105) в первой точке (106.4) поворота, расположенной, в частности, посередине между первым и вторым концами.
5. Транспортное средство по п.4, отличающееся тем, что первый компенсационный рычаг (106.1) соединен с первой точкой (106.5) сочленения посредством первого соединительного элемента (106.2), в частности первой связующей тяги, и/или со второй точкой (106.6) сочленения посредством второго соединительного элемента (106.3), в частности второй связующей тяги.
6. Транспортное средство по п.2 или 3, отличающееся тем, что первое соединительное устройство (206) содержит первый рабочий цилиндр (206.7), в частности первый гидроцилиндр, и второй рабочий цилиндр (206.8), в частности второй гидроцилиндр, причем первый рабочий цилиндр (206.7) соединен с качательным опорным устройством (105) и первой точкой (206.5) сочленения, второй рабочий цилиндр (206.8) соединен с качательным опорным устройством (105) и второй точкой (206.6) сочленения, а рабочие полости (206.9, 206.10) первого и второго рабочих цилиндров (206.7, 206.8) соединены равнонаправленно.
7. Транспортное средство по любому из пп.1-3, 5, отличающееся тем, что качательное опорное устройство (105) посредством второго соединительного устройства (107) соединено с первым и вторым соответственно кузовами (102, 103) вагонов, причем первое соединительное устройство (106; 206) и второе соединительное устройство (107) расположены на разных сторонах содержащей продольную ось (101.1) транспортного средства (101) его продольной средней плоскости.
8. Транспортное средство по п.7, отличающееся тем, что второе соединительное устройство (107) выполнено и/или соединено с качательным опорным устройством (105) таким образом, что они обеспечивают встречное качательное движение между первым (102) и вторым (103) кузовами вагонов.
9. Транспортное средство по п.7, отличающееся тем, что второе соединительное устройство (107) выполнено идентично первому соединительному устройству (106).
10. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что качательное опорное устройство (105) включает в себя соединенный с ходовым механизмом торсионный элемент (105.3), имеющий ось скручивания.
11. Транспортное средство по п.10, отличающееся тем, что качательное опорное устройство (105) содержит жестко соединенное с торсионным элементом (105.3) первое торсионное плечо (105.1), первое соединительное устройство (106; 206) шарнирно сочленено с первым торсионным плечом (105.1) в первой точке (106.4; 206.4) соединения, причем первая точка (106.4; 206.4) соединения удалена от оси скручивания.
12. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что качательное опорное устройство имеет жидкостный, в частности гидравлический, принцип действия.
13. Транспортное средство по п.12, отличающееся тем, что качательное опорное устройство содержит два удаленных друг от друга поперек продольной оси транспортного средства рабочих цилиндра двустороннего действия, в частности гидроцилиндра, рабочие полости которых встречно направленно связаны с рабочими полостями соответственно другого рабочего цилиндра, причем оба рабочих цилиндра соединены одним концом с ходовым механизмом, а первое соединительное устройство шарнирно сочленено с концом одного из обоих рабочих цилиндров, обращенным от ходового механизма.
14. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что первое соединительное устройство (206) содержит амортизирующее устройство.
15. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что первое соединительное устройство (206) содержит исполнительное устройство.
