Обтекатель тележки сочлененного железнодорожного транспортного средства и железнодорожное транспортное средство, содержащее тележку с таким обтекателем

Группа изобретений относится к области железнодорожных транспортных средств, в частности к обтекателям тележек сочлененного транспортного средства, а также к сочлененному транспортному средству, содержащему подобный обтекатель. Обтекатель содержит нижнюю и боковые стенки, а также два участка крепления для установки на соответствующем сочлененном вагоне. Первый и второй участки крепления соединены между собой упругим соединителем. Обеспечивается перемещение участков крепления друг относительно друга. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к обтекателю тележки сочлененного железнодорожного транспортного средства, а также к сочлененному железнодорожному транспортному средству, содержащему тележку с таким обтекателем.

Известны железнодорожные транспортные средства, такие как пассажирские и высокоскоростные поезда, в которых каждая из тележек снабжена обтекателем для улучшения аэродинамических характеристик транспортного средства. Каждый обтекатель обычно содержит нижнюю и боковые стенки, которые в основном являются жесткими и закрывают по меньшей мере одну нижнюю часть тележки, с которой они связаны. Это, в частности, позволяет ограничить прерывание потока воздуха, проходящего под железнодорожным транспортным средством, когда оно движется на высокой скорости. В результате, улучшаются эксплуатационные характеристики транспортного средства.

Известные обтекатели не пригодны для сочлененных железнодорожных транспортных средств, в которых тележки расположены в сочленениях между кузовами транспортного средства. Это справедливо, например, в отношении тележек Якобса. Например, тележка расположена в сочленении между первым и вторым кузовами транспортного средства, так что каждый из этих кузовов опирается, по меньшей мере частично, на тележку. В этом случае жесткость обтекателя препятствует перемещению кузовов друг относительно друга во время движения транспортного средства.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка за счет разработки обтекателя тележки сочлененного железнодорожного транспортного средства, который может использоваться с тележками, расположенными в сочленении между кузовами железнодорожного транспортного средства.

Указанная задача решается в обтекателе тележки сочлененного железнодорожного транспортного средства, содержащем нижнюю и боковые стенки, окружающие по меньшей мере нижнюю часть тележки, и первый и второй участки крепления, каждый из которых прикреплен к соответствующему концу первого и второго сочлененных кузовов железнодорожного транспортного, опирающихся, по меньшей мере частично, на тележку.

Согласно изобретению обтекатель содержит упругий соединитель, механически связывающий первый участок крепления и второй участок крепления, обеспечивая перемещение первого и второго участков крепления друг относительно друга.

Благодаря изобретению упругий соединитель позволяет первому участку крепления обтекателя, прикрепленному к первому кузову, перемещаться относительно второго участка крепления обтекателя, прикрепленному ко второму кузову транспортного средства. Первый и второй кузова могут перемещаться относительно друг друга во время эксплуатации транспортного средства без повреждения обтекателя без препятствования этому перемещению со стороны такого обтекателя.

Обтекатель согласно изобретению может дополнительно обладать одной или несколькими особенностями, используемыми по отдельности или во всех технически возможных комбинациях:

– упругий соединитель содержит эластомерный материал, предпочтительно в форме блока или полосы;

– обтекатель неподвижно прикреплен к тележке, а первый и второй участки крепления расположены непосредственно на гибком соединителе, проходящем по краям этого обтекателя;

– обтекатель разделен на центральную часть, прикрепленную к тележке, и первую и вторую краевые части, при этом первый и второй участки крепления расположены на первой и второй краевых частях, а гибкий соединитель проходит между центральной частью и каждой из первой и второй краевых частей, соединяя их;

– обтекатель разделен на переднюю и заднюю части, при этом первый и второй участки крепления расположены на первой и второй частях, а гибкий соединитель проходит между передней и задней частями, соединяя их друг с другом;

– обтекатель выполнен из жесткого материала, такого как металл, или композитный материал, или Kevlar;

– в обтекателе выполнены отверстия для прохода через них элементов тележки;

– гибкий соединитель прикреплен к обтекателю посредством проходящих насквозь крепежных элементов, таких как болты;

– гибкий соединитель прикреплен к обтекателю посредством сжатия, например, с использованием расположенного на обтекателе зажима.

Другим объектом изобретения является сочлененное железнодорожное транспортное средство, содержащее первый и второй кузова, сочлененные друг с другом; тележку, на которую по меньшей мере частично опираются первый и второй кузова; и обтекатель тележки, включающий в себя

– нижнюю и боковые стенки, окружающие по меньшей мере нижнюю часть тележки; и

– участки крепления, каждый из которых прикреплен к соответствующим концам первого и второго кузовов, опирающихся по меньшей мере частично на эту тележку.

При этом обтекатель этого транспортного средства выполнен так, как описано выше.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 схематично показана часть железнодорожного транспортного средства с тележкой, снабженной обтекателем согласно изобретению, вид в перспективе;

на фиг. 2, 3 и 4 – схематично показан обтекатель согласно первому, второму и третьему вариантам его выполнения, виды в перспективе.

На фиг. 1 показана часть сочлененного железнодорожного транспортного средства 1, представляющего собой группу вагонов высокоскоростного поезда. Транспортное средство 1 выполнено с возможностью перемещения по железнодорожному пути (не показано), проходящему по существу в горизонтальной плоскости.

Транспортное средство 1 содержит множество кузовов, сочлененных друг с другом и образующих основную часть этого транспортного средства 1. Кузова приспособлены для размещения в транспортном средства 1 пассажиров и образуют железнодорожные вагоны, если железнодорожное транспортное средство 1 представляет собой поезд. Эти кузова по существу выровнены друг с другом вдоль продольной оси X1 транспортного средства 1. Для упрощения на фиг. 1 показаны только два кузова 10 и 12. В дальнейшем понятия «передний» и «задний» определены по отношению к оси X1.

Кузова 10 и 12 соединены друг с другом посредством сочленения 14 у соответствующих торцов, обозначенных позициями 11 и 13. Когда кузова 10 и 12 установлены посредством сочленения на тележке 2, соответствующие торцы 11 и 13 кузовов 10 и 12 обращены навстречу друг другу.

Сочленение 14 содержит гофры 15, а также механизм 16 сочленения.

Гофры 15 известным образом расположены внутри соединенных кузовов 10 и 12.

Механизм 16 сочленения механически связывает кузова 10 и 12 и позволяет им перемещаться друг относительно друга. В частности, механизм 16 обеспечивает ограниченное боковое перемещение кузовов 10 и 12 в направлении, по существу перпендикулярном продольному направлению параллельно плоскости железнодорожного пути. Механизм 16 также позволяет кузовам 10 и 12 поворачиваться друг относительно друга вокруг оси вращения, перпендикулярной продольной оси и проходящей по существу вертикально.

Транспортное средство 1 также содержит несколько тележек 2, каждая из которых имеет колеса 20, приспособленные для качения по железнодорожному пути и соединенные с соответствующей тележкой посредством осей. Например, тележка является тележкой Якобса.

Тележка 2 соединена с кузовами 10 и 12, например, посредством механизма 16 сочленения. В данном случае кузов 10 расположен спереди тележки 21, а кузов 12 – сзади.

В этом примере по меньшей мере часть кузовов 10 и 12 опирается на тележку 2. «По меньшей мере часть кузовов опирается на тележку» означает, что по меньшей мере 20%, предпочтительно не менее 40% массы каждого кузова 10, 12 оказывает давление на тележку 2.

Транспортное средство 1 дополнительно содержит обтекатель 3, защищающий тележку 2. Как показано на фиг. 2, обтекатель 3 содержит нижнюю 30 и боковые 31 стенки. Обтекатель 3. когда он установлен на тележку 2, по меньшей мере частично окружает ее нижнюю часть.

Нижняя стенка 30 имеет по существу плоскую форму и проходит вдоль продольной оси X3 обтекателя 3. Продольная ось X3 параллельна продольной оси X1, когда обтекатель 3 установлен на тележке 2. Нижняя стенка 30 приспособлена для установки под нижней поверхностью тележки 2. В нижней стенке 30 выполнены отверстия 32 и 34, обеспечивающие проход для колес 20 и/или других механических элементов тележки 2.

Боковые стенки 31 отходят от нижней стенки 30 по существу вертикально вверх по существу параллельно оси X3. В данном случае в боковой стенке 31 выполнены отверстия 33 и 35, например, для прохода концов осей 21 или других механических элементов, которые могут выступать с боков тележки 2.

В рассматриваемом случае боковые стенки 31 соединены с нижней стенкой 30, образуя единое целое. Например, обтекатель 3 имеет по существу U-образную форму в сечении, перпендикулярном продольной оси X3.

Преимущественно, боковые стенки 31 выполнены так, что они соответствуют форме нижней части кузовов 10 и 12. Предпочтительно, боковые стенки 31 также выполнены так, что они подходят к наружным боковым стенками кузовом 10 и 12, когда обтекатель 3 установлен на тележке 2. Например, в кузовах 10 и 12 имеются углубления, форма которых комплементарна стенкам 31, так что обтекатель 3 не образует значительную избыточную ширину в зоне сочленении с этими кузовами 10 и 12, поскольку это отрицательно бы повлияло на аэродинамические характеристики транспортного средства 1.

Предпочтительно, обтекатель 3 изготовлен из жесткого материала, например, из металла. В качестве альтернативы, обтекатель 3 может содержать композитный материал, или Kevlar^®, или высокопрочное стекло, или прозрачный пластик. Таким образом, обтекатель 3 также выполняет функцию механической защиты тележки 2, например, от отлетающего балласта, когда транспортное средство 1 движется на высокой скорости.

Обтекатель 3 дополнительно содержит участки 51, 52 крепления. Участок 51 крепления приспособлен для крепления к концу 11 кузова 10, а участок 52 крепления приспособлен для крепления к концу 13 кузова 12. Каждый из участков 51 и 52 крепления содержит крепежные устройства 41, позволяющие прикрепить обтекатель 3 к кузовам 10 и 12, как будет подробно описано далее.

Обтекатель 3 также содержит упругий соединитель 4, механически связывающий участок 51 крепления с участком 52 крепления и обеспечивает перемещение этих участков 51 и 52 крепления относительно друг друга, например, когда кузова 10 и 12 перемещаются относительно друг друга посредством сочленения 14. В рассматриваемом случае соединитель 4 содержит эластомерный материал, например, материал, используемый для производства «сайлент-блоков».

Понятие «упругий» означает, что соединитель 4 имеет меньшую жесткость по сравнению с жесткостью обтекателя 3. Например, модуль упругости обтекателя 3 в 10 раз больше, предпочтительно – в сто раз больше, а предпочтительнее – в пятьсот раз больше модуля упругости соединителя 4.

В примере, показанном на фиг. 2, соединитель 4 принимает форму двух полос 4A и 4B, расположенных по периметру обтекателя 3. Полоса 4A проходит по наружным периферийным краям боковых стенок 31 и нижней стенки 30, расположенных на задней части обтекателя 3. Эта задняя часть обтекателя 3 ориентирована к концу 13 кузова 12. Аналогично, полоса 4B проходит по наружным краям нижней стенки 30 и боковых стенок 31, расположенных на передней части обтекателя 3. Эта передняя часть обтекателя 3 ориентирована к концу 11 кузова 10. В качестве альтернативы, полосы 4A и 4B можно заменить одной полосой, проходящей по всей периферии края обтекателя 3.

Соединитель 4 прикреплен к обтекателю посредством средств 40 крепления. Например, средства крепления могут содержать проходящие насквозь крепежные элементы, такие как болты. При этом в материале соединителя 4 выполнено сквозное отверстие, через которое проходит болт, прикрепленный к части обтекателя 3 с соответствующим отверстием.

Как вариант, соединитель 4 может быть прикреплен к обтекателю 3 посредством зажатия. Например, средства 40 крепления содержат зажим, расположенный на обтекателе 3 и приспособленный для зажатия и придания неподвижности соединителю 4.

Предпочтительно, средства 40 крепления являются обратимыми, позволяя удалять соединитель 4 с обтекателя 3, что облегчает техническое обслуживание или операции по замене обтекателя 3.

В этом примере нижняя стенка 3 не имеет подвижности относительно тележки 2 и прикреплена непосредственно к ней. Участок 51 крепления образован полосой 4B соединителя 4. Аналогично, участок 52 крепления образован полосой 4A соединителя 4. Каждый из участков 51 и 52 крепления содержит средства 41 крепления, присоединяющие этот участок к соответствующему кузову 10, 12. Средства 41 крепления в данном случае аналогично средству 40 крепления.

Таким образом, соединитель 4 косвенно механически связывает участки 51 и 52 крепления с нижней стенкой 30 и боковыми стенками 31.

На фиг. 3 и 4 показаны второй и третий варианты выполнения обтекателя 3. На фиг. 3 и 4 элементы, аналогичные элементам обтекателя, показанного на фиг. 1 и 2, обозначены одинаковыми позициями и подробно не описаны.

На фиг. 3 показан обтекатель 3ʹ согласно второму варианту выполнения изобретения. Обтекатель 3ʹ разделен на центральную часть 60, неподвижно прикрепленную к тележке 2, и краевые части 61, 62, 63 и 64. Центральная часть 60 содержит нижнюю стенку и часть боковых стенок 31. Краевые части 61, 62, 63 и 64 образуют другую часть боковых стенок 31. В частности, краевые части 61, 62 расположены на боковых сторонах с каждой стороны нижней стенки 30 с одной передней стороны обтекателя 3ʹ. Каждая из краевых частей 61 и 62 имеет участок 65 крепления, обращенный к концу 11 кузова 10, для неподвижного крепления этих краевых частей 61, 62 на кузове 10. Участки 65 крепления играют ту же самую роль по отношению к обтекателю 3ʹ, что и участок 51 крепления по отношению к обтекателю 3. В рассматриваемом примере участки 65 образованы краевыми частями 61 и 62, следовательно, кузов 10 прикреплен к этим краевым частям 61 и 62. Таким образом, в данном случае средства 41 крепления необязательно должно быть идентично средствам 40 крепления.

Аналогично, краевые части 63, 64 расположены с каждой стороны нижней стенки 30 и с задней стороны обтекателя 3ʹ, т.е. напротив краевых частей 61 и 62. Каждая из краевых частей 63 и 64 содержит участок 66 крепления, обращенный к концу 13 кузова 12. Участки 66 крепления играют ту же самую роль по отношению к обтекателю 3ʹ, что и участок 52 крепления по отношению к обтекателю 3. В рассматриваемом примере участки 66 образованы краевыми частями 63 и 64.

Передняя и задняя стороны обтекателя 3ʹ являются таким же, как и у обтекателя 3.

В рассматриваемом случае соединитель 4 содержит первую часть 4C и вторую часть 4D. Первая часть 4C связывает центральную часть 60 с краевыми частями 61 и 63. Например, часть 4C имеет форму полосы или блока, проходящего в продольном направлении вдоль одной стороны обтекателя 3ʹ по существу параллельно оси X3. Аналогично, краевые части 62 и 64 связаны с центральной частью 60 посредством части 4D соединителя 4. Аналогично, соединитель 4D имеет форму полосы или блока, который проходит вдоль стороны обтекателя 3ʹ напротив стороны, по которой проходит часть 4C по существу параллельно оси X3.

В качестве альтернативы, каждая часть 4C или 4D может быть разделена на две отдельные части, одна из которых соединяет только краевую часть 61 или 62 с центральной частью 60, а другая соединяет только краевую часть 63 или 64 с центральной частью 60.

На фиг. 4 показан обтекатель 3ʹʹ согласно третьему варианту его выполнения. Обтекатель 3ʹʹ имеет форму, аналогичную форме обтекателя 3. В частности, обтекатель 3ʹʹ разделен на переднюю и заднюю части 81 и 82, образуя две эквивалентных половины обтекателя 3ʹʹ. Передняя и задняя стороны обтекателя 3ʹʹ в рассматриваемом случае определены таким же образом, как и для обтекателя 3.

Между частями 81 и 82 вдоль оси, перпендикулярной продольной оси X3, проходит соединитель 4, соединяя эти части друг с другом. Каждая из частей 81 и 82 удерживается у соединителя 4 посредством средств 41 крепления. Часть 81 содержит нижнюю стенку 86, а часть 82 – нижнюю стенку 85, которые совместно образуют нижнюю стенку 30 обтекателя 3ʹʹ. Передняя часть 81 содержит участок 83 крепления к кузову 10. Этот участок 83 крепления играет такую же роль по отношению к обтекателю 3ʹʹ, что и участок 51 крепления по отношению к обтекателю 3. Аналогично, задняя часть 82 содержит участок 84 крепления к кузову 12, играющий такую же роль по отношению к обтекателю 3ʹʹ, что и участок 52 крепления по отношению к обтекателю 3.

Комбинируя описанные выше варианты осуществления изобретения, можно создать новые или альтернативные варианты выполнения обтекателя.

1. Обтекатель (3, 3', 3'') тележки (2) сочлененного железнодорожного транспортного средства (1), содержащий

нижнюю (30) и боковые (31) стенки, окружающие по меньшей мере нижнюю часть тележки (2), и

первый и второй участки (51, 52; 65, 66; 83, 84) крепления, каждый из которых приспособлен для крепления к соответствующему концу (11, 13) первого (10) и второго сочлененных друг с другом (12) кузовов, по меньшей мере частично опирающихся на тележку (2),

отличающийся тем, что содержит упругий соединитель (4), механически связывающий первый (51; 65; 83) и второй (52; 66; 84) участки крепления, обеспечивая их относительное перемещение.

2. Обтекатель по п. 1, отличающийся тем, что упругий соединитель (4) содержит эластомерный материал.

3. Обтекатель (3) по п. 1, отличающийся тем, что он неподвижно прикреплен к тележке, а первый и второй участки (51, 52) крепления расположены непосредственно на гибком соединителе (4), проходящем по краевым частям этого обтекателя.

4. Обтекатель (3') по п. 1, отличающийся тем, что он разделен на центральную часть (60), прикрепленную к тележке (2), и первую (61, 62) и вторую (63, 64) краевые части, при этом первый и второй участки (65, 66) крепления расположены на первой и второй краевых частях, а гибкий соединитель (4) проходит между центральной частью и каждой из краевых частей и соединяет их.

5. Обтекатель (3'') по п. 1, отличающийся тем, что он разделен на переднюю (81) и заднюю (82) части, при этом первый и второй участки (83, 84) крепления расположены на соответствующих первом и втором участках, а гибкий соединитель (4) проходит между передней и задней частями и соединяет их.

6. Обтекатель (3; 3'; 3'') по п. 1, отличающийся тем, что выполнен из жесткого материала.

7. Обтекатель (3; 3'; 3'') по п. 6, отличающийся тем, что жесткий материал представляет собой металл, или композитный материал, или Kevlar, или высокопрочное стекло, или прозрачный пластик.

8. Обтекатель (3; 3'; 3'') по п. 1, отличающийся тем, что имеет отверстия (32, 33, 34, 35) для прохода через них элементов тележки (2).

9. Обтекатель (3; 3'; 3'') по п. 1, отличающийся тем, что гибкий соединитель (4) прикреплен к обтекателю (3; 3'; 3'') посредством проходящих насквозь крепежных элементов (40).

10. Обтекатель (3; 3'; 3'') по п. 1, отличающийся тем, что гибкий соединитель (4) прикреплен к обтекателю (3; 3'; 3'') посредством зажатия.

11. Сочлененное железнодорожное транспортное средство (1), содержащее:

сочлененные между собой первый (10) и второй (12) кузова,

тележку (2), на которую по меньшей мере частично опираются первый и второй кузова,

обтекатель (3; 3'; 3'') тележки, включающий в себя

нижнюю (30) и боковые (31) стенки, окружающие по меньшей мере нижнюю часть тележки (2), и

участки (51, 52; 65, 66; 83, 84) крепления, каждый из которых приспособлен для крепления к соответствующему концу (11, 13) первого (10) и второго (12) кузовов, опирающихся по меньшей мере частично на тележку (2),

отличающееся тем, что обтекатель (3; 3'; 3'') представляет собой обтекатель по п. 1.