RU2161575C2

RU2161575C2 - Train corrugated flexible vestibule gangway

Info

Publication number: RU2161575C2
Application number: RU99100114A
Authority: RU
Inventors: А.И. Штанько; А.А. Катанджанц; А.В. Ионов; В.Ю. Чижов
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А.Н. Крылова
Priority date: 1999-01-06
Filing date: 1999-01-06
Publication date: 2001-01-10

Abstract

FIELD: railway transport. SUBSTANCE: proposed gangway has envelope consisting of connected to form panels side sections, upper, lower and corner sections made of elastomer material, and end face frames. Sections of panels are provided with tops and valleys in longitudinal direction, thus forming corrugated profile. Envelope is enclosed by C-shaped hoops made of aluminium alloy into which parts of envelope panels are driven to form tops of corrugations. Ends of C- shaped hoops are upset to form hollow closed spaces inside which expanders are fitted. Expanders can be made, for instance, of rubber cord 13. EFFECT: provision of displacement of connected end faces, improved reliability and prevention of sagging. 2 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям гофрированных гибких ограждений межвагонных переходов транспортных средств (железнодорожных составов, сочлененных трамваев, автобусов и др.), предназначенных для обеспечения безопасных и комфортных условий перехода пассажиров из вагона в вагон при всех режимах движения. The invention relates to the construction of flexible corrugated fencing inter-vehicle transitions of vehicles (trains, articulated trams, buses, etc.) designed to provide safe and comfortable conditions for the passage of passengers from car to car under all driving conditions.

К этим гибким ограждениям предъявляются жесткие требования по обеспечению:
- звуко-тепло-гермоизоляции,
- уменьшения воздействия резких перепадов давления при разъездах со встречным транспортом,
- прохождения составом криволинейных участков пути малого радиуса и др.These flexible fences are subject to stringent requirements to ensure:
- sound-heat-sealing,
- reduce the impact of sudden changes in pressure when traveling with oncoming vehicles,
- passing the composition of curved sections of the path of small radius, etc.

Конструктивные особенности сочлененного транспортного средства и условия его эксплуатации определяют конкретные значения перемещений ограждения но трем осям:
- по продольной оси вагона (x),
- в вертикальной плоскости (y),
- в поперечном направлении (z),
а также при угловых отклонениях:
- по курсу (вокруг оси y),
- по дифференту (вокруг оси z),
- по крену (вокруг оси x).The design features of the articulated vehicle and its operating conditions determine the specific values of the movement of the fence on three axes:
- along the longitudinal axis of the car (x),
- in the vertical plane (y),
- in the transverse direction (z),
as well as with angular deviations:
- at the heading (around the y axis),
- on the trim (around the z axis),
- roll (around the x axis).

При этом составляющие жесткости оболочки по трем осям и трем углам не должны превышать 20-25% от жесткости амортизаторов, находящихся в сцепном устройстве вагонов. In this case, the components of the shell stiffness along three axes and three corners should not exceed 20-25% of the stiffness of the shock absorbers located in the hitch of the cars.

Известны конструкции ограждений фирмы "Таурус Гумиипари Валлат" (Tаurus Gumiipari Vallаt) для автобусов "Икарус", а также фирмы "Хюбнер" (Hubner) для высокоскоростного пассажирского поезда и др., основой которых является оболочка, выполненная из эластичного материала в виде гибкой гофрированной гармошки. There are known designs of fences of Taurus Gumiipari Vallat company for Ikarus buses, as well as Hubner company for a high-speed passenger train, etc., the basis of which is a shell made of an elastic material in the form of a flexible corrugated accordions.

Особенностью конструкций ограждений переходов в автобусах и другом сочлененном транспорте, имеющем в зоне перехода поворотный круг, является отсутствие свободы перемещений в поперечном направлении, зато при угловых отклонениях по курсу и дифференту ограждение обладает малой жесткостью. The design feature of the transition fencing in buses and other articulated vehicles, which has a turning circle in the transition zone, is the lack of freedom of movement in the transverse direction, but with angular deviations along the course and trim the fence has low rigidity.

Конструкция ограждения межвагонного перехода фирмы "Хюбнер" имеет достаточную свободу перемещений в трехмерном пространстве за исключением перемещений в поперечном направлении. Компьютерное построение прохождения составом S-образных участков дорог с малыми радиусами кривизны показало, что ограждение будет ломаться о торец вагона. The design of the Hubner intercar passage fencing has sufficient freedom of movement in three-dimensional space with the exception of movements in the transverse direction. Computer construction of the passage of S-shaped sections of roads with small radii of curvature showed that the fence will break on the end of the car.

К недостатку следует также отнести ее сложность: ограждение состоит из двух оболочек - наружной и внутренней, соединенных между собой с образованием зазора. Самые сложные ее детали - углы. Это трехмерные конструкции, для изготовления которых необходимы две большие пресс-формы. The disadvantage should also include its complexity: the fence consists of two shells - external and internal, interconnected to form a gap. Its most complex details are corners. These are three-dimensional structures, for the manufacture of which two large molds are needed.

В качестве прототипа к заявленному техническому решению выбрано гофрированное гибкое ограждение узла сочленения транспортного средства, содержащее торцы, выполненные соответствующими форме торцевых частей транспортного средства, а также соединенные между собой верхний, нижний, боковые и переходные угловые участки, выполненные гофрированными из полотнища эластичного материала, на котором расположены заготовки ребер, кромки двух соседних из которых соединены между собой и образуют последовательно расположенные впадины и выступы гофр, причем выступы, расположенные на переходных угловых участках, выполнены раздваивающимися с пересечением каждой линии выступов с ближайшими линиями впадин в точках перегиба впадин, при этом периметры сечений, образованных вертикальными плоскостями, проходящими по выступам и впадинам нижних и верхних участков гибкого ограждения, одинаковы (патент России N2025293, B 60 D 5/00, 1994). As a prototype of the claimed technical solution, a corrugated flexible guard of the vehicle articulation unit was selected, containing ends made in the form of the end parts of the vehicle, as well as upper, lower, side and transition angular sections made between corrugated from a panel of elastic material, interconnected which contains blanks of ribs, the edges of two adjacent of which are interconnected and form successively located hollows and protrusions p, and the protrusions located in the transitional corner sections are bifurcated with the intersection of each line of the protrusions with the nearest hollow lines at the inflection points of the hollows, while the perimeters of the sections formed by vertical planes passing along the protrusions and troughs of the lower and upper sections of the flexible enclosure are the same ( Russian patent N2025293, B 60 D 5/00, 1994).

В ограничительной части формулы изобретения, выбранного прототипом, использовано понятие ". . .ограждение, содержащее торцы...". Известно, что торец - это поперечная часть предмета, расположенная перпендикулярно продольной оси. Точнее была бы формулировка: "...ограждение, содержащее торцевые узлы крепления. ..", т.е. металлический трос или рама. Поэтому в заявляемом изобретении использовано общепринятое понятие "торцевая рама". In the restrictive part of the claims selected by the prototype, the concept of "... Fence containing ends ..." is used. It is known that the end face is the transverse part of an object located perpendicular to the longitudinal axis. More precisely, the wording would be: "... a fence containing end attachment points ...", i.e. metal cable or frame. Therefore, in the claimed invention uses the generally accepted concept of "end frame".

В отличительной части формулы неправильно использовано понятие "ребро". Математическое значение понятия "ребро" дано как "линия пересечения двух плоскостей многогранника", а техническое - "узкий край или сторона предмета по его длине". In the distinguishing part of the formula, the term "rib" is incorrectly used. The mathematical meaning of the term “rib” is given as the “line of intersection of two planes of a polyhedron,” and the technical meaning is “the narrow edge or side of an object along its length”.

По существу, в формуле идет речь о расположенных на полотнище пластинах-заготовках треугольной и четырехугольной формы, зазоры между которыми предназначены для формирования вершин и впадин ограждения при образовании гофр, т.е. обобщенно говоря, полотнище выполнено с гофрообразующим рельефом. Essentially, the formula refers to triangular and quadrangular plate-blanks located on the panel, the gaps between which are used to form the peaks and depressions of the fence during the formation of corrugations, i.e. Generally speaking, the panel is made with corrugated relief.

Кроме того, при гофрообразовании плоского полотнища периметры любых сечений, образованных вертикальными плоскостями, будут, естественно, одинаковыми, что не может быть дополнительным признаком изобретения. In addition, during the corrugation of a flat panel, the perimeters of any sections formed by vertical planes will naturally be the same, which cannot be an additional sign of the invention.

Учитывая изложенное, существенными признаками, общими с признаками заявленного изобретения, являются;
- ограждение, содержащее торцевые рамы;
- полотнище оболочки, состоящее из соединенных между собой верхнего, нижнего, боковых и угловых участков, выполненных из эластичного материала с гофрообразующим рельефом.Given the foregoing, the essential features common to the features of the claimed invention are;
- a fence containing end frames;
- the shell panel, consisting of interconnected upper, lower, side and corner sections made of an elastic material with a corrugating relief.

Однако данное техническое решение не может найти применение в сочлененном транспортном средстве, например, в межвагонном переходе железнодорожного состава, имеющем поперечное смещение соседних вагонов порядка метра. Это решение к тому же обладает следующими недостатками:
- изготовленная из полотнища прорезиненной ткани оболочка, на верхнем и нижнем участках имеет V-образные гофрообразующие плоскости, обладающие большой жесткостью при поперечном смещении. При этом относительное перемещение двух соседних вершин гофра будет происходить за счет деформации плоскостей гофра и податливости прошивки и практически не будет превышать 2% (при необходимых 10%);
- вершины и впадины гофр, выполненные путем прошивки полотнища прорезиненной ткани, обладают незначительной жесткостью и верхняя часть оболочки провисает при дополнительных нагрузках в виде воды, снега или льда, что снижает ресурс прошитого ограждения.However, this technical solution cannot find application in an articulated vehicle, for example, in an intercar passage of a train having a lateral displacement of adjacent cars of the order of a meter. This solution also has the following disadvantages:
- a shell made of a rubberized fabric panel, in the upper and lower sections has V-shaped corrugating planes having great rigidity at lateral displacement. In this case, the relative displacement of two adjacent corrugation vertices will occur due to deformation of the corrugation planes and the flexibility of the firmware and will practically not exceed 2% (with the necessary 10%);
- the peaks and troughs of the corrugations, made by flashing the rubberized fabric, have little stiffness and the upper part of the shell sags under additional loads in the form of water, snow or ice, which reduces the resource of the stitched fence.

Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является устранение указанных недостатков и достижение технических результатов, заключающихся в:
- придании ограждению способности обеспечивать перемещение торцов соседних вагонов на величину, равную расстоянию между ними, что создает возможность перемещения на S-образных участках пути с малым радиусом кривизны, при этом ограждение не будет ломаться о торец вагона;
- ликвидации провисания верхнего и нижнего участков ограждения.The problem solved by the claimed invention is the elimination of these shortcomings and the achievement of technical results, consisting in:
- giving the fence the ability to move the ends of adjacent cars by an amount equal to the distance between them, which makes it possible to move on S-shaped sections of the track with a small radius of curvature, while the fence will not break on the end of the car;
- elimination of sagging of the upper and lower sections of the fence.

Для этого в известном гофрированном гибком ограждении, содержащем оболочку, состоящую из соединенных между собой в полотнище боковых участков, верхнего, нижнего и угловых участков, выполненных из эластомерного материала, и торцевых рам, участки полотнища выполнены с единым по всей длине полотнища продольным гофрообразующим рельефом для формирования вершин и впадин гофр, причем оболочка дополнительно содержит охватывающие ее обручи С-образного профиля, выполненные, например, из алюминиевого сплава, внутрь которых введены части полотнища с формированием вершин гофр, а концы профилей обжаты с образованием замкнутых полых пространств, внутри которых размещены распорные элементы. To do this, in the well-known corrugated flexible enclosure containing a shell consisting of side sections connected to each other in the panel, upper, lower and corner sections made of elastomeric material, and end frames, the panel sections are made with a uniform longitudinal corrugating relief for the entire length of the panel for the formation of the peaks and troughs of the corrugations, and the shell further comprises C-shaped hoops covering it, made, for example, of aluminum alloy, into which parts of the canvas are introduced and with the formation of the corrugation peaks, and the ends of the profiles are compressed to form a closed hollow space within which the spacer elements are located.

Также в заявляемом в качестве изобретения ограждении распорный элемент выполнен, например, в виде резинового шпура, который занимает указанное полое пространство во всех вершинах гофр. Also in the enclosure claimed as an invention, the spacer element is made, for example, in the form of a rubber hole, which occupies the specified hollow space at all the corrugation vertices.

Благодаря существенному признаку "...единый продольный гофрообразующий рельеф для формирования вершин и впадин гофр" и второму существенному признаку "...обручи С-образного профиля..." появляется возможность создания ограждения, обладающего большим диапазоном поперечных перемещений. Верхний и нижний участки ограждения не провисают, как у всех ограждений без обручей. Эти V-образные части гофр как бы подвешены на обручах, с помощью которых они через боковые участки передают свой вес на торцевые рамы. Due to the essential feature "... a single longitudinal corrugating relief for the formation of corrugated peaks and troughs" and the second essential feature "... C-shaped hoops ...", it becomes possible to create a fence with a large range of lateral movements. The upper and lower sections of the fence do not sag, as with all fences without hoops. These V-shaped parts of the corrugations are suspended on hoops, with the help of which they transfer their weight to the end frames through the side sections.

Применив к тому же в качестве эластимерного материала резину с низким значением модуля упругости и высоким значением относительного удлинения (до 700%), удалось решить и основную задачу обеспечения поперечного перемещения гибкого ограждения. Благодаря высокой эластичности полотнища гофрирование легко выполняется путем введения в обручи С-образного профиля зон полотнища, формирующих вершины гофр. Having also used rubber with a low elastic modulus and a high elongation (up to 700%) as an elastomeric material, it was possible to solve the main problem of ensuring lateral movement of the flexible fence. Due to the high elasticity of the panel, corrugation is easily carried out by introducing into the hoops a C-shaped profile of the zones of the panel forming the corrugation tops.

Во избежание перелома резины внутри обруча при обжатии его концов пространство внутри введенных в обруч вершин заполняют по его периметру материалом, например, резиновым шнуром или трубкой из легкого материала. To avoid fracture of the rubber inside the hoop during compression of its ends, the space inside the vertices introduced into the hoop is filled around its perimeter with a material, for example, a rubber cord or a tube of light material.

Сущность изобретения поясняется иллюстрациями, где:
- на фиг. 1 показана аксонометрическая проекция торца вагона транспортного средства с гофрированным гибким ограждением;
- на фиг. 2 дана развертка полотнища, состоящая из соединенных между собой боковых участков, верхнего, нижнего и угловых участков;
- на фиг. 3 дан разрез по А-А на фиг. 2;
- на фиг. 4 показан разрез горизонтальной плоскостью ограждения, прикрепленного к торцу вагона;
- на фиг. 5 показаны обручи С-образного профиля после обжатия;
- на фиг. 6 дано схематическое изображение V-образного гофра на верхнем участке ограждения и действующие силы на его модели;
- на фиг. 7 даны деформационные характеристики образцов из прорезиненной ткани и низкомодульной резины.The invention is illustrated by illustrations, where:
- in FIG. 1 shows a perspective view of the end face of a wagon of a vehicle with a corrugated flexible fence;
- in FIG. 2 shows a scan of the panel, consisting of interconnected side sections, upper, lower and corner sections;
- in FIG. 3 is a section along AA in FIG. 2;
- in FIG. 4 shows a section through a horizontal plane of a fence attached to the end face of a car;
- in FIG. 5 shows hoops of a C-shaped profile after crimping;
- in FIG. 6 shows a schematic representation of a V-shaped corrugation in the upper section of the fence and the acting forces on its model;
- in FIG. Figure 7 shows the deformation characteristics of samples of rubberized fabric and low-modulus rubber.

Гофрированное гибкое ограждение межвагонного перехода 1 (фиг. 1) укреплено на торце вагона 2 с помощью торцевой рамы 3. Вторая торцевая рама предназначена для соединения с рамой гибкого ограждения другого вагона. Corrugated flexible guard inter-car transition 1 (Fig. 1) is mounted on the end of the car 2 using the end frame 3. The second end frame is designed to connect with the frame of the flexible fence of another car.

Вершины гофр ограждения 4 образованы путем введения соответствующих зон полотнища в обручи 5. The tops of the corrugations of the fence 4 are formed by introducing the corresponding zones of the panel into the hoops 5.

Ограждение состоит из соединенных между собой в полотнище (фиг. 2) боковых участков 6, верхнего 7, нижнего 8 и угловых участков 9, выполненных из эластомерного материала. Эти участки полотнища выполнены с единым продольным гофрообразующим рельефом. The fence consists of side sections 6, upper 7, lower 8 and corner sections 9 made of elastomeric material interconnected in the panel (Fig. 2). These sections of the panel are made with a single longitudinal corrugating relief.

Зоны полотнища 10 (фиг. 3) предназначены для формирования вершин гофр, а зоны 11 - впадин, края полотнища 12 - для крепления к торцовым рамам. Вершины гофр образованы (фиг. 4 и выносной элемент Б на фиг. 5) путем введения соответствующих зон 10 в жесткие обручи С-образного профиля 5. В пространствах внутри введенных в обручи вершин гофр размещены распорные элементы, например, резиновые шнуры 13. Zones of the panel 10 (Fig. 3) are intended for the formation of the corrugation tops, and zone 11 of the depressions, the edges of the panel 12 - for attachment to the end frames. The corrugation vertices are formed (Fig. 4 and the extension B in Fig. 5) by introducing the corresponding zones 10 into the rigid hoops of the C-shaped profile 5. Spacing elements, for example, rubber cords 13, are placed in the spaces inside the corrugation vertices introduced into the hoops.

На фиг. 6 приведено схематичное изображение V-образного гофра на верхнем участке ограждения и действующие силы F_сдв при поперечном перемещении одного гофра. Развернув гофр на плоскости, можно пересчитать силы F_сдв в силы F_раст для испытания на моделях с целью снятия деформационных характеристик прорезиненной ткани 14 (фиг. 7), как у прототипа, и низкомодульной резины 15. На графиках видно, что низкомодульная резина обеспечивает необходимое поперечное перемещение V-образного гофра, а у прорезиненной ткани поперечное перемещение на порядок меньше, что приводит к разрыву нитей ткани. Возможность осуществления изобретения подтверждена практическим выпуском опытного гофрированного гибкого ограждения, участки которого были отпрессованы из резины в прессформах, а обручи и торцевые рамы изготовлены методом литья алюминиевого сплава через фильеры.In FIG. _Figure 6 shows a schematic representation of a V-shaped corrugation in the upper section of the fence and the acting forces F _shear during the transverse movement of one corrugation. _{By expanding the} corrugation on the plane, it is possible to recalculate the forces F _shear to the forces F _rust for testing on models with the aim of removing the deformation characteristics of the rubberized fabric 14 (Fig. 7), as in the prototype, and low-modulus rubber 15. The graphs show that low-modulus rubber provides the necessary the transverse movement of the V-shaped corrugation, and in rubberized fabric, the transverse movement is an order of magnitude smaller, which leads to rupture of the fabric threads. The possibility of carrying out the invention is confirmed by the practical release of an experimental corrugated flexible fence, sections of which were pressed from rubber in molds, and hoops and end frames were made by casting aluminum alloy through dies.

Гофрированное гибкое ограждение, имея примерные габариты (высота 3000 мм, ширина 1300 мм, глубина 400 мм), показало на статических испытаниях при разрешенных нагрузках следующие диапазоны перемещений:
по продольной оси - (-200 - +400 мм);
в вертикальной плоскости - (-100 - +100 мм);
в поперечном направлении - (-400 - +400 мм).The corrugated flexible fence, having approximate dimensions (height 3000 mm, width 1300 mm, depth 400 mm), showed the following ranges of displacements in static tests at permitted loads:
along the longitudinal axis - (-200 - +400 mm);
in the vertical plane - (-100 - +100 mm);
in the transverse direction - (-400 - +400 mm).

Ограждение монтируют на торце вагона следующим образом. Изготовленное на заводе ограждение в сжатом (с помощью скоб) для транспортировки и монтажа виде имеет глубину 250 мм и крепится в таком виде болтами к торцу вагона, облегчая доступ к сцепному устройству вагона. После соединения сцепных устройств вагонов скобы убирают, а свободные торцевые рамы соединяют между собой быстроразъемным механизмом, обеспечивая герметизацию межвагонного перехода. The fence is mounted on the end of the car as follows. The fence made at the factory in a compressed (using brackets) for transportation and installation form has a depth of 250 mm and is fastened in this form with bolts to the end of the car, facilitating access to the coupling device of the car. After connecting the coupling devices of the wagons, the brackets are removed, and the free end frames are connected with each other by a quick-release mechanism, ensuring sealing of the inter-car transition.

Известно, что при движении состава вагоны в вертикальной плоскости имеют незначительные перемещения (порядка ± 20 мм при пересечении стрелок). Это во много раз меньше доступного для ограждения перемещения благодаря податливости боковых участков оболочки. При торможении, ударах в продольном направлении работают амортизаторы сцепных устройств и достигнутого диапазона перемещений вполне достаточно. It is known that when the composition of the cars moves in a vertical plane, they have insignificant displacements (of the order of ± 20 mm when the arrows cross). This is many times less than the movement available for fencing due to the flexibility of the side sections of the shell. When braking, shocks in the longitudinal direction, shock absorbers of the coupling devices work and the achieved range of movements is quite enough.

При движении состава по S-образным кривым в районах депо заданный диапазон поперечных перемещений также удовлетворен за счет конструктивных решений (выбора глубины V-образного гофра) и технических решений (применения резины с большим значением относительного удлинения до 700%). When the composition moves along S-shaped curves in depot areas, the specified range of lateral movements is also satisfied due to design solutions (choosing the depth of the V-shaped corrugation) and technical solutions (using rubber with a large elongation of up to 700%).

Помимо создания комфортных условий при переходе пассажиров из вагона в вагон ограждение имеет высокую пассивную безопасность благодаря наличию обручей, охватывающих по периметру оболочку, которые одновременно являются препятствием как при попытке выхода из прохода наружу, так и при попытке проникновения в проход снаружи путем разрезания оболочки. In addition to creating comfortable conditions for the passage of passengers from wagon to wagon, the fence has high passive safety due to the presence of hoops covering the perimeter of the shell, which at the same time are an obstacle both when trying to exit the passage outside and when trying to penetrate the passage outside by cutting the shell.

Claims

1. A corrugated flexible guard for an inter-car transition of a vehicle, comprising a shell consisting of side sections connected to each other in the panel, upper, lower and corner sections made of elastomeric material, and end frames, characterized in that the sections of the panel are made with a single longitudinal corrugating relief for the formation of peaks and troughs, and the shell additionally contains covering her hoops C-shaped profile, made, for example, of an aluminum alloy, inside of which Dena part webs to form the corrugation peaks, and the ends of the profiles are compressed to form a closed hollow space within which the spacer elements are located.

2. The fence according to claim 1, characterized in that the spacer elements are made, for example, in the form of a rubber cord.