PL67713Y1 - Zespół czołowy pochłaniania energii zderzenia - Google Patents

Description

Opis wzoru

Przedmiotem zgłoszenia wzoru użytkowego jest zespół czołowy pochłaniania energii zderzenia, zwłaszcza pojazdów szynowych, zaprojektowany jako układ asekuracyjny pochłaniający energię powstałą w wyniku zderzenia. Zespół według wzoru użytkowego przeznaczony jest do pochłaniania energii zderzenia zgodnie ze scenariuszami zderzeniowymi określonymi w normie PN-EN 15227 dotyczącej wymagań zderzeniowych dla pudeł pojazdów szynowych.

Znany jest tego typu absorber energii wykonany z odcinków cienkościennych kolumn, umieszczonych koncentrycznie pomiędzy dwiema płytami przenoszącymi obciążenie na ich ścianki. Odcinki cienkościennych kolumn stanowią najczęściej powłoki walcowe, bądź też powłoka walcowa połączona żebrami usztywniającymi z powłoką sześciokątną.

Znany jest również ze zgłoszenia patentowego PL 192 588 absorber energii, składający się z odcinków cienkościennych kolumn, umieszczonych pomiędzy dwiema płytami przenoszącymi obciążenie na ich ścianki. Według wynalazku odcinki cienkościennych kolumn mają różne wysokości, a ich ścianki różne grubości. Odcinki cienkościennych kolumn mogą być umieszczone pomiędzy płytami koncentrycznie lub na przemian obok siebie. Zróżnicowana wysokość i grubość ścianek odcinków cienkościennych kolumn pozwalają na uzyskanie bardziej równomiernej charakterystyki pracy absorbera energii. Ponadto uzyskuje się większą wartość siły zgniatania absorbera, przy zachowaniu takich samych wymiarów zewnętrznych jak w znanych absorberach z odcinkami cienkościennych kolumn o równych wysokościach. Ponadto, poprzez dobór parametrów geometrycznych pojedynczych cienkościennych kolumn, można mieć wpływ na charakterystykę pracy całego absorbera według wynalazku. Absorber może mieć różne zastosowania, na przykład jako element obudów górniczych, drogowych barier energochłonnych, zderzaków w urządzeniach transportowych, zabezpieczeń w klatach wind osobowych na wypadek zerwania liny nośnej. Absorber jest przy tym stosunkowo tani i łatwy w wykonaniu.

Znany jest ze zgłoszenia patentowego PL 176 636 absorber energii uderzenia i drgań składający się z elementów sprężystych przejmujących energię i ze współśrodkowo z nimi zabudowanych elementów rozpraszających przejętą energię. Elementy przejmujące energię mogą mieć kształt krążków lub pierścieni o zmiennym przekroju. Natomiast elementy rozpraszające energię mogą być umieszczone wewnątrz pierścieni lub między krążkami. W zależności od przeznaczenia absorbera energii zderzenia, stosunek wysokości kształtki tłumiącej do kształtki pochłaniającej może wynosić od 0,5 do 1,5. Z polskiego opisu patentowego PL 184 369 znany jest także zespół amortyzujący uderzenia czołownicy pojazdu, zwłaszcza szynowego, wyposażonego w elementy deformowalne umieszczone symetrycznie z obydwu stron czołownicy i wypełnione materiałem przejmującym energię kinetyczną uderzenia. Ściana czołowa podwozia jest wyposażona w osłonę zespołu amortyzującego, wysuniętą przed podwozie oraz w dwa elementy deformowalne rozmieszczone po bokach ściany czołowej podwozia przymocowane do niej za pomocą płyty montażowej. Element deformowalny jest zaopatrzony w osłonę wypełnioną materiałem przyjmującym energię kinetyczną uderzenia.

Istotą rozwiązanie według wzoru użytkowego jest zespół czołowy pochłaniania energii zderzenia, zwłaszcza pojazdów szynowych, złożony z absorberów energii zderzenia, charakteryzujący się tym, że składa się z absorbera górnego oraz dwóch absorberów dolnych. Absorber górny stanowi bryła przestrzenna, zbudowana z poziomo ustawionych arkuszy blachy trapezowej połączonych ze sobą poziomymi odcinkami. Z kolei absorbery dolne, rozmieszczone symetrycznie po obu stronach czołownicy pojazdu, składają się z chwytaka, prowadnicy, sześciokątnej rury oraz kołnierza mocującego.

Chwytak ma postać prostopadłościennej bryły zakończonej w części górnej i dolnej płaskownikami o ściętych narożach, przy czym na powierzchni czołowej chwytaka znajduje się szereg poziomo ułożonych płaskowników zamocowanych prostopadle do tej powierzchni. Na wewnętrznej tylnej ścianie chwytaka rozmieszczone są wzmocnienia w postaci sześciokątnych brył, usytuowanych naprzeciwległe. Wewnątrz sześciokątnej rury znajduje się prowadnica w postaci trzech prostokątnych rur, z których każda jest częściowo wsunięta w sąsiednią rurę. Sześciokątna rura zawiera strefę inicjacji zgniotu w postaci wklęsłych nagniotków, znajdującą się przy krawędzi stykającej się z chwytakiem. Przeciwległa krawędź sześciokątnej rury styka się z kołnierzem mocującym zawierającym dwanaście otworów, który połączony jest z jedną z rur składających się na prowadnicę. Połączone ze sobą arkusze blachy trapezowej ułożone są w strukturę plastra miodu. Na powierzchni czołowej absorbera gór- nego znajduje się osłona. Z kolei na skrajnych krawędziach przeciwległej do niej powierzchni absorbera górnego znajdują się kątowniki mocujące zamocowane do arkuszy blachy trapezowej.

Zespół czołowy pochłaniania energii zderzenia według wzoru użytkowego dzięki temu, że składa się z absorbera górnego oraz absorberów dolnych pozwala na skuteczne przyjmowanie i pochłanianie energii zderzenia. Ponadto wyposażenie absorberów dolnych w prowadnice oraz chwytaki pozwala na poprowadzenie zgniotu absorberów dolnych zgodnie z pożądanym kierunkiem, ograniczając znacząco ryzyko uderzenia drugiego uczestnika zderzenia bezpośrednio w ramę pojazdu. Jednocześnie zastosowane prowadzenie umożliwia maksymalne wykorzystanie absorpcyjnych właściwości absorberów dolnych. Zaletą rozwiązania jest również to, że zgniecione elementy mogą być łatwo odłączone i wymienione.

Przedmiot wzoru użytkowego przedstawiony został na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w widoku z boku zespół czołowy pochłaniania energii zderzenia zamontowany na pojeździe, fig. 2 i fig. 3 przedstawiają w widoku czołowym zespół czołowy pochłaniania energii zderzenia zamontowany na pojeździe, fig. 4 pokazuje absorber dolny w widoku perspektywicznym, fig. 5 ilustruje absorber dolny w widoku z boku, fig. 6 pokazuje absorber dolny w przekroju wzdłużnym, fig. 7 przestawia tylną ścianę chwytaka w widoku czołowym, fig. 8 pokazuje chwytak w widoku czołowym, fig. 9 - kołnierz w widoku czołowym, fig. 10 przedstawia absorber górny w widoku perspektywicznym, zaś fig. 11 i fig. 12 - absorber górny w widoku czołowym.

Zespół czołowy pochłaniania energii zderzenia według wzoru użytkowego składa się z absorbera górnego 1 oraz dwóch absorberów dolnych 2 rozmieszczonych symetrycznie po obu stronach czo-łownicy pojazdu. Absorbery dolne 2 usytuowane są w płaszczyźnie poziomej. Każdy z absorberów dolnych 2 składa się z chwytaka 3 prowadnicy 4, sześciokątnej rury 5 oraz kołnierza mocującego 6. Chwytaki 3 usytuowane w części czołowej absorberów dolnych 2 mają postać prostopadłościennej bryły zakończonej w części górnej i dolnej płaskownikami 7 o ściętych narożach. Z kolei na powierzchni czołowej każdego z chwytaków 3 znajduje się szereg poziomo ułożonych płaskowników 8 zamocowanych prostopadle do tej powierzchni. Płaskowniki 7 w połączeniu z płaskownikami 8 zapobiegają wspinaniu się lub ześliźnięciu uderzonego przedmiotu np. płyty czołowej absorbera w innym pojeździe i jego uderzeniu w ramę przed maksymalnym pochłonięciem energii przez absorbery. Płaskowniki 7 zaginają się do środka chwytaków 3 zakleszczając uderzony element. Na wewnętrznej tylnej ścianie chwytaka 3 rozmieszczone są wzmocnienia 9 w postaci czterech sześciokątnych brył, usytuowanych naprzeciwległe, względem środka symetrii tej ściany. Wzmocnienia 9 mają za zadanie przejęcie części energii, równomierny rozkład sił deformujących absorber dolny 2 oraz przeniesienie tych sił na główny element podlegający deformacji i odpowiadający za rozproszenie energii - sześciokątną rurę 5 wyposażoną w prowadnicę 4. Prowadnica 4 znajduje się wewnątrz sześciokątnej rury 5. Prowadnica 4 składa się z trzech prostokątnych rur, z których każda jest częściowo wsunięta w sąsiednią rurę. Przy uderzeniu pojazdu w przeszkodę i przekroczeniu granicznej wartości siły następuje zainicjowanie zgniotu sześciokątnej rury 5. W wyniku oporu jaki wywołuje zgniot sześciokątnej rury 5 następuje rozpraszanie energii kinetycznej. Prowadnica 4 umożliwia prowadzenie zgniotu w sposób kontrolowany umożliwiając maksymalne wykorzystanie absorpcyjnych właściwości sześciokątnej rury 5. Dzięki temu zapobiega się przypadkowemu zgięciu lub skręceniu sześciokątnej rury 5, w wyniku którego jedynie znikoma część energii byłaby rozproszona. Każda z sześciokątnych rur 5 zawiera strefę inicjacji zgniotu 10 w postaci wklęsłych nagniotków, znajdującą się przy krawędzi stykającej się z chwytakiem 3. Strefy inicjacji zgniotu 10 ułatwiają zainicjowanie prawidłowego zgniotu sześciokątnych rur 5. Przeciwległa krawędź każdej z sześciokątnych rur 5 styka się z kołnierzem mocującym 6 przez który przechodzi jedna z rur składających się na prowadnicę 4. Absorber górny 1 stanowi bryła przestrzenna, zbudowana z poziomo ustawionych arkuszy blachy trapezowej H. Arkusze blachy trapezowej 11 ułożone są w strukturę plastra miodu. W wyniku zderzenia arkusze blachy trapezowej H składają się absorbując energię kinetyczną. Na powierzchni czołowej absorbera górnego 1 znajduje się osłona 12. Absorbery dolne 2 są zamocowane do czołownicy pojazdu za pomocą kołnierzy mocujących 6, które zawierają dwanaście otworów 13 przeznaczonych pod połączenia mocujące. Otwory 1_2 są rozmieszczone symetrycznie po obwodzie kołnierza mocującego 6. Ich ilość i rozmieszczenie zapewniają pewne i stabilne mocowanie absorberów dolnych 2 do czołownicy pojazdu oraz optymalny rozkład nacisku. Z kolei absorber górny 1 znajduje się w centralnej części czoła ramy pojazdu. Absorber górny 1 jest zamontowany za pomocą kątowników mocujących 14. Kątowniki mocujące 14 zamocowane są do skrajnych krawędzi arkuszy blachy trapezowej H.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia ochronne 1. Zespół czołowy pochłaniania energii zderzenia, zwłaszcza pojazdów szynowych, złożony z absorberów energii zderzenia, znamienny tym, że składa się z absorbera górnego (1) oraz dwóch absorberów dolnych (2), przy czym absorber górny (1) stanowi bryła przestrzenna, zbudowana z poziomo ustawionych arkuszy blachy trapezowej Ql) połączonych ze sobą poziomymi odcinkami, zaś absorbery dolne (2), rozmieszczone symetrycznie po obu stronach czołownicy pojazdu, składają się z chwytaka (3), prowadnicy (4), sześciokątnej rury (5) oraz kołnierza mocującego (6).
2. 2. Zespół czołowy pochłaniania energii zderzenia według zastrz. 1, znamienny tym, że chwytak (3) ma postać prostopadłościennej bryły zakończonej w części górnej i dolnej płaskownikami (7) o ściętych narożach, przy czym na powierzchni czołowej chwytaka (3) znajduje się szereg poziomo ułożonych płaskowników (8) zamocowanych prostopadle do tej powierzchni, zaś na wewnętrznej tylnej ścianie chwytaka (3) rozmieszczone są wzmocnienia (9) w postaci sześciokątnych brył, usytuowanych naprzeciwległe.
3. 3. Zespół czołowy pochłaniania energii zderzenia według zastrz. 1, znamienny tym, że wewnątrz sześciokątnej rury (5) znajduje się prowadnica (4) w postaci trzech prostokątnych rur, z których każda jest częściowo wsunięta w sąsiednią rurę, przy czym sześciokątna rura (5) zawiera strefę inicjacji zgniotu Q0) w postaci wklęsłych nagniotków, znajdującą się przy krawędzi stykającej się z chwytakiem (3), zaś przeciwległa krawędź sześciokątnej rury (5) styka się z kołnierzem mocującym, (6) zawierającym dwanaście otworów (13), który połączony jest z jedną z rur składających się na prowadnicę (4).
4. 4. Zespół czołowy pochłaniania energii zderzenia według zastrz. 1, znamienny tym, że połączone ze sobą arkusze blachy trapezowej Q1_) ułożone są w strukturę plastra miodu, przy czym na powierzchni czołowej absorbera górnego (1_) znajduje się osłona (12). zaś na skrajnych krawędziach przeciwległej do niej powierzchni absorbera górnego Q) znajdują się kątowniki mocujące (14) zamocowane do arkuszy blachy trapezowej (11).