устройство для предотвращения проникновения ветрового стекла в кабину рельсового транспортного средства при столкновении и рельсовое транспортное средство

Формула изобретения

1. Устройство для предотвращения проникновения ветрового стекла (2) в кабину (1) рельсового транспортного средства при столкновении, причем транспортное средство содержит защитную конструкцию (3) между ветровым стеклом (2) и внутренним пространством кабины (1), а защитная конструкция (3) выполнена с проемом (8), расположенным напротив ветрового стекла (2), отличающееся тем, что на защитной конструкции установлены предотвращающие проникновение элементы (12, 22, 32), выполненные с возможностью смещения для, по меньшей мере, частичного перекрытия проема (8).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что предотвращающие проникновение элементы (22, 32) выполнены с возможностью смещения по управляющему сигналу перед столкновением.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что предотвращающие проникновение элементы (12, 22, 32) выполнены с возможностью смещения при столкновении, при этом смещение предотвращающих проникновение элементов (12, 22, 32) вызвано перемещением ветрового стекла (2) в направлении внутрь кабины (1).

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что на защитной конструкции (3) между ветровым стеклом (2) и защитной конструкцией (3) установлены энергопоглощающие элементы (11, 21) с запрограммированной деформацией.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что деформация энергопоглощающих элементов (11, 21) в случае столкновения приводит к смещению предотвращающих проникновение элементов (12, 22) перед проемом (8).

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что энергопоглощающие элементы имеют поверхность, выполненную с возможностью контактирования с ветровым стеклом (2), при этом предотвращающие проникновение элементы включают в себя откидные створки (12), присоединенные к энергопоглощающим элементам (11) в положение, при котором они первоначально не перекрывают проем (8), причем энергопоглощающие элементы (11) имеют такую форму, что при их деформации откидные створки (12) смещаются и принимают положение в направлении проема (8) для его частичного перекрытия.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что энергопоглощающие элементы (11) представляют собой деформируемые конструкции с трапециевидным поперечным сечением, более длинное основание которых опирается на периметр проема (8), а более короткое основание находится вблизи краевой области ветрового стекла (2), причем откидные створки (12) прикреплены к деформируемой конструкции (11) около ветрового стекла (2) и имеют свободный край, опирающийся на кромку проема (8).

8. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что предотвращающие проникновение элементы включают в себя, по меньшей мере, один предварительно сжатый цилиндр (22), основание которого присоединено к защитной конструкции (3), причем цилиндр (22) имеет скользящий шток с головкой, удерживаемой на краю проема (8) блокирующими устройствами, а блокирующие устройства реагируют при воздействии на ветровое стекло (2) отпусканием головки скользящего штока цилиндра (22), предоставляя ему возможность раздвигаться перед проемом (8).

9. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что предотвращающие проникновение элементы являются упругими элементами (32), натянутыми между точками (34) на защитной конструкции (3) на двух различных сторонах проема (8), каждый упругий элемент (32) натянут параллельно смежному краю проема (8) посредством одного или более удерживающих элементов (33).

10. Устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что площадь поверхности проема (8) по существу равна площади поверхности ветрового стекла (2).

11. Рельсовое транспортное средство, содержащее кабину (1), снабженную ветровым стеклом (2), отличающееся тем, что оно включает в себя устройство по любому из пп.1-10.

Описание изобретения к патенту

Данное изобретение относится к конструкции транспортных средств, особенно рельсовых транспортных средств, и раскрывает устройство для предотвращения проникновения ветрового стекла в кабину в случае столкновения, а также транспортное средство, включающее в себя данное устройство.

Рельсовые транспортные средства обычно имеют кабину управления с ветровым стеклом, прикрепленным к обшивке, образующей эстетическую оболочку транспортного средства, обеспечивая хорошие аэродинамические качества соединения ветровое стекло/кузов. Однако конструкция обшивки не предназначена для сопротивления сильным ударам, жесткость транспортного средства обеспечивается независимой конструкцией, так что в случае сильного столкновения с препятствием, при котором разрушается обшивка, ветровое стекло проникает в кабину управления, подвергая опасности жизнь водителя.

Задача настоящего изобретения состоит в решении этих проблем за счет предложения простого и экономичного устройства, предотвращающего проникновение ветрового стекла в кабину рельсового транспортного средства при столкновении.

Поставленная задача решается за счет создания устройства для предотвращения проникновения ветрового стекла в кабину рельсового транспортного средства при столкновении, при этом транспортное средство включает в себя защитную конструкцию между окном и внутренней частью кабины, а защитная конструкция включает в себя проем, расположенный напротив ветрового стекла, причем защитная конструкция является опорой для препятствующих проникновению элементов, выполненных с возможностью перемещения для перекрытия, по меньшей мере, части проема.

Конкретные варианты реализации вышеупомянутого устройства для предотвращения проникновения ветрового стекла в кабину рельсового транспортного средства могут иметь одну или несколько следующих особенностей в отдельности или в любой технически выполнимой комбинации:

- препятствующие проникновению элементы перемещаются по управляющему сигналу перед столкновением;

- препятствующие проникновению элементы перемещаются при столкновении, причем перемещение препятствующих проникновению элементов вызывается ветровым стеклом, толкаемым в направлении кабины;

- между ветровым стеклом и защитной конструкцией на защитной конструкции расположены энергопоглощающие элементы с запрограммированной деформацией;

- деформация энергопоглощающих элементов в случае столкновения приводит к перемещению перед проемом препятствующих проникновению элементов;

- энергопоглощающие элементы имеют поверхность, выполненную с возможностью контактирования с ветровым стеклом, а препятствующие проникновению элементы включают в себя откидные створки, которые присоединены к энергопоглощающим элементам в положении, в котором они первоначально не перекрывают проем, энергопоглощающие элементы имеют такую форму что, когда они деформированы, откидные створки перемещены и направлены в сторону проема для его частичного перекрытия;

- энергопоглощающие элементы являются деформируемыми конструкциями с трапецеидальным сечением, более длинные основания которых опираются на периметр проема, а более короткие основания расположены в непосредственной близости к краю оконного стекла, откидная створка присоединена к деформируемой конструкции около ветрового стекла и имеет свободный край, опирающийся на край проема;

- препятствующие проникновению элементы включают в себя, по меньшей мере, один предварительно сжатый цилиндр, имеющий основание, соединенное с защитной конструкцией, цилиндр имеет скользящий шток, снабженный головкой, удерживаемой на краю проема запирающими устройствами, запирающие устройства реагируют в случае воздействия на ветровое стекло разблокировкой головки скользящего штока цилиндра, обеспечивая его раздвижение перед проемом;

- препятствующие проникновению элементы являются упругими элементами, натянутыми между точками крепления на защитной конструкции на двух различных сторонах открытия, каждый упругий элемент натянут параллельно ближайшему краю проема посредством одного или более блокирующих устройств;

- площадь поверхности проема является по существу равной площади поверхности ветрового стекла.

Данное изобретение также обеспечивает реализацию рельсового транспортного средства, имеющего кабину, снабженную ветровым стеклом, причем транспортное средство включает в себя устройство, соответствующее описанным выше характеристикам, для предотвращения проникновения ветрового стекла в кабину.

Задачи, аспекты и преимущества настоящего изобретения поясняются ниже при описании вариантов реализации изобретения, которые приводятся в виде неограничивающего примера, со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

- Фиг.1 - продольный разрез рельсового транспортного средства, оборудованного первым вариантом реализации устройства для предотвращения проникновения ветрового стекла в кабину управления в соответствии с изобретением;

- Фиг.2 и Фиг.4 - вид в перспективе кабины управления, оборудованной устройством по Фиг.1, до и после столкновения соответственно;

- Фиг.3 - местный разрез, показывающий устройство для предотвращения проникновения по Фиг.1 до и после столкновения;

- Фиг.5 - вид в перспективе конструкции кабины управления, оборудованной другим вариантом реализации устройства для предотвращения проникновения ветрового стекла согласно изобретению;

- Фиг.6 - подробный вид, показывающий работу устройства по Фиг.5;

- Фиг.7 - вид в перспективе устройства по Фиг.5 после столкновения;

- Фиг.8 - вид, подобный виду по Фиг.6 другого варианта реализации устройства по Фиг.5;

- Фиг.9 - продольный разрез рельсового транспортного средства, оборудованного еще одним вариантом реализации устройства для предотвращения проникновения ветрового стекла согласно изобретению;

- Фиг.10 и Фиг.11 - вид в перспективе кабины управления, оборудованной устройством по Фиг.9, соответственно до и после столкновения.

Для упрощения на чертежах показаны только элементы, необходимые для понимания изобретения. Одинаковые элементы обозначены одинаковыми цифровыми ссылками на всех чертежах.

На Фиг.1 изображено рельсовое транспортное средство, имеющее обшивку 6, образующую эстетическую оболочку транспортного средства, и жесткую раму 4, которая имеет энергопоглощающий элемент 9 в передней части. Обшивка 6 имеет лицевую поверхность, включающую в себя многослойное ветровое стекло 2, закрепленное заподлицо с обшивкой 6, например с помощью пластмассового каркаса 7.

Как показано на Фиг.1, транспортное средство включает в себя кабину 1 управления позади лицевой поверхности транспортного средства, имеющую пульт 5 управления, размещенную вдоль нижнего края ветрового стекла 2 транспортного средства, и водительское кресло, распложенное позади пульта лицом к нему. Транспортное средство также содержит устройство для предотвращения проникновения ветрового стекла 2 в кабину 1, эта система включает в себя защитный кожух 3 между лицевой поверхностью транспортного средства, образованной обшивкой 6 транспортного средства и внутренней частью кабины 1 управления, данный защитный экран 3 опирается на раму 4. Как показано на Фиг.2, защитный кожух 3 имеет форму металлической конструкции, содержащей жесткую недеформируемую переднюю стенку, простирающуюся на полную высоту кабины 1 управления и включающую в себя прямоугольный проем 8 напротив ветрового стекла 2 транспортного средства, проем 8 обеспечивает водителю возможность наружного обзора и имеет площадь поверхности по существу равную площади поверхности ветрового стекла 2. Защитный кожух 3 также имеет две боковых стенки с проемом в одной для обеспечения доступа водителю.

На кожух 3 опирается энергопоглощающая рама 10 вокруг проема 8, включающая в себя четыре энергопоглощающих элемента 11 с запрограммированной деформацией, параллельных соответствующим краям проема 8. На Фиг 3, верхний чертеж, показано устройство перед столкновением, в котором каждый деформируемый элемент 11 имеет трапециевидное сечение, более длинное основание которого опирается на край проема, а меньшее основание находится в контакте с краевой частью ветрового стекла 2. Внутренняя сторона каждого деформируемого элемента 11 служит опорой для откидной створки 12, направленной в стороны проема 8 и состоящей из металлической пластины, один край которой приварен к деформируемому элементу 11 около ветрового стекла 2, а ее другой край является свободным и опирается на край проема 8, простираясь на очень маленькое расстояние внутрь его.

На нижнем чертеже на Фиг.3 и Фиг.4 показано устройство для предотвращения проникновения ветрового стекла 2 после столкновения, которое заставило ветровое стекло 2 переместиться в направлении кабины 1, например за счет разрушения пластмассовой рамки 7, держащей его. Согласно этим чертежам, когда ветровое стекло 2 перемещается в направлении кабины 1, грани ветрового стекла 2, опирающиеся на раму 10, деформируют элементы 11, таким образом деформируя откидные створки 12 и изгибая их в направлении к внутренней части проема 8 так, чтобы они частично перекрывали проем 8, и, тем самым, ограничивали возможность проникновения ветрового стекла 2 в кабину 1 водителя.

Из предшествующего описания следует, что риск проникновения ветрового стекла или других объектов в кабину сведен к минимуму, с одной стороны, за счет частичного поглощения энергии, проталкивающей ветровое стекло при деформации рамы и, с другой стороны, за счет перекрытия проема откидными створками.

На Фиг.5-7 показан другой вариант реализации устройства для предотвращения проникновения ветрового стекла в соответствии с изобретением, в котором описанная выше рама заменена энергопоглощающей рамой 20, снабженной препятствующими проникновению элементами, включающими в себя две пары предварительно сжатых цилиндров 22 по краям проема 8.

На Фиг.5 и на левом чертеже Фиг.6 рама 20 включает в себя прямоугольную раму вокруг проема 8, которая нижней поверхностью опирается на защитный кожух 3, а деформируемая верхняя часть выступает в сторону ветрового стекла 2. Верхняя часть рамы 20 представляет собой деформируемую конструкцию 21, расположенную вокруг внешнего периметра рамы 20, и имеет верхнюю поверхность, входящую в контакт с краевой областью ветрового стекла, которое не показано на Фиг.5 и 6. Рама 20 имеет около двух противоположных краев проема 8 два предварительно сжатых цилиндра 22, расположенных "голова-к-хвосту" (последовательно) и параллельно краю проема 8; каждый цилиндр 22, имеет основание, сочлененное с рамой 20 посредством штифта 22a, позволяющее цилиндру 22 поворачиваться в плоскости проема 8, кроме того, цилиндр 22 включает в себя скользящий шток с головкой, присоединенной посредством шарового шарнира 22b с головкой скользящего штока противоположного цилиндра 22. Цилиндры 22, размещенные таким образом, предварительно сжаты и их головки примыкают к боковому краю ближайшей деформируемой конструкции 21, причем головки немного смещены относительно оси d, проходящей через основания этих двух цилиндров 22.

Как показано на правом эскизе Фиг.6 и на Фиг.7, в случае воздействия, вызывающего смещение ветрового стекла 2 в направлении кабины 1, энергия воздействия частично поглощается за счет деформации деформируемых конструкций 21; деформация конструкций 21 одновременно вызывает боковое смещение головок цилиндров 22 по направлению к проему 8, за пределами оси d, вызывая быстрое раздвижение предварительно сжатых цилиндров 22 перед проемом 8. В таком положении раздвинутые цилиндры 22 предотвращают проникновение ветрового стекла 2 в кабину 1.

Преимуществом этого варианта реализации устройства для предотвращения проникновения ветрового стекла является то, что цилиндры раздвигаются на длинное расстояние в направлении внутренней части проема, соразмерно уменьшая размеры проема и делая устройство очень эффективным.

На Фиг.8 показан улучшенный вариант реализации устройства, описанного выше, в котором цилиндры 22 зафиксированы неподвижно вдоль края проема 8 за счет избирательно управляемых блокирующих устройств, таких как уступ 23, выполненный с возможностью сдвига с помощью электропривода. Выступ 23 расположен между осью d и проемом 8 и обеспечивает упор для головок 22b цилиндров 22. Электропривод по команде водителя, поданной через пульт 5 управления, или автоматически, по сигналу от датчика столкновения, втягивает выступ 23, позволяя цилиндрам 22 раздвинуться перед проемом 8. Преимущество этого варианта состоит в том, что препятствующие внедрению цилиндры 22 могут быть выдвинуты по команде водителя, например перед столкновением.

На Фиг.9-11 показан дополнительный вариант реализации устройства для предотвращения проникновения ветрового стекла в соответствии с изобретением. В этом варианте кабина 1 управления, рама 4 транспортного средства, энергопоглощающие элементы 9, обшивка 6 и ветровое стекло 2 идентичны описанным по Фиг 1.

Транспортное средство по Фиг.10 включает в себя защитный кожух 3, подобный описанному выше, но который поддерживает четыре упругих волокна 32, равномерно распределенных вокруг проема 8. Каждое упругое волокно 32 натянуто между двумя крепежными точками 34 на кожухе по двум смежным сторонам проема 8, и волокна 32 сильно натянуты по существу параллельно смежному краю проема 8 за счет удерживающего захвата 33, размещенного в углу, общем для двух граней, имеющих крепежные точки 34. Захваты 33 установлены в кожухе 3 в гнезда, обеспечивающие возможность принудительного перемещения захвата 33 вдоль оси b перпендикулярно ветровому стеклу 2. Каждый удерживающий захват 33 включает в себя палец 33a для удержания упругого волокна 32 и передающую стойку 32b, простирающуюся вдоль оси b. Изогнутый конец передающей стойки 33b каждого захвата, показанного частично срезанным для двух захватов на Фиг.10, входит в контакт с ветровым стеклом 2, в то время как удерживающий палец 33a имеет разрыв по направлению к ветровому стеклу 2, чтобы отпустить волокно 32, если захват 33 задвинут в свое гнездо.

Соответственно, как показано на Фиг.11, в случае воздействия, вызывающего смещение ветрового стекла в направлении проема 8, захваты 33 вдвигаются в свои гнезда, потому что ветровое стекло 2 давит на стойки 33b, и таким образом втягивает удерживающие пальцы 33a в свои гнезда и быстро отпускает упругие нити 32, которые частично ослабляются и принимают положение поперек проема 8, таким образом ограничивая риск проникновения ветрового стекла 2 в кабину 1.

В улучшенном варианте реализации вышеописанного устройства четыре захвата 33 скреплены друг с другом соединительными стержнями так, чтобы усилие, приложенное только на один из захватов 33, вдавливает все захваты 33 и одновременно отпускает четыре упругих волокна 32.

В другом улучшенном варианте реализации вышеописанного устройства четыре захвата 33 вдвигаются вдоль оси b приводами, такими как пневматические цилиндры, отпуская упругие волокна до возникновения предполагаемого столкновения, например по команде водителя, поданной с панели 5 управления, или автоматически, по сигналу от датчиков на транспортном средстве.

Конечно, изобретение никоим образом не ограничено описанными и изображенными вариантами реализации, которые приведены только в виде примера и могут изменяться, не отходя от области действия изобретения, в особенности с точки зрения состава различных составляющих частей или замены их техническими эквивалентами.

Так, в одном из вариантов реализации защитный кожух мог быть металлической решеткой.

Соответственно, хотя предварительно описанные варианты реализации представляют устройство для предотвращения проникновения ветрового стекла в кабину водителя, устройство согласно изобретению может также использоваться для предотвращения проникновения в кабину бокового стекла.