016190 B1 016190 016190 B1 B1

Евразийское
патентное
ведомство
(19)
(11)
016190
(13)
B1
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45)
Дата публикации
и выдачи патента:
2012.03.30
(21)
Номер заявки:
201000010
(22)
Дата подачи:
2009.11.19
(54)
БОКОВАЯ СТЕНА КУЗОВА ВАГОНА И СПОСОБ ЗАМЕНЫ БОКОВОЙ СТЕНЫ
КУЗОВА ВАГОНА
(51) Int. Cl. B61D 17/08 (2006.01)
(72)
RU-C2-2271293
JP-A-2008007115
US-B1-6196136
EP-A2-1203707
DE-U-1900649
Изобретатель:
(74)
Представитель:
Громыко С.В. (BY)
016190
B1
(57)
Группа изобретений относится к транспортному машиностроению, а именно к железнодорожному вагоностроению, и
касается конструкции боковых стен кузовов рельсового подвижного состава, преимущественно пассажирских вагонов, и
способа замены изношенных боковых стен на новые стены при ремонтно-восстановительных работах. Сущность изобретения, относящегося к боковой стене кузова вагона, заключается в следующем: боковая стена кузова вагона состоит из
соединенных между собой сваркой концевых (1) и промежуточных (2) секций, образованных по меньшей мере двумя
сваренными встык в поперечном направлении гладкими металлическими полосами (3) с образованием полотна (4) и подкрепляющим каркасом, соединенным с полотном (4) сваркой. Концевая секция (1) содержит один оконный проем (6), а
промежуточная секция (2) содержит два оконных проема (17), (18). Каркас концевой секции (1) содержит концевую профильную вертикальную стойку (7), одиночные зетовые вертикальные стойки (10), простеночные парные, проходящие по
краям оконного проема (6) зетовые вертикальные стойки (8), (9), профильные прогоны (11), соединяющие зетовые вертикальные стойки. Каркас промежуточных секций (2) содержит простеночные парные, проходящие по краям оконных проемов (17), (18), зетовые вертикальные стойки (20), и (22), (23) соответственно и профильные прогоны (24), соединяющие
вертикальные зетовые стойки. Секции (1) и (2) соединены между собой по парной зетовой вертикальной стойке (8) каркаса концевой секции (1) сваркой внахлест гладкой полосы (15) секции (2) с полкой зетовой вертикальной стойки (8) с
образованием обшивки вагона в виде листового полотна и сваркой встык торцов профильных прогонов (24) каркаса секции (2) со средней частью зетовой вертикальной стойки (8). Следующая промежуточная секция (2) присоединяется к
первой промежуточной секции (2) по парной зетовой вертикальной стойке (20) секции (2) и т.д. до образования боковой
стены с обшивкой в виде листового металлического полотна. Сущность изобретения, относящегося к способу замены
боковой стены кузова вагона, заключается в том, что предварительно изготавливают концевые (1) и промежуточные (2)
секции заменяющей боковой стены кузова вагона, сущность которой описана выше, фиксируют с помощью распорок (27)
крышу (26) кузова вагона в пространственном положении по отношению к раме пола (29) кузова вагона, производят
вырезку по меньшей мере одной заменяемой боковой стены кузова вагона от верхней до нижней продольных обвязок
каркаса кузова по высоте и от одного тамбурного дверного проема (34) до второго. Начиная от первого тамбурного дверного проема (34), на нижнюю продольную обвязку (36) с обеспечением вертикальности боковой стены устанавливают
первую концевую секцию (1), стыкуют ее внахлест с верхней обвязкой каркаса и приваривают к обвязкам, после чего на
нижнюю обвязку (36) каркаса кузова внахлест устанавливают первую промежуточную секцию (2), стыкуют внахлест с
верхней обвязкой и в вертикальном направлении стыкуют с первой концевой секцией (1) по парной зетовой вертикальной
стойке (8) и приваривают по периметру, после чего аналогично устанавливают и приваривают последующие промежуточные секции (2) и вторую концевую секцию (1) до сопряжения со вторым тамбурным дверным проемом. Технический
результат заключается в повышении технологичности, снижении трудоемких работ, улучшении условий эксплуатации.
B1
Краснов Игорь Александрович, Фиглин
Зиновий Фриделевич, Мякота Александр
Васильевич, Волков Евгений Иванович,
Колесин Алексей Артурович (BY)
016190
(43) 2011.06.30
(56)
(96) 2009/EA/0114 (BY) 2009.11.19
(71)(73) Заявитель и патентовладелец:
ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
"ГОМЕЛЬСКИЙ ВАГОНОСТРОИТЕЛЬНЫВЙ ЗАВОД" (BY)
016190
Группа изобретений относится к транспортному машиностроению, а именно к железнодорожному
вагоностроению, и касается конструкции боковых стен кузовов рельсового подвижного состава, преимущественно пассажирских вагонов, и способов их замены при ремонтно-восстановительных работах.
Известна боковая стенка кузова вагона (US 3631817, В61D 17/08 А, 04.01.1972 г.), содержащая каркас, выполненный из вертикальных стоек и горизонтальных элементов жёсткости, к которому приварены
панели, состоящие из наружного, преимущественно гладкого листа, подкрепленного внутренним гофрированным листом. Гофрированные листы расположены между двумя соседними вертикальными стойками каркаса стенки кузова и при помощи специальных кронштейнов прикреплены дуговой электросваркой к вертикальным стойкам каркаса. Это усложняет конструкцию боковой стенки и увеличивает объём
сварочных работ, в том числе не механизированных, и недостаточно увеличивает несущую способность
конструкции.
Известна также боковая стена кузова пассажирского вагона (RU 44616 U1, МПК В61D 17/08,
27.03.2005 г.), состоящая из обшивки и подкрепляющего ее каркаса, при этом каркас состоит из продольных и поперечных наборов элементов, обшивка выполнена из металлических листов, объединенных в
пояса и неразъёмно связанных между собой внахлёст, например с помощью сварки, в части листов обшивки выполнены вырезы для установки окон и/или дверей. Обшивка выполнена из двух поясов, соединенных между собой по длине одним нахлёсточным сварным соединением, верхний пояс обшивки выполнен плоским и снабжен вырезами для установки окон и/или дверей, нижний пояс выполнен гофрированным, причём форма и количество гофр выбраны из условия обеспечения несущей способности боковой стены, ее эстетического вида и удобства в эксплуатации.
Недостатками такой конструкции являются большая трудоёмкость и технологическая сложность
при проведении ремонтно-восстановительных работ по замене металлической обшивки кузова.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является боковая стена
вагона (RU 2271293 С2, МПК В61D 17/08, 27.10.2005 г.), содержащая металлическую обшивку в виде
листового полотна с выполненными в нем оконными проёмами, собранную из состыкованных сваркой в
продольном и поперечном направлениях гладких полос равной длины с частями простенков, ширина
одной из которых больше другой в два раза, подкрепленное по контуру гофрированными листами, профильные стойки, соединенные в каркас парными, проходящими по краям оконных проёмов, и одиночными профильными прогонами, простеночные гофрированные листы и обвязочный профиль. Полотно на
каждом конце подкреплено расположенным между концевой стойкой торцами гофрированных листов
уголковым подгоночным профилем, соединенным внахлёст с полкой концевой стойки.
Недостатками конструкции являются большая трудоёмкость ремонта коррозионно-изношенных металлических элементов боковых стен вагона, который требует частичной замены элементов кузова. Кроме этого, в процессе замены изношенных металлических элементов боковых стен не обеспечивается соблюдение требуемого качества ввиду выполнения работ по месту без оснастки с большим объёмом ручных работ, что приводит к короблению плоскостности боковых стен.
Известен способ сборки под сварку кузова вагона (RU 2113961, МПК В23K 37/04, 27.06.1998 г.),
при котором на раму кузова после выверки ее положения устанавливают торцевые стены, выверяют их
относительно продольной оси рамы, на раму устанавливают боковые стены и фиксируют посредством
стяжных захватов стенда, сцепляемых с кромками оконных и дверных проёмов боковин, навешивают
крышу на торцевые и боковые стены, выверяют их по осям и прижимают крышу к торцевым стенам, боковые стены поджимают к обшиве крыши и обвязки соединяют между собой. Перед навешиванием
крыши встречно наклоняют боковые стены и фиксируют посредством стяжных захватов их угловое положение в пределах взаимного поперечного сдвижения обвязок стены и крыши, опущенной на стены,
причём выверку боковых стен совмещают с их прижатием к бортам обшивы крыши посредством стяжных захватов.
Однако нельзя применить данный способ сборки под сварку при проведении капитальновосстановительного ремонта кузова вагона, когда необходимо заменить только боковые стены.
Известен способ сборки боковой стены вагона (RU 2271293, МПК В61D 17/08, 27.10.2005 г.), заключающийся в подкреплении полотна гофрированными листами и последующем соединении полотна с
каркасом, при этом полотно до сборки с частями каркаса предварительно подкрепляют по числу окон
парными нижним и верхним прогонами каркаса и обрамляют фигурными накладками, а нижние и верхние гофрированные листы при подкреплении полотна соединяют в два пояса жёсткости, затем полотно
насыщают концевыми и простеночными частями каркаса, замыкающими в одной плоскости контакта
пояса жёсткости с концевыми частями стоек, а в другой, параллельной ей, концы парных прогонов в каркас, охватывающий оконные проёмы.
Недостатком данного способа является то, что стена изготавливается целиком на отдельном стапеле
и не предусмотрен ее монтаж на вагоне. Изготовление всей стены целиком требует больших производственных площадей и специального оборудования для установки ее на вагоне.
В процессе проведения патентных исследований не были выявлены аналоги заявляемому техническому решению - способу замены боковой стены кузова вагона.
-1-
016190
Задачей изобретений является создание боковой стены кузова вагона, обладающей повышенной
коррозионностойкостью и удобной в эксплуатации, и высокотехнологичного способа замены пришедшей
в негодность боковой стены на новую стену при капитально-восстановительном ремонте вагонов.
Поставленная задача решается за счёт того, что боковая стена кузова вагона, содержащая металлическую обшивку в виде листового полотна с выполненными в ней оконными проёмами, собранную из
состыкованных сваркой в поперечном направлении гладких металлических полос, подкрепляющий каркас, соединенный сваркой с металлическими полосами, выполненный с возможностью включения в него
концевых профильных стоек и одиночных зетовых вертикальных стоек, содержащий простеночные парные, проходящие по краям оконных проёмов зетовые вертикальные стойки, и профильные прогоны, соединяющие вертикальные зетовые стойки, согласно изобретению, собрана из концевых и промежуточных секций, образованных по меньшей мере двумя состыкованными гладкими полосами и подкрепляющим каркасом, соединенных между собой по парной зетовой вертикальной стойке каркаса одной из двух
смежных секций сваркой внахлёст гладкой полосы второй смежной секции с полкой зетовой вертикальной стойки с образованием обшивки вагона в виде листового полотна и сваркой встык торцов профильных прогонов каркаса второй смежной секции со средней частью зетовой вертикальной стойки, при этом
каркас концевых секций содержит концевую профильную вертикальную стойку.
В предпочтительном варианте исполнения боковая стена содержит по меньшей мере три промежуточные секции, в каждой из которых выполнено по два оконных проёма.
Поставленная задача решается также за счёт применения способа замены боковой стены кузова вагона, заключающегося в том, что предварительно изготавливают концевые и промежуточные секции заменяющей боковой стены кузова вагона, сущность которой изложена выше, фиксируют крышу кузова
вагона в пространственном положении по отношению к раме пола кузова вагона, производят вырезку
заменяемой боковой стены кузова вагона от верхней до нижней продольных обвязок каркаса кузова по
высоте и от одного тамбурного дверного проёма до второго, начиная от первого тамбурного дверного
проёма на нижнюю продольную обвязку кузова вагона с обеспечением вертикальности боковой стены
устанавливают первую концевую секцию, стыкуют ее внахлёст с верхней продольной обвязкой каркаса и
приваривают к обвязкам, после чего на нижнюю обвязку каркаса кузова устанавливают первую промежуточную секцию, стыкуют внахлёст с верхней обвязкой, в вертикальном направлении стыкуют с первой концевой секцией и приваривают к обвязкам и к концевой секции, аналогично устанавливают и приваривают последующие промежуточные секции и вторую концевую секцию до сопряжения со вторым
тамбурным дверным проёмом.
В частном случае исполнения крышу вагона могут фиксировать путём приварки распорок крестнакрест вдоль хребтовой балки к металлическому полу и к верхней продольной обвязке каркаса кузова
вагона.
Сущность предлагаемых технических решений поясняется следующими чертежами:
на фиг. 1 изображен внешний вид боковой стены;
на фиг. 2 - концевая секция боковой стены (вид изнутри вагона);
на фиг. 3 - промежуточная секция боковой стены (вид изнутри вагона);
на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 1;
на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 1;
на фиг. 6 - вид фрагмента вагона с торца в процессе замены боковой стены;
на фиг. 7 - вид вагона в изометрии с частично замененной боковой стеной.
Боковая стена (фиг. 1) кузова вагона собрана из двух концевых секций 1 и четырех промежуточных
секций 2. Концевая секция 1 (фиг. 2) боковой стены вагона состоит из трёх прямоугольных металлических полос 3 (фиг. 2), свариваемых между собой встык в поперечном направлении и образующих полотно 4, в котором вблизи вертикального бокового края 5 полотна 4 плазменной резкой вырезают оконный
проём 6 с радиусными углами. Внутри полотно 4 усилено каркасом, включающим приваренные внахлёст
к полотну концевую профильную стойку 7, простеночные парные 8, 9 и одиночные 10 зетовые вертикальные стойки, обеспечивающие жёсткость полотна в поперечном направлении, и соединяющие их
профильные прогоны 11 Г-образной формы, приваренные встык к средней части вертикальных стоек 7,
8, 9, 10 и внахлёст к полотну 4. Простеночные парные 8, 9 зетовые вертикальные стойки приварены
вблизи оконного проёма 6. Количество и размер прогонов 11 выбраны из расчёта обеспечения необходимой жёсткости полотна в продольном направлении. Простеночная зетовая вертикальная стойка 8, усиливающая наряду с парной стойкой 9 оконный простенок 12, приварена частью полки к боковому краю 5
полотна 4. На секции 1 установлены профили 13, 14 для крепления внутреннего оборудования вагона.
Промежуточная секция 2 (фиг. 3) боковой стены (фиг. 1) кузова вагона также состоит из трёх прямоугольных металлических полос 15 (фиг. 3), свариваемых между собой встык в поперечном направлении и образующих полотно 16, в котором плазменной резкой вырезаны оконные проёмы 17, 18 с радиусными углами, причём оконный проём 17 расположен вблизи бокового края 19 полотна 16. Внутри полотно 16 усилено каркасом, включающим приваренные внахлёст к полотну простеночные парные 20, 21
и 22, 23 зетовые вертикальные стойки вблизи оконных проёмов 17 и 18 соответственно, обеспечивающие
жёсткость полотна в поперечном направлении, и соединяющие их профильные прогоны Г-образной
-2-
016190
формы 24, приваренные встык к средней части вертикальных стоек 20, 21, 22, 23 и внахлёст к полотну
16. Количество и размер прогонов 24 выбраны из расчёта обеспечения необходимой жёсткости полотна
16 в продольном направлении. Одна из простеночных зетовых стоек 20, усиливающая наряду с парной
стойкой 21 оконный проём 17, приварена частью полки к вертикальному боковому краю 19 полотна 16.
Используемые в каркасах обеих секций зетовые вертикальные стойки содержат отверстия 25, необходимые для крепежа внутреннего оборудования вагона.
Каждая секция 1, 2 изготавливается отдельно на стапелях. Предварительно изготавливается полотно секции путём сварки встык нескольких металлических полос. Затем в полотне плазменной резкой вырезаются оконные проёмы, после чего к полотну приваривается каркас. На собранную секцию наносится
защитное покрытие. Для образования боковой стены секции 1, 2 соединяются между собой сваркой по
парным зетовым вертикальным стойкам 8, 20 и т.д.
Способ замены боковой стены кузова вагона осуществляют следующим образом.
Предварительно изготавливают две крайние секции 1 и четыре промежуточные секции 2 заменяющей боковой стены кузова вагона (фиг. 2, 3). Перед установкой заменяющей боковой стены предварительно фиксируют крышу 26 вагона в пространственном положении по отношению к раме вагона приваркой распорок 27 (фиг. 6, 7) крест-накрест вдоль хребтовой балки 28 через каждые 1,5 м к металлическому полу 29 в районе хребтовой 28 и поперечных балок 30 рамы и к верхней обвязке зетового профиля
31 крышевого каркаса кузова вагона. Затем полностью вырезают повреждённые металлические боковые
стены 32 от верхней 31 до нижней 33 продольных обвязок каркаса кузова по высоте и от одного тамбурного дверного проёма 34 до второго (на фигурах не показан). При необходимости замены нижней обвязки 33 ее вырезают, наращивают поперечными балками 30 рамы пола 29 путём приварки металлических
пластин 35 (фиг. 6) с условием обеспечения вертикальности заменяющей боковой стены. К удлинённым
поперечным балкам 30 приваривают нижнюю обвязку 36 Г-образного профиля. После этого, начиная с
первого тамбурного дверного проёма 34, устанавливают и приваривают готовые секции боковой стены
поочередно, при этом концевую секцию 1 устанавливают внахлёст на нижнюю обвязку 36 (фиг. 4) каркаса, стыкуют внахлёст с верхней обвязкой 31, после чего по периметру приваривают. Первую промежуточную секцию 2 устанавливают полотном 16 внахлёст на нижнюю обвязку 36 каркаса кузова (фиг. 4),
стыкуют внахлёст с верхней обвязкой 31, в вертикальном направлении стыкуют с полотном 4 по свободной части полки зетовой вертикальной стойки 8 первой приваренной концевой секции 1 (фиг. 5) и приваривают с наружной стороны обшивки по периметру полотна 16, а с внутренней стороны обшивки приваривают крайнюю вертикальную часть полотна 16 к зетовой вертикальной стойке 8. Торцы профильных
прогонов 24 также приваривают к средней части зетовой вертикальной стойки 8. Аналогично к секции 2
присоединяют следующую промежуточную секцию 2. К последней промежуточной секции 2 описанным
выше способом присоединяют вторую концевую секцию 1, которая сопрягается со вторым тамбурным
дверным проёмом. В результате такого способа соединения секций между собой наружная обшивка вагона имеет вид единого листового металлического полотна. Замену второй боковой стены кузова вагона
производят таким же способом, как и замену первой боковой стены.
Наличие незначительного количества нахлёсточных соединений и отсутствие выступающих частей
при эксплуатации вагона облегчают условия по удалению загрязнений и окраске кузовов вагонов, способствуют повышению коррозионностойкости за счёт исключения труднодоступных полостей - концентраторов коррозии и сохранению лакокрасочного покрытия боковых стен вагона.
Предлагаемая конструкция боковой стены кузова вагона и способ замены пришедших в негодность
боковых стен кузова вагона на новые стены позволяют получить технический результат, заключающийся
в повышении технологичности, снижении трудоёмких работ, улучшении условий эксплуатации, при
этом обшивка боковой стены кузова вагона имеет эстетичный внешний вид.
-3-
016190
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Боковая стена кузова вагона, содержащая металлическую обшивку в виде листового полотна с
выполненными в ней оконными проёмами, собранную из состыкованных сваркой в поперечном направлении гладких металлических полос; подкрепляющий каркас, соединенный сваркой с металлическими
полосами, выполненный с возможностью включения в него концевых профильных стоек и одиночных
зетовых вертикальных стоек, содержащий простеночные парные, проходящие по краям оконных проёмов зетовые вертикальные стойки, и профильные прогоны, соединяющие вертикальные зетовые стойки,
отличающаяся тем, что собрана из концевых и промежуточных секций, образованных по меньшей мере
двумя состыкованными гладкими полосами и подкрепляющим каркасом, соединенных между собой по
парной зетовой вертикальной стойке каркаса одной из двух смежных секций сваркой внахлёст гладкой
полосы второй смежной секции с полкой зетовой вертикальной стойки с образованием обшивки вагона в
виде листового полотна и сваркой встык торцов профильных прогонов каркаса второй смежной секции
со средней частью зетовой вертикальной стойки, при этом каркас концевых секций содержит концевую
профильную вертикальную стойку.
2. Боковая стена кузова вагона по п.1, отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере три промежуточные секции, в каждой из которых выполнено по два оконных проёма.
3. Способ замены боковой стены кузова вагона, заключающийся в том, что предварительно изготавливают концевые и промежуточные секции заменяющей боковой стены кузова вагона согласно п.1,
фиксируют крышу кузова вагона в пространственном положении по отношению к раме пола кузова вагона, производят вырезку заменяемой боковой стены кузова вагона от верхней до нижней продольных
обвязок каркаса кузова по высоте и от одного тамбурного дверного проёма до второго, начиная от первого тамбурного дверного проёма на нижнюю продольную обвязку кузова вагона с обеспечением вертикальности боковой стены устанавливают первую концевую секцию, стыкуют ее внахлёст с верхней продольной обвязкой каркаса и приваривают к обвязкам, после чего на нижнюю обвязку каркаса кузова устанавливают первую промежуточную секцию, стыкуют внахлёст с верхней обвязкой, в вертикальном
направлении стыкуют с первой концевой секцией и приваривают к обвязкам и к концевой секции, аналогично устанавливают и приваривают последующие промежуточные секции и вторую концевую секцию
до сопряжения со вторым тамбурным дверным проёмом.
4. Способ по п.3, характеризующийся тем, что крышу вагона фиксируют путём приварки распорок
крест-накрест вдоль хребтовой балки к металлическому полу и к верхней продольной обвязке каркаса
кузова вагона.
Фиг. 1
Фиг. 2
-4-
016190
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
Фиг. 6
-5-
016190
Фиг. 7
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
-6-