CS199616B2 - Mechanical anti-slipping equipment,especially for diesel rail-vehicles braked by pressured air - Google Patents

Description

Vynález se týká protiskluzového zařízení, zejména pro kolejová vozidla brzděná tlakovým vzduchem, pro zabránění skluzu kol, s -mechanickým čidlem, ovládajícím zprostředkovaně vypouštěcí ventil brzdového tlakovzdušného potrubí.

Jsou již známa protiskluzové zařízení, která jsou tvořena odvětrávacím ventilem nebo odvzdušňovacím ventilem, spojeným s regulátorem. Tento· -odvzdušňovací ventil otevře při překročení kritické hodnoty zpomalení pohybu nápravy brzdovou soustavu. Poklesem ovládacího tlaku se totiž otevře vypouštěcí ventil, který tak odvzdušní celé brzdové tlakovzdušné potrubí a tím i brzdové válce. Tak -se uvolní brzdy kol a ukončí se jejich skluz. Regulátor je opatřen buď · elektrickým čidlom, ke kterému je přiřazena vhodná vyhodnocovací elektronika, nebo mechanickým čidlem, které bezprostředně ovládá odvzdušňovací ventil.

Hlavní nevýhoda mechanických čidel spočívá v tom, že na nich lze nastavit toliko . jednu hodnotu zpomalení a zrychlení. Jestliže se nastaví kritická hodnota zpomalení otáčení na takovou hodnotu, která odpovídá dobrým třecím poměrům a maximálnímu brzdicímu tlaku, zabrání -se tomu, aby již nepatrné změny kolísání třecích hodnot vedly k uvolnění brzdy, což současně způso2 buje nepotřebné prodloužení brzdné dráhy. Přitom je třeba počítat i s tím nedostatkem, že se kolo vystřídáním několik brzdicích a uvolňovacích cyklů stále více odchyluje od rychlosti vozu, takže se nakonec úplně zablokuje.

Nastaví-li se taito hodnota citlivěji, je třeba počítat s tím, že se brzdy uvolní již při nepatrných zpožděních, která za některých okolností vůbec nemusí být příčinou skluzu kola, popřípadě může dojít k jen velmi krátkodobému proklouznutí kol.

Vynález si klade za úkol vytvořit mechanicky ovládané -protiskluzové zařízení, které by reagovalo na dvě různé hodnoty zpoždění s různou charakteristikou.

Podle vynálezu se tento úkol řeší -tak, že čidlo vydá při prvním zpomalení otáčení signál, který vede k -odvzdušnění brzdového tlakovzdušného potrubí teprve po určité délce tohLOito- signálu, a při větším zpomalení otáčení, druhý signál, který vede k okamžitému odvzdušnění brzdového . tlakovzdušného potrubí. Tímto uspořádáním se dosáhne toho, že při krátkodobém zpomalení kol -s jen malou hodnotou zpoždění nedojde ještě -k uvolnění brzd, avšak při déletrvajícím zpomalení nebo při velké hodnotě zpoždění dojde okamžitě k uvolnění brzd. Mimoto· se i při krátkodobém vysokém zpo

199618 malení okamžitě otevře vypouštění ventil brzdového tlakovzdušného potrubí.

Podle dalšího výhodného vytvoření odvzdušní čidlo v jedné signál vysílající poloze první komoru, spojenou s jednou stranou ovládacího pístu, který ovládá ventil, spojený s druhou komorou, a druhá komora je omezena z druhé strany ovládacím tlakovým vzduchem výpustného ventilu, ovlivňovaným plovoucím pístem, uvolňujícím při odvzdušněné druhé komoře odvzdušňovací otvor pro ovládací tlakový vzduch výpustného ventilu, a čidlo ve své poloze vydávající druhý signál nuceně otevírá ventil pro okamžité odvzdušnění druhé komory. Další výhodná vytvoření vynálezu jsou předmětem dalších bodů definice předměstu vynálezu.

Vynález je v dalším podrobněji popsán na jednom příkladu provedení, ve spojení s výkresovou částí, kde je na obrázku znázorněna konstrukce protiskluzového· zařízení podle vynálezu, přičemž ventily jsou částečně zobrazeny ve schematických řezech.

Podle obrázku je hlavní vzduchové potrubí 1 spojeno s řídicím ventilem A blíže neznázorněného kolejového vozidla, které je opatřeno tlakovzdušnou brzdou. Řídicí ventil A je spojen jednak potrubím 2 se vzduchojemem B pro· brzdící vzduch, jednak potrubím 4 s komorou 6 výpustného ventilu C. Komora 6 je talířem 10 ventilu, který je ovládán rozváděcím pístem 8, bud spojena s potrubím 12, které vede k brzdovému · válci D, nebo je od tohoto· potrubí 12 oddělena, přičemž se současně uvolní odvzdušňovací otvor 10‘ o velkém průřezu, čímž se potrubí 12 a tím i brzdový válec D rychle odvzdušní. Rozváděči píst 8 odděluje dvě komory 14 a 16, které jsou navzájem spojeny prostřednictvím škrticí trysky 18. Komora 16 je spojena potrubím 20 se vzduchojemem B. Komora 14 výpustného ventilu C je spojena . potrubím 22 s další komorou 24, která je vytvořena jako prstencový prostor a je součástí protiskluzového čidla E, které patří k ventilovému ústrojí F. Tato další komora 24 je vytvořena mezi bočními stěnami klouboukovitého plovoucího pístu 26 a mezi bočními stěnami druhé komory 28. Druhá komora 28 má otvor, který je vytvořen jako odvzdušňovací otvor 30‘ o velkém průřezu a jehož okraj je upraven jako sedlo 30 ventilu, na které v klidové poloze dosedá kloboukovitý plovoucí píst 26.

Dno kloboukovitého plovoucího pístu 26 má rovněž otvor, který vede k odvzdušňovacímu otvoru 30⁴ a jehož okraj je vytvořen jako sedlo 32 ventilu, které je uzavřeno pružně zatíženou deskou 34 ventilu. Sedlo 32 ventilu a deska 34 ventilu vytvářejí společně odvzdušňovací ventil 35 druhé komory 28. Další komora 24, vytvořená jako prstencový prostor, a druhá komora 28 jsou navzájem spojeny prostřednictvím škrticí trysky 36.

Nad druhou komorou ' 28 je uspořádána první komora 38, která je od ní oddělena dělicí příčkou. První komorou 38 a druhou komorou 28 .prochází konec tyčky 40, která představuje rozváděči člen protiskluzového čidla E a která je těsně a posuvně vedena dělicí příčkou mezi těmito komorami 28, 38 a horní uzavírací stěnou první komory · 38. Spodní konec tyčky 40 je opatřen smýkadlem nebo kladkou 42, která spolupracuje s ovládací křivkovou dráhou 44. Tato ovládací křivková dráha 44 je, jak je to již známo například z patentového· spisu NSR číslo 1 028 154, na okraji setrvačné hmoty 44“, pružně spojené s nápravou. Je opatřena dvěma různými křivkovými oblastmi 46, 48, přiřazenými důzným oblastem zpoždění. Podle toho, která oblast 46 nebo 48 ovládací křivkové dráhy 44 je právě v dotyku s koncem tyčky 40, vytváří se různá zdvihová poloha tyčky 40 vzhledem k první komoře 38 a druhé komoře 28·

Oběma těmito komorami 28, 38 prostupující konec tyčky 40 je dutý a má jalko trysky pracující radiální vrtání 50, 52, 54. Tato vrtání 50, 52, 54 jsou uspořádána tak, že při nejnižší poloze tyčky 40 podle obrázku jsou obě komory 28, 38 spojeny radiálními vrtáními 50, 52, zatímco při vzhůru posunuté tyčce 40 je druhá komora 28 od první komory 38 oddělena a první komora 38 je spojena radiálními vrtáními 52, 54 s vnějším ovzduším.

Vrtání 50, 52 vytvářejí tak šoupátkovitý uzavírací ventil 51, který kontroluje spojení druhé komory 28 s první komorou 38 zatímco vrtání 52, 54, vytvářejí spolu šoupátkovitý odvzdušňovaccí ventil 53 první komory 38, který kontroluje spojení první komory 38 s okolním. ovzduším. Na tyčce 40 je těsně pod deskou 34 ventilu uspořádáno osazení 56, které při spolupráci oblasti 48 ovládací křivkové dráhy 44, která přísluší většímu zpomalení kola, s kladkou 42 nadzdvihne desku 34 ventilu tvarově pevně z jejího sedla 32 ventilu. Tyčka 40 je neustále zatěžována pružinou uspořádanou v první komoře 38, takže je přitlačována na ovládací křivkovou dráhu 44.

První komora 38 je spojena potrubím 58 s ovládací komorou 60, která je ovládacím pístem 62 oddělena od třetí komory 64. Obě komory 60 a 64 jsou navzájem spojeny .přes škrticí · otvor 66. Ovládací píst 62 ovládá pístnicí ventil 68, kontrolující prostor 70, který je popsán · s druhou komorou 28.

V dalším je popsána činnost zařízení podle vynálezu.

Pokud se zmenší tlak · v hlavním vzduchovém potrubí 1 a pokud · řídicí ventil A zajišťuje brzdění kol bez snahy k prokluzování, zaujímají jednotlivé části polohu znázorněnou na obrázku.

Tlakový vzduch ze vzduchojemu B může pod kontrolou řídicího ventilu A proudit potrubím 4, komorou 6 a brzdovým tlakovzdušným potrubím. 12 bez omezení do brz199616 dových válců D. Tlak vzduchojemu В je pres potrubí 20, komoru 16 a škrticí trysku 18, jakož i komoru 14 výpustného ventilu С к dispozici i v potrubí 22. Stejný tlak se dostává prstencovým prostorem 24, škrticím otvorem 36, druhou komorou 28 a radiálními vrtáními 50 a 52 i do první komory 38. Ta je spojena potrubím 58 s ovládací komorou 60 přes škrticí otvor 66 s třetí komorou 64. V prostoru 70 panuje stejný tlak jako v druhé komoře 28, protože je vytvořeno mezi nimi spojení potrubím _>72.

Jakmile dojde к překročení předem stanovené hodnoty zpomalení otáčení a tím i к pootočení, popřípadě к posunutí setrvačné hmoty 44‘ relativně к tyčce 40, pohybuje se kladka 42 po ovládací křivkové dráze 44. Výchylka setrvačné hmoty 44‘ odpovídá velikosti zpomalení otáčení, to znamená, že při malém zpomalení dojde íjen к malému posunutí a kladka 42 na konči tyčky 40 se dostane nejvýše ke konci Oblasti 46, taíkže se tyčka 40 nadzdvihne jenu malou hodnotu. Toto posunutí však postačí к tomu, aby se radiální vrtání 50 dostalo tak vysoko, že se obě komory 28 a 38 navzájem oddělí a první komora 38 se přes radiální vrtání 52 a 54 odvzdušní do okolního ovzduší. Průměry radiálních vrtání 52 a 54 a objem první komory 38 jsou voleny v takovém· vzájemném poměru, aby se pokles tlaku v první komoře 38 uskutečňoval podle stanovené a volitelné časové funkce. Stejný pokles tlaku se vytvoří prostřednictvím potrubí 58 také v ovládací komoře 60.

Škrticí otvor 66 má takové rozměry, že pokles tlaku pokračuje v každém případě rychleji, než se může vyrovnávat přes škrticí otvor 66 ke třetí komoře 64. Jestliže například poklesne tlak vícenásobným, krátkodobým nebo toliko jedním, avšak stanovenou minimální dobu překračujícím nastavením tohoto stavu v ovládací komoře 60 tak, že na ovládací píst 62 působící tlaková síla překročí sílu pružiny působící na ovládací píst 62, ventil 68 se otevře, což způsobí odvzdušnění prostoru 70, potrubí 72 a druhé komory 28.

Rozdílem tlaků mezi druhou komorou 28 a prstencovým prostorem 24, který se nemůže škrticím otvorem 36 dostatečně rychle vyrovnat, se přesune plovoucí píst 26 a nadzdvihne se ze sedla 30 ventilu. Uvolněným odvzdušňoivacím otvorem 30* se odvzdušní i komora 14 výpustného ventilu C, rozváděči píst 8 se přesune působením tlaku v komoře 16 a nadzdvihne talíř 10 ventilu z jeho sedla, čímž se odvzdušní brzdovým tlakovzdušným potrubím 12 a oďvzdušňovacím otvorem 10‘ brzdový válec D.

Odvzdušnění se však provede toliko tehdy, pokud je¹ tyčka 40 udržována v popsané poloze tak dlouho, dokud dostatečně nepoklesne tlak v první komoře 38. Tento čas lze nastavovat příslušným rozměrem radiálního vrtání 54. Krátkodobá výchylka setr6 vačné hmoty 44‘, která odpovídá předem stanovené nízké hodnotě zpomalení otáčení, nevede tedy ještě к uvolnění brzdy. Jestliže však zpomalení otáčení trvá déle, takže je pravděpodobné, že dojde к prokluzu kola, otevře se ventil 68, prstencový prostor 24 se odvzdušní a potrubím 22 se uvede v činnost výpustný ventil C.

Jakmile se přes škrticí otvor 66 vytvoří rovnost tlaků mezi ovládací komorou 60 a třetí komorou 64, uzavře se ventil 68 působením pružiny zatěžující ovládací píst 62. К obnovení tlaku může však dojít znovu teprve tehdy, když se tyčka 40 dostane do nejhlubšího místa ovládací křivkové dráhy 44, čímž se vytvoří spojení mezi komorami 28, 38 a uzavře se spojení první komory 38 s vnějším ovzduším.

Jakmile dojde na nápravě к tak velkému zpomalení otáčení, že se kladka 42 tyčky 40 dostane až do oblasti 48 ovládací křivkové dráhy 44, přesune se tyčka 40 o takovou hodnotu, že osazení 56 nadzdvihne desku 34 ventilu ze sedla 32 ventilu, čímž se tlak v druhé komoře 28 rázem sníží a plovoucí píst 26 je rozdílem tlaků mezi prstencovým prostorem 24 a druhou komorou 28 nadzdvižen ze sedla 30 ventilu.

Potrubím 22 se rychle odvzdušní komora 14 výpustného ventilu C a rozváděči píst 8 se přesune, což vede к odvzdušnění brzdového válce D přes brzdové tlakovzdušné potrubí 12 a odvzdušňovací otvor 10‘. Pokud je kladka 42 v oblosti 48 ovládací křivkové dráhy 44, nemůže dojít к dalšímu naplnění jednotlivých komor vzduchem, protože vzhledem к nadzdvižené desce 34 ventilu na sedlo 32 ventilu zůstává plovoucí píst 26 při každém vytvářejícím se tlaku v potrubí 22 neustále nadzdvižen nad sedlo 30 ventilu.

Teprve tehdy, když se kladka 42 tyčky 40 znovu přemístí do nejnižšího místa ovládací křivkové dráhy 44 a deska 34 ventilu opět dosedne na sedlo 32 ventilu, vytvoří se prostřednictvím potrubí 22, prstencového prostoru 24 a škrticího otvoru 36 znovu tlak v druhé komoře 28.

Pokud se uskutečnila výchylka setrvačné hmoty 44‘, popřípadě posunutí ovládací křivkové dráhy 44 jen krákodobě, první komora 38 se neodvzdušní a ventil 68 zůstane uzavřen. Pokud však dojde к řadě za sebou následujících extrémních výchylek setrvačné hmoty 44‘, může nastat postupné zmenšování tlaku v první komoře 38 a tím i v ovládací komoře 60, což nakonec vede к tomu, že se otevře ventil 68 a dojde к uvolnění brzdy stejným způsobem, jako kdyby se kladka 42 tyčky 40 dostala na delší dobu do oblasti 46 ovládací křivkové dráhy 44. Protože při odvzdušnění přes ventil 68 se všechny komory a zásobní prostory vyprázdní, potřebuje systém pro vzrůst tlaku delší dobu. Brzda proto zůstane stejnou dobu uvolněna, což umožní kolu, aby se u.?

( i

rychlilo na takový počet otáček, který odpovídá rychlosti jízdy vozu.

Aby se urychlilo uzavírání ventilu 68 a tak se dosáhlo kratších reakčních dob brzd, může být účelné, tak jak je to na obrázku vyznačeno čárkovaně, spojit třetí komoru 64 pres trysku 74 a ve směru proudění otevírající zpětný ventil 76 s prostorem 70. Při otevření ventilu 68 se potom paralelně s vyrovnáváním tlaků třetí komora 64 odvzdušní přes trysku 74 a ventil 68, přičemž uvedené paralelní vyrovnávání tlaků se uskutečňuje v ovládací komoře 60 přes škrticí otvor 66. Tím tlak, který panuje v třetí komoře 64, poklesne v krátké, předem stanovené době tak, že pružné zatížení ovládacího pístu 62 může opět uzavřít ventil 68.

Aby se dosáhlo rázového otevření ventilu 68, lze, jak je to rovněž vyznačeno čárkovaně, spojit ovládací komoru 60 potrubím se opětným ventilem 78 s potrubím 72. Dojde-li potom к nepatrnému otevření ventilu 68 a tím i к odvzdušnění potrubí 72, odvzdušní se rázem i ovládací komora 60, což vede к okamžitému otevření ventilu 68 v celém jeho rozsahu, které je způsobeno rozdílem tlaků mezi třetí komorou 64 a ovládací komorou 60.

Claims (9)

1. Mechanické protiskluzové zařízení, zejména pro kolejová vozidla brzděná tlakovým vzduchem, opatřené čidlem, které má na nápravě kola pružně připojenou setrvačnou hmotu a které ovládá zprostředkovaně prostřednictvím spínacího členu, vytvořeného jako tyčka, jehož konec je veden posuvně v ovládací křivkové dráze setrvačné hmoty, výpustný ventil brzdového tlakovzdušného potrubí, vyznačené tím, že ovládací křivková dráha (44) má dvě navzájem odstupňované oblasti (46, 48), přičemž tyčka (40) je spojena s dvěma odvzdušňovacími ventily (53, 35), kde jeden z těchto odvzdušňovacích ventilů (53) má menší otevírací zdvih a menší průtokový průřez než druhý z odvzdušňovacích ventilů (35).

2. Mechanické protiskluzové zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že odvzdušňovací ventil (53) o· menším průtokovém průřezu je připojen к první komoře (38), která je spojena potrubím (58) s ovládací komorou (60), v níž je tlakem z první komory (38) zatížený, stěnu ovládací komory (60) vytvářející ovládací píst (62), přičemž ovládací píst (62) je spojen s uzavíracím členem ventilu (68), který je uspořádán ve spojení druhé komory (28) s okolním ovzduším, přičemž mezi druhou komorou (28) a mezi další komorou (24), spojenou s výpustným ventilem (C), je uspořádán plovoucí píst j(26’), který je spojen s uzavíracím členem odvzdušňovacího otvoru (30‘) další komory (24), opatřené odvzdušňovacím ventilem (35) o větším průtočném průřezu.

3. Mechanické protiskluzové zařízení podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, že první komora (38) a druhá komora (28) jsou uspořádány nad sebou a dělicí stěnou mezi oběma komorami (28, 30) prochází rozváděči člen protiskluzového čidla (E), tvořený dutou tyčkou (40), na níž jsou uspořádána radiální vrtání (50, 52, 54), vytváře-

VYNALEZU jící šoupátkovitý uzavírací ventil (51) mezi první komorou (38) a druhou komorou (28) a šoupátkovitý odvzdušňovací ventil (53) první komory (38).

4. Mechanické protiskluzové zařízení podle bodů 1, 2 a 3, vyznačené tím, že plovoucí píst ,(26) má kloboukovitý tvar a svým dnem, jehož středem prochází tyčka (40), vytváří uzavírací člen pro sedlo (30) ventilu, objímající odvzdušňovací otvor (30‘), a že boční stěny druhé komory (28) a boční stěny kloboukovitého plovoucího pístu (26) vytvářejí další komoru (24).

5. Mechanické protiskluzové zařízení podle bodu 4, vyznačené tím, že tyčka (40) má osazení (56), které je uspořádáno v odstupu proti desce (34) odvzdušňovacího ventilu (35) s větším prrůtokovým průřezem, a že deska (34) ventilu dosedá na sedlo (32) na dnu plovoucího pístu (26), které je upraveno kolem otvoru do okolního ovzduší.

6. Mechanické protiskluzové zařízení podle jednoho nebo několika z bodů 1 až 5, vyznačené tím, že první komora (38), spojená s ovládací komorou (60) na jedné straně ovládacího pístu (62), je přes škrticí trysku (66) spojena s třetí komorou (64) na druhé straně ovládacího pístu (62).

7. Mechanické protiskluzové zařízení podle jednoho nebo několika z bodů 1 až 6, vyznačené tím, že druhá komora (28) je s další komorou (24) spojena přes škrticí trysku (30).

8. Mechanické protiskluzové zařízení podle bodů 6 a 7, vyznačené tím, že třetí komora (64) je s druhou komorou (28) spojena přes ve směru proudění к druhé komoře (28) otevírající zpětný ventil (76) as ním v sérii zapojenou tryskou (74).

9. Mechanické protiskluzové zařízení podle bodů 6 a 7, vyznačené tím, že první komora (38) je spojena ipřeis zpětný ventil (78) s komorou (70) před ventilem (68).