CZ23491U1 - Brzdová jednotka kotoučové brzdy kolejových vozidel - Google Patents

Description

Brzdová jednotka kotoučové brzdy kolejových vozidel

Oblast techniky

Technické řešení se týká uspořádání brzdové jednotky kotoučové brzdy kolejových vozidel, která je aktivována stlačeným vzduchem a kromě ovládacího pneumatického válce v sobě zahrnuje rovněž mechanický převod pro zvětšení síly přítlaku brzdového obložení k povrchu brzdového kotouče.

Dosavadní stav techniky

Brzdové jednotky kotoučových brzd kolejových vozidel se používají k brzdění některých druhů hnacích nebo hnaných kolejových vozidel. Jsou známy brzdové jednotky, zahrnující ovládací pneumatický válec a mechanismus zvětšující sílu, kterou jednotka přitlačuje brzdové obložení k povrchu brzdového kotouče, které zároveň obsahují samočinný stavěč odlehlosti a mohou obsahovat i pružinovou parkovací brzdu. Příklady řešení takových jednotek jsou popsány v patentové literatuře například v dokumentech EP 0777598, WO 2008/015569, EP 1630444, US 3995537, US 4337690, WO 2007037750 a CZ-19795-U,

Jednotka dle dokumentu EP 0777598 zahrnuje mechanismus páky a hřídele s excentrickými čepy, který zajišťuje stahování pákových čelistí v jejich střední části k sobě. Výhodou tohoto systému je to, že moment, který zatěžuje jednotku od třecí síly při brzdění, je zachycen pevností tělesa, v němž je integrován ovládací pneumatický válec, který pohání zmíněný mechanismus páky a hřídele s excentrickými čepy. Nevýhodou je skutečnost, že tento mechanismus stahuje pákové čelisti jednotky ve střední části, kde je nutno vyvinout sílu, která je vyšší než síla přítlaku brzdového obložení ke kotouči. Velká radiální síla v uložení mechanismu znamená velké odpory a tím nižší účinnost.

Jednotka podle dokumentu WO 2008/015569 může zahrnovat buď mechanismus s klínem nebo s úhlovými pákami. V každém případě musí být opatřena dvěma stavěči odlehlosti, což vede k větší složitosti jednotky, která je výrobně náročnější.

Jednotka podle patentu EP 1630444 zahrnuje mechanismus dvoj zvratné páky. V uložení této páky se sčítá síla pneumatického válce a síla působící na pákové čelisti jednotky na opačném konci, než na kterém jsou připevněny držáky brzdového obložení. To vede k velké radiální síle v uložení páky a zvyšuje účinnost.

Jednotka, jejímž základem jsou dokumenty US 399553 7, US 4337690 a WO 2007037750, nemá samonosné pákové čelisti a třecí sílu, působící na brzdové obložení, zachycují závěsky. Taková konstrukce může být v některých případech nevýhodná z důvodu nedostatku prostoru.

Souhrnně lze konstatovat, že tyto konstrukce jsou poměrně složité, případně zahrnují převodový mechanismus s velkým zatížením v rotačním uložení v radiálním směru, které vede k velkému odporu v tomto uložení a tím nízké účinnosti.

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje řešení podle dokumentu CZ-19795-U. Technické řešení popsané dále v této přihlášce je přímým zdokonalením řešení popsaném v dokumentu CZ19795. Toto zdokonalení zachovává dobrou účinnost, ale předností je snížení hmotnosti.

Podstata technického řešení

Předmětem tohoto technického řešení je brzdová jednotka kotoučové brzdy kolejových vozidel, v jejímž tělese je ovládací pneumatický válec k ovládání pákových čelistí brzdové jednotky prostřednictvím páky primárního převodu pro zvětšení síly přítlaku brzdového obložení k povrchu brzdového kotouče. Pákové čelisti jsou ve své střední části kyvné připevněny prostřednictvím spojovacího dílu těchto pákových čelistí k rámu podvozku vozidla a k jejich prvním koncům jsou jednotlivě připevněny držáky brzdového obložení. Opačný druhý konec první pákové čelisti je

-1 CZ 23491 Ul kyvné spojen se stavěčem odlehlosti brzdy, který je dále spojen s tělesem brzdové jednotky, opačný druhý konec druhé pákové čelisti je kloubově spojen prostřednictvím páky primárního převodu s pístnicí ovládacího pneumatického válce, kde páka primárního převodu je tvořena jednozvratnou pákou, která je kyvné svým prvním koncem upevněna v tělese brzdové jednotky, kde prvkem přenášejícím sílu je pístnice ovládacího pneumatického válce, připevněná k opačnému druhému konci páky primárního převodu.

Podstata tohoto technického řešení spočívá v tom, že stavěč odlehlosti brzdy je uspořádán mezi tělesem brzdové jednotky a spojovacím dílem pákových čelistí brzdové jednotky.

Páka primárního převodu, která je tvořena jednozvratnou pákou, je kyvné pomocí čepu svým io prvním koncem upevněna v tělese brzdové jednotky, kde dílem přenášejícím sílu je pístnice ovládacího pneumatického válce, připevněná k opačnému druhému konci páky primárního převodu čepem. Primární převod pomocí jednozvratné páky, v jejímž uložení se síla ovládacího pneumatického válce a síla působící na pákové čelisti brzdové jednotky navzájem odečítají, umožňuje minimalizovat reakční sílu, což vede k vyšší účinnosti. Druhý konec druhé pákové čelisti je pomocí čepu kloubově připevněn k mezilehlému bodu páky primárního převodu, který je blíže k ose čepu spojenému s prvním koncem páky primárního převodu než k místu připojení pístnice k této páce primárního převodu. Uspořádání stavěče odlehlosti brzdy v brzdové jednotce podle tohoto technického řešení umožňuje, vzhledem ke snížené vzdálenosti čepu, kterým je páka primárního převodu upevněna svým prvním koncem k tělesu brzdové jednotky, a čepu, kterým je druhý konec druhé pákové čelisti kloubově spojen k mezilehlému bodu páky primárního převodu, zkrátit pákové čelisti brzdové jednotky a snížit jejich hmotnost. Zkrácení pák také znamená, že jsou pri stejné přítlačné síle brzdového obložení k povrchu kotouče zatíženy menším ohybovým momentem, což umožňuje dosáhnout úspory materiálu a hmotnosti pri zachování stejné odolnosti proti mechanickému namáhání. Vzdálenost upevnění konce pákové čelisti k páce primárního převodu od kyvného upevnění páky k tělesu brzdové jednotky je stanovena tak, aby bylo dosaženo požadovaného převodu mechanismu, neboli požadovaného zvýšení síly ovládacího pneumatického válce.

Stavěč odlehlosti brzdy je rovněž s výhodou opatřen protiprachovou manžetou. Další výhodou tohoto nového uspořádání brzdové jednotky podle tohoto technického řešení je skutečnost, že vřeteno stavěče odlehlosti, které musí být chráněno protiprašnou manžetou před nepříznivými vlivy okolního prostředí, např. prachem a odlétajícími kamínky, je umístěno v prostoru mezi tělesem brzdové jednotky a dílem, kterým je jednotka spojena s rámem podvozku kolejového vozidla. To vede ke snížení rizika porušení protiprašné manžety a tím k vyšší spolehlivosti mechanismu.

Těleso brzdové jednotky dále může obsahovat válec pružinové parkovací brzdy s pístem, který je působením tlačné pružiny doléhající k pístu a tlakového vzduchu pod tímto pístem uzpůsoben pro stlačování pracovního pístu ovládacího pneumatického válce s pístnicí tak, že k ní připevněná páka primárního převodu působením kloubového spojení pritlaČuje k povrchu brzdového kotouče držáky s brzdovým obložením, upevněné k prvním koncům pákových čelistí.

Přehled obrázků na výkresech

Na připojeném výkresu je schematicky znázorněn příklad kompaktní brzdové jednotky podle tohoto technického řešení, který bude v dalším textu podrobněji vysvětlen.

Příklady provedení technického řešení

Brzdová jednotka zahrnuje pákové čelisti I, 2, které jsou ve své střední části prostřednictvím čepů 4 kyvné uloženy na spojovacím dílu 3, který je zavěšen na rámu podvozku kolejového vozidla. K prvním koncům pákových čelistí 1, 2 jsou jednotlivě připevněny držáky 5 brzdového obložení, které jsou přivráceny k povrchu brzdového kotouče 20. Opačný druhý konec 6 první pákové čelisti I je prostřednictvím čepu kyvné spojen se stavěčem 2 odlehlosti brzdy, který je

-2CZ 23491 Ul spojen s tělesem 8 brzdové jednotky. Stavěč 7 odlehlosti je zabudován do tělesa 8 brzdové jednotky, které obsahuje ovládací pneumatický válec 9 k ovládání pákových čelistí 1, 2 brzdy prostřednictvím páky U primárního převodu pro zvětšení síly přítlaku brzdového obložení k povrchu brzdového kotouče 20. Tato páka 11 primárního převodu je svým prvním koncem 12 upevněna pomocí čepu k tělesu 8 brzdové jednotky a je poháněna pracovním pístem 16 ovládacího pneumatického válce 9 pomocí pístnice 15 tak, že působením kloubového spojení s druhým koncem 13 druhé pákové čelisti 2, které je realizováno čepem, přitlačuje k povrchu brzdového kotouče 20 držáky 5 s brzdovým obložením.

Páka 11 primárního převodu je tvořena jednozvratnou pákou, která je, jak již bylo uvedeno, kyvně pomocí čepu svým prvním koncem 12 upevněna v tělese 8 brzdové jednotky, kde dílem přenášejícím sílu je pístnice 15 ovládacího pneumatického válce 9, připevněná k opačnému druhému konci 14 páky H primárního převodu čepem. Druhý konec 1_3 druhé pákové čelisti 2 je přitom pomocí čepu kloubově připevněn k mezilehlému bodu páky 11 primárního převodu, který je blíže k ose čepu, spojenému s prvním koncem 12 páky 11 primárního převodu, než k místu připojení pístnice 15 k této páce 11 primárního převodu.

Na připojeném schematickém výkresu je součástí kompaktní brzdové jednotky rovněž pružinová parkovací brzda, která nemusí být nutně přítomna. Pokud je pružinová parkovací brzda použita, je v klidovém stavu jednotka zabrzděna. Těleso 8 brzdové jednotky v tomto provedení dále obsahuje válec 10 pružinové parkovací brzdy s pístem T7, který je působením tlačné pružiny 22 doléhající k pístu 17 a tlakového vzduchu pod tímto pístem 17 uzpůsoben pomocí vřetene 21 pro stlačování pracovního pístu 16 ovládacího pneumatického válce 9 s pístnicí 15. Tím se odtlačuje druhá páková čelist 2 od tělesa 8 brzdové jednotky a současně je přitlaěován držák 5 brzdového obložení k povrchu brzdového kotouče 20.

Pokud má být uvedena do činnosti pracovní brzda, musí být nejprve přiveden tlakový vzduch přes přívod 19 tlakového vzduchu do válce 10 pružinové parkovací brzdy. Tímto tlakovým vzduchem píst 17 parkovací brzdy přemůže tlačnou pružinu 22 parkovací brzdy. Vratná pružina 23 v ovládacím pneumatickém válci 9 stlačí pracovní píst 16 a prostřednictvím pístnice 15 se vykývne páka H primárního převodu do výchozí polohy, ve které je zobrazena na výkrese. Tím se čep 13 druhého konce druhé pákové čelisti 2 přitáhne k tělesu 8 brzdové jednotky a držák 5 brzdového obložení se oddálí od brzdového kotouče 20. Zároveň je reakcí odlehčena i první páková čelist 1, když na ní přestane působit síla přes stavěč 7 odlehlosti, takže brzdové obložení není přitlačováno k brzdovému kotouči 20 ani ze strany první pákové čelisti L Tím je brzdová jednotka připravena k brzdění.

Dále je popsána činnost brzdy při provozním brzdění, která se nijak neliší, ať je či není parkovací brzda součástí brzdové jednotky. Přivedením stlačeného vzduchu přívodem 18 tlakového vzduchu do ovládacího pneumatického válce 9 je uveden do pohybu pracovní píst 16, který přes pístnici 15 uvádí do pohybu páku H primárního převodu, která následně odtlačuje druhou pákovou čelist 2 od tělesa 8 brzdové jednotky. Tím je přitlačováno brzdové obložení k brzdovému kotouči 20. Současně reakcí působí těleso 8 brzdové jednotky přes stavěč 7 odlehlosti na první pákovou čelist 1, která přitlačuje brzdové obložení i z druhé strany brzdového kotouče 20. Pokud se tlak vzduchu v ovládacím pneumatickém válci 9 sníží na dostatečnou hodnotu, vratná pružina 23 stlačí pracovní píst 16 a tím se pomocí pístnice 15 vykývne páka 11 primárního převodu do výchozí polohy, ve které je nakreslena na připojeném výkresu. Čep 13 druhého konce druhé pákové čelisti 2 se tak přitáhne k tělesu 8 brzdové jednotky a držák 5 brzdového obložení se oddálí od brzdového kotouče 20. Zároveň reakcí je odlehčena první páková čelist 1, když na ní přestane působit přes stavěč 7 odlehlosti, takže brzdové obložení není přitlačováno k brzdovému kotouči 20 ani ze strany první pákové čelisti 1.

V souvislosti s opotřebením obložení mění stavěč 7 odlehlosti svoji délku a proto musí být sestaven z několika částí, které se vůči sobě pohybují. Spáry mezi těmito částmi jsou zakryty proti prachu, aby nedošlo k narušení funkce stavěče 7 odlehlosti. K tomu slouží protiprachová manžeta 24. Tato manžeta 24 je z poddajného materiálu a je spolu se stavěčem 7 odlehlosti situována

-3CZ 23491 Ul v prostoru mezi tělesem 8 brzdové jednotky a spojovacím dílem 3, což snižuje riziko jejího poškození letícími předměty,

Claims (4)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Brzdová jednotka kotoučové brzdy kolejových vozidel, v jejímž tělese (8) je ovládací pneumatický válec (9) k ovládání pákových čelistí (1, 2) brzdové jednotky prostřednictvím páky (11) primárního převodu pro zvětšení síly přítlaku brzdového obložení k povrchu brzdového kotouče (20), kde pákové čelisti (1, 2) jsou ve své střední části kyvné připevněny prostřednictvím spojovacího dílu (3) těchto pákových čelistí (1, 2) k rámu podvozku vozidla a kde k jejich prvním koncům jsou jednotlivě připevněny držáky (5) brzdového obložení, opačný druhý konec (6) první pákové čelisti (1) je kyvné spojen se stavěčem (7) odlehlosti brzdy, který je dále spojen s tělesem (8) brzdové jednotky, opačný druhý konec (13) druhé pákové čelisti (2) je kloubově spojen prostřednictvím páky (11) primárního převodu s pístnicí (15) ovládacího pneumatického válce (9), přičemž páka (11) primárního převodu je tvořena jednozvratnou pákou, která je kyvné svým prvním koncem (12) upevněna v tělese (8) brzdové jednotky, kde prvkem přenášejícím sílu je pístnice (15) ovládacího pneumatického válce (9), připevněná k opačnému druhému konci (14) páky (11) primárního převodu, vyznačující se tím, že stavěč (7) odlehlosti brzdy je uspořádán mezi tělesem (8) brzdové jednotky a spojovacím dílem (3) pákových čelistí (1, 2) brzdové jednotky.

2. Brzdová jednotka podle nároku 1, vyznačující se tím, že stavěč (7) odlehlosti brzdy je opatřen protiprachovou manžetou (24).

3. Brzdová jednotka podle nároku 1, vyznačující se tím, že druhý konec (13) druhé pákové čelisti (2) je kloubově připevněn k mezilehlému bodu páky (11) primárního převodu, který je blíže k jejímu prvnímu konci (12) než k místu připojení pístnice (15) k této páce (II) primárního převodu.

4. Brzdová jednotka podle některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že těleso (8) brzdové jednotky dále obsahuje válec (10) pružinové parkovací brzdy s pístem (17), který je působením tlačné pružiny (22) doléhající k pístu (17) a tlakového vzduchu pod tímto pístem (17) uzpůsoben pro stlačování pracovního pístu (16) ovládacího pneumatického válce (9) s pístnicí (15) tak, že k ní připevněná páka (11) primárního převodu působením kloubového spojení pritlačuje k povrchu brzdového kotouče (20) držáky (5) brzdového obložení, upevněné k prvním koncům pákových čelistí (1, 2),