CZ293192B6

CZ293192B6 - Hřídelový pohon závory

Info

Publication number: CZ293192B6
Application number: CZ19991523A
Authority: CZ
Inventors: Markus Steinmann
Original assignee: Siemens Schweiz Ag
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1997-10-28
Publication date: 2004-02-18
Also published as: SI9720054A; HUP0001018A3; ATE217660T1; EP0935697B1; SI9720054B; CZ152399A3; PL332971A1; SK53999A3; DE59707301D1; SK285775B6; EP0935697A1; PL188176B1; HU222781B1; HUP0001018A2; WO1998019014A1

Abstract

Hřídelový pohon závory obsahuje motoricky poháněné otočné vřeteno (1), kterým je unášecí ústrojí (5) opatřené palcem (7) posuvné podél osy (A) otočného vřetena (1), a dále páku (10A, 10B, 10C) opatřenou vodicí štěrbinou (12A, 12B, 12C), která je pomocí této otevřené nebo uzavřené vodicí štěrbiny (12A, 12B, 12C) a v ní vedeného palce (7) na jedné straně spojena s unášecím ústrojím (5) a na druhé straně je neotočně spojena s hřídelem (9) závory. Vodicí štěrbina (12B) je uspořádána rovnoběžně se středovou osou (B) páky (10B) nebo vodicí štěrbina (12C) je v první části uspořádána rovnoběžně se středovou osou (B) páky (10C), v druhé části je vyhnuta směrem ven a v třetí části je opět vyhnuta zpět.ŕ

Description

Hřídelový pohon závory

Oblast techniky

Vynález se týká hřídelového pohonu závory, obsahujícího motoricky poháněné otočné vřeteno, kterým je unášeči ústrojí opatřené palcem posuvné podél osy otočného vřetena, páku opatřenou vodicí štěrbinou, která je pomocí této otevřené nebo uzavřené vodicí štěrbiny a v ní vedeného palce na jedné straně spojena s unášecím ústrojím a na druhé straně je neotočně spojitelná s hřídelem závory.

Dosavadní stav techniky

Na způsob činnosti závor, zejména pro zajištění železničních přejezdů a přechodů, je kladen velký počet nej různějších požadavků, a to podle příslušné země a podle účelu použití závor. Pro vyhovění těmto nejrůznějším požadavkům se doposud provozují hřídelové pohony závor vyráběné na zakázku. Četnost nejrůznějších koncepcí se přitom projevila rozhodující měrou na výrobních nákladech, a tudíž i na kupní ceně pohonů.

Vynález vychází v zásadě z myšlenky navrhnout hřídelový pohon závory, který bude sestaven z modulů, přičemž bude obsahovat jeden společný základní modul doplněný přídavnými moduly vhodnými pro příslušnou funkci, čímž se umožní vytvoření flexibilních různě výkonných pohonů vyhovujících specificky příslušným požadavkům.

Na základě této myšlenky je úkolem vynálezu vytvořit hřídelový pohon závory, který bude mít konstrukci umožňující uskutečnění potřebné flexibility při činnosti závory. Z článku M. Musy: Neuer Barrierantrieb und neuer Schlagbaum bei den SBB. publikovaném v časopise Zeitschrift SIGNÁL + DRAHT, svazek 86, č. 3, 01. březen 1994, Hamburk, str. 76-79, vyplývá, že tento úkol může být vyřešen tím, že motoricky poháněné otočné vřeteno je provedeno s unášecím ústrojím, přičemž dále je upravena páka se středovou osou, která je spojena na jedné straně s unášecím ústrojím na otočném vřetenu a na druhé straně je neotočně spojena s hřídelem závory, přičemž hřídel závory je vůči ose otočného vřetena natočen o 90°.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol tady splňuje hřídelový pohon závory, obsahujícího motoricky poháněné otočné vřeteno, kterým je unášeči ústrojí opatřené palcem posuvné podél osy otočného vřetena, páku opatřenou vodicí štěrbinou, která je pomocí této otevřené nebo uzavřené vodicí štěrbiny a v ní vedeného palce na jedné straně spojena s unášecím ústrojím a na druhé straně je neotočně spojena s hřídelem závory, podle vynálezu, jehož podstatou je, že vodicí štěrbina je uspořádána rovnoběžně se středovou osou páky nebo vodicí štěrbina je v první části uspořádána rovnoběžně se středovou osou páky, v druhé části je vyhnuta směrem ven a v třetí části je opět vyhnuta zpět.

Podle výhodného provedení vynálezu je vodicí štěrbina zahnutá tak, že alespoň v rozsahu jednoho úhlu otáčení páky probíhá jedna oblast vodicí štěrbiny alespoň přibližně rovnoběžně s otočným vřetenem, takže posun unášecího ústrojí v této oblasti nevede k žádnému otáčení páky a kroutící moment působící na páku nevede k žádnému axiálnímu posunu unášecího ústrojí.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu se palec při nadzdvihnuté, zcela a/nebo částečně spuštěné závoře nachází v oblasti vodicí štěrbiny, která je alespoň přibližně rovnoběžná s otočným vřetenem.

-1 CZ 293192 B6

Otočné vřeteno nebo jeho pohon jsou s výhodou vytvořeny samosvomě.

Pro brzdění otočného vřetena je s výhodou upraveno aretační ústrojí, brzda, s výhodou magnetická brzda, a/nebo odpovídající stoupání závitu otočného vřetena.

Pro aretaci hřídele závory v dané poloze natočení je s výhodou upraven alespoň jeden doraz ovládaný proudem nebo vysunutelný bez ovládání proudem.

Otočné vřeteno a jeho pohon jsou s výhodou vytvořeny nesamosvomě.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je upraveno pružné těleso, kterým je vyvozena vratná síla působící na páku nebo na unášeči ústrojí.

Pružné těleso je s výhodou tvořeno pružnými prvky nebo plastovými prvky, na které působí páka nebo unášeči ústrojí silou na jedné a/nebo druhé straně v oblasti svého koncového vychýlení.

Unášeči ústrojí je s výhodou na obou stranách spojeno s jednou pákou, přičemž páky uspořádané na obou stranách mají s výhodou společný dřík, který je neotočně spojitelný s hřídelem závory.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále objasněn na příkladném provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje základní modul všech hřídelových pohonů závory podle vynálezu, obr. 2 schematicky první provedení pohonu podle vynálezu ve vyobrazení vycházejícího z obr. 1 podle dosavadního stavu techniky, obr. 3 analogicky s obr. 2 vyobrazení prvního příkladu provedení podle vynálezu, obr. 4 další vytvoření vycházející z příkladu provedení z obr. 3, obr. 5 další výhodné vytvoření pohonu vycházející opět z pohonu podle obr. 3, obr. 6 druhé uspořádání hřídelového pohonu podle vynálezu, analogicky s obr. 3, vycházeje z vyobrazení podle obr. 1, obr. 7 znázorňuje, vycházeje z uspořádání pohonu podle vynálezu podle obr. 3, jeho další vytvoření a obr. 8 další výhodné uspořádání, vycházeje opět z pohonu znázorněného na obr. 3.

Příklady provedení vynálezu

Podle obr. 1 mají hřídelové pohony závory podle vynálezu otočné vřeteno 1, které je uloženo ve stacionární skříni 3. Na otočném vřetenu 1, s výhodou ve formě kuličkového šroubu, se pohybuje unášeči ústrojí 5 s palcem 7. V bočním přesazení od osy A otočného vřetena 1 a v pootočení o 90°° proti otočnému vřetenu 1 je, jak je schematicky znázorněno na obr. 1, otočně uložen hřídel 9 závory. Unášeči ústrojí 5 je s hřídelem 9 závory spojeno v zásadě prostřednictvím páky ještě dále popsaného typu, jak je na obr. 1 v zásadě znázorněno, středovou osou B této páky otočné vřeteno 1 s pohonem 11 která má například elektromotor, který je spojen s otočným vřetenem 1 pro jeho pohon prostřednictvím ozubeného řemenu jj..

-2CZ 293192 B6

1. Požadované stavy při výpadku proudu

1.1 Stav závory v horní poloze

1.1.1 Závora zablokována v horní poloze

Na obr. 2 je znázorněno uspořádání hřídele 9 závory s pohonem podle dosavadního stavu techniky, který, vycházeje ze základního uspořádání podle obr. 1, zajišťuje, že v bezproudovém stavu, to znamená, když poháněči proud pohonu 11 vypadne, je závora zablokována v horní poloze. Přitom jsou, stejně jako na dalších obrázcích, použity pro shodné konstrukční prvky stejné vztahové značky jako na obr. 1. Funkční spojení mezi palcem 7 na unášecím ústrojí 5 a hřídelem 9 závory je uskutečněno prostřednictvím páky 10A, která má s výhodou na jedné straně otevřenou vodicí štěrbinu 12A pro palec 7. Vodicí štěrbina 12A ie vzhledem ke středové ose B páky 10A zahnuta k odpovídající koncové části otočného vřetena 1 tak, jak je znázorněno, aby v horní poloze závory probíhala alespoň přibližně rovnoběžně s otočným vřetenem 1, přičemž tato poloha nastane při zdvižení závory vzhůru, jak znázorňuje šipka v rozsahu úhlu ω₂.

Páka 10A opatřená vodicí štěrbinou 12A ie spojena rozebíratelně s hřídelem 9 závory.

Na obr. 3 je znázorněno první uspořádání hřídelového pohonu podle vynálezu pro zde uvedený případ. Přitom je zde upravena páka 10B, která má vodicí štěrbinu 12B, s výhodou opět na jedné straně otevřenou, rovnoběžnou se středovou osou B páky 10B. Navíc je zde otočné vřeteno 1 samo o sobě samosvomé nebo je sevřeno v uvažované horní poloze, například silou tíže dorazu 15, vytvořeného jako blokovací páka, která je v záběru s pohonem.

1.1.2 Závora poklesne při přerušení proudu z horní polohy

1.1.2.1 vlastní vahou,

1.1.2.1.1 úplně.

Na obr. 4 je znázorněno uspořádání pohonu podle vynálezu upravené pro tento účel. Vycházeje z vyobrazení znázorněného na obr. 3 je páka 10B¹ spojena se silovým dorazem působícím obdobně jako torzní pružina. Tento doraz je upraven přímo na hřídeli 9 závory, nebo páka 10B' je, jak je znázorněno na obr. 4, vytvořena dvouramenná a působení akumulované síly se uskutečňuje mimo hřídel 9 závory, s výhodou na druhém ramenu. K tomu účelu má například páka 10B*. nyní jako dvouramenná páka, na svém konci, který je protilehlý ke konci s vodicí štěrbinou 12B, čtvercový otvor 17. Na tomto ramenu páky 10B' je v místě 21 otočně připojena další páka 19, která nese čtyřhran 23 zasahující do otvoru 17. Mezi čtyřhranem 23 a okrajem otvoru 17 jsou upraveny například čtyři pryžové tlumicí prvky 18. Jakmile hřídel 9 závory, a v souladu stím také páka 10B’. dosáhne horní narážky 25, je možné v rámci pružnosti pryžového tlumicího prvku 18 páku 10B* v určitých mezích dále vykývnout vůči páce 19 dosedající na narážku 25.

Toto opatření u uvedeného provedení zajistí, aby závora při výpadku proudu v důsledku pružného účinku předtím napjatých pryžových tlumicích prvků 18 samočinně opustila svoji polohu do té míry, aby její vlastní váha byla účinná pro uzavírací pohyb a přemístila ji nazpět do uzavřené polohy.

Popřípadě upravená blokovací páka jako doraz 15 je u tohoto provedení znázorněna jako doraz 15’ a v bezproudovém stavuje vysunutá.

I

1.1.2.1.2 částečně.

Pokud u uvedeného případu spuštění závory působením vlastní váhy při výpadku proudu dojde k tomu, že závora se spustí jen částečně, tak doraz 15' vytvořený jako blokovací páka zaskočí, například v předem stanovené natočené poloze, jak je schematicky znázorněno mechanickým dorazem 27 na obr. 4, nebo je zde uspořádána narážka 25', která prostřednictvím pružného prvku akumulujícího sílu zabrání úplnému spuštění závory, protože špičkové zatížení je příliš malé pro úplné předpětí tohoto prvku.

1.1.2.2 Závora poklesne při výpadku proudu pohonem

1.1.2.2.1 úplně

Na obr. 5 je znázorněno uspořádání pohonu závory podle vynálezu, které splňuje toto kritérium. 15 Toho se dosáhne, vycházeje z uspořádání pohonu podle obr. 3, tím, že při přesunu závory směrem vzhůru se pracuje proti pružnému prvku 29, jak je schematicky znázorněno na obr. 5.

1.1.2.2.2 částečně.

K tomu účelu je uspořádání podle obr. 5 doplněno dorazem 27, znázorněným na obr. 4, který se stane účinným v bezproudovém stavu v požadované aretační poloze závory. Tento doraz 27 mechanicky aretuje závoru tím, že zaskočí v předem stanovené uzavírací poloze.

1.2 Závora ve spodní poloze

1.2.1 při přerušení proudu zablokovaná.

První možnost pohonu podle vynálezu, který splňuje tento požadavek, je znázorněna na obr. 6. Je zde upravena páka 10C, která spojuje hřídel 9 závory s palcem 7 na unášecím ústrojí 5 otočného vřetena L Tato páka 10C má opět s výhodou na jedné straně otevřenou vodicí štěrbinu 12C, 30 která má, počínaje od oblasti otočného připojení na hřídeli 9 závory, nejprve první oblast uspořádanou rovnoběžně se středovou osou B páky 10C. potom je zakřiveně zahnuta ve směru k horní koncové poloze unášecího ústrojí 5 a nakonec, ve třetí oblasti, je opět zahnuta zpět.

Druhá možnost pro realizování tohoto uvedeného případu spočívá v tom, že, vycházeje z pohonu 35 s pákou 10B podle obr. 3, je zde upraveno nesamosvomé otočné vřeteno L

Všeobecně lze uskutečnit zablokování závory ve spodní poloze prostřednictvím samosvomého vřetena při využití libovolného tvaru páky nebo prostřednictvím páky s unášecí štěrbinou, upravenou ve spodní koncové poloze rovnoběžně s otočným vřetenem L Samosvomosti otočného 40 vřetena 1 lze také dosáhnout, jak je na obr. 7 schematicky znázorněno šipkou 32. aretováním pohonu, aktivovaným v bezproudovém stavu, ve spodním dorazu.

1.2.2 Při přerušení proudu je závora spuštěna, ale je nadzdvihnutelná.

Tento případ je vyřešen prostřednictvím hřídelového pohonu znázorněného na obr. 3, přičemž je zajištěno, že otočné vřeteno 1 není samosvomé, popřípadě není instalována žádná aretace v uzavřeném stavu závory.

1.2.3 Při přerušení proudu je závora spuštěna, ale snadno se samočinně nadzdvihne.

Vycházeje z případu uvedeného v 1.2.2, který je realizován s pohonem podle obr. 3, je zde uvedený případ realizován tím, že pro realizaci podle obr. 3 je na obr. 8 schematicky znázorněno, že pro dosažení dolního dosednutí je nutno působit proti pružnému tělesu 34.

-4CZ 293192 B6

Téhož lze dosáhnout, když podle obr. 4 páka 19 dosedne na narážku 25'. Tím je závora při výpadku proudu ve spodní poloze působením pružného tělesa 34, popřípadě pryžového tlumicího prvku 18 a páky 19, opět nadzdvižena v předem stanovené míře.

2. Provoz pod proudem

2.1 Stav při nadzdvižené závoře

2.1.1 zablokovaný.

Tento případ lze realizovat pohonem podle vynálezu podle obr. 3, přičemž je upraven neznázoměný, nahoře aktivovaný, aretační orgán, například magnetická brzda. Tento případ je také realizován pohonem podle obr. 6.

2.1.2 Pod proudem se spustí motorickým pohonem závora, což je realizovatelné u všech variant.

2.1.3 Pod proudem se spustí závora poháněná vlastní vahou, což je realizovatelné provedením pohonu podle obr. 5.

Jak je pro odborníka zřejmé, je možné, vycházeje ze základního modulu pohonu podle obr. 1, jednoduchými přestavbami cíleně realizovat základní varianty pohonu znázorněné na obr. 3 a obr. 4, které jsou samy o sobě snadno přestavitelné. Tím lze podle vynálezu s vysokou flexibilitou realizovat požadované druhy provozů.

Samozřejmě mohou být na pohonech, pokud je to požadováno, upraveny další orgány, jako ruční páky, nastavovací proudové spínače, koncové spínače, koncové dorazy, které mohou být také upraveny v oblasti pohybu závory.

U dalšího výhodného uspořádání vynálezu jsou upraveny dvě s hřídelem 9 závory neotočně spojitelné páky 10A, 10B, 10C, které obklopují unášecí ústrojí 5 po obou stranách, a které mají vodicí štěrbinu 12A, 12B, 12C, ve kterých je veden vždy jeden palec 7, spojený s unášecím ústrojím 5. S výhodou mají tyto dvě páky 10A, 10B. 10C, společný dřík, který je neotočně spojitelný s hřídelem 9 závory, respektive je s ním po montáži spojen.

Pro zbrzdění otočného vřetena 1, například při výpadku napájení proudem, mohou být provedena různá opatření. Jednak lze použít menšího stoupání závitu otočného vřetena 1 a jednak lze použít popsaná brzdová a aretační ústrojí. S výhodou může být použit pohon 11, například elektromotor, který se při výpadku proudu zablokuje. Prostředky pro realizaci spojek a brzd, přičemž obvykle je jedna část stacionární, jsou odborníkovi známé z publikace Dubbel. Taschenbuch fur den Maschinenbau, 16.vydání, Springer Verlag, Berlín 1987, část G, kapitola 4, zejména část 4.4. Vřetenové pohony pro různá namáhání, například s vřeteny s lichoběžníkovým závitem, otočná vřetena ve formě kuličkových šroubů atd., jsou pro odborníka známé z téže publikace, strana S126, část 9.2.3.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Hřídelový pohon závory, obsahující

a) motoricky poháněné otočné vřeteno (1), kterým je unášeči ústrojí (5) opatřené palcem (7) posuvné podél osy (A) otočného vřetena (1),

b) páku (10A, 10B, 10C) opatřenou vodicí štěrbinou (12A, 12B, 12C), která je pomocí této otevřené nebo uzavřené vodicí štěrbiny (12A, 12B, 12C) a v ní vedeného palce (7) na jedné io straně spojena s unášecím ústrojím (5) a na druhé straně je neotočně spojena s hřídelem (9) závory, vyznačující se tím, že

c) vodicí štěrbina (12B) je uspořádána rovnoběžně se středovou osou (B) páky (10B) nebo

d) vodicí štěrbina (12C) je v první části uspořádána rovnoběžně se středovou osou (B) páky (10C), v druhé části je vyhnuta směrem ven a v třetí části je opět vyhnuta zpět.
2. Hřídelový pohon podle nároku 1, vyznačující se tím, že vodicí štěrbina (12C) je zahnutá tak, že alespoň v jednom rozsahu úhlu (ω₀) otáčení páky (10C) probíhá jedna oblast vodicí štěrbiny (12C) alespoň přibližně rovnoběžně s otočným vřetenem (1), takže posun unášecího ústrojí (5) v této oblasti je bez otáčení páky (10C) a kroutící moment působící na páku

20 (10C) je bez axiálního posunu unášecího ústrojí (5).
3. Hřídelový pohon podle nároku 2, vyznačující se tím, že palec (7) se při nadzdvihnuté, zcela a/nebo částečně spuštěné závoře nachází v oblasti vodicí štěrbiny (12C), která je alespoň přibližně rovnoběžná s otočným vřetenem (1).
4. Hřídelový pohon podle jednoho z nároků laž3, vyznačující se tím, že otočné vřeteno (1) nebo jeho pohon (11) jsou vytvořeny samosvomě.
5. Hřídelový pohon podle nároku 4, vyznačující se tím, že pro brzdění otočného 30 vřetena (1) je upraveno aretační ústrojí, brzda, s výhodou magnetická brzda, a/nebo odpovídající stoupání závitu otočného vřetena (1).
6. Hřídelový pohon podle nároku 5, vyznačující se tím, že pro aretaci hřídele (9) závory vdané poloze natočení je upraven alespoň jeden doraz (15) ovládaný proudem nebo

35 vysunutelný bez ovládání proudem.
7. Hřídelový pohon podle jednoho z nároků laž3, vyznačující se tím že otočné vřeteno (1) a jeho pohon (11) jsou vytvořeny nesamosvomě.

40
8. Hřídelový pohon podle jednoho z nároků Iaž3a7, vyznačující se tím, že je upraveno pružné těleso, pro vyvození vratné síly působící na páku (10B, 10C) nebo na unášeči ústrojí (5).
9. Hřídelový pohon podle nároku 8, vyznačující se tím, že pružné těleso je 45 tvořeno pružnými prvky nebo plastovými prvky, na které působí páka (10B, 10C) nebo unášeči ústrojí (5) silou na jedné a/nebo druhé straně v oblasti svého koncového vychýlení.

-6CZ 293192 B6
10. Hřídelový pohon podle jednoho z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že unášecí ústrojí (5) je na obou stranách spojeno s jednou pákou (10B, 10C), přičemž páky (10B, 10C) uspořádané na obou stranách mají s výhodou společný dřík, který je neotočně spojitelný s hřídelem (9) závory.