Obor techniky

Vynález se týká brzdového tělesa, zvláště brzdového špalíku nebo obložení kotoučové brzdy, zahrnující nosné těleso s alespoň jedním vybráním a alespoň jedním členem z pružného materiálu uloženým ve vybrání pohyblivě podél vybrání, přičemž nosné těleso a člen z třecího materiálu vytvářejí společně třecí plochu.

Dosavadní stav techniky

Zvláště u kolejových vozidel existují dvě velké třídy třecích brzd. Za prvé sc jedná o tak zvané Špalíkové brzdy, a za druhé sc jedná o kotoučové brzdy.

Špalíková brzda je cenově výhodná třecí brzda pro kolejová vozidla, neboť u takového brzdového zařízení je nutné pouze dopínací zařízení, pomocí kterého je brzdový špalík dotlačován na oběžnou plochu kola kolejového vozidla. Ve vztahu na konstrukce špalíkových brzd je poukázáno na „Brzdy pro kolejová vozidla, příručka - Technické pojmy a hodnoty pro brzdy, KnorrBremse AG Miinchcn. 1990“, stránka 22-23 a stránka 41.

Nevýhodou špalíkových brzd podle stavu techniky jsou zvláště vysoké nároky na oběžnou plochu kola, která zkracuje životnost kola a její zdrsnění a vytváření rýh na ní. Zvláště naposled zmíněné efekty vedou k vysokému jízdnímu hluku při odvalování kola. Tyto nedostatky špalíkových brzd má uspokojit vývoj a nasazení kotoučových brzd do moderních cestovních vozů.

U kotoučové brzdy jsou umístěny brzdové kotouče po obou stranách tělesa kola. Brzdová obložení působí na brzdový kotouč. Na základě třecí síly se příslušné kolo zabrzdí.

Vc vztahu na konstrukce kotoučových brzd podle stavu techniky je poukázáno na „Brzdy pro kolejová vozidla, příručka - Technické pojmy a hodnoty pro brzdy. Knorr-Bremse AG Munchcn“, stránka 50.

Brzdové špalíky s vybráními jsou známy z většího počtu zveřejnění. Tak ukazuje DE-C-277902 brzdový špalík s vybráními, ve kterých je vložen plstěný materiál. Tento materiál vyčnívá z nosného tělesa, takže nevytváří s nosným tělesem společnou třecí plochu.

Brzdový špalík známý z DE-U-29500977 je opatřen vrtáními, ve kterých jsou zátky z třecího materiálu. Zátky jsou upevněny na nosném tělese pomoci šroubů, to znamená uloženy pevně. Pružné nebo kyvné uložení jednotlivých bloků z třecího materiálu nebylo z DE-U-29500977 známo.

Známá brzdová obložení z DE-A-4301006, DE-A-4436457 a DE-U-9307017 zahrnují pružně nebo kyvné uložené bloky z třecího materiálu; tyto jsou uspořádány přímo na nosném tělese a nevytvářejí zvláště s nosným tělesem spolu související plochu z třecího materiálu.

Jak u špalíkových brzd, tak u kotoučových brzd je zásadní problém v kontaktním stlačení mezi brzdovými členy, to znamená - brzdový špalík versus kolo resp. brzdové obložení versus brzdový kotouč.

Na základě tepelných roztažnosti brzdového tělesa resp. kola nebo kotouče a rovněž jejich opotřebení, leží skutečná brzdná hodnota výše uvedených brzd stále podstatně níže než teoreticky možné hodnoty podle materiálových konstant.

- 1 1_Δ X7OUDO no

IJ špalíkových brzd dochází ještě k tomu, že oběžná dráha kola nevytváří z provozné-technických důvodů rozvinutelnou plochu. Brzdový špalík doléhá tak často na oběžnou plochu kola pouze bodově, případné vytváří čárový kontakt. Špalíkové brzda je v důsledku takového kontaktu nad5 měrně namáhána.

Další problém popsaných brzdových systémů je záběrové pole, které je v důsledku tepelných roztažnoslí a osových posuvů pouze nedostatečné. Všeobecně platí, žc záběrové pole jc o to horší, čím je tvrdší materiál. Špatné záběrové pole vede ke tvoření rýh nebo k vydrolování na κι oběžných plochách kola a následkem toho k vysokému vývinu hluku při brzdění.

Ze spisu DE 198 40 065 je známo brzdové těleso se Členy z třecího materiálu. Členy z třecího materiálu jsou vloženy do vybrání v nosném tělese a uloženy pohyblivě v podélném směru vybrání. Tímto uspořádáním je možné, že nosné těleso a členy z třecího materiálu vytvářejí spojí léčnou třecí plochu. Popsané členy z třecího materiálu jsou vytvořeny válcovitě a mezi zachycovací stěnou nosného tělesa a členy z třecího materiálu jsou vřazeny prostředky pro zmenšení tření. Těmito prostředky mohou být přednostně objímky z plechu.

Toto provedení obsahuje však několik nevýhod. I přes použití prostředků pro zmenšení tření, 20 podléhají tyto opotřebení, neboť při každém pohybu členu z třecího materiálu vzhledem k nosnému tělesu, se člen z třecího materiálu případně obklopující objímka posouvá podél stěny vybrání v nosném členu. Protože při brzdném pochodu vznikají značné sily příčně ke směru posuvu členů z třecího materiálu, členy z třecího materiálu se naklápějí, případně jsou tlačeny proti vnitřní stěně vybrání v nosném tělese, takže při vzájemném pohybu členu z třecího materiálu a nosného 25 tělesa vzniká velká třecí síla, která má za následek rychlé opotřebení. To může vést zvláště k rozšíření vybráni v nosném tělese, což přináší nebezpečí v uvolnění členu z třecího materiálu, případně v jeho vypadnutí z vybrání. Proto jsou vyžadovány krátké revizní časy a častá výměna členů z třecího materiálu a rozšířená vybrání se musejí pravidelně opracovávat.

Cílem vynálezu je vytvoření brzdového tělesa, zvláště pro špalíkové brzdy a kotoučové brzdy, kterým se překonají předem uvedené nevýhody. Zvláště se má zamezit tření mezi členem z třecího materiálu a nosným tělesem a účinně zamezil vypadnutí členu z třecího materiálu. Toto provedení má dále umožnit cenově příznivé zhotovení, montáž a obsluhu.

Podstata vynálezu

Podstata brzdového tělesa podle vynálezu spočívá v tom, že posuv členu z třecího materiálu v podélném směru vybrání v nosném tělese se dosáhne propružením a ne posuvem. V mezilo prostoru podél vybráni, mezi členem z třecího materiálu a nosným tělesem je podle vynálezu vložena střižněpružná mezivrstva. Tato vrstva dovolí při brzdění propružení členu z třecího materiálu ve vybrání nosného tělesa, ve kterém je vložen, takže člen z třecího materiálu a nosné těleso spolu vytvářejí třecí plochu.

Pružná síla, která jc proti zatlačeni členu z třecího materiálu do vybrání, může se vnést samotnou střižněpružnou vrstvou nebo konvenčním pružným nebo pružícím uložením mezi koncem členu z třecího materiálu odvráceném od třecí plochy a dnem vybrání. Pokud je člen z třecího materiálu uložen ve svém podélném směru na pružném členu, tak může obsahovat střižněpružná mezivrstva a pružný člen zvláště výhodně stejný materiál. Předpokladem je zde, že vlastnosti 5o materiálu je jak pružnost ve střihu, tak pružnost v tlaku. Tím se mohou zmenšit výrobní náklady a ohraničit počet použitých materiálů. Tlačněpružný člen a střižněpružná mezivrstva mohou být přitom vytvořeny zvláště s ohledem na příznivou cenu jako jeden díl.

. 7 ώνονού do

Střižnepružná vrstva zahrnuje různé tvary provedení. Například je možno ji jmenovat jako náplň mezi členem z třecího materiálu a nosným tělesem. Dále je střižnepružná mezivrstva myslitelná jako hadice nasazená na člen z třecího materiálu, Výhodně je rovněž možné opatřit Člen z třecího materiálu vrstvou strižněpružncho materiálu. Naposled jmenovaná provedeni umožňují vedle 5 snadné výroby, rovněž lehkou montáž, případně snadnou výměnu.

Samozřejmě může být střižnepružná vrstva nanesena na nosné těleso, to znamená do jeho vybráni.

κι Aby se zabránilo vypadnutí členu z pružného materiálu, mohou byl člen z třecího materiálu, střižnepružná vrstva a nosné těleso spolu pevně spojeny a zvláště slepeny. Je rovněž myslitelné provedeni, u kterého je střižnepružná vrstva nanesena pouze na Členu z třecího materiálu nebo jen 11a nosném tělese a ne vždy na druhém prvku přilne. Samozřejmě může být střižnepružná vrstva vřazena mezi člen z třecího materiálu a nosné těleso jako samostatný stavební díl.

Další účinné jištění proti vypadnuti se může docílit tím, že jc člen z třecího materiálu vytvořen kuželovité. Sbihá-li se kužel přitom ve směru k brzdové ploše, je vypadnuti nemožné.

Rozbihá-li se kužel naproti tomu ve směru k brzdne ploše, tak se, zvláště když střižněpružná vrst20 va obsahuje rovněž llačněpružné vlastnosti, plošný tlak mezi členem z třecího materiálu a nosným tělesem zmenšuje, neboť se tlak v podélném směru vybrání rozdělí na větší plochu. Oba kuželovité průběhy mohou být spolu kombinovány, aby se mohly využít jmenované pozitivní účinky současně.

Clen z třecího materiálu může být ze všech stran až ke straně brzdové plochy obklopen nosným tělesem. Zvláště výhodné provedeni je při uloženi členu z třecího materiálu svojí stranou protilehlou k brzdové ploše nepřímo na nosnou desku. To je potom zvláště výhodné, když je člen z třecího materiálu kuželovité sbíhavý ve směru ke své brzdne ploše, neboť potom může být nasazen ze strany nosné desky do rovněž kónického vybrání nosného tělesa. Při uspořádání s nosnou deskou jsou myslitelné dvě možnosti uloženi. 7.a prvé může být tlačněpružný člen vložen mezi člen z třecího materiálu a nosné těleso. Za druhé může být sama nosná deska provedena alespoň v oblasti uložení členu z třecího materiálu pružně a vyvozovat požadovanou sílu na člen z třecího materiálu.

Podstatné znaky vynálezu mají být popsány následně na příkladech provedeni zobrazených na obrázcích.

Přehled obrázků na výkresech

Na přiložených obrázcích jsou znázorněny příklady provedení pružného brzdového tělesa podle vynálezu, kde:

obr. I znázorňuje řez brzdovým tělesem s válcovým členem z třecího materiálu;

obr. 2a znázorňuje řez brzdovým tělesem se členem z třecího materiálu rozbíhajícím se kuželovité ve směru k brzdové ploše;

obr. 2b znázorňuje řez brzdovým tělesem se členem z třecího materiálu sbíhajícím se kuželovité 50 ve směru k brzdové ploše;

obr. 3a znázorňuje brzdové těleso uložené pružnými členy a doléhající na rovnou oběžnou plochu kola;

- j lz. ζνουυο υο obr. 3b znázorňuje brzdové těleso uložené pružnými členy a doléhající na nerovnou oběžnou plochu kola.

Příklady provedení vynálezu

Obr. I znázorňuje řez pružným brzdovým tělesem podle vynálezu. Brzdové těleso zahrnuje nosnou desku 1, nosné tčlcso 2 a člen 3 z třecího materiálu. Nosné těleso 2 iná vybrání 6. Do vybrání 6 je vložen pohyblivě v podélném směru vybrání člen 3 z třecího materiálu. Člen 3 z třecího 10 materiálu je uložen na pružném členu 4, Pružný člen 4 se opírá na nosné desce ]_. V meziprostoru podél vybrání 6 jc mezi člen 3 z třecího materiálu a nosné těleso 2 vložena střižněpružná mezivrstva 5. Clen 3 z třecího materiálu vyčnívá v klidové poloze nad třecí plochu 9 nosného tělesa 2. Při brzdění sc člen 3 z třecího materiálu stlačí na pružný člen 4, přičemž střižněpružná mezivrstva 5 zajisti propružení, aniž by došlo k opotřebení třením mezi členem 3 z třecího materiálu 15 a nosným tělesem 2. Propružením vytvářejí nosné těleso 2 a člen 3 z třecího materiálu při brzděni společnou třecí plochu, složenou z třecí plochy ? nosného tělesa 2 a třecí plochy 10 členu 3 z třecího materiálu.

Na obr. 2a je znázorněno pružné brzdové těleso s kuželovitým členem 3 z třecího materiálu. 20 Provedení znázorněné na obr. 2a znázorňuje kuželový člen 3 z třecího materiálu, který' má ve směru k brzdové ploše rozbíhající se průřez. Provedením podle vynálezu se střižněpriižnou mezivrstvou 5. která rovněž zde má výhodně tlačněpružné vlastnosti, sc zmenší při brzdění, vlivem vetší účinné doscdací plochy, plošné zatíženi mezi členem 3 z třecího materiálu a nosným tělesem 2. Vypadnutí členu 3 z třecího materiálu se může podle vynálezu zamezit tím, že člen 3 25 z třecího materiálu, střižněpružná mezivrstva 5 a nosné těleso 2 jsou spolu pevně spojeny, zvláště slepeny.

Obr. 2b znázorňuje brzdové těleso podle vynálezu s kuželovité provedeným členem 3 z třecího materiálu, jehož průřez se ve směru k brzdové ploše sbíhá (zmenšuje).

Clen 3 z třecího materiálu jc, stejně jako podle obr. 2a, uložen prostřednictvím pružného členu 4 na nosné desce L Podle vynálezu je do meziprostoru mezi členem 3 z třecího materiálu a nosné těleso 2 vložena v podélném směru vybrání 6 střižněpružná vrstva 5. Zde znázorněným kuželovitým provedením je vypadnutí členu 3 z třecího materiálu znemožněno. Provedení s nosnou des35 kou 1 umožňuje jednoduchou montáž členu 3 z třecího materiálu v nosném tělese 3 při odmontované nosné desce h

Samozřejmě je možná kombinace hledisek ukázaných na obr. 2a a 2b. Pro montáž takto dvojitě provedeného kuželovitého clenu 3 z třecího materiálu, musí být nosná deska 1 opatřena kuželo40 vitým vybráním odpovídajícím průběhu obrysu konce členu 3 z třecího materiálu opačně situovaného vzhledem k brzdové ploše.

Obr. 3a znázorňuje brzdové těleso podle vynálezu doléhající na rovnou oběžnou plochu 8 kola. Ve znázorněném provedení jsou členy 3 z třecího materiálu uloženy prostřednictvím pružných 45 členů 4 na dnu 7 vybrání 6 v nosném tělese 2. Střižněpružná mezivrstva 5 zamezuje tření mezi členy 3 z třecího materiálu a nosným tělesem 2.

Obr. 3b znázorňuje brzdové těleso podle vynálezu doléhající na nerovnou oběžnou plochu 8 kola. Cleny 3 z třecího materiálu propruží nebo se uvolili v závislosti na obrysu oběžné plochy 8 ?o kola. Střižněpružná mezivrstva 5 zamezuje vzniku tření mezi členy 3 z třecího materiálu a nosným tělesem 2. Pružící síla je složena ze střižněpružné síly střižnčpružné mezivrstvy 5 a tlačnépružné síly pružného členu 4.

-4ν δ ζ.7ουυυ no

Brzdovým tělesem podle vynálezu je tak poprvé dán brzdový špalík případně obložení kotoučové brzdy, které se vyznačují jednoduchou, cenově výhodnou konstrukci a u kterých jc poprvé možné zcela zabránit vzniku tření mezi členem 3 z třecího materiálu a nosným tělesem 2 a v důsledku toho jejich opotřebení Montáž je cenově výhodná a člen 3 z třecího materiálu jc optimálně zajiš5 ten proti vypadnutí. Tím je zajištěn trvalý a bezpečný provoz.