Oblast techniky

Vynález se týká brzdového zařízení pro železniční vozidla, se dvěma stacionárně uspořádanými a v podstatě paralelně s pojezdovou kolejnicí se rozkládajícími brzdovými Čelistmi, které jsou brzdovým pohonem přestavítelné do brzdicí polohy a do volné polohy, přičemž pro dosažení brzdicí polohy jsou brzdové čelisti vůči sobě navzájem pohyblivé, takže odstup mezi brzdovými čelo Ustrni je menší než tloušťka kola železničního vozidla.

Dosavadní stav techniky is Brzdová zařízení tohoto druhu jsou známá. Tyto tzv. kolejové čelisťové brzdy mají dvě, v podstatě paralelně s kolejnicí uspořádané, brzdové čelisti. Brzdové čelisti jsou přitom umístěny proti sobě na protilehlých stranách pojezdové kolejnice. Prostřednictvím pohonu brzdy jsou brzdové čelisti přestavovány z volné do brzdné polohy a naopak. K dosažení brzdné polohy se brzdové čelisti vzájemně pohybují tak, že mezi brzdovými čelistmi vytvořená mezera se zmenšuje. Šířka této mezery se zmenšuje do té míry, až je menší než tloušťka kotouče kola brzděného železničního vozidla.

Takové kolejové čelisťové brzdy jsou používány například jako spád vyrovnávající brzdy ve sklonu uspořádaných seřad ovacích nádraží. Prostřednictvím těchto spád vyrovnávajících brzd se dosahuje volně jedoucího kolejového vozidla tak, aby bylo zabráněno jeho najetí na jiné kolejové vozidlo nepřípustně vysokou rychlostí.

Je známo, že ovládání pohonu brzdy se provádí pneumaticky, hydraulicky, elektromotorem nebo mechanicky. Tím může být vyvozena definovaná brzdná síla na kolo vjíždějící do brzdového zařízení. Té se dosáhne tím, že při v brzdicí poloze nacházejících se brzdových čelistích tyto brzdové čelisti působí proti sobě přítlačnou silou na kolo vjíždějící do mezery mezi nimi.

U známých brzdových zařízení je nepříznivé, že obzvláště při nepřesně doprostřed mezery vjíždějícím kole je brzdové zařízení podrobováno silnému mechanickému namáhání. V podstatě pevně uspořádané brzdové čelisti vynucují v tomto případě změnu směru vjíždějícího kolejového vozidla, takže následují značná rázová a vibrační zatížení. Zároveň je tím dán silný vývin hluku.

Pro odstranění tohoto nedostatku je ze spisu US 3 132723 známé uspořádání, u něhož jsou brzdové čelistí podepřeny vždy v klešťovém uspořádání, čímž je dosaženo určitého vyrovnávajícího účinku vůči bočnímu přesazení chodu kola. Dále je známé uspořádání podle německého patentového spisu DD 290 480. Zde je proveden pokus o vyřešení popsaného problému tím, že celé konstrukční skupiny, které na obou stranách koleje vždy v párech nesou brzdové čelisti, jsou společně se svými příslušnými stavěcími tyčemi uloženy posuvně napříč ke koleji. Tím je umožněno sledovat chod kola brzdovým zařízením i při bočním přesazení.

Skutečné centrování brzdových čelistí tato navržená řešení nesplňují kvůli tomu, že přizpůsobení chodu kola může nastat vždy až při vzájemném působení sjiž vjetým kolem, které má být brzděno. Mezery mezi brzdovými čelistmi zůstávají v neurčité, často bočně posunuté, poloze, jakmile kolo opět brzdové zařízení opustí. Mezery mezi brzdovými čelistmi nejsou tudíž optimál50 ně ustaveny pro vjezd následujícího kola.

Ze spisu US 2 089 823 je známé brzdové zařízení, u něhož jsou dvě brzdové čelisti přitlačovány k disku kola vjíždějícího vagónu. Přitom se brzdové čelisti na základě své konstrukce přitlačí k disku kola centrované vůči kolejnici, takže kolo, a tudíž i vagón, se může bočně posunovat.

Nevýhodou tudíž je, že brzdicí zařízení musí přídavně k brzdicí energii vydávat ještě energii pro

- 1 CZ 302861 Β6 boční posunování vagónu. Dále mohou být poškozeny styčné plochy kola těmito klouzavými bočními posunutími.

Podstata vynálezu

Úkolem tohoto vynálezu tudíž je vytvořit brzdové zařízení takového druhu, který má jednoduchou konstrukci a kterým jsou redukována mechanická zatížení a relevantní zatížení okolí.

Uvedený úkol splňuje brzdové zařízení pro železniční vozidla, se dvěma stacionárně uspořádanými a v podstatě paralelně s pojezdovou kolejnicí se rozkládajícími brzdovými čelistmi, které jsou brzdovým pohonem přestavitel né do brzdicí polohy a do volné polohy, přičemž pro dosažení brzdicí polohy jsou brzdové čelisti vůči sobě navzájem pohyblivé, takže odstup mezi brzdovými čelistmi je menší než tloušťka kola železničního vozidla, podle vynálezu, jehož podstatou je, že brzdové čelisti jsou alespoň ve své brzdicí poloze uloženy samočinně centrovatelně vůči kolu, přičemž k brzdovým čelistem jsou přiřazeny brzdové páky, které jsou při výstředně vjíždějícím kole do brzdového zařízení upraveny pro zachycování jednostranné síly a jedna brzdová páka je vychýlitelná do jedné strany kolem osy otáčení, přičemž brzdové páky jsou navzájem spolu spojeny silovým stykem prostřednictvím pracovního prostředku pro sledování pohybu vyrovnávajícího toto vychýlení nevychýlenou brzdovou pákou, přičemž jeden konec příslušné brzdové páky je pohyblivý ve směru k přiřazenému elastickému elementu, přičemž tento elastický element při tomto kývavém pohybu brzdového zařízení dosedá na ložiskový kozlík proti síle pružného elementu, přičemž tento pružný element je upraven pro stabilizaci tohoto kývavého pohybu a přičemž brzdové čelisti jsou upraveny pro setrvání ve svém nastaveném odstupu a pro neomezování brzdicího účinku na kolo.

Tím, že brzdové čelisti jsou přinejmenším vjejich brzdicí poloze uspořádány samočinně centrovatelně ke kolu brzděného železničního vozidla, je výhodně dosaženo toho, že toto samočinné centrování dovoluje současné v podstatě synchronní vychýlení brzdových čelistí příčně vůči směru vyjížděcího kolejového vozidla, aniž jsou brzdové čelisti zdviženy do brzdicí polohy. Tím může brzdové zařízení reagovat na skutečnou polohu kola vjíždějícího po pojezdové kolejnici a na vjíždějící kolo se samočinně seřídit. Tím, že poloha brzdy, tj. šířka mezery mezi proti sobě ležatě uspořádanými brzdovými čelistmi, není měněna, není s tímto samočinným seřízením spojena změna žádoucí brzdné síly. Celkově jsou mechanické nároky působící na brzdové zařízení značně redukovány. Současně tím nejsou nutné vychylovací pohyby kolejového vozidla vjíždějícího do brzdového zařízení, takže tím odpadá vyvíjení hluku.

Podle výhodného provedení tohoto vynálezu jsou brzdové čelisti pevně spojeny klešťovým pružinou centrovatelným uspořádáním. Tím je možné zvláště jednoduchým způsobem samočinně centrovatelné uspořádání přinejmenším v brzdicí poloze. Pružinou centrovatelně klešťové uspořádání zaručuje vychýlení brzdových pák jednoduchým způsobem, aniž by došlo ke změně otevření kleští a tím změně brzdicí polohy brzdových čelistí. Polohu brzdových pák lze přednostně nastavit hydraulickým pracovním prostředkem, tj. hydraulickým válcem, přičemž především konce brzdových pák, uváděné v činnost hydraulickým válcem, jsou současně účinně spojeny se samočinně do střední polohy nastavitelnými elastickými elementy, zejména blokem pružin. Tím se dosáhne definované střední polohy brzdového zařízení v brzdicí poloze brzdových čelistí. Kombinací klešťového uspořádání s bloky pružin určujícími samočinné seřizování lze docílit zvláště jednoduchého a robustního brzdového zařízení. To málo podléhá opotřebení a je nenáročné na údržbu a tím je dána vysoká trvanlivost tohoto brzdového zařízení.

Podle dalšího výhodného provedení tohoto vynálezu při brzdicí poloze působící hydraulický pracovní prostředek, tj. zejména hydraulický válec, pracuje s vodou jako hydraulickou kapalinou. Tím lze upustit od nasazení prostředí škodlivých látek, například hydraulického oleje apod. Přídavkem nemrznoucího prostředku lze brzdové zařízení bezpečně provozovat při vnějších teplotách pod bodem tuhnutí vody.

-2CZ 302861 B6

Brzdové čelisti jsou s výhodou uspořádány na brzdových pákách, které jsou uspořádány otočně kolem osy otáčení na ložiskovém kozlíku. Ložiskový kozlík je s výhodou pevně spojen s pojezdovou kolejnicí.

Brzdové páky jsou s výhodou spojeny s předepnutými elastickými elementy, které se v brzdicí poloze brzdového zařízení opírají o stacionární ložiskové kozlíky.

Ložiskové kozlíky jsou s výhodou se silovým stykem spojeny s konstrukcí, skříní, která je uspořádána v prostoru mezi pražci koleje obsahující pojezdovou kolejnici.

S hydraulickým pracovním prostředkem je s výhodou paralelně uspořádán pružný element, který je v brzdicí poloze brzdového zařízení předepnut.

Brzdové páky obsahují s výhodou dorazové elementy, které jsou pro dosažení volné polohy brzdového zařízení přemístitelné pružným elementem vůči dorazu. Doraz sestává s výhodou z poddajného materiálu, obzvláště pryže.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen na následujícím příkladu provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje řez brzdového zařízení podle tohoto vynálezu v brzdicí poloze, obr. 2 řez brzdovým zařízením ve volné poloze, obr. 3 schematický pohled shora na brzdové zařízení a obr. 4 schematický boční pohled na brzdové zařízení.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje brzdové zařízení 10 pro železniční vozidla. Brzdové zařízení 10 je znázorněno ve schematickém řezu, přičemž způsob jeho činnosti bude objasněn na v obrázku částečně znázorněném kole 12 železničního vozidla. Kolo 12 jede po kolejnici 14.

Brzdové zařízení 10 sestává ze dvou brzdových čelistí 16 a 18, které jsou uspořádány v podstatě paralelně s pojezdovou kolejnicí 14. Brzdové čelisti 16 a 18 jsou uspořádány na brzdových pákách 20, které jsou připojeny k ložiskovému kozlíku 24 otočně kolem osy 22 otáčení. Ložiskový kozlík 24 je pevně spojen s pojezdovou kolejnicí Η. K tomu slouží například šroubový spoj, který prochází pojezdovou kolejnicí 14. Brzdové páky 20 jsou přes osu 22 otáčení prodlouženy směrem ven. Proti sobě ležící konce 28 brzdové páky 20 mají upínací osy 30, na kterých jsou upevněny okolo osy 32 otáčení otočné elementy 34, 36 pracovního prostředku 38. Otočný element 36 je přitom spojen s nezakresleným pístem a otočně uložený otočný element 34 je spojen s válcem hydraulicky působícího pracovního prostředku 38.

Tlakový prostor pracovního prostředku 38 je spojen s tlakovým zásobníkem 40 prostředku. Jako tlakový prostředek je možné použít například vodu s nemrznoucím prostředkem. Tlakový zásobník 40 prostředkuje přes ventil 42, obzvláště elektromagnetický ventil, spojen se zásobní nádrží 41, tankem apod. Zásobní nádrž 41 je dále spojena s elektricky poháněným dopravním zařízením 44, tj. hydraulickým čerpadlem, které je výtlakem spojeno s tlakovým zásobníkem 40 prostředku přes zpětný ventil 46.

-3 CZ 302861 B6

Na upínací osy 30 jsou dále připojeny držáky 48. které jsou rovněž otočné kolem osy 32 otáčení. Držáky 48 jsou spojeny s elastickým elementem 50. Elastický element 50 sestává z pružného elementu 54 předepjatého mezi deskami 52 a 52'. Deska 52 je se silovým stykem spojena se spojovacím elementem 56, který je na druhé straně se silovým stykem připojen na držáky 48. s Druhá deska 52' se opírá o ložiskový kozlík 58, který je silově spojen s nepohyblivě uspořádanou konstrukcí 60. Konstrukce 60 má například krabicový tvar, takže může být uspořádána do tzv.

pražcové přihrádky pojezdové kolejnice Í4.

Ložiskovým kozlíkem 58 prochází vodicí táhlo 62, které je pevně spojeno s deskou 52. Vodicí io táhlo 62 je přitom vedeno pouze v odpovídajícím vybrání v ložiskovém kozlíku 58 a tím uloženo podélně pohyblivě. Konce 28 brzdových pák 20 jsou dále vzájemně spojeny přes tažnou pružinu, tvořící pružný element 64. Tažná pružina, tvořící pružný element 64, je přitom uspořádána paralelně s hydraulickým pracovním prostředkem 38. Každý konec 28 obsahuje dále dorazový element 66, v podstatě vytvořený ve tvaru prstu. Dorazové elementy 66 mají vytvořeny dorazové i? plochy 68, které, jak bude ještě vysvětleno, mohou dosednout na dorazovou desku tvořící doraz

70. Dorazová deska tvořící doraz 70 sestává z poddajného materiálu, například pryže nebo podobně.

Brzdící zařízení J_0 má následující funkci.

Vysvětlení funkce přitom vychází z obr. 1 a obr. 2, ve kterém jsou stejné díly označeny stejnými vztahovými značkami jako v obr. 1. Obr. 1 ukazuje brzdové zařízení ]_0 v brzdicí poloze, zatímco obr. 2 ve volné poloze.

Při přestavění brzdového zařízení ]_0 do brzdicí polohy je magnetický ventil 42 uzavřen a tlakový zásobník 40 prostředkuje plněn hydraulickým čerpadlem, tvořícím dopravní zařízení 44. V tlakovém zásobníku 40 prostředku vytvářený tlak působí současně na hydraulický pracovní prostředek 38, takže jeho otočné elementy 34 a 36 jsou od sebe tlačeny proti síle tažné pružiny, tvořící pružný element 64. Tím jsou konce 28 brzdových pák 20 rovněž tlačeny od sebe, čímž se brzdo30 vé páky 20 překlápějí podle osy 22 otáčení a brzdové čelisti 16 a 18 tím přicházejí do brzdicí polohy. Brzdové čelistí J6 a 18 se tím vzájemně pohybují klešťovitě, přičemž v brzdicí poloze je mezi brzdovými čelistmi 16 a 18 definovaná vzdálenost, kterou je vytvořena mezera pro vjíždějící kolo 12.

Brzdové čelisti 16 a 18 se vzájemně nacházejí v definované poloze, přičemž jsou uloženy otočně kolem os 22 otáčení. V brzdicí poloze jsou brzdové páky 20 opřeny přes elastické elementy 50 o ložiskové kozlíky 58. Pružné elementy 54 elastických elementů 50 jsou předepnuty mezi deskami 52 a 521, přičemž desky 52 a 52' jsou relativně vzájemně pohyblivé, když se síla pružného elementu 54 přenáší na desku 52 při desce 52' dosedající na ložiskový kozlík 58.

Vjíždí-li nyní kolo 12 do brzdového zařízení 10 nacházejícího se v brzdicí poloze, přicházejí brzdové čelisti 16 a 18 známým způsobem do kontaktu s kolem 12. Tím je vykonávána brzdná práce, která se vynaloží na zpomalení kola 12 kolejového vozidla. Brzdové zařízení K) je seřízeno pres elastické elementy 50 tak, že pojezdová kolejnice 14 se nachází v předem stanovené poloze k brzdovým čelistem 16 a 18. Vjíždí-li nyní kolo 12 nepřesně centricky, tj. výstředně, do brzdového zařízení JO, následuje jednostranné mechanické zatížení buď brzdové čelisti 16, nebo brzdové čelisti 18. Přes brzdovou páku 20 je tato jednostranná síla zachycena, přičemž se příslušná brzdová páka 20 vychýlí kolem osy 22 otáčení. Protože jsou brzdové páky 20 vzájemně spojeny pracovním prostředkem 38, sleduje druhá brzdová páka 20 tento vyrovnávací pohyb.

Přitom se konec 28 příslušné brzdové páky 20 pohybuje ve směru k přiřazenému elastickému elementu 50. Tím, že je elastický element 50 opřen o ložiskový kozlík 58, je síla pružného elementu 54 při tomto kývavém pohybu překonávána brzdovým zařízením i_0. Pružný element 54 vede přitom ke stabilizaci tohoto kývavého pohybu. Celkově je ale dosaženo toho, že při nikoli přesné centricky, tedy výstředně, vjíždějícím kole 12 do brzdového zařízení 10 brzdové čelisti 16 a 18 zůstávají ve své nastavené vzdálenosti, takže brzdicí účinek na kolo 12 tím není ovlivněn.

-4CZ 302861 B6

Mimo to je brzdové zařízení 10 vnitřně elastické, což vede ktomu, že nepřesně centricky, tj. výstředně, vjíždějící kolo 12 není rázově přesunuto do centrické polohy. Tím je možno předejít vývinu hluku.

Provedením brzdového zařízení 10 podle tohoto vynálezu je dále dosaženo toho, že příčně k pojezdové kolejnici 14 směrované přítlačné síty brzdových čelistí J6 a 18 na kolo 12 a síly do uložení brzdových pák 20 se navzájem ruší. Tím nejsou do horní části pojezdové kolejnice 14 zavedeny žádné příčné síly. Pouze na pružné elementy 54, opírající se o ložiskové kozlíky 58, vede nepatrná příčná síla brzdového zařízení 10, která je ale vlivem samočinně centrovatelně uložených brzdových pák 20 zanedbatelná.

K dosažení na obr. 2 znázorněné polohy brzdového zařízení 10 je spínán magnetický ventil 42, takže tlakový zásobník 40 prostředku je odlehčen. Tím dochází také v pracovním prostoru pracovního prostředku 38 k poklesu tlaku. Síla tažné pružiny, tvořící pružný element 64, překročí nyní opačně směrovanou sílu pracovního prostředku 38, takže konce 28 brzdových pák 20 se pohybují od sebe. Současně se od sebe pohybují klešťovým mechanismem brzdové čelisti j6 a

18. Pohyb brzdových pák 20 do zpětné polohy je omezen dorazovými elementy 66. Jakmile jejich dorazové plochy 68 dosednou na doraz 70, bylo dosaženo volné polohy brzdového zařízení 10. Elastické elementy 50 se současně pevným spojením přes spojovací elementy 56 pohybují od ložiskového kozlíku 58. Vodicí táhla 62 přitom v podstatě přebírají kolmé nastavování polohy elastických elementů 50, takže při obnoveném přestavení brzdového zařízení 10 do brzdicí polohy elastické elementy 50 dosednou definovaně na ložiskové kozlíky 58.

Tím, že dorazová deska tvořící doraz 70 sestává z elastického materiálu, nejsou s otvíracím pohybem brzdového zařízení jO spojeny žádné velké výviny hluku. Dáte tedy vede přibližně elastické uložení brzdových pák 20 k tomu, že při ve volné poloze se nacházejícím brzdovém zařízení 10, eventuálně extrémně jednostranně jedoucím kole 12, nebo velmi širokém kole 12, může dojít k dotykovému kontaktu s brzdovou čelistí 16, popřípadě 18, aniž tyto vykonávají jmenovitou brzdicí sílu. Brzdové páky 20 se tedy mohou vychýlit elasticky příčně ke směru jízdy kola 12.

Obr. 3 ukazuje schematický pohled shora na brzdové zařízení 10. Přitom je zřetelné, že brzdové zařízení 10 sestává v podstatě ze dvou brzdových čelistí 16 a 18, uložených paralelně s pojezdovou kolejnicí 14. Přitom jsou k brzdovým čelistem 16 a 18 přiřazeny dva páry brzdových pák 20, které mají na obr. 1 a 2 znázorněnou konstrukci. Brzdové čelisti 16 a 18 jsou protaženy v podélném směru pojezdové kolejnice 14 přes více pražců 72, přičemž skříně, tvořící konstrukce 60 k uložení zařízení pohonů, jsou uspořádány v mezerách 74 mezi pražci 72. Tak je zřejmé, že brzdové zařízení 10 lze jednoduchým způsobem integrovat do kolejového lože, aniž je potřebná podstatnější přestavba kolejí.

Mezi oběma vzájemně v odstupu od sebe uspořádanými skříněmi, tvořícími konstrukce 60, je uspořádána další skříň 76, která slouží pro uložení komponentů hydrauliky, zvláště hydraulického čerpadla, tvořícího dopravní zařízení 44, tlakového zásobníku 40 prostředku a zásobní nádrže 41. Současně může být do skříně 76 integrováno řízení pro hydraulické čerpadlo, tvořící dopravní zařízení 44, jakož i magnetický ventil 42.

Na obr. 4 je ještě schematický boční pohled na brzdové zařízení 10, přičemž zde, podle směru pohledu, je znázorněna buď brzdová čelist 16, nebo brzdová čelist 18. Ty jsou připojeny pres brzdové páky 20 a ložiskové kozlíky 24 na pojezdové kolejnici 14. V bočním pohledu je dále zřetelné, že brzdové čelisti 16 a 18 mají dorazový element 78, který je vložen do elementu 80 uložení. Element 80 uložení je pevně spojen s pojezdovou kolejnicí 14. Element 80 uložení tvoří dva, v podélném směru pojezdové kolejnice 14 před a za dorazovým elementem 78 uspořádané, kozlíky 82, které jsou mezerovitě uspořádány k dorazovému elementu 78. Uspořádáním dorazového elementu 78 ve spojení s elementem 80 uložení je dosaženo, že v podélném směru pojezdové kolejnice 14 mohou být zachycovány síly, působící na brzdovou čelist 16, popřípadě 18. Dorazový element 78 a element 80 uložení jsou robustně konstruovány tak, že brzdové páky 20 brzdové-5 CZ 302861 Β6 ho zařízení J_0 zachycující jen malé, v podélném směru kolejnice 14 působící síly. Tím mohou být brzdové páky 20 a jejich klešťovité uspořádání optimalizovány na svou funkci, tj. převedení z brzdicí polohy do volné polohy a naopak. Síly působící v podélném, popřípadě příčném, směru k pojezdové kolejnici 14 nejsou v podstatě brzdovými pákami 20 zachycovány.