CZ37331U1 - Indikátor stavu ruční brzdy, zejména nákladních železničních vagonů - Google Patents

Description

Indikátor stavu ruční brzdy, zejména nákladních železničních vagonů

Oblast techniky

Technické řešení se týká indikátoru stavu ruční brzdy zejména nákladních železničních vagonů. Ruční brzda je opatřena hřídelí spojenou na jedné straně s mechanizmem brzdového válce a na druhé straně s ovládacím kolem nebo klikou. Hřídel prochází bočnicí vagonu.

Dosavadní stav techniky

Na železničních vozech, zejména nákladních se dosud užívají špalíkové ruční brzdy, které vychází ze řešení starého již několik desetiletí, kdy každý vagon byl brzděn samostatně vlastní ruční provozní a zároveň zajišťovací brzdou ze stanoviště obsluhy na pokyn strojvedoucího z lokomotivy. V současnosti se brzdění realizuje převážně samočinnou průběžnou pneumatickou brzdou, která bývá doplněna o zajišťovací mechanickou ruční brzdu. Mechanismus ruční brzdy obsahuje ovládací kolo nebo kliku, ke které je připojen hřídel, na jehož opačném konci je převod pro vyvolání brzdného efektu. Tato brzda se používá pro zabrzdění odstavených vagonů a jejich zajištění proti nežádoucímu pohybu, případně pro snížení rychlosti při posunovaní ve stanicích a depech. Provozovatelé vagonů mají vnitřní předpisy stanovující, jaká brzdová váha je potřebná na zajištění vlakové soupravy na rovině nebo ve stoupání. Brzdný účinek je dán počtem utažených ručních brzd.

Nevýhodou stávajících řešení je, kromě nutné ruční práce, rovněž malá možnost kontroly zabrzdění. Tato se provádí osobní kontrolou pracovníka u každého vagonu. Viditelná indikace stavu ruční brzdy na vagonech je málo zastoupená, proto může nastat situace, kdy se před posouváním nebo odjezdem vlaku ze stanice zapomene uvolnit některá z ručních brzd. Následkem je zablokování příslušného dvojkolí a vytvoření plochých míst na jízdní ploše kol. Takto poškozené dvojkolí se musí nechat opravit, v horším případě nahradit novým.

Indikátor stavu ruční brzdy se často vyskytuje na vagonech s kotoučovou brzdou, kde kontrolu zabrzdění není možné provést vizuálně.

Jak dokazují použitá řešení v praxi, nebo stav této problematiky nalezený při patentové rešerši, např. EP 1896311 A1, SK 5004/22022 U1, CZ 33822 U1, stávající řešení umožňují zjistit stav ruční brzdy pouze z bezprostřední blízkosti obsluhy u vagonu, obvykle pod malým rozsahem úhlu pozorování.

Další nevýhodou existujících řešení je jejich konstrukční náročnost a od ní se odvíjející vysoká pořizovací cena, včetně zvýšených nákladů na údržbu.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny indikátorem stavu ruční brzdy zejména nákladních železničních vagonů, kde je ruční brzda opatřena hřídelí spojenou na jedné straně s mechanizmem brzdového válce a na druhé straně s ovládacím kolem, přičemž hřídel prochází bočnicí vagonu, podle tohoto technického řešení. Jeho podstatou je to, že na vnější straně bočnice vagonu je na procházející hřídeli umístěn indikační prvek, který je s hřídelí spojen přes převodový mechanizmus pro jeho posuv ve směru podélné osy hřídele.

- 1 CZ 37331 U1

Ve výhodném provedení je bočnice vagonu na vnitřní straně opatřena kluzným ložiskem, kterým prochází hřídel dle stávajících řešení, a na vnější straně bočnice vagonu je na hřídeli umístěn indikační prvek, který je s hřídelí spojen přes převodový mechanizmus pro jeho posuv ve směru podélné osy hřídele.

V určitých případech tak může indikátor úlohu kluzného ložiska i zastoupit, takže by odpadla potřeba dalšího komponentu na vagonu.

Převodový mechanizmus pro posuv indikačního prvku může obsahovat závitovou trubku pevně spojenou s hřídelí, na jejíž vnější závit je svým vnitřním závitem umístěn indikační prvek, nebo může obsahovat čep umístěný na hřídeli, který zapadá do vačkové drážky indikačního prvku.

Převodový mechanizmus je s výhodou umístěn pod pouzdrem. Indikační prvek je posuvný ve směru podélné osy hřídel v rozsahu 5 až 60 mm.

Indikátor je ve výhodném provedení opatřen koncovým spínačem s vysílačem propojeným se strojvedoucím a/nebo provozovatelem vagonu a dále může být indikační prvek opatřen světelnou signalizací a/nebo může být opatřen výraznou signální barvou. V pouzdru může být umístěna podporná elektronika.

Indikátor je možné vyrobit v různých rozměrových modifikacích pro aplikaci na každém nákladním vagonu opatřeném ruční brzdou. Rozměrovou modifikací je možné použití indikátoru i na ruční brzdě, která má ovládací kolo umístěné na podvozku.

Indikátor je možné použít i pro konstrukční řešení ručních brzd ovládaných z plošiny vagonu, kde by byl výsuv indikačního prvku též v ose hřídele, ale ve vertikálním směru.

Indikátor dle předloženého řešení je, díky jeho jednoduchosti, bezúdržbový. Předpokládá se životnost minimálně jeden údržbový cyklus vagonu, obvykle šest roků.

Na indikátor, díky umístění v blízkosti kluzného ložiska, působí minimální síly, a proto je zde možnost použít méně odolné materiály.

Naopak, v případě vhodně zvolených pevných a odolných materiálů, odpadá nutnost použití kluzného ložiska u kola ruční brzdy.

Objasnění výkresů

Indikátor stavu ruční brzdy nákladních železničních vagonů podle tohoto technického řešení bude podrobněji popsán na konkrétních příkladech provedení s pomocí přiložených výkresů, ve kterých je na:

obr. 1 znázorněn řez bočnicí intermodálního vagonu přes hřídel ovládání ruční brzdy;

obr. 2 detail indikátoru v poloze odbrzdění;

obr. 3 detail indikátoru v poloze zabrzdění;

obr. 4 pohled zepředu na brzdu; a obr. 5 detail možného umístění koncového spínače.

Příklady uskutečnění technického řešení

Příkladný indikátor stavu ruční brzdy nákladních železničních vagonů je umístěn na hřídeli 1 brzdy spojené na jedné straně s mechanizmem brzdového válce a na druhé straně s ovládacím kolem, případně ovládací klikou. Hřídel 1 prochází bočnicí 7 vagonu. K vnitřní straně bočnice 7 vagonu

- 2 CZ 37331 U1 je připojeno ložisko 6, kterým prochází hřídel 1 a na vnější straně bočnice 7 vagonu je na hřídeli 1 umístěn indikační prvek 4, který je s hřídelí 1 spojen přes převodový mechanizmus pro posuv indikačního prvku 4 ve směru podélné osy hřídele 1.

Příkladný převodový mechanizmus pro posuv indikačního prvku 4 obsahuje závitovou trubku 3 pevně spojenou s hřídelí 1, na jejíž vnější závit je svým vnitřním závitem umístěn indikační prvek 4. Převodový mechanizmus je umístěn pod pouzdrem 5 obklopujícím hřídel 1. Indikační prvek 4 je posuvný ve směru podélné osy hřídel 1 v rozsahu 5 až 60 mm.

V dalším, zde neznázorněném provedení, převodový mechanizmus pro posuv indikačního prvku obsahuje čep umístěný na hřídeli, který zapadá do vačkové drážky indikačního prvku.

V ještě dalším provedení je indikátor opatřen koncovým spínačem s vysílačem propojeným se strojvedoucím a/nebo provozovatelem vagonu. Indikační prvek 4 může být opatřen světelnou signalizací. Indikační prvek 4 je ve výhodném provedení opatřen výraznou signální barvou. V pouzdru 5 může být umístěna další podporná elektronika.

Aktivace ruční brzdy na železničních nákladních vagonech, je realizována otáčením kola ruční brzdy obsluhou. Otáčením kola ruční brzdy se zároveň otáčí hřídel 1 kterým se pomocí převodovky uvádí do chodu celý mechanizmus ruční brzdy až k vysunutí brzdového válce do polohy zabrzdění.

K realizaci ruční brzdy s navrhovaným indikátorem je potřeba kluzné ložisko 6, které je ve většině konstrukčních řešení montované mezi kolem ruční brzdy a kostrou vagonu, umístit na druhou stranu bočnice 7 vagonu. Na původní místo kluzného ložiska se navleče na hřídel 1 ruční brzdy závitová trubka 3, která se ukotví na hřídeli 1 např. pomocí kolíku 2. Na závitovou trubku 3 se našroubuje vlastní indikační prvek 4 a celý mechanizmus se zakrytuje pouzdrem 5.

Při aktivaci ruční brzdy obsluhou se pevně spojená závitová trubka 3 s hřídelí 1 ruční brzdy začne otáčet. Když je indikační prvek 4 přes závit spojený se závitovou trubkou 3 a zároveň je v pouzdru 5 kluzně uložen geometrií neumožňující rotační pohyb, je indikační prvek 4 při otáčení hřídele 1 vysouván ven z pouzdra 5. Při opačném smyslu otáčení se naopak, zasouvá do pouzdra 5.

Vysunutí indikačního prvku 4 nastává okamžitě, a tudíž je možná okamžitá kontrola stavu ruční brzdy vizuálně, bez nutnosti náročné kontroly stavu ruční brzdy kladívkem nebo přetočením kola ruční brzdy. Uplatnění bude mít především u vagonů s kotoučovou brzdou. Takováto indikace je výhodná i z důvodu, že obvykle bývá ruční brzda zatáhnuta u prvního, max. druhého vagonu ve vlaku. Krátkým pohledem je tak možné ověřit stav ruční brzdy na prvních dvou až třech vagonech. Jednoduchým indikováním stavu ruční brzdy je možné předejít rozjezdu vagonu se zatáhnutou ruční brzdu a vzniku plochých míst na kole vagonu, kde takovéto poškození je poměrně často zastoupené při správě vozového parku. Předejití takovémuto stavu má obrovský dopad na plynulost železniční dopravy, bezpečnost provozu a samozřejmě na ekonomiku a ekologii železniční dopravy, protože se ušetří na celém procesu dodání nových dvojkolí, jejich výměny, opracování jízdní plochy a vrácení opravených dvojkolí zpět do skladu majitele vagonu.

Ke zvýšení efektivnosti tohoto řešení se nabízí využít prostor navrhovaného indikátoru pro doplnění koncovým spínačem 8, který nad rámec vizuální indikace stavu ruční brzdy může údaje o stavu ruční brzdy, ve spolupráci s telematikou, odesílat přímo majiteli nebo provozovateli vagonu v reálném čase. Strojvedoucí si poté může ověřit stav ruční brzdy v celém vlaku před odjezdem. Naopak, při identifikaci stavu zatáhnuté ruční brzdy a naměřenou rychlostí vagonu, ve spolupráci s GPS, je možné být okamžitě informovaný o nežádoucím stavu, což dává majitelům vagonů silný nástroj pro stanovení zodpovědnosti za poškození.

Navrhovaný indikátor má potenciál být ještě bezpečnější integrací osvětlení např. červeným světlem v poloze zabrzdění.

- 3 CZ 37331 U1

Průmyslová využitelnost

Indikátor stavu ruční brzdy podle tohoto technického řešení nalezne uplatnění především u ručních 5 brzd nákladních železničních vagonů, a to zejména při jejich zajištění proti samovolnému rozjezdu.

Claims (9)

1. Indikátor stavu ruční brzdy, zejména nákladních železničních vagonů, opatřené hřídelí (1), spojenou na jedné straně s mechanizmem brzdového válce a na druhé straně s ovládacím kolem, přičemž hřídel prochází bočnicí vagonu, vyznačující se tím, že obsahuje indikační prvek (4), umístěný na hřídeli (1) na vnější straně bočnice (7) vagonu, přičemž tento indikační prvek (4) je s hřídelí (1) spojen přes převodový mechanizmus pro jeho posuv ve směru podélné osy hřídele (1).

2. Indikátor podle nároku 1, vyznačující se tím, že k vnitřní straně bočnice (7) vagonu je připojeno ložisko (6), kterým prochází hřídel (1).

3. Indikátor podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že převodový mechanizmus pro posuv indikačního prvku (4) obsahuje závitovou trubku (3), pevně spojenou s hřídelí (1), na jejíž vnější závit je svým vnitřním závitem umístěn indikační prvek (4).

4. Indikátor podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že převodový mechanizmus pro posuv indikačního prvku (4) obsahuje čep, umístěný na hřídeli (1), který zapadá do vačkové drážky indikačního prvku (4).

5. Indikátor podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že převodový mechanizmus je opatřen pouzdrem (5).

6. Indikátor podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že indikační prvek (4) je posuvný ve směru podélné osy hřídele (1) v rozsahu 5 až 60 mm.

7. Indikátor podle kteréhokoli z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že je opatřen koncovým spínačem (8) s vysílačem propojeným se strojvedoucím a/nebo provozovatelem vagonu.

8. Indikátor podle kteréhokoli z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že indikační prvek (4) je opatřen světelnou signalizací a/nebo signální barvou.

9. Indikátor podle kteréhokoli z nároků 5 až 8, vyznačující se tím, že v pouzdru (5) je umístěna podpůrná elektronika.