CZ375897A3 - Brzdicí zařízení pro kolejová vozidla - Google Patents

Description

Vynález se týká brzdicího zařízení pro kolejová vozidla, zejména zařízení obsahujícího tahové prostředky upravené pro přitahování brzdového špalíku na brzdicí plochu spojenou s kolem vozidla.

Dosavadní stav techniky

Taková zařízení jsou již známa a jsou zejména používána na železničních nákladních vozech. Brzdový špalík působí třením na obruč kola a tím je vyvolávána brzdicí síla. Tahové prostředky jsou obecné tvořeny trojúhelníkovým dílem, vyrobeným z kovových tyčí a nazývaným brzdovým trojúhelníkem. Trojúhelník je rovnoramenným trojúhelníkem s vrcholem uloženým v rovině souměrnosti vozidla a jeho dva další vrcholy jsou umístěny v blízkosti dvou kol vozidla, osazených na stejné nápravě.'

Brzdnou silou se působí ve vrcholu trojúhelníka v již zmíněné rovině souměrnosti vozidla a tato síla je rozváděna ke dvěma brzdovým špalíkům, které jsou pak přitlačovány na příslušnou obruč pro brzdění vozidla.

Jsou také známy kotoučové brzdy stejného typu jako jsou brzdy používané u automobilů, kterými jsou u kolejových vozidel zpravidla vybaveny motorové vozy a osobní vozy. Tyto brzdové systémy mají výhodu spočívající v tom, že zajištují velmi účinné brzdění, jsou tišší a vznikají v nich menší vibrace než u konvenčních brzd působících na obruč kola. Tyto brzdy jsou však velmi drahé a působí zcela odlišným způsobem. Kotoučové brzdy nemohou být přizpůsobeny kolejovým vozidlům opatřeným brzdovými trojúhelníky.

Úkolem vynálezu je vyřešit zdokonalené brzdicí zařízení pro kolejová vozidla. Zejména je úkolem vynálezu vyřešení , . * · * ·· ···· • · · ·· ·· · · · • ·· — ? - · · « .

• · · · 4 ......

• · · · · · · ··*♦ ·· ··· ··· _ta , takového brzdicího zařízení, které by kombinovalo jednoduchost a robustnost konvenčních brzdových systémů s větší účinností brzdění. Vynálezem má být také vyřešeno takové zařízení, které by mohlo využít některých součástí konvenčních brzdových systému opatřených brzdovým trojúhelníkem. Kromě toho je cílem řešení zvýšení brzdicí účinnosti takové brzdicí soustavy bez zvýšení brzdicí síly působící na brzdový trojúhelník a snížení hluku při činnosti brzd, přičemž všechny tyto účinky by měly být dosaženy při snížení nákladů oproti výrobním nákladům na výrobu dosud známých kotoučových brzd.

Podstata vynálezu

Tyto úkoly jsou vyřešeny brzdicím zařízením pro kolejová vozidla, obsahujícím tahové prostředky pro přitažení brzdového špalíku na brzdicí plochu upevněnou na kole vozidla, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že brzdicí zařízení obsahuje reakční člen, nejméně jednu páku upravenou pro spolupráci s reakčním členem a spojovací prostředky mezi tahovými prostředky a pákami, přičemž brzdový špalík je nesen pákou pro přitlačení na brzdicí plochu natočením páky účinkem tahového prostředku a reakčního členu.

Pákové ústrojí podle vynálezu umožňuje zvýšení brzdicí síly při zachování v podstatě stejného řetězce brzdových ovládacích prvku jako u konvenčních brzdových soustav.

Ve výhodném provedení zařízení podle vynálezu je reakční člen tvořen obručí kola vozidla a páka spolupracuje s obručí pomocí podpěrného prvku.

Podpěrný prvek tvoří v jiném výhodném provedení vynálezu brzdový špalík a brzdicí plocha je vytvořena ve formě komplementární brzdicí plochy.

Komplementární brzdicí plocha umožňuje zvýšení brzdicí účinnosti oproti konvenčnímu brzdovému systému s brzdicím trojúhelníkovým zařízením. Také v tomto případě ovšem platí, že celý řetězec brzdicích ovládacích prvků zůstává v podstatě stejný jako u konvenčních brzdových soustav.

• ·	··	•	• · *
• • •	• • »· — • · ·		• · •	• · • · • · · ♦
•	• ·	♦	•
··»»	··	• · ·	• · ·	··

• ·· ·

Λ

V alternativním výhodném provedení se podpěrný prvek nepodílí na brzdění a je tvořen například kladkou odvalující se na obruči kola.

V jiném výhodném provedení je reakční prvek upevněn ke konstrukci vozidla. Jestliže je ovšem vozidlem podvozkový osobní vůz, je reakční člen upevněn prakticky pouze ke konstrukci podvozku vozu.

Toto výhodné konstrukční provedení umožňuje zamezit zapojení obruče kola do brzdicího procesu a tím také vyloučit možnost poškození obruče. Výsledkem tohoto řešení je snížení hluku a vibrací vznikajících při brzdění.

V ještě jiném výhodném provedení vynálezu obsahuje páka dvě ramena páky na obou stranách jejího otočného čepu, přičemž jedno z ramen páky nese podpěrný prvek a druhé rameno páky nese brzdový špalík.

Brzdicí plocha může být zejména tvořena válcovou plochou, souosou s kolem.

Brzdicí plochou může být také rovinná prstencová plocha, v podstatě rovnoběžná s rovinou kola a souosá s kolem.

V tomto posledním případě může zařízení podle vynálezu obsahovat zejména dvě upevněné brzdicí plochy, z nichž každá je spojena s brzdovým špalíkem a s pákou, přičemž dva brzdové špalíky působí svými brzdicími silami ve vzájemně opačných směrech na svoje příslušné brzdicí plochy.

·♦·· • · ·

Tím je možno zvýšit celkovou brzdnou sílu a také brzdicí výkon zařízení bez zvýšení síly působící na tahové prvky. Ve skutečnosti je síla působící na brzdicí plochy směrována příčně a kompenzována z obou stran.

Podle výhodného provedeni, popsaného v předchozí části, může zařízení podle vynálezu obsahovat dvě přidržovací páky pro přidržování brzdových špalíků a ovládací páku, přičemž jedna z přidržovacích pák pro přidržování brzdových špalíků je upevněna na svém konci, protilehlém k brzdovému špalíku, a natáčí reakčni člen. Ovládací páka je rovněž uchycena výkyvné na reakčním členu a je spojena s tahovými prostředky a konec další přidržovací páky pro přidržování dalších brzdových špalíků, protilehlý ke špalíku, je spojen s ovládací pákou a přidržovací páky pro přidržování brzdových špalíků jsou spolu spojeny ve své střední části spojovacím článkem.

Zařízení podle vynálezu může také obsahovat dvě páky přidržující brzdové špalíky a válec pro přenos síly ve dvou na sebe kolmých směrech, obsahující podélný první píst', spojený s tahovými prostředky, a příčný druhý píst, jedna z pák přidržujících brzdový špalík je uchycena na svém konci., odvráceném od brzdového špalíku, otočně na reakčním členu a druhá páka přidržující druhý brzdový špalík má svůj konec odvrácený od brzdového špalíku spojen s příčným druhým pístem a páky přidržující brzdové špalíky jsou vzájemně spojeny ve svých středních částech spojovacím článkem.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 schematický pohled na první příkladné provedení brzdicího zařízení, obr. 2 schematický pohled na druhé příkladné provedení brzdicího zařízení, *· ··· · ·· ·· t · • · * · · · • ·♦» — «I — · • · · · v · • ♦ · » · ·♦·· *· ··· ··* obr. 3 pohled shora na třetí příkladné provedení brzdicího zařízení, obr. 4 čelní pohled na brzdicí zařízení z obr. 3, obr. 5 a 6 axonometrické pohledy na jednu z pák zobrazených na obr. 3 a 4, obr. 7 pohled shora na čtvrté příkladné provedení brzdicího zařízení, obr. 8 a 9 axonometrické pohledy na dva díly brzdicího zařízení z obr. 7, obr. 10 pohled shora na páté příkladné provedení brzdicího zařízení a obr. 11 boční pohled na brzdicí zařízení z obr. 10.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje v čelním schematickém pohledu brzdový trojúhelník známého typu, vytvořený ze dvou kovových prvních tyčí 1, majících stejnou délku, a z třetí tyče 2. Neznázorněné zvedací zařízení umožňuje působit silou ve směru šipky F v bodě 3, který je společným styčníkem obou prvních tyčí 1.

V sousedství každého z kol 5, nesených stejnou nápravou vozidla, jsou umístěny styčné body ve formě závěsů 4, které jsou společné pro třetí tyč 2 a každou z prvních tyčí 1. Púsobí-li na bod 3 tažná síla ve směru šipky F, závěs 4 se dostává blíže ke kolům 5.

Závěsy 4 jsou v podstatě vytvořeny závěsnými čepy pro dvouramenné páky 6, z nichž každá je tvořena dvěma rameny 7, 8. páky. První ramena 7 páky jsou v podstatě rovnoběžná s osami kol 5, zatímco druhá ramena 8 páky jsou v podstatě rovnoběžná s podélnou osou vozidla.

První ramena 7 páky nesou na svém konci, odvráceném od závěsu 4, pomocí neznázorněného držáku první brzdový špalík

9. Podobně také druhá ramena 8 páky nesou na svém konci,

• 9	• 9	•	9 99	9 99 9
•	•	• 9	9 9	9	9 *
	••9	— Λ	φ	9	• «
•	• 9	• V	9	9 99	9 9
•	• 9	9	9		9 9
99·	99	999	999	99	9

odvráceném od závěsu 4, druhý brzdový špalík 10. První brzdové špalíky 9 jsou vyrobeny známým způsobem z litiny a druhé brzdové špalíky 10 jsou vyrobeny z kompozitního třecího materiálu.

Působí-li na brzdový trojúhelník tahová síla, přivádějí se první brzdové špalíky 9 známým způsobem do kontaktu s obručemi 11 kol 5, což vede k vyvození první brzdicí síly. Reakci na tuto silu je natáčení dvouramenných pák 6 ve směru šipek Fl. Při tomto pohybu přichází každý druhý brzdový špalík 10 do kontaktu s prstencovým třecím pásmem 12, umístěným v rovině rovnoběžné s rovinou kol 5, který zajišťuje druhou brzdicí sílu.

Prstencové třecí pásy 12 jsou vyrobeny z vhodného třecího materiálu a jsou souosé s osami kol 5, ke kterým jsou připojeny tak, aby mezi nimi nemohlo dojít k natočení.

Je proto třeba zdůraznit, že při stejné velikosti tahové síly, působící ve směru šipky F jako u dosud známých brzdových soustav, umožňuje řešení podle vynálezu působit poloviční brzdicí silou na obruče kol 5 a kromě je možno působit druhou brzdicí silou na prstencové třecí pásy 12. Dvě brzdicí síly, vyvozované na dva prstencové třecí pásy 12, jsou směrovány od sebe a jsou tedy vzájemně opačné, což zajišťuje rovnovážný stav brzdového trojúhelníka.

V příkladném provedení podle obr. 2 nese rameno páky, které je protilehlé k prvnímu ramenu 7 páky, to znamená druhé rameno 8’ páky, druhý brzdový špalík 10', spolupracující s válcovou komplementární brzdicí plochou 12', souosou s kolem 5. Stejně jako v předešlém příkladném provedení vyvozuje obruč 11 reakční sílu, která se snaží natočit dvouramennou páku 6 kolem závěsu 4. ve směru šipky Fl. Druhý brzdový špalík 10' se tím přitlačí na brzdicí plochu 12' a tak se zajišťuje druhá brzdicí síla.

φ φ ΦΦ	Φ Β
* · ·	• Φ	• Β
• ··· —
• · B · • · ·	ι φ	♦ · Β
···· ΦΦ	···	ΦΦΦ

·· ···· ♦ · ♦ φ φ φ

Příkladná provedení zobrazená na obr. 3 až 6 se odlišují od příkladu z obr. 1 v podstatě tím, že obsahují dvě dvouramenné páky 6', 6 upevněné na dvou závěsech 4', 4. Tyto závěsy 4', 4 jsou uloženy na prvku 19 upevněném na koncích prvních tyčí 1 a třetí tyče 2 a tvořeném kryty 20 osazenými na závěsech 4.' , 4. Na druhých ramenech 8' , 8 páky jsou upevněny držáky 21 prvních brzdových špalíků 9, které také podepírají třecí druhé brzdové špalíky 10a, 10b.

První ramena 7' , 7. páky nesou v tomto příkladu na svém konci vratné výstupky 21¹ _f 21, ve kterých je uložen vodorovný nosný hřídel 22 rovnoběžný s nápravou kol 5 a podepírající držák 9'. Nosný hřídel 22 tak spojuje konce prvních ramen 7', 7 a držák 9' prvního brzdového špalíku 9.

Kolo 5 je v tomto případě opatřeno dvěma vzájemně se doplňujícími třecími plochami, se kterými při brzdění spolupůsobí dva druhé brzdové špalíky 10a, 10b, které jsou využívány podobně jako kotouče.u známých kotoučových brzd.

Působí-li na brzdový trojúhelník tahová síla, přitlačí se první brzdový špalík 9 na obruč 11, která odtlačí zpět konzolu 22 a vyvolá natočení dvouramenných pák 6', 6 kolem závěsů 4', 4, takže druhé brzdové špalíky 10a, 10b jsou přitlačovány na příslušné brzdicí oblasti.

V příkladném provedení zobrazeném na obr. 7 až 9 je reakčním prvkem pevný díl 20A upevněný ke konstrukci nesoucí kola a tím také ke skříni vozu nebo ke konstrukci podvozku. Pevný díl 20A nese dvě úchytné konzoly 21, 22., jejichž funkce bude objasněna v další části popisu.

Na první úchytné konzole 21 je uchycena úhlová páka 23, upravená pro natáčení ve svém středovém bodě kolem osy 24.

Konec jednoho jejího prvního ramena 25 je vytvořen ve formě

vidlice 26 a konec jejího druhého ramena 27 je opatřen otvorem 28.

Konec 29 brzdicího trojúhelníku je opatřen oválným otvorem 30, aby mohl být uložen a uchycen ve vidlici 26. Tímto oválným otvorem 30 brzdicího trojúhelníku prochází spojovací hřídel 31, procházející také otvory 32 ve vidlici 26.

Jeden z obou konců dvou pák 32, 33¹ podepírá brzdový špalík 34, 34' spolupracující s příslušnými brzdicími plochami 35, 35 ¹ vytvořenými na bocích kol 36. V alternativním provedení mohou být brzdicí plochy 35, 35¹ vytvořeny na brzdicím kotouči, pevné spojeném v nápravou kol 36.

Konec druhého ramena 27 úhlové páky 23 je spojen pomocí spojovací tyče 37 s koncem páky 21/ protilehlým k brzdovému špalíku 34. Tato spojovací tyč 37 je kloubově uložena jedním svým koncem na prvním hřídeli 38 procházejícím otvorem 28 a druhým koncem na druhém hřídeli 39 vsazeném do uvedeného konce páky 32, protilehlého k brzdovému špalíku 34.

Konec páky 32', protilehlý k brzdovému špalíku 34' , je kloubově upevněn ke druhé úchytné konzole 22 pevného dílu 20A. Střední části pák 21/ 33¹ jsou vzájemně spojeny spojovacím článkem 41, upevněným na příslušných otočných hřídelích 42, 42'.

Působí-li na brzdový trojúhelník tahová síla, natáčí se úhlová páka 23 ve směru šipky F2. Toto natáčení vyvolává na druhé straně otáčení páky 33 ve směru šipky F3 kolem otočného hřídele 42. Výsledkem toho je jednak podepření brzdového špalíku 34 na brzdicí ploše 35 a jednak tah vyvozovaný spojovacím článkem 41 na páku 33 ¹ ve směru šipky F4. Tím se dva brzdové špalíky 24, 34 ¹ přitlačují na své příslušné brzdicí plochy 35., 35’. Obruč 43 kola 36 není v tomto případě zatěžována brzdicími silami.

·· ·» • · · • ··· t · · • · · ···· ·φ φ · • * ·· .-g-:

• · «·« ··«

Příkladné provedení podle obr. 7 až 9, popsané v předchozí části, obsahuje spoje, jejichž opotřebení přichází v úvahu v takové míře, ve které by mohlo ovlivnit účinnost brzd, až po dlouhé době. Řešení podle příkladů zobrazených na obr. 10 a 11 umožňuje další prodloužení životnosti brzd při využití stejných konstrukčních a provozních principů.

Brzdový trojúhelník tvořený tyčemi 1, 2 působí v tomto případě na spojovací člen 50. V členu 20B jsou vytvořeny dvě dutiny 51 obsahující hydraulickou kapalinu a tvořící válec, ze kterého vystupují dva na sebe kolmé písty 52, 53.

První píst 52 je rovnoběžný s tahovým působením brzdicího trojúhelníku a je ukončen na svém volném konci vidlicí 54, do které je vloženo oko 55 spojovacího členu 50. K volnému konci druhého pístu 53 je připojen konec páky 33¹ , která je dvojitá, jak je patrno z obr. 11, protilehlý ke konci spojenému s brzdovým špalíkem.34¹.

Jestliže se vyvodí brzdicím trojúhelníkem tah na spojovací člen 50, poloha prvního pístu 52 se sníží a současně se druhý píst 53 vysune ven. Brzdový špalík 34¹ tak dosedne na brzdicí plochu 35¹ a potom se pomocí spojovacího článku 41 začne natáčet také první páka 33 a první špalík 34 rovněž dosedne na brzdicí plochu 35.

Toto příkladné provedení brzdicího zařízení je účinnější než předchozí příkladná provedení a má kromě toho lepší přizpůsobitelnost daným podmínkám, protože je možno volit velikosti pístů 52, 53.

·· ♦· * • -·ΐο • · · ♦ ·	• ·· •	·· • * • · • ···	• · · · • • •
• · · ·	•	•
	• *·	• ·	•

Claims (6)

1. Brzdicí zařízení pro kolejová vozidla, obsahující tahové prostředky (1, 2) upravené pro přitažení brzdového špalíku na brzdicí plochu upevněnou na kole vozidla, vyznačující se tím, že obsahuje reakční člen (20) upevněný ke konstrukci vozidla, nejméně jednu páku (6, 6',

6, 33, 33') upravenou pro spolupráci s reakčním členem (20), spojovací prostředky (23, 41) mezi tahovými prostředky a pákami, brzdicí špalík je nesen pákou pro přitlačení na brzdicí plochu natočením páky účinkem tahového prostředku (1, 2) a reakčního členu (20).

2. Brzdicí zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že brzdicí plochou je válcová brzdicí plocha (12'), souosá s kolem (5) vozidla.

3. Brzdicí zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že brzdicí plochou je rovinná prstencová » plocha (12), v podstatě rovnoběžná s rovinou kola (5) a souosá s kolem (5) vozidla.

4. Brzdicí zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že obsahuje dvě upevněné komplementární brzdicí plochy, z nichž každá je přiřazena k brzdovému špalíku a k páce, přičemž dva brzdové špalíky mají vzájemně opačný směr působení svých brzdicích sil na příslušné brzdicí plochy.

5. Brzdicí zařízení podle nároku 4, vyznačují- cí se tím, že obsahuje dvě páky (33, 33') přidržující brzdové špalíky (34, 34’) a ovládací páku (23), jedna z pák (33) je uchycena svým koncem, odvráceným od brzdového špalíku (34) , otočné na reakčním členu (20B), ovládací páka (23) je

• 4 ·· • « • 4 4444 ♦ 4 4 • ··· ^— •Cl 44 • 4 4 4 4 • • 4 4 ♦ • 4 4 444 4 • 4 4 • • • 4 • 444 44 • 44 «44 4 4 4

rovněž otočně uložena na reakčním členu (20B) a je spojena s tahovými prostředky (1, 2), přičemž konec druhé páky (33*) přidržující druhý brzdový špalík (34*) a protilehlý k druhému brzdovému špalíku (34*), je spojen s ovládací pákou (23), a páky (33, 33') přidržující brzdové špalíky (34, 34') jsou vzájemně spojeny ve svých středních částech spojovacím článkem (41).

6. Brzdicí zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že obsahuje dvě páky (33, 33') přidržující brzdové špalíky (34, 34') a válec (51) pro přenos síly ve dvou na sebe kolmých směrech, obsahující podlouhlý první píst (52) , spojený s tahovými prostředky (1, 2), a s příčný druhý píst (53), jedna z pák (33) přidržujících brzdový špalík (34) je uchycena na svém konci, odvráceném od brzdového špalíku (34), otočně na reakčním členu (20B) a druhá páka (33*) přidržující druhý brzdový špalík (34') má svůj konec odvrácený od brzdového špalíku (34') spojen s příčným druhým pístem (53) a páky (33, 33') přidržující brzdové špalíky (34, 34') jsou vzájemně spojeny ve svých středních částech spojovacím článkem (41).