FI68572B - Jaernvaegsskivsbromsaggregat - Google Patents

Description

π ; "η-| r, KUULUTUSJULKAISU „ Λ _ π Λ Β ^ UTLÄGGNINGSSKRIFT 685 72 C (45) Fatentli 'r/Cnr.ct ly 10 10 1925 Patent -’.'.'ddolat (51) Kv.ik//lnt.ci.‘ B 61 H 5/00 (21) Patenttihakemus — Patentansökning 793 166 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 11.10.79 (FI) (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 11.10.79

(41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig i7.Qi4.8O

Patentti- ja rekisterihallitus (44) Nähtäväksipanon ja kuul.julkalsun pvm.—

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utiagd och utl.skriften publicerad 28.06.85 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 16.10.78 Englant i-England(GB) ^40662/78 (71) Lucas Industries Limited, Great King Street, Birmingham, Englanti-Eng1 and(GB) (72) Peter William Brown, Solihull, West Midlands, Eng 1 anti-Eng 1 and(GB) (7*0 Oy Kolster Ab (5**) Rautat ielevyjarruyhd istelmä - Järnvägsskivsbromsaggregat Tämän keksinnön kohteena on rautatielevyjarruyhdistelmä, joka käsittää roottorin ja jarrulevyn, jonka muodostavat useat, roottorin osapintaan, roottorin suhteen termisesti liikkuviksi kiinnitetyt, kaarimaiset rengaselementit, jolloin kunkin rengas-elementin pitää ennalta määrätyssä asennossa ohjausvälinepari, joista toinen ohjausväline järjestetään ensimmäiseen paikkaan estämään elementin roottorin suhteen translatoorinen liike ensimmäisessä paikassa ja toinen ohjausväline järjestetään toiseen paikkaan ohjaamaan elementin liikettä ensimmäistä paikkaa kohden ja siitä poispäin elementin lämpölaajentumista ohjausvälineiden välillä estämättä.

Aikaisemmin on ehdotettu jarrurenkaiden kiinnitystä rautatievaunun pyörään ns. välyksellisillä pulteilla, jotka menevät pyörän reikien läpi melkoisen väljästi. Pultit jännitetään riittävästi niin, että levyn ja pyörän välinen kitkakytkentä estää levyn liikkeen pyörän suhteen normaalisilla jarrutuskuormil-la, mutta sallii samalla levyn ja pyörän välisen suhteellisen 68572 liikkeen lämpötilaerojen synnyttämien suurien voimien vaikuttaessa, joita lämpötilaeroja voi esiintyä jarrulevyn ja rautatie-vaunun pyörän välillä, johon se jarrua käytettäessä asennetaan ja jos levyä estetään jäykästi liikkumasta pyörän suhteen, joutuvat levy ja pyörä alttiiksi jännityksille, joita on mahdoton hyväksyä. Vaikka edellä hahmoteltu, tunnettu levyn asennusmenetelmä huolehtiikin jarrulevyn tarpeellisesta termisestä liikkumisesta, sillä on haittaa se, että toistuva laajentuminen ja supistuminen voi johtaa kokonaissiirtymään, joka sekoittaa keskistyksen ja siten levyn pyörintätasapainon.

Tämän ongelman mahdolliseksi ratkaisuksi on ehdotettu puo-liympyrärengaselementtien asentamista rautatievaunun pyörän levyyn välyksellisillä pulteilla, kuten edellä on selitetty, ja lisäksi kahden, pyörän levyn reikien läpi menevän, tiukkasovitteisen kiin-nityspultin käyttöä kussakin elementissä. Ehdotettiin, että nämä kiinnityspultit sijoitettaisiin kaarimaisen rengaselementin vastakkaisiin päihin. Kuitenkin, kun kiinnityspultteja käytetään elementin pitämiseen oikeassa tasapainotetussa asennossa, ei tämä rakenteellisen järjestely ollut täysin tyydyttävä, sillä kiinnityspultit estivät levyelementin termistä liikkumista sillä tuloksella, että edellä mainitut haitat, jotka liittyivät levyssä ja pyörässä syntyviin lämpöjännityksiin, olivat edelleen jäljellä.

Myöhemmät ehdotukset käsittävät kiinnityspulttien sijoittamisen lähelle toisiaan lämpöjännityksien pienentämiseksi ja asettamiseksi yhtäläisesti rengaselementin radiaalisesti leikkaavan tason kummallekin sivulle tai itse asiassa tähän tasoon. Tämmöinen järjestely selitetään brittiläisessä patenttiselityksessä 1 353 388 ja 1 526 204. Syynä kiinnityspulttien sijoittamiseen keskitason vastakkaisille sivuille tai yhtenäisesti tähän tasoon on se, että halutaan varmistaa se, että termiset liikkeet ovat tason kummallakin sivulla yhtä suuret, jotta pyörintätasapaino ei sekoittuisi. Kiinnityspulttien sijoitus verraten lähelle toisiaan pienentää lämpöjännityksiä, mutta syntyy muita ongelmia. Sillä, kun kiinnityspultit ovat rengaselementin keskitasossa tai lähellä sitä, ovat elementin keskitason kummallakin sivulla olevat pääosat vailla kiinteää tukea pyörän suhteen. Tämän vuoksi elementin päät voivat värähdellä pyörän suhteen keskipakovoimien ja pyörän 3 68572 kiskon takomisesta johtuvien iskuvoimien vaikutuksesta ja synnyttävät elementissä jännityksiä, jotka keskittyvät elementin keskelle, kiinnityspulttien tienoille. Kokemus on osoittanut, että nämä jännitykset voivat johtaa elementin tai pulttien murtumiseen.

Eräässä, brittiläisessä patenttiselityksessä n:o 1 526 204 julkistetussa renkaan ja pyörän yhdistelmässä käytetään yhtä kiin-nityspulttia ja toista pulttia, joka liukuu kiinnitysoultin kanssa linjassa olevassa urassa ja estää elementin pyörintäliikkeen kiin-nityspultin ympäri. Tässä tapauksessa nämä kaksi pulttia eivät estä elementin lämpölaajentumista ja -supistumista pyörän suhteen, vaan ne pitävät elementin oikeassa asennossa. Jotta kuitenkin varmistettaisiin se, että keskitason kummallakin puolella tapahtuvat yhtä suuret termiset liikkeet, pitää nämä kaksi pohjauspulttia sijoittaa keskitasoon ja jälleen törmätään samoihin keskipako- ja iskuvoimien synnyttämiin liiallisista jännityksistä johtuviin ongelmiin. Lisähaittana on se, että yhden ainoan kiinnityspultin on kannettava keskipako- ja iskukuormien kasvanut osuus.

Tämän keksinnön päämääränä on aikaansaada levyjarru, josta edellä mainitut haitat eliminoidaan.

Nämä päämäärät on saavutettu alussa mainitun kaltaisella yhdistelmällä siten, että ohjausvälineet sijoitetaan melkoisen välimatkan päähän toisistaan ja että ne ovat elementin leikkaa-van aksiaalisen tason vastakkaisilla puolilla.

Tunnettu tosiasia on, että tasaisesti kuumennetun kappaleen kaikki osat laajenevat lineaarisesti kappaleen kiinteästä pisteestä ulospäin. Keksinnön mukaisessa levyjarruyhdistelmässä vältetään levyelementin ja roottorin liialliset lämpöjännitykset sillä , että ohjausvälineet sijoitetaan symmetrisesti mainitun leikkaustason suhteen. Samalla nämä kaksi ohjausvälinettä toimivat yhdessä ja varmistavat sen, että elementin ja roottorin erilaisista lämpölaajentumisista on tuloksena se, että levyelement-ti liikkuu ennalta määrätyllä oikein rajatulla tavalla.

Keksinnön eräälle edulliselle sovellutusmuodolle, jossa roottorin yhteiseen otsapintaan kiinnitetään kaksi puoliympy-rärengasta on ominaista, että näiden kahden elementin molemmat mainitut ohjausvälineet sijoitetaan roottorin akselin suhteen diametraalisesti toisiaan vastapäätä.

4 68572

Edelleen keksinnön eräälle edulliselle sovellutusmuodolle, jossa mainittu toinen ohjausväline käsittää suoraviivaisen , suunnassa ensimmäisestä paikasta toiseen paikkaan pidennetyn uran ja uraan liukuvasti kytketyn elimen, on ominaista, että elementissä olevaa uraa rajoittavat yksi tai useammat segmentaaliset täyte-palat, jotka on pantu elementin varattuun pyöreään syvennykseen.

Seuraavassa selitetään yksityiskohtaisesti erästä keksinnön toteuttavaa rautatielevyjarruyhdistelmää ja muutamia muunnoksia esimerkkinä keksinnöstä ja samalla viitataan piirustuksiin, joissa: kuvassa 1 on yhdistelmän sivukuva, josta selvyyden vuoksi on jätetty roottori kuvaamatta ja muutamia osia on leikattu pois; kuvassa 2 on kuvan 1 viivaa II-II pitkin tehty leikkaus; kuvassa 3 on kuvan 1 viivaa III-III pitkin tehty osaleikkaus; kuva 4 esittää ohjausvälineen muunnetun muodon poikkileikkausta ja kuvat 5 ja 6 esittävät ohjausvälineen toisen muunnoksen päätykuvaa ja vastaavaa poikkileikkausta.

Seuraavassa viitataan ensiksi kuviin 1-3, joissa esitetty rautatielevyjarruyhdistelmä käsittää vaunun pyörän muodostaman roottorin, jossa on napa 1, kehälaippa 2 ja välikytkentäsivule-vy 3. Jarrurenkaat asennetaan sivulevyn 3 vastakkaisille sivuille ja kumpikin rengas tehdään kahdesta erillisestä puolirenkaas-ta 4. Tässä selitetään vain yhden puolirenkaan 4 asennus yksityiskohtaisesti, mutta on selviö,että muut puolirenkaat kiinnitetään sivulevyyn tarkalleen samalla tavalla. Puolirengas 4 kiinnitetään pyörän sivulevyyn 3 kahdellatoista väläyksellisten pulttien 5 muodostamalla kiinnikkeellä, jotka menevät sivulevyn 3 vastaavien reikien läpi suhteellisen väljästi, kuten kuvasta 3 nähdään. Samaa pulttien 5 sarjaa käytetään myös sivulevyn vastakkaisella sivulla olevan puolirenkaan kiinnitykseen ja pultinpäät ja kiinnitysmutterit upotetaan puolirenkaiden avoimiin jarrupin-toihin. Pultteja 5 kiristetään niin paljon, että estetään puoli-renkaiden mikä tahansa kieroutumistaipumus jarrutuspinnoissa syntyvän erilaisen laajentumisen johdosta ja torjutaan puolirenkaiden muiden osien tuhoutuminen. Samalla pulttien 5 jännitys on sellainen, että puolirenkaiden terminen liikkuminen sivulevyn 4 68572 3 on mahdollista.

Kunkin puolirenkaan pitämiseksi ennalta määrätyssä asennossa pyörässä järjestetään puolirenkaan 4 leikkaustason vastakkaisille sivuille symmetrisesti kaksi ohjausvälinettä kohtiin, jotka ovat suuren välimatkan päässä toisistaan. Ensimmäinen ohjausväline käsittää sivulevyn 3 reikään lyödyn tapin 6, jonka ulkonevaan päähän on kiinnitetty tiukka kaulus 7. Kaulus 7 pannaan tiukalla sovitteella jarrupuolirenkaan 4 takapintaan muodostettuun pyöreään syvennykseen 8 niin, että puolirengas on lujasti ankkuroituna mitä tahansa pyörän 1 suhteen translatoorista liikettä vastaan ensimmäisen ohjausvälineen paikkaan.

Toinen ohjausväline käsittää samoin sivulevyn 3 reikään lyödyn tapin 9. Tapissa on pari vastakkaisia, sen avoimeen päähän varattuja tasopintoja, jotka kytkeytyvät liukuvasti uurrettuun syvennykseen, joka on muodostettu puolirenkaan 4 takapintaan ja jota on pidennetty ensimmäisen ohjausvälineen suuntaan. Kuten kuvista 1 ja 2 nähdään, tehdään uurrettu syvennys koneistamalla puolirenkaan pyöreä syvennys ja työntämällä tähän syvennykseen pari karkaistusta teräksestä tehtyjä segmentaalisia täytepaloja tai liukukappaleita 10. Liukukappaleet 10 vähentävät tapin 9 ja puolirenkaan 4 välisiä jännityksiä sekä yksinkertaistavat uran muodostamiseen tarvittavia koneistusvaiheita.

Panemalla ura linjaan tapin 6 kanssa eivät kiinteät tapit 6 ja 9 vastusta puolirenkaan 4 lämpölaajentumista ja -supistumista pyörän suhteen ja näin vältetään liialliset lämpöjännitykset puo-lirenkaassa ja pyörässä.

Kuten kuvasta 2 voidaan selvästi nähdä, toimii kumpikin tappi 6 , 9 sivulevyn 3 vastakkaisille sivuille sijoitettujen puoli-renkaiden ohjausvälineenä. Kahden, sivulevyn kummallekin sivulle kiinnitetyn puolirenkaan 4 tappien 6 muodostamat ensimmäiset ohjausvälineet sijoitetaan diametriaalisesti vastakkain kahden puolirenkaan peilikuvasovitelmaksi niin, että rengas kokonaisuudessaan säilyttää pyörintätasapainonsa vaikka erilliset puolirenkaat saattavatkin joutua termisesti liikkuessaan epäkeskisiin asentoihin. Kahden puolirenkaan epätasapainovoimat ovat vastakkaisia ja kumoavat toisensa.

Selitettyä pyörän ja levyn yhdistelmää käytettäessä muodos- 6 68572 tuu kunkin puolirenkaan painopisteessä vaikuttava voima säteittäin ulospäin suunnatusta, iskuvoimaan yhdistetystä keskipakovoimasta, iskuvoimaan, jonka suuruus on suunnilleen puolet keskipakovoiman suuruudesta. Tuloksena oleva, ulospäin suunnattu värähtelevä voima synnyttää elementissä jännityksiä, jotka ovat suurimmillaan elementin leikkaavissa c-d ja ohjausvälineet leikkaavissa c-f ja g-h radikaalitasoissa. Näissä tasoissa c-d, e-f, g-h vaikuttavia jännityksiä voidaan oleellisesti pienentää sijoittamalla kunkin puolirenkaan ohjaustapit 6,9 puolirenkaan aksiaalisen symmetrita-son suuntaisille viivoille a-b niin, että viivojen a-b etäisyys toisistaan on yhtä suuri kuin kaksi kertaa puolirenkaan keski-säde R.

Kuvassa 4 esitetään ohjausvälineen muunnettu muoto, jota voidaan käyttää tapin 9 muodostaman välineen asemasta. Siinä käytetään pyöreää tappia 11, jos ei ole tasopintoja ja se kytkeytyy sitä läpimitaltaan suurempaan, puolirenkaan takapinnassa olevaan pyöreään reikään tai syvennykseen 12. Syvennykseen sijoitetaan tapin 11 sivulle, pyörän akselin puolelle yksittäinen karkaistu terästäytepala 13 niin, että sen tasopinta on suorassa linjassa ensimmäisen ohjausvälineen tapin kanssa. Tapin 11 ja syvennyksen 12 väliin jätetään pieni välys x täytepalaa vastapäätä olevalle sivulle (keskipakovoimat varmistavat sen, että tappi 11 koskettaa aina täytepalaa 13, joka välys sallii puolirenkaan termisen siirtymisen tapissa 11 matkan _+ 6 x tapin 6 suuntaan.

Tappien käyttö ohjausvälineinä ei tietenkään ole oleellista ja muita välineitä, esimerkiksi pultteja, voidaan käyttää niiden paikalla. Kuvissa 5 ja 6 esitetään ohjausväline, jossa käytetään pulttia 15. Pultinpää sijoitetaan pulttiin sovitettuun, maljamaiseen laattaan 16, jossa pieni tasopinta toisella sivulla. Pultti menee pyörän sivulevyn reiän läpi ja kytkeytyy kierteellä mutteriin 17, joka on ulkomuodoltaan samanlainen kuin laatta 16. Laatta ja mutteri menevät yhdessä täytepalan 18 kanssa kyseessä olevan puolirenkaan takapintaan tehtyyn pyöreään syvennykseen. Laatan tasopinta ja mutteri koskettavat täytepalan tasopintaa ja välys jää kunkin laatan ja mutterin sekä niihin kuuluvan syvennyksen väliin, tasopinnan vastakkaiselle sivulle niin, että käytössä laite on tarkalleen samanarvoinen kuin kuvassa 4 esi- 7 68572 tetty laite.

Kuten kuvasta 5 nähdään, järjestetään laatan 16 ympärille, täytepalan 18 vastakkaisella sivulle tiivisteliuska 19. Levyren-kaan tietty pyörintätasapainoaste voidaan saavuttaa käyttämällä erilaisia täytepaloja ja/tai liuskoja.

Claims (6)

8 68572

1. Rautatielevyjarruyhdistelmä, joka käsittää roottorin (3) ja jarrulevyn, jonka muodostavat useat, roottorin otsapintaan, roottorin suhteen termisesti liikkuviksi kiinnitetyt, kaarimaiset rengaselementit (4), jolloin kunkin rengaselementin pitää ennalta määrätyssä asennossa ohjausvälinepari (6,9), joista toinen ohjausväline (6) järjestetään ensimmäiseen paikkaan estämään elementin roottorin suhteen translatoorinen liike ensimmäisessä paikassa ja toinen ohjausväline (9) järjestetään toiseen paikkaan elementin ohjaamiseksi ensimmäiseen paikkaan päin ja siitä poispäin estämättä elementin lämpölaajentumista ohjausvälineiden välillä, tunnettu siitä, että ohjausvälineet (6,9) sijoitetaan melkoisen välimatkan päähän toisistaan ja että ne ovat elementin (4) leikkaavan aksiaalisen tason vastakkaisilla puolilla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen yhdistelmä, tunnet-t u siitä, että ohjausvälineet (6,9) sijoitetaan symmetrisesti mainitun leikkaustason suhteen.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen yhdistelmä, tunnettu siitä, että ohjauselementit (6,9) ovat lähempänä elementin (4) päitä kuin mainittua leikkaustasoa.

4. Patenttivaatimuksen 1,2 tai 3 mukainen yhdistelmä, tunnettu siitä, että ohjausvälineet (6,9) sijoitetaan mainitun leikkaustason suuntaisiin vastaaviin tasoihin (a-b) ja asetetaan toisistaan erilleen välimatkan päähän, joka on yhtä suuri kuin kaksi kertaa elementin (4) keskisäde (R).

5. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-4 mukainen yhdistelmä, jossa roottorin (3) yhteiseen otsapintaan kiinnitetään kaksi puoliympyrärengasta (4), tunnettu siitä, että näiden kahden elementin molemmat mainitut ohjausvälineet (6,9) sijoitetaan roottorin akselin suhteen diametraalisesti toisiaan vastapäätä.

6. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen yhdistelmä, jossa mainittu toinen ohjausväline (9) käsittää suoraviivaisen suunnassa toisesta paikasta ensimmäiseen paikkaan pidennetyn uran ja uraan liukuvasti kytketyn elimen, tunnet-t u siitä, että elementissä (4) olevaa uraa rajoittavat yksi tai useammat segmentaaliset täytepalat (10), jotka on pantu elementin varattuun pyöreään syvennykseen.