PL221699B1 - Elektryczny napęd zwrotnicowy - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest elektryczny napęd zwrotnicowy przeznaczony do współpracy z rozjazdami wyposażonymi w zamknięcia zwrotnicy, nazywane również zamknięciami zewnętrznymi.

Obecnie stosuje się dwa podstawowe typy napędów zwrotnicowych, to jest napędy rozpruwalne i nierozpruwalne. Powszechną cechą tego typu rozwiązań jest zastosowanie jednego podzespołu, który w przypadku napędu nierozpruwalnego ma zblokowane względem siebie elementy lub elementy z celowo osłabionym miejscem mającym ulec zniszczeniu po przekroczeniu siły trzymania. W prz ypadku napędu rozpruwanego wydzielony podzespół posiada elementy umożliwiające wzajemne przesuwanie się po wystąpieniu siły większej niż deklarowana przez producenta siła trzymania. Realizacja tego typu funkcji następuje zazwyczaj przez zastosowanie standardowych elementów takich jak sprzęgła cierne, sprężyny śrubowe, sprężyny talerzowe i temu podobne. Suwaki o przekroju kwadratowym lub prostokątnym stosowane w napędach zwrotnicowych lub w innych urządzeniach, wykonują ruch posuwisto-zwrotny i są uszczelniane przez zastosowanie uszczelek dopasowanych kształtem do suwaka o przekroju kwadratowym lub prostokątnym. Poszczególne rozwiązania różnią się między sobą rodzajem zastosowanego materiału i ilością uszczelek. Zazwyczaj stosuje się kilka uszczelek wykonanych z różnych materiałów, przy czym przeważają uszczelki wykonane z gumy. Materiał uszczelek dobiera się tak, aby najpierw zapewnić zatrzymanie większych zanieczyszczeń, a potem mniejszych. Istnieją rozwiązania, gdzie wydłuża się suwaki, aby na dłuższym odcinku suwaka zastosować podwójne uszczelnienie, co zapewnia większą skuteczność.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL 1191940 elektryczny napęd zwrotnicowy wyposażony w silnik elektryczny, sprzęgło przeciążeniowe, przekładnię śrubową toczną oraz sprzęgło siły trzymania z przesuwnym liniałem, w który wchodzi zaczep sań, wewnątrz których znajduje się nakrętka śruby przekładni śrubowej tocznej. Nakrętka jest wyposażona w kołnierz oraz kształtowe nakładki i jest usytuowana pomiędzy kształtowymi elementami oporowymi sań. W sprzęgle siły trzymania znajduje się pakiet sprężyn płaskich opartych na podporach oraz na umieszczonej w suwaku nastawczym rolce, naprzeciwko której jest usytuowany ogranicznik. W wycięcia suwaka wchodzą przesuwne pionowe blokady usytuowane w dolnej części korpusu i podpierane sprężynami. Korpus ma dwie pionowe, usytuowane naprzeciwko siebie, ściany wsporcze, przy tym na jednej z nich jest zamocowany silnik elektryczny.

W zgodnym z wynalazkiem elektrycznym napędzie zwrotnicowym zastosowano sprężyny płaskie o specjalnym kształcie i grubościach umożliwiających zrealizowanie funkcji rozpruwalności jak i nierozpruwalności, dzięki czemu jeden podzespół o takiej samej zasadzie działania umożliwia osiągnięcie zarówno niskiej siły trzymania - minimalnie 7,5 kN jak i dużej siły trzymania - 25 kN. Tak duża siła trzymania powoduje, że napęd można sklasyfikować jako napęd nierozpruwalny z siłą trzymania 25 kN przy jednoczesnym zachowaniu funkcji napędu rozpruwalnego z siłą rozprucia znacznie większa niż w tradycyjnych napędach rozpruwalnych. W napędzie według wynalazku zastosowano również bardziej skuteczne w porównaniu do standardowych uszczelnienie przeznaczone dla suwaków o przekroju kwadratowym lub prostokątnym. Tego typu uszczelnienie może być stosowane zarówno dla napędów zwrotnicowych jak i urządzeń gdzie suwaki wykonując ruch posuwisto-zwrotny są wsuwane i wysuwane z urządzenia. Wysuwane na zewnątrz urządzenia suwaki, są zazwyczaj narażone na oddziaływanie zanieczyszczonego środowiska i warunków atmosferycznych. Powoduje to wnikanie po powierzchniach suwaków do środka urządzenia niepożądanych zanieczyszczeń, wody itp. W takich przypadkach zastosowanie skutecznego uszczelnienia chroni wnętrze urządzenia, wpływając na podwyższenie trwałości i niezawodności urządzenia jak i sprostanie wymaganiom dotyczącym stopnia ochrony obudowy urządzenia - IP.

Zgodny z wynalazkiem elektryczny napęd zwrotnicowy ma budowę modułową, a poszczególne moduły stanowią zespoły wymienne. Na płycie podstawy osłoniętej prostopadłościenną pokrywą z dwoma pionowymi ścianami wsporczymi usytuowanymi naprzeciwko siebie jest zamontowany elektryczny silnik od dołu zaopatrzony w osłonę, który poprzez przekładnię zębatą zestawioną z dwóch kół zębatych napędza moduł przesuwny. Z jednym z kół zębatych jest sprzężone przeciążeniowe spr zęgło przekazujące ruch obrotowy na kulową śrubę zaopatrzoną w nakrętkę usytuowaną pomiędzy kształtowymi elementami oporowymi sań, przesuwającymi się ruchem posuwisto-zwrotnym tak, że ten ruch jest przekazywany na nastawczy suwak tworzący wraz z korpusem sprzęgło siły trzymania, przy czym korpus i suwak są sztywno połączone poprzez wałek dociskany zderzakiem. W odmianie wyk onania wałek jest dociskany pakietem płaskich sprężyn podpartych na dwóch podporach. Wałek jest

PL 221 699 B1 umieszczony w wycięciach suwaka, w które wchodzą również dwie pionowe blokady, które współpracują z wyłącznikami modułów sterująco-kontrolnych.

Elektryczny napęd zwrotnicowy według wynalazku jest przeznaczony do przestawiania iglic zwrotnicy, ruchomego dzioba krzyżownicy oraz wykolejnic ponadto utrzymuje zamknięcie zwrotnicy, zamknięcie ruchomego dzioba krzyżownicy oraz wykolejnice w położeniach krańcowych, a także kontroluje osiągnięcie położenia krańcowego iglic zwrotnicy i ruchomego dzioba krzyżownicy po zakończeniu procesu przestawiania. Dodatkowo sygnalizuje rozprucie zwrotnicy w napędzie nierozpruwalnym poprzez utratę kontroli położenia krańcowego, a także sygnalizuje rozprucie zwrotnicy w napędzie rozpruwalnym poprzez utratę kontroli położenia krańcowego. Zgodny z wynalazkiem napęd może być stosowany we wszystkich odmianach rozjazdów różnych producentów, przy dowolnych szerokościach torów i skokach zamknięć zwrotnicy, w tym może znaleźć zastosowanie w rozjazdach dost osowanych do potrzeb linii kolejowych z dużymi prędkościami trakcyjnymi.

Zastosowanie docisku zderzakiem zapewnia uzyskanie siły trzymania o wielkości do 100 kN, powyżej której nastąpi uszkodzenie lub zniszczenie napędu nierozpruwalnego, natomiast zastosowanie docisku pakietem płaskich sprężyn skutkuje rozpruciem zwrotnicy z napędem nierozpruwalnym po zadziałaniu na suwak siły rozprucia większej niż siła trzymania.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok rozstrzelony modułów składowych napędu zwrotnicowego bez pokrywy ochronnej, fig. 2 - napęd zwrotnicowy bez pokrywy ochronnej w widoku z góry, fig. 3 - przekrój B-B napędu z fig. 2, fig. 4 przekroje A-A napędów w wersji nierozpruwanej i rozpruwanej z fig. 2, fig. 5 pokazuje budowę uszczelnienia suwaków kontrolnych, natomiast fig. 6 przedstawia widok rozstrzelony uszczelnienia suwaka nastawczego.

Jak pokazano na fig. 1 rysunku na płycie podstawy 9 elektrycznego napędu zwrotnicowego jest posadowiony elektryczny silnik 7 od dołu zaopatrzony w osłonę 8. Silnik 7 poprzez przekładnię zębatą zestawioną z zębatych kół 1.2 i 7.1 napędza moduł przesuwny 1. Z kołem zębatym 1.2 jest sprzężone przeciążeniowe sprzęgło 1.1 przekazujące ruch obrotowy na kulową śrubę 1.3 zaopatrzoną w nakrętkę 1.4 usytuowaną pomiędzy kształtowymi elementami oporowymi sań 1.5, które przesuwają liniał z suwakiem nastawczym 2.1 i korpusem 2.4 sprzęgła siły trzymania, przy czym korpus 2.4 i suwak 2.1 są sztywno połączone poprzez wałek 2.3 dociskany zderzakiem 2.2 lub pakietem płaskich sprężyn 2.5 podpartych na dwóch podporach 2.6. Wałek 2.3 jest umieszczony w wycięciu suwaka 2.1, w pozostałe dwa wycięcia wchodzą również dwie pionowe blokady 4.1 i 4.2, z których blokada 4.1 współpracuje z wyłącznikami modułu sterująco-kontrolnego 5. Suwaki kontrolne 4 są usytuowane równolegle do suwaka nastawczego 9. Suwaki kontrolne 3 podobnie jak suwak nastawczy 2.1 mają wycięcia, w które wchodzą dwie pionowe blokady 4.1 i 4.2. Moduły sterująco-kontrolne 5 i 12 są usytuowane symetrycznie względem modułu zamykającego 4, przy tym moduł sterująco-kontrolny 5 współpracuje z blokadą 4.1, a moduł sterująco-kontrolny 12 współpracuje z blokadą 4.2. Moduł korby 6 jest przykręcony do obudowy silnika 7.

Zastosowanie docisku zderzakiem 2.2 zapewnia uzyskanie siły trzymania o wielkości do 100 kN, powyżej której nastąpi uszkodzenie lub zniszczenie napędu nierozpruwalnego, natomiast zastosowanie docisku pakietem płaskich sprężyn 2.5 wspartych na podporach 2.6 skutkuje rozpruciem zwrotnicy z napędem nierozpruwalnym po zadziałaniu na suwak 2.1 siły rozprucia większej niż siła trzymania. Całość jest osłonięta prostopadłościenną pokrywą z dwoma pionowymi ścianami wsporczymi usytuowanymi naprzeciwko siebie.

Działanie ujawnionego napędu zwrotnicowego jest następujące.

Silnik elektryczny 7 poprzez koło zębate 7.1, napędza koło zębate 1.2 modułu przesuwnego. Do koła zębatego 1.2 jest zamontowane sprzęgło przeciążeniowe 1.1, które przekazuje ruch obrotowy na kulową śrubę 1.3. Nakrętka 1.4 śruby 1.3 przesuwa sanie 1.5, które przesuwają korpus 2.4 sprzęgła siły trzymania wraz z nastawczym suwakiem 2.1. Korpus 2.4 sprzęgła z suwakiem 2.1 tworzą sprzęgło siły trzymania. W krańcowym położeniu napędu, blokada 4.1 zajmując górne położenie trzyma korpus 2.4 sprzęgła siły trzymania z suwakiem 2.1 połączonym z zamknięciem rozjazdu. Blokada 4.1 osiąga górne położenie po wejściu w rowki suwaka 2.1 i suwaków kontrolnych 3. Druga blokada 4.2 zajmuje dolne położenie. Przy takim położeniu blokad, moduły sterująco-kontrolne 5 i 12 włączają sygnalizację kontroli położenia krańcowego iglic zwrotnicy lub ruchomego dzioba krzyżownicy. Moduł korby 6 wyłącza zasilanie silnika po włożeniu na wałek silnika korby do ręcznego przestawiania napędu.

W napędzie nierozpruwalnym korpus 2.4 sprzęgła siły trzymania jest sztywno połączony z nastawczym suwakiem 2.1 poprzez wałek 2.3, który jest dociśnięty zderzakiem 2.2. Takie połączenie

PL 221 699 B1 zapewnia siłę trzymania 100 kN. Większa siła może spowodować uszkodzenie lub zniszczenie napędu nierozpruwalnego.

W odmianie wykonania pokazanej na fig. 4 rysunku pakiet sprężyn płaskich zastosowany w sprzęgle siły trzymania jest odpowiedzialny za wartość siły trzymania i jest zasadniczym elementem, który odróżnia napęd nierozpruwalny od napędu rozpruwalnego. Główna różnica polega na zastosowaniu pakietu sprężyn płaskich o różnych grubościach, zewnętrzny kształt sprężyn płaskich pozostaje taki sam. W napędzie nierozpruwalnym korpus 2.4 sprzęgła siły trzymania jest połączony z nastawczym suwakiem 2.1 poprzez wałek 2.3 dociskany pakietem płaskich sprężyn 2.5, podpartym na dwóch podporach 2.6. Podczas rozpruwania zwrotnicy następuje przesunięcie suwaka 2.1 względem korpusu 2.4 sprzęgła siły trzymania unieruchomionego blokadą 4.1. Przesunięcie suwaka 2.1 powoduje wyjście wałka 2.3 z wycięcia w suwaku 2.1, co powoduje ugięcie pakietu sprężyn płaskich 2.5. Równocześnie drugie wycięcie w suwaku 2.1 przesuwa blokadę 4.1 w dół. Przesunięcie blokady 4.1 powoduje uruchomienie wyłączników w module sterująco-kontrolnym 5, które przerywają obwód kontrolny napędu dając sygnalizację rozprucia zwrotnicy. Blokada 4.1 przesunięta w dół nadal trzyma korpus 2.4 sprzęgła siły trzymania, jednak wychodzi z wycięć suwaków kontrolnych 3, co pokazano na fig. 3 ukazującej przekrój B-B. Dalsze przesuwanie suwaka 2.1 powoduje otwarcie zamknięcia zwrotnicy. W krańcowym położeniu napędu, blokada 4.1 zajmując górne położenie trzyma korpus 2.4 sprzęgła siły trzymania z suwakiem 2.1 połączonym z zamknięciem rozjazdu. Blokada 4.1 osiąga górne położenie po wejściu w rowki nastawczego suwaka 2.1 i suwaków kontrolnych 3. Druga blokada

4.2 zajmuje dolne położenie. Przy takim położeniu blokad, moduły sterująco-kontrolne 5 i 12 włączają sygnalizację kontroli położenia krańcowego iglic zwrotnicy lub ruchomego dzioba krzyżownicy. Moduł korby 6 wyłącza zasilanie silnika po włożeniu na wałek silnika korby do ręcznego przestawiania napędu.

Uszczelnienie 11 suwaków kontrolnych 3 przedstawione na fig. 5 rysunku składa się z blaszek zgarniających 11.2 i uszczelek 11.3 dociskanych sprężynami 11.4 i 11.5 do powierzchni suwaka 3. Całość jest umieszczona w obudowie 11.1. Blaszki zgarniające 11.2 wykonane z materiału sprężystego ściśle dolegają do powierzchni suwaka 3 mimo pojawiającego się z czasem zużycia eksploatacyjnego. Blaszki zgarniające można umieścić na każdej lub wybranej powierzchni suwaka o przekroju kwadratowym lub prostokątnym. Za blaszkami zgarniającymi 11.2 umieszczono uszczelki 11.3 dopasowane kształtem do suwaka 3. Uszczelki są wykonane z tworzywa sztucznego o niskim współczynniku tarcia. Uszczelki są dociskane sprężynami 11.4 i 11.5 do powierzchni suwaka. Dociskanie uszczelek sprężynami zapewnia lepsze doleganie uszczelek do powierzchni suwaka. Na suwaku o przekroju kwadratowym lub prostokątnym można umieścić kilka uszczelek i każdą z nich dociskać do wybranej powierzchni sprężyną. Zwiększenie ilości uszczelek powoduje wzrost skuteczności uszczelnienia.

Z kolei na fig. 6 rysunku przedstawiono uszczelnienie 10 suwaka nastawczego 2.1. Suwak 2.1, do którego dobrano uszczelnienie ma przekrój prostokątny i wykonuje ruch posuwisto-zwrotny. Uszczelnienie składa się z dwóch blaszek zgarniających 10.1 i dwóch uszczelek 10.2. Blaszki zgarniające umieszczono na górnej i dolnej powierzchni suwaka 2.1. Uszczelki 10.2 umieszczone na suwaku 2.1 są dopasowane kształtem do prostokątnego przekroju suwaka. Dodatkowo uszczelki są dociskane kulkowymi dociskami sprężynowymi 10.3 do powierzchni bocznych suwaka 2.1, Na jedną uszczelkę przypada jeden kulkowy docisk sprężynowy. W związku z tym jedna uszczelka jest dociskana do lewego boku suwaka a druga do prawego boku suwaka Całość jest umieszczona w obudowie 10.4, do której wkręcono dwie smarowniczki 10.5 ułatwiające okresowe smarowanie uszczelnienia.

Claims (4)

1. Elektryczny napęd zwrotnicowy przeznaczony do współpracy z rozjazdami wyposażonymi w zamknięcia zwrotnicy wyposażony w silnik elektryczny, sprzęgło przeciążeniowe, przekładnię śrubową toczną oraz sprzęgło siły trzymania z przesuwnym liniałem, w który wchodzi zaczep sań, wewnątrz których pomiędzy kształtowymi elementami oporowymi sań jest usytuowana nakrętka śruby przekładni śrubowej tocznej wyposażona w kołnierz, natomiast w sprzęgle siły trzymania znajduje się pakiet sprężyn płaskich opartych na podporach oraz na umieszczonej w suwaku nastawczym rolce, a w wycięcia suwaka wchodzą przesuwne pionowe blokady usytuowane w dolnej części korpusu i podpierane sprężynami, znamienny tym, że na płycie podstawy (9) elektrycznego napędu zwrotnicowego jest posadowiony elektryczny silnik (7) zaopatrzony w moduł korby (6) od dołu zaopatrzony

PL 221 699 B1 w osłonę (8), który poprzez przekładnię zębatą zestawioną z zębatych kół (1.2, 7.1) napędza moduł przesuwny (1), z tym, że z kołem zębatym (1.2) jest sprzężone przeciążeniowe sprzęgło (1.1) przekazujące ruch obrotowy na kulową śrubę (1.3) zaopatrzoną w nakrętkę (1.4) usytuowaną pomiędzy kształtowymi elementami oporowymi sań (1.5), które przesuwają liniał z suwakiem nastawczym (2.1) i korpusem (2.4) sprzęgła siły trzymania, przy czym korpus (2.4) i suwak (2.1) są sztywno połączone poprzez wałek (2.3) dociskany zderzakiem (2.2), przy tym wałek (2.3) jest umieszczony w wycięciu suwaka (2.1), a w pozostałe dwa wycięcia wchodzą dwie pionowe blokady (4.1, 4.2), z których blokada (4.1) współpracuje z wyłącznikami modułu sterująco-kontrolnego (5), przy tym równolegle z suwakiem nastawczym (2.1) są usytuowane kontrolne suwaki (3) z wycięciami dla dwóch pionowych blokad (4.1 i 4.2), z którymi współpracują odpowiednio moduły sterująco-kontrolne (5, 12) usytuowane symetrycznie względem modułu zamykającego (4).

2. Elektryczny napęd zwrotnicowy przeznaczony do współpracy z rozjazdami wyposażonymi w zamknięcia zwrotnicy wyposażony w silnik elektryczny, sprzęgło przeciążeniowe, przekładnię śrubową toczną oraz sprzęgło siły trzymania z przesuwnym liniałem, w który wchodzi zaczep sań, wewnątrz których pomiędzy kształtowymi elementami oporowymi sań jest usytuowana nakrętka śruby przekładni śrubowej tocznej wyposażona w kołnierz, natomiast w sprzęgle siły trzymania znajduje się pakiet sprężyn płaskich opartych na podporach oraz na umieszczonej w suwaku nastawczym rolce, a w wycięcia suwaka wchodzą przesuwne pionowe blokady usytuowane w dolnej części korpusu i podpierane sprężynami, znamienny tym, że na płycie podstawy (9) elektrycznego napędu zwrotnicowego jest posadowiony elektryczny silnik (7) zaopatrzony w moduł korby (6) od dołu zaopatrzony w osłonę (8), który poprzez przekładnię zębatą zestawioną z zębatych kół (1.2, 7.1) napędza moduł przesuwny (1), z tym, że z kołem zębatym (1.2) jest sprzężone przeciążeniowe sprzęgło (1.1) przekazujące ruch obrotowy na kulową śrubę (1.3) zaopatrzoną w nakrętkę (1.4) usytuowaną pomiędzy kształtowymi elementami oporowymi sań (1.5), które przesuwają liniał z suwakiem nastawczym (2.1) i korpusem (2A) sprzęgła siły trzymania, przy czym korpus (2.4) i suwak (2.1) są połączone poprzez wałek (2.3) dociskany pakietem płaskich sprężyn (2.5), podpartych na dwóch podporach (2.6), przy tym wałek (2.3) jest umieszczony w wycięciu suwaka (2.1), a w pozostałe dwa wycięcia wchodzą dwie pionowe blokady (4.1, 4.2), z których blokada (4.1) współpracuje z wyłącznikami modułu sterującokontrolnego (5), przy tym równolegle z suwakiem nastawczym (2.1) są usytuowane kontrolne suwaki (3) z wycięciami dla dwóch pionowych blokad (4A i 4.2), z którymi współpracują odpowiednio moduły sterująco-kontrolne (5, 12) usytuowane symetrycznie względem modułu zamykającego (4).

3. Elektryczny napęd według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że kontrolne suwaki (3) mające przekrój kwadratowy lub prostokątny, są zaopatrzone w uszczelnienie składające się ze sprężystych blaszek zgarniających (11.2) i tworzywowych uszczelek (11.3) dociskanych sprężynami (11.4, 11.5) do powierzchni suwaków (3), przy tym uszczelki (11.3) są wykonane z tworzywa o niskim współczynniku tarcia.

4. Elektryczny napęd według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że nastawczy suwak (2.1) o przekroju prostokątnym ma uszczelnienie (10) składające się z dwóch zgarniających blaszek (10.1) i dwóch uszczelek (10.2), z tym, że blaszki (10.1) są umieszczone na górnej i dolnej powierzchni suwaka (2.1), a uszczelki (10.2) są dociskane do bocznych powierzchni suwaka (2.1) sprężynami (10.3), przy czym całość jest umieszczona w obudowie (10.4), do której są wkręcone dwie smarowniczki (10.5).