PL224209B1 - Klocek hamulcowy, zwłaszcza do pojazdów szynowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest klocek hamulcowy, zwłaszcza do pojazdów szynowych, w których hamowanie odbywa się poprzez dociskanie klocka hamulcowego do bieżni koła jezdnego pojazdu.

Podczas hamowania ściera się część klocka dociskana do bieżni koła jezdnego pojazdu szynowego. Z tego powodu, często klocki hamulcowe zbudowane są tak, że posiadają wymienne części najszybciej wycierane, tak zwane wstawki klocków hamulcowych. Wynalazek dotyczy zarówno klocków hamulcowych bez wstawek, jak i posiadających wstawki. Klocki hamulcowe bezpośrednio trące podczas hamowania, lub wstawki klocków hamulcowych pojazdów szynowych wykonywane są z różnych materiałów, na przykład ze specjalnego żeliwa lub specjalnych materiałów kompozytowych.

Klocki hamulcowe lub ich wstawki, na części podlegającej ścieraniu mogą posiadać różne rowki. Znane są klocki hamulcowe oraz wstawki klocków hamulcowych z rowkami, na przykład z patentu niemieckiego nr 2 211 703, posiadające dwa poprzeczne rowki przelotowe od strony części ulegającej ścieraniu podczas hamowania. Zadaniem tych rowków jest obniżenie temperatury powierzchni trących co powoduje wzrost trwałości powierzchni trącej oraz wychwytywanie iskier powstających przy intensywnym hamowaniu. Rowki te winny istnieć podczas całej żywotności klocka. Głębokość tych rowków jest niestety nieco mniejsza od dopuszczalnej grubości części klocka albo wstawki przeznaczonej na ścieranie, co jest wadą tych rowków. Ograniczenie głębokości rowków wynika z wymaganej wytrzymałości wstawki na udarowe zginanie.

Znane jest też z patentów polskich nr 170 619 i 175 345 zastępowanie rowków przelotowych parami rowków nieprzelotowych oraz z patentów polskich nr 185 790 i 207 328 zastępowanie pary rowków nieprzelotowych rowkami przelotowymi krzywoliniowymi. Rozwiązania te oprócz zalet wstawek z poprzecznymi rowkami przelotowymi prostoliniowymi posiadają większą od nich wytrzymałość na udarowe zginanie. Dodatkową ich zaletą jest wprowadzenie asymetrii rozmieszczenia rowków względem płaszczyzny dzielącej szerokość powierzchni trącej wstawki klocka hamulcowego na dwie połowy. Asymetria ta powoduje chwilowe dodatkowe cieplne wyginanie się boczne wstawki w czasie intensywnego hamowania prostopadłe do deformacji wzdłuż długości występujące dla wstawek bez rowków i z rowkami symetrycznymi. Przyczyna tego bocznego wyginania są różne długości nieprzerwanego materiału wzdłuż lewego i prawego boku wstawki. Różne długości boków bez rowków powodują podczas hamowania różne długości chwilowego wydłużenia cieplnego wstawki wzdłuż lewego i prawego jej boku. Jest to przyczyna chwilowych bocznych deformacji cieplnych wstawki. Deformacje boczne powodują że punkty wstawki będące w styku z bieżnią wykonują dodatkowy ruch boczny wspomagający korzystne czyszczenie bieżni koła z różnego rodzaju przywarć i nalepów.

Głębokości rowków ograniczone są wytrzymałością na udarowe zginanie takich wstawek i są mniejsze niż dopuszczalna możliwość zużywania się wstawek. Dlatego w końcowym okresie zużycia wstawki te pracują już jako gładkie, bez rowków na powierzchni trącej. Jest to ich główna niedogodność.

Znane są też z patentów polskich 194 539 i 197 774 wstawki z rowkami i dodatkowo z przelotowym i otworami poprzecznymi równoległymi do tych rowków. Wstawka po zużyciu swej części z rowkami, odsłania boki otworów przelotowych i wtedy otwory te stanowią nowe rowki na powierzchni trącej wstawki. Dzięki temu można zapewnić występowanie rowków przelotowych poprzecznych przez cały czas zużywania się wstawki, przy wystarczającej jej wytrzymałości na udarowe zginanie. Niedogodnością klocków hamulcowych lub ich wstawek ze znanymi otworami przelotowymi lub nieprzelotowymi są trudności technologiczne związane z koniecznością wykonywania otworów w odlewach.

Celem wynalazku jest opracowanie wstawki klocka hamulcowego pojazdów szynowych, w których hamowanie odbywa się poprzez dociskanie klocka hamulcowego do bieżni koła jezdnego pojazdu - bez wymienionych wyżej niedogodności.

Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, że na powierzchni bocznej dłuższych boków klocka hamulcowego lub jego wstawki znajdują się poprzeczne rowki nieprzelotowe o wlocie od strony grzbietowej wstawki. Dzięki temu chwilowe wyginanie boczne wstawki, występuje także wtedy gdy są już starte rowki od strony powierzchni trącej wstawki z rowkami niesymetrycznymi względem płaszczyzny dzielącej szerokość powierzchni trącej wstawki klocka hamulcowego na połowy.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest, że przez cały okres zużywania się wstawki z rowkami niesymetrycznymi na powierzchni trącej względem płaszczyzny dzielącej szerokość powierzchni trącej wstawki klocka hamulcowego na połowy, jest zapewnienie wspomaganie działania czyszczącego bieżnię koła oraz zmniejszającego zapalność iskrzenia.

PL 224 209 B1

Wspomniana wyżej asymetria rowków na powierzchni trącej powoduje zwiększanie składowej bocznej odkształceń cieplnych wstawki co ułatwia czyszczenie bieżni kół jezdnych z przywarć i nalepów oraz wpływa na wzrost równomierności zużycia tych bieżni. Szczególnie wyraźnie występuje to przy nagłym intensywnym hamowaniu gdyż wtedy następuje intensywne rozgrzewanie się warstwy wierzchniej wstawki od strony powierzchni trącej a wstawka ulega znacznym odkształceniom cieplnym.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia klocek hamulcowy w widok z boku, fig. 2 i fig. 4 - widoki klocków hamulcowych od strony powierzchni trącej, zaś fig. 3 i fig. 5 odpowiednio przekroje klocków zobrazowanych na fig. 2 i fig. 4.

Klocek hamulcowy którego powierzchnię trącą 1 przedstawiono na fig. 2 posiadająca na swej powierzchni trącej 1 rowki niesymetryczne 2 i 3 względem płaszczyzny symetrii 4, posiada rowki nieprzelotowe 5 i 6 na dłuższych swych bokach 7 i 8. Rowki nieprzelotowe 5 i 6 nie łączą się z rowkami 2 i 3 co zobrazowano na fig. 3. Maksymalna głębokość nieprzelotowych rowków boczny 5 i 6 ograniczona jest wtopką 11.

Klocek hamulcowy którego powierzchnię trącą 1 przedstawiono na fig. 4 posiadająca na swej powierzchni trącej 1 rowki niesymetryczne 9 i 10 względem płaszczyzny symetrii 4, posiada rowki nieprzelotowe 5 i 6 na dłuższych swych bokach 7 i 8. Rowki nieprzelotowe 5 i 6 nie łączą się z rowkami 9 i 10 co przedstawiono na fig. 5.

W wyniku ścierania powierzchni trącej zmniejsza się głębokość rowków 2, 3, 9, 10. Po znacznym zmniejszeniu głębokości odsłaniają się rowki nieprzelotowe 5, 6 tworząc nowe rowki na powierzchni trącej. Dzięki temu rowki na powierzchni trącej występują przez cały czas zużywania się klocka hamulcowego lub jego wstawki a niesymetryczność rowków względem płaszczyzny symetrii zapewnia dodatkowe boczne odkształcenia cieplne wstawki przy intensywnym hamowaniu.

Claims (2)

1. Klocek hamulcowy zwłaszcza do pojazdów szynowych, posiadający na powierzchni ciernej rowki, znamienny tym, że na powierzchni co najmniej jednego ze swych dłuższych boków 7 lub 8 posiada co najmniej dwa poprzeczne rowki nieprzelotowe 5, lub 6 z wylotem od grzbietu wstawki.

2. Klocek według zastrz. 1, znamienny tym, że głębokość rowków 5 i 6 jest mniejsza od szerokości powierzchni ciernej 1 wstawki.