PL239618B1 - Siłownik hamulca postojowego - Google Patents

Abstract

W siłowniku hamulca postojowego na gwincie śruby (1) osadzona jest nakrętka (2) z gwintem niesamohamownym współpracująca z tuleją prowadzącą (3). Nakrętka (2) związana jest z tłokiem (4) siłownika, przy czym współpracujące ze sobą powierzchnie stożkowe nakrętki (2) i tulei prowadzącej (3) tworzą sprzęgło (5). Tuleja prowadząca (3) jest połączona suwliwie, za pomocą połączenia kształtowego (6), z tuleją oporową (7), wewnątrz której osadzona jest tuleja z zębatką (8) współpracującą z mechanizmem zapadkowym (9). Między powierzchnią tulei oporowej (7) i powierzchnią tłoka (4) siłownika zamontowana jest sprężyna robocza (10). Połączenie kształtowe (6) tworzy rowek w tulei prowadzącej (3), biegnący wzdłuż jej tworzącej i czop osadzony w tulei z zębatką (8). Korzystnym skutkiem stosowania wynalazku jest możliwość istotnego zmniejszenia siły koniecznej do awaryjnego zwolnienia sprężynowego hamulca postojowego. Dodatkowo rozwiązanie pozwala na stosowanie prostych kształtów cięgieł służących do zwalniania - typowych i powszechnie stosowanych przy odluźniaczach hamulca pneumatycznego.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest siłownik hamulca postojowego, przeznaczony do zastosowania w pojazdach zwłaszcza w pojazdach szynowych.

W siłownikach hamulca postojowego, przeznaczonych do zabezpieczenia przed ruchem pojazdu szynowego na postoju bez dostarczania dodatkowej energii, wykorzystuje się energię sprężystą, zakumulowaną w sprężynie umieszczonej w cylindrze siłownika. Uwolniona, przez odpowietrzenie cylindra, energia sprężysta, oddziałuje na mechaniczną część układu hamulcowego powoduje nacisk klocków hamulcowych na powierzchnie toczne kół i wytworzenie siły tarcia, która zabezpiecza pojazd na postoju.

W dotychczas stosowanych rozwiązaniach tłok cylindra z tuleją prowadząca sprzęgany jest z trzpieniem roboczym współpracującym z mechaniczną część układu hamulcowego. Uruchomienie bądź zluzowanie hamulca postojowego odbywa się odpowiednio przez opróżnianie bądź napełnianie części pneumatycznej siłownika hamulca pneumatycznego.

Alternatywnie konieczne jest awaryjne mechaniczne - najczęściej ręczne zwolnienie hamulca postojowego. Funkcja awaryjnego zwolnienia wymaga rozłączenia sprzęgła obciążonego siłą pochodzącą od sprężyny roboczej siłownika hamulca postojowego - najczęściej kilkaset kilogramów.

W znanych rozwiązaniach tłoczysko siłownika hamulca postojowego stanowi tuleja prowadząca z wałkiem i sprzęgłem w postaci obwodowo rozmieszczonych kulek łożyskowych blokowanych stożkiem tulei prowadzącej. Wysuwający się pod wpływem sprężonego powietrza tłok przesuwa tuleję prowadzącą i kulki łożyskowe, pod wpływem stożka tulei prowadzącej i sprężyny. Załączenie sprzęgła następuje w momencie wpadnięcia kulek łożyskowych w obwodowy rowek wykonany w wałku. Taki stan utrzymywany jest siłą sprężyny naciskowej. Awaryjne mechaniczne zwolnienie hamulca postojowego następuje w wyniku rozłączenia sprzęgła na skutek przesunięcia tulei prowadzącej ze stożkiem, mającego miejsce w trakcie ściśnięcia sprężyny naciskowej, względem wałka. Wówczas pojawia się siła promieniowa, która przemieszcza kulki łożyskowe i rozłącza sprzęgło. Siła rozprzęgająca musi przede wszystkim pokonać siły tarcia w sprzęgle pochodzące od napięcia roboczego sprężyny. Siła ta jest tak duża, że przy siłowniku hamulca postojowego stosuje się redukujące ją układy dźwigniowe. Większość pojazdów szynowych zwykle zawiera również hamulec postojowy, który może, ale nie musi, wykorzystywać cylinder hamulcowy pojazdu szynowego do utrzymywania pojazdu na miejscu jego postoju.

Mechanizm blokujący hamulca postojowego działa, aby zablokować i odblokować hamulec postojowy. Dla celów odblokowania lub zwolnienia hamulca postojowego mechanizm blokujący hamulca postojowego zawiera środki, za pomocą których siła jest przykładana bezpośrednio do mechanizmu blokującego. Mechanizm blokujący hamulca postojowego może być usytuowany w różnych miejscach w odniesieniu do cylindra hamulcowego. Na przykład, mechanizm blokujący może być umieszczony w obudowie cylindra hamulcowego albo może być zamontowany na obudowie cylindra hamulcowego lub może być zamontowany lub połączony z pojazdem szynowym w miejscu oddalonym od cylindra hamulcowego i połączonym z cylindrem hamulcowym. Takie zamknięcie, montaż lub połączenie może znajdować się na lub po stronie przestrzeni ciśnieniowej lub po stronie przestrzeni bezciśnieniowej cylindra hamulcowego. Mechanizm blokujący hamulca postojowego hamulca postojowego, niezależnie od położenia względem siłownika hamulca, jest połączony z siłownikiem skonfigurowanym do uruchamiania i zwalniania hamulców pojazdu szynowego.

Z opisu wynalazku, ujawnionego w opisie patentowym USA numer US9623855 B2 znane jest rozwiązanie układu hamulcowego w którym stosowane są siłowniki hamulca postojowego. Zgodnie z ujawnionym wynalazkiem układ hamulcowy, zawiera cylinder hamulcowy i hamulec postojowy. Cylinder hamulcowy zawiera obudowę mającą korpus ciśnieniowy i pokrywę. Korpus ciśnieniowy zawiera stronę przestrzeni bezciśnieniowej cylindra hamulcowego i stronę przestrzeni ciśnieniowej cylindra hamulcowego. Tłok ciśnieniowy jest umieszczony wewnątrz obudowy. Umieszczony wewnątrz obudowy gwintowany wał pierwszy jest połączony na jednym końcu z tłokiem ciśnieniowym, a na drugim końcu z drugim wałem. W celu zastosowania i zwolnienia hamulców pojazdu szynowego drugi wał jest połączony z prętem, który jest skonfigurowany do współpracy z innymi elementami układu hamulcowego pociągu. Tłok ciśnieniowy, drugi wał i pręt mogą, w dowolnej kombinacji lub pojedynczo, tworzyć i być określane jako siłownik skonfigurowany do stosowania i zwalniania hamulców pojazdu szynowego. Siłownik może, jak wspomniano powyżej, współpracować z innymi elementami, takimi jak sworznie, pręty lub dźwignie w celu zastosowania i zwolnienia hamulców pojazdu szynowego, jak pokazano lub sugerowano w przykładach wykonania ujawnienia opublikowanego w tym dokumencie. Cylinder hamulcowy

PL 239 618 B1 ma na obudowie pierwszy otwór, przeznaczony do odbierania sygnałów ciśnienia powietrza wypływającego ze zbiornika w odpowiedzi na sygnały na przewodzie hamulcowym pneumatycznego układu hamulcowego pociągu w celu zastosowania i zwolnienia hamulców pojazdu szynowego. Gdy hamulce pojazdu szynowego są uruchamiane, tłok ciśnieniowy jest przesuwany w prawo. Cylinder hamulcowy zawiera również sprężynę, która powraca tłok ciśnieniowy w lewo lub do położenia zwolnionego. Drugi otwór na obudowie cylindra hamulcowego jest przeznaczony do odbierania sygnałów ciśnienia powietrza wypływającego z przewodu hamulcowego pociągu. Ciśnienie powietrza wchodzącego do drugiego otworu powoduje przykładanie siły na umieszczony wewnątrz obudowy mechanizm blokujący hamulca postojowego. Ciśnienie zwalniania hamulca postojowego jest wynikiem ładowania przewodu hamu lcowego podczas rozruchu. Sygnał hamowania w przewodzie hamulcowym powstaje w wyniku spadku ciśnienia w przewodzie hamulcowym. Mechanizm blokujący hamulca postojowego zawiera pierwszy element stanowiący obrotową nakrętkę blokującą, która obraca się wokół gwintowanego pierwszego wału. Mechanizm blokujący zawiera również drugi element, stanowiący tuleję blokującą. W celu zablokowania i odblokowania mechanizmu blokującego hamulca postojowego zęby znajdujące się na pierwszej powierzchni obrotowej nakrętki współpracują z zębami znajdującymi się na drugiej powierzchni tulei blokującej. Tuleja blokująca jest ruchoma lub przesuwna osiowo względem wału pierwszego i względem wału drugiego. Wstawiony w rowek wału drugiego sworzeń zapobiega obracaniu się tulei blokujące j wokół wału pierwszego. Układ hamulcowy zawiera środki do odblokowania mechanizmu zablokowanego hamulca postojowego. Środki te obejmują automatyczne urządzenie uwalniające ciśnienie powietrza i mechaniczne urządzenie zwalniające. W automatycznym urządzeniu do uwalniania ciśnienia powietrza cylinder hamulcowy na obudowie zawiera drugi otwór przeznaczony do przyjmowania ciśnienia powietrza z przewodu hamulcowego. Znajdujący się na obudowie drugi otwór w obszarze zewnętrznej średnicy tulei blokującej jest połączony przewodem z obszarem styku. Zablokowany mechanizm blokujący hamulca postojowego jest odblokowany lub zwolniony przez przyłożenie ciśnienia powietrza z przewodu hamulcowego przez drugi otwór i przewód łączący go z obszarem stykowym, napędzającego w ten sposób tuleję blokującą od nakrętki blokującej przez odłączenie powierzchni styków. Gdy ciśnienie w przewodzie hamulcowym jest usuwane z obszaru styku, sprężyna zawraca tuleję blokującą, aby sprzęgnąć nakrętkę blokującą i ponownie mechanizm blokujący znajduje się w położeniu zablokowanym. Usunięcie ciśnienia w przewodzie hamulcowym następuje, w przypadkach gdyby przewód hamulcowy pękł lub pojazd szynowy został zatrzymany na dłużej, a przewód hamulcowy pociągu został odłączony. Dla realizacji mechanicznego zwolnienia zablokowanego mechanizmu blokującego, cylinder hamulcowy zawiera zamknięty w pokrywie obrotowy trzpień. Obrotowy trzpień na pierwszym końcu jest odpowiednio uformowany do przyjmowania siły powodującej jego obrót, na przykład ręcznie, od klucza czy też napędu powietrznego. Na drugim końcu obrotowy trzpień ma uformowane krawędzie do sprzęgania obszaru styku tulei blokującej, gdy trzon jest obracany odpowiednio w kierunku przeciwnym lub przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Gdy obrotowy trzpień jest częściowo obrócony jedna z usytuowanych na jego drugim końcu krawędzi styka się z obszarem styku tulei blokującej, ale nakrętka blokująca i tuleja blokująca pozostają sprzężone. Po dodatkowym obrocie obrotowego trzpienia krawędź trzpienia całkowicie sprzęga się z obszarem styku i napędza tuleję blokującą od nakrętki blokującej, rozłączając w ten sposób powierzchnie styku. Gdy siła wcześniej przyłożona do pierwszego końca obrotowego trzpienia zostaje usunięta sprężyna przemieszcza tuleję blokującą z powrotem w kierunku nakrętki blokującej, powodując wypchnięcie krawędzi trzpienia z obszaru styku, a trzon powraca do położenia neutralnego. Sprężyna dalej przemieszcza tuleję blokującą tak, że powierzchnie styku ponownie łączą się ze sobą. Aby zwolnić hamulec postojowy lub zablokowany mechanizm blokujący, dostępne są dwie opcje. Po pierwsze, ciśnienie w przewodzie hamulcowym można przyłożyć przez otwór i przewód na tuleję blokującą, która poprowadzi tuleję blokującą od nakrętki blokującej przeciw sile sprężyny. Zwykle ma to miejsce, gdy pojazd szynowy jest połączony w pociągu. Jednakże ciśnienie powietrza może być przykładane do przewodu hamulcowego z dowolnego źródła. W konsekwencji sprężyna całkowicie wycofuje tłok ciśnieniowy, usuwając w ten sposób siłę hamowania cylindra hamulcowego i hamulec postojowy zostanie zwolniony.

Siła rozprzęgająca musi przede wszystkim pokonać siły tarcia w sprzęgle pochodzące od napięcia roboczego sprężyny. Siła ta jest tak duża, że przy siłowniku hamulca parkingowego stosuje się redukujące ją układy dźwigniowe. Charakter zabudowy siłownika hamulca postojowego na podwoziu najczęściej pod ostoją, bez bezpośredniego dostępu do siłownika - wymusza stosowanie usprężynowanych zwrotnie elastycznych cięgieł (mających postać linki Bowdena) wyprowadzających uchwyty służące do wytworzenia siły zwalniającej (rozprzęgającej) hamulec postojowy na obie strony pojazdu.

PL 239 618 B1

Celem wynalazku jest konstrukcja siłownika hamulca postojowego, określanego często również jako hamulca parkingowego, umożliwiającego awaryjne zwalnianie hamulca postojowego ze zmniejszoną siłą.

Istotą konstrukcji siłownika postojowego, który zgodnie z wynalazkiem zawiera śrubę, tuleję prowadzącą, tłok siłownika i sprężynę roboczą, charakteryzuje się tym, że na gwincie śruby osadzona jest nakrętka z gwintem niesamohamownym współpracująca z tuleją prowadzącą, natomiast nakrętka związana jest z tłokiem siłownika, przy czym współpracujące ze sobą powierzchnie stożkowe nakrętki i tulei prowadzącej tworzą sprzęgło, poza tym tuleja prowadząca jest połączona suwliwie, za pomocą połączenia kształtowego, z tuleją oporową, wewnątrz której osadzona jest tuleja z zębatką współpracującą z mechanizmem zapadkowym, natomiast między powierzchnią tulei oporowej i powierzchnią tłoka siłownika zamontowana jest sprężyna robocza. Według innej, korzystnej cechy wynalazku połączenie kształtowe tworzy rowek w tulei prowadzącej, biegnący wzdłuż jej tworzącej i czop osadzony w tulei z zębatką. Według kolejnej, korzystnej cechy wynalazku połączeniem kształtowym jest połączenie wielokarbowe biegnące wzdłuż tworzącej tulei prowadzącej. Według następnej, korzystnej cechy wynalazku połączeniem kształtowym jest połączenie wielowypustowe biegnące wzdłuż tworzącej tulei prowadzącej.

Korzystnym skutkiem stosowania wynalazku jest możliwość istotnego zmniejszenia siły koniecznej do awaryjnego zwolnienia sprężynowego hamulca postojowego. Dodatkowo rozwiązanie pozwala na stosowanie prostych kształtów cięgieł służących do zwalniania - typowych i powszechnie stosowanych przy odluźniaczach hamulca pneumatycznego.

Przedmiot wynalazku zostanie bliżej wyjaśniony za pomocą jego przykładowej realizacji zilustrowanej rysunkiem, na którym Fig. 1 jest półprzekrojem wzdłużnym siłownika, a Fig. 2 półprzekrojem poprzecznym siłownika.

P r z y k ł a d

Na gwincie śruby 1 osadzona jest nakrętka 2 z gwintem niesamohamownym współpracująca z tuleją prowadzącą 3. Nakrętka 2 związana jest z tłokiem 4 siłownika. Współpracujące ze sobą powierzchnie stożkowe nakrętki 2 i tulei prowadzącej 3 tworzą sprzęgło 5. Tuleja prowadząca 3 jest połączona suwliwie, za pomocą połączenia kształtowego 6, z tuleją oporową 7, wewnątrz której osadzona jest tuleja z zębatką 8 współpracującą z mechanizmem zapadkowym 9. Między powierzchnią tulei oporowej 7 i powierzchnią tłoka 4 siłownika zamontowana jest sprężyna robocza 10. Połączenie kształtowe 6 tworzy rowek w tulei prowadzącej 3, biegnący wzdłuż jej tworzącej i czop osadzony w tulei z zębatką 8. Działanie siłownika według wynalazku oparte jest na przenoszeniu siły, pochodzącej od sprężyny roboczej 10, poprzez śrubę 1 i nakrętkę 2 z naciętym gwintem niesamohamownym oraz mechanizm zapadkowy 9 do awaryjnego zwalniania sprężyny roboczej 10 siłownika.

W innych przykładach realizacji wynalazku połączeniem kształtowym 6 może być połączenie wielokarbowe biegnące wzdłuż tworzącej tulei prowadzącej 3 lub połączenie wielowypustowe biegnące wzdłuż tworzącej tulei prowadzącej 3. Rozwiązanie według wynalazku wyróżnia wykorzystanie w połączeniu kształtowym 6 prostych elementów mocujących, takich jak czopy, wpusty, wielowypusty czy wielokarby, które przenoszą moment obrotowy i umożliwiają swobodne przemieszczanie poosiowe. Bez względu na zastosowanie przykładowych realizacji połączenia kształtowego 6 siłownik hamulca postojowego działa zasadniczo tak samo.

Zastrzeżenia patentowe

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Siłownik hamulca postojowego, zawierający śrubę, tuleję prowadzącą, tłok siłownika i sprężynę roboczą, znamienny tym, że na gwincie śruby (1) osadzona jest nakrętka (2) z gwintem niesamohamownym współpracująca z tuleją prowadzącą (3), natomiast nakrętka (2) związana jest z tłokiem (4) siłownika, przy czym współpracujące ze sobą powierzchnie stożkowe nakrętki i tulei prowadzącej (3) tworzą sprzęgło (5), poza tym tuleja prowadząca jest połączona suwliwie, za pomocą połączenia kształtowego (6), z tuleją oporową (7), wewnątrz której osadzona jest tuleja z zębatką (8) współpracującą z mechanizmem zapadkowym (9), natomiast między powierzchnią tulei oporowej (7) i powierzchnią tłoka (4) siłownika zamontowana jest sprężyna robocza (10).

   PL239 618 Β1
2. 2. Siłownik hamulca postojowego, według zastrz. 1, znamienny tym, że połączenie kształtowe (6) tworzy rowek w tulei prowadzącej (3), biegnący wzdłuż jej tworzącej i czop osadzony w tulei z zębatką (8).
3. 3. Siłownik hamulca postojowego, według zastrz. 1, znamienny tym, że połączeniem kształtowym (6) jest połączenie wielokarbowe biegnące wzdłuż tworzącej tulei prowadzącej (3).
4. 4. Siłownik hamulca postojowego, według zastrz. 1, znamienny tym, że połączeniem kształtowym (6) jest połączenie wielowypustowe biegnące wzdłuż tworzącej tulei prowadzącej (3).