Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях пассажирских и грузовых вагонов.The present invention relates to the field of rail vehicles and can be used in the construction of passenger and freight cars.
Известен непрямодействующий тормоз рельсового экипажа. Так в книге «Технический справочник железнодорожника» под редакцией Е.Ф. Рудой в томе 6 «Подвижной состав» (Гос. транспортное железнодорожное издательство, М, 1952 г.) на стр.866, фиг.49 в разделе «Автоматические тормоза» показана и описана рычажная передача грузового четырехосного вагона, состоящая из шарнирно соединенных между собой рычагов и подвесок с триангилями и тормозными колодками, управляемыми тормозным цилиндром, подключенным к запасному резервуару через воздухораспределитель (см. фиг.44 на стр.863, а также стр.864 и 865), питаемым сжатым воздухом из тормозной магистрали. Существенным недостатком такого тормоза является то, что в случае утечки воздуха из запасного резервуара при длительной стоянке одиночного вагона или группы вагонов без локомотива и, следовательно, отсутствия давления сжатого воздуха в тормозной магистрали может произойти роспуск тормозов, что приведет к самодвижению последних. В практике, чтобы предупредить такое возможное явление, используют башмаки, которые укладывают на рельсы под колеса вагонов. Несмотря на свою эффективность такого рода фиксации подвижного состава, у него есть недостатки. Во-первых, операция установки башмаков вручную небезопасна, и, во-вторых, известны случаи, когда станционные работники забывают установить башмаки и, следовательно, самодвижение вагонов не исключено. В то же время известны случаи, когда те же работники забывают убрать башмаки, и тогда при начальном движении подвижного состава последний сходит с рельс.Known indirect brake rail crew. So in the book "Technical Reference Railwayman" edited by E.F. Ore in volume 6 “Rolling stock” (State Transport Railway Publishing House, M, 1952) on page 866, Fig. 49 in the section “Automatic brakes” shows and describes the lever transmission of a four-axle freight car, consisting of pivotally interconnected levers and suspensions with triangles and brake pads controlled by a brake cylinder connected to a spare tank through an air distributor (see Fig. 44 on p. 863, as well as p. 864 and 865), fed by compressed air from the brake line. A significant drawback of such a brake is that in the event of air leakage from a spare tank during long-term parking of a single carriage or a group of cars without a locomotive and, consequently, the lack of compressed air pressure in the brake line, brake release can occur, which will lead to their self-movement. In practice, in order to prevent such a possible phenomenon, use shoes that are laid on rails under the wheels of cars. Despite its effectiveness in fixing this type of rolling stock, it has drawbacks. Firstly, the operation of manually installing shoes is unsafe, and secondly, there are cases when station workers forget to install shoes and, therefore, the self-movement of cars is possible. At the same time, there are cases when the same workers forget to remove their shoes, and then, with the initial movement of the rolling stock, the latter goes off the rails.
Известен также непрямодействующий тормоз тележки рельсового экипажа, описанный в патенте RU 2255872. Такой тормоз содержит подобные комплектующие узлы и детали тормоза, представленного в аналоге, но имеет существенное отличие, которое заключается в том, что на тележке экипажа шарнирно закреплен дополнительный цилиндр, шток которого с возможностью поступательного движения расположен в пазу серьги, шарнирно закрепленной на двуплечем рычаге основного тормозного цилиндра. Поршень дополнительного цилиндра со стороны штока подпружинен, а непоршневая полость дополнительного цилиндра соединена с запасным резервуаром. В случае утечки воздуха из запасного резервуара экипаж затормаживается усилием, создаваемым пружиной дополнительного цилиндра, и его самодвижение исключается. Однако описанный тормоз обладает существенным недостатком, который заключается в том, что, как показывают расчеты, указанная пружина, например, в случае использования предложенной конструкции по патенту RU 2255872 на тележке грузового вагона должна создавать усилие около 1,5 т. Такое усилие требует и значительных по размеру диаметра витка пружины и ее длины. В то же время наличие дополнительного цилиндра усложняет указанную конструкцию и увеличивает тару вагона.The indirect brake of the rail carriage trolley is also known, described in patent RU 2255872. Such a brake contains similar components and brake parts shown in the analogue, but has a significant difference, which consists in the fact that an additional cylinder is pivotally mounted on the carriage trolley, the rod of which the possibility of translational movement is located in the groove of the earring, pivotally mounted on the two-arm lever of the main brake cylinder. The piston of the additional cylinder on the rod side is spring-loaded, and the non-piston cavity of the additional cylinder is connected to the spare tank. In the event of air leakage from the spare tank, the crew is inhibited by the force generated by the spring of the additional cylinder, and its self-movement is excluded. However, the described brake has a significant drawback, which, as calculations show, the specified spring, for example, when using the proposed design according to the patent RU 2255872 on the truck of a freight car should create a force of about 1.5 tons. This force requires considerable by the size of the diameter of the coil of the spring and its length. At the same time, the presence of an additional cylinder complicates this design and increases the container of the car.
Поэтому, целью предлагаемого изобретения является исключение из конструкции непрямодействующего тормоза дополнительного цилиндра.Therefore, the aim of the invention is the exclusion from the design of an inactive brake of an additional cylinder.
Поставленная цель достигается тем, что на внутренней образующей цилиндрической поверхности запасного резервуара, в его поперечной плоскости, выполнены круговые выточки, взаимодействующие подпружиненными телами качения, расположенными подвижно в радиальных каналах подпружиненного поршня причем, подпоршневая полость запасного резервуара соединена с трубопроводом его зарядки сжатым воздухом от воздухораспределителя через клапан питания, срабатывающий при давлении сжатого воздуха, находящегося в запасном резервуаре несколько выше номинального необходимого для удержания рельсового транспортного средства в заторможенном состоянии.This goal is achieved by the fact that on the inner generatrix of the cylindrical surface of the reserve tank, in its transverse plane, circular recesses are made, interacting with spring-loaded rolling bodies located movably in the radial channels of the spring-loaded piston, and the piston cavity of the reserve tank is connected to the pipeline for charging it with compressed air from the air distributor through a supply valve that operates at a pressure of compressed air located in the spare tank slightly higher than nominal required to keep the rail vehicle in a locked state.
На фиг.1 показана принципиальная схема непрямодействующего тормоза, а на фиг.2 клапан питания запасного резервуара в разрезе.In Fig.1 shows a schematic diagram of an indirect brake, and in Fig.2 the power valve of the spare reservoir in the context.
Непрямодействующий тормоз преимущественно рельсового транспортного средства состоит из тормозной магистрали 1, связанной трубопроводом 2 с воздухораспределителем 3, который с помощью трубопровода 4 соединен с запасным резервуаром 5. Запасный резервуар 5 снабжен клапаном питания 6, связанным также трубопроводом 7 с трубопроводом 4. Запасный резервуар 5 снабжен перепускным клапаном 8 и поршнем 9, шток 10 которого жестко присоединен к скобе 11 с пазом 12, а сам поршень 9 подпружинен пружиной сжатия 13 относительно запасного резервуара 5. Поршень 9 имеет радиальные каналы 14, в которых установлены фиксаторы шаровой формы 15, подпружиненные пружинами 16, причем запасный резервуар 5 имеет круговые выточки 17. В пазу 12 скобы И подвижно размещен палец 18, жестко закрепленный на штоке 19 поршня 20 тормозного цилиндра 21, подключенного с помощью трубопровода 22 к воздухораспределителю 3, а сам поршень 20 подпружинен пружиной сжатия 23 относительно тормозного цилиндра 21. Палец 18 также соединен с рычажным механизмом 24 привода тормозных колодок 25, контактирующих с колесом 26, перекатывающемуся по рельсу 27. Клапан питания 6 запасного резервуара 5 состоит из головки 28, контактирующей с седлом 29, которая снабжена стержнем 30 с жестко закрепленной на нем винтовой пружиной сжатия 31, а другой ее конец также жестко связан с цилиндрическим выступом 32, закрепленным на перегородке 33, имеющей отверстия 34.A non-direct brake of a predominantly rail vehicle consists of a brake line 1 connected by a pipe 2 to an air distributor 3, which is connected via a pipe 4 to a spare tank 5. The spare tank 5 is equipped with a supply valve 6, also connected by a pipe 7 to the pipe 4. The spare tank 5 is equipped the bypass valve 8 and the piston 9, the rod 10 of which is rigidly attached to the bracket 11 with a groove 12, and the piston 9 itself is spring-loaded with a compression spring 13 relative to the spare tank 5. The piston 9 them there are radial channels 14 in which the ball-shaped clamps 15 are mounted, spring-loaded with springs 16, and the spare tank 5 has circular recesses 17. A finger 18 is mounted in the groove 12 of the bracket And movably fixed to the rod 19 of the piston 20 of the brake cylinder 21 connected by the pipe 22 to the air distributor 3, and the piston 20 is spring-loaded with a compression spring 23 relative to the brake cylinder 21. The finger 18 is also connected to the lever mechanism 24 of the drive of the brake pads 25 in contact with the wheel 26 rolling on the rail 27. K the power supply 6 of the spare tank 5 consists of a head 28 in contact with the seat 29, which is equipped with a shaft 30 with a compression screw 31 rigidly fixed thereon, and its other end is also rigidly connected with a cylindrical protrusion 32, mounted on a partition 33 having holes 34 .
Работает непрямодействующий тормоз следующим образом. Из аналога известно, что, например, локомотив в сцепе с вагоном после соединения между собой их тормозных магистралей, в тормозную магистраль 1 вагона подается сжатый воздух давлением порядка 0,7 МПа, который проходит по стрелке А через трубопровод 2 в воздухораспределитель 3 и затем через трубопровод 4 попадает в запасный резервуар 5, перемещая его поршень 9 по стрелке В, сжимая пружину сжатия 13. Такое положение непрямодействующего тормоза показано на фиг.1. При этом, имеющийся воздух в подпоршневой полости поршня 9 удаляется в атмосферу через перепускной клапан 8 по стрелке С.Следует также отметить, что в указанную полость сжатый воздух через клапан питания 6, попасть не может, так как его головка 28 будет прижата к седлу 29 по стрелке Е поступающим сжатым воздухом в трубопровод 7 из трубопровода 4 тем же давлением в 0,7 МПа. Видно, что в этом случае тормозные колодки 25 находятся распущенном состоянии, и поезд готов к движению. Через какой-то промежуток времени движения у машиниста возникает ситуация, когда необходимо затормозить поезд. В этом случае им, широко известном в данной области техники способом, в тормозной магистрали снижают давление воздуха, например, на величину 0,1 МПа и тогда сжатый воздух из запасного резервуара 5 по трубопроводу 4 по стрелке F через воздухораспределитель 3 попадает в тормозной цилиндр 21 также но стрелке F и перемещает по стрелке К шток 19, сжимая пружину сжатия 23. Такое движение штока 19 способствует прижиму тормозных колодок 25 к колесу 26 по стрелке М за счет наличия рычажной передачи 24 (режим торможения в целом аналогичен описанному в книге Е.Ф. Рудой). Необходимо также отметить, что шток 19 своим пальцем 18 свободно движется в направлении стрелки К, проскальзывая в пазу 12. После того, как режим торможения прекращается, машинист повышает давление в тормозной магистрали 1 до ранее указанного значения, после чего все детали тормоза возвращаются в исходное положение, которое и показано на фиг.1, причем тормозные колодки распускаются, двигаясь в направлении, обратном стрелкам М.The non-acting brake operates as follows. It is known from the analogue that, for example, a locomotive coupled with a car after connecting their brake lines to each other, compressed air with a pressure of about 0.7 MPa is supplied to the brake line 1 of the car, which passes along arrow A through line 2 into air distributor 3 and then through the pipeline 4 enters the spare tank 5, moving its piston 9 in the direction of arrow B, compressing the compression spring 13. This position of the non-acting brake is shown in figure 1. At the same time, the existing air in the piston cavity of the piston 9 is removed into the atmosphere through the bypass valve 8 in the direction of arrow C. It should also be noted that compressed air cannot enter the indicated cavity through the supply valve 6, since its head 28 will be pressed against the seat 29 in the direction of arrow E by the incoming compressed air into the pipeline 7 from the pipeline 4 with the same pressure of 0.7 MPa. It can be seen that in this case the brake pads 25 are in a dissolved state, and the train is ready to move. After a certain period of time the driver has a situation where it is necessary to brake the train. In this case, they are well-known in the art, in the brake line reduce the air pressure, for example, by 0.1 MPa and then the compressed air from the reserve tank 5 through the pipe 4 along the arrow F through the air distributor 3 enters the brake cylinder 21 but also to arrow F and moves the rod 19 along arrow K, compressing the compression spring 23. This movement of the rod 19 contributes to the brake pads 25 being pressed against the wheel 26 along arrow M due to the presence of the lever gear 24 (the braking mode is generally similar to that described in book E.F . R milk yield). It should also be noted that the rod 19 with its finger 18 moves freely in the direction of the arrow K, slipping into the groove 12. After the braking mode is stopped, the driver increases the pressure in the brake line 1 to the previously specified value, after which all the brake parts are returned to the original position, which is shown in figure 1, and the brake pads open, moving in the direction opposite to the arrows M.
Предположим теперь, что вагон оказался отцепленным от локомотива, запасный резервуар 5 заполнен сжатым воздухом, например, давлением 0,5 МПа, поршень 20 тормозного цилиндра 21 переместился по стрелке К и привел своим штоком 19 рычажную передачу 24, которая и прижала тормозные колодки 25 к колесу 26 по стрелкам М, затормозив тем самым вагон. По мере отстоя вагона давление в запасном цилиндре 21 и запасном резервуаре 5 начинает падать за счет истощения тормоза и, например, достигает какого-то номинального значения 0,15 МПа, после которого уже тормозные колодки 25 не смогут удержать вагон на месте за счет наличия соответствующего уклона пути. Однако клапан питания 6, у которого пружина сжатия 13 рассчитана на усилие чуть больше 0, 15 МПа, например, равное 0,16 МПа переместит головку 28 в направлении, обратном стрелке Е и тогда сжатый воздух поступит в подпоршневую полость поршня 9 и он начнет перемещаться по направлению, противоположному стрелке В, не только под действием давления 0,16 МПа но и под действием ранее сжатой пружины сжатия 13. Такое движение поршня 9 позволит своим штоком 10 и скобой 11 в этом же направлении переместить и шток 19 с поршнем 20 тормозного цилиндра 21 в этом же направлении за счет наличия пальца 18 в пазу 12 скобы 11, что и исключит роспуск тормозных колодок. Давление движения поршня 9 приведет к тому, что его фиксаторы шаровой формы 15 войдут одну из круговых выточек 17 и надежно зафиксируют поршень 9, исключив его движение при дальнейшем истощении тормоза. В случае, когда вагону необходимо обеспечивать движение и снять его с тормоза вновь, к нему присоединяют локомотив, подключают к нему тормозную магистраль 1, что позволяет заполнить сжатым воздухом запасный резервуар 5, который под давлением вновь около 0,7 МПа воздействует на поршень 9 с таким усилием, что фиксаторы шаровой формы 15 не смогут удержать последний, и он начнет перемещаться в направлении стрелки В, вытесняя находящийся в подпоршневой полости поршня 9 воздух через перепускной клапан 8 в атмосферу по стрелке С, сжимая пружину сжатия 13 до тех пор, пока он не займет положение, показанное на фиг.1. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.Suppose now that the car turned out to be detached from the locomotive, the spare tank 5 is filled with compressed air, for example, with a pressure of 0.5 MPa, the piston 20 of the brake cylinder 21 has moved along the arrow K and brought its rod gear 24 with its rod 19, which pressed the brake pads 25 to wheel 26 according to the arrows M, thereby braking the car. As the car stagnates, the pressure in the spare cylinder 21 and the spare tank 5 begins to fall due to depletion of the brake and, for example, reaches some nominal value of 0.15 MPa, after which the brake pads 25 will not be able to hold the car in place due to the presence of the corresponding slope path. However, the supply valve 6, in which the compression spring 13 is designed for a force of slightly more than 0, 15 MPa, for example, equal to 0.16 MPa will move the head 28 in the direction opposite to arrow E and then the compressed air will enter the piston cavity of the piston 9 and it will begin to move in the direction opposite to arrow B, not only under the action of a pressure of 0.16 MPa but also under the action of a previously compressed compression spring 13. Such a movement of the piston 9 will allow its rod 10 and bracket 11 to move the rod 19 in the same direction with the piston 20 of the brake cylinder 21 in the same direction and due to the presence of the finger 18 in the groove 12 of the bracket 11, which will exclude the dissolution of the brake pads. The pressure of movement of the piston 9 will lead to the fact that its clamps of the spherical shape 15 will enter one of the circular grooves 17 and securely fix the piston 9, excluding its movement with further depletion of the brake. In the case when the car needs to be driven and removed from the brake again, a locomotive is attached to it, the brake line 1 is connected to it, which allows filling the reserve tank 5 with compressed air, which again acts on the piston for about 9 seconds with a pressure of 0.7 MPa so much so that the ball-shaped clamps 15 cannot hold the latter, and it begins to move in the direction of arrow B, displacing the air in the piston cavity of the piston 9 through the bypass valve 8 into the atmosphere along arrow C, compressing the compression spring 13 until it occupies the position shown in FIG. 1. Further, the processes described may be repeated repeatedly.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как оно более просто по конструкции и достаточно эффективно в работе.The technical and economic advantage of the proposed technical solution in comparison with the known ones is obvious, since it is more simple in design and quite efficient in operation.
