SE447645B

SE447645B - Spring-activated parking brake for a rail vehicle's braking movements

Info

Publication number: SE447645B
Application number: SE8500214A
Authority: SE
Inventors: F S Emilsson
Original assignee: Sab Nife Ab
Priority date: 1985-01-17
Filing date: 1985-01-17
Publication date: 1986-12-01
Also published as: SE8500214L; SE8500214D0

Abstract

A spring-activated parking brake for a rail vehicle includes a pressure spring (4) working in a break-activating direction on a piston (2) which is connected to a spindle (7) with a nut (13) in non-self limiting engagement with this. This nut can be coupled to a regulator sleeve (16), which is rotational with a worm gear (18, 19). In order to allow not only manual return of the piston (2) by means of the described device but also an automatic return of the actuator in return of pressurized air for its control with a visual indication of the actuator's condition a coupling plate (12) connectable to the nut (13) is positioned in an axially moveable fashion in the regulator sleeve (16) and is connected with a cup (9) which works to seal with a plunger (8) at the end of the spindle (7). The plunger and the cup form a cavity (10) in fluid connection with the chamber (5) via a canal (11) in the spindle.<IMAGE>

Description

447 e45r En sådan fjäderbromsaktuator av enkel, kraftig och relativt billig konstruktion uppnås enligt uppfinningen genom att reglerhylsan är försedd med en fast kopplingsdel liksom en kopplingsbricka, vilken är axiellt rörligt men icke-roterbart anordnad i reglerhylsan, varvid både kopplingsdelen och kopplingsbrickan kan kopplas till muttern vid dennas främre resp bakre ände, kopplingsbrickan under inverkan av en fjäder på muttern, varvid kopplings- brickan är förbunden med en utåt sluten kopp, som är axiellt styrd av huset koaxiellt med spindeln och i tätande samarbete med en plunge vid spindelns bakre ände, och ett slutet utrymme bildat av plungen och koppen har fluidumförbindelse med kammaren. Denna fluidumförbindelse från kammaren till utrymmet sker företrädesvis genom en kanal i spindeln för undvikande av externa ledningar och ytterligare tätningar. Such a spring brake actuator of simple, powerful and relatively inexpensive construction is achieved according to the invention in that the control sleeve is provided with a fixed coupling part as well as a coupling washer, which is axially movable but non-rotatably arranged in the control sleeve, whereby both the coupling part and the coupling washer can be coupled to the nut. at its front and rear ends, the coupling washer under the action of a spring on the nut, the coupling washer being connected to an outwardly closed cup which is axially guided by the housing coaxially with the spindle and in sealing cooperation with a plunger at the rear end of the spindle, and an enclosed space formed by the plunger and the cup has fluid communication with the chamber. This fluid connection from the chamber to the space preferably takes place through a channel in the spindle to avoid external conduits and further seals.

Baserat på antagandet att parkeringsbromsaktuatorn är ansatt under fjäderns kraft och att ingen luft är tillgänglig för kolvens återföring under sammanpressning av fjädern, är det möjligt att manuellt återföra kolven med dess spindel med hjälp av snäckväxeln via reglerhylsan, muttern och spindeln.Based on the assumption that the parking brake actuator is engaged under the force of the spring and that no air is available for the return of the piston during compression of the spring, it is possible to manually return the piston with its spindle by means of the worm gear via the control sleeve, nut and spindle.

Samtidigt härmed indrages koppen i huset, varvid dimensioneringen före- trädesvis är sådan att slutläget är med koppen väsentligen i nivå med huset. I detta manuellt återíörda läge hos aktuatorn är det naturligtvis möjligt att förflytta det fordon på vilket aktuatorn är monterad.At the same time, the cup is retracted into the housing, the dimensioning preferably being such that the final position with the cup is substantially level with the housing. In this manually restored position of the actuator, it is of course possible to move the vehicle on which the actuator is mounted.

Vid tillförseln av tryckluft till aktuatorkammaren sättes även utrymmet i koppen under samma tryck, vilket - med den beskrivna konstruktionen - betyder att koppen och muttern förflyttar sig bakåt och att mekanismen automatiskt återställes till sitt operationsläge, vilket indikeras av att koppen är helt uttryckt ur huset.When supplying compressed air to the actuator chamber, the space in the cup is also put under the same pressure, which - with the described construction - means that the cup and nut move backwards and that the mechanism is automatically restored to its operating position, which is indicated by the cup being completely out of the housing.

Om koppen är i ett mellanläge, indikerar den att bromsaktuatorn ansätter sin fjäder-kraft på bromsrörelsen.If the cup is in an intermediate position, it indicates that the brake actuator applies its spring force to the braking motion.

Figurförteckning Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka fig 1-3 är sidovyer, huvudsakligen i sektion, av en fjäderansatt parkeringsbromsaktuator enligt uppfinningen i tre olika arbetslägen.List of figures The invention will be described in more detail in the following with reference to the accompanying drawings, in which Figures 1-3 are side views, mainly in section, of a spring-mounted parking brake actuator according to the invention in three different operating positions.

Detaljerad beskrivning av en föredragen utföringsform Vid den inledande beskrivningen av aktuatorns konstruktion hänvisas till fig 1, som är försedd med hänvisningsbeteckningar, medan fig 2 och-B saknar sådana beteckningar för tydlighets skull. æë in” 447 645 På vilket konventionellt sätt som helst skall ett aktuatorhus 1 kunna fästas vid huset hos en ej visad, fluidummanövrerad servicebromsaktuator för ett rälsfordon, och aktuatorn enligt uppfinningen är avsedd att ge en bromskraft via servicebromsaktuatorn, nämligen via dess kolv.Detailed Description of a Preferred Embodiment In the initial description of the construction of the actuator, reference is made to Fig. 1, which is provided with reference numerals, while Figs. 2 and -B lack such designations for the sake of clarity. In any conventional manner, an actuator housing 1 must be able to be attached to the housing of a fluid actuated service brake actuator (not shown), and the actuator according to the invention is intended to provide a braking force via the service brake actuator, namely via its piston.

I detta hus 1 är en kolv 2 (med en tätning 3) axiellt rörlig under inverkan av å ena sidan en kraftig, skruvlinjeformad tryckfjäder ll i en parkeringsbromskraftansättande riktning framåt eller åt vänster på ritningen och å andra sidan av bromsfluidumtryck - tryckluft - i en kammare 5 i en frigör-ande riktning bakåt eller åt höger på ritningen.In this housing 1 a piston 2 (with a seal 3) is axially movable under the action of on the one hand a strong, helical compression spring 11 in a parking brake applying direction forward or to the left of the drawing and on the other hand of brake fluid pressure - compressed air - in a chamber 5 in a releasing direction backwards or to the right of the drawing.

Kolven 2 är fäst vid en kolvstâng 6, som har en gängad förlängning till höger om kolven i form av en spindel 7. Den bakre eller högra änden av spindeln 7 är i form av en plunge 8 i tätande samarbete med en axiellt rörlig kopp 9, som har en sluten ände bakåt eller till höger. På detta sätt bildas ett utrymme 10, som är förbundet med kammaren 5 med hjälp av en kanal ll i spindeln 7. Koppen 9 är axiellt rörligt styrd av den bakre eller högra änden av huset 1.The piston 2 is attached to a piston rod 6, which has a threaded extension to the right of the piston in the form of a spindle 7. The rear or right end of the spindle 7 is in the form of a plunge 8 in sealing cooperation with an axially movable cup 9, which has a closed end backwards or to the right. In this way a space 10 is formed, which is connected to the chamber 5 by means of a channel 11 in the spindle 7. The cup 9 is axially movably guided by the rear or right end of the housing 1.

Mot sin främre eller vänstra. ände är hylsan 5 försedd med en tandför- sedd kopplingsbricka 12, avsedd för samarbete med en likaså tandförsedd kopplingsyta på en mutter 13 i icke självhämmande ingrepp med spindeln 7.Towards its front or left. end, the sleeve 5 is provided with a toothed coupling washer 12, intended for cooperation with a similarly toothed coupling surface on a nut 13 in non-self-inhibiting engagement with the spindle 7.

En skruvlinjeformad tryckfjäder 11+ är anordnad mellan kopplingsbrickan 12 och ett axiellt lager 15 på muttern 13.A helical compression spring 11+ is arranged between the coupling washer 12 and an axial bearing 15 on the nut 13.

Kopplingsbrickan 12 är axiellt rörligt förbunden med en reglerhylsa 16, vilken för detta ändamål är försedd med en axiell ribba 16' i ingrepp med ett motsvarande spår i brickan 12. Mot sin främre eller vänstra ände är reglerhylsan 16 försedd med en tandförsedd kopplingsdel 17, avsedd för samarbete med en motsvarande tandförsedd kopplingsyta på muttern 13 under nedan beskrivna omständigheter.The coupling washer 12 is axially movably connected to a control sleeve 16, which for this purpose is provided with an axial rib 16 'in engagement with a corresponding groove in the washer 12. Towards its front or left end, the control sleeve 16 is provided with a toothed coupling part 17, intended for co-operation with a corresponding toothed coupling surface on the nut 13 under the circumstances described below.

Vid sin bakre eller högra ände är reglerhylsan 16 försedd med ett snäckhjul 18 samarbetande med en snäckskruv 19, vilken är lagrad i huset 1 och kan vridas manuellt från utsidan med hjälp av exempelvis ett ej visat handhjul. Reglerhylsan 16 är axiellt och radiellt lagrad i huset l med hjälp av ett lagerarrangemarig 20.At its rear or right end, the control sleeve 16 is provided with a worm wheel 18 cooperating with a worm screw 19, which is mounted in the housing 1 and can be turned manually from the outside by means of, for example, a handwheel (not shown). The control sleeve 16 is axially and radially mounted in the housing 1 by means of a bearing arrangement 20.

Fjäderbromsaktuatorns funktion skall nu beskrivas under hänvisning till fig 1-3, somzvisar tre olika arbetslägen.The function of the spring brake actuator will now be described with reference to Figs. 1-3, which show three different operating positions.

Fig 1 illustrerar fjäderbromsaktuatorn i ansatt läge, vid vilket atmosfärtryck råder i kammaren 5 och kolvstângen 6 ansätter en parkerings- bromskraft från fjädern till den ej visade servicebromsaktuatorn. 447 645 ll Qm det nu av något skäl inte finnes något bromsfluidumtryck tillgäng- ligt för införing i kammaren 5 för sammanpressning av fjädern 4 och sålunda frigöring av parkeríngsbromsen, är en manuell frlgöring möjlig på följande sätt.Fig. 1 illustrates the spring brake actuator in the applied position, at which atmospheric pressure prevails in the chamber 5 and the piston rod 6 applies a parking braking force from the spring to the service brake actuator (not shown). 447 645 ll If, for some reason, no brake fluid pressure is now available for insertion into the chamber 5 for compressing the spring 4 and thus releasing the parking brake, a manual release is possible in the following manner.

Genom manuell vridning av snäckskruven 19 fås reglerhylsan 16 och kopplingsbrickan 12 att vrida sig. Under inverkan av fjädern lll- är kopplingen mellan kopplingsbrickan 12 och muttern 13 i ingrepp, och därför vrider sig även muttern l3 runt spindeln 7 och förflyttar sig åt vänster därpå till- sammans med koppen 9. Muttern l3 rör sig längs spindeln 7, tills den når kopplingsdelen 17 på reglerhylsan 16, så att även den främre kopplingen på muttern 13 slutes.By manually turning the worm screw 19, the control sleeve 16 and the coupling washer 12 are made to turn. Under the action of the spring 11-, the coupling between the coupling washer 12 and the nut 13 is engaged, and therefore also the nut 13 rotates around the spindle 7 and moves to the left thereafter together with the cup 9. The nut 13 moves along the spindle 7, until it reaches the coupling part 17 on the control sleeve 16, so that also the front coupling on the nut 13 is closed.

Vid fortsatt vridning av reglerhylsan 16 med hjälp av snäckskruven 19 kommer muttern 13 att draga spindeln 7 och sålunda kolven 2 åt höger på ritningen, så att fjädern 4 sammanpressas och parkeringsbromsen frigöres. Ändläget för denna manuella frigöringsoperation illustreras i fig 2, där kolven 2 anligger mot muttern 13 och koppen 9 är helt indragen i huset l, varigenom en visuell indikering av aktuatorns "döda" läge indikeras.When the control sleeve 16 is continued to be rotated by means of the worm screw 19, the nut 13 will pull the spindle 7 and thus the piston 2 to the right in the drawing, so that the spring 4 is compressed and the parking brake is released. The end position of this manual release operation is illustrated in Fig. 2, where the piston 2 abuts the nut 13 and the cup 9 is fully retracted into the housing 1, whereby a visual indication of the "dead" position of the actuator is indicated.

Då tryckluft inmatas i kammaren 5, sker det följande med utgångspunkt från läget enligt fig 2: Luften föres genom kanalen ll till utrymmet lO och anbringar en kraft på koppen 9, vilken tenderar att skjuta denna ut ur huset 1.When compressed air is fed into the chamber 5, the following takes place starting from the position according to Fig. 2: The air is passed through the duct 11 to the space 10 and applies a force to the cup 9, which tends to push it out of the housing 1.

När den främre kopplingen mellan muttern 13 och kopplingsdelen l7 har frigjorts, följer kopplingsbrickan 12 koppen 9 och skjuter muttern 13 åt höger på spindeln 7 via fjädern 14. I detta tillstånd är kopplingen mellan kopplings- brickan och muttern öppen, sâ att muttern är fri att rotera på spindeln 7.When the front coupling between the nut 13 and the coupling part 17 has been released, the coupling washer 12 follows the cup 9 and pushes the nut 13 to the right of the spindle 7 via the spring 14. In this state the coupling between the coupling washer and the nut is open, so that the nut is free to rotate the spindle 7.

Denna rörelse åt höger fortsätter tills muttern 13 når plungen 8, vilket är läget visat i fig 3, vilken illustrerar ett pneumatisl läge för parkeringsbromsaktuatorn redo för service, såsom visuellt indikeras genom en helt utskjuten kopp 9.This movement to the right continues until the nut 13 reaches the plunger 8, which is the position shown in Fig. 3, which illustrates a pneumatic position of the parking brake actuator ready for service, as visually indicated by a fully extended cup 9.

Samma ändläge uppnås även om operationen startar från läget enligt fig l med ansatt fjäderbromsaktuator. Skillnaden är att muttern 13 i detta fall redan anligger mot plungen 8, och hela den enhet som består av kolven 2 med anslutna delar innefattande koppen 9 rör sig åt höger under samman- pressning av fjädern 4, då tryckluft inmatas i kammaren 5.The same end position is achieved even if the operation starts from the position according to Fig. 1 with the spring brake actuator used. The difference is that in this case the nut 13 already abuts against the plunger 8, and the whole unit consisting of the piston 2 with connected parts comprising the cup 9 moves to the right during compression of the spring 4, when compressed air is fed into the chamber 5.

Från det "normala", inaktiva läget enligt fig 3 med frigjord fjäder- bromsaktuator uppnås en parkeringsbromskraft i kolvstången 6 genom sänk- ning av lufttrycket i kammaren 5. Fjädern 4 får nu trycka kolven 2 och spindeln 7Iåt vänster under medbringning av muttern 13 och koppen 9 utan någon ändring avﬂderas relativa lägen._ Det ansatta läget hos parkeringsbromsaktuatorn indikeras visuellt av 'r den delvis indragna koppen 9, såsom visas i fig l. het» , sf” t »yFrom the "normal", inactive position according to Fig. 3 with the spring brake actuator released, a parking braking force is achieved in the piston rod 6 by lowering the air pressure in the chamber 5. The spring 4 is now allowed to push the piston 2 and the spindle 7 to the left while bringing the nut 13 and cup 9 without any change in their relative positions. The applied position of the parking brake actuator is visually indicated by the partially retracted cup 9, as shown in Fig. 1.

Claims

447 645 PATENT REQUIREMENTS

A spring-loaded parking brake actuator for the braking movement of a rail vehicle, which actuator comprises a piston (2) with a piston rod (6) movable in a housing (1) in a brake-applying direction forwards under the action of a compression spring (4) and in a brake-releasing direction backwards under the influence of compressed air in a chamber (5) on the opposite side of the piston, which is connected to a threaded spindle (7) provided with a nut (13) in non-self-restraining engagement therewith, whereby the nut can be connected to a control sleeve (16) , which is arranged in the housing coaxially with the spindle and is rotatable by means of a worm gear (18, 19) in the housing, characterized in that the control sleeve (16) is provided with a fixed coupling part (17) as well as a coupling washer (12), which is axially movable but non-rotatably arranged in-control sleeve, wherein both the coupling part and the coupling washer can be coupled to the nut (13) at its front and rear end, the coupling washer under the action of a spring (14) on the nut, wherein the coupling b the rick is connected to an outwardly closed cup (9), which is axially guided by the housing coaxially with the spindle (7) and in sealing cooperation with a plunger (8) at the rear end of the spindle, and a closed space (10) formed by the plunger and the cup has ﬂ uidum connection with the chamber (5).

Actuator according to claim 1, characterized in that the fluid connection from the chamber (5) to the space (10) takes place through a channel (1 1) in the spindle (7).