SK81697A3 - Rail vehicle brake device - Google Patents

Description

Brzdiace zariadenie pre koľajové vozidlá

Oblasť techniky

Vynález sa týka brzdiaceho zariadenia pre koľajové vozidlá, obsahujúceho ťahové prostriedky upravené na pritláčanie brzdovej čeľuste na brzdiacu plochu spojenú s kolesom vozidla.

Doterajší stav techniky

Takéto zariadenia sú už známe a používajú sa najmä na železničných nákladných vozňoch. Brzdová čeľusť pôsobí trením na obruč kolesa a tým sa vyvolá brzdná sila. Ťahové prostriedky sú všeobecne tvorené trojuholníkovým dielom, vyrobeným z kovových tyčí a nazývaným brzdovým trojuholníkom. Trojuholník je rovnoramenným trojuholníkom s vrcholom uloženým v rovine súmernosti vozidla a jeho ďalšie dva uhly sú umiestnené v blízkosti dvoch kolies vozidla, osadených na rovnakej náprave.

Brzdnou silou sa pôsobí vo vrchole trojuholníka v už spomenutej rovine súmernosti vozidla a táto sila sa rozvádza k dvom brzdovým čeľustiam, ktoré sú potom pritláčané na príslušnú obruč na brzdenie vozidla.

Sú známe tiež kotúčové brzdy rovnakého typu ako sú brzdy používané pri automobiloch, ktorými sú pri koľajových vozidlách spravidla vybavené motorové vozne a osobné vozne. Tieto brzdové systémy majú výhodu spočívajúcu v tom, že zaisťujú veľmi účinné brzdenie, sú tichšie a generujú menej vibrácií ako konvenčné brzdy pôsobiace na obruč kolesa. Tieto brzdy sú však veľmi drahé a pôsobia celkom odlišným spôsobom. Kotúčové brzdy nemôžu byť prispôsobené koľajovým vozidlám vybaveným brzdovými trojuholníkmi.

Zariadenie podľa predvýznakovej časti patentového nároku je známe z US-PS 4 008 789. Toto zariadenie však neobsahuje zložitú zavesenú sústavu.

Úlohou vynálezu je vyriešiť brzdiace zariadenie pre koľajové vozidlá, najmä také brzdiace zariadenie, ktoré by kombinovalo jednoduchosť a robustnosť konvenčných brzdových systémov s väčšou účinnosťou brzdenia. Vynálezom sa má vyriešiť také zariadenie, ktoré by mohlo využiť niektoré súčasti konvenčných brzdových systémov vybavených brzdovým trojuholníkom. Okrem toho je cieľom riešenia zvýšenie brzdiaceho výkonu takýchto brzdových reťazcov bez zvýšenia brzdiacej sily vyvodzovanej na brzdový trojuholník.

Podstata vynálezu

Tieto úlohy sú vyriešené brzdiacim zariadením pre koľajové vozidlá, obsahujúcim ťažné prvky upravené na priloženie brzdovej čeľuste na brzdiacu plochu upevnenú na kolese vozidla, reakčný člen, najmenej jednu páku upravenú na spoluprácu s reakčným členom a spojovacie prostriedky medzi ťažnými prvkami a pákami. Podstata vynálezu spočíva v tom, že brzdová čeľusť je nesená pákou na pritláčanie na brzdiacu plochu natočením páky účinkom ťažného prvku a reakčného člena.

Pákové ústrojenstvo podľa vynálezu umožňuje zvýšenie brzdiacej sily pri zachovaní v podstate rovnakého reťazca brzdových ovládacích prvkov ako pri konvenčných brzdových sústavách.

Vo výhodnom uskutočnení zariadenia podľa vynálezu je reakčný člen tvorený obručou kolesa vozidla a páka spolupracuje s obručou pomocou podperného prvku.

Podperný prvok tvorí v inom výhodnom uskutočnení vynálezu brzdiacu pätku a brzdiaca plocha je vytvorená vo forme komplementárnej brzdiacej plochy.

Komplementárna brzdiaca plocha umožňuje zvýšenie brzdiacej sily oproti konvenčnému brzdovému systému s brzdiacim trojuholníkovým zariadením. V tomto prípade tiež však platí, že celý reťazec brzdiacich ovládaných prvkov zostáva v podstate rovnaký ako pri konvenčných brzdových sústavách.

V alternatívnom výhodnom uskutočnení sa podperný prvok nepodieľa na brzdení a je tvorený napríklad valčekom odvaľujúcim sa na obruči kolesa.

V inom výhodnom uskutočnení je reakčný prvok upevnený ku konštrukcii vozidla. Ak je však vozidlom podvozkový osobný vozeň, je reakčný člen upevnený v skutočnosti ku konštrukcii podvozku vozňa.

Toto výhodné konštrukčné uskutočnenie umožňuje zamedziť zapojenie obruče kolesa do brzdiaceho procesu a tým tiež vylúčiť možnosť poškodenia obruče. Výsledkom tohoto riešenia je zníženie hluku a vibrácií vznikajúcich pri brzdení.

V ešte inom výhodnom uskutočnení vynálezu obsahuje páka dve ramená páky na obidvoch stranách ich otočného čapu, pričom jedno z ramien páky nesie podperný prvok a druhé rameno páky nesie brzdiaci prvok.

Brzdiaca plocha môže byť tvorená najmä valcovou plochou, súosovou s kolesom.

Brzdiacou plochou môže byť tiež rovinná prstencová plocha, v podstate rovnobežná s rovinou kolesa a súosová s kolesom.

V tomto poslednom prípade môže zariadenie podľa vynálezu obsahovať najmä dve upevnené brzdiace plochy, z ktorých každá je spojená s brzdovou čeľusťou a s pákou, pričom dve brzdové čeľuste pôsobia svojimi brzdiacimi silami vo vzájomne opačných smeroch na svoje príslušné brzdiace plochy.

Tým sa môže zvýšiť celková brzdná sila a tiež brzdový výkon zariadenia bez zvýšenia sily pôsobiacej na ťahové prvky. V skutočnosti je sila pôsobiaca na brzdiace plochy smerovaná priečne a kompenzovaná z obidvoch strán.

Podľa výhodného uskutočnenia, opísaného v predchádzajúcej časti, môže zariadenie podľa vynálezu obsahovať dve pridržiavacie páky na pridŕžanie brzdových čeľustí a ovládaciu páku, pričom jedna z pridržiavacích pák na pridŕžanie brzdových čeľustí je upevnená na svojom konci, protiľahlom k brzdovej čeľusti a natáča reakčný člen, ovládacia páka je tiež uchytená výkyvné na reakčnom člene a je spojená s ťahovými prostriedkami a koniec ďalšej pridržiavacej páky na pridŕžanie ďalších brzdových čeľustí, protiľahlý k čeľustiam, je spojený s ovládacou pákou a pridržiavacie páky na držanie brzdových čeľustí sú spolu spojené vo svojej strednej časti spojovacím článkom.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude bližšie objasnený pomocou príkladov uskutočnenia zobrazených na výkresoch, kde znázorňujú obr. 1 schematický pohľad na prvé príkladné uskutočnenie brzdiaceho zariadenia, obr. 2 schematický pohľad na druhé príkladné uskutočnenie brzdiaceho zariadenia, obr. 3 pohľad zhora na tretie príkladné uskutočnenie brzdiaceho zariadenia, obr. 4 čelný pohľad na brzdiace zariadenie z obr. 3, obr. 5 a 6 axonometrické pohľady na jednu z pák zobrazených na obr. 3 a 4, obr. 7 pohľad zhora na štvrté príkladné uskutočnenie brzdiaceho zariadenia a obr. 8 a 9 axonometrické pohľady na dva diely brzdiaceho zariadenia z obr. 7.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Obr. 1 znázorňuje v čelnom schematickom pohľade brzdový trojuholník známeho typu, vytvorený z dvoch kovových prvých tyčí 1, majúcich rovnakú dĺžku, a z tretej tyče 2.. Neznázornené zdvíhacie zariadenie umožňuje pôsobiť silou v smere šípky F v bode 3., ktorý je spoločným styčníkom obidvoch prvých tyčí

1.

V susedstve každého z kolies 5, nesených rovnakou nápravou vozidla, sú umiestnené styčné body vo forme závesov 4, ktoré sú spoločné pre tretiu tyč 2 a každú z prvých tyčí 1. Ak pôsobí na bod 3. ťažná sila v smere šípky F, záves 4 sa dostáva bližšie ku kolesám 5.

Závesy 4 sú v podstate vytvorené závesnými čapmi na dvojramenné páky 6, z ktorých každá je tvorená dvoma ramenami 7, 8 páky. Prvé ramená páky 7 sú v podstate rovnobežné s osami kolies 5., zatiaľ čo druhé ramená 8. páky sú v podstate rovnobežné s pozdĺžnou osou vozidla.

Prvé ramená 2 páky nesú na svojom konci, odvrátenom od závesu 4, pomocou neznázorneného držiaka prvú brzdovú čeľustí 2 Podobne tiež druhé ramená 8. páky nesú na svojom konci, odvrátenom od závesu 4., druhú brzdovú čeľustí 10.. Prvé brzdové čeľuste 2 sú vyrobené známym spôsobom z liatiny a druhé brzdové čeľuste 10 sú vyrobené z kompozitného trecieho materiálu.

Ak pôsobí na brzdový trojuholník ťahová sila, privádzajú sa prvé brzdové čeľuste 9, známym spôsobom do kontaktu s obručami 11 kolies 5, čo vedie k vyvodzovaniu prvej brzdnej sily. Reakciou na túto silu je natáčanie dvojramenných pák 6 v smere šípok Fl. Pri tomto pohybe prichádza každá druhá brzdová čelustí 10 do kontaktu s prstencovým trecím pásmom 12, vytvoreným rovinne rovnobežne s rovinou kolies S, čo zaisťuje druhú brzdiacu silu.

Prstencové trecie pásy 12 sú vyrobené z vhodného trecieho materiálu a sú súosové s osami kolies 5, ku ktorým sú pripojené a ku ktorým sú upevnené tak, aby medzi nimi nemohlo dôjsť k natočeniu.

Je preto treba poznamenať, že na rovnakú ťahovú silu, pôsobiacu v smere šípky F a majúcu rovnakú veľkosť ako pri doteraz známych brzdových sústavách, umožňuje riešenie podľa vynálezu pôsobiť rovnakou brzdiacou silou F/2 na obruče kolies 5 a okrem toho je možné pôsobiť druhou brzdiacou silou na prstencové trecie pásy 12. Dve brzdiace sily, vyvodzované na dva prstencové trecie pásy 12., sú smerované von od seba a sú teda vzájomne opačné, čo zaisťuje rovnovážny stav brzdového trojuholníka.

V príkladnom uskutočnení podľa obr. 2 nesie rameno páky, ktoré je protiľahlé k prvému ramenu 7 páky, to znamená druhé rameno 8¹ páky, druhú brzdovú čeľusť 10¹. spolupracujúci s valcovou komplementárnou brzdiacou plochou 12¹, súosovou s kolesom 5. Rovnako ako v predošlom príkladnom uskutočnení vykazuje obruč 11 reakčnú silu, ktorá sa snaží natočiť dvojramennú páku 6 okolo závesu 4 v smere šípky Fl. Druhá brzdová čeľusť 10¹ sa tým pritlačí na brzdiacu plochu 12¹ a tak sa zaistí druhá brzdiaca sila.

Príkladné uskutočnenia zobrazené na obr. 3 až 6 sa odlišujú od príkladu z obr. 1 v podstate tým, že obsahujú dve dvojramenné páky 6 ¹ . 6¹¹ upevnené na dva závesy 4 ¹ . 4¹¹. Tieto závesy 4 ¹ . 4 sú uložené na prvku 19 upevnenom na konci prvých tyčí 1 a tretej tyče 2, a tvorenom krytmi 20 osadenými na závesoch 4 ¹. 4¹¹. Na ramenách 8 ¹ . 8¹¹ páky sú upevnené držiaky 21 prvých brzdových čeľustí 9., ktoré tiež podopierajú trecie druhé brzdové čeľuste 10a. 10b.

Prvé ramená 7¹ . 7 páky nesú v tomto príklade na svojom konci vratné výstupky 21¹, 21. v ktorých je uložený vodorovný nosný hriadeľ 22 rovnobežný s nápravou kolies a podopierajúci držiak 9 ¹ . Os 22 tak spája konce prvých ramien Zl·» 7 a držiaka 9¹ prvej brzdovej čeľuste 9,.

Koleso 5. je v tomto prípade vybavené dvoma vzájomne sa doplňujúcimi trecími plochami, s ktorými pri brzdení spolupôsobia dve druhé brzdové čeľuste 10a, 10b, ktoré sa využívajú podobne ako kotúče pri známych kotúčových brzdách.

Ak pôsobí na brzdový trojuholník ťahová sila, pritlačí sa prvá brzdová čeľusť 9. na obruč 11, ktorá odtláča späť nosný hriadeľ 22 a vyvolá natočenie dvojramenných pák 6 ¹ , 6 okolo závesov 4 ¹ , 4¹¹, takže druhé brzdové čeľuste 10a, 10b sú pritláčané na príslušné brzdiace oblasti.

V príkladnom uskutočnení zobrazenom na obr. 7 až 9 je reakčným prvkom pevný diel 20 upevnený ku konštrukcii nesúcej kolesá a tým tiež ku skrini vozňa alebo ku konštrukcii podvozku. Pevný diel 20 podopiera dve úchytky 21, 22, ktorých funkcia bude objasnená v ďalšej časti opisu.

Na prvej úchytke 21 je uchytená štvorcová ovládacia páka

23. upravená na natáčanie vo svojom stredovom bode okolo osi

24. Koniec jedného jej prvého ramena 25 je vytvorená vo forme vidlice 26 a koniec jej druhého ramena 27 je vybavený otvorom 28.

Konce tyčí 1, 2 sú pripojené k spojovaciemu dielu 29.» v ktorom je vytvorený podlhovastý otvor 30. Týmto podlhovastým otvorom 30 a tiež otvormi 32 vo vidlici 26 prechádza hriadeľ 31.

Jeden z obidvoch koncov dvoch pák 33.» 33¹ podopiera brzdovú čeľusť 34.» 34¹ spolupracujúcu s príslušnými brzdiacimi plochami 35.» 35¹ vytvorenými na bokoch kolies 36.

Koniec druhého ramena 27 štvorhrannej ovládacej páky 23 je spojený pomocou spojovacej páky 37 s koncom páky 33, protiľahlým k brzdovej čeľusti 34. Táto spojovacia páka 37 je kĺbovo uložená na jednom svojom konci na hriadeli 38 prechádzajúcim otvorom 28 a na druhom konci na hriadeli 39 vsadenom do uvedeného konca páky 23., protiľahlého k brzdovej čeľusti 34 .

Koniec páky 33 ¹. protiľahlý k brzdovej čeľusti 34¹, je kĺbovo upevnený k príchytke 22 pevného dielu 20.. Stredné časti pák 33., 33¹ sú vzájomne spojené spojovacím článkom 41, upevneným na príslušných hriadeľoch 42, 42 ¹ .

Ak pôsobí na brzdový trojuholník ťahová sila, natáča sa štvorhranná ovládacia páka 23 v smere šípky F2. Toto natáčanie vyvoláva na druhej strane otáčanie páky 33 v smere šípky F3 okolo hriadeľa 42.. Výsledkom toho je jednak podopretie brzdovej čeľuste 34 na brzdiacej ploche 35 a jednak ťah vyvodzovaný spojovacím článkom 41 na páku 33 ¹ v smere šípky F4. Tým sa dve brzdové čeľuste 34., 34¹ pritláčajú na svoje príslušné brzdiace plochy 35, 35¹ . Obruč 43 kolesa 36 nie je v tomto prípade zaťažovaná brzdiacimi silami.

Claims (8)

1. NÁROKY

   1. Brzdiace zariadenie pre koľajové vozidlá, obsahujúce ťahové prostriedky upravené na priloženie brzdovej čeľuste na brzdiacu plochu upevnenú na kolese vozidla, reakčný člen, najmenej jednu páku upravenú na spoluprácu s reakčným členom, a spojovací prostriedok medzi ťažnými prvkami a pákami, vyznačujúce sa tým, že brzdová čelusť je nesená pákou na pritláčanie na brzdiacu plochu natočením páky účinkom ťahového prostriedku a reakčného člena.
2. 2. Brzdiace zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že reakčný člen je tvorený obručou (11) kolesa vozidla a páka spolupracuje s obručou pomocou podperného prvku (9).
3. 3. Brzdiace zariadenie podľa nároku 2, vyznačuj úce sa tým, že podperný prvok tvorí brzdiacu pätku a brzdiaca plocha je vytvorená vo forme komplementárnej brzdiacej plochy.
4. 4. Brzdiace zariadenie podľa nárokov 2a3, vyznačujúce sa tým, že páka obsahuje dve ramená (7, 8) páky na obidvoch stranách jej otočného čapu (4), pričom jedno z ramien páky nesie podperný prvok a druhé rameno páky nesie brzdiaci prvok.
5. 5 . Brzdiace zariadenie podľa nároku 1, vyznačuj úc e sa tým, že reakčný prvok (20) je upevnený ku konštrukcii vozidla.
6. 6. Brzdiace zariadenie podľa nárokov 1 až 5, vyznačujúce sa tým, že brzdiacou plochou je valcová brz diaca plocha (12'), súosá s kolesom vozidla.
7. 7. Brzdiace zariadenie podľa nárokov 1 až 5, vyznačujúce sa tým, že brzdiacou plochou je rovinná prstencová plocha (12), v podstate rovnobežná s rovinou kolesa a súosá s kolesom.
8. 8 . Brzdiace zariadenie podľa nároku 7, vyznačuj úc e sa tým, že obsahuje dve upevnené komplementárne brzdiace plochy, z ktorých každá je priradená k brzdovej čelusti a k páke, pričom dve brzdové čeluste pôsobia svojimi brzdiacimi silami vo vzájomne opačných smeroch na príslušné brzdiace plochy.