CZ19795U1 - Brake unit of disc brake of rail vehicles - Google Patents

Description

Brzdová jednotka kotoučové brzdy kolejových vozidelWheel brake disc brake unit

CZ 19795 UlCZ 19794 Ul

Brzdová jednotka kotoučové brzdy kolejových vozidelWheel brake disc brake unit

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká uspořádání brzdové jednotky kotoučové brzdy kolejových vozidel, která je aktivována stlačeným vzduchem a kromě ovládacího pneumatického válce v sobě zahrnuje rovněž mechanický převod pro zvětšení síly přítlaku brzdového obložení k povrchu brzdového kotouče.The invention relates to an arrangement of a brake disk unit of a rail vehicle which is activated by compressed air and, in addition to a control pneumatic cylinder, also comprises a mechanical transmission for increasing the thrust force of the brake lining to the surface of the brake disk.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Brzdové jednotky kotoučových brzd kolejových vozidel se používají k brzdění některých druhů hnacích nebo hnaných kolejových vozidel. Jsou známy brzdové jednotky, zahrnující ovládací pneumatický válec a mechanismus zvětšující sílu, kterou jednotka přitlačuje brzdové obložení k povrchu brzdového kotouče, a které zároveň obsahují samočinný stavěč odlehlosti a mohou obsahovat i pružinovou parkovací brzdu. Příklady řešení takových jednotek jsou popsány v patentové literatuře například v dokumentech EP 0777598, WO 2008/015569, EP 1630444, US 3995537, US 4337690 a WO 2007037750.The disc brake units of rail vehicles are used to brake some types of traction or powered rail vehicles. Brake units are known, including a pneumatic actuating cylinder and a force-increasing mechanism by which the brake lining forces the brake lining to the surface of the brake disc, and which also include a self-adjusting roller and may also comprise a spring-loaded parking brake. Examples of such units are described in the patent literature, for example, in EP 0777598, WO 2008/015569, EP 1630444, US 3995537, US 4337690 and WO 2007037750.

Jednotka podle dokumentu EP 0777598 zahrnuje mechanismus páky a hřídele s excentrickými čepy, který zajišťuje stahování pákových čelistí jednotky ve střední části. Výhodou tohoto systému je to, že moment, který zatěžuje jednotku od třecí síly při brzdění, je zachycen pevností tělesa, v němž je integrován ovládací pneumatický válec, který pohání zmíněný mechanismus páky a hřídele s excentrickými čepy. Nevýhodou je skutečnost, že tento mechanismus stahuje pákové čelistí jednotky ve střední části, kde je nutno vyvinout sílu, která je vyšší než síla přítlaku brzdového obložení ke kotouči. Velká radiální síla v uložení mechanismu znamená velké odpory a tím nižší účinnost.The unit according to EP 0777598 includes a lever and shaft mechanism with eccentric pins which provides for pulling the lever jaws of the unit in the central part. The advantage of this system is that the torque that loads the unit from the frictional force during braking is absorbed by the strength of the body in which the actuating pneumatic cylinder is integrated, which drives said lever and shaft mechanism with eccentric pins. The disadvantage is that this mechanism pulls the lever of the unit in the middle part, where a force is required which is higher than the pressure of the brake lining against the disc. The high radial force in the bearing of the mechanism means high resistances and thus lower efficiency.

Jednotka podle dokumentu WO 2008/015569 může zahrnovat buď mechanismus s klínem nebo s úhlovými pákami. V každém případě musí být opatřena dvěma stavěči odlehlosti, což vede k větší složitosti jednotky, která je tím výrobně náročnější.The unit of WO 2008/015569 may comprise either a wedge mechanism or angular levers. In any case, it must be provided with two adjusting spacers, which leads to greater complexity of the unit, which makes it more difficult to manufacture.

Jednotka podle dokumentu EP 1630444 zahrnuje mechanismus dvojzvratné páky. V uložení této páky se sčítá síla ovládacího pneumatického válce a síla působící na pákové čelisti jednotky na jejich opačném konci, než na kterém jsou připevněny držáky brzdového obložení. To vede k velké radiální síle v uložení páky a zvyšuje odpor v uložení, čímž se snižuje účinnost,The unit according to EP 1630444 comprises a double-return lever mechanism. In the bearing of this lever, the force of the actuating pneumatic cylinder and the force acting on the lever jaws of the unit at their opposite end to that on which the brake lining brackets are attached are added. This leads to a large radial force in the bearing arrangement and increases the bearing resistance, thereby reducing efficiency,

Jednotka, jejímž základem jsou dokumenty US 3995537, US 4337690 a WO 2007037750, nemá samonosné pákové čelisti a třecí sílu, působící na brzdové obložení, zachycují závěsky. Taková konstrukce může být v některých případech nevýhodná z důvodu nedostatku prostoru.The unit, which is based on US 3995537, US 4337690 and WO 2007037750, does not have self-supporting lever shoes and the friction force acting on the brake lining engages the pawls. Such a construction may in some cases be disadvantageous due to the lack of space.

Souhrnně lze konstatovat, že tyto konstrukce jsou poměrně složité, případně zahrnují převodový mechanismus s velkým zatížením v rotačním uložení v radiálním směru, které vede k velkému odporu v tomto uložení a tím k nízké účinnosti.In summary, these constructions are relatively complex or include a gear mechanism with a high load in a rotary bearing in a radial direction, which leads to a high resistance in this bearing and thus to low efficiency.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Předmětem tohoto technického řešení je brzdová jednotka kotoučové brzdy kolejových vozidel, v jejímž tělese je ovládací pneumatický válec k ovládání pákových čelistí brzdy prostřednictvím páky primárního převodu pro zvětšení síly přítlaku brzdového obložení k povrchu brzdového kotouče, kde pákové čelisti jsou ve své střední Části kyvně připevněny k rámu podvozku vozidla a kde k jejich prvním koncům jsou jednotlivě připevněny držáky brzdového obložení. Opačný druhý konec první pákové Čelisti je kyvně spojen se stavěčem odlehlosti brzdy, který je dále spojen s tělesem brzdové jednotky. Podstata tohoto technického řešení spočívá v tom, že opačný druhý konec druhé pákové čelisti je kloubově spojen prostřednictvím páky primárního převodu s pístnící ovládacího pneumatického válce, přičemž páka primárního převodu je tvořena jednozvratnou pákou, která je kyvně svým prvním koncem upevněna v tělese brzdové jednotky, a žeThe object of the present invention is a brake disk unit of a rail vehicle in which the body is a pneumatic actuating cylinder for actuating the brake calipers by means of a primary transmission lever to increase the brake lining thrust to the brake disc surface. the vehicle chassis frame and where the brake lining brackets are individually attached to their first ends. The opposite second end of the first lever shoe is pivotally coupled to a brake wear adjuster which is further coupled to the brake unit body. The principle of the invention consists in that the opposite second end of the second lever shoe is articulated by means of a primary transmission lever to the piston of the actuating pneumatic cylinder, the primary transmission lever being a one-reversible lever which is pivotally attached to the brake unit by its first end; that

- 1 CZ 19795 Ul prvkem přenášejícím sílu je pístnice ovládacího pneumatického válce, připevněná k opačnému druhému konci páky primárního převodu.The force transmission element is a piston rod of a control pneumatic cylinder mounted to the opposite second end of the primary transmission lever.

Brzdová jednotka zahrnuje primární převod pomocí jednozvratné páky, v jejímž uložení se síla ovládacího pneumatického válce a síla působící na pákové čelisti brzdové jednotky navzájem odečítají. Tím je v uložení páky primárního převodu minimalizována reakční síla, což vede k vyšší účinnosti.The brake unit comprises a primary transmission by means of a single-reversible lever, in which the force of the actuating pneumatic cylinder and the force acting on the lever jaws of the brake unit are deducted from each other. In this way, the reaction force is minimized in the bearing arrangement of the primary transmission lever, resulting in higher efficiency.

Druhý konec druhé pákové čelisti je kloubově připevněn k mezilehlému bodu páky primárního převodu, který je s výhodou blíže k jejímu prvnímu konci než k místu připojení pístnice k této páce primárního převodu.The second end of the second lever jaw is articulated to an intermediate point of the primary gear lever, which is preferably closer to its first end than to the point of attachment of the piston rod to the primary gear lever.

Ovládací pneumatický válec působí prostřednictvím pístnice na jeden konec páky primárního převodu a druhý konec této páky je kyvně upevněn k tělesu brzdové jednotky. V určité vzdálenosti od kyvného upevnění páky k tělesu brzdové jednotky je k páce primárního převodu kyvně upevněn konec jedné z pákových čelistí. Vzdálenost upevnění pákové čelisti k páce primárního převodu od kyvného upevnění páky k tělesu brzdové jednotky je stanovena tak, aby bylo dosaže15 no požadovaného převodu mechanismu, neboli požadovaného zvýšení síly ovládacího pneumatického válce.The actuating pneumatic cylinder acts by means of a piston rod on one end of the primary transmission lever and the other end of the lever is pivotally attached to the body of the brake unit. At some distance from the pivoting mounting of the lever to the body of the brake unit, the end of one of the lever shoes is pivotally attached to the primary transmission lever. The distance of the mounting of the lever shoe to the primary transmission lever from the pivoting mounting of the lever to the body of the brake unit is determined so as to achieve the desired transmission of the mechanism, or the desired increase in the force of the actuating pneumatic cylinder.

Těleso brzdové jednotky dále může obsahovat válec pružinové parkovací brzdy s pístem, který je působením tlačné pružiny, doléhající k pístu, a tlakového vzduchu pod tímto pístem uzpůsoben pro stlačování pracovního pístu ovládacího pneumatického válce s pístnicí tak, že k ní připevněná páka primárního převodu působením kloubového spojení přitlaěuje k povrchu brzdového kotouče držáky s brzdovým obložením, upevněné k prvním koncům pákových čelistí.The brake unit body may further comprise a spring-loaded parking brake cylinder with a piston which is pressurized by a compression spring adjacent to the piston and compressed air below the piston adapted to compress the working piston of the control pneumatic cylinder with the piston rod so that a primary transmission lever attached thereto the connection presses the brake pad holders attached to the first ends of the lever shoes to the surface of the brake disc.

Přehled obrázku na výkresuOverview of the figure in the drawing

Na připojeném výkresu je schematicky znázorněn příklad kompaktní brzdové jednotky podle tohoto technického řešení, který bude v dalším textu podrobněji vysvětlen.The attached drawing schematically shows an example of a compact brake unit according to this invention, which will be explained in more detail below.

²⁵ Příklady provedení technického řešení ²⁵ Technical solution examples

Brzdová jednotka kotoučové brzdy zahrnuje pákové čelisti I, 2, které jsou ve své střední části prostřednictvím prvních čepů 4 kyvně uloženy na spojovacím dílu 3, který je zavěšen na rámu podvozku kolejového vozidla. K prvním koncům pákových čelistí 1, 2 jsou jednotlivě připevněny držáky 5 brzdového obložení, které jsou přivráceny k povrchu brzdového kotouče 20.The brake unit of the disc brake comprises lever shoes 1, 2, which in their central part are pivotably mounted on the coupling part 3 by means of the first pins 4, which is suspended on the chassis frame of the rail vehicle. Brake pad holders 5 are individually attached to the first ends of the brake shoes 1, 2 and face the surface of the brake disc 20.

Opačný druhý konec 6, čep, první pákové čelisti 1 je kyvně spojen se stavěčem 7 odlehlosti brzdy, který je dále spojen s tělesem 8 brzdové jednotky. Stavěč 7 odlehlosti je zabudován do tělesa 8 brzdové jednotky, která obsahuje ovládací pneumatický válec 9 k ovládání pákových čelistí 1, 2 brzdy prostřednictvím páky 11 primárního převodu pro zvětšení síly přítlaku brzdového obložení k povrchu brzdového kotouče 20. Tato páka JJ primárního převodu je k tělesu 8 brzdové jednotky upevněna pomocí čepů svým prvním koncem 12. Je poháněna pracovním pístem 16 ovládacího pneumatického válce 9 pomocí pístnice 15 tak, že působením kloubového spojení s druhým koncem 13, čepem, druhé pákové čelisti 2 přitlačuje k povrchu brzdového kotouče 20 držáky 5 s brzdovým obložením.The opposite second end 6, the pin, of the first lever shoe 1 is pivotally connected to a brake indentation adjuster 7, which in turn is connected to the body 8 of the brake unit. The distance adjuster 7 is built into the brake unit body 8, which includes a pneumatic actuating cylinder 9 for actuating the brake shoes 1, 2 by means of the primary transmission lever 11 to increase the brake lining contact force to the surface of the brake disc 20. It is driven by the working piston 16 of the control pneumatic cylinder 9 by means of the piston rod 15 such that, by articulation with the second end 13, the pin 2 of the second brake shoe 2 presses the brake disc holders 5 to the surface of the brake disc 20. lining.

Páka 11 primárního převodu je tvořena jednozvratnou pákou, která je, jak již bylo uvedeno, kyvně svým prvním koncem 12 upevněna v tělese 8 brzdové jednotky, kde dílem přenášejícím sílu je pístnice J_5 ovládacího pneumatického válce 9, připevněná k opačnému druhému konci 14, čepu, páky JJ. primárního převodu. Druhý konec 13, čep, druhé pákové čelisti 2 je přitom kloubově připevněn k mezilehlému bodu páky 11 primárního převodu, kteiý je blíže k jejímu prvnímu konci 12 než k místu připojení pístnice 15 k této páce JJ. primárního převodu.The primary transmission lever 11 is formed by a one-reversible lever which, as already mentioned, is pivoted by its first end 12 in the body 8 of the brake unit, wherein the power transmission part is the piston rod 15 of the actuating pneumatic cylinder 9 attached to the other end 14 levers JJ. primary transfer. The second end 13, the pin, of the second lever jaw 2 is articulated to the intermediate point of the primary gear lever 11, which is closer to its first end 12 than to the point of attachment of the piston rod 15 to this lever 11. primary transfer.

Na připojeném schematickém výkresu je součástí kompaktní brzdové jednotky rovněž pružinová parkovací brzda, která nemusí být nutně přítomna. Pokud je pružinová parkovací brzda použita, je v klidovém stavu jednotka zabrzděna.In the attached schematic drawing, the compact brake unit also includes a spring-loaded parking brake, which is not necessarily present. When the spring-loaded parking brake is applied, the unit is braked in idle state.

-2CZ 19795 Ul-2EN 19795 Ul

Těleso 8 brzdové jednotky v tomto provedení dále obsahuje válec 10 parkovací brzdy s pístem 17, který je působením tlačné pružiny 22, doléhající k pístu 17, a tlakového vzduchu pod tímto pístem 17 uzpůsoben přes vřeteno 21 pro stlačování pracovního pístu 16 ovládacího pneumatického válce 9 s pístnicí 15. Tím se odtlačuje druhá páková Čelist 2 od tělesa 8 brzdové jednotky a je přitlačován držák 5 brzdového obložení k povrchu brzdového kotouče 20. Současně těleso 8 brzdové jednotky působí reakcí přes stavěč 2 odlehlosti na první pákovou čelist 1, která přitlačuje druhý držák 5 brzdového obložení i z druhé strany brzdového kotouče 20.The brake unit body 8 in this embodiment further comprises a parking brake cylinder 10 with a piston 17, which is adapted via a compression spring 22 against the piston 17 and compressed air underneath the piston 17 via a spindle 21 to compress the working piston 16 of the actuating pneumatic cylinder 9 s. The piston rod 15 thereby pushes the second lever jaw 2 away from the brake unit body 8 and presses the brake lining holder 5 against the surface of the brake disc 20. At the same time, the brake unit body 8 acts on the first lever jaw 1 to press the second holder 5 the brake lining from the other side of the brake disc 20.

Pokud má být uvedena do činnosti pracovní brzda, musí být nejprve přiveden tlakový vzduch přes přívod 19 tlakového vzduchu do válce 10 pružinové parkovací brzdy. Tímto tlakovým vzdulo chem píst 17 parkovací brzdy přemůže tlačnou pružinu 22 parkovací brzdy. Vratná pružina 23 v ovládacím pneumatickém válci 9 stlačí pracovní píst 16 a prostřednictvím pístnice J_5 se vykývne páka Π. primárního převodu do výchozí polohy, ve které je zobrazena na výkresu. Tím se druhý konec 6, čep, druhé pákové čelisti 2 přitáhne k tělesu 8 brzdové jednotky a držák 5 brzdového obložení se oddálí od brzdového kotouče 20. Zároveň je reakcí odlehčena i první páková čelist 1, když na ní přestane působit síla přes stavěč 7 odlehlosti, takže brzdové obložení není přitlačováno k brzdovému kotouči 20 ani ze strany první pákové čelisti 1. Tím je kompaktní brzdová jednotka připravena k provoznímu brzdění.If the service brake is to be applied, the compressed air must first be supplied via the compressed air supply 19 to the spring 10 of the parking brake. With this pressure air, the parking brake piston 17 overcomes the parking brake compression spring 22. The return spring 23 in the actuating pneumatic cylinder 9 compresses the working piston 16 and pivots the lever Π by means of the piston rod 15. the primary conversion to the starting position as shown in the drawing. This pulls the second end 6, the pin 2 of the second brake shoe 2 towards the brake unit body 8, and the brake lining holder 5 moves away from the brake disc 20. At the same time, the first brake shoe 1 is relieved as a reaction. so that the brake lining is not pressed against the brake disc 20 or from the side of the first lever 1. This makes the compact brake unit ready for service braking.

Dále je popsána činnost brzdy při provozním brzdění, která se nijak neliší, ať je či není parkovací brzda součástí kompaktní brzdové jednotky. Přivedením stlačeného vzduchu přívodem 18 tlako20 vého vzduchu do ovládacího pneumatického válce 9 je uveden do pohybu jeho pracovní píst 16, který přes pístnicí L5 uvádí do pohybu páku JJ. primárního převodu, která následně odtlačuje druhou pákovou čelist 2 od tělesa 8 brzdové jednotky. Tím je potlačováno brzdové obložení k brzdovému kotouči 20. Současně reakcí působí těleso 8 brzdové jednotky přes stavěč 2 odlehlosti na první pákovou čelist 1, která přitlačuje brzdové obložení i z druhé strany brzdového kotoučeThe operation of the brake during service braking is described below, which does not differ, whether or not the parking brake is part of a compact brake unit. By supplying compressed air via the compressed air supply 18 to the actuating pneumatic cylinder 9, its working piston 16 is actuated, which actuates the lever 11 via the piston rod 15. a primary transmission which subsequently pushes the second lever shoe 2 away from the body 8 of the brake unit. In this way, the brake lining towards the brake disc 20 is suppressed. At the same time, the brake unit body 8 acts, via the adjuster 2, on the first brake shoe 1, which presses the brake lining from the other side of the brake disc.

20. Pokud se tlak vzduchu v ovládacím pneumatickém válci 9 sníží na dostatečnou hodnotu, vratná pružina 23 stlačí pracovní píst 16 a tím se pomocí pístnice 15 vykývne páka 11 primárního převodu do výchozí polohy, ve které je nakreslena na připojeném výkresu. Druhý konec 6, čep, druhé pákové čelisti 2 se tak přitáhne k tělesu 8 brzdové jednotky a držák 5 brzdového obložení se oddálí od brzdového kotouče 20. Zároveň reakcí je odlehčena i první páková čelist i, když na ní přestane působit síla přes stavěč 2 odlehlosti, takže brzdové obložení není přitlačováno k brzdovému kotouči 20 ani ze strany první pákové čelisti 1.20. When the air pressure in the control pneumatic cylinder 9 is reduced to a sufficient value, the return spring 23 compresses the working piston 16 and thereby pivots the primary transmission lever 11 to the starting position as shown in the accompanying drawing by means of the piston rod. The second end 6, the pin, the second brake shoes 2 are thus pulled to the brake unit body 8 and the brake lining holder 5 moves away from the brake disc 20. At the same time the reaction also relieves the first brake shoes 1 when it exerts force over the adjuster 2 so that the brake lining is not pressed against the brake disc 20 or from the side of the first lever shoe 1.

Claims (3)

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS l. Brzdová jednotka kotoučové brzdy kolejových vozidel, v jejímž tělese (8) je ovládací pneumatický válec (9) k ovládání pákových čelistí (1,l. The rail brake disk unit of the body (8) of which is a pneumatic actuating cylinder (9) for actuating the lever jaws (1, 2) brzdy prostřednictvím páky (11) primár35 ního převodu pro zvětšení síly přítlaku brzdového obložení k povrchu brzdového kotouče (20), kde pákové čelisti (1, 2) jsou ve své střední části kyvně připevněny k rámu podvozku vozidla, kde k jejich prvním koncům jsou jednotlivě připevněny držáky (5) brzdového obložení, a kde opačný druhý konec (6) první pákové čelisti (1) je kyvně spojen se stavěčem (7) odlehlosti brzdy, který je dále spojen s tělesem (8) brzdové jednotky, vyznačující se tím, že opačný2) brakes by means of a primary transmission lever (11) to increase the thrust force of the brake lining to the surface of the brake disc (20), wherein the lever shoes (1, 2) are pivotally attached to the chassis frame of their vehicle; the brake lining holders (5) are individually fastened, and wherein the opposite second end (6) of the first lever shoe (1) is pivotally connected to a brake removability adjuster (7) which is further coupled to the brake unit body (8), that the opposite 40 druhý konec (13) druhé pákové čelisti (2) je kloubově spojen prostřednictvím páky (11) primárního převodu s pístnicí (15) ovládacího pneumatického válce (9), přičemž páka (II) primárního převodu je tvořena jednozvratnou pákou, která je kyvně svým prvním koncem (12) upevněna v tělese (8) brzdové jednotky, a že prvkem přenášejícím sílu je pístnice (15) ovládacího pneumatického válce (9), připevněná k opačnému druhému konci (14) páky (11) primárního převodu.40, the second end (13) of the second lever jaw (2) is articulated by means of a primary transmission lever (11) to the piston rod (15) of the actuating pneumatic cylinder (9), the primary transmission lever (II) being a single-reversible lever a first end (12) mounted in the brake unit body (8), and that the force transmission element is a piston rod (15) of a control pneumatic cylinder (9) attached to the opposite second end (14) of the primary transmission lever (11). 45 2. Brzdová jednotka podle nároku 1, vyznačující se tím, že druhý konec (13) druhé pákové čelisti (2) je kloubově připevněn k mezilehlému bodu páky (11) primárního převodu, který je blíže k jejímu prvnímu konci (12) než k místu připojení pístnice (15) k této páce (11) primárního převodu.The brake unit according to claim 1, characterized in that the second end (13) of the second lever shoe (2) is articulated to an intermediate point of the primary transmission lever (11) closer to its first end (12) than to the connection point of the piston rod (15) to this primary gear lever (11). -3CZ 19795 Ul-3EN 19795 Ul 3. Brzdová jednotka podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že těleso (8) brzdové jednotky dále obsahuje válec (10) pružinové parkovací brzdy s pístem (17), který je působením tlačné pružiny (22), doléhající k pístu (17), a tlakového vzduchu pod tímto pístem (17) uzpůsoben pro stlačování pracovního pístu (16) ovládacího pneumatického válce (9) s pístnici s (15) tak, že k ní připevněná páka (11) primárního převodu působením kloubového spojení přitlačuje k povrchu brzdového kotouče (20) držáky (5) brzdového obložení, upevněné k prvním koncům pákových čelistí (1,2).Brake unit according to claim 1 or 2, characterized in that the brake unit body (8) further comprises a spring parking brake cylinder (10) with a piston (17) acting by a compression spring (22) abutting the piston (17). ) and compressed air below said piston (17) adapted to compress the working piston (16) of the actuating pneumatic cylinder (9) with the piston rod (15) so that the primary transmission lever (11) attached thereto presses against the brake surface the brake pads (5) secured to the first ends of the lever shoes (1, 2).