CZ2001358A3 - Brzdové zařízení pro železniční vozidla - Google Patents

Description

Brzdové zařízení pro železniční vozidla

Oblast techniky

Vynález se týká brzdového zařízení pro železniční vozidla se dvěma nepojízdně uspořádanými, v podstatě paralelně k pojezdové kolejnici umístěnými čelistmi, které jsou přestavitelné brzdovým pohonem do brzdicí polohy a do volné polohy, přičemž k dosažení brzdicí polohy jsou brzdové čelisti vzájemně pohyblivé, takže mezera mezi brzdovými čelistmi je menší než tloušťka kola železničního vozidla.

Dosavadní stav techniky

Brzdová zařízení tohoto druhu jsou známa. Tyto tzv. kolejové čelisťové brzdy mají dvě, v podstatě paralelně ke kolejnici uspořádané brzdové čelisti. Brzdové čelisti jsou přitom umístěny proti sobě na protilehlých stranách pojezdové kolejnice. Prostřednictvím pohonu brzdy jsou brzdové čelisti přestavovány z volné do brzdné polohy a naopak. K dosažení brzdné polohy se brzdové čelisti vzájemně pohybují tak, že mezi brzdovými čelistmi vytvořená mezera se zmenšuje. Šířka této mezery se zmenšuje do té míry, až je menší, než tloušťka kotouče kola brzděného železničního vozidla.

Takové kolejové čelisťové brzdy jsou používány například jako spád vyrovnávající brzdy ve sklonu uspořádaných seřaďovacích nádraží. Prostřednictvím těchto spád vyrovnávajících brzd se dosahuje zbrzdění volně jedoucího kolejového vozidla tak, aby bylo

• · « · ·· ·· ···· • · · · · · • · · · · · · · · ♦ · · · · · • · · · · ······· ·· · · · zabráněno jeho najetí na jiné kolejové vozidlo nepřípustně vysokou rychlostí.

Je známo, že ovládání pohonu brzdy se provádí pneumaticky, hydraulicky, elektromotorem, nebo mechanicky. Tím může být vyvozena definovaná brzdná síla na kolo vjíždějící do brzdového zařízení. Té se dosáhne tím, že při v brzdicí poloze nacházejících se brzdových čelistích, tyto brzdové čelisti působí proti sobě přítlačnou silou na kolo vjíždějící do mezery mezi nimi.

U známých brzdových zařízení je nepříznivé, že obzvláště při nepřesně doprostřed mezery vjíždějícím kole je brzdové zařízení podrobováno silnému mechanickému namáhání.. V podstatě pevně uspořádané brzdové čelisti vynucují v tomto případě změnu směru vjíždějícího kolejového vozidla, takže následují značná rázová a vibrační zatížení .Zároveň je tím dán silný vývin hluku.

Úkolem vynálezu je vytvořit brzdové zařízení takového druhu, které má jednoduchou konstrukci a kterým jsou redukována mechanická zatížení a závažná zatížení okolí.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje brzdové zařízení pro železniční vozidla, se dvěma místně pevně uspořádanými, v podstatě paralelně k pojezdové kolejnici umístěnými brzdovými čelistmi, které jsou přestavitelné brzdovým pohonem do brzdicí polohy a do volné polohy, přičemž k dosažení brzdicí polohy jsou brzdové čelisti vzájemně pohyblivé, takže mezera mezi brzdovými čelistmi je menší, než tloušťka kola železničního vozidla, jehož podstatou je, že brzdové čelisti jsou, přinejmenším v jejich brzdicí poloze, uloženy samocentrovatelně ke kolu.

• · • ·

Tím, že brzdové čelisti jsou přinejmenším v jejich brzdicí poloze uspořádány samocentrovatelně ke kolu brzděného železničního vozidla, je výhodně dosaženo, že toto samočinné centrování dovoluje současné, v podstatě synchronní vychýlení brzdových čelistí - příčně vůči směru vjíždějícího kolejového vozidla - , aniž jsou brzdové čelisti zdviženy do brzdicí polohy. Tím může brzdové zařízení reagovat na skutečnou polohu kola vjíždějícího po pojezdové kolejnici, a na vjíždějící kolo se samočinně seřídit. Tím,že poloha brzdy tj. šířka mezery mezi proti sobě ležatě uspořádanými brzdovými čelistmi není měněna, není s tímto samočinným seřízením spojena změna žádoucí brzdné síly. Celkově jsou mechanické nároky působící na brzdové zařízení značně redukovány. Současně tím nejsou nutné vychylovací pohyby kolejového vozidla vjíždějícího do brzdového zařízení, takže tím odpadá vývin hluku.

Podle výhodného provedení vynálezu jsou brzdové čelisti pevně spojeny klešťovým, pružinou centrovatelným uspořádáním. Tím je možné zvláště jednoduchým způsobem samocentrovatelně uspořádání přinejmenším v brzdicí poloze. Pružinou centrovatelné klešťové uspořádání zaručuje vychýlení brzdových pák jednoduchým způsobem, aniž by došlo ke změně otevření kleští a tím změně brzdicí polohy brzdových čelistí. Polohu brzdových pák lze přednostně nastavit hydraulickým válcem, přičemž především konce brzdových pák, uváděné v činnost hydraulickým válcem, jsou současně účinně spojeny se samočinně do střední polohy nastavitelnými elastickými elementy, zejména blokem pružin. Tím se dosáhne definované střední polohy brzdového zařízení v brzdicí poloze brzdových čelistí. Kombinací klešťového uspořádání s bloky pružin určujícími samočinné seřizování lze docílit zvláště jednoduchého a robustního brzdového zařízení. To málo podléhá opotřebení a je nenáročné na údržbu, takže je dána vysoká trvanlivost brzdového zařízení.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu při brzdicí poloze působící hydraulický válec pracuje s vodou jako hydraulickou kapalinou. Tím lze upustit od nasazení prostředí škodlivých látek, například hydraulického oleje apod. Přídavkem nemrznoucího prostředku lze brzdové zařízení bezpečně provozovat při vnějších teplotách pod bodem tuhnutí vody.

Další výhodná provedení vynálezu plynou ze znaků v ostatních vedlejších nárocích.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen na následujícím příkladu provedení podle příslušných výkresů. Ty znázorňují:

obr.l znázorňovací řez vynalezeného brzdového zařízení v brzdicí poloze, obr. 2 znázorňovací řez brzdovým zařízením ve volné poloze obr. 3 schematický pohled shora na brzdové zařízení a obr. 4 schematický boční pohled na brzdové zařízení.

Příklady provedeni vynálezu

Obr. 1 znázorňuje brzdové zařízení 10 pro železniční vozidla. Brzdové zařízení 10 je znázorněno ve schematickém řezu, přičemž jeho způsob činnosti bude objasněn na v obrázku částečně znázorněném kole 12 železničního vozidla. Kolo Γ2 jede po kolejnici

14.

·· ···· ·· ······ · • · · · · ····· • ··· · · · · · · ·· • · · ♦ · · · · ·» • ··· · · ·· ······· ·· ··· ·· ··· • 5 Brzdové zařízení 10 sestává ze dvou brzdových čelistí 16 a 18. které jsou uspořádány v podstatě paralelně k pojezdové kolejnici 14. Brzdové čelisti 16 a 18 jsou uspořádány na brzdových pákách 20., které jsou připojeny k ložiskovému kozlíku 24 otočně kolem osy 22 otáčení.. Ložiskový kozlík 24 je pevně spojen s pojezdovou kolejnicí 14.. K tomu slouží například šroubový spoj, který prochází pojezdovou kolejnicí 14. Brzdové páky 20 jsou přes osu 22 otáčení prodlouženy směrem ven. Proti sobě ležící konce 28 brzdové páky 16. popřípadě 18 mají upínací osy 30. na kterých jsou upevněny okolo osy 32 otáčení otočné elementy 34 popřípadě 36 pracovního prostředku 38. Element 36 je přitom spojen s nezakresleným pístem a otočně uložený element 34 je spojen s válcem hydraulicky působícího pracovního prostředku 38.

Tlakový prostor pracovního prostředku 38 je spojen s tlakovým zásobníkem 40 prostředku. Jako tlakový prostředek je možné nasadit například vodu s nemrznoucím prostředkem. Tlakový zásobník 40. prostředku je přes ventil 42. obzvláště elektromagnetický ventil,spojen se zásobní nádrží 41 , tankem apod. Zásobní nádrž 41 je dále spojena s elektricky poháněným dopravním zařízením (hydraulickým čerpadlem) 44, které je výtlakem spojeno s tlakovým zásobníkem 40 prostředku přes zpětný ventil 46.

Na upínací osy 30 jsou dále připojeny držáky 48, které jsou rovněž otočné kolem osy 32 otáčení. Držáky 48 jsou spojeny s elastickým elementem 50... Elastický element 50 sestává z pružného elementu 54 předepjatého mezi desky 52 a 52‘. Deska 52 je silově spojena se spojovacím elementem 56, který je na druhé straně silově připojen na držáky 48. Druhá deska 52‘ se opírá o ložiskový kozlík 58, který je silově spojen s nepohyblivě uspořádanou konstrukcí 60.. Konstrukce 60 má například krabicový tvar, takže může být uspořádána do tzv. pražcové přihrádky pojezdové kolejnice 14.

•··· ·· ······ · • · · · · · · ·· · • · · · · Φ · « · ♦ 9« ♦ · · · · · · · ·9 » · e · · 9 ·· ···· ··· 9· ··· ·· Φ··

Ložiskovým kozlíkem 58 prochází vodící táhlo 62, které je pevně spojeno s deskou 52 . Vodící táhlo 62 je přitom vedeno pouze v odpovídajícím vybrání v ložiskovém kozlíku 58 a tím uloženo podélně pohyblivě. Konce 28 brzdových pák 20 jsou dále vzájemně spojeny přes taženou pružinu 64. Tažná pružina 64 je přitom uspořádána paralelně vůči hydraulickému pracovnímu prostředku 38.. Každý konec 28 obsahuje dále dorazový element 66, v podstatě vytvořený v prstovém tvaru. Dorazové elementy 66 mají vytvořeny dorazové plochy 68 - které jak bude ještě vysvětleno - mohou dosednout na dorazovou desku 70. Dorazová deska 70 sestává z poddajného materiálu, například pryže, nebo podobně.

Brzdicí zařízení 10 má následující funkci:

Vysvětlení funkce přitom vychází z obr. 1 a obr. 2 , ve kterém jsou stejné díly označeny stejnými vztahovými značkami jako v obr. 1 a nejsou znovu vysvětlovány. Obr. 1 ukazuje brzdové zařízení 10 v brzdicí poloze, zatímco obr. 2 ve volné poloze .

Při přestavění brzdového zařízení 10 do brzdicí polohy je magnetický ventil 42 uzavřen a tlakový zásobník 40 prostředku je plněn hydraulickým čerpadlem 44. V tlakovém zásobníku 40 prostředku vytvářený tlak působí současně na hydraulický pracovní prostředek 38, takže jeho otočné elementy 34 a 36 jsou od sebe tlačeny proti síle tažené pružiny 64. Tím jsou konce 28 brzdových pák 20 rovněž tlačeny od sebe, čímž se brzdové páky 20 překlápějí podle osy 22 otáčení a brzdové čelisti 16 a 18 tím přicházejí do brzdicí polohy. Brzdové čelisti 16 a 18 se tím vzájemně klešťovitě pohybují, přičemž v brzdicí poloze je mezi brzdovými čelistmi 16 a 18 definovaná vzdálenost, kterou je vytvořena mezera pro vjíždějící kolo 12.

• · · · 4 · · · · · · ·· · · • · · · · · 4 ·4 4 • ··· · 4 4 4 4 · ·· » 4 4 4 4 4 4 4 44 • ··· 4 4 44 •444 444 44 444 ·· 44»

Brzdové čelisti 16 a 18 se vzájemně nacházejí v definované poloze, přičemž jsou uloženy otočně kolem os 22 otáčení. V brzdicí poloze jsou brzdové páky 20 opřeny přes elastické elementy 50 o ložiskové kozlíky 58. Pružné elementy 54 elastických elementů 50 jsou předepnuty mezi deskami 52 a 52', přičemž desky 52 a 52' jsou relativně vzájemně pohyblivé, když síla pružného elementu 54 se přenáší na desku 52 při desce 52' dosedající na ložiskový kozlík 5.8.

Vjíždí-li nyní kolo 12 do brzdového zařízení 10 nacházejícího se v brzdicí poloze, přicházejí brzdové čelisti 16 a 18 známým způsobem do kontaktu s kolem 12. Tím je vykonávána brzdná práce, která se vynaloží na zpomalení kola 12 kolejového vozidla. Brzdové zařízení 10 je seřízeno přes elastické elementy 50 tak, že pojezdová kolejnice 14 se nachází v předem stanovené poloze k brzdovým čelistem 16 a 18. Vjíždí-li nyní kolo 12 ne přesně centricky do brzdového zařízení 10. následuje jednostranné mechanické zatížení buď brzdové čelisti 16. nebo brzdové čelisti 1 8. Přes brzdovou páku 20 je tato jednostranná síla zachycena, přičemž se příslušná brzdová páka 20 vychýlí kolem osy 22 otáčení Protože jsou brzdové páky 20. vzájemně spojeny pracovním prostředkem 3 8, sleduje druhá brzdová páka tento vyrovnávací pohyb. Přitom se konec 28 příslušné brzdové páky 20 pohybuje ve směru přiřazeného elastického elementu 50.. Tím, že je elastický element 50 opřen o ložiskový kozlík 58, je síla pružného elementu 54 při tomto kyvadlovém pohybu překonávána brzdovým zařízením 10. Pružný element 54 vede přitom ke stabilizaci tohoto kyvadlového pohybu. Celkově je ale dosaženo, že při ne přesně centricky vjíždějícím kole 12 do brzdového zařízení 10, brzdové čelisti 16 a 18 zůstávají ve své nastavené vzdálenosti, takže brzdicí účinek na kolo 12 tím není ovlivněn. Mimo to je brzdové zařízení 10 vnitřně elastické, což vede k tomu, že ne přesně centricky vjíždějící kolo 12 není rázově přesunuto do centrické polohy. Tím je možno předejít vývinu hluku.

·· ···· ·· ······ · • · · ··· · ··« • · · · · · · · · · ··

9 9 9 9 9 9 9 99

9 9 9 9 9 99

9999 999 99 999 99 999 • 8 ·

Provedením brzdového zařízení 10 podle vynálezu je dále dosaženo toho, že příčně k pojezdové kolejnici 14 směrované přítlačné síly brzdových čelistí 16 a 18 na kolo 12 a síly do uložení brzdových pák 20 se navzájem ruší. Tím nejsou do horní části pojezdové kolejnice 14 zavedeny žádné příčné síly. Pouze na pružné elementy 54 opírající se o ložiskové kozlíky 58 , vede nepatrná příčná síla brzdového zařízení 10, která je ale samočinně centrovatelným uložením brzdových pák 20 zanedbatelná.

K dosažení na obr. 2 ukázané polohy brzdového zařízení 10 je spínán magnetický ventil 42. takže tlakový zásobník 40 prostředku je odlehčen. Tím dochází také v pracovním prostoru pracovního prostředku 38 k poklesu tlaku. Síla tažené pružiny 64 překročí nyní proti směrovanou sílu pracovního prostředku 3 8, takže konce 28 brzdových pák 20 se pohybují od sebe. Současně se od sebe pohybují klešťovým mechanismem brzdové čelisti 16 a 18.· Pohyb brzdových pák 20 do zpětné polohy je omezen dorazovými elementy 66. Jakmile jejich dorazové plochy 68 dosednou na dorazovou desku 70. bylo dosaženo volné polohy brzdového zařízení 10. Elastické elementy 50 se současně pevným s pojením přes spojovací elementy 56 pohybují od ložiskového kozlíku. 18. Vodící táhla 62 přitom v podstatě přebírají kolmé nastavování polohy elastických elementů 50. takže při obnoveném přestavění brzdového zařízení 10 do brzdicí polohy, elastické elementy 50 dosednou definovaně na ložiskové kozlíky 18..

Tím, že dorazová deska 70 sestává z elastického materiálu, nejsou s otvíracím pohybem brzdového zařízení 10 spojeny žádné velké výviny hluku. Dále tedy vede přibližně elastické uložení brzdových pák 20 k tomu, že při ve volné poloze se nacházejícím brzdovém zařízení 10. eventuálně extrémně jednostranně jedoucím kole 12, nebo velmi širokém kole 12, může dojít k dotykovému kontaktu s brzdovou čelistí 16. popřípadě 18. aniž tyto vykonají ·· ··♦· ·· Φ··· ΦΦ«

Φ·· · · φ · · φ φ φ·φ· · φφφφ· · · φ φφφφ φφφφ φ • φ · φΦ··· • φφφ·Φ· ΦΦ ··· ΦΦ φφφ jmenovitou brzdicí sílu. Brzdové páky 20 se tedy mohou elasticky příčně ke směru jízdy kola 12 vychýlit.

Obr. 3 ukazuje schematický pohled shora na brzdové zařízení

10. Přitom je zřetelné, že brzdové zařízení 10 sestává v podstatě ze dvou brzdových čelistí 16 a 18. uložených paralelně s pojezdovou kolejnicí 14.· Přitom jsou k brzdovým čelistem 16 a 18 přiřazeny dva páry brzdových pák 20, které mají na obr. 1 a 2 znázorněnou konstrukci. Brzdové čelisti 16 a 18 jsou protaženy v podélném směru pojezdové kolejnice 14 přes více pražců 72. přičemž skříně 60. k uložení zařízení pohonů jsou uspořádány do mezery mezi pražci 74. Tak je zřejmé, že brzdové zařízení 10 lze jednoduchým způsobem integrovat do kolejového lože, aniž je potřebná podstatnější přestavba kolejí.

Mezi oběmi, vzájemně od sebe uspořádanými skříněmi 60 je další skříň 76, která slouží pro uložení komponentů hydrauliky, zvláště hydraulického čerpadla 44, tlakového zásobníku 40 prostředku a zásobní nádrže 41. Současně může být do skříně 76 integrováno řízení pro hydraulické čerpadlo 44, jakož i magnetický ventil 42.

Na obr. 4 je ještě schematický boční pohled na brzdové zařízení 10, přičemž zde - podle směru pohledu - je znázorněna bud brzdová čelist 16, nebo brzdová čelist 18. Ty jsou připojeny přes brzdové páky 20 a ložiskové kozlíky 24 na pojezdové kolejnici 14. V bočním pohledu je dále zřetelné, že brzdové čelisti 16 a 18 mají dorazový element 78, který je vložen do elementu 80 uložení. Element 80. uložení je pevně spojen s pojezdovou kolejnicí 14. Element 80. uložení tvoř í dva, v podélném směru pojezdové kolejnice 14 před a za dorazovým elementem 78 uspořádané kozlíky 82, které jsou mezerovitě uspořádány k dorazovému elementu 78. Uspořádáním dorazového elementu 78 ve spojení s elementem 80 uložení je dosaženo, že v podélném směru pojezdové kolejnice 14 mohou být • · ··· ·

-10zachyceny síly, působící na brzdovou čelist 16. popřípadě 1.8. Dorazový element 78 a element 80 uložení je tak robustně konstruován, že brzdové páky 20 brzdového zařízení 10 musí přejímat jen malé, v podélném směru kolejnice 14 působící síly. Tím mohou být brzdové páky 20 a jejich klešťovité uspořádání optimalizovány na svou funkci, tj. převedení z brzdicí polohy do volné polohy a naopak. Síly, působící v podélném, popřípadě příčném směru k pojezdové kolejnici 14, nejsou v podstatě brzdovými pákami 20 zachycovány.

Claims (11)

1. NÁROKY

   1. Brzdové zařízení pro železniční vozidla^se dvěma místně pevně uspořádanými, v podstatě paralelně k pojezdové kolejnici uloženými brzdovými čelistmi, které jsou brzdovým pohonem přestavitelné do brzdicí polohy a do volné polohy, přičemž k dosažení brzdicí polohy jsou brzdové Čelisti k sobě vzájemně pohyblivé, takže mezera mezi brzdovými čelistmi je menší, než tloušťka kola železničního vozidla, vyznačující se tím, že brzdové Čelisti (16, 18) jsou alespoň ve své brzdicí poloze uloženy samočinně centrovatelně ke kolu (12).
2. 2. Brzdové zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že brzdové čelisti (16, 18) jsou silově spojeny s pružinou centrovatelným klešťovým uspořádáním.
3. 3. Brzdové zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že pohon brzdy je proveden hydraulickým pracovním prostředkem (38).
4. 4. Brzdové zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že pracovním mediem pracovního prostředku (38) je voda.
5. 5. Brzdové zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že brzdové čelisti (16, 18) jsou uspořádány na brzdových pákách (20), které jsou uspořádány otočně kolem osy (22) otáčení na ložiskovém kozlíku (24).
6. 6. Brzdové zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že ložiskový kozlík (24), je pevně spojen s pojezdovou kolejnicí (14).

   • · ·
7. 7. Brzdové zařízení podle jednoho z přecházejících nároků, vyznačující se tím, že brzdové páky (20) jsou spojeny předepnutými elastickými elementy (50), které se v brzdicí poloze brzdového zařízení (10) opírají o místně pevné ložiskové kozlíky (58).
8. 8. Brzdové zařízení podle nároku 7, vyznačujícího se tím, že ložiskové kozlíky (58) jsou silově spojeny se skříní (60), která je uspořádána do mezery mezi pražci pojezdové kolejnice (14).
9. 9. Brzdové zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že k hydraulickému pracovnímu prostředku (38) je paralelně uspořádán pružný element (64), která je v brzdicí poloze brzdového zařízení (10) předepnuta.
10. 10. Brzdové zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že brzdové páky (20) obsahují dorazové elementy (66), které jsou k dosažení volné polohy brzdového zařízení (10) přemístitelné pružným elementem (64) proti dorazu (70).
11. 11. Brzdové zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že doraz (70) sestává z poddajného materiálu, obzvláště pryže apod.