CZ33817U1 - Apparatus for indicating the condition of a handbrake, in particular freight rail vehicles - Google Patents

Description

Zařízení pro indikaci stavu ruční brzdy, zejména nákladních kolejových vozidelDevices for indicating the condition of the parking brake, in particular lorries

Oblast technikyField of technology

Předmětem technického řešení je zařízení pro indikaci stavu ruční brzdy zejména nákladních kolejových vozidel, při její manipulaci z boku vozidla, které umožňuje poskytnout obsluze vozidla informaci o aktuálním stavu ruční brzdy.The subject of the technical solution is a device for indicating the state of the handbrake, especially freight rail vehicles, during its manipulation from the side of the vehicle, which allows to provide the vehicle operator with information about the current state of the handbrake.

Dosavadní stav technikyPrior art

Konstrukce ruční brzdy na vagónech principiálně vychází z dob 19. století, kdy průběžná pneumatická brzda ještě neexistovala a každé jedno vozidlo bylo brzděno samostatně příslušnou ruční provozní a zároveň zajišťovací brzdou ze stanoviště obsluhy na pokyn strojvedoucího z lokomotivy. Tehdy jako i dnes, mechanismus ruční brzdy pozůstával z ovládací kliky anebo kola, pohyblivého šroubu, ozubeného převodu a pákového převodu. Současná konstrukce ruční brzdy se od těch dob v podstatě nezměnila, avšak používá se výhradně na zajišťování odstaveného vozidla proti nežádoucímu pohybu nebo na snížení rychlosti při posunovaní ve stanicích a depech. Současné mezinárodní železniční normy říkají, že ruční brzda má být napočítána na určitý sklon tratě, 40%o v případě TSI WAG, nebo na konkrétní brzdovou váhu, 201 při maximálním ložení vagónu v případě UIC 543, a to při působení silou 0,5 kN na ovládací kolo anebo kliku ruční brzdy. Brzdící schopnost ruční brzdy, tedy brzdová váha, se vyobrazí na bok vozidla prostřednictvím příslušného značení definovaného normou UIC 545 a EN 15877-1. S touto informaci dále pracuje obsluha vagónu, resp. vlaku, a to hlavně při jeho odstavování. Každá přepravní společnost má vnitřní předpis hovořící o tom, jaká brzdová váha je potřebná na zajištění vlakové soupravy na rovině nebo ve stoupání, z čeho následně vyplývá počet ručních brzd, které je potřebné utáhnout. Současný stav techniky navzdory několika vynálezům popsaných v patentových spisech, jako např. US 1387729, US 1826636, CH 669571 A5 a EP 1896311 Bl, je takový, že s indikací stavu ruční brzdy se ve většině případů drážní pracovník v Evropě nestřetne kromě nových vagónů, jejichž součástí brzdové výstroje povětšině takové indikační zařízení už je, a to zejména v případech vybavení vozidel kotoučovou a trámcovou brzdou. Zařízení tohoto typu však neposkytují informaci o síle, kterou je ruční brzda utažena. Plyne to z toho, že v praxi s ukazatelem tohoto typu nebo bez něj, je ruční brzda pokaždé utažena jinou silou, přičemž velikost utahovací síly není známa a do značné míry závisí na fýzické dispozici drážního pracovníka, který s brzdou manipuluje.The design of the handbrake on wagons is basically based on the times of the 19th century, when the continuous pneumatic brake did not yet exist and each vehicle was braked separately by the appropriate handheld service and locking brake from the operator's station at the command of the locomotive driver. Then and today, the handbrake mechanism consisted of a control crank or a wheel, a movable bolt, a gear and a lever transmission. The current design of the handbrake has not changed substantially since then, but is used exclusively to secure the parked vehicle against unwanted movement or to reduce the speed when moving in stations and depots. Current International Railway Standards state that the handbrake should be calculated on a certain track gradient, 40% in the case of the TSI WAG, or on a specific brake weight, 201 at the maximum wagon load in the case of UIC 543, with a force of 0,5 kN on control wheel or handbrake crank. The braking capacity of the parking brake, ie the brake weight, is displayed on the side of the vehicle by means of the appropriate marking defined by UIC 545 and EN 15877-1. The operator of the wagon, resp. the train, especially when shutting it down. Each transport company has an internal regulation that states what braking weight is needed to secure a train set on a level surface or on an incline, which in turn results in the number of parking brakes that need to be tightened. Despite several inventions described in patents, such as US 1387729, US 1826636, CH 669571 A5 and EP 1896311 B1, the current state of the art is such that in most cases the railway worker in Europe does not encounter the indication of the state of the handbrake except for new wagons. of which the braking equipment usually already includes such an indication device, especially in the case of equipping vehicles with a disc and beam brake. However, devices of this type do not provide information on the force with which the parking brake is tightened. This is due to the fact that in practice, with or without an indicator of this type, the handbrake is always tightened with a different force, the magnitude of the tightening force being unknown and largely dependent on the physical disposition of the railway worker handling the brake.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Předmětem tohoto technického řešení je zařízení pro indikaci stavu ruční brzdy zejména nákladních kolejových vozidel, uzpůsobené k upevnění k podvozku nebo bočnici rámu vozidla a obsahující ovládací kolo ruční brzdy, upevněné k hřídeli, který prochází tělesem skříně ukazatele stavu ruční brzdy s víkem, a svým opačným koncem přes koncový člen napojeným na mechanismus ruční brzdy, kterým může být například brzda špalíková nebo kotoučová, vyvozuje brzdnou sílu na brzdové kotouče vozidla nebo jízdní plochu dvojkolí. Podstata tohoto technického řešení spočívá v tom, že hřídel je na části své délky uvnitř tělesa skříně opatřena závitem pro podélné vedení matice, která tak spolu s hřídelí vytváří pohybový šroub, otočně vůči hřídeli je souose v tělese skříně upevněna vačka s terčem, kde tato vačka má v sobě drážky, a to dvě přímé drážky a dvě šikmé drážky ve tvaru pravotočivé šroubovice, do kterých zasahuje běžec tvořený výstupkem matice, a kde víko skříně je opatřeno okénky pro sledování plochy terče při otáčení ovládacího kola a indikaci příslušného stavu ruční brzdy podle velikosti změny polohy matice od její výchozí polohy a podle otáček ovládacího kola.The subject of this technical solution is a device for indicating the state of the handbrake, in particular freight rail vehicles, adapted to be fixed to the bogie or side of the vehicle frame and comprising a handbrake control wheel fixed to a shaft passing through the body of the handbrake level indicator housing with a lid. at the end via an end member connected to the parking brake mechanism, which may be, for example, a block or disc brake, it exerts a braking force on the brake discs of the vehicle or the running surface of the wheelset. The essence of this technical solution lies in the fact that the shaft is provided with a thread for longitudinal guidance of the nut on the part of its length inside the housing body, which together with the shaft forms a moving screw, a cam with a target is fixed coaxially in the housing body. it has grooves, namely two straight grooves and two oblique grooves in the shape of a clockwise helix, into which the runner formed by the protrusion of the nut engages, and where the housing lid is provided with windows for monitoring the target area when turning the control wheel and indicating the appropriate state of the parking brake according to size changes in the position of the nut from its initial position and according to the speed of the control wheel.

- 1 CZ 33817 U1- 1 CZ 33817 U1

Ovládací kolo je pevně otočně spojeno s hřídelí, s výhodou prostřednictvím pera, drážkování nebo čtyřhrami, pro přenos energie ve formě kroutícího momentu na mechanismus ruční brzdy.The control wheel is rigidly rotatably connected to the shaft, preferably by means of a tongue, groove or doubles, for transmitting energy in the form of torque to the parking brake mechanism.

Víko skříně má ve své ploše rovnoměrně uspořádaná tři okénka, přičemž kruhový terč má čelní plochu, přivrácenou k ovládacímu kolu, která je rozdělena do šesti pravidelných navzájem barevně rozlišených polí pro indikaci jednotlivých stavů „zabrzděno“ a „odbrzděno“ zařízení v závislosti na počtu otáček ovládacího kola a samotných otáčkách.The cabinet lid has three windows evenly arranged in its area, while the circular target has a front surface facing the control wheel, which is divided into six regular mutually color-coded fields to indicate the individual states "braked" and "unbraked" the device depending on the number of revolutions control wheel and the speed itself.

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Na připojených výkresech je zobrazen příklad provedení zařízení podle tohoto technického řešení, přičemž:The attached drawings show an example of an embodiment of the device according to this technical solution, wherein:

- na obr. 1 je čelní pohled na zařízení ukazatele stavu ruční brzdy indikující stav „odbrzděno“;Fig. 1 is a front view of a parking brake condition indicator device indicating a "released" state;

- na obr. 2 čelní pohled na zařízení ukazatele stavu ruční brzdy indikující stav „mezistav“;Fig. 2 is a front view of the parking brake condition indicator device indicating the state of the "intermediate states";

- na obr. 3 čelní pohled na zařízení ukazatele stavu ruční brzdy indikující stav „zabrzděno“;Fig. 3 is a front view of the parking brake condition indicator device indicating the "braked" state;

- na obr. 4 je prostorový pohled na zařízení ukazatele stavu ruční brzdy;Fig. 4 is a perspective view of a parking brake condition indicator device;

- na obr. 5 podélný řez ukazatelem;Fig. 5 is a longitudinal section of the pointer;

- na obr. 6 je příčný řez ukazatelem podle linie B - B na obr. 5;Fig. 6 is a cross-section of the pointer along the line B-B in Fig. 5;

- na obr. 7 je prostorový pohled na detail mechanismu ukazatele; aFig. 7 is a perspective view of a detail of the pointer mechanism; and

- na obr. 8 prostorový pohled s detailem vačky a barevného terče ukazatele.Fig. 8 is a perspective view with a detail of the cam and the colored target of the indicator.

Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of technical solution

Názorný příklad konstrukčního provedení zařízení podle tohoto technického řešení je podrobně vysvětlen v následujícím textu.An illustrative example of the construction of the device according to this technical solution is explained in detail in the following text.

Zařízení pro indikaci stavu ruční brzdy nákladních kolejových vozidel je uzpůsobené k upevnění k podvozku nebo bočnici rámu vozidla a obsahuje ovládací kolo 1 ruční brzdy, upevněné k hřídeli 6, která prochází tělesem 15 skříně ukazatele stavu ruční brzdy s víkem 2 a svým opačným koncem přes koncový člen napojeným na mechanismus ruční brzdy vyvozuje brzdou sílu na brzdové kotouče vozidla nebo jízdní plochu dvojkolí. Ovládací kolo 1 je k hřídeli 6 připevněno prostřednictvím uzavřené matice 11 s podložkou 4. Napojení 43 hřídele 6 zařízení k mechanismu ruční brzdy je zobrazeno na obr. 7.The device for indicating the parking brake status of freight rail vehicles is adapted to be fixed to the bogie or side of the vehicle frame and comprises a handbrake control wheel 1 fixed to a shaft 6 which passes through the body 15 body of the parking brake status indicator housing with cover 2 and its opposite end over the end a member connected to the parking brake mechanism exerts a brake force on the brake discs of the vehicle or the running surface of the wheelset. The control wheel 1 is fixed to the shaft 6 by means of a closed nut 11 with a washer 4. The connection 43 of the shaft 6 of the device to the parking brake mechanism is shown in Fig. 7.

Hřídel 6 je na části své délky uvnitř tělesa 15 skříně opatřen lichoběžníkovým rovnoramenným závitem 39 pro podélné vedení 24 matice 8 s rybinou 40. která tak spolu s hřídelí 6 vytváří pohybový šroub. Otočně vůči hřídeli 6 je souose v tělese 15 skříně upevněna vačka 20 s terčem 5. Hřídel 6 je opatřen průchozím válcovým kolíkem 18 s dorazovým kroužkem 7 a vlnitou pružinovou podložkou 19 pro vymezení celého mechanismu ukazatele vůči tělesu skříně 15 a víku 2. Vačka 20 je otočně uložena vůči hřídeli 6 na valivém ložisku 12. Tato vačka 20 má v sobě drážky, a to dvě přímé drážky, primární přímá drážka 32 a sekundární přímá drážka 33, a dvě šikmé drážky, primární šikmá drážka 37 a sekundární šikmá drážka 38 ve tvaru pravotočivé šroubovice, do kterých zasahuje běžec 41 tvořený výstupkem matice 8. Víko 2 skříně je opatřeno okénky 42 pro sledování plochy terče 5 při otáčení ovládacího kola 1 a indikaci příslušného stavu ruční brzdy podle velikosti změny polohy matice 8 od její výchozí polohy a podle otáčekThe shaft 6 is provided with a trapezoidal isosceles thread 39 for a longitudinal guide 24 of the nut 8 with the dovetail 40 for part of its length inside the housing body 15, which together with the shaft 6 forms a moving screw. A cam 20 with a target 5 is mounted coaxially in relation to the shaft 6 coaxially in the housing body 15. The shaft 6 is provided with a continuous cylindrical pin 18 with a stop ring 7 and a corrugated spring washer 19 to define the entire pointer mechanism relative to the housing body 15 and lid 2. The cam 20 is rotatably mounted relative to the shaft 6 on the rolling bearing 12. This cam 20 has grooves therein, namely two straight grooves, a primary straight groove 32 and a secondary straight groove 33, and two oblique grooves, a primary oblique groove 37 and a secondary oblique groove 38 in the shape clockwise helix into which the runner 41 formed by the protrusion of the nut 8 engages. The housing lid 2 is provided with windows 42 for monitoring the target surface 5 when turning the control wheel 1 and indicating the respective state of the handbrake according to the magnitude of the position change of the nut 8 from its initial position and speed.

-2 CZ 33817 U1 ovládacího kola 1. Víko 2 skříně s krycí deskou 3 terče 5 s přítlačnou těsnící maticí 22 je připevněno šrouby 9 víka prostřednictvím otvorů 31 k tělesu 15 skříně, která je opatřena zábranou 29 proti vniknutí hmyzu do jejího vnitřního prostoru. Ovládací kolo 1 je pevně otočně spojeno s hřídelí 6, například prostřednictvím pera, drážkování nebo čtyřhrami, pro přenos energie ve formě kroutícího momentu na mechanismus ruční brzdy.-2 CZ 33817 U1 of the control wheel 1. The lid 2 of the housing with the cover plate 3 of the target 5 with the pressure sealing nut 22 is fastened by screws 9 of the lid through holes 31 to the housing body 15, which is provided with a barrier 29 against insects entering its interior. The control wheel 1 is rigidly rotatably connected to the shaft 6, for example by means of a tongue, groove or doubles, for transmitting energy in the form of torque to the parking brake mechanism.

Víko 2 skříně má ve své ploše rovnoměrně uspořádaná tři okénka 42, přičemž kruhový terč 5 má čelní plochu, přivrácenou k ovládacímu kolu 1, která je rozdělena do šesti pravidelných navzájem barevně rozlišených polí pro indikaci jednotlivých stavů „zabrzděno“ a „odbrzděno“ zařízení v závislosti na počtu otáček ovládacího kola 1 a samotných otáčkách.The housing lid 2 has three windows 42 evenly arranged in its area, the circular target 5 having a front surface facing the control wheel 1, which is divided into six regular mutually color-coded fields for indicating the individual states "braked" and "unbraked" of the device in depending on the speed of control wheel 1 and the speed itself.

Utahováním ruční brzdy, tedy otáčením ovládacího kola 1 ruční brzdy ve směru hodinových ručiček, a tedy spolu s ním i hřídele 6, vřetene, se pohybová matice 8 díky podélnému vedení 24 posouvá od své výchozí polohy směrem k ovládacímu kolu 1, to znamená do své koncové polohy, přičemž běžec 41 pohybové matice 8 opisuje primární dráhu definovanou primární přímou drážkou 32 ve vačce 20.By tightening the parking brake, i.e. by turning the control wheel 1 of the parking brake clockwise, and thus together with it the shaft 6, the spindle, the movement nut 8 moves from its initial position towards the control wheel 1, i.e. to its end position, wherein the runner 41 of the movement nut 8 describes the primary path defined by the primary straight groove 32 in the cam 20.

Podélné vedení 24 je upevněno k tělesu 15 skříně šrouby 21.The longitudinal guide 24 is fixed to the housing body 15 by screws 21.

Po určitém počtu otáček od začátku utahování ruční brzdy běžec 41 po opsání přímé dráhy opíše dráhu po pravotočivé šroubovici definovanou primární šikmou drážkou 37, výsledkem je rotační pohyb vačky 20 spolu s terčem 5 ve směru otáčení kola 1 ruční brzdy. Jde o plynulý přechod indikovaného stavu „odbrzděno“, což je zelené indikační pole 34, na „zabrzděno“, což je červené indikační pole 35 a černé indikační pole 36. Po opsání dráhy po šroubovici se běžec 41 opět pohybuje po přímé dráze, která je definována sekundární přímou drážkou 33. a to z důvodu dalšího otáčení ovládacího kola 1 během vyvozování brzdní sily.After a certain number of revolutions from the start of tightening the handbrake, the runner 41, after describing the straight path, describes the path in a clockwise helix defined by the primary oblique groove 37, resulting in rotational movement of the cam 20 together with the target 5 in the direction of rotation of the handbrake wheel 1. This is a smooth transition of the indicated state "released", which is the green display field 34, to "braked", which is the red display field 35 and the black display field 36. After describing the path along the helix, the runner 41 moves again along a straight path which is defined by the secondary straight groove 33 due to the further rotation of the control wheel 1 during the application of the braking force.

Při uvolňování ruční brzdy se ovládacím kolem j. ruční brzdy otáčí proti směru hodinových ručiček, výsledkem je posun pohybové matice 8 směrem od ovládacího kola 1, přičemž běžec 41 opisuje sekundární dráhu danou sekundární přímou drážkou 33. Po určitém počtu otáček, rovněž jako tomu bylo během utahování ruční brzdy, běžec 41 opíše dráhu po šroubovici danou sekundární šikmou drážkou 38 a výsledkem je opět rotační pohyb vačky 20 a terče 5 ve směru otáčení kola 1 ruční brzdy. Dochází tak ke změně indikovaného stavu „zabrzděno“, což je červené indikační pole 35 a černé indikační pole 36, na „odbrzděno“, což je zelené indikační pole 34. Vačka 20 spolu s terčem 5 a pohybovou maticí 8 zaujímají svou výchozí polohu.When the parking brake is released, the handwheel control wheel rotates counterclockwise, resulting in a shift of the movement nut 8 away from the control wheel 1, the runner 41 describing the secondary path given by the secondary straight groove 33. After a certain number of revolutions, as during the tightening of the parking brake, the runner 41 describes the helical path through the secondary oblique groove 38 and the result is again the rotational movement of the cam 20 and the target 5 in the direction of rotation of the handbrake wheel 1. Thus, the indicated state "braked", which is the red display field 35 and the black display field 36, changes to "released", which is the green display field 34. The cam 20 together with the target 5 and the movement nut 8 assume their initial position.

Claims (3)

NÁROKY NA OCHRANUCLAIMS FOR PROTECTION 1. Zařízení pro indikaci stavu ruční brzdy, zejména nákladních kolejových vozidel, uzpůsobené k upevnění k podvozku nebo bočnici rámu vozidla a obsahující ovládací kolo (1) ruční brzdy, upevněné k hřídeli (6), který prochází tělesem (15) skříně ukazatele stavu ruční brzdy s víkem (2) a svým opačným koncem napojeným na mechanismus ruční brzdy přes koncový člen vyvozuje brzdnou sílu na brzdové kotouče vozidla nebo jízdní plochu dvojkolí, vyznačující se tím, že hřídel (6) je na části své délky uvnitř tělesa (15) skříně opatřen závitem pro podélné vedení matice (8), která tak spolu s hřídelí (6) vytváří pohybový šroub, otočně vůči hřídeli (6) je souose v tělese (15) skříně upevněna vačka (20) s terčem (5), kde tato vačka (20) má v sobě drážky, a to dvě přímé drážky (32, 33) a dvě šikmé drážky (37, 38) ve tvaru šroubovice, do kterých zasahuje běžec (41) tvořený výstupkem matice (8), a kde víko (2) skříně je opatřeno okénky (42) pro sledování plochy terče (5) při otáčení ovládacího kola (1) a indikaci příslušného stavu ruční brzdy podle velikosti změny polohy matice (8) od její výchozí polohy a podle otáček ovládacího kola (1).Device for indicating the condition of a handbrake, in particular of freight rail vehicles, adapted to be fixed to the bogie or side of a vehicle frame and comprising a handbrake control wheel (1) fixed to a shaft (6) passing through a body (15) brakes with a cover (2) and its opposite end connected to the parking brake mechanism via an end member exerts a braking force on the brake discs of the vehicle or the running surface of the wheelset, characterized in that the shaft (6) is part of its length inside the housing body (15) provided with a thread for longitudinal guidance of the nut (8), which together with the shaft (6) forms a moving screw, a cam (20) with a target (5) is fastened coaxially to the shaft (6) in the body (15) of the housing, where this cam (20) has grooves in it, namely two straight grooves (32, 33) and two oblique grooves (37, 38) in the shape of a helix, into which the runner (41) formed by the protrusion of the nuts engages e (8), and wherein the housing cover (2) is provided with windows (42) for monitoring the area of the target (5) when turning the control wheel (1) and indicating the respective state of the parking brake according to the magnitude of the position change of the nut (8) from its initial position and according to the speed of the control wheel (1). -3 CZ 33817 U1-3 CZ 33817 U1 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že ovládací kolo (1) je pevně otočně spojeno s hřídelí (6), s výhodou prostřednictvím pera, drážkování nebo čtyřhrami, pro přenos energie ve formě kroutícího momentu na mechanismus ruční brzdy.Device according to claim 1, characterized in that the control wheel (1) is rigidly rotatably connected to the shaft (6), preferably by means of a tongue, groove or doubles, for transmitting energy in the form of torque to the parking brake mechanism. 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že víko (2) skříně má ve své ploše rovnoměrně uspořádaná tři okénka (42), přičemž kruhový terč (5) má čelní plochu, přivrácenou k ovládacímu kolu (1), která je rozdělena do šesti pravidelných navzájem barevně rozlišených polí pro indikaci jednotlivých stavů „zabrzděno“ a „odbrzděno“ zařízení v závislosti napočtu ίο otáček ovládacího kola (1) a samotných otáčkách.Device according to Claim 1 or 2, characterized in that the housing cover (2) has three windows (42) evenly arranged in its area, the circular target (5) having a front surface facing the control wheel (1), which is divided into six regular color-coded fields for the indication of the individual states "braked" and "unbraked" of the device depending on the speed ίο of the speed of the control wheel (1) and the speed itself.