SE454428B - Lasringsanordning i fjederbromsaktuator for att avbryta och automatiskt ateruppretta arbetsfunktionen - Google Patents

Description

454 428 Detta uppnås enligt uppfinningen genom att utifrån manövrerbara, fjäderpåverkade manöverorgan vid låsringens slits kan förflyttas mellan ett första läge, i vilket låsringen -är tvingad att vila i båda spåren, så att kolvstången och kolvstångshylsan är hoplåsta, och ett andra läge, i vilket låsringen är fri att tvingas helt ned i det ena spåret, vilket är åtminstone så djupt som ringens tjocklek, så att kolvstången och kolvstångshylsan är fria att röra sig oberoende av varandra.

Avbrottet i arbetsfunktionen uppnås härvid genom manuell påverkan av manöverorganen, vilka därefter återföres genom fjäderkraft för automatisk återupprättning av arbetsfunktionen hos anordningen.

För ändamålet att överföra låsringen till spåret vars djup är minst lika stort som ringens tjocklek, då manöverorganen har påverkats, har ringen en fasad sidoyta samarbetande med en motsvarande sidoyta hos det andra spåret.

Vid en praktisk och föredragen utföringsform kännetecknas manöver- organen av att ett låsok, som är rörligt radiellt i förhållande till låsringen och kan ingripa med huvuden vid ringen: resp ändar för att hålla dessa samman, och en låskub, som är rörlig väsentligen vinkelrätt mot oket och kommer att låsa oket i nämnda ingripande läge när den placerats över oket, är anordnade i ett utrymme i en kolvstångsfläns.

För att upptaga den kraft på låskuben som härstammar från låsringen är utrymmets höjd så avpassad att kuben tar stöd mot dess övre vägg i det oklåsande läget.

Manuell påverkan av låskuben uppnås företrädesvis genom att en vid låskuben fäst manöverstång sträcker sig ut från kolvstångsflänsen, varvid en tryckfjäder är anordnad runt manöverstången för åstadkommande av en fjäderpåverkan på kuben i riktning mot dess oklåsande läge.

Såsom redan nämnts är det viktigt att uppnå en kraftreduktion hos den manuellt påverkbara delen, dvs rnanöverstången. Ett sådant kraftreduktions- steg uppnås genom den avfasade sidoytan hos låsringen, såsom nämnts ovan.

Ytterligare reduktioner till en önskad nivå uppnås genom att låsringshuvu- denas ytterytor och låsokets motsvarande innerytor å ena sidan samt okets' övre yta och låskubens motsvarande undre yta å andra sidan är sneda eller kilformiga.

För ändamålet att möjliggöra för tryckfjädern omkring manöverstången att förflytta lâskuben tillbaka till läget över låsoket, eller med andra ord för automatisk återställning av fjäderbromsaktuatorns arbetsfunktion, vid 454 428 återkomsten av fluidumtryck för samnmanpressning av den kraftfulla fjädern i aktuatorn, är låsoket och låskuben försedda med motsvarande avfasade eller sluttande ytor.

Ritningsförteckning Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka fig l är en sidovy, delvis i sektion, av en kombinerad bromsenhet och fjäderbromsaktuator innehållande uppfinningen, fig lA är en förstorad del av fig l visande de viktigaste detaljerna, fig 2 är en tvärsektionsvy längs linjen Il-II i fig l, fig 3 och 4 i en vy framifrån resp en tvärsektionsvy schematiskt illustrerar en andra utföringsform av uppfinningen samt fig 5 och 6 i en vy framifrån resp en tvärsektionsvy schematiskt illustrerar en tredje utföringsform av uppfinningen. I Beskrivning av föredragna utföringsformer Utföringsformen enligt fig 1, 1A och 2 beskrives mest detaljerat tack vare sina många fördelar, medan de två alternativa utföringsformerna enligt fig 3-6 behandlas mera kortfattat mot beskrivningens slut. För full förståelse av de två alternativa utföringsformerna refereras även till fig l, 1A och 2 med tillhörande beskrivning.

En kombinerad bromsenhet och fjäderbromsaktuator för ett rälsfordon visas i fig l.

En bromskolv l är axiellt rörlig i en bromsenhetscylinder bestående av ett hus 2 och en botten 3. En kolvreturfjäder 4 är som vanligt anordnad mellan kolven 1 och bottnen 3. En rörformig fast del 5 är utformad i ett stycke med bottnen 3 och inhyser en ej visad spelrumsefterställningsapparat av något konventionellt slag. En utgående kraftöverförande del 6 kan anses som förbunden med kolven l.

En fjäderbromsaktuator är kombinerad med den ovan beskrivna broms- enheten. Aktuatorn har ett cylinderformigt hus 7 försett med konsoler 8 för montering av den kombinerade bromsenheten och aktuatorn vid en lämplig ej visad del av rälsfordonets underrede. De två husen 2 och 7 är förenade med varandra och med bottnen 3 på ett ej närmare beskrivet konventionellt sätt.

En kolv 9 med en kolvstâng 10 är axiellt rörlig i det cylinderformiga huset 7.' Kolven 9 är försedd med en tätning ll, och en ytterligare tätning l2 är anordnad i huset 7 mot kolvstången lO. En kraftfull tryckfjäder l3 av skruvtyp är anordnad omkring kolvstången 10 mellan huset 7 och en fläns 10' på kolvstången lO. 454 428 Kolvstången 10 är rörformig och glidbar på den cylindriska fasta delen 5. För att överföra fjäderbromskrafter (för parkerings- och nödbroms- ning) från tryckfjädern 13 till den utgående kraftöverförande delen 6 via kolvstången 10 finns ett arrangemang, som tydligast visas i större skala i fig 1A: En kolvstångshylsa lll- är normalt funktionsmässigt ansluten till kolvstången 10 med hjälp av en elastisk låsring 15 i två mot varandra vettande ringformiga spår 16, 17 i kolvstången 10 resp hylsan 14. Lås- ringens 15 funktion kommer att beskrivas närmare nedan. Hylsan 11+ är delvis styrd för axiella rörelser på den fasta delen 5 men även i kolvstången 10.

Fjäderns 13 kraft, som överförs via kolvstången 10, låsríngen 15 och kolvstångshylsan 11+, överförs till den kraftöverförande delen 6 med hjälp av en fjäderring 18 anordnad i ett ringformigt spår i delen 6.

Inträde av fukt, smuts och liknande förhindras effektivt av en bälg 19, som täcker hela mekanismen från den kraftöverförande delen 6 till vänster i fig 1 till aktuatorhuset 7. l fig 1 visas såväl bromsenheten som fjäderbromsaktuatorn i sina resp inaktiva lägen. För fjäderbromsaktuatorn betyder detta att fjädern 13 hålls sammanpressad av bromsfluidumtryck verkande åt höger i fig 1 på kolven 9.

Det är uppenbart att om detta fluidumtryck minskar kommer fjäderns 13 kraft att verka på den utgående kraftöverförande delen 6 via fjäderringen 18, förutsatt att låsringen 15 är i sitt visade läge då den låser samman de två delarna 10 och 114 axiellt. Genom förekomsten av fjäderringen 18 kan bromsenheten själv anbringa en bromskraft (genom fluidumtryck verkande på kolven 1) via den kraftöverförande delen 6 utan att fjäderbrornsaktuatorn involveras.

Låsringen 15 är uppslitsad (den är med andra ord av fjäderringstyp), såsom framgår av fig 2, och kan tvingas att expandera radiellt från sitt i fig 1 och 2 visade viloläge. Denna expanderande kraft åstadkommas av en fasad sidoyta hos spåret 17, såsom tydligast visas i fig 1A. Djupet hos spåret 16 i kolvstången 10 är minst lika stort som tjockleken eller höjden hos lås- ringen 15. Härigenom kan ringen 15 - om den tvingas och tillåts expandera - helt upptagas i nämnda spår, så att förbindelsen bryts med kolvstångshylsan 11+, vilken sålunda kan röra sig oberoende av kolvstången 10.

Vid vardera sidan om sin slits är låsringen 15 försedd med ett huvud l5', som har en sned eller kilformig yttre yta. Huvudena 15' sträcker sig in i ett utrymme 20 i kolvstångsflänsen 10'. Ett låsok 21 är anordnat i detta utrymme liksom en låskub 22 över oket mot utrymmets övre vägg. Okets 21 övre yta 454 428 och kubens 22 undre yta har motsvarande lutning eller kilform, såsom tydligast framgår av fig 2. Kilvinkeln är jämförelsevis liten, såsom beskrivs närmare nedan. Såsom framgår av fig 2 är utrymmets 20 totala höjd sådan att oket 2l - som har innerytor motsvarande ytterytorna hos låsringshuvu- dena 15' - hålls ned över huvudena, då kuben 22 befinner sig rakt över oket på visat sätt.

Genom förekomsten av ett ei visat arrangemang med ett spår och en tapp är oket 21 styrt för radiella rörelser relativt låsringen l5. Såsom framgår av fig 2 är kuben 22 rörlig vinkelrätt däremot och är fäst vid en manöverstång 23, som sträcker sig ut från kolvstångsflänsen l0' i vilken den befinner sig. I ett avlångt hål i stångens 23 ände är en ringformad manöver- hävarm 21+ fäst. Genom detta arrangemang kan manöverstången 23 och sålunda låskuben 22 förflyttas åt höger i fig 2 genom nedpressning av manöverhävarmen 21+, så att låsoket 2l kan röra sig radiellt uppåt i utrymmet och lämna sitt ingrepp med låsringshuvudena l5'. Härigenom kan lås- ringen 15 tvingas att expandera radiellt in i kolvstångsspåret 16 av sin fasade sida, så att axiella relativrörelser tillåts mellan kolvstången 10 och kolv- stångshylsan 14, vilka annars är hoplåsta av låsringen 15.

En returfjäder 25 av skruvtrycktyp är anordnad omkring manöver- stången 23 och utövar en fjäderkraft åt vänster i fig 2 på låskuben 22 för att återföra denna till läsande läge över låsoket 21.

I korthet är ändamålet med den mekanism som såsom sin huvud- komponent har låsringen 15 manövrerad .av delarna 21-25, att möjliggöra ett avbrott av kraftöverföringen från fjädern 13 till delen 6 via hylsan 14 trots att inget fluidumtryck finns tillgängligt för sammanpressning av fjädern 13 genom förskjutning av fjäderbromskolven 9 åt höger i fig l. En sådan situation uppträder typiskt då utslitna bromsbelägg skall ersättas eller då ett parkeringsbromsat fordon utrustat med en bromsenhet integrerad med en fjäderbromsaktuator enligt fig l skall förflyttas i frånvaron av broms- fluidumtryck. I ett sådant fall behöver man blott manuellt trycka ned hävarmen 21+ för att låta låsringen 15 expandera in i spåret 16 och att låta hylsan 11+ tillsammans med delen 6 bli avlastad från fjäderns 13 parkerings- bromskraft. l detta avlastade tillstånd hos enheten kan returfjädern 14 helt återföra bromsenhetens kolv l till läget åt höger mot aktuatorhusets 7 botten. 454 428 Vid återkomsten av fluidumtryck som verkar på fjäderbromskolven 9 kommer fjädern 13 ånyo att sammanpressas. Då de två spåren 16 och 17 i kolvstången 10 resp kolvstångshylsan 14 ånyo vetter mot varandra, kommer låsringen 15 att fjädra ner i sitt spår 17. Returfjädern 25 skjuter låskuben 22 åt vänster i fig 2 och skjuter därvid ned låsoket 21 till dess låsande läge över låsringshuvudena 15', såsom visas i fig 2. För detta ändamål har låskuben 22 och låsoket 21 samverkande avfasade eller sluttande ytor. Då de olika delarna har återtagit sina lägen visade i fig 2 (och fig i), har enhetens arbetsfunktion återupprättats, och det är viktigt att notera att detta skett fullständigt automatiskt.

Förutom de två grundläggande kraven på arrangemanget, nämligen att garantera låsning under normala omständigheter (genom kuben 22 och oket 21) och automatisk återupprättning av arbetsfunktionen efter upplåsning, är ett uppenbart krav att den manuella frigöringen eller upplåsningen kan ske med måttlig ansträngning. I ett praktiskt fall har gränsen för den nödvändiga dragkraften i manöverstången 23 för att uppnå manuell frigöring satts till 200 N (inkluderat den motverkande kraften hos returfjädern 25) vid en parkeríngsbromskraft (kraft hos fjädern 13) av 25000 N. Det har klarlagts att detta krav kan uppfyllas säkert, så länge som friktionskoefficienten inom arrangemanget är normal, dvs under exempelvis 0,25.

Såsom framgår av beskrivningen ovan av arrangemanget reduceras reaktionskraften från fjädern 13 i fyra steg till den önskade låga dragkraften i manöverstången 23; tre av dessa steg är baserade pâ kilverkan. Steg l är överföringen av den axiella kraft från fjädern 13 som verkar på lâsringen 15 till en reducerad radiell kraft genom låsringens kilyta. Steg 2 är överföringen av den radiella kraften i låsringen 15 till en tangentiell kraft i låsrings- huvudena l5'; den erhållna kraftreduceringen är konstant och beror blott på de geometriska förhållandena. Steg 3 är överföringen av den tangentiella kraften till en radiell kraft på låsoket 21, vilken uppnås genom de sam- arbetande yttre resp inre ytorna hos huvudena 15' och i oket 21. Steg 4 är överföringen av kraften i radiell riktning eller riktning uppåt i oket 21 till en axiell kraft i manöverstången 23 genom de samarbetande sluttande ytorna i ovanpå oket 21 resp på undersidan av låskuben 22.

Den ovan beskrivna utföringsformen är den föredragna, men flera andra utföringsformer inom ramen för den allmänna uppfinningstanken är möjliga.

Två sådana utföringsformer illustreras i fig 3 och 4 resp 5 och 6. *i 454 428 Vid utföringsformen enligt fig 3 och ll är en låsring 30 (fullständigt svarande mot låsringen 15 i den första utföringsformen) anordnad i två omkretsspår 3l och 32 i två fjäderbromsaktuatordelar 33 resp 30. Lås- ringen 30 är uppslitsad och har en strävan mot läget enligt fig 3 och lt. Genom sin kilformiga sidoyta utsätts den för en kraft som strävar att föra den radiellt in i spåret 31 hos delen 33 om den ej hålls i läge. Detta åstadkommes genom en omkretsgående manöverhake 35, som är ledbart monterad vid en fast punkt 36. Denna rörelse i den riktning som indikeras av pilen i fig 3 begränsas av en fast tapp 37 och en motsvarande urtagning i haken 35. Haken är försedd med två skåror: en första skåra för ett första utskott 38 på haken och en andra skåra för ett andra utskott 39 därpå. Det första utskottet 38 är så stort att det aldrig lämnar sin hakskåra, då haken 35 manuellt förflyttas i pilens riktning, medan det andra utskottet 39 i motsvarande situation frigörs från haken 35, så att låsringen 30 kan expandera radiellt in i spåret 31 och sätta delarna 33 och 34 fria att röra sig oberoende av varandra.

Låsringens 30 läsande funktion kommer att återupprättas automatiskt, förutsatt att en returfjäderkraft utövas på låsringen 35 i medurs riktning enligt fig 3.

Huvudprincipen hos utföringsformen enligt fig 5 och 6 är samma som hos de två tidigare med den lilla skillnaden att en låsring 40 i detta fall föres radiellt inåt från sitt normala läge enligt fig 5 och 6, om en reglerslid 41 dras manuellt i pilens riktning i fig 5 så att den smala delen av sliden kommer mellan den slitsade ringens ändar. Detta betyder att låsringen 40 i sitt upplåsta läge kommer att vila i ett omkretsspår 42 i en fjäderbroms- aktuatordel 43 som befinner sig koaxiellt inuti en annan del 44. Även i detta fall måste manöversliden #1 återföras av fjäderkraft till sitt läge enligt fig 5 för att automatiskt återupprätta fjäderbromsaktuatorns arbetsfuntion.

Den visade och beskrivna fjäderbromsaktuatorn är kombinerad med en bromsenhet, men uppfinningen är lika tillämpbar vid en fjäderbromsaktuator använd ensam, även som servicebromsaktuator. Uppfinningen kan även utnyttjas vid en fjäderbromsaktuator använd för andra ändamål än på rälsfordon. I vissa fall har använts uttryck såsom "övre", "nedre" och liknande, särskilt i anslutning till fig 2. Sådana uttryck skall emellertid inte anses som begränsande på något sätt; arrangemanget kan i stället placeras i vilket läge som helst utan någon nackdel för riktig funktion.

Modifikationer är möjliga inom ramen för de efterföljande patent- kraven.

Claims (7)

1. 4,54 428 PATENTKRAV l. Anordning för att avbryta och automatiskt återupprätta arbets- funktionen hos en fjäderbromsaktuator, innefattande en kolv (9) med en kolvstång (l0; 33; 44) och en fjäder (13), som påverkar kolven och kolvstången i en arbetsriktning för bromsansättning vid fallande bromsfluidumtryck på kolven, varvid en uppslitsad låsring (15; 30; 40) av fjäderringstyp är anordnad i mot varandra vettande spår (16, 17; 31, 32; 42) i kolvstângen och en därmed koaxiell kolvstângshylsa (l4; 34; 43), kânnetecknad därav, att utifrån manövrerbara, fjäderpâverkade manöverorgan (21-25; 35; 41) vid lâsringens (l5; 30; 40) slits kan förflyttas mellan ett första läge, i vilket låsringen är tvingad att vila i båda spåren (16, 17; 3_l, 32; 42), så att kolvstången (l0; 33; 44) och kolvstångshylsan (14, 34; 43) är hoplåsta, och ett andra läge, i vilket låsringen är fri att tvingas helt ned i det ena spåret, vilket är åtminstone så djupt som ringens tjocklek, så att kolvstången och kolvstångshylsan är fria att röra sig oberoende av varandra. i

2. Anordning enligt krav 1, kânnetecknad därav, att låsringen (l5; 30; 40) - för ändamålet att överföra den till spåret (l6; 31; 42) vars djup är minst lika stort som ringens tjocklek - har en fasad sidoyta samarbetande med en motsvarande sidoyta hos det andra spåret ( 17; 32).

3. Anordning enligt krav l och 2, kännetecknad därav, att ett låsok (21), som är rörligt radiellt i förhållande till låsringen (15) och kan ingripa med huvuden (l5') vid ringens respektive ändar för att hålla dessa samman, och en låskub (22), som är rörlig väsentligen vinkelrätt mot oket och kommer att låsa oket i nämnda ingripande läge när det placerats över oket, är anordnade i ett utrymme (20) i en kolvstångsfläns (l0').

4. Anordning enligt krav 3, kânnetecknad därav, att utrymmets (20) höjd är så avpassad att kuben (22) tar stöd mot dess övre vägg i det oklåsande läget. I

5. Anordning enligt krav 3, kännetecknad därav, att en vid lâskuben (22) fäst manöverstång (23) sträcker sig ut från' kolvstângsflänsen (l0'), varvid en tryckfjäder (25) är anordnad runt manöverstången för åstadkommande av ' en fjäderpâverkan på kuben i riktning mot dess oklåsande läge.

6. Anordning enligt krav 5, kännetecknad därav, att låsringshuvudenas (l5') ytterytor och låsokets (21) motsvarande innerytor â ena sidan samt okets övre yta och låskubens (22) motsvarande undre yta å andra sidan är sneda eller kilíormiga för uppnående av den önskade kraftreduktionen från låsringen till låskuben och manöverstången (23). 454 428

7. Anordning enligt något av kraven 3-6, kännetecknad därav, att låsoket (21) och lâskuben (22) är försedda med motsvarande avfasade eller slutande ytor.