УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЯ ПЕРЕВОДА СТРЕЛКИ С АСИММЕТРИЧНЫМ ПРИЛОЖЕНИЕМ СИЛЫ Российский патент 1999 года по МПК G01L1/02 B61L5/00 

Изобретение относится к устройству для измерения усилия перевода стрелки в рельсовых стрелочных переводах с чувствительным элементом и соединенным с чувствительным элементом, выполненным в виде деформируемого тела, измерительным стержнем, который может быть вставлен в шарнир стрелочного привода, причем чувствительный элемент выполнен в виде электромеханического чувствительного элемента и расположен вне приложения силы к измерительному стержню в соединенной с измерительным стержнем головке.

Устройство упомянутого вначале типа известно из патента Австрии (A 920/93). Известный измеритель усилия перевода стрелки состоит из снабженного прорезями стального тела, служащего в качестве деформируемого тела, которое имеет чувствительный элемент. Известный измеритель усилия перевода стрелки предназначен для измерения возникающих между стрелочным приводом и стрелкой усилий, причем безразлично, воздействуют ли эти усилия от стрелочного привода на стрелочные остряки, или в виде остаточного усилия в отжимных остряках, или в виде усилия при взрезе стрелки против силы, удерживающей остряк в крайнем положении или против сопротивления взрезу стрелочного привода. С этой целью измерительный стержень вместо болта стрелочного соединения вставляют в карданный шарнир или двухосный шарнир, причем благодаря прорезям в стальном теле образуются работающие на изгиб балки. В известном устройстве на наружной стороне предусмотрены утолщения в виде ребер, которые соответственно предназначены для приложения силы. Известная из патента Австрии (A 920/93) конструкция заключалась в том, что чувствительный элемент выполнен в виде электромеханического чувствительного элемента и расположен вне зоны приложения силы к измерительному стержню в головке, соединенной с измерительным стержнем. Благодаря тому, что внутри измерительного стержня не были расположены детали измерительного чувствительного элемента, которые из-за длины измерительного стержня подвергаются воздействию колебаний, а электромеханические чувствительные элементы были расположены вне зоны приложения силы в головке измерительного стержня, была создана конструкция, которая могла бы иметь соответственно широкую головку, которая облегчает вставление и извлечение стержня при соответствующем положении измерения. В головку измерительного стержня подобного рода простым образом можно было бы вмонтировать соответственно механически защищенный измерительный чувствительный элемент, который можно позаимствовать, например, из патента США N 4530245. Чтобы даже при толстостенных конструкциях головки стержня и при соответствующих стабильных конструкциях из высококачественной стали измерительного стержня и головки обеспечить соответственно хорошую деформируемость и тем самым соответственно сильный сигнал, более старая конструкция была выполнена таким образом, что головка для базирования измерительного чувствительного элемента была выполнена с прорезью поперек оси стержня.

Особенно предпочтительным образом даже при массивной и тем самым защищенной от толчков и ударов конструкции измерительного стержня с измерительной головкой известная конструкция могла бы быть выполнена таким образом, чтобы головка имела две смещенные в осевом направлении прорези, благодаря чему несмотря на стабильную и нечувствительную к ударам конструкцию обеспечено измерение.

Подобного рода защищенную от толчков и простую конструкцию измерительного стержня даже при жестком режиме железнодорожного движения непосредственно путем подсоединения к РС (хромотографу) или Laptop можно с успехом подключить к комплексному устройству обработки данных, причем конструкция касалась того преимущества, что чувствительный элемент посредством усилителя сигналов и аналого-цифрового преобразователя соединен со стандартным интерфейсом, в частности, с серийным интерфейсом с вычислительным устройством, запоминающим устройством и индикаторным устройством.

Теперь изобретение имеет своей целью усовершенствовать ранее известную конструкцию в том отношении, чтобы даже при небольших усилиях для приведения в действие исполнительного органа и соответственно высокой стабильности измерительного стержня удавалось соответственно чувствительное измерение с высокой воспроизводимостью. Для решения этой задачи устройство, согласно изобретению, исходя из устройства упомянутого вначале типа, заключается в основном в том, что измерительный стержень имеет на своей боковой поверхности три простирающихся в окружном направлении кольцевых выступа для приложения силы, которые расположены вне средней плоскости шарнира, через которую проходит ось шарнира, на различном осевом расстоянии друг от друга и взаимодействуют с имеющими возможность поворота относительно друг друга частями шарнира. Благодаря тому, что кольцевые выступы или ребра выполнены предложенным образом, согласно изобретению, удаленными друг от друга в осевом направлении, удается ввести усилия для приведения в действие исполнительного органа в измерительный стержень настолько эксцентрично, что удается усиление механического деформирования, получающееся в соответствии с законом рычага и тем самым измеряемого сигнала. В целом благодаря эксцентричному восприятию силы даже при крайне небольших усилиях для приведения в действие исполнительного органа уже достигается точная измеряемая величина и таким образом существенно повышается чувствительность известного устройства, не снижая эксплуатационную надежность и стабильность измерительного стержня.

Конструкция согласно изобретению так усовершенствована, что имеет преимущество, которое состоит в том, что осевое расстояние кольцевых выступов друг от друга больше, чем ширина соединительной штанги, образующей часть шарнира, измеренная в направлении оси качания шарнира, этим обеспечивается то, что можно использовать максимально допустимое удаление для эксцентричного приложения силы и можно достичь соответствующее механическое усиление измеряемого сигнала.

Желаемая мера при эксцентричном приложении силы с целью механического усилия преимущественно обеспечивается благодаря тому, что соседние с чувствительным элементом или головкой кольцевые выступы расположены на осевом удалении друг от друга, которые меньше, чем осевое расстояние между средним и обращенным от головки третьим кольцевым выступом, причем чувствительный элемент в головке предпочтительно расположен непосредственно по соседству с первым выступом. Благодаря этому обеспечено то, что приложение силы к первому выступу дает надежное деформирование измерительного стержня в месте закрепления чувствительного элемента. Помимо этого конструкция может быть выполнена таким образом, что измерительный стержень имеет осевое отверстие для прокладки кабеля. В частности, подобного рода осевое отверстие для прокладки кабеля допускает теперь с предохранением прокладывать кабели вниз, а на конце измерительного стержня располагать простой штекер для других кабельных соединений. Механически кабельные соединения значительно менее способные к сопротивлению при механическом нагружении и штекеры могут таким образом защищенно располагаться на нижней стороне и удается в значительной степени полное капсюлирование измерительного чувствительного элемента на открытой верхней или наружной стороне, благодаря чему может быть повышена эксплуатационная надежность. При этом конструкция преимущественно выполнена таким образом, что фиксатор от проворачивания для измерительного стержня выполнен в виде крышки, герметично охватывающей снаружи чувствительный элемент.

Ниже изобретение более подробно поясняется с помощью сравнения известной конструкции с усовершенствованной конструкцией согласно изобретению. На чертежах изображено: фиг. 1 - схематический частичный вид шарнира с вставленным измерительным стержнем согласно уровню техники;
фиг. 2 - вид сбоку в перспективе известного измерительного стержня;
фиг. 3 - частичный разрез конструкции согласно изобретению.

На фиг. 1 можно видеть конец соединительной штанги 1 с вилкой 2, в которую входит опорная проушина соединительной штанги 4. Соединение между опорной проушиной 3 и вилкой осуществляется с помощью измерительного стержня 5, который имеет по периметру схематично обозначенные ребристые выступы 6, которые соответственно с силовым замыканием входят в соответствующие углубления вилки 2 или опорной проушины 3. На свободном конце стержня 5 расположена головка 7, в которой расположен электромеханический чувствительный элемент 8. Головка 7 имеет на обращенном к наружной стороне вилки 2 конце упорный уступ для пластинчатой перемычки 9 промежуточной детали 10 и соответственно удерживается надежно от проворота на промежуточной детали 10. При этом промежуточная деталь 10 охватывает проходящими поперек пластинчатой перемычки 9 частями прихват или вилку 2.

На фиг. 2 еще раз в деталях можно видеть измерительный стержень 5. На наружной стороне измерительного стрежня, входящего в опорную проушину и проходящего сквозь вилку 2, вновь предусмотрены кольцевые выступы 6, которые предназначены для приложения силы. Расширенная головка 7 выполнена с прорезями 11 и содержит в полом пространстве электромеханический измерительный чувствительный элемент 8. Электрический питающий провод, соответственно защищенный от вытаскивания, обозначен позицией 12.

На фиг. 3 можно видеть конструкцию согласно изобретению, причем кольцевые выступы или ребра 6 расположены на расстоянии a и b друг от друга и три кольцевых выступа 6 расположены соответственно вне продольной средней плоскости 13 шарнира, через которую проходит ось качания 14 шарнирно. Измерительный чувствительный элемент 8 расположен в головке 7 вблизи первого кольцевого выступа 6. При этом расстояние c от первого, смежного с чувствительным элементом 8 кольцевого выступа 6 до средней плоскости 13, явно больше расстояния b между смежными с измерительной головкой 7 первыми двумя кольцевыми выступами 6. Средний кольцевой выступ 6 измерительного стержня 5, который находится в проеме соединительной штанги 4, воспринимает силы эксцентрично, в то время как в известных конструкциях восприятие сил осуществляется в продольной средней плоскости 13. Это смещение среднего кольцевого выступа 6 в направлении к чувствительному элементу 8 от продольной средней плоскости 13 в направлении к чувствительному элементу 8 приводит к соответствующему механическому усилению деформирования и, тем самым, к усилению получаемой электрической измеряемой величины.

В конструкции в соответствии с фиг. 3 кабель 12 пропускается через осевое отверстие измерительного стержня 5 и оканчивается в штекере 15, который защищенно может быть расположен на нижней стороне.

Чтобы лучше защитить наружную оболочку от воздействий окружающей среды и заключить ее в оболочку, предусмотрена крышка 16, которая с помощью винтов 17 установлена на вилке 2. Эта крышка 16 герметично охватывает головку 7 и, тем самым, чувствительный элемент 8, выполненный в виде динамометрического датчика, одновременно может предохранять ее от проворота. Простирающаяся в продольном направлении измерительного стержня 5 прорезь обозначена позицией 18.

Устройство имеет измерительный стержень (5), который может быть вставлен в шарнир стрелочного привода. На свободном конце измерительного стержня предусмотрена головка (7), в которой расположен электромеханический чувствительный элемент (8). Измерительный стержень (5) имеет кольцевые выступы или ребра (6), которые расположены вне средней плоскости (13), через которую проходит ось (14) шарнира, на осевом расстоянии (a, b) друг от друга и взаимодействуют с поворачивающимися относительно друг друга частями (2, 4) шарнира. Устройство позволяет повысить стабильность результатов измерения усилий. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для измерения усилия перевода стрелки в рельсовом стрелочном переводе, содержащее электромеханический чувствительный элемент, электрическая часть которого установлена в головке измерительного стержня, а его механическая часть выполнена в виде деформируемого тела, являющегося частью измерительного стержня, соединяющего вилку и опорную проушину шарнира стрелочного перевода, частями которого они являются, при этом измерительный стержень имеет на боковой поверхности для передачи усилия через части шарнира три расположенных последовательно в осевом направлении, входящих с силовым замыканием в соответствующие углубления вилки или проушины кольцевых выступа, два из которых расположены на расстоянии от продольной средней плоскости шарнира, отличающееся тем, что каждый из трех кольцевых выступа на измерительном стержне расположен вне продольной средней плоскости шарнира таким образом, что крайние выступы расположены на различном расстоянии от среднего кольцевого выступа в осевом направлении, расстояние между средним кольцевым выступом и смежным с головкой кольцевым выступом меньше расстояния между выступом, смежным с головкой, и продольной средней плоскостью шарнира стрелочного перевода. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что осевое расстояние (a) между кольцевыми выступами (6) больше, чем ширина соединительной штанги (4), образующей часть шарнира, измеренная в направлении оси (14) качания шарнира. 3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что смежные с чувствительным элементом (8) или головкой (7) кольцевые выступы (6) расположены на осевом расстоянии (b) друг от друга, которое меньше, чем осевое расстояние (a) между средним и обращенном от головки третьим кольцевым выступом (6). 4. Устройство по пп. 1, 2 или 3, отличающееся тем, что чувствительный элемент (8) в головке (7) расположен непосредственно вблизи первого кольцевого выступа (6). 5. Устройство по пп.1 - 4, отличающееся тем, что измерительный стержень (5) имеет осевое отверстие (18) для прокладки кабеля. 6. Устройство по пп.1 - 5, отличающееся тем, что оно снабжено предохранительным элементом от проворачивания измерительного стержня, выполненным в виде крышки (16), герметично охватывающей снаружи чувствительный элемент (8).