ТОРМОЗНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА Российский патент 2001 года по МПК B61H13/20 

Изобретение относится к тормозному устройству для железнодорожного вагона, в частности к тормозному устройству, содержащему натяжное устройство, служащее для того, чтобы прижимать тормозную колодку к тормозной поверхности колеса вагона.

Тормозные устройства такого типа уже известны, они, в частности, устанавливаются на товарные вагоны. Тормозная колодка прижимается к бандажу колеса, вызывая его торможение в результате трения. Натяжное устройство представляет собой обычно треугольник из металлических стержней, называемый тормозным треугольником. Это равнобедренный треугольник, вершина которого лежит в плоскости симметрии вагона, а два других его угла расположены рядом с двумя колесами вагона, сидящими на одной оси.

Тормозное усилие прикладывается к вершине тормозного треугольника в названной плоскости симметрии, это усилие распределяется поровну между двумя тормозными колодками, в результате чего колодки прижимаются к бандажам соответствующих колес и вызывают торможение вагона.

Известны также дисковые тормоза такого же типа, как и применяемые на автомобилях, которые устанавливаются на моторные и пассажирские вагоны. Преимуществом этих тормозов является большая эффективность, они производят меньше шума и вибрации, чем традиционные тормоза, воздействующие на бандажи колес. Однако они слишком дороги и работают совершенно по-другому. Следовательно, их нельзя устанавливать на железнодорожные вагоны, оборудованные тормозным треугольником.

Известно, наконец, из документа US-A-4008789 устройство, описанное в преамбуле к п. 1. Однако в этом устройстве имеется сложный шарнирный узел.

Настоящее изобретение имеет целью создать более совершенное тормозное устройство для железнодорожного вагона. В частности, оно имеет целью создать тормозное устройство, в котором сочетаются простота и надежность традиционных тормозов с более эффективным торможением. Оно также имеет целью создать такое устройство, в котором может быть использована традиционная конструкция тормозов с тормозным треугольником. Кроме того, оно имеет целью повысить эффективность работы традиционной тормозной конструкции без увеличения тормозного усилия, прикладываемого к тормозному треугольнику.

Целью изобретения является тормозное устройство для железнодорожного вагона, содержащее натяжное устройство, служащее для того, чтобы прижимать тормозную колодку к тормозной поверхности, связанной с колесами вагона, реактивную опору, по меньшей мере один рычаг для взаимодействия с названной реактивной опорой, и элемент связи между названным натяжным устройством и названным рычагом, отличающееся тем, что названная тормозная колодка перемещается названным рычагом и прижимается к названной тормозной поверхности в результате поворота названного рычага под действием названного натяжного устройства и названной реактивной опоры.

В соответствии с изобретением рычажный механизм позволяет увеличить эффективность торможения, сохраняя тот же тормозной привод, что и в известных конструкциях.

В способе реализации, относящемуся к изобретению, названной реактивной опорой является бандаж колеса вагона, а названный рычаг взаимодействует с названным бандажом посредством нажимного элемента.

В частности, нажимной элемент может представлять собой тормозную колодку, а названная тормозная поверхность может представлять собой дополнительную тормозную поверхность.

Дополнительная тормозная поверхность позволяет увеличить эффективность торможения по сравнению с обычным тормозным устройством с тормозным треугольником. В то же время, как это было отмечено выше, тормозной привод остается тот же, что и в обычных конструкциях.

В другом варианте нажимной элемент не участвует в торможении и представляет собой, например, ролик, катящийся по бандажу.

В другом способе реализации изобретения реактивная опора является частью конструкции вагона. Разумеется, только в том случае, когда вагон установлен на тележке, и тогда реактивная опора является элементом конструкции тележки.

Этот способ реализации позволяет исключить бандаж колеса из процесса торможения и тем самым уменьшить его износ. В результате уменьшается также шум и вибрация.

Также в способе реализации, относящемуся к изобретению, названный рычаг состоит из двух плеч, расположенных по обе стороны от его оси вращения, причем на одном плече рычага находится нажимной элемент, а на другом плече рычага находится тормозная колодка.

В частности, названная тормозная поверхность может представлять собой цилиндрическую поверхность, соосную с колесом.

Названная тормозная поверхность может также представлять собой кольцевую плоскость, параллельную плоскости колеса и соосную с ним.

В этом последнем случае устройство, в соответствии с изобретением, может состоять из двух взаимосвязанных тормозных поверхностей, каждая из которых взаимодействует с одной тормозной колодкой и одним рычагом, причем силы, с которыми каждая из тормозных колодок действует на соответствующую тормозную поверхность, направлены взаимно противоположно.

Таким образом можно значительно увеличить тормозное усилие и, следовательно, эффективность торможения, без увеличения силы, приложенной к натяжному устройству. В самом деле, силы, действующие на тормозные поверхности, будут боковыми и взаимно скомпенсированными.

В соответствии со способом реализации, относящимся к изобретению и описанным выше, тормозное устройство в соответствии с изобретением может состоять из двух рычагов, несущих тормозные колодки, и одного управляющего рычага, причем один из названных рычагов-носителей колодок будучи смонтирован на шарнире своим концом, противоположным колодке, может поворачиваться относительно реактивной опоры, названный управляющий рычаг будучи также смонтирован на шарнире и будучи соединенным с натяжным устройством может поворачиваться относительно реактивной опоры, второй рычаг-носитель колодки соединен своим концом, противоположным колодке, с управляющим рычагом, а середины названных рычагов-носителей колодок соединены между собой связующей тягой.

Опишем теперь, в качестве примера, некоторые способы реализации изобретения в соответствии с чертежами, представленными в приложении, на которых:
- фиг. 1 иллюстрирует первый способ реализации изобретения;
- фиг. 2 иллюстрирует второй способ реализации изобретения;
- фиг. 3 представляет частичный вид сверху третьего способа реализации изобретения;
- на фиг. 4 представлен вид спереди;
- на фиг. 5 и 6 представлены перспективные изображения одного из рычагов, изображенных на фиг. 3 и 4;
- на фиг. 7 представлен вид сверху четвертого способа реализации изобретения;
- на фиг. 8 и 9 представлены перспективные изображения двух элементов устройства, изображенного на фиг. 7.

На фиг. 1 изображен тормозной треугольник обычного типа, образованный двумя металлическими стержнями 1 одинаковой длины и третьим стержнем 2. Тормозной цилиндр, не представленный на чертеже, позволяет приложить в точке 3, общей для двух стержней, силу, обозначенную стрелкой F.

Точки 4, общие для стержня 2 с одной стороны, и для каждого из стержней с другой стороны, расположены рядом с каждым из колес 5, сидящих на одной оси вагона. Когда растягивающая сила F приложена в точке 3, точки 4 приближаются к колесам 5.

Точки 4 представляют собой в действительности шарнирные оси рычагов 6, состоящих каждый из двух плеч 7 и 8 соответственно и образующих прямой угол. Плечи 7 рычага параллельны осям колес 5, а плечи 8 параллельны оси вагона.

На концах плеч рычагов 7, противоположных шарниру 4, с помощью не представленных на чертеже элементов закреплены тормозные колодки 9. Точно так же, на концах плеч 8, противоположных шарниру 4, закреплены колодки 10. Тормозные колодки изготовлены обычным способом из чугуна, а колодки 10 изготовлены из фрикционного материала.

Под действием приложенной к тормозному треугольнику силы натяжения, колодки 9 прижимаются к бандажам 11 колес 5, что вызывает появление первой тормозной силы. В результате реакции рычаги 6 поворачиваются в направлении, указанном стрелками F1. При этом каждая из колодок 10 соприкасается с кольцевой фрикционной поверхностью 11, расположенной в плоскости, параллельной плоскости колеса, в результате чего появляется вторая тормозная сила.

Кольцевые поверхности 12 изготовлены из любого подходящего фрикционного материала. Они соосны с колесами 5, закреплены на них и, следовательно, вращаются вместе с ними.

Итак, отметим, что под действием такой же силы натяжения F, как и в известных уже конструкциях тормозных устройств, изобретение позволяет воздействовать первой тормозной силой, равной F/2, на бандажи колес и, кроме того, второй тормозной силой на кольцевые поверхности 12. Обе тормозные силы, действующие на поверхности 12, направлены вовне и прямо противоположны, что обеспечивает равновесие тормозного треугольника.

В способе реализации, представленном на фиг. 2, на плече рычага, противоположном плечу 7 рычага, а именно на плече 8' установлена колодка 10', которая взаимодействует с дополнительной цилиндрической тормозной поверхностью 12', соосной с колесом 5. Как и в предыдущем примере, бандаж 11 воздействует на колодку 9 реактивной силой, стремящейся повернуть рычаг 6 вокруг шарнира 4 в направлении, указанном стрелкой FI. Вследствие этого колодка 10' прижимается к поверхности 12', и здесь тоже возникает вторая тормозная сила.

Способ реализации, представленный на фиг. с 3 по 6, отличается от способа реализации, представленного на фиг. 1, в основном тем, что имеется два рычага 6' и 6'', установленных на шарнирах 4' и 4''. Здесь эти два шарнира смонтированы на детали 19, закрепленной на концах стержней 1 и 2, и состоят из обойм 20, насаженных на оси 4' и 4''. Колодкодержатели 21 установлены на плечах рычагов 8' и 8'' и удерживают фрикционные колодки 10a и 10b.

Плечи рычага 7' и 7'' имеют на своих концах выступы 21' и 21'', несущие горизонтальную ось 22, параллельную колесной оси, которая удерживает колодкодержатель 9'. Следовательно, ось 22 соединяет концы плеч рычага 7' и 7'' с колодкодержателем 9'.

Колесо 5 здесь несет на себе две дополнительные фрикционные поверхности, с которыми взаимодействуют две колодки 10a и 10b. Таким образом, оно играет роль диска в уже известных устройствах дисковых тормозов.

Под действием приложенной к тормозному треугольнику силы натяжения колодка 9 прижимается к бандажу 11, который отталкивает ось 22 и заставляет рычаги 6' и 6'' повернуться вокруг осей 4' и 4'' таким образом, что колодки 10a и 10b прижимаются к дополнительным тормозным поверхностям.

В способе реализации, представленном на фиг. с 7 по 9, реактивной опорой является неподвижный элемент 20, закрепленный на конструкции, несущей колеса, то есть либо на корпусе вагона, либо на корпусе тележки. На этом элементе 20 имеется две фиксирующие проушины 21 и 22, назначение которых будет пояснено ниже.

Управляющий рычаг 23 треугольной формы закреплен так, что может поворачиваться относительно проушины 21 вокруг оси 24, проходящей через его середину. Конец одной из его ветвей 25 представляет собой вилку 26, а на конце другой ветви 27 имеется отверстие 28.

Концы стержней 1 и 2 заключены в металлическую оковку 29, в которой проделано овальное отверстие 30. Ось 31 проходит через отверстие 32 вилки 26 и отверстие 30.

На одном из концов каждого из двух рычагов 33 и 33' установлены тормозные колодки 34 и 34', взаимодействующие соответственно с тормозными поверхностями 35 и 35', расположенными на боковых поверхностях колеса 36. В качестве варианта, поверхности 35 и 35' могут находиться на диске, жестко насаженном на ось колеса 36.

Тяга 37 соединяет конец плеча 27 треугольного рычага 23 с концом рычага 33, противоположным колодке 34. Таким образом, эта тяга шарнирно закреплена одним своим концом на оси 38, пропущенной сквозь отверстие 28, а другим концом - на оси 39, установленной на названном конце рычага 33, противоположном колодке 34.

Конец рычага 33', противоположный колодке 34', шарнирно соединен с проушиной 22 неподвижного элемента 20. Середины рычагов 33 и 33' соединены между собой связующей тягой 41, сидящей соответственно на осях 42 и 42'.

Когда сила натяжения действует на тормозной треугольник, последний заставляет треугольный рычаг 23 повернуться в направлении стрелки F2. Он, в свою очередь, заставляет рычаг 33 повернуться вокруг оси 42 в направлении стрелки F3. В результате этого, с одной стороны, колодка 34 прижимается к тормозной поверхности 35, а, с другой стороны, появляется сила, которая действует на рычаг 33' через тягу 41 в направлении стрелки F4. Вследствие этого колодки 34 и 34' прижимаются к соответствующим тормозным поверхностям 35 и 35'. Следовательно, в этом способе реализации бандаж 43 колеса 36 оказывается ненагруженным.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Тормозное устройство содержит натяжное устройство, служащее для прижатия тормозной колодки к тормозной поверхности, связанной с колесом вагона, реактивную опору 1 , по меньшей мере один рычаг для взаимодействия с реактивной опорой, элемент связи между натяжным устройством и рычагом. Тормозная колодка перемещается посредством рычага и прижимается к тормозной поверхности в результате поворота рычага под действием натяжного устройства и реактивной опоры. Технический результат - повышение эффективности торможения. 9 ил.

Тормозное устройство для железнодорожного вагона, содержащее натяжное устройство, служащее для прижатия тормозной колодки к тормозной поверхности, связанной с колесом вагона, реактивную опору, по меньшей мере один рычаг для взаимодействия с реактивной опорой и элемент связи между натяжным устройством и рычагом, отличающееся тем, что перемещение тормозной колодки и ее прижатие к тормозной поверхности осуществляется рычагом в результате его поворота под действием натяжного устройства и реактивной опоры, закрепленной на каркасе вагона, при этом один из опорных рычагов тормозных колодок смонтирован шарнирно на реактивной опоре своим концом, противоположным колодке, управляющий рычаг также смонтирован шарнирно на реактивной опоре и связан с натяжным устройством, другой опорный рычаг тормозных колодок связан с управляющим рычагом своим концом, противоположным колодке, а опорные рычаги тормозных колодок связаны между собой в своей средней зоне посредством связующей тяги.