ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ С НАЖИМНОЙ ШТАНГОЙ ДЛЯ КОМПАКТНЫХ МОДУЛЕЙ С СУППОРТОМ ДИСКОВОГО ТОРМОЗНОГО МЕХАНИЗМА С РЕЗЬБОВОЙ ДЕТАЛЬЮ, ОПИРАЮЩЕЙСЯ НЕПОСРЕДСТВЕННО НА КОРПУС ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА Российский патент 2015 года по МПК F16D55/224 F16D65/56 

Изобретение касается регулятора износа для суппорта дискового тормозного механизма рельсового транспортного средства, включающего винтовую передачу, в которой в качестве деталей, выполненных с резьбой, используются винт с резьбой и гайка, которая может на него навинчиваться, причем одна из деталей с резьбой, а также регулирующий элемент для обеспечения вращения этой детали с резьбой в направлении регулировки износа устанавливается в первом корпусе регулятора износа с возможностью вращения, а другая деталь с резьбой устанавливается во втором корпусе регулятора износа без возможности вращения, а также механизм свободного хода с витой пружиной, который блокируется при вращении вращающейся детали с резьбой в направлении, противоположном направлению регулировки износа, и свободно перемещается при вращении этой детали с резьбой в обратном направлении, посредством которого вращающаяся деталь с резьбой может соединяться с неподвижной деталью в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения.

В компактных модулях с суппортом дискового тормозного механизма рельсовых транспортных средств износ фрикционных накладок тормозных колодок и дисков тормозного механизма автоматически компенсируется посредством удлинения или укорочения исполнительного механизма с нажимной или тянущей штангой. Удлинение или укорочение исполнительного механизма выполняется с помощью винтовой передачи в виде системы «винт-гайка». Для того чтобы обеспечить как можно большую регулировку за одну операцию, резьба выполняется с очень большим шагом. Поэтому резьба не является самотормозящейся. В то время как одна деталь винтовой передачи удерживается без возможности вращения, например гайка, другая деталь винтовой передачи, например винт, может вращаться.

Посредством регулирующего механизма установочный рычаг поворачивается с помощью механизма свободного хода, например, механизма свободного хода с втулкой, который, в свою очередь, таким образом вращает винт или гайку исполнительного механизма с нажимной штангой, что длина этого исполнительного механизма, например, увеличивается. Поэтому для регулировки установочный рычаг приводится в действие с помощью нажимной штанги со сферической головкой, которая входит в сферическое гнездо установочного рычага. С помощью механизма свободного хода с втулкой, запрессованного в установочном рычаге, обеспечивается совместное вращение винта. При этом механизм свободного хода с витой пружиной проскальзывает в направлении, при котором механизм свободного хода не передает крутящий момент. Если при разблокировке тормозов нажимная штанга вновь освобождает установочный рычаг, то с помощью возвратной пружины он снова возвращается в свое исходное положение, в котором он жестко упирается о неподвижно закрепленный упор в корпусе исполнительного механизма. Механизм свободного хода с втулкой вращается при этом в направлении, при котором механизм свободного хода не передает крутящий момент, при этом винт блокируется посредством витой пружины от совместного вращения. Операция регулировки заканчивается, если установочный рычаг ударяется об упор в корпусе исполнительного механизма или если в исполнительном механизме, например, если на диске тормозного механизма установлены накладки, возникает осевая сила, которую регулирующий механизм исполнительного механизма больше не может преодолеть.

При применении исполнительного механизма с нажимной штангой вращение, например, винта в передаче «винт-гайка» в исполнительном механизме с нажимной штангой в направлении укорочения предотвращается посредством механизма свободного хода с витой пружиной, установленного между винтом и корпусом исполнительного механизма. Этот механизм свободного хода с витой пружиной образует помимо механизма свободного хода регулирующего элемента дополнительный или второй механизм свободного хода. Посредством механизма свободного хода с витой пружиной вращающийся винт удерживается в своем положении, если регулирующий элемент возвращается в обратном направлении посредством силы его возвратной пружины в свое исходное положение, т.е. если при торможении на исполнительный механизм действует большая сила натяжения, и в результате на винт действует большой вращающий момент.

В патенте ЕР 0732247 В1 описывается исполнительный механизм с нажимной штангой с суппортом дискового тормозного механизма рельсового транспортного средства, в котором в соответствии с фиг.3 гайка заблокирована в правом корпусе регулятора износа (обозначение 22) без возможности вращения, а винт установлен в направляющей трубе, соединенной с левым корпусом регулятора износа (обозначение 21) с возможностью вращения. Кроме того, имеется механизм свободного хода с витой пружиной, который блокируется в направлении вращения винта противоположно направлению регулировки износа и свободно перемещается в обратном направлении вращения, посредством которого винт может соединяться вместе с отдельной направляющей трубой, которая закреплена на левом корпусе регулятора износа. При этом витая пружина механизма свободного хода с витой пружиной радиально окружена левым корпусом регулятора износа, в котором также находится установочный рычаг (обозначение 24), а также его механизм свободного хода с втулкой.

Осевая сила, которая во время приведения в действие тормозной системы действует на исполнительный механизм с нажимной штангой и которая стремится его укоротить, ограничивается потоком сил, создаваемым неподвижной гайкой и винтом с резьбой через установочный рычаг в левом корпусе регулятора износа. Тем самым точность установки регулятора износа определяется не только качеством резьбы передачи «винт-гайка», но также соотношением сил трения между установочным рычагом и левым корпусом регулятора износа, т.е. между установочным рычагом и винтом с резьбой.

В патенте ЕР 0699846 В1 описывается дисковый тормозной механизм для рельсовых транспортных средств с суппортом дискового тормозного механизма и автоматическим регулятором износа. В описанном в этом патенте исполнении в качестве исполнительного механизма с нажимной штангой применяется установочный рычаг с регулирующей втулкой с внешним зацеплением. В этой регулирующей втулке запрессован механизм свободного хода с втулкой. В зацепление с регулирующей втулкой входит сегмент зубчатого колеса, посредством которого с помощью рычага можно вращать регулирующую втулку против действия силы возвратной пружины. Гайка захватывается через механизм свободного хода с втулкой, и в результате длина исполнительного механизма нажимной штанги увеличивается. В соответствии с фиг.2 винт устанавливается в левом корпусе регулятора износа без возможности вращения, а гайка устанавливается в правом корпусе регулятора износа с возможностью вращения. С помощью витой пружины механизма свободного хода вращающаяся гайка с витой пружиной может крепиться на радиальной внутренней трубчатой детали (29), которая соединена с правым корпусом регулятора износа. Кроме того, деталь корпуса (30) в виде трубы правого корпуса регулятора износа охватывает механизм свободного хода с витой пружиной.

В известных из уровня техники исполнительных механизмах с нажимной штангой устанавливается, соответственно, по меньшей мере, один корпус регулятора износа, состоящий из нескольких частей и, предпочтительно, из сдвоенных труб, в котором витая пружина механизма свободного хода с витой пружиной действует совместно с отдельной, соединенной с соответствующим корпусом регулятора износа, трубой, а с другой стороны, механизм свободного хода с витой пружиной, соответственно, радиально окружен выступом этого корпуса регулятора износа в виде трубы. Однако сборка такого корпуса регулятора износа со сдвоенными трубами связана с определенными затратами при изготовлении, а также при монтаже или демонтаже, осуществляемом с целью ремонта.

Кроме этого, для соединения отдельных труб с соответствующим корпусом регулятора износа требуется меньшая площадь рабочей зоны для механизма свободного хода, поэтому витая пружина в описанном уровне техники должна устанавливаться с помощью крюка на неподвижной и отдельной трубе. Однако такой крюк неблагоприятно влияет на точность включения механизма свободного хода с витой пружиной и тем самым на точность регулировки регулятора износа. Кроме того, для изготовления крюка также требуется отдельный этап.

В противоположность этому задача предлагаемого изобретения состоит в создании такого регулятора износа, который можно проще изготовить и который одновременно обладал бы более высокой точностью регулировки.

Изобретение предусматривает, что в качестве неподвижного узла используется непосредственно первый корпус регулятора износа. Под понятием «непосредственно» следует понимать, что вращающаяся деталь с резьбой может опираться посредством механизма свободного хода с витой пружиной, т.е. посредством витой пружины, непосредственно, т.е. без дополнительных промежуточных конструктивных элементов, таких как, например, труба, на первом корпусе регулятора износа. В этом смысле первый корпус регулятора износа выполнен, например, в виде монолитной конструкции, причем на нем не закреплены образованные в виде отдельных узлов конструктивные элементы, такие как выступы или трубы, которые находятся под воздействием потока сил, если на регулятор износа действует осевая сила в сторону его укорочения.

Под „первым" корпусом регулятора износа следует понимать узел корпуса регулятора износа, который соединен шарниром на цанговом рычаге суппорта дискового тормозного механизма, а под „вторым" корпусом регулятора износа следует понимать узел корпуса, который шарнирно соединен на другом цанговом рычаге. Обычно в специальной терминологии слово „корпус" используется для обозначения первого корпуса регулятора износа, а слово „скоба" используется для обозначения второго корпуса регулятора износа.

При этом в уровне техники конструкция первого корпуса регулятора износа в виде сдвоенных труб может отсутствовать, в особенности конструкция, выполненная из направляющих труб, закрепленных на первом корпусе регулятора износа, в результате чего предпочтительно сокращается число деталей, из которых состоит регулятор износа, а значит, уменьшаются расходы на его изготовление и монтаж.

Кроме того, в этом случае витая пружина механизма свободного хода с витой пружиной с одной стороны воздействует на рабочую поверхность вращающейся детали с резьбой, а с другой стороны воздействует теперь на рабочую поверхность, которая является внешней поверхностью первого корпуса регулятора износа, чтобы препятствовать вращению вращающейся детали с резьбой посредством фрикционного замыкания, или фрикционного соединения с неподвижной деталью с резьбой и больше не воздействовать на рабочую поверхность отдельной трубы, расположенной внутри первого корпуса регулятора износа. При этом обеспечивается более эффективное использование площади. В частности, в этом случае обеспечивается большая рабочая зона для витой пружины механизма свободного хода с витой пружиной, в результате чего можно увеличить длину ее хода по оси регулятора износа. Поскольку в этом случае на рабочую поверхность первого корпуса регулятора износа, т.е. на неподвижную деталь с резьбой, действует большее число витков, фрикционное соединение механизма свободного хода с витой пружиной, а значит, передача силы, улучшается. Следовательно, можно отказаться от крюка для крепления витой пружины. Это мероприятие также положительно отражается на точности срабатывания механизма свободного хода с витой пружиной и тем самым на точности регулировки регулятора износа. В этом случае можно установить передачу усилия на механизме свободного хода с витой пружиной посредством фрикционного соединения между витками витой пружины и соответствующими рабочими поверхностями на первом корпусе регулятора износа и вращающейся деталью с резьбой.

С помощью признаков, приведенных в зависимых пунктах, возможно осуществление предпочтительных форм осуществления и улучшения изобретения, указанного в соответствующих пунктах.

Особенно предпочтительно витая пружина механизма свободного хода с витой пружиной взаимодействует посредством фрикционного соединения с одной стороны с радиальной внешней рабочей поверхностью, образованной внешней поверхностью первого корпуса регулятора износа, а с другой стороны с радиальной внешней рабочей поверхностью вращающейся детали с резьбой или с элементом, вращающимся вместе с ней. Другими словами, рабочая поверхность образует для витой пружины уже часть внешней поверхности первого корпуса регулятора износа, при этом она не окружается другими трубами или элементами корпуса. При этом под термином «рабочая поверхность" следует понимать поверхность соответствующей детали, на которую витки витой пружины действуют радиально снаружи, чтобы образовать фрикционное соединение между витой пружиной и соответствующей деталью.

Для того чтобы, например, герметично защитить винтовую передачу, механизм свободного хода с витой пружиной, а также другие детали регулятора износа от загрязнения и влаги, витую пружину механизма свободного хода с витой пружиной, если смотреть в радиальном направлении, следует окружить растягивающимся вдоль оси регулятора износа гофрированным чехлом, который крепится с одного конца на первом корпусе регулятора износа, а с другого конца - на втором корпусе регулятора износа. Механизм свободного хода с витой пружиной и витая пружина в этом случае предпочтительно располагаются на корпусах регулятора износа между двумя местами соединения гофрированного чехла, если смотреть в осевом направлении.

При соответствующей минимальной длине витой пружины, которая обеспечивается в результате предложенных в изобретении мероприятий, может тогда витая пружина соединять рабочую поверхность первого корпуса регулятора износа и рабочую поверхность вращающейся детали с резьбой или вращающегося вместе с ней элемента только посредством фрикционного соединения без использования крюка с геометрическим замыканием. Как уже пояснялось выше, отказ от использования крюка при витой пружине положительно отражается на точности срабатывания механизма свободного хода с витой пружиной и тем самым на точности регулировки регулятора износа. В частности, тем самым можно предотвратить износ рабочих поверхностей или витой пружины, поскольку вследствие того, что витая пружина свободно перемещается в осевом направлении, перекос ее в отдельных местах с большим натяжением возникнуть не может.

В соответствии с формой осуществления изобретения вращающаяся деталь с резьбой или вращающийся вместе с ней элемент имеет повернутую в осевом направлении торцевую поверхность, которая соприкасается с соответствующей торцевой поверхностью первого корпуса регулятора износа и противодействует осевой силе, действующей на регулятор износа. В этом случае осевой поток сил передается, например, от второго корпуса регулятора износа с помощью установленной в нем без возможности вращения детали с резьбой и соединенной с ней при помощи резьбы вращающейся детали с резьбой, которая блокируется от вращения посредством механизма свободного хода с витой пружиной, с помощью двух соприкасающихся торцевых поверхностей, непосредственно в первый корпус регулятора износа. В результате сила сжатия, которая действует на регулятор износа и регулируется посредством цангового рычага, направляется в первый корпус регулятора износа напрямую, без применения установочного рычага, как предлагается в ЕР 0732247 В1, таким образом, чтобы силы трения установочного рычага больше не могли повлиять на точность регулировки. В особенности посредством этого потока сил закрывается воздушный промежуток под механизмом свободного хода с витой пружиной.

Предпочтительно в качестве вращающейся детали с резьбой используется винт с резьбой, а в качестве неподвижной детали с резьбой винтовой передачи используется гайка. В этом случае вместе с винтом с резьбой в качестве совместно вращающегося элемента, радиальная внешняя объемная поверхность которого является рабочей поверхностью, на которую действует витая пружина механизма свободного хода с витой пружиной, используется соединительная втулка. В этом случае соединительная втулка устанавливается, например, в первом корпусе регулятора износа с возможностью вращения. Соединительная втулка необходима, поскольку винт с резьбой расположен внутри гайки и радиально снаружи относительно витой пружины, так что вращательное движение винта с резьбой должно передаваться радиально наружу.

В соответствии с альтернативным вариантом в качестве вращающейся детали с резьбой используется гайка, а в качестве неподвижной детали с резьбой используется винт с резьбой. В этом случае витая пружина механизма свободного хода с витой пружиной непосредственно действует, например, на рабочую поверхность, которая является радиальной внешней объемной поверхностью гайки, поскольку гайка и без того располагается радиально снаружи.

К изобретению относятся также дисковые тормозные механизмы рельсовых транспортных средств, которые содержат описанный выше регулятор износа.

Далее приводится более подробное описание примеров выполнения.

Нижеследующие примеры выполнения изобретения представлены на чертеже и более подробно поясняются в нижеследующем описании.

На чертежах показано:

фиг.1 - вид сверху на дисковый тормозной механизм рельсового транспортного средства с одним исполнительным механизмом с нажимной штангой в качестве регулятора износа в соответствии с предпочтительной формой осуществления изобретения;

фиг.2 - частичный разрез суппорта дискового тормозного механизма с фиг.1;

фиг.3 - изображение исполнительного механизма с нажимной штангой в поперечном сечении дискового тормозного механизма, изображенного на фиг.1;

фиг.4 - изображение исполнительного механизма с нажимной штангой в поперечном сечении по линии IV-IV на фиг.3, на которой показан регулирующий элемент, установленный в корпусе исполнительного механизма вместе с механизмом свободного хода с втулкой, в исходном положении;

фиг.5 - регулирующий элемент, показанный на фиг.4, вышедший из исходного положения под нагрузкой;

фиг.6 - фрагмент, представленный на фиг.5, в увеличенном масштабе;

фиг.7 - регулирующий элемент, представленный на фиг.4, в положении, которое соответствует максимальной регулировке исполнительного механизма с нажимной штангой, представленный на фиг.3;

фиг.8 - другая форма выполнения исполнительного механизма с нажимной штангой в поперечном сечении;

фиг.9 - исполнительный механизм с нажимной штангой, представленный на фиг.3, в поперечном сечении, в удлиненном состоянии;

фиг.10 - другая форма выполнения исполнительного механизма с нажимной штангой в поперечном сечении.

На фиг.1 и фиг.2 показан дисковый тормозной механизм 100, в частности, для набора зубчатых колес для рельсовых транспортных средств, с суппортом дискового тормозного механизма с эксцентричным приводом 7, оба цанговые рычага 6, 8 которого соединены своими концами с тормозными колодками 15, а своей средней зоной с регулятором 14 тормозных сил. Диск 1 тормозного механизма изображен лишь частично в виде осевого диска.

На одной тормозной коробке 2 соединены в одном предусмотренном стационарном месте 10 соединения посредством болта 9 обе щеки цангового рычага 6 с двойными стенками суппорта дискового тормозного механизма 7 с возможностью вращения вокруг оси вращения. Расположенный с другой стороны цанговый рычаг 8 подсоединен в месте 10 соединения посредством болта 9 к тормозной коробке 2 с возможностью вращения, при этом болт 9 расположен на тормозной коробке 2 с возможностью вращения вокруг оси вращения, параллельной оси вращения, и поддерживает проходящие эксцентрично параллельно оси выступы 11 болта, на которых располагается цанговый рычаг 8.

От болта 9 отходит поворотное плечо 12, на конце которого имеется поршневой шток тормозного цилиндра в качестве органа 13 для отвода сил регулятора 14 тормозных сил. Оба цанговых рычага 6 и 8 одними своими концами соединены с тормозными колодками 15, которые могут запрессовываться на диске 1 тормозного механизма, а своими другими концами соединены с соединяющим их регулятором 16 износа, в примере выполнения исполнительный механизм с нажимной штангой может вращаться в местах 17, 18, 19 и 20 соединений. Исполнительный механизм 16 с нажимной штангой, или его корпус, снабжен для его соединения с местами 21 и 22 опор, расположенными, соответственно, между обеими щеками 4 и 5 цанговых рычагов 6 и 8. Эти места опор в дальнейшем обозначаются так же, как первый или второй корпус 21, 22 регулятора износа.

При ударе рабочей среды, например, в пневматическом регуляторе 14 тормозных сил, его орган 13 для отбора мощности поворачивает поворотный рычаг 12, в результате вследствие эксцентричного расположения выступов 11 болта цанговый рычаг 8 поворачивается вокруг своего места 20 соединения до исполнительного механизма 16 с нажимной штангой в направлении нажатия его тормозной колодки 15 на диск 1 тормозного механизма. Конструкция и принцип действия эксцентричного устройства для натяжения суппорта 7 дискового тормозного механизма соответствует при этом тому самому принципу, который описан в упоминавшемся уже патенте ЕР 0732247 А2. После того как цанговый рычаг 8 прижал тормозную колодку 15 к диску 1 тормозного механизма, цанговый рычаг 8 начинает поворачиваться вокруг места 18 соединения к этой тормозной колодке 15, причем над местом 20 соединения штанга 16 и место 19 соединения цангового рычага 6 поворачивается вокруг места 10 соединения для прижима своей тормозной колодки 15 к диску 1 тормозного механизма.

Исполнительный механизм 16 с нажимной штангой, соответственно, увеличивает свою длину в зависимости от износа тормозных колодок 15. Для этого oн имеет установочный рычаг 24, который установлен на первом корпусе 21 регулятора износа, соответствующем цанговому рычагу 6, с возможностью вращения вокруг продольной оси 25 исполнительного механизма 16 с нажимной штангой. Выполненный в форме цапфы элемент 23 упора установочного рычага 24 возвращается в свое исходное положение посредством возвратной пружины 26, опирающейся напротив первого корпуса 21 регулятора износа и напротив упора 37, показанного на фиг.3-8.

Как показано на фиг.3, винт 27 с резьбой, расположенный соосно продольной оси 25, блокируется от проворачивания посредством предварительно натянутого зубчатого зацепления 53 без возможности вращения и удерживается во втором корпусе 22 регулятора износа без возможности смещения. Напротив него, на первом корпусе 21 регулятора износа расположена с возможностью вращения регулировочная гайка 31, навинченная на винт 27 с резьбой. Винт 27 с резьбой и регулировочная гайка образуют вместе винтовую передачу исполнительного механизма 16 с нажимной штангой.

Регулировочная гайка 31 может соединяться с первым корпусом 21 регулятора износа посредством одноходовой поворотной муфты 28 с витой пружиной или механизмом 29 свободного хода с витой пружиной без возможности вращения. С другой стороны, регулировочная гайка 31 приводится в действие посредством механизма свободного хода 38 с втулкой с помощью установочного рычага 24 в направлении удлинения исполнительного механизма 16 с нажимной штангой. Принципиальная конструкция и принцип действия исполнительных механизмов с нажимной штангой такого типа с винтовой передачей и двумя одноходовыми поворотными муфтами, т.е. механизмами свободного хода, известны из общего уровня техники, и поэтому нет необходимости в том, чтобы их подробно описывать. Однако могут применяться также регуляторы износа другого типа, например, исполнительный механизм с тянущей штангой, при этом главное, чтобы он имел один регулирующий элемент, соответствующий установочному рычагу 24.

В представленном на фиг.3 исполнении винт 27 с резьбой установлен во втором корпусе 22 регулятора износа без возможности вращения, а регулировочная гайка 31, наоборот, установлена в первом корпусе 21 исполнительного механизма с возможностью вращения. С помощью установочного рычага 24 с механизмом 38 свободного хода с втулкой можно поворачивать гайку 31 в направлении, в котором исполнительный механизм 16 с нажимной штангой удлиняется для регулировки износа. Однако возможно также исполнение, например, в соответствии с ЕР 0732247 А2, при котором винт 27 с резьбой можно вращать с помощью установочного рычага 24, а регулировочная гайка 31 устанавливается без возможности вращения, как это будет еще описываться ниже в соответствии с формой выполнения по фиг.10.

Витая пружина 28 передает вращающий момент, который возникает в результате действия осевой силы на исполнительный механизм 16 с нажимной штангой и сопротивления заблокированной от вращения регулировочной гайки 31, непосредственно на радиальную внешнюю рабочую поверхность 54 первого корпуса 21 регулятора износа, которая одновременно образует внешнюю поверхность первого корпуса 21 регулятора износа. При этом радиальная внешняя поверхность 54 предпочтительно выполнена на имеющем форму трубы выступе 57, который вместе с первым корпусом 21 регулятора износа представляет собой единое целое.

Изображенная на фиг.3 регулировочная гайка 31, которая предпочтительно выполнена с возможностью вращения, также имеет рабочую поверхность 55, которая соприкасается с витой пружиной 28, т.е. витки витой пружины 28 могут воздействовать на эту поверхность, а ее другие витки воздействуют на рабочую поверхность 54 первого корпуса 21 регулятора износа, что позволяет посредством уменьшения диаметра витой пружины 28 обеспечить вращение регулировочной гайки 31 и тем самым укоротить исполнительный механизм 16 с нажимной штангой при осевой нагрузке. В этом случае витая пружина 28 механизма свободного хода с витой пружиной соединяет рабочую поверхность 54 первого корпуса 21 регулятора износа и рабочую поверхность регулировочной гайки 31 исключительно посредством трения, что позволяет отказаться от использования устройства с геометрическим замыканием, например, крюка.

Для того чтобы защитить винтовую передачу 27, 31, механизм свободного хода с витой пружиной 29, а также другие детали от загрязнения и влаги, вокруг витой пружины 28 механизма свободного хода с витой пружиной 29 устанавливают гофрированный чехол 56, который может растягиваться только по оси исполнительного механизма 16 с нажимной штангой, если смотреть в радиальном направлении, и который крепится с одной стороны на первом корпусе 21 регулятора износа, а с другой стороны - на втором корпусе 22 регулятора износа, например, с помощью зажимных колец.

Регулировочная гайка 31 имеет направленную по оси торцевую поверхность 58, которая соприкасается с соответствующей торцевой поверхностью 59 первого корпуса 21 регулятора износа и на которую опирается исполнительный механизм 16 с нажимной штангой при воздействии на него осевой силы. Поток осевых сил передается, например, от второго корпуса 22 регулятора износа посредством установленного в нем без возможности вращения винта 27 с резьбой и регулировочной гайки 31, которая навинчена на нем и заблокирована от возможности вращения механизмом 29 свободного хода с витой пружиной через обе соприкасающиеся торцевые поверхности 58, 59 и непосредственно в первый корпус 21 регулятора износа.

На фиг.9 показан исполнительный механизм с нажимной штангой, изображенный на фиг.3, в удлиненном состоянии, что означает, что регулировочная гайка 31 была закручена с помощью установочного рычага 24 на винте 27 с резьбой, который удлиняет исполнительный механизм 16 с нажимной штангой с целью автоматической регулировки изношенных тормозных колодок 15. При этом механизм 29 свободного хода с витой пружиной перемещается свободно, это означает, что витки витой пружины 28 при увеличении диаметра витой пружины 28 выходят из зацепления с рабочими поверхностями 54 или 55, так что регулировочная гайка 31 может свободно вращаться в направлении регулировки износа. Следует отметить, что гофрированный чехол 56 эластично деформируется при удлинении исполнительного механизма 16 с нажимной штангой, поскольку оба корпуса 21, 22 регулятора износа расположены на расстоянии друг от друга.

На фиг.10 показан другой пример выполнения исполнительного механизма 16 с нажимной штангой, при котором вращающейся деталью с резьбой винтовой передачи является винт 27 с резьбой, а неподвижной деталью с резьбой винтовой передачи является регулировочная гайка 31. В этом случае вместе с винтом 27 с резьбой вращается соединительная втулка 60 как совместно вращающийся элемент, на радиальной внешней объемной поверхности которого образована рабочая поверхность 55 для воздействия витой пружины 28 механизма 29 свободного хода с витой пружиной. В этом случае соединительная втулка 60 расположена вместе с винтом 27 с резьбой, например, в первом корпусе 21 регулятора износа с возможностью вращения, а регулировочная гайка 31 удерживается во втором корпусе 22 регулятора износа без возможности вращения. В этом случае соединительная втулка 60 окружает, по меньшей мере, часть винта 27 с резьбой, направленного к первому корпусу 21 регулятора износа, причем соединительная втулка 60 соединена с установочным рычагом 24 с помощью механизма 38 свободного хода с втулкой. Торцевая поверхность 58 соединительной втулки 60 также опирается на соответствующую противоположную торцевую поверхность 59 первого корпуса 21 регулятора износа, т.е. на его выступ 57, если на исполнительный механизм с нажимной штангой 16 действует осевая нагрузка.

В этом случае для регулировки износа установочная втулка 24 приводит в движение винт 27 с резьбой также посредством механизма 38 свободного хода с втулкой и соединительной втулки 60, чтобы вывинтить его из регулировочной гайки 31 и увеличить длину исполнительного механизма 16 с нажимной штангой. При этом механизм 29 свободного хода с витой пружиной перемещается свободно, это означает, что витки витой пружины 28 при увеличении диаметра витой пружины 28 выходят из зацепления с рабочими поверхностями 54 или 55, так что винт 27 с резьбой может свободно вращаться в направлении регулировки износа. И наоборот, при вращении винта 27 с резьбой в противоположном направлении механизм 29 свободного хода с витой пружиной блокируется.

Между обеими щеками 4 и 5 цангового рычага 6 проходит тяга 32 системы управления, задняя сторона которой круглой формы в опорной подушке прижата к свободному концу установочного рычага 24. Таким образом, тяга 32 системы управления соединяется через место 33 соединения с рычагом 24 управления, однако на фиг.2 рычаг 24 управления не показан. В средней зоне тяги 32 системы управления для предотвращения столкновений с другими узлами, в частности, с регулятором 14 тормозных сил, выполнено углубление с внешней стороны суппорта дискового тормозного механизма. Передний, тоже закругленный конец тяги 32 системы управления размещен в опорной подушке (которая здесь не показана) поворотного рычага 35, как это видно на фиг.2. Средняя зона двухплечевого рычага 35 размещена в месте 36 шарнирного соединения с возможностью вращения и имеет свободное плечо 35а. Принцип действия поворотного рычага 35 вместе с граничащими с ним конструктивными элементами подробно описан в ЕР 0732247 А2.

Свободный конец 35а поворотного рычага 35 установлен для образования устройства 44 мертвого хода, как видно на фиг.2, со стороны диска тормозного механизма на расстоянии s от рычага 45. Рычаг 45 выполнен в виде удлинения поворотного плеча 12. Расстояние s соответствует пути, который проходит конец рычага 45 в случае отсутствия силы прижима обеих тормозных колодок 15 к диску 1 тормозного механизма, при отпущенном дисковом тормозном механизме с правильным свободным ходом. При нажатом тормозе рычаг 45 ударяется непосредственно о плечо 35а поворотного рычага 35.

Во время процесса торможения, исходя, например, из того, что при износе тормозных колодок образуется слишком большой свободный ход дискового тормозного механизма, с начала преодоления свободного избыточного подъема рычаг 45 при его продолжении движения до достижения прижима тормоза передает вращение на плечо 35а посредством поворота поворотного рычага 35, причем тяга 32 системы управления сдвигается в направлении к установочному рычагу 24, и при этом приводится в действие исполнительный механизм 16 с нажимной штангой. Со стороны диска тормозного механизма передний конец тяги 32 системы управления таким образом может соединяться через место 46 соединения, охватывающее поворотный рычаг 35, с органом для отвода тормозных сил 13 регулятора 14 тормозных сил.

В соответствии с другим вариантом примера выполнения цанговые рычаги на суппорте дискового тормозного механизма могут соединяться шарнирно посередине на исполнительном механизме 16 с нажимной штангой, который приводится в действие посредством установочного рычага 24 в направлении укорочения исполнительного механизма с нажимной штангой. Исполнительный механизм 16 с нажимной штангой может быть любого типа, однако он должен иметь - как уже упоминалось - установочный рычаг. Держатель суппорта дискового тормозного механизма на стационарном узле, в конечном счете, на раме транспортного средства или поворотной тележке, может устанавливаться на другом месте соединения, чем место 10 соединения, конструктивное исполнение модуля суппорта дискового тормозного механизма может в случае необходимости оснащаться тормозной коробкой. Также зажимное устройство суппорта дискового тормозного механизма 7 может быть выполнено иначе, одним из многих известных способов, например, в виде цилиндра гидравлического тормозного привода, соединенного с цанговыми рычагами 6, 8 напрямую или через рычажную передачу.

Кроме того, длина исполнительного механизма с нажимной штангой может регулироваться с помощью механизма управления в зависимости от высоты подъема регулятора тормозных сил, который с помощью тяги 32 системы управления действует на установочный рычаг 24 исполнительного механизма 16 с нажимной штангой. Как показано на фиг.3-8, установочный рычаг 24 с механизмом 38 свободного хода с втулкой размещен в корпусе 21 исполнительного механизма, т.е. в месте опоры исполнительного механизма 16 с нажимной штангой и испытывает нагрузку в исходном положении, в котором регулировка не требуется, с элементом упора в виде цапфы 23 напротив упора 37 в месте 21 опоры, т.е. крышки 21а в месте 21 опоры, от возвратной пружины 26. Эта ситуация показана, в частности, на фиг.4, на которой установочный рычаг 24 находится в своем исходном положении, под действием нагрузки от пружины.

Упор 37 для находящегося в своем исходном положении установочного элемента 24 содержит, по меньшей мере, один упругий элемент 39, растягивающийся в направлении удара, предпочтительно пружину сжатия. Пружина сжатия 39 предварительно натянута, причем сила ее предварительного натяжения больше, чем сила возвратной пружины 26, испытывающей нагрузку от установочного рычага 24 в направлении упора 37. В месте 21 опоры, т.е. в ее крышке 21а пружина 39 сжатия установлена таким образом, что установочный рычаг 24 на ней используется, если он под действием силы возвратной пружины 26 поворачивается в свое неходкое положение. Поскольку сила предварительного натяжения предварительно натянутой пружины сжатия 39 больше, чем сила возвратной пружины 26, обеспечивается определенное исходное положение установочного рычага 24.

В частности, пружина сжатия 39 помещается, например, в цилиндрическое углубление 40 в месте 21 опоры, т.е. в ее крышке 21а исполнительного механизма 16 с нажимной штангой, и там предварительно натягивается с обоих концов, причем пружина сжатия 39 давит на установочный рычаг 24 через нажимную деталь 41, которая помещена в углубление 40 и может перемещаться в направлении к упору, как это показано на фиг.4 и фиг.6. Нажимная деталь 41 блокируется на выходе углубления 40, например, посредством пружинного стопорного кольца 42, которое устанавливается в углублении 40 радиальной внутренней кольцевой канавки в крышке 21а, и таким образом обеспечивается предварительное сжатие пружины сжатия 39. Точнее говоря, нажимная деталь 41 посредством предварительно натянутой пружины сжатия 39 давит по оси на образованный в углублении 40 упор, который образуется посредством пружинного стопорного кольца 42. Из фиг.4 очевидно, что наличие крышки 21а позволяет легко монтировать пружину сжатия 39, нажимную деталь 41, а также возвратную пружину 26.

Возвратная пружина 26, здесь предпочтительно коническая пружина, удерживает, кроме того, установочный рычаг 24 в его исходном положении. При этом установочный рычаг 24 прилегает к нажимной детали 41, которая располагается в углублении 40, выполненном, например, в виде глухого отверстия в месте 21 опоры с возможностью смещения и может перемещаться против предварительно сжатой пружины сжатия 39.

Как показано на фиг.4, 5 и 7, кроме упора 37, удерживающего установочный рычаг 24 в исходном положении, с пружиной сжатия 39, в месте 21 опоры, т.е. ее крышке 21а, предусмотрен дополнительный упор 43, в который упирается установочный рычаг 24 при воздействии возвратной пружины 26 с дополнительным элементом упора в форме цапфы 49, если исполнительный механизм 16 с нажимной штангой установлен на максимальное значение регулировки. Эта ситуация изображена на фиг.7.

При большой упругой деформации витой пружины 28 механизма свободного хода с витой пружиной 29 пружина сжатия 39 испытывает перегрузку, как показано на фиг.5 и фиг.6. Момент, действующий на установочный рычаг 24, а значит, на механизм 38 свободного хода втулки, в этом случае ограничивается моментом, т.е. силой, которая действует на втулку 38 свободного хода посредством пружины сжатия 39. Затем в случае упругой деформации пружины сжатия 39, как показано на фиг.6, нажимная деталь 41 немного сдвигается в углублении, т.е. в глухом отверстии 40, и поднимается пружинным стопорным кольцом 42, которое в исходном состоянии образует осевой упор для нажимной детали 42.

Если, кроме того, механизм свободного хода с витой пружиной 29 в результате упругой деформации допускает определенный поворот гайки с трубной резьбой 31 в направлении укорочения, установочный рычаг 24 может регулировать это растяжение против силы пружины сжатия, при этом нажимная деталь 41 перемещается линейно (см. фиг.6). При этом механизм 38 свободного хода с втулкой испытывает нагрузку только от момента, который является результатом силы натяжения пружины сжатия 39 и расстояния ее линии действия от оси вращения регулировочной гайки 31, которая расположена вдоль продольной оси 25.

В соответствии с другой, показанной на фиг.8, формой осуществления изобретения пружина сжатия 39 и нажимная деталь 41 удерживаются внутри пустотелого винта 51, который ввинчивается снаружи в выполненное в виде резьбового отверстия сквозное отверстие 52 в месте опоры 21. Таким образом, можно простым способом дополнительно установить такой упругий упор 37 в уже имеющемся исполнительном механизме с нажимной штангой 16. В остальном конструкция и принцип действия упругого упора 37 остаются такими, как описано в приведенном выше примере выполнения. И наконец, в этой форме выполнения в соответствии с фиг.8, отсутствует крышка 21а, которая имеется в форме выполнения в соответствии с фиг.4-6.

В соответствии с другим не показанным здесь примером выполнения изобретения упругий элемент может быть выполнен не как пружина сжатия 39, а как любой другой упругий элемент. В частности, он может быть выполнен в виде конической пружины, в виде эластомера, расположенного, т.е. установленного отдельно или соединенного с корпусом исполнительного механизма или местом 21 опоры методом вулканизации.

Упругий элемент может быть выполнен также в виде образующего одно целое вместе с местом 21 опоры элемента, который вследствие специальной геометрической формы обладает более высокой упругостью, чем элементы, расположенные рядом с местом 21 опоры. Кроме того, в этом случае более высокая гибкость, т.е. упругость, объясняется не тем, что материал обладает меньшей жесткостью, а тем, что упор 37 имеет специальную геометрическую форму и обладает меньшей жесткостью, чем зоны, граничащие с местом 21 опоры.

Список обозначений

1 Диск тормозного механизма

2 Тормозная коробка

6 Цанговый рычаг

7 Суппорт дискового тормозного механизма

8 Цанговый рычаг

9 Болты

10 Место соединения

11 Выступ болта

12 Поворотное плечо

13 Орган для отбора мощности

14 Регулятор тормозных сил

15 Тормозная колодка

16 Исполнительный механизм с нажимной штангой

17 Место соединения

18 Место соединения

19 Место соединения

20 Место соединения

21 Первый корпус регулятора износа

21а Крышка

22 Второй корпус регулятора износа

22 Место опоры

23 Элемент упора

24 Установочный рычаг

25 Продольная ось

26 Возвратная пружина

27 Винт с резьбой

28 Витая пружина

29 Механизм свободного хода с витой пружиной

31 Регулировочная гайка

32 Тяга системы управления

33 Место соединения

35 Поворотный рычаг

35а Концевая часть

36 Место шарнирного соединения

37 Упор

38 Механизм свободного хода с втулкой

39 Пружина сжатия

40 Углубление

41 Нажимная деталь

42 Пружинное стопорное кольцо

43 Упор

44 Устройство мертвого хода

45 Рычаг

46 Место соединения

49 Элемент упора

51 Пустотелый винт

52 Сквозное отверстие

53 Зубчатое зацепление

54 Рабочая поверхность

55 Рабочая поверхность

56 Гофрированный чехол

57 Выступ

58 Торцевая поверхность

59 Торцевая поверхность

60 Соединительная втулка

100 Дисковый тормозной механизм

Группа изобретений относится к области машиностроения, а именно к дисковым тормозам рельсовых транспортных средств. Регулятор износа для суппорта содержит винтовую передачу и механизм свободного хода с витой пружиной. В винтовой передаче в качестве деталей с резьбой используются винт с резьбой и гайка, выполненная с возможностью навинчивания на винт. Механизм свободного хода с витой пружиной выполнен с возможностью блокировки в направлении вращения вращающейся детали с резьбой противоположно направлению регулировки износа и возможностью свободного перемещения в направлении, обратном направлению вращения, посредством которого вращающаяся деталь с резьбой может соединяться с неподвижной деталью. Неподвижной деталью является первый корпус регулятора износа. Витая пружина с одной стороны взаимодействует посредством фрикционного соединения с радиально наружной, образующей наружную поверхность первого корпуса регулятора износа рабочей поверхностью и с другой стороны с радиально наружной рабочей поверхностью вращающейся детали с резьбой или вращающегося вместе с ней элемента. Наружная рабочая поверхность первого корпуса регулятора износа выполнена на имеющем форму трубы выступе, образующем вместе с первым корпусом регулятора износа единое целое. Дисковый тормозной механизм содержит регулятор износа. Достигается упрощение конструкции и повышение точности регулировки. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Регулятор (16) износа для суппорта (7) дискового тормозного механизма (100) рельсового транспортного средства, содержащий
а) винтовую передачу, в которой в качестве деталей с резьбой используются винт (27) с резьбой и гайка (31), выполненная с возможностью навинчивания на винт, причем одна из деталей (27; 31) с резьбой, а также регулирующий элемент (24) для приведения во вращение этой детали с резьбой в направлении регулировки износа устанавливается в первом корпусе (21) регулятора износа с возможностью вращения, а другая деталь (27; 31) с резьбой устанавливается во втором корпусе (22) регулятора износа без возможности вращения,
б) механизм (29) свободного хода с витой пружиной, выполненный с возможностью блокировки в направлении вращения вращающейся детали (27; 31) с резьбой противоположно направлению регулировки износа и возможностью свободного перемещения в направлении, обратном направлению вращения, посредством которого вращающаяся деталь с резьбой может соединяться с неподвижной деталью, причем
в) неподвижной деталью является непосредственно первый корпус (21) регулятора износа,
отличающийся тем, что
г) витая пружина (28) механизма (29) свободного хода с одной стороны взаимодействует посредством фрикционного соединения с радиально наружной, образующей наружную поверхность первого корпуса (21) регулятора износа рабочей поверхностью (54) и с другой стороны с радиально наружной рабочей поверхностью (55) вращающейся детали (27; 31) с резьбой или вращающегося вместе с ней элемента (60), причем наружная рабочая поверхность (54) первого корпуса (21) регулятора износа выполнена на имеющем форму трубы выступе (57), образующем вместе с первым корпусом (21) регулятора износа единое целое.

2. Регулятор износа по п. 1, отличающийся тем, что витая пружина (28) механизма (29) свободного хода с витой пружиной заключена в радиальном направлении в гофрированный чехол (56), который крепится одним концом на первом корпусе (21) регулятора износа, а другим концом - на втором корпусе (22) регулятора износа.

3. Регулятор износа по п. 2, отличающийся тем, что витая пружина (28) соединяет рабочую поверхность (54) первого корпуса (21) регулятора износа и рабочую поверхность (55) вращающейся детали (27; 31) с резьбой или элемента (60), вращающегося вместе с ней, только посредством фрикционного соединения.

4. Регулятор износа по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что вращающаяся деталь (27; 31) с резьбой или вращающийся вместе с ней элемент (60) имеет повернутую в осевом направлении торцевую поверхность (58), которая соприкасается с соответствующей торцевой поверхностью (59) первого корпуса (21) регулятора износа и противодействует осевой силе, действующей на регулятор (16) износа.

5. Регулятор износа по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве вращающейся детали с резьбой используется винт (27) с резьбой, а в качестве неподвижной детали с резьбой используется гайка (31).

6. Регулятор износа по п. 4, отличающийся тем, что в качестве вращающейся детали с резьбой используется винт (27) с резьбой, а в качестве неподвижной детали с резьбой используется гайка (31).

7. Регулятор износа по п. 5, отличающийся тем, что винт (27) с резьбой соединен с соединительной втулкой (60) как совместно вращающийся элемент, радиальная внешняя объемная поверхность которого является рабочей поверхностью (55), на которую действует витая пружина (28) механизма (29) свободного хода с витой пружиной.

8. Регулятор износа по п. 6, отличающийся тем, что винт (27) с резьбой соединен с соединительной втулкой (60) как совместно вращающийся элемент, радиальная внешняя объемная поверхность которого является рабочей поверхностью (55), на которую действует витая пружина (28) механизма (29) свободного хода с витой пружиной.

9. Регулятор износа по п. 7 или 8, отличающийся тем, что соединительная втулка (60) установлена с возможностью вращения в первом корпусе (21) регулятора износа соосно с винтом (27) с резьбой.

10. Регулятор износа по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что вращающейся деталью с резьбой является гайка (31), а неподвижной деталью с резьбой является винт (27) с резьбой.

11. Регулятор износа по п. 4, отличающийся тем, что вращающейся деталью с резьбой является гайка (31), а неподвижной деталью с резьбой является винт (27) с резьбой.

12. Регулятор износа по п. 10, отличающийся тем, что рабочей поверхностью (55), на которую воздействует витая пружина (28) механизма (29) свободного хода с витой пружиной, является непосредственно радиальная внешняя поверхность гайки (31).

13. Регулятор износа по п. 11, отличающийся тем, что рабочей поверхностью (55), на которую воздействует витая пружина (28) механизма (29) свободного хода с витой пружиной, является непосредственно радиальная внешняя поверхность гайки (31).

14. Дисковый тормозной механизм рельсового транспортного средства, отличающийся тем, что он содержит регулятор износа по любому из пп. 1-13.