СЖИМАЕМАЯ ПРОКЛАДКА КЛЕЩЕВОГО ТОРМОЗА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА Российский патент 2020 года по МПК B61H5/00 F16D65/00 B60T17/22 

Изобретение относится к защите колесных тормозов железнодорожных вагонов, в частности, к защите клещевых тормозов ото льда и снега.

Железнодорожные вагоны, используемые в северной Европе (например, в Скандинавии), подвержены воздействию экстремальных погодных условий в зимнее время. Они должны быть выполнены так, чтобы выдерживать существенное количество льда и снега. В частности, правильная работа клещевых тормозов таких железнодорожных вагонов не должна нарушаться из-за наличия льда и снега.

Клещевые тормоза грузовых поездов, которые обычно использовали в северной Европе, установлены с достаточным свободным пространством вокруг них, для обеспечения их надежной работы. Благодаря свободному пространству на клещевых тормозах не скапливается лед или снег, мешающий их работе.

Тем не менее, в настоящее время в северной Европе все больше и больше пассажирских поездов, которые передвигаются с более высокими скоростями, чем грузовые поезда. Это приводит к тому, что на компонентах поезда скапливается больше снега и льда. Кроме того, у современных пассажирских поездов с низким уровнем пола, таких как Coradia Nordic X62, в тележках имеется мало места вокруг их клещевых тормозов.

Из-за компактной конструкции тележек и колесных тормозов этих современных пассажирских поездов снег и лед легко скапливается в сравнительно небольших зазорах между компонентами клещевого тормоза. Скопившиеся снег и лед могут мешать перемещению компонентов клещевого тормоза и могут привести к неисправности тормоза.

Одним из способов предотвращения скопления льда или снега является нагрев всей тележки. Однако такой способ требует большого расхода энергии. Другим способом является регулярная и превентивная борьба с обледенением тележек в специальных депо. Однако это сокращает время нахождения поезда в пути.

Задачей изобретения является разработка простого и дешевого способа, обеспечивающего надежную работу клещевых тормозов железнодорожного вагона в условиях льда и снега в течение длительного периода времени.

Указанная задача решается посредством использования сжимаемой прокладки для клещевого тормоза железнодорожного вагона, выполненной с возможностью по меньшей мере частичного заполнения пространства, предназначенного для работы компонента клещевого тормоза.

Прокладка в соответствии с изобретением используется для заполнения свободного пространства рядом с подвижными компонентами клещевого тормоза. Так как прокладка занимает свободное пространство, то ни снег, ни лед не могут скапливаться. Клещевой тормоз продолжает правильно работать, поскольку сжимаемость прокладки не мешает движению компонентов клещевого тормоза.

Прокладка в соответствии с изобретением может дополнительно включать в себя одну, несколько или все из указанных далее особенностей во всех технически возможных сочетаниях:

- прокладка содержит сжимаемую, предпочтительно водонепроницаемую сердцевину,

- сердцевина содержит вспененный материал, такой как вспененный полиэтилен или вспененный полиуретан, причем вспененный материал предпочтительно представляет собой пеноматериал с закрытыми порами,

- прокладка содержит предпочтительно жесткое защитное покрытие, предпочтительно содержащее полиэтилен или полиамид,

- защитное покрытие имеет по меньшей мере один зазор, допускающий сжатие прокладки,

- защитное покрытие включает в себя две разные пластины,

- прокладка содержит по меньшей мере одно крепежное приспособление для ее фиксации на клещевом тормозе,

- крепежное приспособление прокладки содержит выполненное в прокладке отверстие для размещения в нем крепежа, такого как стяжка; и/или вырез и соответствующую проушину, выполненные в прокладке для размещения крепежа, такого как болт,

- прокладка выполнена из по меньшей мере двух установочных деталей с возможностью их разъединения на две упомянутые установочные детали для упрощения крепления прокладки к клещевому тормозу,

- прокладка содержит гнездо для размещения сильфона тормозного цилиндра, которое предпочтительно имеет изогнутую стенку, в частности, круглую или дугообразную.

Кроме того, объектом изобретения является также клещевой тормоз железнодорожного вагона, содержащий по меньшей мере одну описанную выше прокладку.

Предпочтительно клещевой тормоз содержит перемычку с крепежным элементом для крепления клещевого тормоза на железнодорожном вагоне; тормозной рычажный механизм, имеющий два тормозных рычага, шарнирно соединенных с перемычкой; и тормозной цилиндр, расположенный между соответствующими концами тормозных рычагов и выполненный с возможностью приведения в действие этих тормозных рычагов.

Предпочтительно одна прокладка расположена между одним из тормозных рычагов и тормозным цилиндром.

Кроме того, одна прокладка может быть расположена между одним из тормозных рычагов и крепежным элементом.

Еще одним объектом изобретения является применение описанной выше прокладки для защиты клещевого тормоза железнодорожного вагона, в частности, описанного выше клещевого тормоза, ото льда или снега.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1-3 показана прокладка цилиндра рабочего тормоза в соответствии с изобретением виды спереди, сверху и в разрезе, соответственно;

на фиг. 4-6 показана прокладка цилиндра стояночного тормоза в соответствии с изобретением виды спереди, сверху и в разрезе, соответственно;

на фиг. 7-9 показана прокладка рамы тележки в соответствии с изобретением, виды спереди, сверху и в разрезе, соответственно;

на фиг. 10 показан клещевой рабочий тормоз с прокладкой цилиндра, показанной на фиг. 1-3, вид сзади в перспективе;

на фиг. 11 показан клещевой рабочий тормоз, показанный на фиг. 10, с установленной прокладкой цилиндра рабочего тормоза и с прокладкой рамы тележки, показанной на фиг. 7-9, вид в перспективе;

на фиг. 12 показан клещевой стояночный тормоз с прокладкой цилиндра стояночного тормоза, показанной на фиг. 4-6, и с прокладкой рамы тележки, показанной на фиг. 7-9, вид сверху;

на фиг. 13 показан клещевой рабочий тормоз с двумя прокладками, соответствующими дополнительным вариантам осуществления изобретения, вид в перспективе сзади;

на фиг. 14 и 15 показаны два варианта выполнения вспененной сердцевины прокладки в соответствии с изобретением, виды спереди.

На фиг. 1-3 показан первый вариант выполнения сжимаемой прокладки 100 в соответствии с изобретением. Прокладка 100 цилиндра рабочего тормоза выполнена так, что она занимает пространство рядом с тормозным цилиндром клещевого рабочего тормоза.

Прокладка 100 цилиндра рабочего тормоза, в целом, представляет собой диск квадратной формы с четырьмя углами C. Каждый угол C включает в себя средство D1 крепления прокладки 100 цилиндра рабочего тормоза к цилиндру рабочего тормоза. Каждое средство D1 крепления содержит вырез 101, выполненный с возможностью прохождения через него крепежного элемента, такого как болт. Каждое средство D1 крепления также содержит проушину Е для прохода упомянутого крепежного элемента.

Прокладка 100 цилиндра рабочего тормоза выполнена из двух установочных деталей 102, 104. Предпочтительно, две установочные детали представляют собой разъединяемые половины прокладки: верхнюю половину 102 и нижнюю половину 104. Когда прокладка 100 цилиндра рабочего тормоза установлена, две половины 102, 104 прокладки цилиндра рабочего тормоза упираются друг в друга. Эти половины 102, 104 прокладки идентичны.

В центре прокладки 100 цилиндра рабочего тормоза выполнено гнездо 103 для сильфона тормозного цилиндра. Гнездо 103 представляет собой круглое отверстие, ограниченное цилиндрической стенкой 107.

Далее будет описана только верхняя половина 102 прокладки, это описание также применимо и к нижней половине 104 прокладки.

Верхняя половина 102 прокладки имеет в целом трапециевидную внешнюю форму. Она содержит углубление 105. Углубление 105 ограничено стенкой 109 полукруглой формы. Углубление 105 соответствует верхней половине гнезда 103.

Верхняя половина 102 прокладки имеет сжимаемую вспененную сердцевину 106, показанную на фиг. 2 и 3. Предпочтительными материалами для вспененной сердцевины 106 являются вспененный полиэтилен или вспененный полиуретан, в частности, РЕ PF 521. Для сердцевины можно использовать и другие материалы, лишь бы сердцевина оставалась сжимаемой. Предпочтительно, вспененная сердцевина 106 является водонепроницаемой, чтобы увеличить срок службы прокладки 100. Особенно предпочтителен для сердцевины 106 пеноматериал с закрытыми порами, так как он предотвращает попадание воды в сердцевину 106.

Вспененная сердцевина 106 содержит заднюю поверхность 108, переднюю поверхность 110 и край 112, соединяющий заднюю поверхность 108 с передней поверхностью 110.

Вспененную сердцевину 106 частично окружает защитное покрытие 114, состоящее из передней пластины 116 и задней пластины 118. Передняя пластина 116 присоединена к передней поверхности 110 вспененной сердцевины, а задняя пластина 118 присоединена к задней поверхности 108 вспененной сердцевины, так что вспененная сердцевина 106 расположена между передней и задней пластинами 116 и 118. Предпочтительно толщина каждой из пластин 116, 118 составляет несколько миллиметров.

Край 112 вспененной сердцевины открыт во внешнюю среду через кольцевой зазор 120 между двумя пластинами 116 и 118. Зазор 120 допускает сжатие верхней половины 102 прокладки.

В углах передней пластины 116 прокладки выполнены две проушины E.

Защитное покрытие 114 предпочтительно выполнено из такого пластикового материала, как полиамид РА 6 или полиэтилен высокой плотности HDPE 1000.

На фиг. 4-6 показан второй вариант выполнения сжимаемой прокладки 200 в соответствии с изобретением. Эта прокладка 200 выполнена так, чтобы заполнять пространство рядом с тормозным цилиндром клещевого стояночного тормоза.

Элементы прокладки 200 цилиндра стояночного тормоза идентичны элементам прокладки 100 цилиндра рабочего тормоза и обозначены теми же ссылочными позициями. Далее будут описаны только отличия прокладки 200 цилиндра стояночного тормоза от прокладки 100 цилиндра рабочего тормоза.

В прокладке 200 цилиндра стояночного тормоза гнездо 103 тормозного цилиндра содержит углубление 105, ограниченное круглой дугообразной стенкой 109. В прокладке 200 цилиндра стояночного тормоза имеется четыре средства D2 крепления этой прокладки к клещевому стояночному тормозу. Каждое средство D2 крепления образовано сквозным отверстием 122 и соответствующим пазом 124. Каждое сквозное отверстие 122 проходит от задней пластины 118 через вспененную сердцевину 106 к передней пластине 116. Каждый паз 124 начинается от края 112 прокладки, проходит через вспененную сердцевину 106 и заканчивается на высоте соответствующего сквозного отверстия 122. Каждый паз 124 расположен между передней и задней пластинами 116 и 118.

На фиг. 7-9 показан третий вариант выполнения сжимаемой прокладки 300 в соответствии с изобретением. Эта прокладка 300 рамы тележки выполнена с возможностью заполнения пространства между внутренним тормозным рычагом клещевого тормоза и рамой тележки, к которой прикреплен клещевой тормоз.

Элементы прокладки 300 рамы тележки, идентичные элементам прокладки 100 и 200, обозначены теми же ссылочными позициями. Далее будут описаны только отличия прокладки 300 рамы тележки от прокладки 100 или 200.

Прокладка 300 рамы тележки включает в себя окружную выпуклую часть 126. Эта выпуклая часть 126 предназначена для заполнения как можно большего пространства между внутренним тормозным рычагом и рамой тележки, не сталкиваясь с тормозной магистралью и трубками, чтобы упростить установку. В прокладке 300 рамы тележки может быть выполнено одно или несколько отверстий 128 для обеспечения доступа к компонентам клещевого тормоза, когда прокладка 300 рамы тележки установлена.

Со ссылкой на фиг. 10-12 будет описано крепление трех типов прокладок 100, 200 и 300 на клещевом тормозе.

На фиг. 10 показано, как прокладка 100 цилиндра рабочего тормоза крепится к рабочему клещевому тормозу 400.

Клещевой рабочий тормоз 400 содержит:

- перемычку 402 с крепежным элементом 404 для крепления клещевого тормоза 400 к раме тележки железнодорожного вагона;

- тормозной рычажный механизм 406, имеющий внешний тормозной рычаг 408 и внутренний тормозной рычаг 409, шарнирно соединенные с перемычкой 402;

- тормозной цилиндр 410, расположенный между соответствующими задними концами 412 тормозных рычагов 408, 409 и выполненный с возможностью приведения в действие тормозных рычагов 408, 409.

Рядом с тормозным цилиндром 410 расположен сильфон 413 тормозного цилиндра.

Первое открытое пространство S1 ограничено задним концом 412 внутреннего тормозного рычага 409 и тормозным цилиндром 410. Второе открытое пространство S2 ограничено задним концом 412 внутреннего тормозного рычага 409 и крепежным элементом 404. Оба открытых пространства S1 и S2 образованы для перемещения тормозных рычагов 408, 409 во время торможения.

Верхнюю половину 102 прокладки вставляют сверху в пространство между задними концами 412 тормозных рычагов 408, 409, как показано стрелкой M, пока углубление 105 не встанет вокруг сильфона 413 тормозного цилиндра. Затем, через вырезы 101 и проушины E вставляют болты 130 (фиг. 11) и ввинчивают их по внутренней резьбе, имеющейся в тормозном цилиндре 410, закрепляя тем самым верхнюю половину 102 прокладки на тормозном цилиндре 410.

Аналогично, нижнюю половину 104 прокладки вставляют снизу в пространство между задними концами 412 тормозных рычагов 408, 409, как показано стрелкой N, пока углубление 105 не встанет вокруг сильфона 413 тормозного цилиндра. Затем, через вырезы 101 и проушины Е вставляют болты 130 и ввинчивают их по внутренней резьбе 132, имеющейся в тормозном цилиндре 410, закрепляя тем самым нижнюю половину 104 прокладки на тормозном цилиндре 410.

Результат показан на фиг. 11, где изображена установленная прокладка 100 цилиндра рабочего тормоза, при этом две половины 102 и 104 прокладки цилиндра рабочего тормоза упираются друг в друга. В этом состоянии прокладка 100 цилиндра рабочего тормоза расположена в открытом пространстве S1 между задним концом 412 внутреннего тормозного рычага 409 и тормозным цилиндром 410. Толщину прокладки 100 цилиндра рабочего тормоза выбирают так, чтобы она была по существу равна расстоянию между задним концом 412 внутреннего тормозного рычага 409 и тормозным цилиндром 410, когда клещевой рабочий тормоз 400 находится не в состоянии торможения. Соответственно, прокладка 100 цилиндра рабочего тормоза полностью занимает пространство S1.

На фиг. 11 также показана установленная прокладка 300 рамы тележки, которая расположена в открытом пространстве S2 между внутренним тормозным рычагом 409 и крепежным элементом 404. Прокладку 300 рамы тележки прикрепляют к внутреннему тормозному рычагу 409 четырьмя металлическими стяжками 134, каждая из которых продета через один паз 124 и один конец соответствующего сквозного отверстия 122. В качестве альтернативы, прокладка 300 рамы тележки также может быть прикреплена к внутреннему тормозному рычагу 409 посредством зажимов вместо стяжек. Отверстие 128 прокладки 300 рамы тележки обеспечивает доступ к крепежу 136 клещевого рабочего тормоза 400. Прокладка 300 рамы тележки может только частично занимать пространство S2 (фиг. 12).

На фиг. 12 показан клещевой стояночный тормоз 500, который отличается от клещевого рабочего тормоза 400 тем, что у него имеется тормозной цилиндр 510, дополнительно выполняющий функцию стояночного тормоза. Это означает, что в отличие от клещевого рабочего тормоза 400, клещевой стояночный тормоз 500 можно использовать для того, чтобы обездвижить поставленный на стоянку железнодорожный вагон, который был обесточен. Во всем остальном, кроме этого отличия, клещевой стояночный тормоз 500 идентичен клещевому рабочему тормозу 400.

С клещевым стояночным тормозом 500 вместо прокладки 100 цилиндра рабочего тормоза используют прокладку 200 цилиндра стояночного тормоза. Прокладка 200 цилиндра стояночного тормоза приспособлена к более крупному цилиндру 510 стояночного тормоза клещевого стояночного тормоза 500. Прокладку 200 цилиндра стояночного тормоза прикрепляют посредством тросовой стяжки 134 или зажимов (не показаны) к заднему концу 412 внутреннего тормозного рычага 409. Прокладка 200 цилиндра стояночного тормоза расположена в открытом пространстве S1 между задним концом 412 внутреннего тормозного рычага 409 и цилиндром 510 стояночного тормоза и частично занимает это пространство S1.

Как и на фиг. 11, прокладку 300 рамы тележки прикрепляют посредством тросовых стяжек 134 к заднему концу 412 внутреннего тормозного рычага 409 напротив прокладки 200 цилиндра стояночного тормоза. Прокладка 300 рамы тележки расположена в открытом пространстве S2 между внутренним тормозным рычагом 409 и крепежным элементом 404.

Как показано на фиг. 12, предпочтительно через прокладку 200 цилиндра стояночного тормоза и через прокладку 300 рамы тележки проходят тросовые стяжки 134 чтобы прикрепить эти прокладки 200, 300 к заднему концу 412 внутреннего тормозного рычага 409.

Позицией В на фиг. 12 обозначена рама тележки, к которой с помощью крепежного элемента 404 прикреплен клещевой 500 стояночный тормоз.

Благодаря прокладкам 100, 200 и 300, открытые прежде пространства S1 и S2 частично или полностью закрыты. Это значит, что лед или снег больше не сможет блокировать эти пространства S1, S2 и препятствовать работе клещевого тормоза 400, 500. Такие прокладки 100, 200 и 300 не мешают работе клещевого тормоза, и, несмотря на наличие прокладок 100, 200, 300, тормозные рычаги 408, 409 все еще могут выполнять необходимые движения во время торможения.

В зимних условиях, т.е. когда клещевой тормоз 400, 500 покрыт льдом или снегом, прокладки 100, 200, 300 сохраняют минимальное рабочее пространство для внутреннего тормозного рычага 409. Внутренний тормозной рычаг 409 все еще может поворачиваться, сжимая прокладки 100, 200, 300, несмотря на лед или снег.

При отсутствии льда или снега внутренний тормозной рычаг 409 просто использует оставшиеся свободные участки пространств S1 и/или S2 для своего движения и не оказывает сжимающего усилия на прокладки 100, 200, 300.

Пластиковые пластины 116, 188 прокладок защищают вспененную сердцевину 106 от повреждения, например, от летящего гравия. Кроме того, пластиковые пластины 116, 118 обеспечивают жесткость прокладок 100, 200, 300, необходимую для их крепления на клещевом тормозе.

На фиг. 13 показано два дополнительных варианта выполнения прокладок 600 и 700 в соответствии с настоящим изобретением для клещевого рабочего тормоза 400.

Прокладка 600 выполнена только из кольцевой вспененной сердцевины 606 и состоит из двух половин 602 и 604, охватывающих сильфон 413. Половины 602 и 604 прокладки сцеплены посредством соединения J типа «ласточкин хвост». Прокладка 600 расположена в открытом пространстве S1 между задним концом 412 внутреннего тормозного рычага 409 и цилиндром 410 рабочего тормоза. В альтернативном варианте прокладка 600 может быть выполнена из одной единой кольцевой детали, которую можно разомкнуть и сомкнуть с помощью соединения типа «ласточкин хвост».

Прокладка 700 очень похожа на прокладку 300 рамы тележки, и ее устанавливают в том же положении на клещевом 400 рабочем тормозе. Единственное отличие заключается в слегка измененной выпуклой части 126.

На фиг. 14 показан вариант выполнения вспененной сердцевины 106 половин 102, 104 прокладки 100 цилиндра рабочего тормоза. Такая вспененная сердцевина 106 имеет два боковых круглых отверстия 138 и центральное дугообразное отверстие 140.

Аналогично, на фиг. 15 показан вариант выполнения вспененной сердцевины 106 прокладки 300 рамы тележки. Эта вспененная сердцевина 106 имеет два отверстия 142.

Благодаря отверстиям 138, 140, 142 увеличивается сжимаемость вспененной сердцевины.

Прокладку в соответствии с изобретением можно легко приспособить к существующим железнодорожным вагонам без необходимости разборки клещевых тормозов. Прокладки, выполненные в соответствии с изобретением, не потребляют какой-либо энергии, и их можно использовать в современных пассажирских поездах с низким уровнем пола.

Сжимаемая прокладка (100, 300) клещевого тормоза (400) железнодорожного вагона выполнена с возможностью по меньшей мере частичного заполнения пространства (S1, S2), необходимого для работы компонента (409) клещевого тормоза (400). Технический результат – защита колесных тормозов пассажирских поездов с низким уровнем пола ото льда и снега. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Сжимаемая прокладка (100, 200, 300) клещевого тормоза (400, 500) железнодорожного вагона, выполненная с возможностью крепления на компоненте (409) клещевого тормоза, по меньшей мере частично заполняя пространство (S1, S2), предназначенное для работы компонента (409) клещевого тормоза.

2. Сжимаемая прокладка (100, 200, 300) по п. 1, которая содержит сжимаемую сердцевину (106).

3. Сжимаемая прокладка (100, 200, 300) по п. 2, в которой сердцевина (106) содержит вспененный материал.

4. Сжимаемая прокладка (100, 200, 300) по любому из пп. 1–3, которая содержит защитное покрытие (114).

5. Сжимаемая прокладка (100, 200, 300) по п. 4, в которой защитное покрытие (114) имеет по меньшей мере один зазор (120), допускающий сжатие прокладки.

6. Сжимаемая прокладка (100, 200, 300) по п. 4, в которой защитное покрытие (114) включает в себя две разные пластины (116, 118).

7. Сжимаемая прокладка (100, 200, 300) по п. 1, которая содержит по меньшей мере одно средство (D1, D2) крепления прокладки на клещевом тормозе (400, 500).

8. Сжимаемая прокладка (100, 200, 300) по п. 7, в которой средство (D1, D2) крепления прокладки представляет собой выполненное в прокладке отверстие (122) для размещения в нем крепежа (134) и/или вырез (101) и соответствующую проушину (Е), выполненные в прокладке для размещения крепежа (130).

9. Сжимаемая прокладка (100) по п. 1, которая выполнена из по меньшей мере двух установочные деталей (102, 104) с возможностью их разъединения на две упомянутые установочные детали (102, 104) для упрощения ее крепления к клещевому тормозу (400).

10. Сжимаемая прокладка (100, 200) по п. 1, которая содержит гнездо (103) для размещения сильфона (413) тормозного цилиндра.

11. Клещевой тормоз (400, 500) железнодорожного вагона, содержащий по меньшей мере одну прокладку (100, 200, 300) по п. 1.

12. Клещевой тормоз (400, 500) по п. 11, дополнительно содержащий перемычку (402) с крепежным элементом (404) для крепления клещевого тормоза (400, 500) на железнодорожном вагоне; тормозной рычажный механизм (406), имеющий два тормозных рычага (408, 409), шарнирно соединенных с перемычкой (402); и тормозной цилиндр (410, 510), расположенный между соответствующими концами (412) тормозных рычагов (408, 409) и выполненный с возможностью приведения в действие этих тормозных рычагов.

13. Клещевой тормоз (400, 500) по п. 12, в котором одна прокладка (100, 200) расположена между одним из тормозных рычагов (408, 409) и тормозным цилиндром (410, 510).

14. Клещевой тормоз (400, 500) по любому из пп. 12 или 13, в котором одна прокладка (300) расположена между одним из тормозных рычагов (409) и крепежным элементом (404).

15. Применение прокладки (100, 200, 300) по п. 1 для защиты клещевого тормоза (400, 500) железнодорожного вагона ото льда или снега.