Тормозной узел рельсового транспортного средства и узел тормозного привода
Группа изобретений относится к области железнодорожного транспорта, в частности к тормозным узлам рельсовых транспортных средств. Тормозной узел содержит пару тормозных балок, установленных с каждого конца тормозного узла, тормозные головки, тормозные башмаки, рычажные передачи и узел тормозного привода тормозной системы рельсового транспортного средства. К противолежащим первым концам каждой из рычажных передач прикреплен первый передающий усилие элемент, а ко второму концу одной из рычажных передач прикреплен второй передающий усилие элемент, продольно проходящий в сторону соответствующего противоположного второго конца противоположной одной из рычажных передач. Узел тормозного привода содержит гибкий эластомерный элемент, непосредственно и герметично прикрепленный к монтажному элементу, используемому для крепления узла тормозного привода к жесткой конструкции тормозной системы и к толкателю, связанному с рычажной передачей. Узел тормозного привода соединен с источником текучей среды под давлением, позволяющим надувать гибкий эластомерный элемент для инициации цикла торможения транспортного средства. Достигается улучшение управлением усилиями тормозных башмаков, включая применение визуальной индикации длины хода. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение относится в основном к тормозному механизму, применяемому в тормозных узлах рельсовых транспортных средств, и, в частности, к тормозному механизму, в котором для инициации торможения в тормозных узлах рельсового транспортного средства используется узел пневматического тормозного привода, и, более конкретно, к передвижным тормозным узлам.
В железнодорожной отрасли хорошо известно, что передвижные тормозные системы содержат группу передающих усилие элементов, рычагов и передач, перемещающих тормозные башмаки против движения колес рельсового транспортного средства, тормозя его. В тормозной системе обычно имеется пневматический тормозной привод, предназначенный для инициации перемещения группы передающих усилие элементов, рычагов и передач с целью приведения в действие тормозов рельсового транспортного средства, установленных на тележке транспортного средства.
Обычные пневматические тормозные приводы, как правило, включают в себя поршень пневмоцилиндра, который движется вперед внутри цилиндрического элемента при приложении к нему давления воздуха. На первом конце поршня или вблизи него имеется уплотнение и/или диафрагма. Данное уплотнение и/или диафрагма контактирует с внутренней поверхностью цилиндрического элемента, обеспечивая с одного конца цилиндрического элемента воздухонепроницаемую камеру таким образом, что приложение давления воздуха к ней и к первому концу поршня позволяет осуществлять перемещение поршня вперед.
Поршневой шток прикреплен ко второму концу поршня и перемещается вместе с перемещением поршня. Противоположный конец поршневого штока присоединен к концу толкателя, который, в свою очередь, присоединен к рычагу передачи усилия цилиндра. Этот рычаг присоединен посредством группы передающих усилие элементов и передач, что позволяет инициировать цикл торможения и приблизить тормозные башмаки к колесам транспортного средства.
Как известно, главными недостатками цилиндра пневматического тормоза являются: недопустимость искривления или смещения поршня, поскольку это вызывает утечку воздуха; необходимость в техническом обслуживании уплотнений и/или диафрагм внутри цилиндрического элемента, чтобы гарантировать отсутствие утечек воздуха; затруднения в управлении перемещением поршня и/или передаваемым с его помощью усилием.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является тормозной узел рельсового транспортного средства, раскрытый в патенте США №6116385. Известный тормозной узел содержит пару тормозных балок, установленных с каждого конца тормозного узла, при этом к каждому концу каждой тормозной балки прикреплена тормозная головка, на каждой тормозной головке установлен тормозной башмак, каждая тормозная головка размещена с возможностью взаимодействия с соответствующим одним тормозным башмаком соответствующего колеса транспортного средства при включении тормоза, к каждой из тормозных балок с возможностью поворота прикреплена рычажная передача, к противолежащим первым концам каждой из рычажных передач прикреплен первый передающий усилие элемент, а ко второму концу одной из рычажных передач прикреплен второй передающий усилие элемент, продольно проходящий в сторону соответствующего противоположного второго конца противоположной одной из рычажных передач.
Технической задачей настоящего изобретения является создание узла тормозного привода тормозной системы рельсового транспортного средства, позволяющего улучшить управление усилиями тормозного башмака.
Дополнительной задачей настоящего изобретения является создание узла тормозного привода, позволяющего уменьшить давление на толкатель пневмобаллонной пружины в транспортных средствах в условиях узкоколейной железной дороги.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание узла тормозного привода с обеспечением соединения по текучей среде и/или со смещенными осями без потерь (утечки) воздуха.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание узла тормозного привода, позволяющего уменьшить усилия, требуемые для поддержания воздухонепроницаемости системы.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание узла тормозного привода, обеспечивающего экономичную альтернативу используемой в настоящее время системе с уплотнениями и диафрагмами.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание узла тормозного привода, обеспечивающего визуальное определение длины хода при включении тормоза с целью определения усилия, прикладываемого тормозными башмаками.
Дополнительной задачей настоящего изобретения является создание узла тормозного привода, содержащего упор-ограничитель, предотвращающий чрезмерное сжатие гибкого эластомерного элемента, приводящее к его повреждению.
Еще одной дополнительной задачей настоящего изобретения является создание узла тормозного привода, который легко встраивается в существующие устройства с целью их модернизации.
Для решения указанных задач согласно изобретению создан универсальный тормозной привод, включающий в себя первый жесткий элемент для присоединения тормозного привода ко второму рычажному механизму управления. Второй жесткий элемент отстоит от первого жесткого элемента для крепления узла тормозного привода к, по меньшей мере, одной из тормозных балок и второму передающему усилие элементу. Гибкий эластомерный элемент проходит между указанными первым и вторым элементами, герметично прикрепляется непосредственно к ним и образует герметичную камеру для текучей среды. При этом имеется первое удерживающее средство для непосредственного и герметичного прикрепления первого конца гибкой эластомерной втулки к заданному участку первого элемента. Также имеется второе удерживающее средство для непосредственного и герметичного прикрепления второго конца гибкой эластомерной втулки к заданному участку второго элемента. Средство открытого сообщения с камерой для текучей среды расположено в первом или во втором элементе и сообщается по текучей среде с источником текучей среды под давлением. При подаче текучей среды под давлением камера раздувается, вызывая продольное перемещение первого элемента от второго элемента, а при отводе текучей среды под давлением камера сдувается, вызывая продольное перемещение первого элемента ко второму элементу. Избирательное надувание и сдувание гибкой эластомерной втулки обеспечивает возвратно-поступательное перемещение узла тормозного привода, в результате которого происходит перемещение рычажных передач и передающих усилие элементов для приведения в действие и отвода тормозных башмаков.
Таким образом, согласно первому объекту настоящего изобретения создан тормозной узел рельсового транспортного средства, включающий в себя пару тормозных балок, установленных с каждого конца тормозного узла, при этом к каждому концу каждой тормозной балки прикреплена тормозная головка, на каждой тормозной головке установлен тормозной башмак, каждая тормозная головка размещена с возможностью взаимодействия с соответствующим одним тормозным башмаком соответствующего колеса транспортного средства при включении тормоза, к каждой из тормозных балок с возможностью поворота прикреплена рычажная передача, к противолежащим первым концам каждой из рычажных передач прикреплен первый передающий усилие элемент, а ко второму концу одной из рычажных передач прикреплен второй передающий усилие элемент, продольно проходящий в сторону соответствующего противоположного второго конца противоположной одной из рычажных передач. Тормозной узел содержит узел тормозного привода, присоединяемый ко второму передающему усилие элементу и второй рычажной передаче и расположенный между ними для приведения в действие и отвода тормозных башмаков. Узел тормозного привода содержит первый жесткий элемент для присоединения узла тормозного привода ко второй рычажной передаче; второй жесткий элемент, отстоящий от первого жесткого элемента, для крепления узла тормозного привода к, по меньшей мере, одной из тормозных балок и второму передающему усилие элементу; гибкий эластомерный элемент, проходящий между указанными первым и вторым элементами и имеющий наружную периферийную поверхность, по существу подвергающуюся воздействию окружающей среды, характеризующейся присутствием опасных посторонних материалов; первое удерживающее средство для непосредственного и герметичного прикрепления первого конца гибкой эластомерной втулки к заданному участку первого элемента; второе удерживающее средство для непосредственного и герметичного прикрепления второго конца гибкой эластомерной втулки к заданному участку второго элемента; средство открытого сообщения с камерой для текучей среды, расположенное в первом или во втором элементе и сообщающееся по текучей среде с источником текучей среды под давлением, причем при подаче текучей среды под давлением камера раздувается, вызывая продольное перемещение первого элемента от второго элемента, а при отводе текучей среды под давлением камера сдувается, вызывая продольное перемещение первого элемента ко второму элементу, при этом избирательное надувание и сдувание гибкой эластомерной втулки обеспечивает возвратно-поступательное перемещение узла тормозного привода, в результате которого происходит перемещение рычажных передач и передающих усилие элементов для приведения в действие и отвода тормозных башмаков.
Предпочтительно первый жесткий элемент представляет собой расположенный по существу вертикально пластинчатый элемент, имеющий первый по существу плоский поверхностный участок и дополнительно включающий в себя присоединенное к первому по существу вертикально расположенному пластинчатому элементу средство крепления узла тормозного привода к рычажной передаче.
Предпочтительно узел тормозного привода включает в себя по существу горизонтально расположенный пластинчатый элемент, присоединенный к первому по существу вертикально расположенному пластинчатому элементу вблизи его нижнего края и проходящий по существу перпендикулярно первой по существу плоской поверхности первого по существу вертикально расположенного пластинчатого элемента, для защиты, по меньшей мере, первого участка наружной поверхности гибкой эластомерной втулки от опасного воздействия посторонних материалов, связанного с окружающей рабочей средой узла тормозного привода.
Предпочтительно узел тормозного привода дополнительно включает в себя первый пластинчатый элемент, присоединенный к верхней поверхности по существу горизонтально расположенного элемента и к первой плоской поверхности первого по существу вертикально расположенного пластинчатого элемента вблизи его первого бокового края и проходящий по существу перпендикулярно, по меньшей мере, по существу горизонтально расположенному элементу, для защиты, по меньшей мере, второго участка наружной поверхности гибкого эластомерного элемента от опасного воздействия посторонних материалов и для обеспечения дополнительной прочности соединения между первым по существу вертикально расположенным элементом и по существу горизонтально расположенным элементом.
Предпочтительно узел тормозного привода дополнительно включает в себя второй пластинчатый элемент, присоединенный к верхней поверхности по существу горизонтально расположенного элемента и к первой плоской поверхности по существу вертикально расположенного пластинчатого элемента, вблизи его второго бокового края, и проходящий по существу перпендикулярно, по меньшей мере, по существу горизонтально расположенному элементу, для защиты, по меньшей мере, третьего участка гибкого эластомерного элемента от опасного воздействия посторонних материалов и для обеспечения дополнительной прочности между первым по существу вертикально расположенным элементом и по существу горизонтально расположенным элементом.
Предпочтительно средство крепления включает в себя, по меньшей мере, один другой пластинчатый элемент, проходящий наружу от первого по существу вертикального пластинчатого элемента и содержащий сквозное отверстие и стержневой элемент, расположенный в данном отверстии, для крепления, по меньшей мере, одного пластинчатого элемента к рычажной передаче.
Предпочтительно второй жесткий элемент представляет собой по существу вертикально расположенный пластинчатый элемент с по существу плоским поверхностным участком и включает в себя присоединенное ко второму по существу вертикально расположенному пластинчатому элементу средство крепления тормозного привода к тормозной балке, второму передающему усилие элементу или к ним обоим.
Предпочтительно средство крепления содержит фланец, проходящий наружу от радиально противолежащего второго по существу плоского поверхностного участка, по меньшей мере, одно сквозное отверстие во фланце и крепежный элемент с резьбовым стержнем, проходящим сквозь указанное, по меньшей мере, одно отверстие.
Предпочтительно гибкий эластомерный элемент имеет форму втулки или сильфона.
Предпочтительно первое удерживающее средство содержит кольцевой фланец, проходящий наружу от внутренней поверхности первого жесткого элемента; и зажимное кольцо, с помощью которого первый конец гибкого эластомерного элемента крепится к наружной поверхности кольцевого фланца.
Предпочтительно первое удерживающее средство содержит кольцевой буртик, проходящий от внутренней поверхности первого жесткого элемента; и кольцевой фланец, проходящий от первого конца гибкого эластомерного элемента и находящийся на расстоянии от него, причем кольцевой фланец расположен внутри кольцевого буртика и упирается во внутреннюю поверхность, а участок кольцевого буртика, расположенный вблизи свободного края, нависает над кольцевым фланцем, закрепляя первый конец гибкого эластомерного элемента.
Предпочтительно первое удерживающее средство включает в себя химическую или механическую связь, образованную между первым краем гибкого эластомерного элемента и внутренней поверхностью первого жесткого элемента.
Предпочтительно первое удерживающее средство содержит кольцевой буртик, проходящий наружу от внутренней поверхности первого жесткого элемента; упор, выполненный внутри первого края гибкого эластомерного элемента; периферийную канавку внутри упора, охватывающую кольцевой буртик; и связь между кольцевым буртиком и упором первого конца, образованную при вулканизации гибкого эластомерного элемента.
Предпочтительно первое удерживающее средство содержит кольцевой фланец, проходящий наружу от внутренней поверхности второго жесткого элемента; зажимное кольцо для крепления второго края гибкого эластомерного элемента к наружной поверхности кольцевого фланца; и множество отстоящих выступов или отверстий в кольцевом буртике.
Предпочтительно узел тормозного привода дополнительно включает в себя средство ограничения его возвратно-поступательного перемещения при снижении давления воздуха.
Предпочтительно узел тормозного привода дополнительно включает в себя средство визуального определения длины хода.
Предпочтительно средство визуального определения длины хода включает в себя линейное измерительное устройство.
Предпочтительно узел тормозного привода дополнительно включает в себя средство направления перемещения гибкого эластомерного элемента, выполненное с возможностью взаимодействия с первым жестким элементом и вторым жестким элементом.
Предпочтительно средство сообщения по текучей среде представляет собой впускное воздушное отверстие.
Согласно второму объекту настоящего изобретения создан узел тормозного привода, содержащий гибкий эластомерный элемент заданной формы и заданной длины, имеющий первый открытый конец и противоположный по оси второй открытый конец; первый по существу вертикально расположенный пластинчатый элемент с первым по существу плоским поверхностным участком для взаимодействия с первым открытым концом гибкого эластомерного элемента; первое удерживающее средство для непосредственного и герметичного крепления первого открытого конца гибкого эластомерного элемента к первому по существу плоскому поверхностному участку первого по существу вертикально расположенного пластинчатого элемента; по существу горизонтально расположенный пластинчатый элемент, присоединенный к первому по существу вертикально расположенному пластинчатому элементу, примыкающий к его нижнему краю и проходящий по существу перпендикулярно первой плоской поверхности первого по существу вертикально расположенного пластинчатого элемента для защиты, по меньшей мере, первого участка наружной поверхности гибкого эластомерного элемента от опасного воздействия посторонних материалов из окружающей рабочей среды узла тормозного привода; средство крепления к рычажной передаче узла тормоза рельсового транспортного средства, присоединенное к радиально противоположной второй поверхности первого по существу вертикально расположенного пластинчатого элемента; второй по существу вертикально расположенный пластинчатый элемент, первый по существу плоский поверхностный участок которого выполнен с возможностью взаимодействия со вторым открытым концом гибкого эластомерного элемента; второе удерживающее средство для непосредственного и герметичного крепления второго открытого конца гибкой эластомерной втулки к первому по существу плоскому поверхностному участку второго по существу вертикально расположенного пластинчатого элемента; направляющее средство, присоединенное по существу перпендикулярно первому наружному краю, по меньшей мере, одного первого плоского поверхностного участка первого или второго по существу вертикально расположенного пластинчатого элемента и примыкающее к нему, для направления и выравнивания возвратно-поступательного перемещения гибкого эластомерного элемента; средство крепления, присоединенное ко второму по существу вертикально расположенному пластинчатому элементу, предназначенное для крепления узла тормозного привода к жесткой конструкции; и расположенное в первом или во втором по существу вертикально расположенном пластинчатом элементе средство открытого сообщения с камерой для текучей среды, образованной герметично закрепленным гибкий эластомерным элементом, сообщающееся по текучей среде с источником текучей среды под давлением, причем при подаче текучей среды под давлением камера раздувается, вызывая продольное перемещение первого элемента от второго элемента, а при извлечении текучей среды под давлением камера сдувается, вызывая продольное перемещение первого элемента ко второму элементу, при этом избирательное надувание и сдувание гибкой эластомерной втулки обеспечивает возвратно-поступательное перемещение тормозного привода, в результате которого происходит перемещение рычажных передач и передающих усилие элементов для приведения в действие и отвода тормозных башмаков.
Хотя выше были подробно описаны несколько задач и преимуществ настоящего изобретения, различные дополнительные задачи и преимущества тормозного цилиндра согласно изобретению станут очевидными из последующего более подробного описания изобретения, в частности, при его изучении совместно с прилагаемыми чертежами и прилагаемой формулой изобретения. На чертежах:
Фиг.1 - вид в перспективе тормозного устройства рельсового транспортного средства, которое включает в себя вариант осуществления универсального тормозного узла согласно изобретению, являющийся предпочтительным в настоящее время;
Фиг.2 - частичный вид в перспективе подвижного тормозного устройства рельсового транспортного средства, иллюстрирующий узел тормозного привода согласно изобретению;
Фиг.3 - вид в перспективе с разнесением деталей узла тормозного привода;
Фиг.4 - частичный вид тормозного привода в сечении по линии 4-4 с Фиг.2, иллюстрирующий герметичное крепление гибкого эластомерного элемента согласно одному из вариантов осуществления изобретения; и
Фиг.5 - частичный вид в сечении тормозного узла, иллюстрирующий герметичное крепление гибкого эластомерного элемента согласно другому варианту осуществления изобретения.
Прежде чем начать подробное описание изобретения, приведем описание подвижной тормозной системы и принципов ее работы, что будет способствовать лучшему пониманию настоящего изобретения. Кроме того, следует отметить, что из соображений ясности аналогичные элементы, выполняющие аналогичные функции, на всех чертежах обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
На Фиг.1 показан предпочтительный в настоящее время вариант осуществления подвижной тормозной системы железнодорожного вагона (не показанного на чертеже), в целом обозначенной ссылочной позицией 10. Тормозная система 10 содержит две по существу одинаковые тормозные балки 2 и 3. Каждая из тормозных балок 2 и 3 включает в себя работающий на сжатие элемент 4, работающий на растяжение элемент 6 и распорку 8. Противоположные концы элемента 4 и элемента 6 могут быть неразъемным образом соединены друг с другом, предпочтительно сваркой, вдоль наружного участка (не показан) у противоположных концов элемента 4 и элемента 6.
По существу по середине, между противоположными концами, работающие на сжатие элементы 4 и работающие на растяжение элементы 6 балок 2 и 3 соответственно разнесены на достаточное расстояние, что позволяет разместить между ними распорку 8. На соответствующих наружных концевых участках тормозных балок 2 и 3 установлены тормозные головки 12.
Пара передающих усилие рычагов 14 и 16 шарнирно присоединена посредством штифтов 18 к распоркам 8 соответствующих тормозных балок 2 и 3. Один конец каждого из соответствующих передающих усилие рычагов 14 и 16 соединен с концом другого рычага посредством передающего усилие элемента 28, который может представлять собой компенсатор износа. Противоположный конец 36 передающего усилие рычага 16 присоединен к узлу тормозного привода, в целом обозначенному ссылочной позицией 40, с помощью соединительного средства 31 через передающий усилие элемент или узел 32 возвратного толкателя.
Узел 40 тормозного привода включает в себя три основных элемента, а именно: гибкий эластомерный элемент 50, первый жесткий элемент 60 и второй жесткий элемент 80. Первый жесткий элемент 60 выполняет функцию толкателя и защитного элемента, а второй жесткий элемент 80 выполняет функцию базового элемента для узла 40 тормозного привода. Каждый из двух жестких элементов 60 и 80 предпочтительно имеет пластинчатую форму.
При приведении в действие тормоза (см. Фиг.1 и 2) давление на гибкий эластомерный элемент 50 узла 40 тормозного привода вызывает перемещение первого элемента 60, соединенного с передающим усилие рычагом 14, вперед, в результате чего передающий усилие рычаг 14 поворачивается против часовой стрелки. Передающий усилие рычаг 14, в свою очередь, приводит в действие компенсатор 28, что влечет за собой поворот передающего усилие рычага 16 против часовой стрелки и приведение в действие узла 32 возвратного толкателя.
Передающие усилие рычаги 14 и 16 вместе с компенсатором 28, узлом 32 возвратного толкателя и узлом 40 тормозного привода образуют исполнительный механизм, взаимно соединяющий тормозные балки 2 и 3 посредством поворотных штифтов 18, в результате чего на поворотные штифты 18 действуют требуемые усилия включения тормоза. Результирующая этих сил обозначена как X. Так как компенсатор 28 при включении тормоза выступает в роли жесткого элемента, важно, чтобы его длина могла увеличиваться с износом и/или с потерей тормозного башмака в течение срока службы таким образом, чтобы перемещение первого элемента 60 позволяло раздвигать тормозные балки 2 и 3 посредством исполнительного механизма до момента сцепления тормозного башмака с поверхностью качения колес транспортного средства.
Для размещения и/или монтажа узла 40 тормозного привода в тормозной системе можно использовать любую известную технологию. Например, можно присоединить узел 40 тормозного привода как к распорке 8 (с одной стороны), так и к работающему на сжатие элементу 4 в промежутке, расположенном между работающим на сжатие элементом 4 и работающим на растяжение элементом 6. В данном конкретном устройстве вес узла 40 тормозного привода и передающих усилие элементов распределяется по тормозным балкам 2 и 3, которые, в свою очередь, опираются на рамные боковины тележки (не показана на чертежах). Средство 31 соединения выполнено для соединения заднего участка монтажного элемента с возвратным толкателем 32.
Как показано на Фиг.3, гибкий эластомерный элемент 50 расположен между первым элементом 60 и вторым элементом 80 и взаимодействует с ними. Гибкий эластомерный элемент 50 имеет заданную форму 52, заданную длину, первый конец 54 с первым отверстием 55 и второй, противоположный по оси, конец 56 со вторым отверстием 57. Предпочтительно, чтобы первое отверстие 55 и второе отверстие 57 были одинаковыми. Предпочтительным материалом для изготовления гибкого элемента 54 является многослойная прорезиненная ткань. Предпочтительной в настоящее время формой 52 гибкого эластомерного элемента 50 является форма сильфона. Как вариант, гибкий эластомерный элемент 50 может иметь форму простой цилиндрической втулки.
Первый элемент 60 включает в себя первый поверхностный участок 62, имеющий по существу плоскую форму и во время работы узла 40 тормозного привода расположенный по существу вертикально.
Первое удерживающее средство, в целом обозначенное позицией 120, обеспечено для непосредственного жесткого и герметичного крепления первого конца 54 гибкого эластомерного элемента 50 к первому поверхностному участку 62 первого элемента 60. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения удерживающее средство 120 включает в себя кольцевой буртик 122, проходящий наружу от внутренней поверхности первого элемента 60, и кольцевой фланец 59, проходящий наружу от первого края 54 гибкого эластомерного элемента 50 и находящийся на расстоянии от него. Кольцевой фланец 59 установлен внутри кольцевого паза 130 и упирается во внутреннюю поверхность первого поверхностного участка 62. Участок 124 кольцевого буртика 122, расположенный вблизи его свободного края, нависает над кольцевым фланцем 59 гибкого эластомерного элемента 50. В кольцевом буртике 122 может быть расположено множество отстоящих друг от друга выступов 126.
Согласно другому варианту осуществления изобретения удерживающее средство 120 включает в себя химическую или механическую связь между первым краем 54 гибкого эластомерного элемента 50 и, по меньшей мере, внутренней поверхностью первого поверхностного участка 62. Эта связь также может быть образована в процессе вулканизации гибкого эластомерного элемента 50.
Второе удерживающее средство, в целом обозначенное позицией 130, обеспечено для непосредственного жесткого и герметичного крепления второго конца 56 гибкого эластомерного элемента 50 к первому поверхностному участку 82 второго жесткого элемента 80. Первый поверхностный участок 82 является по существу плоским и во время работы узла 40 тормозного привода располагается по существу вертикально.
Второе удерживающее средство 130 включает в себя кольцевой буртик 132, проходящий от внутренней поверхности первого поверхностного участка 82 второго элемента 80, и зажимное кольцо 136, которое крепит второй конец 56 гибкого эластомерного элемента 50 к наружной поверхности кольцевого буртика 132. В кольцевом буртике 132 может быть выполнено множество отстоящих друг от друга отверстий 134 или выступов 138.
Специалистам в данной области техники будет очевидно, что первое удерживающее средство 120 и второе удерживающее средство 130 могут быть по существу идентичными. Например, для крепления каждого гибкого эластомерного элемента 50 к соответствующему первому 60 или второму 80 жесткому элементу можно применить зажимное кольцо 136.
Согласно еще одному варианту осуществления изобретения, который наилучшим образом проиллюстрирован на Фиг.5, по меньшей мере, одно из первого 120 и второго 130 удерживающих средств включает в себя кольцевой буртик 140, проходящий от внутренней поверхности, по меньшей мере, одного из первого 60 и второго 80 жестких элементов, и упор 142, выполненный в конце гибкого эластомерного элемента 50. В упоре 142 выполнена периферийная канавка 144, охватывающая кольцевой буртик 140. Связь между кольцевым буртиком 140 и упором 142 образуется в процессе вулканизации гибкого эластомерного элемента 50.
При использовании различных удерживающих средств, описанных выше, первый конец 54 жестко и герметично прикрепляется к первому поверхностному участку 62 первого жесткого элемента 60, а второй конец 56 жестко и герметично прикрепляется ко второму поверхностному участку 82 базового элемента 80, образуя герметичную камеру 58. При установке в тормозную систему 10 первый поверхностный участок 62 и второй поверхностный участок 82 оказываются расположенными параллельно друг другу.
Узел 40 тормозного привода включает в себя средство 41 сообщения для подачи сжатого воздуха в герметичную камеру 58, чтобы при включении тормоза надувать гибкий эластомерный элемент 50, а также для удаления, или отвода, воздуха из герметичной камеры 58, чтобы сдувать гибкий эластомерный элемент 50 при прекращении торможения. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения средство 41 сообщения представляет собой, по меньшей мере, одно впускное воздушное отверстие 41, выполненное во втором жестком элементе 80. В качестве альтернативы, по меньшей мере, одно впускное воздушное отверстие 41 может располагаться в первом жестком элементе 60. Такое избирательное надувание и сдувание гибкого эластомерного элемента 50 обеспечивает возвратно-поступательное перемещение узла 40 тормозного привода, в результате которого происходит перемещение рычажных передач 14 и 16 и передающих усилие элементов 28 и 32 с целью приведения в действие и отвода тормозных балок 2 и 3. Силы, возникающие при надувании герметичной камеры 58, изменяются в зависимости от высоты хода, зависящей от естественных свойств резины. Повышение и понижение давления в узле 40 тормозного привода регулируется внешним контуром управления (не показан на чертеже). Кроме того, эти силы варьируются при приложении постоянного давления к узлу 40 тормозного привода.
Первый жесткий элемент 60 включает в себя, по меньшей мере, один, а предпочтительно пару участков 72 для зацепления с передающим усилие рычагом, проходящих наружу от наружной поверхности первого поверхностного участка 62 и параллельных друг другу. Внутри каждого участка 72 для зацепления с передающим усилие рычагом выполнено отверстие 74 для сцепления с передающим усилие рычагом 14 посредством штифта 19.
Наружная поверхность эластомерного элемента 50 подвергается воздействию окружающей среды, отличающейся присутствием опасных посторонних материалов, таких как камни, мусор и т.п., обычно встречающихся на пути движения рельсового транспортного средства.
Чтобы частично защитить наружную поверхность гибкого эластомерного элемента 50 от опасного воздействия посторонних материалов, первый элемент 60 включает в себя множество вторых поверхностных участков 64, 73 и 76, проходящих наружу от первого поверхностного участка 62. Предпочтительно, чтобы второй поверхностный участок 64 был плоским и располагался по существу горизонтально по отношению к вертикально расположенному первому поверхностному участку 62 для защиты низа гибкого эластомерного элемента 52. Вторые поверхностные участки 73 и 76 примыкают к краям второго поверхностного участка 64, защищая нижние боковые поверхности эластомерного элемента 50.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения вторые поверхностные участки 64, 73 и 76 выполнены как единое целое с первым поверхностным участком 62 посредством гибки, литья или ковки.
Как показано на Фиг.2, второй элемент 80 включает в себя фланец 83, проходящий наружу от задней поверхности первого поверхностного участка 82 и упирающийся в работающий на сжатие элемент 4. Во фланце 83 выполнено, по меньшей мере, одно углубление 98 для крепления второго элемента 80 к работающему на сжатие элементу 4 с помощью резьбового крепежного элемента 85.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения во фланце 83 выполнено два отверстия 98. Кроме того, частично скошенный опорный участок 100, который зацепляется с распоркой 8, имеет язычок 102 и, по меньшей мере, одно монтажное отверстие 104 для прикрепления к распорке 8. Опорный участок 100 предназначен по существу для снижения нагрузки на узел 40 тормозного привода при включении механизма ручного тормоза (не показан на чертеже).
Для компенсации искривления и/или смещения рычага без приложения нагрузок к узлу 40 тормозного привода первый краевой участок 70 и второй краевой участок 78 проходят наружу, от первого поверхностного участка 62, располагаются по существу в одной плоскости с ним и соответственно зацепляются с первым краевым участком 84 и вторым краевым участком 94, выступающими наружу из первого поверхностного участка 82, и в общем случае перпендикулярны ему, направляя возвратно-поступательное движение узла 40 тормозного привода.
Согласно предпочтительному варианту осуществления краевые участки 70, 78, 84 и 94 выполнены как единое целое с соответствующими первыми поверхностными участками 62 и 82 посредством гибки, литья или ковки.
Как показано на Фиг.3, линейный высотомер 92 прикреплен к поверхностному участку 90 второго жесткого элемента 80, позволяя определять силы, возникающие при приложении давления узлом 40 тормозного привода, которые варьируются по отношению к высоте хода в зависимости от свойств гибкого эластомерного элемента 50.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения при разгрузке узла 40 тормозного привода стопорный участок 77 первого жесткого элемента 60 зацепляется с третьим краевым участком 86 второго жесткого элемента 80, препятствуя дальнейшему перемещению узла 40 тормозного привода и, в частности, предотвращая повреждение гибкого эластомерного элемента 50.
Как вариант, стопорный участок 77 может быть включен в состав гибкого эластомерного элемента 50 и расположен внутри него, выполняя при этом функцию, аналогичную функции краевого элемента 86. Кроме того, предпочтительно, чтобы краевой участок 86 был изготовлен гибкой, литьем или ковкой.
Альтернативно, по меньшей мере, один износостойкий элемент 93, изготовленный из заданного материала, такого как пластмасса, прикрепляют к краевому участку 86 по существу для сведения к минимуму повреждений краевой поверхности 77 во время движения рельсового транспортного средства. Кроме того, такие повреждения существенно уменьшаются, когда к краевому участку 86 прилегает поверхностный участок 87, который по существу перпендикулярен краевому участку 86.
Используемые в настоящее время тормозные системы с цилиндрами могут быть модернизированы с помощью узла тормозного привода согласно изобретению путем замены цилиндра узлом тормозного привода, имеющим заданные параметры толкателя (защитного элемента) и монтажного кронштейна, позволяющие взаимодействие с узлами существующей тормозной системы.
Таким образом, настоящее изобретение было описано подробно, ясно, лаконично и точно, чтобы позволить любому специалисту в области техники, к которой принадлежит данное изобретение, изготовить и использовать его. Следует понимать, что различные изменения, модификации, а также замена элементов описанных конкретных вариантов осуществления изобретения эквивалентными элементами, могут производиться специалистами в данной области техники без отступления от сущности и объема изобретения, определяемых прилагаемой формулой изобретения.
1. Тормозной узел рельсового транспортного средства, включающий в себя пару тормозных балок, установленных с каждого конца тормозного узла, при этом к каждому концу каждой тормозной балки прикреплена тормозная головка, на каждой тормозной головке установлен тормозной башмак, каждая тормозная головка размещена с возможностью взаимодействия с соответствующим одним тормозным башмаком соответствующего колеса транспортного средства при включении тормоза, к каждой из тормозных балок с возможностью поворота прикреплена рычажная передача, к противолежащим первым концам каждой из рычажных передач прикреплен первый передающий усилие элемент, а ко второму концу одной из рычажных передач прикреплен второй передающий усилие элемент, продольно проходящий в сторону соответствующего противоположного второго конца противоположной одной из рычажных передач, отличающийся тем, что он содержит узел тормозного привода, присоединяемый ко второму передающему усилие элементу и второй рычажной передаче и расположенный между ними для приведения в действие и отвода тормозных башмаков, причем узел тормозного привода содержит
первый жесткий элемент для присоединения узла тормозного привода ко второй рычажной передаче;
второй жесткий элемент, отстоящий от первого жесткого элемента, для крепления узла тормозного привода к, по меньшей мере, одной из тормозных балок и второму, передающему усилие элементу;
гибкий эластомерный элемент, проходящий между указанными первым и вторым элементами и имеющий наружную периферийную поверхность, по существу подвергающуюся воздействию окружающей среды, характеризующейся присутствием опасных посторонних материалов;
первое удерживающее средство для непосредственного и герметичного прикрепления первого конца гибкой эластомерной втулки к заданному участку первого элемента;
второе удерживающее средство для непосредственного и герметичного прикрепления второго конца гибкой эластомерной втулки к заданному участку второго элемента;
средство открытого сообщения с камерой для текучей среды, расположенное в первом или во втором элементе и сообщающееся по текучей среде с источником текучей среды под давлением, причем при подаче текучей среды под давлением камера раздувается, вызывая продольное перемещение первого элемента от второго элемента, а при отводе текучей среды под давлением камера сдувается, вызывая продольное перемещение первого элемента ко второму элементу, при этом избирательное надувание и сдувание гибкой эластомерной втулки обеспечивает возвратно-поступательное перемещение узла тормозного привода, в результате которого происходит перемещение рычажных передач и передающих усилие элементов для приведения в действие и отвода тормозных башмаков.
2. Тормозной узел по п.1, отличающийся тем, что первый жесткий элемент представляет собой расположенный по существу вертикально пластинчатый элемент, имеющий первый по существу плоский поверхностный участок и дополнительно включающий в себя присоединенное к первому по существу вертикально расположенному пластинчатому элементу средство крепления узла тормозного привода к рычажной передаче.
3. Тормозной узел по п.2, отличающийся тем, что узел тормозного привода включает в себя по существу горизонтально расположенный пластинчатый элемент, присоединенный к первому по существу вертикально расположенному пластинчатому элементу вблизи его нижнего края и проходящий по существу перпендикулярно первой по существу плоской поверхности первого по существу вертикально расположенного пластинчатого элемента, для защиты, по меньшей мере, первого участка наружной поверхности гибкой эластомерной втулки от опасного воздействия посторонних материалов, связанного с окружающей рабочей средой узла тормозного привода.
4. Тормозной узел по п.3, отличающийся тем, что узел тормозного привода дополнительно включает в себя первый пластинчатый элемент, присоединенный к верхней поверхности по существу горизонтально расположенного элемента и к первой плоской поверхности первого по существу вертикально расположенного пластинчатого элемента вблизи его первого бокового края и проходящий по существу перпендикулярно, по меньшей мере, по существу горизонтально расположенному элементу, для защиты, по меньшей мере, второго участка наружной поверхности гибкого эластомерного элемента от опасного воздействия посторонних материалов и для обеспечения дополнительной прочности соединения между первым по существу вертикально расположенным элементом и по существу горизонтально расположенным элементом.
5. Тормозной узел по п.4, отличающийся тем, что узел тормозного привода дополнительно включает в себя второй пластинчатый элемент, присоединенный к верхней поверхности по существу горизонтально расположенного элемента и к первой плоской поверхности по существу вертикально расположенного пластинчатого элемента вблизи его второго бокового края и проходящий по существу перпендикулярно, по меньшей мере, по существу горизонтально расположенному элементу, для защиты, по меньшей мере, третьего участка гибкого эластомерного элемента от опасного воздействия посторонних материалов и для обеспечения дополнительной прочности между первым по существу вертикально расположенным элементом и по существу горизонтально расположенным элементом.
6. Тормозной узел по п.2, отличающийся тем, что средство крепления включает в себя, по меньшей мере, один другой пластинчатый элемент, проходящий наружу от первого по существу вертикального пластинчатого элемента и содержащий сквозное отверстие и стержневой элемент, расположенный в данном отверстии, для крепления, по меньшей мере, одного пластинчатого элемента к рычажной передаче.
7. Тормозной узел по п.1, отличающийся тем, что второй жесткий элемент представляет собой по существу вертикально расположенный пластинчатый элемент с по существу плоским поверхностным участком и включает в себя присоединенное ко второму по существу вертикально расположенному пластинчатому элементу средство крепления тормозного привода к тормозной балке, второму передающему усилие элементу или к ним обоим.
8. Тормозной узел по п.7, отличающийся тем, что средство крепления содержит фланец, проходящий наружу от радиально противолежащего второго по существу плоского поверхностного участка, по меньшей мере, одно сквозное отверстие во фланце и крепежный элемент с резьбовым стержнем, проходящим сквозь указанное, по меньшей мере, одно отверстие.
9. Тормозной узел по п.1, отличающийся тем, что гибкий эластомерный элемент имеет форму втулки или сильфона.
10. Тормозной узел по п.1, отличающийся тем, что первое удерживающее средство содержит кольцевой фланец, проходящий наружу от внутренней поверхности первого жесткого элемента, и зажимное кольцо, с помощью которого первый конец гибкого эластомерного элемента крепится к наружной поверхности кольцевого фланца.
11. Тормозной узел по п.1, отличающийся тем, что первое удерживающее средство содержит кольцевой буртик, проходящий от внутренней поверхности первого жесткого элемента, и кольцевой фланец, проходящий от первого конца гибкого эластомерного элемента и находящийся на расстоянии от него, причем кольцевой фланец расположен внутри кольцевого буртика и упирается во внутреннюю поверхность, а участок кольцевого буртика, расположенный вблизи свободного края, нависает над кольцевым фланцем, закрепляя первый конец гибкого эластомерного элемента.
12. Тормозной узел по п.1, отличающийся тем, что первое удерживающее средство включает в себя химическую или механическую связь, образованную между первым краем гибкого эластомерного элемента и внутренней поверхностью первого жесткого элемента.
13. Тормозной узел по п.1, отличающийся тем, что первое удерживающее средство содержит кольцевой буртик, проходящий наружу от внутренней поверхности первого жесткого элемента, упор, выполненный внутри первого края гибкого эластомерного элемента, периферийную канавку внутри упора, охватывающую кольцевой буртик и связь между кольцевым буртиком и упором первого конца, образованную при вулканизации гибкого эластомерного элемента.
14. Тормозной узел по п.1, отличающийся тем, что первое удерживающее средство содержит кольцевой фланец, проходящий наружу от внутренней поверхности второго жесткого элемента, зажимное кольцо для крепления второго края гибкого эластомерного элемента к наружной поверхности кольцевого фланца и множество отстоящих выступов или отверстий в кольцевом буртике.
15. Тормозной узел по п.1, отличающийся тем, что узел тормозного привода дополнительно включает в себя средство ограничения его возвратно-поступательного перемещения при снижении давления воздуха.
16. Тормозной узел по п.1, отличающийся тем, что узел тормозного привода дополнительно включает в себя средство визуального определения длины хода.
17. Тормозной узел по п.16, отличающийся тем, что средство визуального определения длины хода включает в себя линейное измерительное устройство.
18. Тормозной узел по п.1, отличающийся тем, что узел тормозного привода дополнительно включает в себя средство направления перемещения гибкого эластомерного элемента, выполненное с возможностью взаимодействия с первым жестким элементом и вторым жестким элементом.
19. Тормозной узел по п.1, отличающийся тем, что средство сообщения по текучей среде представляет собой впускное воздушное отверстие.
20. Узел тормозного привода, отличающийся тем, что он содержит
гибкий эластомерный элемент заданной формы и заданной длины, имеющий первый открытый конец и противоположный по оси второй открытый конец;
первый по существу вертикально расположенный пластинчатый элемент с первым по существу плоским поверхностным участком для взаимодействия с первым открытым концом гибкого эластомерного элемента;
первое удерживающее средство для непосредственного и герметичного крепления первого открытого конца гибкого эластомерного элемента к первому по существу плоскому поверхностному участку первого по существу вертикально расположенного пластинчатого элемента;
по существу горизонтально расположенный пластинчатый элемент, присоединенный к первому по существу вертикально расположенному пластинчатому элементу, примыкающий к его нижнему краю и проходящий по существу перпендикулярно первой плоской поверхности первого по существу вертикально расположенного пластинчатого элемента для защиты, по меньшей мере, первого участка наружной поверхности гибкого эластомерного элемента от опасного воздействия посторонних материалов из окружающей рабочей среды узла тормозного привода;
средство крепления к рычажной передаче узла тормоза рельсового транспортного средства, присоединенное к радиально противоположной второй поверхности первого по существу вертикально расположенного пластинчатого элемента;
второй по существу вертикально расположенный пластинчатый элемент, первый по существу плоский поверхностный участок которого выполнен с возможностью взаимодействия со вторым открытым концом гибкого эластомерного элемента;
второе удерживающее средство для непосредственного и герметичного крепления второго открытого конца гибкой эластомерной втулки к первому по существу плоскому поверхностному участку второго по существу вертикально расположенного пластинчатого элемента;
направляющее средство, присоединенное по существу перпендикулярно первому наружному краю, по меньшей мере, одного первого плоского поверхностного участка первого или второго по существу вертикально расположенного пластинчатого элемента и примыкающее к нему, для направления и выравнивания возвратно-поступательного перемещения гибкого эластомерного элемента;
средство крепления, присоединенное ко второму по существу вертикально расположенному пластинчатому элементу, предназначенное для крепления узла тормозного привода к жесткой конструкции; и
расположенное в первом или во втором по существу вертикально расположенном пластинчатом элементе средство открытого сообщения с камерой для текучей среды, образованной герметично закрепленным гибким эластомерным элементом, сообщающееся по текучей среде с источником текучей среды под давлением, причем при подаче текучей среды под давлением камера раздувается, вызывая продольное перемещение первого элемента от второго элемента, а при извлечении текучей среды под давлением камера сдувается, вызывая продольное перемещение первого элемента ко второму элементу, при этом избирательное надувание и сдувание гибкой эластомерной втулки обеспечивает возвратно-поступательное перемещение тормозного привода, в результате которого происходит перемещение рычажных передач и передающих усилие элементов для приведения в действие и отвода тормозных башмаков.
