Тормозной пневмоцилиндр

 

Использование: в пневматических тормозных системах высокоскоростного железнодорожного подвижного состава. Сущность изобретения: Пневмоцилиндр содержит поршень, взаимодействующий со штоком посредством расположенного в корпусе стакана, связанного с деталями автоматического одностороннего регулятора выхода штока, корпус снабжен, по меньшей мере одним сигнализатором, нажимной элемент которого выполнен с возможностью взаимодействия с соответствующим пазом, выполненным в штоке. 2 ил.

Тормозной пневмоцилиндр предназначен для приведения в действие дисковых тормозов и может использоваться в пневматической тормозной системе на высокоскоростном подвижном железнодорожном составе.

Известен тормозной пневмоцилиндр, применяемый на скоростном поезде ЭР-200 (см. Иноземцев В. Г. Тормоза железнодорожного подвижного состава. М. Транспорт, 1979, с. 313).

Пневмоцилиндр предназначен для неподвижной установки и включает в себя следующие основные детали, имеющие отношение к настоящей заявке: стакан, конусные втулки, упорные подшипники, винт (шток), крышку, гайки, пружины, поршень, цилиндр.

Конусные втулки, винт (шток), гайки и пружины образуют устройство автоматического одностороннего регулирования выхода винта (штока) для компенсации износа дискового тормоза.

Недостаток пневмоцилиндра заключается в том, что в его составе отсутствуют элементы, сигнализирующие о нахождении поршня в исходном или выдвинутом состоянии (отпущены или включены тормоза соответственно).

При применении пневмоцилиндра, не обеспечивающего информации о его положении, на высокоскоростном (V 250 350 км/ч) подвижном составе в случае неотпуска по каким-либо причинам одного или нескольких тормозов поезд, обладающий большой мощностью, уходит со станции с неотпущенными тормозами, что приводит к разрушению их в процессе движения.

Другим недостатком является то, что они предназначены для неподвижной установки. Это приводит к отказам привода тормозов из-за возможности заклинивания подвижных деталей пневмоцилиндра.

Известен цилиндр, предназначенный для подвижной установки (см. а.с. СССР N 1.527.052 "Тормозной цилиндр железнодорожного транспортного средства").

Пневмоцилиндр содержит те же основные детали и предназначен для подвижной установки, но не обеспечивает также информации о состоянии пневмоцилиндра и связанных с ним элементов тормоза.

Известно устройство, обеспечивающее сигнализацию о состоянии элементов тормоза (см. патент ГДР N 136484, МКл B 61 H, 17.05.78).

Устройство включает в себя пневмоцилиндр, связанный с клещевым механизмом, один из рычагов которого имеет продолговатый паз, взаимодействующий с осью, расположенной на детали, связывающей оба рычага. На этой же детали размещен механизм, через который рычаг с пазом клещевого механизма воздействует на выключатель конечного положения.

Недостаток этого устройства заключается в том, что для его размещения требуется значительный объем.

Устройство по а. с. 1.527.052 наиболее близко к заявляемому решению, поэтому оно принято за прототип.

Задачей изобретения является предотвращение разрушения дискового тормоза в процессе движения поезда из-за неисправности элементов пневмоцилиндра, привода или системы управления торможением.

Указанная задача решается тем, что корпус пневмоцилиндра снабжен устройствами, сигнализирующими о нахождении поршня в крайних положениях, соответствующих включенному и отпущенному дисковому тормозу, причем нажимные элементы устройств взаимодействуют с соответствующим пазом, выполненным в стакане.

В качестве устройства сигнализации положения может быть использован, например, выключатель ВК-418 поставленный по ТУ 37.003.188-76. Устройство этого выключателя приведено в книге Шестопалов К.Е. Легковые автомобили, М. изд. ДОСААФ СССР, 1982, стр. 122, рис. 63в.

На фиг. 1 изображен тормозной пневмоцилиндр.

Пневмоцилиндр содержит: стакан 1, винт 2, стопорные кольца 3, гайку 4, корпус 5, паз 6, выключатель (сигнализатор отпущенного состояния тормоза) 7, упор 8 с кулачками, гайку 9, гайку 10, муфту 11, крышку 12, цилиндр 13, поршень 14, пружину 15, упорный подшипник 16, пружину 17, конусную втулку 18, паз 19, выключатель (сигнализатор включенного состояния тормоза) 20, подшипник 21, пружину 22, кольцо 23 с пазами, кулачки, 24. Кольцо 23 связано с гайкой 9.

На фиг. 2 обозначено: тормозной диск 25, тормозные башмаки 26, рычаги 27, 28 и перемычка 29, образующие клещевой механизм.

В исходном положении гайка 9 под действием пружины 22 через подшипник 21, поджата к упору 8, который выступами фиксируется в пазах стакана 1 и предотвращает упор 8 и гайку 9 от проворачивания во время перемещения поршня 14. Кулачки упора 8 находятся в пазах 23.

Гайка 4 через запорное кольцо 3, подшипник 16 под действием пружины 17 поджата к конусной втулке 18. Стакан 1 и втулка 18 предотвращены от вращения (детали не показаны, как не существенные для заявляемого решения).

Нажимной элемент (шарик) выключателя 7 (сигнализатор отпущенного состояния тормоза) нажат стаканом 1 и замыкает электрическую цепь.

Нажимной элемент выключателя 20 (сигнализатор включенного состояния тормоза) находится в свободном состоянии в пазу 19 стакана 1. Расстояние между упором 8 и гайкой 10 равно величине зазоров в дисковом тормозе (с учетом передаточного отношения привода).

Пневмоцилиндр связан через посредство отверстий в корпусе 5, ушка винта (штока) 2 и рычагов 27, 28 с башмаками 26 дискового тормоза.

Включение тормозов производится путем подачи сжатого воздуха в цилиндр 13, а выключение выпуском его из цилиндра.

При зазорах между накладками башмаков 26 и диском 25 тормоза в пределах нормы винт 2 жестко связан с поршнем 14.

Поршень 14 со стаканом 1 перемещает гайку 4 с конусной втулкой 18, винт (шток) 2, гайку 9 с кольцом, имеющим пазы 23, а также упор 8 в пределах зазора между упором 8 и гайкой 10. Этот зазор с учетом передаточного отношения соответствует нормальным зазорам между диском 25 и башмаками 26.

При зазорах больше нормы упомянутые выше элементы перемещаются также в пределах зазора между упором 8 и гайкой 10.

При соприкосновении с гайкой 10 перемещение упора 8 прекращается (зазоры в тормозе выбраны). В этом случае паз 19 перемещается вверх и его нижний край нажимает на оконечный элемент выключателя 20. Его контакты замыкаются и появляется сигнал о включенном состоянии тормоза. В результате дальнейшего перемещения поршня 14 (вызванного износом накладок тормоза), стакана 1, гайки 9, кольца 23 с пазом, кулачки 24 упора 8 выходят из пазов кольца 23. Гайка 9 под действием пружины 22, поворачиваясь на подшипнике 21, наворачивается на винт (шток) 2 (опускается вниз).

Наворачивание гайки 9 будет происходить до тех пор, пока не прекратится износ накладок башмаков 26 в процессе торможения).

При этом между гайкой 9 и крышкой 12 образуется зазор, равный величине износа накладок (с учетом передаточного числа привода тормоза).

При выпуске воздуха из цилиндра 13 (отпуске дискового тормоза) поршень 14, стакан 1 под действием пружины 15 перемещается в исходное положение (вниз). В это время нажимной элемент выключателя 20 сходит в паз 19 и, освобождаясь, выключает эл. сигнал о включении тормоза. Со стаканом 1 перемещается муфта 11 с крышкой 12, гайка 4, винт 2, упор 8, гайка 9, кольцо 23 с пазам.

При перемещении упор 8, достигнув нижней стенки в корпусе 5, остановится, а нажимной элемент выключателя 7, поднимаясь из паза 6, включает сигнал об отпуске тормоза.

Вместе с упором 8, останавливается гайка 9, винт 2, а стакан 1, конусная втулка 18 будут продолжать движение, образуя зазор между втулкой 18 и гайкой 4.

Под действием пружины 17 гайка 4 будет наворачиваться (опускаться вниз) на винт 2 до соприкосновения со втулкой 18, образуя фрикционную пару.

Этим заканчивается цикл "торможение-отпуск" с сохранением первоначального зазора между накладками башмаков 26 и диском тормоза.

Формула изобретения

Тормозной пневмоцилиндр, содержащий корпус с подпружиненным поршнем, связанным с полым штоком, взаимодействующим с регулирующим узлом, отличающийся тем, что корпус снабжен по меньшей мере одним сигнализатором, нажимной элемент которого выполнен с возможностью взаимодействия с соответствующим пазом, выполненным в полом штоке.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2