ТОРМОЗНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХОДОВОЙ ЧАСТИ МОНОРЕЛЬСОВОЙ ПОДВЕСНОЙ ДОРОГИ
BRAKE ASSEMBLY FOR CHASSIS OF TELPHER RAILWAY

Изобретение касается тормозного устройства для ходовой части монорельсовой подвесной дороги в соответствии с признаками п. 1 формулы изобретения.
Монорельсовые подвесные дороги применяются, в частности, под землей. Приводной механизм монорельсовой подвесной дороги включает в себя ходовую часть, имеющую передачу с двумя или четырьмя фрикционными колесами. Фрикционные колеса прижимаются к вертикальной стенке двутаврового рельса, чтобы передавать на рельс приводное усилие. Нагрузка воспринимается посредством опорных роликов, которые движутся по верхней стороне нижней стенки двутаврового рельса. Торможение осуществляется посредством скоб тормозного суппорта, имеющих на своих концах тормозные колодки, которые действуют с противоположных сторон на стенку двутаврового рельса. Эти ходовые части имеются также у чисто грузовых тележек или же у чисто тормозных тележек, то есть у неприводных устройств. В целях безопасности тормозное устройство при перебое в подаче энергии привода тормозит автоматически. Для этого предусмотрена тормозная пружина соответствующей силы. Для отпускания тормоза приводится в действие исполнительный орган, который действует против силы упругости тормозных пружин. Исполнительный орган может представлять собой подъемный цилиндр.
В основе изобретения лежит задача усовершенствовать тормозное устройство для ходовой части монорельсовой подвесной дороги, чтобы при этом тормоз был как можно более компактным и был способен особенно хорошо компенсировать допуски между частями тормозной пары.
Тормозное устройство, обладающее признаками п. 1 формулы изобретения, решает эту задачу. Предпочтительные усовершенствования изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
Предлагаемое изобретением тормозное устройство предусмотрено для ходовой части, в частности для приводного механизма монорельсовой подвесной дороги, и включает в себя тормозные колодки, которые действуют с противоположных сторон на стенку двутаврового рельса.
Тормозное устройство имеет поворотные рычаги. Эти поворотные рычаги предусмотрены для того, чтобы через свои верхние концы передавать тормозное усилие на тормозные колодки. Поэтому они находятся в активной взаимосвязи с тормозными колодками. Между тормозными колодками и поворотным рычагом может быть расположен дополнительный опирающий элемент.
Поворотные рычаги имеют нижние концы, которые находятся в активном контакте с тормозной пружиной. Посредством тормозной пружины усилие передается на поворотные рычаги. Каждый поворотный рычаг имеет поворотную опору, которая находится между двумя концами. Отношение длин плеч рычага между тормозной пружиной и поворотной опорой или, соответственно, между тормозной колодкой и поворотной опорой определяет силу, действующую на тормозные колодки.
Поворотные рычаги соединены друг с другом с помощью средств для соединения с возможностью поворота. Это соединение представляет собой либо непосредственное соединение, либо опосредствованное соединение, то есть соединение осуществляется с включением в конструкцию поперечины в качестве соединительного средства.
При варианте, включающем в себя поперечину, два поворотных рычага не соединены непосредственно друг с другом. Поперечина соединяет друг с другом поворотные рычаги с возможностью поворота. Ось поворота проходит через обе поворотные опоры поворотных рычагов.
При варианте, включающем в себя непосредственное соединение, поперечина отсутствует. Вместо этого поворотные рычаги имеют соединительные кронштейны, которые соединены друг с другом через одну общую поворотную опору.
Изобретение предусматривает гнездо для соединительного средства в раме тормозного устройства. Гнездо для соединительного средства служит для помещения соединительного средства, то есть поперечины или соединительных кронштейнов. Соединительное средство проходит поперек направления движения внутри гнезда для соединительного средства ходовой части. Соединительное средство обладает возможностью смещения поперек направления движения.
У предлагаемого изобретением тормозного устройства поворотные рычаги имеют дополнительную степень свободы благодаря соединительному средству, обладающему возможностью смещения поперек направления движения. Каждая поворотная опора представляет собой не локально зафиксированную точку, а сама может смещаться поперек направления движения. Благодаря этому в стационарном режиме работы на концы соединительного средства во время чистого процесса торможения действуют исключительно усилия растяжения и сжатия. Эти усилия растяжения и сжатия передаются непосредственно от одного конца соединительного средства на другой конец соединительного средства, не нагружая на растяжение или сжатие сам находящийся между ними корпус тормозного устройства. То же самое относится к непосредственному соединению с помощью только одной поворотной опоры. В области корпуса соединительное средство должно быть, разумеется, оперто таким образом, который позволяет вводить тормозные усилия через поворотные рычаги и соединительное средства в затормаживаемую ходовую часть. Поэтому корпус соединительного устройства соединен с корпусом ходовой части и образует с ним предпочтительно один узел. Тормозной узел и ходовая часть могут иметь одну общую раму.
Смещение соединительного средства позволяет также смещать поворотные рычаги, а также тормозную пружину поперек направления движения. Поперек направления движения не обязательно означает, что смещение должно осуществляться абсолютно линейно. В зависимости от конфигурации гнезда для соединительного средства или, соответственно, соединительного средства, боковое смещение может быть также дугообразно изогнутым. Возможно своего рода маятниковое движение соединительного средства вокруг некоторой геометрической оси поворота, которая находится над рельсом. В этом случае соединительное средство, в частности поперечина, предпочтительно дугообразно изогнуто. Благодаря этому поворотные опоры на концах поперечины находятся ближе к верхним концам поворотных рычагов, чем к ближним концам. За счет этого не только увеличивается плечо рычага между поворотной опорой и тормозной пружиной. Кроме того, боковой сдвиг, который, например, получается вследствие различной силы истирания тормозных колодок, непосредственно компенсируется с помощью соединительного средства. Поэтому вся система из тормозных колодок, поворотных рычагов, соединительного средства и тормозной пружины может легко сдвигаться поперек направления движения. Этот сдвиг делает возможным ввод усилий в раму тормозного устройства и, вместе с тем, в ходовую часть с меньшими напряжениями. Более низкие напряжения материала одновременно означают, что может экономиться материал. Поэтому тормозное устройство может быть выполнено более компактным и более легким, и это не приводит к потере тормозного усилия или функциональности. Напротив, плавающая опора соединительного средства, или, соответственно, возможность поперечного смещения всего тормозного устройства способствует возможной наиболее симметричной и вместе с тем равномерной нагрузке всего тормозного устройства, что, в свою очередь, предпочтительным образом сказывается на сроке службы устройства в отношении износа опор и частей тормозных пар.
Поперечина не обязательно является дугообразной, а может также, напр., проходить U-образно, имея среднюю часть и выгнутые относительно средней части концы. Предпочтительно средняя часть является прямой. Концы, в частности, короче, чем средняя часть.
Установка соединительного средства внутри гнезда для соединительного средства осуществляется с некоторым зазором, который обеспечивает возможность поперечного смещения. Предпочтительно гнездо для соединительного средства в поперечном сечении является прямоугольным, что одновременно включает в себя квадратные отверстия. Прямоугольная форма в комбинации с соединительным средством, тоже прямоугольным в поперечном сечении, препятствует слишком сильному опрокидыванию соединительного средства внутри гнезда для соединительного средства вокруг своей продольной оси. Чтобы соединительное средство оставалось ориентированным поперек направления движения, гнездо для соединительного средства должно иметь соответствующую длину для установки соединительного средства. Эту задачу выполняют предпочтительно два расположенных на расстоянии друг от друга опорных щитка. Они образуют, с одной стороны, раму тормозного устройства. Одновременно через эти опорные щитки вводятся усилия в ходовую часть. Поэтому опорные щитки предпочтительно являются составной частью рамы ходовой части, которая дополнена тормозным устройством. В этих опорных щитках предпочтительно оперты опорные ролики ходовой части.
Поэтому изобретение в соответствии с признаками п.п. 11 и 12 формулы изобретения касается не только тормозного устройства, но и ходовой части, имеющей по меньшей мере одно такое тормозное устройство. Тормозное устройство и ходовая часть благодаря общим опорным щиткам конструктивно образуют один жесткий узел.
Предпочтительно тормозная пружина расположена поперек направления движения между нижними концами поворотных рычагов. Это имеет то преимущество, что усилие от тормозных пружин может передаваться непосредственно на поворотные рычаги. Не требуется никакой другой элемент передачи, система рычагов или иное средство изменения направления усилия. Соответственно также тормозной цилиндр может быть расположен поперек направления движения и соединен с поворотными рычагами. В частности, тормозной цилиндр находится внутри тормозной пружины. Тормозной цилиндр с окружающей тормозной пружиной представляет собой чрезвычайно компактный узел, при этом для тормозного цилиндра имеется в распоряжении все внутреннее пространство тормозной пружины, которая предпочтительно представляет собой винтовую пружину сжатия. Тормозной цилиндр представляет собой предпочтительно гидромеханический тормозной цилиндр. Теоретически можно также предусмотреть электромеханические исполнительные органы. Термин «тормозной цилиндр» не ограничен принципом поршня и цилиндра, а должен включать в себя любой вид исполнительных элементов линейного действия. Предпочтительно применяются те гидравлические цилиндры, которые являются особенно подходящими благодаря своей устойчивости к механическим повреждениям и высокой удельной энергии. Винтовая пружина сжатия представляет собой одну из предпочтительных конструктивных форм тормозной пружины. Возможны другие конструктивные формы, такие как, напр., тарельчатые пружины.
Поворотные рычаги в одном из предпочтительных примеров осуществления имеют по две проходящие на расстоянии друг от друга щеки поворотных рычагов. Поперечина может предпочтительно помещаться между щеками поворотных рычагов. Точно так же и опора на концах тормозного цилиндра может помещаться между щеками поворотного рычага. Также опирающий элемент на тормозных колодках может быть таким образом оперт на верхние концы поворотных рычагов. Применение двух проходящих на расстоянии друг от друга щек поворотного рычага придает поворотному рычагу дополнительную устойчивость и позволяет получить, в частности, легкую конструкцию всего тормозного устройства. Щеки поворотного рычага могут быть изготовлены из стального листа.
Поворотный рычаг, который имеет две проходящие на расстоянии друг от друга щеки поворотного рычага, может называться составным поворотным рычагом. Когда поворотные рычаги непосредственно соединены друг с другом с помощью соединительных кронштейнов, то и соединительные средства, следовательно, являются составными и состоят из щек, проходящих на расстоянии друг от друга.
Также поперечина может быть таким же образом выполнена составной. Поэтому она может иметь проходящие параллельно друг другу щеки поперечины, которые также могут называться щитками поперечины. Такая пара щитков поперечины или щек поперечины может быть, в свою очередь, соединена с неразъемным поворотным рычагом. Неразъемный поворотный рычаг в этом случае вставляется между двумя расположенными параллельно друг другу щеками поперечины. Когда поворотный рычаг состоит из двух частей и имеет две проходящие параллельно друг другу щеки поворотного рычага, поперечина может быть, тем не менее, выполнена в виде кованого конструктивного элемента.
Поперечное сечение поперечины может сужаться в направлении концов. Теоретически поперечина может быть также выполнена в виде сварной конструкции. Кованый конструктивный элемент обеспечивает возможность идеальной адаптации к усилиям, воздействию которых подвержена поперечина. Одновременно таким образом поперечина может быть выполнена с оптимизированным весом. Например, в своей средней области поперечина может иметь cужения, так чтобы она была выполнена в поперечном сечении некоторым образом в виде двутавра, имеющего верхний фланец и нижний фланец. Эти два фланца проходят параллельно друг другу и соединены друг с другом средней стенкой. Так как при прямоугольном в поперечном сечении гнезда для соединительного средства опирание на опорные щитки осуществляется через верхние и нижние фланцы, при ожидаемом сценарии нагрузки средняя область поперечины может быть снабжена двухсторонними cужениями, так чтобы получалось, по существу, двутавровое поперечное сечение, имеющее соответствующие опорные проушины для поворотных рычагов на концах поперечины. В целом поперечина предпочтительно дугообразно изогнута. Дуговая форма имеет преимущества в отношении силового потока, затраты материала и в отношении монтажного пространства. Но не обязательно предусмотрена дуговая форма. Поперечина может также, напр., проходить U-образно.
Ниже изобретение поясняется подробнее на примерах осуществления, изображенных на чертежах. Показано:
фиг. 1: изображение в перспективе ходовой части монорельсовой подвесной дороги;
фиг. 2: ходовая часть фиг. 1 на виде сбоку;
фиг. 3: сечение по линии A-A на фиг. 2 при отпущенном тормозе;
фиг. 4: сечение по линии A-A фиг. 2 при включенном тормозе;
фиг. 5: другой вариант осуществления ходовой части на виде сбоку;
фиг. 6: сечение по линии VI-VI на фиг. 5;
фиг. 7: другая конструктивная форма поперечины для тормозного устройства;
фиг. 8: другой вариант осуществления ходовой части на виде сбоку и
фиг. 9: сечение по линии IX-IX фиг. 8.
На фиг. 1 показана ходовая часть 1 в виде приводного механизма монорельсовой подвесной дороги. Ходовая часть 1 получает свою приводную энергию от не изображенного подробно приводного агрегата. Приводной агрегат может представлять собой приводимый в движение электрически или с помощью двигателя внутреннего сгорания гидравлический насос для создания гидравлического давления для привода гидродвигателя. В изображенной ходовой части 1 под двумя приводными колесами 2, 3 не изображенным подробно образом находится гидродвигатель. Приводные колеса 2, 3 посредством прижимного цилиндра 4 сбоку прижимаются к стенке 5 двутаврового рельса 6. Опорные ролики 7 обкатываются по нижнему фланцу 8 рельса 6. Они воспринимают вес ходовой части 1 и транспортируемых грузов и при необходимости людей.
Ходовая часть 1 на фиг. 1 включает в себя, кроме того, тормозное устройство 9, которое работает по принципу ножниц. Тормозное устройство 9 включает в себя тормозные колодки 10, которые с противоположных сторон могут прижиматься к стенке 5 рельса 6. Тем самым может затормаживаться приводной механизм 1. Тормозные колодки 10 через опирающие элементы 11 соединены с поворотными рычагами 12, 13. Эти поворотные рычаги 12, 13 состоят каждый из двух проходящих на расстоянии друг от друга поворотных щек 14, 15. Оба поворотных рычага 12, 13 имеют идентичную конфигурацию. Также щеки 14, 15 этих поворотных рычагов имеют идентичную конструкцию и расположены зеркально-симметрично относительно рельса 6 или, соответственно, относительно направления F движения, проходящего в продольном направлении рельса 6. Поворотные рычаги 12, 13 своими верхними концами 16 через опирающие элементы 11 действуют на тормозные колодки 10 и могут смещать их поперек направления F движения. Нижние концы 17 соединены с тормозной пружиной 18. Тормозная пружина 18 в этом примере осуществления представляет собой винтовую пружину сжатия. Она проходит поперек направления F движения. Между верхними концами 16 и нижними концами 17 над тормозной пружиной 18 параллельно на расстоянии друг от друга и в продольном направлении ходовой части 1, то есть в направлении F движения, находятся опорные щитки 19, 20. Эти опорные щитки 19, 20 образуют, некоторым образом, раму 23 ходовой части 1. Через связующие площадки 21, 22 на переднем или, соответственно, нижнем конце ходовой части 1 они могут связываться с другими компонентами. На связующей площадке 21 может быть, например, расположена тяговая серьга.
Фиг. 2 поясняет, как тормозное устройство 9 компактно интегрировано в ходовую часть. Особенность заключается в том, что все тормозное устройство 9 оперто плавающим образом относительно рамы 23, образованной опорными щитками 19, 20. Это можно видеть на фиг. 3 и 4.
На фиг. 3 показано, что оба опорных щитка 19, 20 пронизаны дугообразно изогнутой поперечиной 24. Поперечина 24 представляет собой один из вариантов осуществления средства для соединения двух поворотных рычагов 12, 13 с возможностью поворота. Поворотные опоры 26 находятся на концах дугообразно изогнутой поперечины 24. Поворотные опоры 26 расположены рядом с верхними концами 16 поворотного рычага 12, 13 и вместе с тем рядом с опирающим элементом 11, снабженным тормозными колодками 10.
Сама поперечина 24 не соединена жестко с опорными щитками 19, 20. Более того, поперечина 24 поперек направления F движения проходит сквозь гнездо 27 для соединительного средства, имеющее, по существу, прямоугольное поперечное сечение. Гнездо 27 для соединительного средства образовано двумя соосными отверстиями в раме 23 или, соответственно, двух опорных щитках 19, 20. Это обеспечивает возможность смещения поперечины 24, то есть средства для соединения с возможностью поворота, и вместе с тем всего тормозного устройства 9 в поперечном направлении к направлению F движения. Поперечное направление к направлению F движения в контексте этого изобретения представляет собой нормаль к поверхности стенки 5 рельса 6.
Поперек направления F движения проходит не только тормозная пружина 18, но и тормозной цилиндр 28. На фиг. 4 показано, что поршневой шток 29 тормозного цилиндра 28 обладает возможностью выдвижения. Выдвинутое состояние означает, что тормозной цилиндр 28 разгружен. Сила упругости тормозной пружины 18 давит на два нижних конца 17 поворотных рычагов 12, 13 в противоположных направлениях наружу. Вследствие опирания в области поворотных опор 26 верхние концы 16 поворотных рычагов 12, 13 движутся друг к другу, и тормозные колодки 10 прижимаются к рельсу 6. При нагрузке давлением поршневой шток 29 снова втягивается, и тормоз вследствие этого отпускается.
На изображениях сечений фиг. 3 и 4 можно видеть, что тормозная пружина 18 опирается не непосредственно на нижние концы 17 поворотных рычагов 12, 13, а на предусмотренные для этого тарелки 30, 31 пружины, которые предусмотрены с одной стороны на выдвижном конце поршневого штока 29, а с другой стороны в области дна тормозного цилиндра 28. Одновременно тарелка 30, 31 пружины на выдвигающемся конце поршневого штока 29 имеет опорную проушину 32 для соединения с нижним концом 17 левого в плоскости рисунка поворотного рычага, таким же образом также правая в плоскости рисунка тарелка 31 пружины на дне тормозного цилиндра 28 имеет выполненную на ней опорную проушину 33 для соединения с поворотным рычагом 12, 13. Тормозной цилиндр 28, имеющий тормозную пружину 18, может легко заменяться как компактный конструктивный узел. Система является чрезвычайно компактной и экономящей конструктивное пространство. Кроме того, чувствительные компоненты, такие как поршневые штоки 29, будучи защищены от механических воздействий, расположены внутри тормозной пружины 18. Плавающая опора поперечины 24 и возможность ее смещения поперек направления движения уменьшают нагрузку поперечины 24 моментом и ввод момента в раму 12, 13 ходовой части 1.
Последующие фигуры касаются других примеров осуществления, при этом для, по существу, идентичных компонентов сохраняются уже введенные ссылочные обозначения.
На фиг. 5 и 6 показан другой вариант осуществления ходовой части 1, которая в отношении исполнения тормозного устройства 9 отличается от примера осуществления фиг. 1-4 тем, что поворотные рычаги 12, 13 имеют неразъемную конфигурацию. Речь идет о плоских щитках. Поворотные рычаги 12, 13, в свою очередь, взаимодействуют со средством для соединения с возможностью поворота поворотных рычагов 12, 13 в виде поперечины 24. Впрочем, в этом случае поперечина 24 является составной. Она имеет две проходящие параллельно друг другу щеки 35, 36 поперечины, которые могут также называться щитками поперечины. Поперечина 24 в этом случае не является кованой деталью.
Все другие функции изображенных ходовых частей 1 идентичны пояснению фиг. 1-4. Ссылаемся на описание фиг. 1-4.
На фиг. 7 показан другой вариант осуществления поперечины 24, при этом поперечина 24 является не дугообразной, а по существу U-образной. Ее концы 25 в плоскости рисунка отогнуты под углом относительно прямой средней части 34. Отогнутые под углом концы 25 короче средней части 34 и имеют поворотные опоры 26. Поперечина 24 может представлять собой кованую деталь или листовую деталь, то есть быть выполнена неразъемной или же составной.
На фиг. 8 и 9 показан другой пример осуществления ходовой части 1. Этот пример осуществления отличается в отношении исполнения тормозного устройства 9 от изложенных выше примеров осуществления тем, что в качестве средства для соединения с возможностью поворота не применяется поперечина 24. Поворотные рычаги 12, 13 соединены непосредственно друг с другом. Для этого поворотные рычаги 12, 13 в своей средней области имеют по соединительному кронштейну 37, 38. Соединительные кронштейны 37 соединены друг с другом через одну общую поворотную опору 26 с возможностью движения поворота. Поворотная опора 26 находится в этом примере осуществления в центре между двумя поворотными рычагами 12, 13, то есть под не изображенным подробно рельсом и между опорными щитками 19, 20 рамы 23 ходовой части 1. Соединительные кронштейны 37, 38 являются прямыми. Они заменяют поперечину в примерах осуществления фиг. 1-7.
В этом варианте требуется на одну поворотную опору 26 меньше, чем в варианте осуществления, включающем в себя поперечину 24. Другим отличием является, что поворотный рычаг 12 имеет две щеки 14, 15 поворотного рычага, которые точно так же, как и в примере осуществления фиг. 1-4, проходят параллельно друг другу, в то время как противоположный поворотный рычаг 13 выполнен неразъемным. Он представляет собой плоскостный элемент, который может называться щитком поворотного рычага и который помещается между щеками 14, 15 другого поворотного рычага 12. При этом количество поворотных рычагов 12, 13, включая средства для соединения с возможностью поворота, уменьшено до трех, в отличие от опосредствованного соединения с применением поперечины 24, при котором в соответствии с предыдущим примером осуществления по меньшей мере четыре конструктивных элемента соединены друг с другом посредством двух поворотных опор.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Ходовая часть
2 Приводное колесо
3 Приводное колесо
4 Прижимной цилиндр
5 Стенка
6 Рельс
7 Опорный ролик
8 Фланец
9 Тормозное устройство
10 Тормозная колодка
11 Опирающий элемент
12 Поворотный рычаг
13 Поворотный рычаг
14 Поворотная щека
15 Поворотная щека
16 Верхний конец поз.12, 13
17 Нижний конец поз.12, 13
18 Тормозная пружина
19 Опорный щиток
20 Опорный щиток
21 Связующая пластина
22 Связующая пластина
23 Рама
24 Поперечина
25 Конец поз. 24
26 Поворотная опора
27 Гнездо для соединительного средства
28 Тормозной цилиндр
29 Поршневой шток
30 Тарелка пружины
31 Тарелка пружины
32 Опорная проушина
33 Опорная проушина
34 Средняя часть
35 Щека поперечины
36 Щека поперечины
37 Соединительный кронштейн
38 Соединительный кронштейн
F Направление движения