РУЧНОЙ ТОРМОЗ С ДВУХСТОРОННЕЙ КОРОБКОЙ ПЕРЕДАЧ
HAND BRAKE WITH TWO-SIDED GEAR BOX

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение направлено к ручному тормозу для железнодорожного транспортного средства, который включает в себя двухстороннюю коробку передач, которая облегчает работу с любой из боковых сторон вагона - имеющую конструкцию, которая компенсирует эксцентричность приводного вала ручного тормоза при сохранении надлежащего зазора зубчатой передачи.
Уровень техники
Механизмы ручного тормоза для железнодорожного транспортного средства хорошо известны в данной области техники. Обычный механизм ручного тормоза расположен на железнодорожном транспортном средстве и включает в себя вращающийся маховик, установленный на валу, который через зубчатую передачу вращает барабан для цепи. Вращение барабана для цепи наматывает цепь, которая прикреплена к тормозной рычажной передаче железнодорожного вагона. Тормоза применяются, когда маховик вращается в первом направлении. Вращение маховика во втором направлении, противоположном первому направлению, предотвращается с помощью механизма, который входит в зацепление с валом маховика. С помощью отключения механизма тормоза могут быть освобождены.
Существующие конструкции ручного тормоза с двухсторонней коробкой передач связаны с рядом недостатков. Компоненты внутреннего зацепления внутри ручного тормоза должны быть выровнены для обеспечения надлежащего зацепления шестерен и предотвращения заедания шестерен. Как правило, компоненты внутреннего зацепления регулируются в процессе производства для обеспечения надлежащего механизма зацепления шестерен. После первоначальной регулировки, отсутствие возможного способа полевых регулировок для предотвращения разрегулировки компонентов зацепления, часто приводит к отказу ручного тормоза. Некоторые механизмы ручного тормоза имеют наружное кольцо подшипника качения, приваренное к задней стенке ручного тормоза для позиционирования промежуточной вал-шестерни относительно приводного вала ручного тормоза для предотвращения относительного несовпадения осей. Тем не менее, производственные допуски при механической обработке приводного вала могут создать эксцентричный путь зацепления ведущей шестерни. Фиксированное расположение промежуточной вал-шестерни в сочетании с эксцентричным путем шестерни часто приводит к заеданию зубчатой передачи.
Сущность изобретения
Принимая во внимание недостатки существующих механизмов ручного тормоза для железнодорожных транспортных средств, существует необходимость в данной области техники для улучшенного механизма коробки передач ручного тормоза, который выравнивает все компоненты коробки передач в процессе начальной сборки. Существует дополнительная потребность в улучшенном механизме ручного тормоза, который исключает заедание зубчатой передачи, вызванное отклонениями в процессе производства, привариванием наружного кольца подшипника и/или механической обработкой приводного вала.
В соответствии с одним вариантом осуществления, ручной тормоз для железнодорожного вагона может включать в себя корпус ручного тормоза, имеющий один или более компонентов зубчатой передачи в нем и приводной вал, функционально соединенный с одним или более компонентами зубчатой передачи. Промежуточная вал-шестерня может быть функционально соединена с приводным валом через одну или более шестерен. Звено выравнивания вала может быть приспособлено для поддержания относительного зазора между приводным валом и промежуточной вал-шестерней во время вращения приводного вала. Картер коробки передач может быть предусмотрен для содержания, по меньшей мере, участка приводного вала, промежуточной вал-шестерни и звена выравнивания вала. Звено выравнивания вала может быть подвижным относительно картера коробки передач, обусловленное любым эксцентричным движением приводного вала, для поддержания надлежащего зазора между приводным валом и промежуточной вал-шестерней, тем самым устраняя возможность заедания шестерни.
Промежуточная вал-шестерня функционально соединена с приводным валом через одну или более шестерен. Одна или более шестерен могут включать в себя ведущую шестерню, связанную с приводным валом, и шестерню промежуточной вал-шестерни, связанную с промежуточной вал-шестерней. Звено выравнивания вала приспособлено для предотвращения заедания ведущей шестерни и шестерни промежуточной вал-шестерни. Звено выравнивания вала включает в себя первый участок, имеющий первой отверстие, и второй участок, имеющий второе отверстие. Первое отверстие выполнено для приема приводного вала, а второе отверстие выполнено для приема промежуточной вал-шестерни.
Ручной тормоз может также включать в себя вкладыш приводного вала, расположенный внутри первого отверстия звена выравнивания вала, и первый вкладыш вал-шестерни, расположенный внутри второго отверстия звена выравнивания вала. Ручной тормоз может также включать в себя картер коробки передач, связанный с корпусом ручного тормоза. Картер коробки передач выполнен с возможностью содержания в себе, по меньшей мере, звена выравнивания вала и может включать в себя отверстие, выполненное с возможностью приема верхнего участка промежуточной вал-шестерни. Это отверстие может содержать второй вкладыш вал-шестерни в нем. Картер коробки передач может иметь форму и площадь в плане, по существу, соответствующие форме и площади в плане звена выравнивания вала.
Ручной тормоз может включать в себя, по меньшей мере, первый набор ребер, продолжающихся между картером коробки передач и звеном выравнивания вала, для образования зазора между участком картера коробки передач и звеном выравнивания вала. Зазор может быть выполнен с возможностью компенсации эксцентричного вращения приводного вала и движения первого участка звена выравнивания вала относительно картера коробки передач. Ручной тормоз может также включать в себя второй набор ребер, продолжающихся между картером коробки передач и звеном выравнивания вала. Этот второй набор ребер может быть связан со вторым участком звена выравнивания вала и может быть выполнен с возможностью ограничения вращательного движения второго участка звена выравнивания вала относительно картера коробки передач.
В соответствии с другим вариантом осуществления, способ выравнивания компонентов внутреннего зацепления внутри ручного тормоза включает в себя обеспечение корпуса ручного тормоза, имеющего один или более компонентов зубчатой передачи в нем, функционально соединяющих приводной вал с одним или более компонентами зубчатой передачи, функционально соединяющей промежуточную вал-шестерню с приводным валом, и связывающей звено выравнивания вала с приводным валом и промежуточной вал-шестерней. Звено выравнивания вала может быть приспособлено для поддержания относительного зазора между приводным валом и промежуточной вал-шестерней во время вращения приводного вала.
Промежуточная вал-шестерня функционально соединена с приводным валом через одну или более шестерен. Одна или более шестерен могут включать в себя ведущую шестерню, связанную с приводным валом, и шестерню промежуточной вал-шестерни, связанную с промежуточной вал-шестерней. Звено выравнивания вала приспособлено для предотвращения заедания ведущей шестерни и шестерни промежуточной вал-шестерни.
Звено выравнивания вала может включать в себя первый участок, имеющий первое отверстие, и второй участок, имеющий второе отверстие. Первое отверстие может быть выполнено для приема приводного вала, а второе отверстие может быть выполнено для приема промежуточной вал-шестерни. Способ может также включать в себя обеспечение вкладыша приводного вала внутри первого отверстия звена выравнивания вала и первого вкладыша вал-шестерни внутри второго отверстия звена выравнивания вала.
Способ может дополнительно включать в себя связывание картера коробки передач с корпусом ручного тормоза, так что картер коробки передач содержит в себе, по меньшей мере, звено выравнивания вала. Картер коробки передач включает в себя, по меньшей мере, одно отверстие, продолжающееся через участок стенки, которое выполнено для приема верхнего участка промежуточной вал-шестерни.
Способ также может включать в себя обеспечение первого и второго наборов ребер между картером коробки передач и звеном выравнивания вала. Первый набор ребер может образовывать зазор между участком картера коробки передач и участком звена выравнивания вала для компенсации эксцентричного вращения приводного вала и движения первого участка звена выравнивания вала относительно картера коробки передач. Второй набор ребер может продолжаться между картером коробки передач и вторым участком звена выравнивания вала для ограничения вращательного движения второго участка звена выравнивания вала относительно картера коробки передач.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления, система выравнивания для использования с ручным тормозом железнодорожного транспортного средства включает в себя звено выравнивания вала, имеющее первый участок и второй участок. Первый участок имеет первое отверстие, продолжающееся через него, выполненное для приема приводного вала. Второй участок имеет второе отверстие, продолжающееся через него, выполненное для приема промежуточной вал-шестерни, а звено выравнивания вала связано с задней стенкой ручного тормоза. Звено выравнивания вала поддерживает относительный зазор между приводным валом и промежуточной вал-шестерней во время вращения приводного вала внутри ручного тормоза. Система выравнивания может также включать в себя картер коробки передач, связанный с ручным тормозом для содержания в себе, по меньшей мере, звена выравнивания вала. Картер коробки передач может иметь форму и площадь в плане, по существу соответствующие форме и площади в плане звена выравнивания вала. Картер коробки передач может включать в себя по меньшей мере одно отверстие, продолжающееся через участок стенки, которое выполнено для приема верхнего участка промежуточной вал-шестерни.
Система выравнивания также может включать в себя, по меньшей мере, первый набор и второй набор ребер, расположенный между картером коробки передач и звеном выравнивания вала. Первый набор ребер может образовывать зазор между участком картера коробки передач и участком звена выравнивания вала, чтобы позволить звену выравнивания вала "плавать" для компенсации эксцентричного вращения приводного вала и движения первого участка звена выравнивания вала относительно картера коробки передач. Второй набор ребер продолжается между картером коробки передач и вторым участком звена выравнивания вала для ограничения вращательного движения второго участка звена выравнивания вала относительно картера коробки передач.
Эти и другие признаки и характеристики ручного тормоза, имеющего двухстороннюю коробку передач, а также способы работы и функционирования связанных элементов конструкции и комбинации частей, и экономичность производства, станут более очевидными после рассмотрения следующего описания и прилагаемой формулы изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, все из которых образуют часть этого описания, где одинаковые ссылочные позиции обозначают соответствующие части на различных чертежах. Тем не менее, следует четко понимать, однако, что чертежи служат только для целей иллюстрации и описания, и не предназначены в качестве определения ограничений изобретения. Как используется в описании и формуле изобретения, форма единственного числа "а", "an" и "the" включает в себя ссылки на множественное число, если контекст явно не диктует иное.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой вид сбоку собранного ручного тормоза, имеющего двухстороннюю коробку передач в соответствии с одним вариантом осуществления.
Фиг.2 представляет собой покомпонентный вид в перспективе ручного тормоза по Фиг.1.
Фиг.3 представляет собой вид сверху сечения А-А, представленного на Фиг.1.
Описание предпочтительных вариантов осуществления
Для целей описания далее термины "верхний", "нижний", "правый", "левый", "вертикальный", "горизонтальный", "верх", "низ", "боковой", "продольный ", а также их производные, должны относиться к изобретению, как оно ориентировано на чертежах. Тем не менее, следует понимать, что изобретение может предполагать альтернативные варианты и последовательности этапов, если специально не указано иное. Также следует понимать, что конкретные устройства и процессы, показанные на прилагаемых чертежах и описанные в нижеследующем описании, являются просто иллюстративными вариантами осуществления настоящего изобретения. Следовательно, конкретные размеры и другие физические характеристики, относящиеся к вариантам осуществления, раскрытым в данном документе, не должны рассматриваться как ограничивающие.
Как показано на чертежах, на которых одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаковым частям на нескольких их видах, настоящее изобретение, в целом, направлено к стояночному тормозу для железнодорожного вагона, имеющему вал, соосно связанный для контроля зазора между компонентами зубчатой передачи и обеспечения надлежащего механизма зацепления шестерен.
Обратимся первоначально к Фиг.1 и 2, представляющим вариант осуществления ручного тормоза, в целом обозначенного как 10. Ручной тормоз 10, как описано в данном документе, предназначен для подключения к раме железнодорожного транспортного средства или железнодорожного вагона, как будет очевидно для специалистов в области техники железнодорожного транспортного средства. Ручной тормоз 10 приспособлен для использования в железнодорожных вагонах, используемых для перевозки пассажиров и/или грузовых перевозок. Однако такое использование предназначено быть неограничивающим и ручной тормоз 10 имеет применения в железнодорожных транспортных средствах в целом. Ручной тормоз 10 в варианте осуществления, представленном на Фиг.1 и 2, в целом включает в себя корпус 12, который обеспечивает размещение для одного или нескольких компонентов зубчатой передачи, в целом обозначенных как 14.
При дальнейшей ссылке к Фиг.2, покомпонентный вид ручного тормоза представляет приводной вал 16, выступающий из верхней поверхности 18 задней стенки 20 ручного тормоза 10. Приводной вал 16 функционально соединен с компонентами 14 зубчатой передачи внутри корпуса 12 ручного тормоза 10. Приводной вал 16 также функционально связан с ведущей шестерней 22 через шлицевое соединение или аналогичное механическое соединительное средство, для того, чтобы вызвать вращение ведущей шестерни 22 с вращением приводного вала 16. Промежуточная вал-шестерня 24 снабжена шестерней 26 промежуточной вал-шестерни, которая зацепляется с ведущей шестерней 22. Промежуточная вал-шестерня 24 выступает через отверстие 28 в картере 30 коробки передач.
В то время как вращение приводного вала 16 желательно вокруг одной оси, приводной вал 16 может вращаться по эксцентричному пути из-за изменчивости производственного процесса и/или эксплуатационного изнашивания. Такое эксцентричное вращение приводного вала 16 может привести ведущую шестерню 22 к заеданию с шестерней 26 промежуточной вал-шестерни на промежуточном валу-шестерне 24. Звено 32 выравнивания вала предусмотрено для предотвращения относительного движения между ведущей шестерней 22 и шестерней 26 промежуточной вал-шестерни 24. Звено 32 выравнивания вала зацепляет приводной вал 16 и промежуточную вал-шестерню 24 для сохранения постоянного расстояния между приводным валом 16 и промежуточной вал-шестерней 24, которое соответствует зазору делительной окружности ведущей шестерни 22 и шестерни 26 промежуточной вал-шестерни. Звено 32 выравнивания вала включает в себя первый участок 34, имеющий первое отверстие 35, продолжающееся через него, и противоположно расположенный второй участок 36, имеющий второе отверстие 37, продолжающееся через него. Первое отверстие 35 включает в себя вкладыш 40 приводного вала, который выполнен с возможностью зацеплять приводной вал 16. Второе отверстие 37 включает в себя первый вкладыш 42 вал-шестерни, который выполнен с возможностью зацеплять вал-шестерню 24. Центры первого и второго отверстий 35, 37 отделены друг от друга на расстояние, необходимое для надлежащего выравнивания делительных окружностей ведущей шестерни 22 и шестерни 26 промежуточной вал-шестерни. Звено 32 выравнивания вала включает в себя опорные выступы 39, продолжающиеся от участка 44 нижней поверхности, которые обеспечивают зазор для наружного кольца 38 заднего подшипника, смонтированного на задней стенке 20 ручного тормоза 10. Согласно одному варианту осуществления звено 32 выравнивания вала может включать в себя минимум три опорных выступа 39.
Во время начальной сборки ручного тормоза 10 вкладыш 40 приводного вала звена 32 выравнивания вала устанавливается на приводном валу 16 таким образом, что нижняя поверхность участка 44 звена 32 выравнивания вала располагается напротив верхней поверхности 18 задней стенки 20 ручного тормоза 10. Следует понимать, что опорные выступы 39 звена 32 выравнивания вала расположены в непосредственном контакте с задней стенкой 20 ручного тормоза 10. Ведущая шестерня 22 включает в себя выступ 22а, который выровнен и закреплен на приводном валу 16. Промежуточная вал-шестерня 24 выравнена и помещена в первом вкладыше 42 вал-шестерни. Любое эксцентричное движение приводного вала 16 передается на звено 32 выравнивания вала таким образом, что промежуточная вал-шестерня 24 также перемещается. В то время как ведущий вал 16 вращается эксцентрично, относительный зазор между приводным валом 16 и промежуточной вал-шестерней 24 поддерживается с помощью звена 32 выравнивания вала для предотвращения заедания шестерни 22 и шестерни 26 промежуточной вал-шестерни.
При дальнейшей ссылке к Фиг.1 и 2, картер 30 коробки передач установлен на ручном тормозе 10 посредством множества крепежных деталей 50. Картер 30 коробки передач выполнен с возможностью содержания в себе, по меньшей мере, звена 32 выравнивания вала, а также может содержать в себе другие компоненты коробки передач. Картер 30 коробки передач включает в себя второй вкладыш 44 вал-шестерни, который установлен вокруг верхнего участка 24а промежуточной вал-шестерни 24. Картер 30 коробки передач может быть закреплен к верхней поверхности 18 задней стенки 20 ручного тормоза 10 посредством крепежных деталей 50.
Обращаясь к Фиг.3, представлен увеличенный вид сверху сечения А-А по Фиг.1. Звено 32 выравнивания вала закреплено относительно картера 30 коробки передач так, что незначительный зазор 46 существует между ними. Картер 30 коробки передач имеет такую форму, чтобы он имел форму площади в плане, которая по существу соответствует форме и площади в плане звена 32 выравнивания вала. По меньшей мере первый набор ребер 48а предусмотрен, которые продолжаются между картером 30 коробки передач и звеном 32 выравнивания вала, которые образуют зазор 46 между участком картера 30 коробки передач и, по меньшей мере, первым участком 34 звена 32 выравнивания вала. Этот первый набор ребер 48а может также включать в себя ребро, продолжающееся между картером 30 коробки передач и вторым участком 36 звена 32 выравнивания вала. Зазор 46 выполнен с возможностью позволить звену 32 выравнивания вала "плавать" в пределах картера 30 коробки передач и по отношению к задней стенке 20 для того, чтобы компенсировать любое эксцентричное вращение приводного вала 16 и перемещение первого участка 34 звена выравнивания вала относительно картера 30 коробки передач. Второй набор ребер 48b может быть предусмотрен, чтобы продолжаться между картером 30 коробки передач и звеном 32 выравнивания вала. Второй набор ребер 48b может быть парой ребер, которые расположены в линию с первым вкладышем 42 вал-шестерни, как представлено на Фиг.2, и связаны со вторым участком 36 звена 32 выравнивания вала. Второй набор ребер 48b выполнен с возможностью ограничения вращательного движения второго участка 36 звена 32 выравнивания вала относительно картера 30 коробки передач.
Первый и второй набор ребер 48а, 48b может быть предусмотрен на картере 30 коробки передач таким образом, что они продолжаются в направлении звена 32 выравнивания вала. В альтернативном варианте осуществления, первый и второй набор ребер могут быть предусмотрены на звене 32 выравнивания вала таким образом, что они продолжаются в направлении картера 30 коробки передач. В еще одном варианте осуществления, некоторые из ребер 48а, 48b могут быть предусмотрены на картере 30 коробки передач, а остальные ребра 48а, 48b могут быть предусмотрены на звене 32 выравнивания вала.
Использование звена 32 выравнивания вала для сохранения относительного зазора приводного вала 16 и промежуточной вал-шестерни 24 облегчает центрирование компонентов коробки передач во время процесса начальной сборки, тем самым устраняя последующие регулировки. Кроме того, поскольку относительный зазор между компонентами коробки передач не меняется из-за любого эксцентриситета при вращении приводного вала, производственные отклонения в приводном валу 16 не увеличивают вероятность заедания компонента зацепления. Ручной тормоз 10 может быть установлен на железнодорожное транспортное средство так, что он может работать с любой из боковых сторон железнодорожного транспортного средства посредством соответствующих рычажных передач (не показаны).
В соответствии с другим вариантом осуществления, способ выравнивания компонентов внутреннего зацепления внутри ручного тормоза 10 включает в себя обеспечение корпуса 12 ручного тормоза, имеющего один или более компонентов 14 зубчатой передачи в нем. Способ дополнительно включает в себя функциональное соединение приводного вала 16 к одному или нескольким компонентам 14 зубчатой передачи, функциональное соединение промежуточной вал-шестерни 24 с приводным валом 16, и связывание звена 32 выравнивания вала с приводным валом 16 и промежуточной вал-шестерней 24. Звено 32 выравнивания вала приспособлено для поддержания относительного зазора между приводным валом 16 и промежуточной вал-шестерней 24 во время вращения приводного вала 16.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления, система выравнивания для использования с ручным тормозом 10 железнодорожного транспортного средства включает в себя звено 32 выравнивания вала, имеющее первый участок 34 и второй участок 36. Первый участок 34 имеет первое отверстие 35, продолжающееся через него, выполненное для приема приводного вала 16. Второй участок 36 имеет второе отверстие 37, продолжающееся через него, выполненное для приема промежуточной вал-шестерни 24. Звено 32 выравнивания вала связано с задней стенкой 20 ручного тормоза 10. Звено 32 выравнивания вала поддерживает относительный зазор между приводным валом 16 и промежуточной вал-шестерней 24 во время вращения приводного вала 16 внутри ручного тормоза 10. Система выравнивания может также включать в себя картер 30 коробки передач, связанный с задней стенкой 20 ручного тормоза 10 для содержания в себе, по меньшей мере, звена 32 выравнивания вала.
В то время как варианты осуществления ручного тормоза с двухсторонней коробкой передач были представлены в вышеизложенном описании, специалисты в данной области техники могут вносить изменения и модификации в эти варианты осуществления, не отступая от объема и сущности изобретения. Например, следует понимать, что данное описание предполагает, что, по мере возможности, один или более признаков любого из вариантов осуществления могут быть объединены с одним или более признаками любого другого варианта осуществления. Таким образом, вышеизложенное описание предназначено быть иллюстративным, а не ограничивающим. Изобретение, описанное выше, определяется прилагаемой формулой изобретения, и все изменения в изобретении, которые подпадают под содержание и область эквивалентности формулы изобретения, должны быть включены в ее объем.