ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА
RAILWAY BRAKE SHOE

Область техники, к которой относится изобретение
Данная заявка относится к композиционным железнодорожным колодкам.
Уровень техники
Железнодорожные вагоны опираются и направляются стальными колесами. Поверхности катания на наружной окружности колес катятся по стальным рельсам. Тормоза железнодорожных вагонов представляют собой тормозные колодки, входящие во фрикционное зацепление с поверхностями катания колес. Тормозные колодки удерживаются тормозными головками, которые в свою очередь с возможностью перемещения удерживаются тормозной рычажной передачей, состоящей из системы рычагов и пневматического цилиндра. Тормозные колодки выполняют из различных материалов, выбираемых исходя из их фрикционных характеристик и по воздействию на срок службы поверхностей катания колес. Многие тормозные колодки являются композитами, состоящими из материалов, имеющих разные характеристики. В типичных композиционных тормозных колодках материалы с разными фрикционными характеристиками упираются в поверхность катания колес во время торможения. Для этого вставки из другого материала можно ввести во фрикционную поверхность колодки, выполненную из основного материала тормозной колодки.
Стандартные тормозные колодки в Северной Америке производят с металлическими опорными пластинами, на которых расположен фрикционный материал, и которые предназначены для прикрепления и фиксирования тормозных колодок на тормозных головках. Один из типов железнодорожных тормозных колодок также содержит металлическую вставку, прочно прикрепленную сваркой к металлической опорной пластине перед формированием тормозной накладки на опорной пластине, например, формованием. См. патент США № 6,241,058, озаглавленной «Тормозная колодка с вставкой, приклеенной к опорной пластине». Фрикционный материал тормозной колодки часто содержит смесь абразивных материалов, органических и неорганических наполнителей и смол. Металлическая вставка может быть подобрана для обеспечения благоприятного воздействия на поверхность качения колеса.
В некоторых странах тормозные колодки производят без металлических опорных пластин, и они обычно имеют скелетный проволочный каркас. В результате трудно или невозможно, обеспечить выгодные характеристики металлической вставки вследствие отсутствия соответствующих средств для опоры и удержания металлической вставки.
Сущность изобретения
Преимущество изобретения заключается в создании металлической вставки, специально выполненной для использования в тормозных колодках без металлических опорных пластин, включающих в себя металлическую вставку. Дополнительное преимущество изобретения заключается в создании металлических вставок, которые можно использовать с тормозными колодками с проволочными рамочными опорами и без них.
Тормозные колодки имеют фрикционную поверхность, которая во время торможения упирается в выпуклую поверхность катания колеса железнодорожного транспортного средства. Поверхностью катания колеса является поверхность вращения, которая может быть выпукло-конической поверхностью, или сочетанием выпукло-конической и цилиндрической поверхностей или других поверхностей вращения. Поверхность тормозной колодки имеет вогнутую поверхность вращения, которая соответствует части выпуклой поверхности колеса. Эти поверхности вращения образуются образующей (не обязательно прямой линией), вращаемой вокруг оси, образованной осью колеса. Таким образом, фрикционная поверхность тормозной колодки имеет, по существу, осевую и круговую протяженность, а тормозная колодка имеет радиальную толщину, проходящую от фрикционной поверхности. Признаки металлических вставок и тормозных колодок согласно вариантам осуществления изобретения излагаются в отношении по существу осевого, кругового и радиального направлений.
Вкратце, согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения предложена тормозная колодка без металлической опорной пластины. Тормозная колодка образована фрикционной поверхностью для упора в поверхность катания колеса и противоположной тыльной поверхностью для размещения в контакте с тормозной головкой и прикрепления к ней. Тормозная колодка содержит металлическую вставку, имеющую две разнесенные части, имеющие поверхности, лежащие в фрикционной поверхности тормозной колодки. Эти разнесенные части проходят в радиальном направлении от фрикционной поверхности и к тыльной поверхности тормозной колодки. Соединительная часть проходит между разнесенными частями, и имеет поверхность, смежную с тыльной поверхностью тормозной колодки. Два, по существу, параллельных и проходящих радиально выступа выполнены за одно целое с соединительной частью. Параллельные выступы проходят за тыльную поверхность тормозной колодки, образуя шпоночный паз. Когда тормозная колодка установлена на тормозной головке, шпоночный паз проходит через отверстие, выполненное в тормозной головке. Шпоночный паз обеспечивает структуру для прикрепления тормозной колодки к тормозной головке. Металлическая вставка, при помощи формования, заделана в фрикционный материал.
Согласно другому варианту осуществления предусмотрен мостик между радиальными концами параллельных выступов вставки для получения закрытого шпоночного паза. Согласно еще одному варианту осуществления разнесенные части, и соединительная часть имеют сквозные отверстия для прохождения фрикционного материала. Поэтому фрикционный материал не прерывается полностью вставкой, установленной между обоими круговыми (продольными) концами тормозной колодки, тем самым удерживая концы вместе.
Согласно еще одному варианту осуществления тормозная колодка имеет проволочный каркас, который взаимодействует с металлической вставкой, создавая дополнительное сопротивление сгибу и растрескиванию. Проволочный каркас имеет конфигурацию, в которой металлическая вставка помещена внутри центральных частей проволочного каркаса. Проволочный каркас имеет две консольные части, каждая из которых проходит по окружности (в боковом направлении) от металлической вставки. Проволочный каркас имеет две короткие параллельные секции, устанавливаемые вдоль радиальных выступов. Короткие параллельные секции соединены с консольными секциями на противоположной стороне радиальных выступов. Выполнение проволочного каркаса показано на фиг. 13 находящейся на рассмотрении заявки № PCT/US2007/069854, содержание которой включено здесь посредством ссылки. Дугообразные секции на противоположных концах металлической вставки соединяют короткие секции и консольные секции. На дугообразных секциях установлены пересекающиеся консольные секции, которые сварены вместе в местах пересечения. Короткие секции и дугообразные секции образуют гнездо для металлической вставки. Металлическая вставка и проволочный каркас заделаны, методом формования, в фрикционном материале. Согласно одному из вариантов осуществления проволочный каркас можно приварить к металлической вставке.
Согласно еще одному варианту осуществления предложена металлическая вставка для тормозной колодки. Тормозная колодка образована фрикционной поверхностью для упора в поверхность катания колеса и противоположной тыльной поверхностью для размещения в контакте с тормозной головкой и прикрепления к ней. Металлическая вставка содержит две разнесенные части, имеющие фрикционные поверхности, имеющие в фрикционной поверхности тормозной колодки. Эти две разнесенные части проходят в радиальном направлении от фрикционной поверхности.
Соединительная часть проходит между двумя разнесенными частями и имеет тыльную поверхность, смежную с фрикционной поверхностью тормозной колодки. Два, по существу, параллельных, проходящих в радиальном направлении выступа выполнены за одно целое с соединительной частью. Параллельные выступы проходят за тыльную поверхность тормозной колодки, образуя шпоночный паз.
Краткое описание чертежей
Другие признаки, цели и преимущества изобретения станут очевидными из приведенного ниже описания предпочтительных вариантов осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе варианта выполнения вставки тормозной колодки согласно изобретению;
Фиг. 2, 3 и 4 представляют собой горизонтальный, вертикальный и боковой виды, соответственно, вставки, показанной на фиг. 1;
Фиг. 5, 6 и 7 представляют собой горизонтальный, вертикальный и нижний виды одного варианта выполнения тормозной колодки с металлической вставкой согласно изобретению;
Фиг. 8 представляет собой сечение, выполненное по линии А-А, показанной на фиг. 6; и
Фиг. 9 представляет собой фрагмент сечения металлической вставки.
Описание предпочтительных вариантов осуществления
Со ссылками на фиг. 1-4 показана вставка для тормозной колодки, без металлической опорной пластины. Тормозная колодка образована фрикционной поверхностью для упора в поверхность катания колеса и противоположной тыльной поверхностью для размещения в контакте с тормозной головкой и прикрепленной к ней. Металлическая вставка 9 содержит две разнесенные части 10, 11, имеющие фрикционные поверхности 12, лежащие в фрикционной поверхности тормозной колодки. Две разнесенные части 10, 11 проходят от фрикционной поверхности 12.
Соединительная часть 13 проходит между двумя разнесенными частями. Соединительная часть имеет тыльную поверхность 14, расположенную смежно с тыльной поверхностью тормозной колодки и обеспечивающую собой опору для тормозной головки. Два, по существу, параллельных, расположенных радиально выступа 15, 16 выполнены за одно целое с соединительной частью 13. Параллельные выступы 15, 16 проходят за тыльную поверхность тормозной колодки, образуя шпоночный паз 17.
Со ссылкой на фиг. 5-9 показана тормозная колодка с заделанной металлической вставкой. Тормозная колодка 40 имеет фрикционную поверхность 41 и тыльную поверхность 42. Тыльная поверхность показана цилиндрической, а фрикционная поверхность - конической. На тыльной поверхности расположены упоры 43 и 44, которые имеют соответствующий размер и входят в отверстия, выполненные в поверхности тормозной головки (не показано). Тыльная поверхность также имеет выступ 45, имеющий скобу, которая проходит через отверстие в поверхности тормозной головки и которая выполнена с возможностью ее захвата для удержания тормозной колодки на тормозной головке.
Тормозные колодки согласно изобретению обычно выполнены формованием фрикционного материала вокруг вставки, и необязательно проволочного каркаса временно удерживаемого в требуемом положении в пресс-форме. Согласно одному из вариантов осуществления фрикционный материал можно ввести в пресс-форму на одном или на нескольких этапах. Поэтому состав фрикционного материала может изменяться от тыльной стороны к фрикционной поверхности. Материал на тыльной стороне может быть разработан для получения жесткости или прочности и жесткости, тогда как изнашиваемый материал фрикционной поверхности может быть другим материалом, подобранным для получения необходимых его фрикционных характеристик и характеристик износа. Армирующая сетка может быть заделана вблизи тыльной поверхности тормозной колодки. После формования фрикционную поверхность можно подвергнуть механической обработке для обеспечения надлежащего контакта металлической вставки, а также фрикционного материала.
Описанные здесь варианты осуществления тормозной колодки с металлическими вставками характеризуются стойкостью к образованию трещин, несмотря на то, что металлические вставки не установлены на опорной пластине. Устранение опорной пластины и операции сварки упрощает изготовление тормозной колодки без потери преимуществ металлических вставок.
Выше изобретение изложено в требуемой степени подробности и согласно требованиям патентного законодательства и патентные притязания излагаются в приведенной ниже формуле изобретения.