РУЧНОЕ ТОРМОЗНОЕ УСТРОЙСТВО РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С УСТАНОВЛЕННЫМ ВНУТРИ ШТУРВАЛА ЭЛЕМЕНТОМ ИНДИКАЦИИ
RAILWAY VEHICLE MANUAL BRAKING DEVICE WITH INDICATOR BUILT IN HANDWHEEL

Изобретение относится к ручному тормозному устройству рельсового транспортного средства, содержащему, по меньшей мере, поворачивающийся по отношению к корпусу подшипника штурвал для затягивания и отпускания ручного тормоза, а также, по меньшей мере, оптический элемент индикации, предназначенный исключительно для индикации отпущенного или затянутого положения ручного тормоза, но не для передачи или производства затягивающего или освобождающего усилия, в соответствии с п.1 ограничительной части формулы изобретения.
В DIN 5557 стандартизированы штурвалы, применяемые для приведения в действие ручных тормозов, служащих в качестве стояночных тормозов рельсовых транспортных средств. Во многих случаях, например, при использовании этих штурвалов в товарных вагонах, отсутствует электроэнергия, необходимая для передачи на большое расстояние сигналов о положениях "Ручной тормоз включен", в частности, "Ручной тормоз отпущен". В конструктивном исполнении согласно DIN 5557 описан штурвал со складывающейся ручкой. Обычно для включения ручного тормоза ручку откидывают. При повороте штурвала приводится во вращение жестко соединенный с ним шпиндель, воздействующий на тормозную тягу и активирующий стояночный тормоз. После затягивания ручного тормоза ручка должна оставаться в откинутом положении. Откинутая ручка сигнализирует железнодорожному персоналу о включенном ручном тормозе этого вагона. Перед отправлением поезда ручной тормоз следует отпустить, в завершение ручка складывается. Недостаток такой компоновки заключается в ее подверженности ошибкам. В случае повторного складывания ручки обслуживающим персоналом по недосмотру, после затягивания ручного тормоза, существует опасность отправления поезда с включенным ручным тормозом, что может привести к его перегреву, а в результате нанести большой ущерб.
В другом конструктивном исполнении штурвала согласно DIN 5557 описан штурвал, состоящий из кругообразного обруча, связанного с втулкой тремя радиальными спицами. Если не предусмотрена никакая другая индикация, то включенный тормоз можно определить с большим трудом, например, в ходе проверки на звук, в ходе которой должностное лицо железной дороги простукивает молотком с длинной рукояткой тормозные колодки и в зависимости от звука решает: отпущен тормоз или затянут.
Другая известная возможность сигнализировать о положении ручного тормоза заключается в том, что приводимый в действие посредством штурвала рычаг тормоза приводит в движение тяговый трос, вследствие чего он входит и выходит относительно расположенного сбоку штурвала сверления в раме основания поворотной тележки. В таком случае выдвинутый, в частности, утопленный конец троса дает сигнал о положении ручного тормоза. Недостаток этого решения заключается в том, что относительно тонкий трос трудно разглядеть на значительном расстоянии.
В российских товарных вагонах обычные ручные тормоза имеют на валу штурвала червячное устройство, входящее в зацепление с зубчатым элементом, соединенным с тягой, приводящей в действие тормозную тягу. Вал штурвала поворачивается вокруг оси рядом с червяком. При повороте вала вокруг оси червяк выходит из зубчатого сцепления с зубчатым элементом. В результате ручной тормоз отпускается под действием возвратной пружины тяги. Положения поворота вала штурвала стопорятся. Такая компоновка имеет, с одной стороны, то преимущество, что положение штурвала можно видеть относительно хорошо. С другой стороны, разъединение с зубчатым сцеплением при повороте штурвала экономит на вращении штурвала для отпускания тормоза. Недостатком, однако, является возможность приведения в действие ручного тормоза только одним штурвалом. Вследствие этого ручной тормоз обслуживается только с одной стороны вагона. С другой стороны вагона, в частности, товарного поезда штурвал не виден, а следовательно, также нельзя определить: включен ручной тормоз или отпущен.
Известны ручные тормозные устройства Великобритании, в которых посредством тяги ручного тормоза перемещаются в противоположные стороны два разноцветных движка. По положению движков хорошо определяется состояние ручного тормоза. Также известны соединенные через реверсивное устройство два штурвала, каждый из которых размещен на соответствующей стороне вагона. Недостатком такого решения является необходимость наличия сбоку штурвала дополнительного конструктивного пространства для движка, которое во многих случаях отсутствует.
Кроме таких индикаторных устройств, предусмотренных исключительно для индикации отпущенного или затянутого положения ручного тормоза, но не для передачи или производства усилий на включение или выключение тормоза, также можно определять состояние отпущенного, в частности, затянутого ручного тормоза, по положению элементов, находящихся под действием сил механизма натяжения. В этом случае известен пример из публикации US 1826636, в котором по положению тормозной тяги можно сделать вывод о состоянии ручного тормоза. Во всяком случае, для этого необходим определенный опыт обслуживающего персонала. Кроме того, расчет, ориентированный на функционирование передающих усилие, в частности, производящих усилие элементов, часто не дает четкой информационной картины.
Задача изобретения состоит в усовершенствовании ручного тормозного устройства названного типа, чтобы состояние ручного тормоза в данный момент четко определялось эффективным, простым, требующим меньших затрат и экономящим конструктивное пространство способом.
Эта задача решается признаками, изложенными в п.1 формулы изобретения.
В основе изобретения лежит то, что элемент индикации располагается внутри воображаемой имеющей диаметр штурвала цилиндрической плоскости. Это экономит конструктивное пространство, часто отсутствующее рядом со штурвалом или требующееся для других конструктивных элементов и узлов.
Указанные в зависимых пунктах изобретения мероприятия позволяют выполнять предпочтительные варианты усовершенствования и модернизаций признаков, изложенных в п.1 формулы изобретения.
Представленное ручное тормозное устройство содержит особенно предпочтительно образующий конструктивный элемент узел штурвала, имеющий, по меньшей мере, корпус подшипника, штурвал, элемент индикации, а также связь между штурвалом и элементом индикации. Поскольку в данном случае элемент индикации уже не приводится в действие в соответствии с уровнем техники от тяги ручного тормоза, передающей произведенное штурвалом вращательное движение механизму ручного тормоза, а непосредственно от штурвала, то этот узел штурвала не зависит от конструктивного исполнения используемой в каждом случае тяги ручного тормоза, а следовательно, его можно применять в качестве унифицированного узла.
Элемент индикации предпочтительно расположен, по существу, на плоскости штурвала и образован соосно установленным в корпусе подшипника поворачивающимся относительно штурвала диском, по меньшей мере, с двумя внешне отличающимися участками поверхности, совмещаемыми с окнами в штурвале в зависимости от положения поворота диска относительно штурвала. Тогда обозначенный красным цветом и видимый в окне участок поверхности может указывать, например, на затянутый ручной тормоз, а видимый в проеме зеленый участок поверхности - на отпущенный ручной тормоз. Для страдающего дальтонизмом обслуживающего персонала на одном из участков поверхности могут быть нанесены, например, черные точки.
Для осуществления соединения между штурвалом и диском возможны многочисленные варианты. Предпочтительно соединение между штурвалом и диском осуществляется:
a) вращающейся вместе со штурвалом втулкой, имеющей, по меньшей мере, проходящий в направлении оси прямой паз;
b) вращающейся вместе с диском охватывающей втулкой и вращающейся относительно нее гильзой, по меньшей мере, с одним пазом, выполненным, по меньшей мере, на некоторых участках спиралевидно относительно осевого направления;
c) закручивающимся относительно корпуса подшипника, охватывающим гильзу и втулку кольцом, по меньшей мере, с одним, проходящим радиально вовнутрь штифтом, проходящим насквозь через спиралевидный паз гильзы и прямой паз втулки, причем
d) втулка, гильза и кольцо расположены по отношению друг к другу соосно и установлены в корпусе подшипника с возможностью относительного поворота относительно друг друга.
При приведении в действие штурвала в направлении затягивания ручного тормоза перемещающийся в осевом направлении в прямом пазу паза штурвала и, однако, за счет этого жестко фиксированный с втулкой штифт вращает кольцо, вследствие чего оно завинчивается в осевом направлении относительно корпуса подшипника. В таком случае осевое движение штифта, одновременно ведомого в спиралевидном пазу гильзы элемента индикации, обеспечивает поворотное движение элемента индикации относительно штурвала. При соответствующем согласовании шага резьбы корпуса подшипника и кольца и шага спиралевидного паза можно отрегулировать поворот элемента индикации, соответствующий желаемому количеству движений штурвала, необходимых для приведения ручного тормоза из отпущенного положения в затянутое, и наоборот.
В случае если выполненный в виде спирали средний участок паза гильзы займет промежуточное положение в конце прямого участка относительно осевого направления, то показывающий соответствующее положение ручного тормоза участок поверхности диска также появится в окне только тогда, когда ручной тормоз будет полностью отпущен или затянут, но необходим еще один поворот для компенсации, например, люфта тормозных колодок, допустимых отклонений приводной тяги ручного тормоза и вызванных действием сил напряжения деформаций. Поскольку только тогда больше не будет происходить относительного движения диска относительно штурвала из-за того, что прямые участки паза расположены рядом с конечным поворотным положением штурвала.
Местом соединения унифицированного узла ручного тормоза может быть втулка штурвала, жестко фиксированная с валом, передающим производимое штурвалом вращение механизму ручного тормоза.
Пример выполнения изобретения представлен на чертеже и далее приводится его более подробное описание. На чертежах представлено:
фиг.1 - узел штурвала в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения, вид в перспективе;
фиг.2 - элемент узла штурвала согласно фиг.1, вид в перспективе;
фиг.3 - узел штурвала согласно фиг.1 в продольном разрезе;
фиг.4 - поперечный разрез по линии IV-IV, согласно фиг.3;
фиг.5 - фрагмент элемента индикации узла штурвала, согласно фиг.1.
Показанный на фиг.1 узел 1 штурвала ручного тормозного устройства рельсового транспортного средства содержит вращающийся относительно корпуса 2 подшипника штурвал 4, предназначенный для затягивания и отпускания ручного тормоза, а также, по меньшей мере, оптический элемент 6 индикации для отображения освобожденного или затянутого положения ручного тормоза.
Узел 1 штурвала образует конструктивный элемент предпочтительно унифицированного модуля, содержащий, по меньшей мере, имеющий крепежный фланец 8 корпус 2 подшипника, штурвал 4, элемент 6 индикации, а также связь 10 между штурвалом 4 и элементом 6 индикации.
Как, в частности, показано на фиг.2 и фиг.3, штурвал 4 выполнен в виде диска с огибающим радиально с внешней стороны корпусом 12 штурвала и предпочтительно с тремя плоскими спицами 14, между которыми, например, расположены три окна 16. Штурвал 4 соединен прочно на кручения и жестко с осью вала 20, например, посредством втулки 18, передающей произведенное штурвалом 4 вращение на не показанную по соображениям масштаба тягу ручного тормоза, а от нее - к механизму ручного тормоза, воздействующего, например, на тормозную колодку рельсового транспортного средства. Соединение втулки 18 с валом 20 происходит, предпочтительно, посредством зажимной гайки 22, затягивающей втулку 18 относительно буртика 24, а также посредством шлицевого соединения 26 для создания прочного на кручение и жесткого осевого соединения. Штурвал 4 может быть приварен к втулке 18. Вал 20 установлен в корпусе 2 подшипника, предпочтительно, посредством, по меньшей мере, одной втулки из полимерного материала в качестве подшипника скольжения. Узел 1 штурвала может крепиться к стенке кузова вагона, к элементу рамы или к поворотной ходовой тележке рельсового транспортного средства посредством крепежного фланца 8.
Элемент 6 индикации предпочтительно расположен, по существу, на плоскости штурвала 4 и выполнен в виде диска, соосно вращающегося относительно штурвала 4 посредством установленной в корпусе 2 подшипника гильзы 28. Точнее, диск, если смотреть с внешней стороны, расположен непосредственно за штурвалом 4. Кроме того, диск, а также соединение 10 находятся внутри воображаемой, имеющей диаметр корпуса 12 штурвала плоскости цилиндра, поскольку их внешний диаметр меньше диаметра корпуса 12 штурвала.
Элемент 6 индикации имеет, по меньшей мере, два, предпочтительно, три распределенных по окружности и расположенных поочередно оптически разных участков 30, 32 поверхности, совмещаемых с окнами 16 в штурвале 4, в зависимости от положения поворота элемента 6 индикации относительно штурвала 4. В таком случае окрашенные красным цветом и видимые в окнах 16 участки 30 поверхности могут, например, обозначать затянутый ручной тормоз, а видимые в окнах 16 зеленые участки 32 поверхности - отпущенный ручной тормоз. Для обслуживающего персонала, страдающего дальтонизмом, на участках 30 поверхности могут быть нанесены, например, черные точки. В случае, если соответствующее конечное положение еще не установлено, например, при не полностью отпущенном ручном тормозе, в окнах 16 частично появляются соответственно зеленые участки 32 поверхности вместе с красными участками 30 поверхности.
Для реализации соединения 10 между штурвалом 4 и элементом 6 индикации возможны многочисленные варианты. Соединение 10 предпочтительно содержит:
a) вращающуюся вместе со штурвалом 4 втулку 18, имеющую, например, три проходящих в осевом направлении прямых паза 36, выполненных на радиальной внешней кольцевой поверхности втулки 18 и, предпочтительно, представляющих собой глухие отверстия,
b) вращающуюся вместе с элементом 6 индикации, охватывающую втулку 18 и вращающуюся относительно нее гильзу 28, например, с тремя, выполненными, по меньшей мере, частично спиралевидно по отношению к осевому направлению пазами 38, расположенными на некотором расстоянии друг от друга по окружности и прорезывающими стенку гильзы 28,
c) закручивающееся по отношению к корпусу 2 подшипника, охватывающее гильзу 28 и втулку 18 кольцо 40, например, с тремя радиально проходящими вовнутрь штифтами 42, каждый из которых проходит насквозь через спиралевидный паз 38 гильзы 28 соответственно в прямой паз 36 втулки 18, причем
d) втулку 18, гильзу 28 и кольцо 40, размещенные соосно по отношению друг к другу и с возможностью вращения относительно друг друга в корпусе 2 подшипника.
При приведении в действие штурвала 4 в направлении затягивания или отпускания ручного тормоза кольцо 40 вращается тогда поворачивающимися в прямых пазах 36 совместно вращающейся втулки 18 штурвала, в частности, вращающейся вокруг оси, а вследствие этого соединенными прочно на кручение со втулкой 18 штифтами 42, в результате чего кольцо 40 завинчивается в осевом направлении по отношению к корпусу 2 подшипника по резьбе 44. Осевое движение одновременно ведомых в спиральных пазах 38 гильзы 28 элемента 6 индикации штифтов 42 обеспечивает в данном случае вращение элемента 6 индикации относительно штурвала 4. При соответствующем согласовании шага резьбы 44 между корпусом 2 подшипника и кольцом 40 и шага спиралевидного паза 38 можно отрегулировать поворот элемента 6 индикации, соответствующий желаемому количеству поворотов штурвала, необходимых для приведения ручного тормоза из отпущенного положения в затянутое, и наоборот.
В случае если один из выполненных в виде спирали средних участков 46 пазов 38 гильзы 28 займет промежуточное положение в конце прямого участка 48 (фиг.5) относительно осевого направления, то указывающие на соответствующее положение ручного тормоза участки 30 или 32 поверхности элемента 6 индикации также появятся в окнах 16 штурвала 4 только тогда, когда, в частности, ручной тормоз будет полностью отпущен или затянут, но для компенсации, например, люфта тормозных колодок, допустимых отклонений приводной тяги ручного тормоза и вызванных действием сил напряжения деформаций необходимо сделать еще одно вращательное движение штурвала 4. Поскольку только тогда прямые участки 48 паза в конечных положениях поворота штурвала 4 больше не дадут возможности элементу 6 индикации совершать движение относительно штурвала 4.
Предложенный узел 1 ручного тормоза подходит в первую очередь для ручных тормозных устройств, описание которых представлено в публикациях DE 10304716, в частности в DE 10304715, причем в данной заявке прямо дается ссылка на приведенное в них описание ручного тормозного устройства.