НЕПРЯМОДЕЙСТВУЮЩИЙ ТОРМОЗ
INDIRECT-ACTION BRAKE

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях пассажирских и грузовых вагонов.
Известен непрямодействующий тормоз рельсового экипажа. Так в книге «Технический справочник железнодорожника» под редакцией Е.Ф. Рудой в томе 6 «Подвижной состав» (Гос. транспортное железнодорожное издательство, М, 1952 г.) на стр.866, фиг.49 в разделе «Автоматические тормоза» показана и описана рычажная передача грузового четырехосного вагона, состоящая из шарнирно соединенных между собой рычагов и подвесок с триангилями и тормозными колодками, управляемыми тормозным цилиндром, подключенным к запасному резервуару через воздухораспределитель (см. фиг.44 на стр.863, а также стр.864 и 865), питаемым сжатым воздухом из тормозной магистрали. Существенным недостатком такого тормоза является то, что в случае утечки воздуха из запасного резервуара при длительной стоянке одиночного вагона или группы вагонов без локомотива и, следовательно, отсутствия давления сжатого воздуха в тормозной магистрали может произойти роспуск тормозов, что приведет к самодвижению последних. В практике, чтобы предупредить такое возможное явление, используют башмаки, которые укладывают на рельсы под колеса вагонов. Несмотря на свою эффективность такого рода фиксации подвижного состава, у него есть недостатки. Во-первых, операция установки башмаков вручную небезопасна, и, во-вторых, известны случаи, когда станционные работники забывают установить башмаки и, следовательно, самодвижение вагонов не исключено. В то же время известны случаи, когда те же работники забывают убрать башмаки, и тогда при начальном движении подвижного состава последний сходит с рельс.
Известен также непрямодействующий тормоз тележки рельсового экипажа, описанный в патенте RU 2255872. Такой тормоз содержит подобные комплектующие узлы и детали тормоза, представленного в аналоге, но имеет существенное отличие, которое заключается в том, что на тележке экипажа шарнирно закреплен дополнительный цилиндр, шток которого с возможностью поступательного движения расположен в пазу серьги, шарнирно закрепленной на двуплечем рычаге основного тормозного цилиндра. Поршень дополнительного цилиндра со стороны штока подпружинен, а непоршневая полость дополнительного цилиндра соединена с запасным резервуаром. В случае утечки воздуха из запасного резервуара экипаж затормаживается усилием, создаваемым пружиной дополнительного цилиндра, и его самодвижение исключается. Однако описанный тормоз обладает существенным недостатком, который заключается в том, что, как показывают расчеты, указанная пружина, например, в случае использования предложенной конструкции по патенту RU 2255872 на тележке грузового вагона должна создавать усилие около 1,5 т. Такое усилие требует и значительных по размеру диаметра витка пружины и ее длины. В то же время наличие дополнительного цилиндра усложняет указанную конструкцию и увеличивает тару вагона.
Поэтому, целью предлагаемого изобретения является исключение из конструкции непрямодействующего тормоза дополнительного цилиндра.
Поставленная цель достигается тем, что на внутренней образующей цилиндрической поверхности запасного резервуара, в его поперечной плоскости, выполнены круговые выточки, взаимодействующие подпружиненными телами качения, расположенными подвижно в радиальных каналах подпружиненного поршня причем, подпоршневая полость запасного резервуара соединена с трубопроводом его зарядки сжатым воздухом от воздухораспределителя через клапан питания, срабатывающий при давлении сжатого воздуха, находящегося в запасном резервуаре несколько выше номинального необходимого для удержания рельсового транспортного средства в заторможенном состоянии.
На фиг.1 показана принципиальная схема непрямодействующего тормоза, а на фиг.2 клапан питания запасного резервуара в разрезе.
Непрямодействующий тормоз преимущественно рельсового транспортного средства состоит из тормозной магистрали 1, связанной трубопроводом 2 с воздухораспределителем 3, который с помощью трубопровода 4 соединен с запасным резервуаром 5. Запасный резервуар 5 снабжен клапаном питания 6, связанным также трубопроводом 7 с трубопроводом 4. Запасный резервуар 5 снабжен перепускным клапаном 8 и поршнем 9, шток 10 которого жестко присоединен к скобе 11 с пазом 12, а сам поршень 9 подпружинен пружиной сжатия 13 относительно запасного резервуара 5. Поршень 9 имеет радиальные каналы 14, в которых установлены фиксаторы шаровой формы 15, подпружиненные пружинами 16, причем запасный резервуар 5 имеет круговые выточки 17. В пазу 12 скобы И подвижно размещен палец 18, жестко закрепленный на штоке 19 поршня 20 тормозного цилиндра 21, подключенного с помощью трубопровода 22 к воздухораспределителю 3, а сам поршень 20 подпружинен пружиной сжатия 23 относительно тормозного цилиндра 21. Палец 18 также соединен с рычажным механизмом 24 привода тормозных колодок 25, контактирующих с колесом 26, перекатывающемуся по рельсу 27. Клапан питания 6 запасного резервуара 5 состоит из головки 28, контактирующей с седлом 29, которая снабжена стержнем 30 с жестко закрепленной на нем винтовой пружиной сжатия 31, а другой ее конец также жестко связан с цилиндрическим выступом 32, закрепленным на перегородке 33, имеющей отверстия 34.
Работает непрямодействующий тормоз следующим образом. Из аналога известно, что, например, локомотив в сцепе с вагоном после соединения между собой их тормозных магистралей, в тормозную магистраль 1 вагона подается сжатый воздух давлением порядка 0,7 МПа, который проходит по стрелке А через трубопровод 2 в воздухораспределитель 3 и затем через трубопровод 4 попадает в запасный резервуар 5, перемещая его поршень 9 по стрелке В, сжимая пружину сжатия 13. Такое положение непрямодействующего тормоза показано на фиг.1. При этом, имеющийся воздух в подпоршневой полости поршня 9 удаляется в атмосферу через перепускной клапан 8 по стрелке С.Следует также отметить, что в указанную полость сжатый воздух через клапан питания 6, попасть не может, так как его головка 28 будет прижата к седлу 29 по стрелке Е поступающим сжатым воздухом в трубопровод 7 из трубопровода 4 тем же давлением в 0,7 МПа. Видно, что в этом случае тормозные колодки 25 находятся распущенном состоянии, и поезд готов к движению. Через какой-то промежуток времени движения у машиниста возникает ситуация, когда необходимо затормозить поезд. В этом случае им, широко известном в данной области техники способом, в тормозной магистрали снижают давление воздуха, например, на величину 0,1 МПа и тогда сжатый воздух из запасного резервуара 5 по трубопроводу 4 по стрелке F через воздухораспределитель 3 попадает в тормозной цилиндр 21 также но стрелке F и перемещает по стрелке К шток 19, сжимая пружину сжатия 23. Такое движение штока 19 способствует прижиму тормозных колодок 25 к колесу 26 по стрелке М за счет наличия рычажной передачи 24 (режим торможения в целом аналогичен описанному в книге Е.Ф. Рудой). Необходимо также отметить, что шток 19 своим пальцем 18 свободно движется в направлении стрелки К, проскальзывая в пазу 12. После того, как режим торможения прекращается, машинист повышает давление в тормозной магистрали 1 до ранее указанного значения, после чего все детали тормоза возвращаются в исходное положение, которое и показано на фиг.1, причем тормозные колодки распускаются, двигаясь в направлении, обратном стрелкам М.
Предположим теперь, что вагон оказался отцепленным от локомотива, запасный резервуар 5 заполнен сжатым воздухом, например, давлением 0,5 МПа, поршень 20 тормозного цилиндра 21 переместился по стрелке К и привел своим штоком 19 рычажную передачу 24, которая и прижала тормозные колодки 25 к колесу 26 по стрелкам М, затормозив тем самым вагон. По мере отстоя вагона давление в запасном цилиндре 21 и запасном резервуаре 5 начинает падать за счет истощения тормоза и, например, достигает какого-то номинального значения 0,15 МПа, после которого уже тормозные колодки 25 не смогут удержать вагон на месте за счет наличия соответствующего уклона пути. Однако клапан питания 6, у которого пружина сжатия 13 рассчитана на усилие чуть больше 0, 15 МПа, например, равное 0,16 МПа переместит головку 28 в направлении, обратном стрелке Е и тогда сжатый воздух поступит в подпоршневую полость поршня 9 и он начнет перемещаться по направлению, противоположному стрелке В, не только под действием давления 0,16 МПа но и под действием ранее сжатой пружины сжатия 13. Такое движение поршня 9 позволит своим штоком 10 и скобой 11 в этом же направлении переместить и шток 19 с поршнем 20 тормозного цилиндра 21 в этом же направлении за счет наличия пальца 18 в пазу 12 скобы 11, что и исключит роспуск тормозных колодок. Давление движения поршня 9 приведет к тому, что его фиксаторы шаровой формы 15 войдут одну из круговых выточек 17 и надежно зафиксируют поршень 9, исключив его движение при дальнейшем истощении тормоза. В случае, когда вагону необходимо обеспечивать движение и снять его с тормоза вновь, к нему присоединяют локомотив, подключают к нему тормозную магистраль 1, что позволяет заполнить сжатым воздухом запасный резервуар 5, который под давлением вновь около 0,7 МПа воздействует на поршень 9 с таким усилием, что фиксаторы шаровой формы 15 не смогут удержать последний, и он начнет перемещаться в направлении стрелки В, вытесняя находящийся в подпоршневой полости поршня 9 воздух через перепускной клапан 8 в атмосферу по стрелке С, сжимая пружину сжатия 13 до тех пор, пока он не займет положение, показанное на фиг.1. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как оно более просто по конструкции и достаточно эффективно в работе.