автоматическое переключательное устройство для сдвоенного тормоза, предпочтительно для рельсовых транспортных средств

Формула изобретения

1. Автоматическое переключательное устройство для сдвоенного тормоза, предпочтительно для рельсовых транспортных средств в зоне взаимодействия железнодорожных путей с различной шириной колеи, содержащее первый и второй распределительные клапаны попеременного включения, подключенные к главной тормозной магистрали и снабженные выключающим устройством, общий ресивер, переключательный орган, отличающееся тем, что переключательный орган снабжен переключателем системы с управляющим органом, выполненным в виде золотникового клапана и представляющим собой выключательный орган с первым и вторым клапанными переключателями, при этом переключатель системы выполнен в виде цилиндра с установленным в нем с возможностью перемещения поршнем, шток которого, снабженный уплотнением, на части, расположенной вне цилиндра, имеет кулачковые участки, расположенные с возможностью взаимодействия с по меньшей мере двумя клапанными толкателями, расположенными перпендикулярно штоку с возможностью возвратно-поступательного перемещения и включения одного из клапанных переключателей и одновременного выключения второго, при этом золотниковый клапан выполнен в виде корпуса, снабженного одним входным каналом, первым и вторым выходными каналами и двумя атмосферными каналами, и размещенного внутри корпуса переключательного золотника, выполненного с возможностью перемещения от взаимодействия с контактным толкателем, расположенным с возможностью взаимодействия с тележкой вагона, и имеющего первое и второе положения, при этом при первом положении золотника входной канал залотникового клапана сообщен с первым выходным каналом, сообщенным с бесштоковой полостью цилиндра, шток которого установлен с возможностью включения первого переключательного клапана для подачи воздуха из общего ресивера к первому распределительному клапану, а при втором положении переключательного золотника входной канал золотникового клапана сообщен с вторым выходным каналом, сообщенным с штоковой полостью цилиндра, шток которого установлен с возможностью включения второго переключательного клапана для подачи воздуха из общего ресивера во второй распределительный клапан.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что переключатель системы снабжен пневмомеханическим указательным прибором, приводной элемент которого выполнен в виде клапанного толкателя, установленного с возможностью взаимодействия с поршнем цилиндра в бесштоковой полости цилиндра.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что как главная магистраль, так и общий ресивер сдвоенного тормоза сообщены посредством обратных клапанов с напорной камерой, которая соединена с входным каналом золотникового клапана и с входным каналом клапанного переключателя.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выступающий в определенном рабочем состоянии из переключательного корпуса конец штока цилиндра является визуальным указателем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение применяется для рельсовых транспортных средств в зоне соединения МСЖД и СЖД.

Технические решения для создания единой регулируемой по ряду признаков тормозной системы известны. Они относятся в частности и к признаку одно- и многоступенчатого отпускания тормоза. Однако, поскольку до сих пор не осуществлено освоенное решение этого рода и администрация железных дорог внедряет каждый раз тормозную систему, допускаемую в ее зоне эксплуатации, все большее значение приобретают те решения, в которых применены две независимые тормозные системы, удовлетворяющие условиям МСЖД (Международного союза железных дорог) и СЖД (Союза железных дорог) по крайней мере с общими тормозными рычажными передачами. Так как смена систем в рамках поставленной задачи всегда связана со сменой поворотной тележки, то необходимое переключение помимо переключения распределительных клапанов, характеризующих ту или иную тормозную систему, должно включать в себя и переключение передаточных отношений тормозных рычажных передач, различающихся на железных дорогах МСЖД и СЖД.

В заявке DE P 4 139 225, B 60 T 13/24, 1993 дано решение, согласно которому при помощи тележки создается механический исходный сдвиг, который через рычажную передачу оказывает надлежащее воздействие на три или четыре пневматических переключающих аппарата. В этом решении далее предлагается после обоих распределительных клапанов сдвоенного тормоза поставить реле, на которое воздействует управляющее давление, зависящее от нагрузки.

Это устройство имеет ряд недостатков. Одновременное воздействие на три или четыре переключающих аппарата известного и широко распространенного типа встречает большое сопротивление, которое в частности находится на пределе силы, создаваемой вручную. В связи с этим рычажные передачи между тележкой и переключающими аппаратами нужно подбирать таким образом, чтобы они были способны передавать это необходимое сопротивление в виде силы сжатия.

Поскольку сопротивление передвиганию переключающих аппаратов более, чем удваивается в связи с необходимостью преодолевать сопротивление возвратной пружины и с учетом неизбежного износа механических контактных элементов в тележке для сохранения постоянства длины хода переключения требуется особое пружинное звено, способное преодолевать сопротивление переключающих аппаратов и возвратной пружины, контактные элементы в тележке нагружаются высокой контактной силой в незащищенных и вместе с тем постоянно движущихся местах.

Исходный сдвиг тяги управления, ограниченный упорами в кузове вагона, должен с большой точностью соответствовать углу поворота переключающих аппаратов, причем нужно надежным образом исключить необходимость учета их конечных упоров в случае разрушения. Этого можно достигнуть при помощи регулировок усложняющих конструкцию.

Эта возможность регулировок, не предусмотренная в предложенном решении, необходима еще и потому, что установленные обычно в воздухопроводе переключающие аппараты после смены не занимают с необходимей точностью ранее установленное место. В этих обстоятельствах отрицательно сказывается и возникающая в трудных условиях железнодорожной эксплуатации деформация переключающих рычажных передач.

Далее, недостатком является то, что переключающий аппарат упомянутого распределительного клапана имеет угол поворота 75^o в отличие от угла 90^o в распределительном клапане Матросова или в обычных переключающих аппаратах, что приходится компенсировать путем специального исполнения тяг управления.

Использование распределительного клапана Матросова в качестве клапана предварительного управления для релейного клапана, на который воздействует обусловленное нагрузкой управляющее давление, нецелесообразна, потому что совершенно особый тип регулирования с тремя ступенями давления в распределительном клапане Матросова не рассчитан на малые объемы предварительного управления. Очень большая сама по себе погрешность переключения распределительного клапана Матросова дополнительно увеличивается в результате добавления релейного клапана. Независимые регулируемые вручную нагрузочные ступени распределительного клапана Матросова не являются синхронными с тормозными давлениями, которые создаются релейным клапаном в зависимости от нагрузки. Кроме того, при эксплуатация в зоне СЖД используется чужеродный и неизвестный персоналу железных дорог аппарат, что может приводить к неверному обслуживанию. Наконец, обособленное разделение операций по отладке обусловленного нагрузкой управляющего давления при смене тележек противоречит поставленной задаче.

Наиболее близким к предложенному является устройство по авторскому свидетельству СССР N 1 088 972, B 60 T 15/60, 1984, включающее в себя два переключательных клапана, два распределительных клапана, подключенных к общему главному воздухопроводу и снабженных выключающими устройствами и общим ресивером.

В основу изобретения положена задача разработать решение, при помощи которого при смене тележек для перехода на колею другой ширины обеспечивается происходящее автоматически переключение тормозной системы, отвечающей правилам МСЖД, на тормозную систему, отвечающую правилам СЖД с распределительным клапаном Матросова, и устраняются списанные выше недостатки ранее известного устройства.

Согласно изобретению эта задача решается таким образом, что при сдвоенном тормозе с двумя распределительными клапанами, взаимно исключающими друг друга, подключенными к общему главному воздухопроводу, снабженными выключающим устройством и присоединенными к общему ресиверу, в тормозной агрегат встроено переключательное устройство, состоящее из контрольного переключателя и двух клапанных переключателей с пневмомеханическим управляющим устройством в исполнении, описанном в пунктах формулы изобретения.

На фиг. 1 изображено устройство при эксплуатации в зоне МСЖД; на фиг. 2

устройство при эксплуатации в зоне СЖД.

Тормозной агрегат транспортного средства содержит распределительный клапан 35 для условий МСЖД и распределительный клапан 36 для условий СЖД, которые воздействуют на тормозные цилиндры 37 и 38, имеет переключательное устройство, в состав которого входят клапанные переключатели 12 и 13 с пневмомеханическим управляющим устройством и переключатель системы 41.

При этом клапанные переключатели 12 и 13 выполнены таким образом, что соединение распределительных клапанов 35 или 36 с главным воздухопроводом 26 и с ресивером 27 может происходить только через них. Контрольный переключатель 41 расположен в контактной зоне тележки.

Составные части переключательного устройства выполнены следующим образом.

В полом цилиндре 1 перемещается поршень 2, шток 3 которого, проходящий с надлежащим уплотнением через цилиндр 1, имеет вне цилиндра 1 кулачковые участки 4 и 5, в зоне контакта которых находятся, по меньшей мере, два клапанных толкателя 14 и 15, расположенные перпендикулярно штоку 3, передвигающиеся в противоположных направлениях и обслуживающие свои клапанные переключатели 12 и 13, которые снабжены одним входным каналом 6 или 7 из главного воздухопровода 26 или из ресивера 27 и двумя выходными каналами 8 и 9 или 10 и 11 к распределительным клапанам 35 и 36. Не передвигаемый в данный момент клапанный толкатель 14 или 15 в своем контактном положении с кулачковым штоком 3 обеспечивает одновременно фиксацию конечного положения поршня путем защелкивания.

Полости 16 и 17 в цилиндре 1 по обе стороны поршня 2 соединяются с выходными каналами 18 и 19 из переключателя системы 41, в котором передвигается переключательный золотник 22 с контактным толкателем 20, который, кроме выходных каналов 18 и 19, может проходить еще мимо выпускного клапана 31, причем контрольный переключатель 41 имеет еще выпускные каналы 34 и 40. У цилиндра 1 расположен клапанный переключатель 24, снабженный пневмомеханическим указателем 25, причем его толкатель 23 заходит в полость 16 цилиндра 1 и находится в зоне перемещения поршня 20.

Как сквозной главный воздухопровод 26, так и общий ресивер 27 сдвоенного тормоза имеют через обратный клапан 28 и 29 соединение с напорной камерой 30, которая в свою очередь соединена с каналом 31 переключателя системы 41 и с каналом 32 клапанного переключателя 24. Шток 3, выступающий в определенном рабочем состоянии из переключательного корпуса 33, может быть выполнен в виде оптического указателя.

Функционирование системы рассмотрим сначала с помощью рис. 1, относящегося к работе в условиях МСЖД. Под действием тележки 21, применяемой в условиях МСЖД, контактный толкатель 20 вместе с переключательным золотником 22 выводится в верхнее крайнее положение.

Из главного воздухопровода 26, в котором при отпущенном тормозе имеется регулируемое давление 5 бар, сжатый воздух поступает во входной канал 6 клапанного переключателя 12, а через обратный клапан 28 в напорную камеру 30 и тем самым через входной канал 32 в клапанный переключатель 24. В изображенном функциональном положении переключательного золотника 22 сжатый воздух, находящийся во входном канале 31, попадает через выходной канал 19 в полость 16 под поршнем 2. Полость 17 через выходной канал 18 переключательного золотника 22 и выпускной канал 34 соединяется с атмосферным воздухом. Вследствие этого поршень 2 вместе со штоком 3 переходят в правое крайнее положение, переводя клапанные толкатели 14 и 15 в показанные на схеме противоположные положения.2 Сжатый воздух, находящийся на входе 6 клапанного переключателя 12, попадает через выходной канал 8 в распределительный клапан 35 для условий МСЖД. Одновременно запирается выходной канал 9, который ведет в распределительный клапан 36 для условий СЖД. Ресивер 27 через входной канал 7 клапанного переключателя 13 и свободный проход к выходному каналу 11 тоже соединяется с распределительным клапаном 35 для условий МСЖД. Выходной канал 10, который ведет к переключательному клапану 36 для условий СЖД, заперт. Так как в соответствии с выбранным примером исполнения оба распределительных клапана имеют отдельные тормозные цилиндры 37 и 38, становится ненужным их переключение при помощи аппарата, соответствующего клапанному переключателю 12 или 13.

Описанное выше соединение ресивера 27 с распределительным клапаном 35 для условий МСЖД приводит к установлению в нем нормального давления 5 бар. Из ресивера 27 сжатый воздух попадает одновременно через обратный клапан 29 с напорную камеру 30, которая уже с опережением была заполнена через главный воздухопровод 26 и обратный клапан 28. Тем самым обеспечивается питающее давление, необходимое для срабатывания переключательного золотника 22 и клапанного переключателя 24, если во время заполнения сжатый воздух имеется только в одном из напорных пространств. В крайнем правом положении поршня 2 толкатель 23 клапанного переключателя 24 находится тоже в правом крайнем положении, причем сжатый воздух, проведенный к каналу 32, поступает и в указатель 25, сигнализируя там об имеющемся рабочем состоянии. Аналогичная сигнализация о рабочем состоянии дается также выступающим из переключательного корпуса 33 концом штока 3.

Описанное состояние системы приводит известным образом к регулированию тормозного давления в тормозном цилиндре 37 посредством распределительного клапана для условий МСЖД.

Распределительный клапан 36 для условий СЖД и соответствующий ему тормозной цилиндр 38 остаются выключенными. Правое крайнее положение поршня 22, создаваемое при первой зарядке воздухом после смены тележки, сохраняется в частности и тогда, когда, например, во время длительных перерывов в работе весь тормозной агрегат остается без давления. Клапанный толкатель 15 в своем включенном положении обеспечивает одновременно и фиксацию крайнего положения штока 3.

Согласно рис. 2 под действием применяемой в условиях СЖД тележки 39 контактный толкатель 20 вместе с переключательным золотником 22 находится в нижнем крайнем положении. Сжатый воздух, имеющийся на входе 31, попадает через выходной канал в полость 17 под поршнем 2, тогда как полость 16 через выходной канал 19 и выпускной канал 40 соединена с атмосферным воздухом. Вследствие этого поршень 2 вместе со своим штоком 3 приходит в крайнее левое положение. В результате под действием клапанных переключателей 12 и 13 ранее отключенный согласно рис. 1 распределительный клапан 36 для условий СЖД соединяется с главным воздухопроводом 26 и ресивером 27, а распределительный клапан 35 для условий МСЖД отключается от этих напорных пространств. Вследствие включения распределительного клапана 36 для условий СЖД теперь вводится в действие тормозной цилиндр 38.

Применение двух тормозных цилиндров не является обязательным для использования предлагаемого переключательного устройства, но соответствует примеру исполнения, в котором посредством переключательного устройства должно бить осуществлено и необходимое переключение суммарной силы на тормозной колодке.

При применении общего тормозного цилиндра нужно дополнить переключательное устройство еще одним клапанным переключателем. Осуществление необходимой в этом случае механической смены нагрузки может быть произведено тогда под действием силового хода штанги 3 не рассматриваемым более подробно способом.

К сущности данного изобретения относится и возможность воздействия на клапанные переключатели 12 и 13 путем соединения их с механическим переключающим устройством. В этом случае шток 3 с кулачковым участком нужно выполнить в виде вращающегося кулачкового вала. При этом отпадает переключательный золотник 22, клапанный переключатель 24 и цилиндр 7 с поршнем 2.

Как видно из рис. 1 и 2, переключение путей прохождения воздуха происходит после короткого хода переключательного золотника 22. За этим переключательным ходом может последовать сравнительно большой дополнительный ход, который не оказывает никакого иного воздействия, чем то, которое уже произошло в начале хода, т.е. контактный толкатель 20 может по своей длине изнашиваться на величину возможного дополнительного хода, не нарушая этим переключательный эффект. Поэтому не требуется применяемый обычно в подобных случаях телескопический элемент.