SE455593B - Vagnbroms for rangeringsendamal - Google Patents

Description

/íibí/ guuAUT 455 593 därför riskera, att bromsen lyfter hjulet på en lätt vagn av spåret. Ett hydraultryck kan injusteras med stor nnoggrannhet medan variationer i friktionskoefficienten hos t.ex. en skiv- broms kan ge betydande svängningar i bromsförmågan till följd av temperatur- och fuktighetsvariationer, materialnötning osv.

På samma sätt har en vålkonstruerad hydraulbroms stor livs- längd och väsentligen konstanta bromsegenskaper eftersom denna broms får fullgod smörjning och endast är utsatt för ett minimalt slitage då bromsarbetet omsättes i värme genom strömningsförluster i vätskan och inte mekanisk Vid genom friktion. mekaniska bromsar är det däremot ofrånkomligt med ett visst slitage hos de frikterande ytorna, vilket medför behov av kontinuerlig efterjustering av bromsytornas lägen i takt med slitaget. Slutligen är det vid en hydraulisk broms relativt enkelt att konstruera denna så att hydraulvätskans på hastig- och härvid är strömningshastighet utgör ett representativt mått heten hos det vagnshjul som passerar bromsen, det inga problem att i sytemet anordna en flödesberoende ventil, som reglerar sambandet mellan vagnhastighet och stryp- effekt. Vid skivbromsar eller liknande mekaniska bromsar finns däremot inget reellt samband mellan hastighet och bromsmoment, utan bromsmomentet är helt oberoende av hastigheten. .a ggpfinninqens ändamål och viktigaste kännetecken Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en vagnbroms för rangeringsåndamål och av det slag som är anordnad som en eller flera utefter ett järnvägsspår för- ankrade enheter, vardera försedd med ett påverkningsdon som vid kontakt med hjulen på passerande järnvâgsvagnar utövar en bromsverkan på dessa om deras hastighet överskrider ett för varje bromsenhet i förväg instållbart värde. och avsikten är att åstadkomma en vagnbroms med den mekaniska friktions~ bromsens grundläggande goda egenskaper, men vilken är så ut- förd att den dotk kan mäta sig med hydraulbromsen i ovannämnda viktiga detaljer, och en sådan lösning har åstadkommits i huvudsak därigenom att påverkningsdonet är förankrat vid en väsentligen horisontell, vridbar axel, försedd med en hastig- hetsberoende frihjulskoppling sammanbygd med navet i en broms- Y 3 'I anordning på sådant sätt att axeln sammankopplas anordningen om en vagn passerar i avsedd bromsriktning med en hastighet överskridande sagda inställbara värde, medan samman- koppling uteblir om vagnen har lägre hastighet eller passerar i motsatt riktning.

Beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer i det följande att närmare förklaras under hänvisning till i bifogade ritningar visade utförings- exempel.

Figur 1 visar i en schematisk genomskârning ett utföringsexempel av en vagnbroms enligt uppfinningen, Figur 2 är en schematisk sidovy av vagnbromsens bromsdel i ett alternativt utförande, Figurerna 3 och 4 visar schematiskt olika självjusterings- organ för den i figur l visade vagnbromsen,och Figur 5 visar i en schematisk vy en del av det i vagnbromsen enligt uppfinningen ingående pâverkningsdonet i genom- Skärningï Éeskrivning av föredragna utföringsexempel Vagnbromsen l enligt uppfinningen är placerad pá insidan av en järnvägsräl 2, och omfattar ett påverkningsdon 3, i det visade fallet i form av en hävarm, som i neutralläge är riktad* väsentligen rakt upp och vid sin övre ände är försedd med en pedalrulle 4, som är anordnad att träffas av ett passerande, ej visat vagnshjul. Påverkningsdonet 3 är vid sin från pedalrullen 4 vända ände ovridbart ansluten till en väsentligen horisontell axel 5, som är lagrad i vagnbromsens hus 6, och vilken, då pedalrullen 4 träffas av flänsen hos ett passerande vagnshjul, under hävarmens 3 fällning till väsentligen horisontellt läge kommer att utföra en vridning av ca ett kvarts varv. På axeln 5 är anordnat en hastighets- beroende koppling, som påminner om en vanlig frihjulskoppling och består av ett på axeln utformat nav 7, i en rullhàllare 8 styrda rullar eller låskroppar 9, samt en därutanför placerad ytterhylsa 10, som är så utformad att låskropparna kan kilas fast mellan nav och ytterhylsa och därmed överföra moment mellan dem. Axelns vridningshastighet är i början av sin 4557593 L; vridningsrörelse direkt proportionell mot vagnshjulens hastighet, och rörelsen startar momentant. Det är denna rörelse som den hastighetsberoende kopplingen avkänner, och liksom i en frihjulskoppling kan denna momentöverföring endast ske då axeln vrids i den ena riktningen. Vid anordningen enligt figur 1 får man en sådan kopplingsfunktion då pedalrullen 4 föres i riktning in mot papperet.

Det finns dock en avgörande skillnad mellan en vanlig fri- hjulskoppling och kopplingen enligt uppfinningen då den förra har fjäderbelastade lå kroppar, som åstadkommer att moment- överföring omedelbart sker då axeln vrides i sin arbets- riktning, medan kopplingen som ingår i vagnbromsen i stället är försedd med den tunga rullhållaren 8, som är lätt roterbar på axeln 5. Rullhållaren hålles i ett bestämt viloläge genom att ett därtill anslutet utsprång ll med hjälp av en fjäder 12 pressas mot en klack 13 på axeln. I detta läge hålles lås- kropparna 9 av hållaren 8 i ett sådant läge relativt navet 7 att låskropparna ej kan överbrygga avståndet mellan nav och ytterhylsa 10, varvid kopplingen ej kan gripa.

För att detta skall kunna ske erfordras att rullhållaren 8 vrides en bestämd, liten vinkel baklänges relativt axeln.

Som tidigare nämnts startar axelns vridning i stort sett momentant då en vagn passerar bromsen i bromsriktning. Till följd “av trögheten hos rullhållaren 8 och den lämpligt valda förspänningskraften hos fjädern 12 kommer inte rullhållaren 8 att följa med lika snabbt utan kommer att sacka efter något omedelbart vid start, varefter den snabbt åter intar sitt viloläge relativt axeln. Härvid kommer alltså rullhållaren att göra en kortvarig rörelse bakåt i relation till axeln, varvid den maximala vinkelrörelsen är ett mått på den passerande vagnens hastighet. Genom rätt vald utformning och kraft hos fjädern 12 i förhållande till rullhållarens massa kan man uppnå att det maximala vinkelutslaget vid en viss vagnhastighet just motsvarar det läge då låskropparna får kontakt med både nav 7 och ytterhylsa 10.

Sålunda har den önskade kopplingsfunktionen uppnåtts, dvs. kopplingen griper som en frihjulskoppling endast om en vagn passerar i bromsriktningen och har en hastighet som över- skrider en bestämd gräns. Vagnar med lägre hastighet eller 455 593 vagnar som passerar bromsen i motsatt riktning medför ej att kopplingen griper.

Bromsdelen visas i figur 1 i ett förenklat utförande av vilket framgår att ytterhylsan 10 är fast förbunden med en bromsskiva 14 försedd med bromsbelägg som kan klämmas mellan två stillastående skivor 15 och 16. Detta utgör huvud- principen för hur bromsning sker då den hastighetskännande kopplingen griper och tvingar ytterhylsan 10 att följa med i axelns vridning.

Det finns olika sätt att rent konstruktivt åstadkomma bromsdelen så att den verkar på avsett sätt. Figurerna 2 och 3 visar olika exempel på detta.

I figur 2 visas sålunda en bromsdel i form av en konventionell bandbroms, som omfattar en bromstrumma 17 och ett denna omslutande bromsband 18, som via ett hävarms- arrangemang 19 _hålles spänd av kraften från en luftcylinder 20, som påve fïrg bromsbandet med en kraft Fa. Bandets motsatta ändeçårffast förankrad och belastas av en reaktions- kraft Fo. På 'grund av bromstrummans rotationsríktning och dimensionering av bromsen kan bromskraften fås att bl i väsentfigen lika med luftcylinderns ansättningskraft Fa, varför man kan erhålla en väldefinierad bromskraft även om friktionskoefficienten varierar. I figuren antydes också en kompenseringsanordning utförd som en kil 21, vilken är för- spänd av en fjäder 22 som automatiskt pressas framåt om kraftkällan stänges av och slitage tenderar att ge glapp i överföringen. På detta sätt kan man erhålla en automatisk slitagekompensering genom att stänga av bromsen.

I figur 3 visas schematiskt ansättningsprincipen för bromsdelen enligt utförandet i figur 1, och härav framgår hur ytterhylsan 10 med tillhörande bromsbelägg 14 kläms mellan den fasta bromsskivan 15 och den ansättbara bromsskivan 16.

Ansättningskraften från en luftcylinder (ej visad i figuren) eller liknande får verka tangentiellt på den ansättbara skivan 16, som därvid ansättes med en skruvformíg rörelse, 455 593 Ö varvid ytterhylsan 10 förutsättes rotera med i förhållande till den ansättbara skivan 16 motsatt rotationsriktning. Är skruvrörelsens stigning liten och gängfriktionen försumbart lå" erhålles balans mellan ansättningsmoment och bromsmoment, eftersom friktionsmomentet direkt motverkar ansättnings- momentet. Om friktionskraften överstiger ansättningsmomentet skruvas skivan 16 ut tills k1ämkra'ten mot bromsbeläggen lättat 'så att balans uppnås, och om ansättningsmomentet är större kommer detta att ansätta skivan 16 tills balans upp- nåtts.

I syfte att eliminera skruvrörelsens friktion kan man såsom visas i figur 4 ersätta gängan med ett antal excentrar 23, som stöder skivan 16 i axiell riktning. Då skivan roteras i visad riktning reser sig excentrarna och pressar skivan axiellt mot bromsbeläggen (ej visade). Genom att excentrarna är förspända med hjälp av fjädrar 24 erhålles dessutom en sådan kílverkan som ger automatisk slitagekompensation, vilket medger att kraftkällans (t.ex. luftcylinderns) ansättningsrörelse kan var mycket kort.

I figur 5 visas i genomskärning schematiskt övre partiet av påverkningsdonet 3 och speciellt dettas pedalrulle 4. Med hjälp -av vagnbromsen enligt uppfinningen uppnår man att den ovan nämnda tendens till “tjuvbromsning', som man får vid hydrauliska bromsar försvinner, men detta kan istället ge upphov till studsar vid anslag mellan vagnshjul och pedal- rulle. För att åstadkomma en lösning på detta problem har den från påverkningsdonets pedalarm 3 utgående axeln 3a försetts med en bussning 25, vilken på sin yttre mantelyta uppvisar två parallella och på avstånd från varandra anordnade ring- spår 26, i vilka vardera är inlagd en O-ring 27 av lämplig storlek.

Utanpå bussningen 25 är sedan själva pedalrullen 4 anordnad, och den kan vara låst till bussníngen med hjälp av en stopp- skruv 28 eller liknande. I det ringspaltformade utrymme som bildas mellan 0-ringarna 27 och den inre mantelytan till pedalrullen 4 och den yttre mantelytan på bussningen 25, införes en utrymmet utfyllande volym olja. Genom denna åtgärd 'i 455 593 erhåller pedalrullen en tillräcklig dämpningseffekt för att eliminera studsar av ovannämnt slag utan att man därför behöver bibehålla hydraulbromsens ”tjuvbromseffekt'.

Genom uppfinningen erbjudes en vagnbroms, som trots den enkla grundprincipen har med hydrauliska bromsenheter jämförbara egenskaper, samtidigt som vissa klara fördelar föreligger jämfört med dessa äldre hydrauliska bromsar, inte minst vad beträffar vikt, pris och möjligheter till inspektion och service även på användningsplatsen.

Bromsens bromsverkan är direkt beroende av en ställkraft som lämpligen kan alstras av en luftcylinder. Genom att evakuera lufttrycket kan man mycket snabbt stänga av bromsens broms- funktion för att tex medge obromsad passage av lok, vilket inte är möiligt vid kända hydrauliska bromsar, som måste 5 fällas undan i sådana sammanhang vilket är en komplikation.

Pàverkningsdonets hävarm måste efter det att den fällts ner av en passerande vagn åter resas för att åter vara beredd att utföra bromsning, och detta kan åstadkommas med hjälp av returfjädrar eller liknande, men det är också möjligt att använda en luftcylinder som matas med samma lufttryck som det som alstrar ställkraften för att hålla pedalen i rest läge. I detta fall vinner man också att bromspedalen fälles ner om lufttilïförseln till bromsen stänges av.

Uppfinningen är inte begränsad till de i bifogade ritningar visade och i anslutning därtill beskrivna utföringsexemplen utan modifikationer och varianter är möjliga inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (7)

455 593 8 P A T E N T K R A V

1. Vagnbroms för rangeríngsändamàl och av det slag som är anordnad som en eller flera utefter ett järnvägsspår förank- rade enheter, vardera försedd med ett påverkningsdon, som vid kontakt med hjulen på passerande järnvägsvagnar utövar en bromsverkan på dessa om deras hastighet överskrider ett för varje bromsenhet inställbart värde, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att påverkningsdonet (3) är förankrat vid en väsentligen horisontell, vridbar axel (5), försedd med en hastighets- beroende frihjulskoppling (7,8,9,l0) sammanbyggd med navet i en bromsanordning (l4,15,l6;l7,l8,l9) på sådant sätt att axeln sammankopplas med bromsanordningen om en vagn passerar i avsedd bromsriktníng med en hastighet överskridande sagda inställbara värde, medan sammankoppling uteblir om vagnen har lägre hastighet eller passerar i motsatt riktning.

2. Vagnbroms enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att den komponent (10), som utövar bromsmoment på påverk- ningsdonets axel (5) bringas att bromsa till följd av en yttre"påverkningskraft (Fa) med väl definierad storlek, var- vid den inställbara delen (l6;l8) av bromsen är justerbart upphängd och anordnad att motta påverkninqskraften på ett sådant sätt att bromskraften (Fo) till lämplig de tillåtes motverka Uansättningskraften, varigenom den resulterande bromskraften erhåller väsentligen önskat värde oberoende av förändringar i friktionsförhàllandena.

3. Vagnbroms enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att ansättningskraften erhålles från en pneumatisk cylinder (20).

4. Vagnbroms enligt något av patentkraven l till 3, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att påverkningsdonet utgöres av en hävarm (3), som i ut- gànqsläge är riktad väsentligen rakt uppåt, ovanför rälsens mig. i. l Q 455 593 överkant, medan den vid hjulpassage pressas ner till väsentligen horisontellt läge och därvid åstadkommer en motsvarande vridning av axeln (5), varjämte den är inrättad att därefter automatiskt àterföras till utgångsläge.

5. Vagnbroms enligt patentkravet 2 försedd med bromsande organ innefattande en roterande bromsskiva (14), som klâmmes axiellt mellan en fast (15) och en ansättbar skiva (16), k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att ansättningsrörelsen styres av rullkroppar (23) anord- nade mellan den ansättbara skivan (16) och ett fast underlag på ett sådant sätt att axiell ansättning sker om den ansätt- bara skivan (16) roteras i en förutbestämd riktning kring bromsaxeln, varvid rullkropparna (23) med hjälp av fjädrande element (24) ständigt hàlles i kontakt med såväl den ansätt- bara skivan (16) som med underlaget, oberoende av i vilken riktning den ansättbara skivan (16) roteras.

6. Vagnbroms enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att frihjulskopplingens (7,8,9,l0) läsande element (9) är inrättade att av hållarorgan (8) i normalläge hindras att inta läsläge, medan förspänningskraften samt hâllarens (8) och lâselementens (9) massor är så anpassade att en till- räckligt stor vínkelacceleration hos axeln (5) medför en lägesförskjutning av hàllaren tillräcklig för att förflytta làselementen (9) till làsläge.

7. Vagnbroms enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att hàllarorganet utgöres av en fjäderförspänd rullkropps- hållare (8).