SK10112Y1

SK10112Y1 - A handbrake status indicator, especially for wagons

Info

Publication number: SK10112Y1
Application number: SK50076-2023U
Authority: SK
Inventors: Ing. Antala Jaroslav
Original assignee: Ing. Antala Jaroslav
Priority date: 2023-09-01
Filing date: 2023-10-12
Publication date: 2024-08-28
Also published as: CZ37331U1; SK500762023U1

Abstract

Handbrake status indicator, especially for freight railway wagons, equipped with a shaft (1) connected on the one side to the brake cylinder mechanism and on the other side to the control wheel, whereby the shaft (1) passing through the sidewall (7) of the wagon and on the outside of the sidewall (7) of the wagon on the passing shaft (1) an indicating element (4) is placed, which is connected to the shaft (1) by means of a transmission mechanism for its movement in the direction of the longitudinal axis of the shaft (1). Furthermore, a bearing (6) can be fixed on the inner sidewall (7) of the wagon, through which the shaft (1) passes. The transmission mechanism for the movement of the indicating element (4), which can be protected by a case (5) with supporting electronics, consists of a threaded tube (3), firmly connected to the shaft (1), on the external thread of which the indicating element (4) is located with its internal thread, or from the pin (2) located on the shaft (1), which is guided in the cam groove of the indicator. The indicating element (4) is movable in the direction of the longitudinal axis of the shaft (1) in the range of 5 to 60 mm and can be equipped with light and/or signal color.

Description

Oblasť technikyThe field of technology

Technické riešenie sa týka indikátora stavu ručnej brzdy, najmä pre nákladné železničné vozne. Ručná brzda je vybavená hriadeľom spojeným na jednej strane s mechanizmom brzdového valca a na druhej strane s ovládacím kolesom alebo kľukou. Hriadeľ prechádza cez bočnicu vozňa.The technical solution concerns the handbrake status indicator, especially for freight railcars. The handbrake is equipped with a shaft connected on one side to the brake cylinder mechanism and on the other side to the control wheel or crank. The shaft passes through the side of the wagon.

Doterajší stav technikyCurrent state of the art

Na železničných vozňoch, najmä nákladných, sa stále používajú kotúčové ručné brzdy, ktoré vychádzajú z riešenia používaného už niekoľko desaťročí, keď bol každý vozeň brzdený samostatne vlastnou ručnou prevádzkovou brzdou a tiež zaisťovacou brzdou zo stanovišťa obsluhy vlaku na pokyn rušňovodiča z lokomotívy. V súčasnosti sa brzdí najmä samočinnou priebežnou pneumatickou brzdou, ktorá je zvyčajne doplnená mechanickou ručnou brzdou. Mechanizmus ručnej brzdy pozostáva z ovládacieho kolesa alebo kľuky, ku ktorej je pripojený hriadeľ, na ktorého opačnom konci je prevod na vyvolanie brzdného účinku. Táto brzda sa používa na zabrzdenie stojacich vozňov a ich zabezpečenie proti nežiaducemu pohybu alebo na zníženie rýchlosti posunu v staniciach a depách. Prevádzkovatelia vozňov majú interné predpisy, ktoré určujú, aká hmotnosť brzdy je potrebná na zabezpečenie vlakovej súpravy na rovnom alebo stúpajúcom svahu. Brzdný účinok sa určuje počtom použitých ručných bŕzd.Disc hand brakes are still used on railway wagons, especially freight ones, which are based on a solution used for several decades, when each wagon was braked separately with its own manual service brake and also with a locking brake from the train operator's station on the instructions of the driver from the locomotive. At the moment, it is mainly braked by a self-acting continuous pneumatic brake, which is usually supplemented by a mechanical handbrake. The handbrake mechanism consists of a control wheel or crank to which a shaft is connected, at the opposite end of which is a gear to produce the braking effect. This brake is used to brake stationary wagons and secure them against unwanted movement or to reduce the speed of movement in stations and depots. Wagon operators have internal regulations that determine how much brake weight is required to secure a train set on a flat or uphill grade. The braking effect is determined by the number of applied hand brakes.

Nevýhodou súčasných riešení je, okrem nutnej manuálnej práce, aj malá možnosť kontroly zabrzdenia. Tá sa vykonáva osobnou kontrolou pracovníka pri každom vozni. Viditeľná indikácia stavu ručnej brzdy je na vozňoch málo zastúpená, takže môže nastať situácia, že sa pri posune alebo odchode vlaku zo stanice na niektorú zo zatiahnutých ručných bŕzd zabudne a zostane zatiahnutá. Dôsledkom je zablokovanie príslušného dvojkolesia a vznik plochých miest na jazdnej ploche kolies. Takéto poškodené dvojkolesia sa musia opraviť alebo v horšom prípade vymeniť.The disadvantage of current solutions is, in addition to the necessary manual work, also a small possibility of checking braking. This is carried out by a worker's personal inspection of each wagon. Visible indication of the status of the handbrake is not represented on the wagons, so a situation may arise that when the train moves or leaves the station, one of the applied handbrake is forgotten and remains applied. The consequence is the blockage of the relevant two-wheeler and the formation of flat spots on the wheel surface. Such damaged wheels must be repaired or, worse, replaced.

Indikátor stavu ručnej brzdy sa často vyskytuje na vozňoch s kotúčovými brzdami, kde nie je možné určiť stav zabrzdenia vizuálne alebo poklepaním.A handbrake status indicator is often found on wagons with disc brakes, where it is not possible to determine the braking status visually or by tapping.

Ako ukazujú riešenia používané v praxi alebo stav techniky zistený pri patentových rešeršiach, napríklad EP 1896311, SK 500422022 U1, CZ UV 33822, existujúce riešenia umožňujú zistiť stav ručnej brzdy len z bezprostrednej blízkosti obsluhy pri vozni, zvyčajne pod malým uhlom pozorovania.As shown by the solutions used in practice or the state of the art found during patent searches, for example EP 1896311, SK 500422022 U1, CZ UV 33822, the existing solutions make it possible to detect the condition of the handbrake only from the immediate vicinity of the operator at the wagon, usually at a small viewing angle.

Ďalšou nevýhodou existujúcich riešení je ich konštrukčná zložitosť a z toho odvíjajúca sa aj vysoká obstarávacia cena vrátane zvýšených nákladov na údržbu.Another disadvantage of existing solutions is their structural complexity and the resulting high purchase price, including increased maintenance costs.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

Uvedené nedostatky do značnej miery odstraňuje indikátor stavu ručnej brzdy, najmä na nákladných železničných vozňoch, kde je ručná brzda vybavená hriadeľom spojeným na jednej strane s mechanizmom brzdového valca a na druhej strane s ovládacím kolesom, pričom hriadeľ, podľa tohto technického riešenia, prechádza bočnicou vozňa. Jeho podstata spočíva v tom, že na vonkajšej strane bočnice vozňa je na prechádzajúcom hriadeli umiestnený indikačný prvok, ktorý je spojený s hriadeľom prostredníctvom prevodového mechanizmu na jeho posun v smere pozdĺžnej osi hriadeľa.The indicated shortcomings are largely eliminated by the handbrake status indicator, especially on freight railway wagons, where the handbrake is equipped with a shaft connected on the one hand to the brake cylinder mechanism and on the other hand to the control wheel, while the shaft, according to this technical solution, passes through the side of the wagon . Its essence lies in the fact that an indicator element is placed on the outer side of the side of the wagon on the passing shaft, which is connected to the shaft by means of a transmission mechanism for its displacement in the direction of the longitudinal axis of the shaft.

Vo výhodnom uskutočnení je bočnica vozňa na vnútornej strane vybavená klzným ložiskom, cez ktoré, podľa existujúcich riešení, prechádza hriadeľ a na vonkajšej strane bočnice vozňa je na hriadeli indikačný prvok, ktorý je spojený s hriadeľom prostredníctvom prevodového mechanizmu na jeho posun v smere pozdĺžnej osi hriadeľa.In a preferred embodiment, the side of the wagon is equipped with a sliding bearing on the inside, through which, according to existing solutions, the shaft passes, and on the outside of the side of the wagon there is an indicator element on the shaft, which is connected to the shaft by means of a transmission mechanism for its displacement in the direction of the longitudinal axis of the shaft .

V niektorých prípadoch môže indikátor dokonca nahradiť úlohu klzného ložiska, čím sa eliminuje potreba ďalšieho komponentu na vozni.In some cases, the indicator can even replace the role of the slide bearing, eliminating the need for another component on the carriage.

Prevodový mechanizmus na posúvanie indikátora môže pozostávať zo závitovej rúrky pevne spojenej s hriadeľom, na ktorej vonkajšom závite je indikátor umiestnený svojím vnútorným závitom, alebo môže pozostávať z čapu umiestneného na hriadeli, ktorý je vedený vo vačkovej drážke indikátora.The transmission mechanism for moving the indicator can consist of a threaded tube firmly connected to the shaft, on the external thread of which the indicator is located with its internal thread, or it can consist of a pin located on the shaft, which is guided in the cam groove of the indicator.

Prevodový mechanizmus je výhodne umiestnený pod krytom. Indikačný prvok je posuvný v smere pozdĺžnej osi hriadeľa v rozsahu 5 až 60 mm.The transmission mechanism is preferably located under the cover. The indicator element is movable in the direction of the longitudinal axis of the shaft in the range of 5 to 60 mm.

Indikátor je v ďalšom uskutočnení vybavený koncovým spínačom s vysielačom pripojeným k rušňovodičovi a/alebo obsluhe vozňa a indikačný prvok môže byť ďalej vybavený svetelným signálom a/alebo môže byť vybavený výraznou signálnou farbou. Puzdro môže obsahovať podpornú elektroniku.In another embodiment, the indicator is equipped with a limit switch with a transmitter connected to the train driver and/or wagon operator, and the indicator element can be further equipped with a light signal and/or can be equipped with a distinctive signal color. The case may contain supporting electronics.

Indikátor môže byť vyrobený v rôznych rozmerových modifikáciách na použitie na každom nákladnom vozni vybavenom ručnou brzdou. Rozmerová modifikácia tiež umožňuje použitie indikátora na ručnej brzde, ktorá má ovládacie koleso umiestnené na podvozku.The indicator can be made in various dimensional modifications for use on any freight car equipped with a handbrake. The dimensional modification also allows the indicator to be used on the handbrake, which has a control wheel located on the chassis.

Indikátor je možné aplikovať aj na konštrukčné riešenia ručných bŕzd ovládaných z plošiny vozňa, kde by bol výsuv indikačného prvku tiež v osi hriadeľa, ale vo vertikálnom smere.The indicator can also be applied to construction solutions of hand brakes controlled from the platform of the car, where the extension of the indicator element would also be in the axis of the shaft, but in a vertical direction.

Vďaka svojej jednoduchosti je indikátor podľa predloženého riešenia bezúdržbový. Predpokladá sa životnosť minimálne jeden cyklus údržby vozňa, zvyčajne šesť rokov.Thanks to its simplicity, the indicator according to the presented solution is maintenance-free. A service life of at least one wagon maintenance cycle is assumed, usually six years.

Vzhľadom na jeho umiestnenie v blízkosti klzného ložiska pôsobia na indikátor minimálne sily, a preto je možné použiť menej odolné materiály na jeho výrobu.Due to its location near the sliding bearing, minimal forces act on the indicator, and therefore it is possible to use less durable materials for its production.

Naopak, ak sa zvolia pevné a odolné materiály, potreba klzného ložiska pri kolese ručnej brzdy odpadá.Conversely, if strong and durable materials are chosen, the need for a sliding bearing for the handbrake wheel is eliminated.

Prehľad obrázkov na výkresochOverview of images on drawings

Indikátor stavu ručnej brzdy pre nákladné železničné vozne podľa tohto technického riešenia bude podrobnejšie opísaný na konkrétnych príkladoch vyhotovení pomocou priložených výkresov, kde na obrázku 1 je znázornený rez bočnicou intermodálneho vozňa cez ovládací hriadeľ ručnej brzdy;The handbrake status indicator for freight railcars according to this technical solution will be described in more detail on specific examples of implementations using the attached drawings, where Figure 1 shows a section of the side of an intermodal wagon through the control shaft of the handbrake;

na obrázku 2 je znázornený detail ukazovateľa v odbrzdenej polohe;Figure 2 shows a detail of the pointer in the brake-released position;

na obrázku 3 je detail indikátora v zabrzdenej polohe;in figure 3 is a detail of the indicator in the braked position;

na obrázku 4 je pohľad na brzdu spredu a na obrázku 5 je detail možného umiestnenia koncového spínača.figure 4 is a front view of the brake and figure 5 is a detail of the possible location of the limit switch.

Príklady uskutočneniaImplementation examples

Príkladný indikátor stavu ručnej brzdy pre železničné nákladné vozne je umiestnený na hriadeli 1 ručnej brzdy, ktorý je na jednej strane spojený s mechanizmom brzdového valca a na druhej strane s ovládacím kolesom alebo ovládacou kľukou. Hriadeľ 1 prechádza bočnicou 7 vozňa. Na vnútornej strane bočnice 7 vozňa, ktorou prechádza hriadeľ 1, je pripojené ložisko 6 a na vonkajšej strane bočnice 7 vozňa je na hriadeli 1 umiestnený indikačný prvok 4, ktorý je s hriadeľom 1 spojený prostredníctvom prevodového mechanizmu na pohyb indikačného prvku 4 v smere pozdĺžnej osi hriadeľa 1.An exemplary handbrake condition indicator for railway freight cars is located on the handbrake shaft 1, which is connected on the one hand to the brake cylinder mechanism and on the other hand to the control wheel or control handle. Shaft 1 passes through the sidewall 7 of the wagon. On the inner side of the carriage side 7, through which the shaft 1 passes, a bearing 6 is connected, and on the outer side of the carriage side 7, an indicating element 4 is placed on the shaft 1, which is connected to the shaft 1 through a transmission mechanism for moving the indicating element 4 in the direction of the longitudinal axis of shaft 1.

Príkladný prevodový mechanizmus na posuv indikačného prvku 4 pozostáva zo závitovej rúrky 3 pevne spojenej s hriadeľom 1, na ktorej vonkajšom závite je vnútorným závitom umiestnený indikačný prvok 4. Prevodový mechanizmus sa nachádza pod puzdrom 5 obklopujúcim hriadeľ 1. Indikačný prvok 4 je posuvný v smere pozdĺžnej osi hriadeľa 1 v rozsahu 5 až 60 mm.An exemplary transmission mechanism for moving the indicating element 4 consists of a threaded pipe 3 firmly connected to the shaft 1, on the external thread of which the indicating element 4 is placed with an internal thread. The transmission mechanism is located under the casing 5 surrounding the shaft 1. The indicating element 4 is movable in the longitudinal direction axis of shaft 1 in the range of 5 to 60 mm.

V ďalšom uskutočnení, ktoré tu nie je zobrazené, prevodový mechanizmus na posúvanie indikačného prvku pozostáva z čapu umiestneného na hriadeli, ktorý je vedený vo vačkovej drážke indikátora.In another embodiment, not shown here, the transmission mechanism for moving the indicator element consists of a pin located on the shaft, which is guided in the cam groove of the indicator.

V ešte ďalšom možnom uskutočnení je indikátor vybavený koncovým spínačom s vysielačom pripojeným k rušňovodičovi a/alebo k prevádzkovateľovi vozňa. Indikačný prvok 4 môže byť vybavený svetelnou signalizáciou. V uprednostňovanom uskutočnení je indikačný prvok 4 vybavený výraznou signálnou farbou. V puzdre 5 môže byť umiestnená ďalšia podporná elektronika.In yet another possible embodiment, the indicator is equipped with a limit switch with a transmitter connected to the train driver and/or to the wagon operator. Indicator element 4 can be equipped with light signaling. In a preferred embodiment, the indicator element 4 is equipped with a distinctive signal color. Additional supporting electronics can be placed in the case 5.

Ručná brzda, ďalej len (RB), sa na nákladných železničných vozňoch aktivuje otáčaním kolesa RB obsluhou. Otáčaním kolesa RB sa otáča aj hriadeľ 1, pomocou ktorého prevodovka ovláda celý mechanizmus RB, až kým sa brzdový valec nevysunie do konečnej zabrzdenej polohy.The handbrake, hereinafter referred to as (RB), is activated on freight railway wagons by turning the RB wheel by the operator. By turning the RB wheel, the shaft 1 also rotates, with the help of which the gearbox controls the entire RB mechanism, until the brake cylinder is extended to the final braking position.

Na realizáciu RB s navrhovaným indikátorom je potrebné umiestniť klzné ložisko 6, ktoré je vo väčšine konštrukcií namontované medzi kolesom RB a rámom vozňa, na druhú stranu bočnice 7 vozidla. Na pôvodné miesto klzného ložiska sa na hriadeľ 1 RB navlečie závitová rúrka 3, ktorá je k hriadeľu 1 ukotvená, napr. pomocou čapu 2. Na závitovú rúrku 3 je naskrutkovaný samotný indikátor 4 a celý mechanizmus je umiestnený v puzdre 5.To implement the RB with the proposed indicator, it is necessary to place the sliding bearing 6, which in most designs is mounted between the RB wheel and the carriage frame, on the other side of the sidewall 7 of the vehicle. At the original place of the sliding bearing, a threaded pipe 3 is threaded onto the shaft 1 RB, which is anchored to the shaft 1, e.g. using pin 2. The indicator 4 itself is screwed onto the threaded pipe 3 and the entire mechanism is placed in the housing 5.

Pri aktivácii RB obsluhou sa začne otáčať pevne spojená závitová rúrka 3 s hriadeľom 1 RB. Keď je indikačný prvok 4 spojený závitom so závitovou rúrkou 3 a zároveň je posuvne uložený v puzdre 5 geometriou, ktorá neumožňuje jeho rotačný pohyb, indikačný prvok 4 sa pri otáčaní hriadeľa 1 začne vysúvať z puzdra 5. V opačnom zmysle otáčania sa bude zasúvať do puzdra 5.When the RB is activated by the operator, the tightly connected threaded pipe 3 with the shaft 1 of the RB starts to rotate. When the indicator element 4 is connected by a thread to the threaded pipe 3 and at the same time is slidably stored in the housing 5 with a geometry that does not allow its rotational movement, the indicator element 4 will start to slide out of the housing 5 when the shaft 1 rotates. In the opposite direction of rotation, it will slide into the housing 5.

K vysunutiu indikačného prvku 4 dochádza okamžite, a preto je možná okamžitá vizuálna kontrola stavu RB bez potreby náročnej kontroly stavu RB kladivkom alebo otáčaním kolesa RB. Uplatnenie bude najmä pri vozňoch s kotúčovými brzdami. Táto indikácia je výhodná aj preto, že RB sa zvyčajne obsluhou aktivuje na prvom alebo nanajvýš druhom vozni vo vlaku. Krátkym pohľadom je tak možné skontrolovať stav RB na prvých dvoch alebo troch vozňoch. Jednoduchou indikáciou stavu RB je možné zabrániť rozjazdu vozňa s aktivovanouThe indication element 4 is pushed out immediately, and therefore an immediate visual check of the RB condition is possible without the need for a difficult check of the RB condition with a hammer or turning the RB wheel. The application will be mainly for wagons with disc brakes. This indication is also advantageous because the RB is usually activated by the operator on the first or at most the second car in the train. It is thus possible to check the status of the RB on the first two or three wagons with a quick glance. By simply indicating the status of the RB, it is possible to prevent the car from starting with an activated one

RB a vzniku plochých miest na dvojkolesiach vozňa, čo býva časté poškodenie pri správe vozového parku. Predchádzanie takémuto stavu má obrovský vplyv na plynulosť železničnej dopravy, bezpečnosť prevádzky a samozrejme na ekonomiku a ekológiu železničnej dopravy, pretože sa ušetrí celý proces dodávky nových dvojkolesí, ich výmeny, opravy jazdnej plochy a navrátenia opravených dvojkolesí späť do skladu majiteľa 5 vozňa.RB and the formation of flat spots on the two wheels of the wagon, which is a frequent damage in the management of the rolling stock. Preventing such a situation has a huge impact on the smoothness of railway traffic, the safety of operation and, of course, on the economy and ecology of railway transport, because the entire process of supplying new two-wheels, replacing them, repairing the running surface and returning the repaired two-wheels back to the warehouse of the 5-wagon owner is saved.

Na zvýšenie účinnosti tohto riešenia sa ponúka využiť priestor navrhovaného indikátora na pridanie koncového spínača 8, ktorý okrem vizuálnej indikácie stavu RB môže v spolupráci s telematikou posielať údaje o stave RB priamo majiteľovi alebo prevádzkovateľovi vozňa v reálnom čase. Rušňovodič tak môže pred odchodom vlaku overiť odbrzdenie RB v celej súprave. Naopak, pri identifikácii stavu zatiahnutej RB a 10 nameranej rýchlosti vozňa, v spolupráci s GPS, je možné byť okamžite informovaný o nežiaducom stave, čím majitelia vozňov získajú silný nástroj na určenie zodpovednosti za škody.To increase the effectiveness of this solution, it is proposed to use the space of the proposed indicator to add a limit switch 8, which, in addition to visual indication of the RB status, can, in cooperation with telematics, send data about the RB status directly to the owner or operator of the wagon in real time. The driver can thus verify the release of the RB in the entire set before the train departs. On the contrary, when identifying the state of retracted RB and 10 the measured speed of the wagon, in cooperation with GPS, it is possible to be immediately informed about the undesirable condition, which gives wagon owners a powerful tool for determining liability for damages.

Navrhovaný indikátor má potenciál byť ešte bezpečnejší integráciou osvetlenia, napríklad červeným svetlom, v zabrzdenej polohe.The proposed indicator has the potential to be even safer by integrating lighting, for example a red light, in the braked position.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial applicability

Indikátor stavu ručnej brzdy podľa tohto technického riešenia nájde využitie predovšetkým na ručných brzdách železničných nákladných vozňov, a to hlavne pri ich zabezpečení proti samovoľnému rozbehu.The handbrake status indicator according to this technical solution is primarily used on the handbrake of railway freight wagons, especially when securing them against spontaneous start-up.

Claims

1. Handbrake condition indicator, especially for freight railway wagons, equipped with a shaft connected on the one hand to the brake cylinder mechanism and on the other hand to the control wheel, the shaft passing through the side of the wagon, characterized by the fact that it contains an indicator element (4) located on shafts (1) on the outer side of the side (7) of the wagon, while the indicating element (4) is connected to the shaft (1) by means of a transmission mechanism for its displacement in the direction of the longitudinal axis of the shaft (1).

2. Indicator according to claim 1, characterized in that a bearing (6) is fixed on the inner side (7) of the wagon, through which the shaft (1) passes.

3. Indicator according to claims 1 or 2, characterized in that the transmission mechanism for moving the indicator element (4) consists of a threaded pipe (3) firmly connected to the shaft (1), on the external thread of which the indicator element is located with its internal thread ( 4).

4. Indicator according to claims 1 or 2, characterized in that the transmission mechanism for moving the indicator element (4) consists of a pin located on the shaft (1), which is guided in the cam groove of the indicator (4).

5. Indicator according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the transmission mechanism is protected by a casing (5).

6. Indicator according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the indicator element (4) is movable in the direction of the longitudinal axis of the shaft (1) in the range of 5 to 60 mm.

7. An indicator according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it is equipped with a limit switch (8) with a transmitter connected to the train driver and/or to the wagon operator.

8. Indicator according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the indicator element (4) is equipped with a light and/or signal color.

9. Indicator according to any one of claims 5 to 8, characterized in that supporting electronics are placed in the housing (5).