(13) B1 PL B1. (54) Urządzenie zmieniające siłę hamowania BUP 17/93 Tryb., PL

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: Urząd Patentowy (22) Data zgłoszenia: Rzeczypospolitej Polskiej (51) IntCl6: B61H9/02 (54) Urządzenie zmieniające siłę hamowania (73) Uprawniony z patentu: (43) Zgłoszenie ogłoszono: P.P.H.U. "CITO" Spółka z o.o., Piotrków BUP 17/93 Tryb., PL (72) Twórcy wynalazku: (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: Waldemar Wójcicki, Piotrków Tryb., PL WUP 03/96 Zbyszek Marciniak, Piotrków Tryb., PL Krzysztof Pałubski, Piotrków Tryb., PL PL B1 ( 5 7 ) 1. Urządzenie zmieniające siłę hamo wania, z dociskanym do trasy jezdnej zespołem hamulcowym zaopatrzonym w co najmniej jeden element sprężysty napięty w czasie normalnej pracy co najmniej jednym siłownikiem, oraz z urządzeniem reagującym na przekroczenie nastawionej prędkości granicznej, znamienne tym, ze zawiera układ połączeń (20-44) przy czym do jednego końca (35) siłownika (36) sterującego ciśnieniem w układzie (20-44) jest zamocowany zestaw transportowany, a do drugiego końca (39) siłownika (36) jest zamocowany element (40), sterujący poprzez zawór przelewowy sterowany (42), ciśnieniem w układzie (20-44) w funkcji siły składowej pochodzącej od obciążenia zestawu transportowanego. Fig 1

2 Urządzenie zmieniające siłę hamowania Zastrzeżenia patentowe 1. Urządzenie zmieniające siłę hamowania, z dociskanym do trasy jezdnej zespołem hamulcowym zaopatrzonym w co najmniej jeden element sprężysty napięty w czasie normalnej pracy co najmniej jednym siłownikiem, oraz z urządzeniem reagującym na przekroczenie nastawionej prędkości granicznej, znamienne tym, ze zawiera układ połączeń (20-44) przy czym do jednego końca (35) siłownika (36) sterującego ciśnieniem w układzie (20-44) jest zamocowany zestaw transportowany, a do drugiego końca (39) siłownika (36) jest zamocowany element (40), sterujący poprzez zawór przelewowy sterowany (42), ciśnieniem w układzie (20-44) w funkcji siły składowej pochodzącej od obciążenia zestawu transportowanego. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, ze połączenia poszczególnych elementów układu (20-44) są tak realizowane, że w momencie przekroczenia nastawianej zaworem (22) prędkości granicznej zestawu transportowanego zamocowanego do końca (39) siłownika (36), czynnik ciśnieniowy spływający z przestrzeni tłocznych (13) i (14) siłowników hamulcowych (6) i (7) jest gromadzony w akumulatorze (32). 3. Urządzenie zmieniające siłę hamowania, z dociskanym do trasy jezdnej zespołem hamulcowym zaopatrzonym w co najmniej jeden element sprężysty napięty w czasie normalnej pracy co najmniej jednym siłownikiem, oraz z urządzeniem reagującym na przekroczenie nastawionej prędkości granicznej, znamienne tym, że zawiera układ połączeń (45-56), utrzymujący siłę hamowania na poziomie zależnym od wielkości siły składowej pochodzącej od obciążenia zestawu transportowanego, przy czym zawór (47) sterujący siłą hamowania łączy przestrzenie tłoczne (13) i (14) siłowników hamulcowych (6) i (7) ze zbiornikiem (16), odcina przestrzenie tłoczne (13) i (14) siłowników hamulcowych (6) i (7) od połączenia ze zbiornikiem (16) albo łączy przestrzenie tłoczne (13) i (14) siłowników hamulcowych (6) i (7) z przestrzenią roboczą akumulatora (32) w zależności od położenia suwaka zaworu rozdzielającego (47), który to suwak przemieszcza się w funkcji opóźnienia zestawu transportowanego. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że przestrzenie robocze (55) i (56) zaworu sterującego (47) są ze sobą połączone. 5. Urządzenie według zastrz. 3,znamienne tym, że przestrzenie robocze (55) i (56) zaworu sterującego (47) są połączone z atmosferą. * * * Przedmiotem wynalazku jest urządzenie zmieniające siłę hamowania, mogące znaleźć zastosowanie w górnictwie, zwłaszcza w wózkach hamulcowych kolejki szynowej. W znanym ze zgłoszenia nr , opublikowanym w Biuletynie Urzędu Patentowego nr 21 z 1991 roku, rozwiązania wózka hamulcowego naziemnej lub podwieszonej kolejki szynowej dla górnictwa, pozioma półka szyny jest obejmowana od góry i od dołu przez dwie pary przeciwległe położonych szczęk hamulcowych. Obie szczęki hamulcowe dolne są osadzone na dolnej części obudowy, a obie szczęki hamulcowe górne są osadzone na górnej części obudowy. Przez górną i dolną część obudowy przechodzi sworzeń ze sprężyną. Zespół sworznia ze sprężyną jest tak zbudowany, ze powoduje poprzez część górną i część dolną obudowy dociskanie szczęk dolnych i szczęk górnych do poziomej półki szyny. Po obu stronach zespołu sworznia ze sprężyną osadzone są dwa siłowniki hydrauliczne jednostronnego działania rozpierające część górną i część dolną obudowy. Przestrzeń tłoczna siłowników hydraulicznych jednostronnego działania jest połączona za pomocą układu hydraulicznego z małym siłownikiem hydraulicznym, którego tłoczysko w środkowym odcinku

3 swojej długości jest wykonane w postaci listwy zębatej. Do koła zębatego współpracującego z listwą zębatą tłoczyska małego siłownika hydraulicznego zamocowana jest masa w postaci wahadła wychylającego się w kierunku jazdy wózka hamulcowego. Gdy w przestrzeni tłocznej siłowników hydraulicznych jednostronnego działania nie ma czynnika ciśnieniowego, zespół sworznia ze sprężyną dociska poprzez górną i dolną część obudowy szczęki górne i szczęki dolne do poziomej półki szyny i wózek hamulcowy jest zatrzymany. Po doprowadzeniu czynnika ciśnieniowego do siłowników hydraulicznych jednostronnego działania następuje ściśnięcie sprężyny. Obie części obudowy wraz ze szczękami górnymi i dolnymi s ą luzowane i odsuwają się od poziomej półki szyny. Rozpoczyna się jazda wózka hamulcowego. W momencie, gdy podczas jazdy wózka hamulcowego nastąpi przekroczenie prędkości dopuszczalnej, urządzenie wyzwalające przesteruje poprzez układ połączeń odpowiednie zawory i czynnik ciśnieniowy z przestrzeni tłocznych siłowników hydraulicznych jednostronnego działania zostanie odprowadzony do zbiornika. Sprężyna rozpręży się i poprzez sworzeń oraz górną i dolną część obudowy nastąpi zaciśnięcie szczęk górnych i szczęk dolnych na poziomej półce szyny. Nastąpi gwałtowne hamowanie wózka hamulcowego. Wzrasta opóźnienie wózka hamulcowego i masa w postaci wahadła wychyla się w kierunku jazdy wózka hamulcowego. Wychylenie to jest tym mocniejsze im większe jest opóźnienie wózka hamulcowego. Mechanizm zębatkowy przesuwa tłoczysko małego siłownika hydraulicznego. Wzrasta ciśnienie w układzie małego siłownika hydraulicznego i po otwarciu zaworu, czynnik ciśnieniowy wypełnia przestrzenie robocze siłowników hydraulicznych jednostronnego działania. W układzie hydraulicznym zostaje wytworzone ponownie ciśnienie hydrauliczne o wielkości zależnej od bezwładności masy w postaci wahadła. Zespół sworznia ze sprężyną poprzez górną i dolną część obudowy zostaje ściśnięty i nacisk szczęk na półkę zostaje zmniejszony, powodując tym samym zmniejszenie opóźnienia. Niedogodnością tego rozwiązania wózka hamulcowego jest konieczność zastosowania masy bezwładnościowej w postaci wahadła. Zwiększają się gabaryty konstrukcyjne wózka hamulcowego a ponadto zachodzi konieczność regulacji wielkości masy bezwładnościowej w zależności od obciążenia wózka hamulcowego. W momencie przekroczenia prędkości granicznej następuje odcięcie gałęzi spływu czynnika ciśnieniowego. Układ staje się mało elastyczny i w przypadku wystąpienia uskoku toru jezdnego istnieje ryzyko zjawiska braku hamowania wózka. Celem wynalazku jest urządzenie zmieniające siłę hamowania w zależności od wielkości siły składowej pochodzącej od obciążenia zestawu transportowanego, którego konstrukcja pozwala na wyeliminowanie wyżej wymienionych niedogodności. Cel ten osiągnięto urządzeniem zawierającym układ połączeń przy czym do jednego końca siłownika sterującego ciśnieniem w układzie jest zamocowany zestaw transportowany. Do drugiego końca siłownika jest zamocowany element, sterujący poprzez zawór przelewowy sterowany, ciśnieniem w układzie w funkcji siły składowej pochodzącej od obciążenia zestawu transportowanego. Połączenia poszczególnych elementów układu są tak zrealizowane, ze w momencie przekroczenia nastawionej zaworem prędkości granicznej zestawu transportowanego zamocowanego do końca siłownika, czynnik ciśnieniowy spływający z przestrzeni tłocznych siłowników hamulcowych jest gromadzony w akumulatorze. W rozwinięciu wynalazku urządzenie zawiera układ połączeń utrzymujących siłę hamowania na poziomie zależnym od wielkości siły składowej pochodzącej od obciążenia zestawu transportowanego. Zawór sterujący siłą hamowania łączy przestrzenie tłoczne siłowników hamulcowych ze zbiornikiem, odcina przestrzenie tłoczne siłowników hamulcowych od połączenia ze zbiornikiem albo łączy przestrzenie tłoczne siłowników hamulcowych z przestrzenią roboczą akumulatora w zależności od położenia suwaka zaworu rozdzielającego, który to suwak przemieszcza się w funkcji opóźnienia zestawu transportowanego. Przestrzenie

4 robocze zaworu rozdzielającego są ze sobą połączone. Przestrzenie robocze zaworu rozdzielającego są połączone z atmosferą. Rozwiązanie według wynalazku pozwala na wyeliminowanie konieczności ponownego wytwarzania ciśnienia hydraulicznego w układzie, niezbędnego do prawidłowego przebiegu procesu hamowania. Uzależnienie siły hamowania od obciążenia zestawu transportowanego pozwala na uniknięcie gwałtownych przeciążeń będących efektem zbyt szybkiego hamowania. Ponadto gabaryty konstrukcyjne wózka hamulcowego ulegają znacznemu zmniejszeniu. Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat urządzenia w postaci układu mechaniczno-hydraulicznego z zastosowaniem siłownika sterującego ciśnieniem w układzie w zależności od wielkości sił składowej pochodzącej od obciążenia zestawu transportowanego, a fig. 2 przedstawia schemat urządzenia w postaci układu mechaniczno-hydraulicznego z zastosowaniem zaworu sterującego o nastawianym opóźnieniu. Tor jezdny 1 jest obejmowany z obu stron przez przeciwległe względem siebie położone szczęki hamulcowe 2 i 3. Szczęka 2 jest osadzona na tłoczysku 4 siłownika 6, natomiast szczęka 3 jest osadzona na tłoczysku 5 siłownika 7. Oba cylindry siłowników 6 i 7 są zamocowane do obudowy 8 urządzenia Sprężyna 11 umieszczona pomiędzy obudową 8 urządzenia, a tłokiem 9 siłownika hamulcowego 6, dociska szczękę 2 osadzoną na tłoczysku 4 siłownika hamulcowego 6 do toru jezdnego 1. Sprężyna 12 umieszczona pomiędzy obudową 8 urządzenia, a tłokiem 10 siłownika hamulcowego 7, dociska szczękę 3 osadzoną na tłoczysku 5 siłownika hamulcowego 7 do toru jezdnego 1. Do przestrzeni tłocznej 13 siłownika 6 oraz do przestrzeni tłocznej 14 siłownika 7 jest dołączony przewód doprowadzający 15. Do doprowadzenia czynnika ciśnieniowego do przestrzeni tłocznej 13 siłownika 6 i przestrzeni tłocznej 14 siłownika 7 służy zasilana ze zbiornika 16 pompa 17. Czynnik ciśnieniowy jest zasysany przewodem 18 ze zbiornika 16 za pomocą pompy 17 i zaworu 19. Konstrukcja zaworu 19 jest taka, że umożliwia jedynie zasysanie czynnika ciśnieniowego za pomocą pompy 17 ze zbiornika 16. Po zassaniu czynnik ciśnieniowy poprzez zawór 20 i przewód 21 jest doprowadzony do zaworu 22. Konstrukcja zaworu 20 jest taka, ze umożliwia jedynie tłoczenie czynnika ciśnieniowego za pomocą pompy 17 do dalszych części układu. Po przejściu przez zawór 22 czynnik ciśnieniowy przewodem 15 jest doprowadzony do przestrzeni tłocznych 13 i 14 siłowników hamulcowych 6 i 7. Czynnik ciśnieniowy jest doprowadzony do przestrzeni tłocznych 13 i 14 siłowników hamulcowych 6 i 7, aż do momentu, gdy nastąpi ściśnięcie sprężyn 11 i 12 siłowników hamulcowych 6 i 7. W rezultacie ściśnięcia sprężyn 11 i 12 siłowników hamulcowych 6 i 7 przez czynnik ciśnieniowy nastąpi odsunięcie się szczęk 2 i 3 od toru jezdnego 1. Nadmiar czynnika ciśnieniowego odprowadzany jest poprzez przewód 23 oraz zawór 24 i przewód 25 do zbiornika 16. Zawór 24 jest tak skonstruowany, że przepuszcza czynnik ciśnieniowy do zbiornika 16 po przekroczeniu nastawionego na zaworze 24 ciśnienia roboczego w układzie. Po przekroczeniu przez zestaw transportowany prędkości dopuszczalnej, urządzenie 26 reagujące na przekroczenie tej prędkości spowoduje poprzez popychacz 27 przesterowanie zaworu 22. Zawór 22 może być również przesterowany ręcznie. Czynnik ciśnieniowy z przestrzeni tłocznych 13 i 14 siłowników hamulcowych 6 i 7 zostanie odprowadzony przewodem 15 poprzez zawór 22 i przewód 30 do przestrzeni roboczej 31 akumulatora 32. Spływ czynnika ciśnieniowego do zbiornika 16 jest odcięty poprzez zawory 20 i 24. Czynnik ciśnieniowy wypełniając przestrzeń roboczą 31 akumulatora 32 przesuwa tłok 33 powodując ściśnięcie sprężyny 34 umieszczonej pomiędzy tłokiem 33, a obudową akumulatora 32.

5 W wyniku odprowadzenia czynnika ciśnieniowego z przestrzeni tłocznych 13 i 14 siłowników hamulcowych 6 i 7, sprężyny 11 i 12 przesuwają tłoki 9 i 10 dociskając osadzone na tłoczyskach 4 i 5 siłowników hamulcowych 6 i 7 szczęki 2 i 3 do toru jezdnego 1. Zaczyna się proces hamowania łagodzony poprzez ciśnienie panujące w akumulatorze 32. W wyniku hamowania powstaje siła składowa pochodząca od obciążenia końca 35 siłownika 36 zestawem transportowanym. Siła ta powoduje przesunięcie się tłoczyska 38, a wraz z nim przesunięcie elementu sterującego 40 zamocowanego do końca 39 siłownika 36. Popychacz 41 przesteruje zawór przelewowy sterowany 42 i czynnik ciśnieniowy z przestrzeni roboczej 31 akumulatora 32 poprzez przewód 43, zawór przelewowy sterowany 42 i przewód 44 zostanie odprowadzony do zbiornika 16. Spada ciśnienie w układzie i sprężyny 11 i 12 siłowników hamulcowych 6 i 7 zaciskają szczęki 2 i 3 na torze jezdnym 1. W rozwinięciu wynalazku podczas napełniania przestrzeni tłocznych 13 i 14 siłowników hamulcowych 6 i 7 zostaje jednocześnie przewodem 45 napełniona przestrzeń robocza 31 akumulatora 32. Po zakończeniu procesu napełniania przestrzeni tłocznych 13 i 14 siłowników hamulcowych 6 i 7 oraz przestrzeni roboczej 31 akumulatora 32 zawór 46 odcina powrót czynnika ciśnieniowego z przestrzeni roboczej 31 akumulatora 32 do przestrzeni roboczych 13 i 14 siłowników hamulcowych 6 i 7. Po przekroczeniu przez zestaw transportowany prędkości dopuszczalnej zadziała analogicznie jak w poprzednio opisanym układzie urządzenie 26 reagujące na przekroczenie tej prędkości. Poprzez popychacz 27 zostanie przesterowany zawór 22. Zawór 22 może być również przesterowany ręcznie. Czynnik ciśnieniowy z przestrzeni tłocznych 13 i 14 siłowników hamulcowych 6 i 7 zostanie odprowadzony przewodem 15 poprzez zawór 22 i przewód 30 do zaworu 47, a następnie przewodem 48 do zbiornika 16. Sprężyny 11 i 12 siłowników hamulcowych 6 i 7 przesuną tłoczyska 4 i 5 docisną szczęki 2 i 3 do toru jezdnego 1. Zacznie się proces hamowania. W momencie przekroczenia nastawionej elementami sprężystymi 49 i 50 wartości opóźnienia zawór 47 przesteruje układ. Czynnik ciśnieniowy z przestrzeni roboczej 31 akumulatora 32 przewodem 52 jest doprowadzony do zaworu sterującego 47. W zależności od kierunku przesterowania zaworu 47 czynnik ciśnieniowy jest odprowadzony dalej przewodami 53 lub 54, przewodem 45 do przestrzeni tłocznych 13 i 14 siłowników hamulcowych 6 i 7. Szczęki 2 i 3 zamocowane do tłoczysk 4 i 5 siłowników hamulcowych 6 i 7 zmniejszą nacisk na tor jezdny 1 i siła hamowania maleje aż do momentu ponownego przesterowania zaworu 47, czyli do momentu ponownego osiągnięcia przez zestaw transportowany opóźnienia nastawionego na zaworze 47. W celu bardziej stabilnej pracy zaworu sterującego 47, przestrzenie robocze 55 i 56 zaworu sterującego 47 są ze sobą połączone przewodem 51.

6

7 Fig

8 Fig. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł