Тормозное устройство для железнодорожного вагона

1 Изобретение относится к тормозному устройству для железнодорожного вагона, в частности к тормозному устройству, содержащему натяжное устройство, служащее для того, чтобы прижимать тормозную колодку к тормозной поверхности колеса вагона. Тормозные устройства такого типа уже известны, они, в частности, устанавливаются на товарные вагоны. Тормозная колодка прижимается к бандажу колеса, вызывая его торможение в результате трения. Натяжное устройство представляет собой обычно треугольник из металлических стержней, называемый тормозным треугольником. Это равнобедренный треугольник,вершина которого лежит в плоскости симметрии вагона, а два других его угла расположены рядом с двумя колесами вагона, сидящими на одной оси. Тормозное усилие прикладывается к вершине тормозного треугольника в упомянутой раньше плоскости, это усилие распределяется между двумя тормозными колодками, в результате чего колодки прижимаются к бандажам соответствующих колес и вызывают торможение вагона. Известны также дисковые тормоза такого же типа, как и применяемые на автомобилях,которые устанавливаются на моторные и пассажирские вагоны. Преимуществом этих тормозов является большая эффективность, они производят меньше шума и вибрации, чем традиционные тормоза, воздействующие на бандажи колес. Однако они слишком дороги и работают совершенно по-другому. Следовательно, их нельзя устанавливать на железнодорожные вагоны, оборудованные тормозным треугольником. Настоящее изобретение имеет целью создать более совершенное тормозное устройство для железнодорожного вагона. В частности, оно имеет целью создать тормозное устройство, в котором сочетаются простота и надежность традиционных тормозов с более эффективным торможением. Оно также имеет целью создать такое устройство, в котором может быть использована традиционная конструкция тормозов с тормозным треугольником. Кроме того, оно имеет целью повысить эффективность работы традиционной тормозной конструкции без увеличения тормозного усилия, прикладываемого к тормозному треугольнику, и уменьшить уровень рабочего шума при незначительных затратах и довести его до уровня шума, создаваемого традиционными дисковыми тормозами. Целью изобретения является тормозное устройство для железнодорожного вагона, содержащее натяжное устройство, служащее для того, чтобы прижимать тормозную колодку к тормозной поверхности, связанной с колесами вагона, отличающееся тем, что она содержит реактивную опору, по меньшей мере, один ры 000157 2 чаг для взаимодействия с реактивной опорой и элемент связи между натяжным устройством и рычагом, тормозная колодка перемещается рычагом и прижимается к тормозной поверхности в результате поворота рычага под действием натяжного устройства и реактивной опоры. В соответствии с изобретением рычажный механизм позволяет увеличить эффективность торможения, сохраняя тот же тормозной привод, что и в известных устройствах. В способе реализации, относящемуся к изобретению, реактивной опорой является бандаж колеса вагона, а рычаг взаимодействует с бандажом посредством нажимного элемента. В частности, нажимной элемент может представлять собой тормозную колодку, а тормозная поверхность может представлять собой дополнительную тормозную поверхность. Дополнительная тормозная поверхность позволяет увеличить эффективность торможения по сравнению с обычным тормозным устройством с тормозным треугольником. В то же время, как это было отмечено выше, тормозной привод остается тот же, что и в обычных конструкциях. В другом варианте нажимной элемент не участвует в торможении и представляет собой,например, ролик, катящийся по бандажу. В другом способе реализации изобретения реактивная опора является частью конструкции вагона. Разумеется, только в том случае, когда вагон установлен на тележке, и тогда реактивная опора является элементом конструкции тележки. Этот способ реализации позволяет исключить бандаж колеса из процесса торможения и тем самым уменьшить его износ. В результате уменьшается также шум и вибрация. Также в способе реализации, относящемуся к изобретению, рычаг состоит из двух плеч,расположенных по обе стороны от его оси вращения, причем на одном плече рычага находится нажимной элемент, а на другом плече рычага находится тормозная колодка. В частности, тормозная поверхность может представлять собой цилиндрическую поверхность, соосную с колесом. Тормозная поверхность может также представлять собой кольцевую плоскость,параллельную плоскости колеса и соосную с ним. В этом последнем случае устройство в соответствии с изобретением может состоять из двух взаимосвязанных тормозных поверхностей, каждая из которых взаимодействует с одной тормозной колодкой и одним рычагом, причем силы, с которыми каждая из тормозных колодок действует на соответствующую тормозную поверхность, направлены взаимно противоположно. Таким образом можно значительно увеличить тормозное усилие и, следовательно, эффективность торможения без увеличения силы, 3 приложенной к натяжному устройству. В самом деле, силы, действующие на тормозные поверхности, будут боковыми и взаимно скомпенсированными. В соответствии с описанным выше способом реализации данного изобретения тормозное устройство может состоять из двух рычагов носителей колодок и одного управляющего рычага, причем один из рычагов - носителей колодок своим концом, противоположным колодке,установлен вращательно на реактивной опоре,управляющий рычаг, так же вращательно установленный на реактивной опоре, соединен с натяжным устройством, другой рычаг - носитель колодки соединен своим концом, противоположным колодке, с управляющим рычагом, а рычаги - носители колодок в центральной зоне соединены связующей тягой. Тормозное устройство может также включать в себя два рычага - носителя колодок, расположенный под прямым углом силовой цилиндр с продольным поршнем, присоединенным к натяжному устройству, и поперечный поршень, один из рычагов - носителей колодок,своим концом, противоположным колодке, установлен вращательно на реактивной опоре, и другой рычаг - носитель колодки своим концом,противоположным колодке, присоединен к поперечному поршню, при этом рычаги - носители колодок соединены между собой в центральной зоне связующей тягой. Ниже в качестве примера дается описание некоторых способов реализации изобретения в соответствии с чертежами, представленными в приложении, на которых: фиг. 1 иллюстрирует первый способ реализации изобретения; фиг. 2 - второй способ реализации изобретения; фиг. 3 представляет частичный вид сверху третьего способа реализации изобретения; фиг. 4 - вид спереди; фиг. 5 и 6 - перспективные изображения одного из рычагов, изображенных на фиг. 3 и 4; фиг. 7 - вид сверху четвертого способа реализации изобретения; фиг. 8 и 9 - перспективные изображения двух элементов устройства, изображенного на фиг. 7. фиг. 10 - вид сверху пятого способа реализации изобретения; фиг. 11 - вид сбоку данной реализации изобретения. На фиг. 1 изображен тормозной треугольник обычного типа, образованный двумя металлическими стержнями 1 одинаковой длины и третьим стержнем 2. Домкрат, не представленный на чертеже, позволяет приложить в точке 3,общей для двух стержней 1, силу, обозначенную стрелкой F. Точки 4, общие для стержня 2 с одной стороны и для каждого из стержней с другой сто 000157 4 роны, расположены рядом с каждым из колес 5,установленных на одной оси вагона. Когда растягивающая сила F приложена в точке 3, точки 4 приближаются к колесам 5. Точки 4 представляют собой в действительности шарнирные оси рычагов 6, состоящих каждый из двух плеч 7 и 8 соответственно и образующих прямой угол. Плечи 7 рычага параллельны осям колес 5, а плечи 8 параллельны оси вагона. На концах плеч рычагов 7, противоположных шарниру 4, с помощью не представленных на чертеже элементов закреплены тормозные колодки 9. Точно так же на концах плеч 8, противоположных шарниру 4, закреплены колодки 10. Тормозные колодки изготовлены обычным способом из чугуна, а колодки 10 изготовлены из композиционного фрикционного материала. Под действием приложенной к тормозному треугольнику силы натяжения, колодки 9 прижимаются к бандажам 11 колес 5, что вызывает появление первой тормозной силы. В результате этого рычаги 6 поворачиваются в направлении,указанном стрелками F1. При этом каждая из колодок 10 соприкасается с кольцевой фрикционной поверхностью 11, расположенной в плоскости, параллельной плоскости колеса, в результате чего появляется вторая тормозная сила. Кольцевые поверхности 12 изготовлены из любого подходящего фрикционного материала. Они соосны с колесами 5, закреплены на них и,следовательно, вращаются вместе с ними. Итак, отметим, что под действием такой же силы натяжения F, как и в известных уже конструкциях тормозных устройств, изобретение позволяет воздействовать первой тормозной силой, равной F/2, на бандажи колес и, кроме того, второй тормозной силой на кольцевые поверхности 12. Обе тормозные силы, действующие на поверхности 12, направлены наружуи прямо противоположны, что обеспечивает равновесие тормозного треугольника. В способе реализации, представленном на фиг. 2, на плече рычага, противоположном плечу 7 рычага, а именно на плече 8 установлена колодка 10', которая взаимодействует с дополнительной цилиндрической тормозной поверхностью 12', соосной с колесом 5. Как и в предыдущем примере, бандаж 11 воздействует на колодку 9 реактивной силой, стремящейся повернуть рычаг 6 вокруг шарнира 4 в направлении,указанном стрелкой F1. Вследствие этого колодка 10' прижимается к поверхности 12'; и здесь тоже возникает вторая тормозная сила. Способ реализации, представленный на фиг. 3 - 6, отличается от способа реализации,представленного на фиг. 1, в основном тем, что имеется два рычага 6' и 6", установленных на шарнирах 4' и 4". В данном случае эти два шарнира смонтированы на детали 19, закрепленной на концах стержней 1 и 2, и состоят из элементов 20, насаженных на оси 4' и 4". Колодкодер 5 жатели 21 установлены на плечах рычагов 8' и 8" и удерживают фрикционные колодки 10 а и 10b. Плечи рычага 7' и 7" имеют на своих концах выступы 21' и 21", несущие горизонтальную ось 22, параллельную колесной оси, которая удерживает колодкодержатель 9'. Следовательно, ось 22 соединяет концы плеч рычага 7' и 7" с колодкодержателем 9'. Колесо 5 в данном случае несет на себе две дополнительные фрикционные поверхности, на которых действуют две колодки 10 а и 10b. Таким образом, оно играет роль диска в уже известных устройствах дисковых тормозов. Под действием приложенной к тормозному треугольнику силы натяжения колодка 9 прижимается к бандажу 11, который толкает ось 22 назад и заставляет рычаги 6' и 6" повернуться вокруг осей 4' и 4" таким образом, что колодки 10 а и 10b прижимаются к дополнительным тормозным поверхностям. В способе реализации, представленном на фиг. 7 - 9, реактивной опорой является неподвижный элемент 20, закрепленный на конструкции, несущей колеса, то есть либо на корпусе вагона, либо на корпусе тележки. На этом элементе 20 имеется две фиксирующие проушины 21 и 22, назначение которых рассматривается ниже. Управляющий рычаг 23 треугольной формы закреплен так, что может поворачиваться относительно проушины 21 вокруг оси 24, проходящей через его середину. Конец одной из его ветвей 25 представляет собой вилку 26, а на конце другой ветви 27 имеется отверстие 28. Конец 29 тормозного треугольника выполнен с продолговатым отверстием 30 с тем, чтобы входить в зацепление с вилкой 26. Ось 31 проходит через отверстия 32 вилки 26 и 30 тормозного треугольника. На одном из концов каждого из двух рычагов 33 и 33' установлены тормозные колодки 34 и 34', взаимодействующие соответственно с тормозными поверхностями 35 и 35', расположенными на боковых поверхностях колеса 36. В качестве варианта поверхности 35 и 35' могут находиться на диске, жестко насажанном на ось колеса 36. Тяга 37 соединяет конец плеча 27 треугольного рычага 23 с концом рычага 33, противоположным колодке 34. Таким образом, эта тяга шарнирно закреплена одним своим концом на оси 38, пропущенной через отверстие 28, а другим концом - на оси 39, установленной на конце рычага 33, противоположном колодке 34. Конец рычага 33', противоположный колодке 34', шарнирно соединен с проушиной 22 неподвижного элемента 20. Средние зоны рычагов 33 и 33' соединены между собой связующей тягой 41, сидящей соответственно на осях 42 и 42'. 6 Когда сила натяжения действует на тормозной треугольник, последний заставляет треугольный рычаг 23 повернуться в направлении стрелки F2. Он, в свою очередь, заставляет рычаг 33 повернуться вокруг оси 42 в направлении стрелки F3. В результате этого с одной стороны колодка 34 прижимается к тормозной поверхности 35, а с другой стороны появляется сила, которая действует на рычаг 33' через тягу 41 в направлении стрелки F4. Вследствие этого колодки 34 и 34' прижимаются к соответствующим тормозным поверхностям 35 и 35'. Следовательно, в этом способе реализации бандаж 43 колеса 36 оказывается ненагруженным. Реализация изобретения на фиг. 7 - 9, которая описана выше, включает в себя ряд соединений, износ которых, в конце концов, может повлиять на эффективность работы устройства. Реализация изобретения на фиг. 10 и 11 дает возможность свести к минимуму данный недостаток, используя тот же принцип работы. Тормозной треугольник 1, 2 работает в данном случае на связующей тяге 50. Элемент 20 конструкции имеет две полости 51 для приема тормозной жидкости, образующие цилиндр,из которого выступают два перпендикулярных поршня 52 и 53. Поршень 52 является параллельным направлению натяжения тормозного треугольника и имеет вилку 54 на своем свободном конце,данная вилка принимает проушину связующей тяги 50. Свободный конец поршня 53 принимает конец поршня 33' (который является двойным как следует из фигуры 11), противоположного тормозной колодке 34'. Таким образом, при создании натяжения тормозным треугольником на связующей тяге 50 происходит углубление поршня 52, в результате чего поршень 53 выходит наружу. Колодка 34' входит в зацепление с тормозной поверхностью 35' и рычаг 33 поворачивается шарнирным механизмом 41, после чего колодка 34 входит в зацепление с тормозной поверхностью 35. Данная конструкция является более прочной по сравнению с прототипом и более универсальной благодаря возможному выбору площади поршней 52 и 53. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Тормозное устройство для железнодорожного вагона, содержащее натяжное устройство (1, 2), служащее для прижатия тормозной колодки к тормозной поверхности, связанной с колесом вагона, отличающееся тем, что включает прикрепленную к конструкции вагона реактивную опору (20), по меньшей мере, один рычаг (6, 6', 6", 33, 33') для взаимодействия с реактивной опорой, элемент связи (23, 41) между натяжным устройством и рычагом, при этом тормозная колодка выполнена с возможностью перемещения рычагом и прижатия к тормозной 7 поверхности в результате поворота рычага под действием натяжного устройства и реактивной опоры. 2. Тормозное устройство по п.1, отличающееся тем, что тормозная поверхность представляет собой цилиндрическую поверхность(12'), соосную с колесом. 3. Тормозное устройство по п.1, отличающееся тем, что тормозная поверхность представляет собой плоскую кольцевую поверхность, параллельную плоскости колеса и соосную с колесом. 4. Тормозное устройство по п.3, отличающееся тем, что содержит две дополнительные жестко связанные тормозные поверхности, каждая из которых имеет возможность взаимодействия с колодкой и рычагом, причем силы, с которыми каждая из колодок действует на соответствующую тормозную поверхность, направлены взаимно противоположно. 5. Тормозное устройство по п.4, отличающееся тем, что включает: два рычага-носителя колодок (33, 33') и управляющий рычаг (23), при этом конец одного из рычагов - носителей коло 000157 8 док, противоположный колодке, установлен вращательно на реактивной опоре (20), управляющий рычаг, так же вращательно установленный на реактивной опоре, соединен с натяжным устройством, конец другого рычага - носителя колодки, противоположный колодке, соединен с управляющим рычагом, при этом рычаги - носители колодок соединены между собой в центральной зоне связующей тягой (41). 6. Тормозное устройство по п.4, отличающееся тем, что включает: два рычага - носителя колодок (33, 33') и цилиндр (51) для передачи усилия, установленный под прямым углом к продольному поршню (52), который соединен с натяжным устройством, при этом поперечный поршень (53), один из рычагов - носителей колодок (33), установленный своим концом, противоположным колодке, вращательно на реактивной опоре и другой рычаг - носитель колодок (33') своим концом, противоположным колодке, соединенной с поперечным поршнем,соединены между собой в центральной зоне связующей тягой (41).