АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ТОРМОЗНОЙ РЫЧАЖНОЙ ПЕРЕДАЧИ

Название	АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ТОРМОЗНОЙ РЫЧАЖНОЙ ПЕРЕДАЧИ
Разработчик (Авторы)	Ю.П. Бороненко, С.В. Хохлов, Д.Г. Бейн
Вид объекта патентного права	Полезная модель
Регистрационный номер	176366
Дата регистрации	17.01.2018
Правообладатель	Акционерное общество "Научно-внедренческий центр "Вагоны" (АО "НВЦ "Вагоны")
Область применения (класс МПК)	B61H 15/00 (2006.01) B61H 13/28 (2006.01)

Описание изобретения

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу, в частности к тормозным системам грузовых вагонов.

Известен автоматический регулятор тормозной рычажной передачи двустороннего действия (US 7802662, опубл. 28.10.2010, МПК F16D 65/52, прототип), включающий корпус, содержащий пружины, расположенный соосно внутри них регулирующий винт с установленной на нем регулирующей гайкой, которая расположена между пружинами, упорные подшипники, размещенные с обеих сторон гайки, и рычаг привода, закрепленный в корпусе. Между одной из пружин и регулирующим винтом соосно с ними установлен цилиндрический стакан (тяговой стакан), который перемещается в корпусе автоматического регулятора при движении регулирующего винта, в конце которого выполнено отверстие для размещения рычага привода. Рычаг привода установлен внутри корпуса автоматического регулятора и закреплен с противоположной стороны в специально выполненных выступах (ушках) на корпусе автоматического регулятора посредством болта.

Технической проблемой указанного решения является установка рычага привода внутри отверстия (тягового) стакана внутри корпуса автоматического регулятора, что ограничивает длину регулирующего винта и соответственно изменяемую длину автоматического регулятора в целом, что указывает на отсутствие возможности применения указанного автоматического регулятора в тормозных системах с более высокими передаточными числами, так как при увеличении передаточного числа для компенсации всех зазоров, возникающих при износах деталей, требуется большая изменяемая длина автоматического регулятора.

Из уровня техники известен автоматический регулятор тормозной рычажной передачи двустороннего действия (US 3900086, опубл. 19.08.1975, МПК F16D 65/66), включающий корпус, содержащий пружину, внутри которой соосно расположен регулирующий винт и установленные на нем регулирующие гайки, а также рычаг привода, закрепленный на корпусе. Рычаг привода выполнен в форме кольца с элементом крепления привода, при этом кольцевая часть рычага охватывает корпус автоматического регулятора и не закреплена на нем, другими словами, рычаг привода выполнен с возможностью перемещения по корпусу автоматического регулятора.

Техническими проблемами указанного решения являются сложность конструкции автоматического регулятора, наличие большого количества различных элементов, свободное перемещение рычага привода по корпусу автоматического регулятора, а также значительное расстояние расположения привода относительно корпуса автоматического регулятора и регулирующего винта, что не обеспечивает компенсирование минимальных зазоров, появляющихся в тормозной системе при износе деталей, например, компенсация зазора между тормозной колодкой и поверхностью обода колеса и др.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является расширение возможности регулирования автоматического регулятора, которое обеспечивается за счет увеличения длины регулирующего винта и увеличения рабочего хода регулирующего винта автоматического регулятора, при сохранении прочности.

Указанный технический результат достигается тем, что в автоматическом регуляторе тормозной рычажной передачи ходовой тележки грузового вагона, содержащем корпус, расположенные в нем пружины, в которых соосно расположен регулирующий винт с установленной на нем регулирующей гайкой, корпус снабжен рычагом привода, предназначенным для соединения привода регулятора с рычагом тормозной рычажной передачи, согласно настоящей полезной модели, рычаг привода выполнен охватывающей корпус регулятора формы в виде кольца, снабженного монтажной скобой, в которой выполнены два соосных сквозных отверстия для пропуска через в них элемента крепления для соединения рычага привода с корпусом автоматического регулятора. Два соосных сквозных отверстия в монтажной скобе могут быть выполнены диаметром «d1» в диапазоне размеров от 8 до 18 мм. Отношение внутреннего «D1» и внешнего «D2» диаметров корпуса рычага привода может быть выполнено в диапазоне от 0,5 до 0,85. Рычаг привода может быть выполнен сложного профиля с дугообразными участками. Рычаг привода может быть выполнен с дополнительным отверстием для размещения привода автоматического регулятора. Дополнительное отверстие для размещения привода автоматического регулятора может быть выполнено диаметром «d2» в диапазоне размеров от 15 до 26 мм. Отношение значения расстояния от центра корпуса рычага привода до центра дополнительного отверстия «А» к значению расстояния от центра корпуса рычага привода до центра двух соосных сквозных отверстий «В» в монтажной скобе может быть выполнено в диапазоне значений от 0,8 до 1,3. В качестве элемента крепления рычага привода к корпусу автоматического регулятора могут быть использованы болт с гайкой и стопорными шайбами, ось, зафиксированная шплинтами, резьбовая шпилька с гайками и стопорными шайбами, заклепка, проволока, шплинт, штифт, резьбовой винт с гайкой и стопорными шайбами. Монтажная скоба рычага привода может быть выполнена с разрезом. Корпус автоматического регулятора может быть выполнен из телескопически собранных труб.

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что рычаг привода выполнен охватывающей корпус регулятора формы в виде кольца, снабженного монтажной скобой, в которой выполнены два соосных сквозных отверстия для пропуска через в них элемента крепления для соединения, закрепления (фиксации) рычага привода с корпусом автоматического регулятора, которые могут быть выполнены диаметром «d1» в диапазоне размеров от 8 до 18 мм, а также рычаг привода может быть выполнен сложного профиля с дугообразными участками и отношение внутреннего «D1» и внешнего «D2» диаметров корпуса рычага привода может быть выполнено в диапазоне от 0,5 до 0,85, кроме того рычаг привода может быть выполнен с дополнительным отверстием для размещения привода автоматического регулятора, которое может быть выполнено диаметром «d2» в диапазоне размеров от 15 до 26 мм, кроме того отношение значения расстояния от центра корпуса рычага привода до центра дополнительного отверстия «А» к значению расстояния от центра корпуса рычага привода до центра двух соосных сквозных отверстий «В» в монтажной скобе может быть выполнено в диапазоне значений от 0,8 до 1,3, в качестве элемента крепления рычага привода к корпусу автоматического регулятора могут быть использованы болт, ось, шпилька, заклепка, проволока, шплинт, штифт, винт, кроме того монтажная скоба рычага привода может быть выполнена с разрезом, при этом корпус автоматического регулятора может быть выполнен из телескопически собранных труб.

Такое отличие от прототипа дает основание утверждать о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели – «новизна».

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 – автоматический регулятор тормозной рычажной передачи (общий вид); на фиг. 2 – то же самое, продольный разрез; на фиг. 3 и фиг. 4 – рычаг привода, изометрический вид, фиг. 5 – рычаг привода (вид сверху), фиг. 6 – рычаг привода (вид сбоку).

Автоматический регулятор тормозной рычажной передачи, представленный на фиг. 1 и 2, содержит корпус 1, расположенные в нем пружины 2 и 3, в которых соосно расположен регулирующий винт 4 с установленной на нем регулирующей гайкой 5, и рычаг привода 6, который закреплен на корпусе 1 автоматического регулятора, и привод 7. Между пружинами 2 и 3 и регулирующим винтом 4 соосно с ними расположены цилиндрические стаканы 8 и 9.

Рычаг привода 6, представленный на фиг. 3 – 6, выполнен охватывающей корпус регулятора формы в виде кольца сложного профиля, выполненного с внутренним диаметром «D1» и внешним диаметром «D2», снабженного монтажной скобой 6.1, в которой выполнены два соосных отверстия 6.2 диаметра «d1» для пропуска через них элемента крепления (не показано на чертеже) для соединения рычага привода с корпусом автоматического регулятора. Отношение внутреннего «D1» и внешнего «D2» диаметров корпуса рычага привода может быть выполнено в диапазоне от 0,5 до 0,85. На корпусе 1 автоматического регулятора выполнен выступ 1.1 с отверстием 1.2 также диаметра «d1», который при установке рычага привода 6 на корпус 1 размещается в монтажной скобе 6.1 так чтобы отверстие 1.2 и отверстия 6.2 совместились. Для закрепления рычага привода 6 на корпусе 1 автоматического регулятора через совмещенные отверстия 1.2 и 6.2 пропускается элемент крепления (не показан на чертежах).

В представленном варианте, рычаг привода 6 выполнен сложного профиля с дугообразными участками и с дополнительным отверстием 6.3 диаметра «d2» для размещения привода 7 автоматического регулятора на минимальном расстоянии от корпуса автоматического регулятора, но при этом отношение значения расстояния от центра корпуса рычага привода до центра дополнительного отверстия «А» к значению расстояния от центра корпуса рычага привода до центра двух соосных сквозных отверстий в монтажной скобе «В» может быть выполнено в диапазоне значений от 0,8 до 1,3. Кроме того, монтажная скоба 6.1 рычага привода 6 может быть выполнена с разрезом 6.4 (фиг. 4).

Заявляемая полезная модель работает следующим образом.

Автоматический регулятор устанавливается в рычажную передачу тормозной системы, при этом привод автоматического регулятора, закрепленный на нем посредством рычага привода, соединен с рычагом тормозного цилиндра. Автоматический регулятор обеспечивает выход штока тормозного цилиндра в установленных пределах и скручивание (уменьшение длины автоматического регулятора) при смене тормозных колодок.

При торможении и отпуске тормозов от тормозного цилиндра через рычажную передачу на концы автоматического регулятора и на рычаг привода через привод действуют сжимающие и разжимающие силы. При нормативном значении выхода штока тормозного цилиндра автоматический регулятор работает как жесткая тяга. В случае, когда выход штока тормозного цилиндра больше или меньше нормативного значения, то рычаг тормозной системы начинает воздействовать на привод автоматического регулятора и соответственно на автоматический регулятор через рычаг привода, за счет чего длина автоматического регулятора уменьшается или увеличивается соответственно.

Технический результат заявляемой полезной модели, заключающийся в расширении возможности регулирования автоматического регулятора, которое обеспечивается за счет увеличения длины регулирующего винта и увеличения рабочего хода регулирующего винта автоматического регулятора, при сохранении прочности, для обеспечения компенсации различных зазоров, возникающих при износах деталей системы, упрощения конструкции автоматического регулятора, использование автоматического регулятора в тормозных системах с увеличенным передаточным числом и тормозной эффективностью (например, в тележках с увеличенной осевой нагрузкой), а также позволит не проводить дополнительных регулировок тормозной системы в процессе эксплуатации, достигается следующим образом.

Выполнение автоматического регулятора с рычагом привода, закрепленном на корпусе и обхватывающим его, обеспечивает увеличение длины регулирующего винта и увеличение рабочего хода регулирующего винта автоматического регулятора на 5–10 % от длины полностью собранного автоматического регулятора за счет расположения рычага привода на корпусе регулятора, а не внутри него.

Увеличение длины регулирующего винта и увеличение рабочего хода регулирующего винта автоматического регулятора обеспечивает использование такого автоматического регулятора в тормозных системах с увеличенным передаточным числом и тормозной эффективностью, например, в тележках с увеличенной осевой нагрузкой.

Увеличения длины автоматического регулятора обусловленного увеличением длины регулирующего винта и его рабочего хода за счет установки и закрепления рычага привода на корпусе автоматического регулятора позволяет обеспечить компенсацию различных зазоров, возникающих в ходе эксплуатации тормозной системы, как минимальных, например, ненормативный выход штока тормозного цилиндра, так и увеличивающихся в ходе эксплуатации, например, износ тормозных колодок, когда расстояние от рабочей поверхности колодки до поверхности катания колеса увеличивается и со временем становится больше. Обеспечение компенсации различных зазоров позволяет не проводить дополнительных регулировок тормозной системы и тем самым значительно упрощает ее использование, а также увеличивает межремонтный интервал.

Минимальное значение диаметра «d1» двух соосных сквозных отверстий в монтажной скобе равное 8 мм обусловлено прочностными характеристиками узла крепления рычага привода на корпус автоматического регулятора. При меньшем диаметре необходимо использование элемента крепления меньшего диаметра, который при достаточно больших нагрузках может сломаться и выведет из строя автоматический регулятор.

Максимальное значение диаметра «d1» двух соосных сквозных отверстий в монтажной скобе равное 18 мм обусловлено прочностными характеристиками корпуса рычага привода автоматического регулятора. При большем диаметре стенки монтажной скобы будут меньшего размера, что может привести к излому одной из стенок в зоне наименьшей толщины, что также выведет из строя автоматический регулятор.

Диапазон значений отношения внутреннего диаметра к внешнему диаметру корпуса рычага привода «D1» к внешнему «D2» обусловлен результатами проведенных расчетов на прочность. Минимальное значение отношения «D1/D2» равное 0,5 обусловлено минимальной толщиной корпуса рычага привода автоматического регулятора. Максимальное значение отношения «D1/D2» равное 0,85 обеспечивает максимальную прочность корпуса рычага привода, так как при дальнейшем увеличении толщины корпуса рычага привода прочностные характеристики изменяются незначительно.

Сложный профиль с дугообразными участками рычага привода обеспечивает более четкую передачу нагрузок от рычага тормозного цилиндра на автоматический регулятор посредством привода, что также обеспечивает компенсацию минимальных зазоров.

Диапазон значений диаметра «d2» дополнительного отверстия для размещения привода автоматического регулятора от 15 до 26 мм обусловлено прочностными характеристиками узла крепления привода автоматического регулятора и рычага привода. При меньшем значении диаметра необходимо использование элемента крепления привода, например, болт меньшего диаметра, который при достаточно больших нагрузках может сломаться и выведет из строя автоматический регулятор. При большем значении диаметра стенки корпуса рычага привода в районе дополнительного отверстия будут меньшего размера, что может привести к излому одной из стенок в зоне наименьшей толщины, что также выведет из строя автоматический регулятор.

Размещение элементов привода в дополнительном отверстии рычага привода диаметра «d2» на минимальном расстоянии от корпуса автоматического регулятора позволяет обеспечить быстрое реагирование автоматического регулятора и регулирование его длины на возникающие минимальные зазоры. Диапазон значений отношения расстояния от центра корпуса рычага привода до центра дополнительного отверстия «А» к значению расстояния от центра корпуса рычага привода до центра двух соосных сквозных отверстий «В» в монтажной скобе от 0,8 до 1,3 обусловлен чувствительностью автоматического регулятора к малым зазорам, возникающим в тормозной системе. Расстояния «А» и «В» являются плечами силы, прикладываемой от рычага тормозного цилиндра, действующего на привод автоматического регулятора. Таким образом, при большем значении отношения «А/В» плечо прикладываемой силы будет больше и автоматический регулятор перестанет быть чувствителен к возникающим минимальным зазорам, а при меньшем значении отношения «А/В» плечо прикладываемой силы будет меньше и соответственно момент силы также будет меньше и автоматический регулятор перестанет быть чувствителен к любым зазорам, возникающим в тормозной системе.

Закрепление рычага привода на корпусе автоматического регулятора упрощает конструкцию автоматического регулятора за счет упрощения выполнения внутренних деталей, например, выполнение отверстий в цилиндрическом стакане и в корпусе автоматического регулятора.

Выполнение монтажной скобы рычага привода автоматического регулятора с разрезом обеспечит также упрощение установки, замены рычага привода на корпусе автоматического регулятора, не снимая автоматический регулятор с тормозной системы.

Использование элементов крепления, которые имеют ось вращения и окружность в сечении для возможного вращения вокруг своей оси в отверстиях, таких как, болт, ось, шпилька, заклепка, проволока, шплинт, штифт, винт, обеспечивает совмещение отверстий монтажной скобы рычага привода, в том числе с отверстием, выполненным в выступе корпуса автоматического регулятора, и фиксацию рычага привода на корпусе автоматического регулятора.

Выполнение корпуса автоматического регулятора из телескопически собранных труб обеспечивает увеличение длины автоматического регулятора при увеличении длины регулирующего винта и его рабочего хода.

Таким образом, заявляемая полезная модель всей своей совокупностью существенных признаков позволяет увеличить длину регулирующего винта и увеличить рабочий ход регулирующего винта автоматического регулятора, обеспечить компенсацию зазоров, возникающих при износах деталей системы и упростить конструкцию автоматического регулятора, что обеспечивает его использование в тормозных системах с увеличенным передаточным числом и тормозной эффективностью (например, в тележках с увеличенной осевой нагрузкой), а также позволит не проводить дополнительных регулировок тормозной системы в процессе эксплуатации.

Формула полезной модели

1. Автоматический регулятор тормозной рычажной передачи ходовой тележки грузового вагона, содержащий корпус, расположенные в нем пружины, в которых соосно расположен регулирующий винт с установленной на нем регулирующей гайкой, корпус снабжен рычагом привода, предназначенным для соединения привода регулятора с рычагом тормозной рычажной передачи, отличающийся тем, что рычаг привода выполнен охватывающей корпус регулятора формы в виде кольца, снабженного монтажной скобой, в которой выполнены два соосных сквозных отверстия для пропуска через них элемента крепления для соединения рычага привода с корпусом автоматического регулятора.

2. Автоматический регулятор по п. 2, отличающийся тем, что два соосных сквозных отверстия в монтажной скобе выполнены диаметром «d1» в диапазоне размеров от 8 до 18 мм.

3. Автоматический регулятор по п. 1, отличающийся тем, что отношение внутреннего «D1» и внешнего «D2» диаметров корпуса рычага привода выполнено в диапазоне от 0,5 до 0,85.

4. Автоматический регулятор по п. 1, отличающийся тем, что рычаг привода выполнен сложного профиля с дугообразными участками.

5. Автоматический регулятор по п. 1, отличающийся тем, что рычаг привода выполнен с дополнительным отверстием для размещения привода автоматического регулятора.

6. Автоматический регулятор по п. 5, отличающийся тем, что дополнительное отверстие для размещения привода автоматического регулятора выполнено диаметром «d2» в диапазоне размеров от 15 до 26 мм.

7. Автоматический регулятор по п. 5, отличающийся тем, что отношение значения расстояния от центра корпуса рычага привода до центра дополнительного отверстия к значению расстояния от центра корпуса рычага привода до центра двух соосных сквозных отверстий в монтажной скобе выполнено в диапазоне значений от 0,8 до 1,3.

8. Автоматический регулятор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве элемента крепления рычага привода к корпусу автоматического регулятора использован болт с гайкой и стопорными шайбами.

9. Автоматический регулятор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве элемента крепления рычага привода к корпусу автоматического регулятора использована ось, зафиксированная шплинтами.

10. Автоматический регулятор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве элемента крепления рычага привода к корпусу автоматического регулятора использована резьбовая шпилька с гайками и стопорными шайбами.

11. Автоматический регулятор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве элемента крепления рычага привода к корпусу автоматического регулятора использована заклепка.

12. Автоматический регулятор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве элемента крепления рычага привода к корпусу автоматического регулятора используют проволоку.

13. Автоматический регулятор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве элемента крепления рычага привода к корпусу автоматического регулятора использован шплинт.

14. Автоматический регулятор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве элемента крепления рычага привода к корпусу автоматического регулятора использован штифт.

15. Автоматический регулятор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве элемента крепления рычага привода к корпусу автоматического регулятора использован резьбовой винт с гайкой и стопорными шайбами.

16. Автоматический регулятор по п. 1, отличающийся тем, что монтажная скоба рычага привода выполнена с разрезом.

17. Автоматический регулятор по п. 1, отличающийся тем, что корпус автоматического регулятора выполнен из телескопически собранных труб.

Изобретение "АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ТОРМОЗНОЙ РЫЧАЖНОЙ ПЕРЕДАЧИ" (Ю.П. Бороненко, С.В. Хохлов, Д.Г. Бейн) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога