Пневматический воздухораспределитель для тормозного цилиндра рельсового транспортного средства

Пневматический воздухораспределитель в качестве регулирующего элемента для регулируемой подачи сжатого воздуха по меньшей мере на один подключаемый посредством тормозной магистрали (1) тормозной цилиндр (2) рельсового транспортного средства в зависимости от разницы давления между управляющим давлением (S) и эталонным давлением (А), которые противоположно подаются на соответственно соотнесенную рабочую поверхность встроенного управляющего поршня (3) для того, чтобы во взаимодействии по меньшей мере с одной нажимной пружиной (5) приводить в действие двухседельный клапан (6) для установки давления (С) тормозного цилиндра, преодолевая силу по меньшей мере одного также встроенного С-поршня (7), на который подается давление (С) тормозного цилиндра, который создает дополнительную возвращающую силу для двухседельного клапана для установки уровня тормозного давления, при этом в воздействующем силовом потоке между управляющим поршнем (3) и С-поршнем (7) расположено механически регулируемое передаточное средство в виде переключателя для варьирования приводного усилия.

Настоящая полезная модель относится к пневматическому воздухораспределителю в качестве регулирующего элемента для регулируемой подачи сжатого воздуха по меньшей мере на один подключаемый посредством тормозной магистрали тормозной цилиндр рельсового транспортного средства в зависимости от разницы давления между управляющим давлением и эталонным давлением, которые противоположно подаются на соответственно соотнесенную рабочую поверхность встроенного управляющего поршня для того, чтобы во взаимодействии по меньшей мере с одной нажимной пружиной приводить в действие двухседельный клапан для установки давления тормозного цилиндра, преодолевая силу по меньшей мере одного также встроенного С-поршня, на который подается давление тормозного цилиндра, который создает дополнительную возвращающую силу для двухседельного клапана для установки уровня тормозного давления,

Сфера применения настоящей полезной модели распространяется на строительство рельсового транспорта. В рамках обычно используемых на рельсовом транспорте пневматических тормозных систем используются интересующие для данного случая воздухораспределители с пневматическим предуправлением в качестве регулирующего элемента. В зависимости от заполнения вспомогательного воздушного резервуара или запасного воздушного резервуара регулирующие элементы управляют и регулируют пневматически заданное через основную воздушную магистраль давление тормозного цилиндра или давление непрямого управления. В последнем случае, исходя из давления непрямого управления, давление тормозного цилиндра генерируется только за счет дополнительного релейного клапана. Такие воздухораспределители для пневматических тормозных систем в зависимости от цели применения обычно комбинируются с ускорительными устройствами, ограничителями максимального давления и тому подобным.

Воздухораспределитель интересующего в данного случая типа образует центральный орган управления тормозом каждого непрямодействующего автоматического однокамерного пневматического тормоза, задача которого заключается в том, чтобы в зависимости от изменения подаваемого в основной воздушной магистрали давления, либо непосредственно, либо в качестве давления непрямого управления для промежуточно включенного релейного клапана управлять подачей или удалением воздуха из подключенного тормозного цилиндра.

Из справочника Основы тормозной техники" (KNORR-BREMSE GMBH, 2-е издание, 2003, стр.118 и далее) известен такой пневматический воздухораспределитель в качестве регулирующего элемента для пневматической системы рельсового транспортного средства. В данном случае воздухораспределитель расположен с возможностью снятия на стационарно установленной опоре воздухораспределителя, которая осуществляет необходимые соединения сжатого воздуха, а именно с давлением R запасного воздушного резервуара, получаемым из основной воздушной магистрали рельсового транспортного средства управляющим давлением S, и давлением С тормозного цилиндра. Внутри воздухораспределителя из подаваемого управляющего давления S во взаимодействии с прикладываемым давлением С тормозного цилиндра создается эталонное давление А.

Кроме того, воздухораспределитель также включает в себя приводимый в действие за счет разницы давления между управляющим давлением S и эталонным давлением А управляющий поршень с большой поверхностью, из которого выходит поршневой шток, который для установки уровня тормозного давления концом приводит в действие двухседельный клапан. Уровень тормозного давления устанавливается за счет подачи и удаления воздуха из подключенного к воздухораспределителю тормозного цилиндра посредством того, что давление С тормозного цилиндра может либо стравливаться в атмосферу для удаления воздуха, либо для подачи воздуха может подаваться запасенное давление R. Если в определяющей управляющее давление S для управляющего поршня основной воздушной магистрали с целью торможения давление снижается, то возникает разница по отношению к эталонному давлению А, которая преодолевает давление также воздействующей на управляющий поршень нажимной пружины. В результате этого поршневой шток приводит в действие седло продувочного клапана для направления сжатого воздуха из запасного воздушного резервуара по открытому теперь впускному клапану в тормозной цилиндр. Воздухораспределитель также включает в себя так называемый С-поршень, расположенный на поршневом штоке.

В направлении действия воздействующей на управляющий поршень посредством поршневого штока нажимной пружины воздействует также и действующее в данный момент давление тормозного цилиндра на этот С-поршень. Если это значение достигло давления, которое эквивалентно действующей на управляющий поршень разнице давления, то поршневой шток снова движется назад настолько, что впускной клапан переходит в положение закрытия. За счет ступенчатого снижения давления в основной воздушной магистрали этот процесс повторяется до достижения полного торможения так, что могут быть достигнуты любые ступени торможения.

Таким образом, в зависимости от количества С-поршней можно реализовать несколько уровней тормозного давления.

Недостатком вышеописанного известного из уровня техники воздухораспределителя является обусловленное жестким поршневым штоком принудительное непосредственное механическое сцепление движения управляющего поршня, с одной стороны, с движением С-поршня и с движением двухседельного клапана, с другой стороны. Тем самым, воздействовать на силу торможения внутри механики воздухораспределителя невозможно.

Поэтому задача данной полезной модели заключается в том, чтобы улучшить известный из уровня техники пневматический воздухораспределитель таким образом, что создание давления тормозного цилиндра, как в зависимости от разницы давления между управляющим давлением S и эталонным давлением А, так и с помощью дополнительных механических клапанных переключающих средств, было возможно с помощью простых технических средств.

Исходя из пневматического воздухораспределителя согласно ограничительной части пункта 1 формулы полезной модели, эта задача решена в комбинации с его отличительными признаками. Нижеперечисленные зависимые пункты отражают предпочтительные усовершенствования полезной модели.

Полезная модель включает в себя техническое решение, что в воздействующем силовом потоке между управляющим поршнем и С-поршнем расположено механически регулируемое передаточное средство в виде переключателя для варьирования приводного усилия.

Преимущество предлагаемого решения заключается, прежде всего, в том, что такой механический переключатель можно сконструировать, например, за счет простой рычажной механики с изменяемым плечом рычага и встроить в воздухораспределитель интересующего для данного случая типа. Это чисто механическое решение является очень прочным, не требует технического обслуживания, и поэтому особенно подходит для строительства рельсового транспорта.

Предпочтительным образом, предлагаемое решение можно реализовать за счет двух описанных ниже предпочтительных форм осуществления, которые отличаются в основном прохождением осей поршневого штока управляющего поршня и С-поршня или же двухседельного клапана.

Согласно первой предпочтительной форме осуществления предлагается, что ось управляющего поршня проходит коаксиально к оси клапана. При этом ось управляющего поршня определена аксиальным прохождением связанного с управляющим поршнем поршневого штока. Ось клапана определяется аксиальным прохождением связанного с С-поршнем поршневого штока. Механически регулируемое передаточное средство при таком коаксиальном положении состоит, предпочтительным образом, из двух расположенных на расстоянии друг от друга и проходящих поперек оси управляющего поршня или оси клапана рычагов с расположенными противоположно друг другу поворотными точками опоры и смещаемой между ними посредством переключающего элемента опоры.

То есть иными словами, в области поршневого штока самого по себе известного элемента с тремя ступенями давления, состоящего из двухседельного клапана, С-поршня с подаваемым на него давлением тормозного цилиндра и управляющего поршня, на который подается управляющее давление S и эталонное давление А, встраивается передаточное средство, состоящее из двух рычагов, которое смещается соответственно передаточному коэффициенту за счет расположенных противоположно друг другу поворотных точек опоры и смещаемой между ними опоры. Силовой поток проходит от поршневого штока на стороне управляющего поршня по обоим рычагам с расположенной между ними опорой в части поршневого штока, которая соотнесена с С-поршнем, Тем самым, передаточное средство первой предпочтительной формы осуществления образует своего рода двойное коромысло.

Согласно второй предпочтительной форме осуществления ось управляющего поршня проходит по существу параллельно оси клапана. Механически регулируемые передаточные средства включают в себя в данном случае поперечину, на которую на каждом конце однонаправленно опираются поршневые штоки управляющего поршня или же С-поршня. С противоположной стороны этого приложения силы на поперечину находится смещаемая за счет элемента переключения поворотная опора поперечины. Таким образом, образуется своего рода коромысло, поворотная опора поперечины которого служит в качестве переключателя для варьирования приводного усилия.

Согласно еще одному улучшающему полезную модель аспекту предлагается, что указанная поворотная опора поперечины связана для смещения с пружинно-рычажным устройством, которое выполнено с возможностью приведения в действие посредством переключающего блока. В результате этого воздействие выполняется не за счет жесткого соединения, а с подпружиниванием для того, чтобы тем самым обеспечить смещение в приторможенном состоянии, хотя на поворотную опору поперечины действуют воздействующие на поршень силы давления. При этом этот переключающий блок, предпочтительным образом, состоит из взаимодействующего с пружинно-рычажным устройством элемента переключения и также взаимодействующего с ним установочного винта для предварительной установки.

Факультативно предлагается расположить С-поршень с возможностью смещения относительно соотнесенного поршневого штока, при этом на противоположной давлению тормозного цилиндра рабочей поверхности С-поршня расположена нажимная пружина для того, чтобы обеспечить преимущество, что при торможении всегда достигается минимальное давление С тормозного цилиндра, так как положение закрытия может быть занято только в том случае, когда сила, которая возникает за счет давления С тормозного цилиндра, преодолевает предварительное натяжение этой пружины и прилагает возвращающую силу на поршневой шток.

Переключающий элемент в рамках данной полезной модели может быть выполнен различными способами. В первую очередь, переключающий элемент служит для осуществления пропорционального нагрузке торможения.

В этом отношении согласно первому варианту предлагается, что переключающий элемент выполнен по типу кулачкового привода для преобразования поворотного воздействия посредством кулачка в линейное установочное движение для смещения опоры.

Однако также возможно выполнение переключающего элемента по типу гидравлического цилиндра, на поршень которого, преодолевая силу действия возвратной пружины, подается пропорциональное нагрузке управляющее давление.

Кроме того, предлагается, что переключающий элемент опционально выполнен в виде электромоторного сервопривода, который через электрическое подключение является управляемым от электронного блока управления.

В рамках данной полезной модели также возможно, что созданное давление С тормозного цилиндра только в качестве давления непрямого управления приводит в действие промежуточно включенный релейный клапан, который силовым образом подает давление на тормозной цилиндр. Кроме того возможно, что эталонное давление А создается не за счет сжатого воздуха, а за счет действующей на управляющий поршень нажимной пружины.

Прочие усовершенствующие полезную модель меры описываются ниже подробнее вместе с описанием предпочтительных форм осуществления полезной модели на примере фигур. Показано на:

Фигура 1 схематический вид сбоку на пневматический воздухораспределитель с коаксиальным расположением поршневого штока в соответствии с первой формой осуществления полезной модели, и

Фигура 2 схематический вид сбоку на пневматический воздухораспределитель с осепараллельным расположением поршневого штока в соответствии со второй формой осуществления полезной модели.

Согласно фигуре 1 к не показанному здесь воздухораспределителю посредством тормозной магистрали 1 с давлением С тормозного цилиндра подключен тормозной цилиндр 2 не показанного подробнее рельсового транспортного средства.

В зависимости от разницы давления между противоположно подаваемым на встроенный управляющий поршень 3 управляющим давлением S и эталонным давлением А поршневой шток 4 аксиально смещается. Во взаимодействии с нажимной пружиной 5 двухседельный клапан 6 для установки давления С тормозного цилиндра приводится в действие самим по себе известным способом. При этом приводное усилие действует против силы также встроенного в воздухораспределитель со стороны двухседельного клапана 6 С-поршня 7, на который подается давление С тормозного цилиндра. С-поршень 7 создает дополнительную возвращающую силу для двухседельного клапана 6 для установки уровня тормозного давления.

В этой форме осуществления в воздействующем силовом потоке между управляющим поршнем 3 и С-поршнем 7 расположено передаточное средство в форме двойного коромысла с механической регулировкой для варьирования приводного усилия. Ось 8 управляющего поршня проходит коаксиально оси 9 клапана, с которой также соотнесен С-поршень 7.

Механически регулируемое передаточное средство состоит в целом из двух расположенных на расстоянии друг к другу и проходящих поперек оси 8 управляющего поршня или же оси 9 клапана рычагов 10а и 10b с расположенными противоположно друг другу поворотными точками опоры 11а или же 11b и смещаемой между ними за счет переключающего элемента 12 опоры 13.

Переключающий элемент 12 также может быть выполнен по типу кулачкового привода для преобразования поворотного движения посредством кулачка 14 в линейное установочное движение для смещения опоры 13.

Согласно также представленной альтернативе переключающий элемент 12 может быть также выполнен по типу гидравлического цилиндра 15, на поршень которого, преодолевая силу показанной здесь только схематически возвратной пружины, подается пропорциональное нагрузке управляющее давление.

Согласно показанной на фигуре 2 второй форме осуществления ось 8' управляющего поршня расположена по существу параллельно оси 9' клапана. В данном случае механически регулируемое передаточное средство состоит из поперечины 16, на которую на концах опираются поршневые штоки 4' и 5' управляющего поршня 3' или же С-поршня 7'.

Противоположно данному устройству поперечина 16 опирается на смещаемую поворотную опору 17 поперечины. Поворотная опора 17 поперечины может приводиться в действие переключающим элементом 12'. В свою очередь, поворотная опора 17 поперечины связана для смещения с пружинно-рычажным устройством 18, которое является перемещаемой за счет переключающего блока 19.

Переключающий блок 19 в этой форме осуществления состоит из взаимодействующего с пружинно-рычажным устройством 18 в качестве переключающего элемента кулачка 14' и также взаимодействующего с ним установочного винта 20 для предварительной установки.

Кроме того, в этой форме осуществления С-поршень 7' расположен с возможностью смещения относительно соотнесенного поршневого штока 5', при этом на противоположной давлению С тормозного цилиндра рабочей поверхности поршня 7' встроена нажимная пружина 21.

Кроме того, давление С тормозного цилиндра здесь подается не непосредственно на тормозной цилиндр 2', а промежуточно включен -показанный в данном случае только схематически - релейный клапан 22, за счет чего давление С тормозного цилиндра, которое создается пневматическим воздухораспределителем, используется только как давление непрямого управления для релейного клапана 22.

Полезная модель не ограничивается вышеописанными в качестве примера двумя предпочтительными формами осуществления, а ориентируется на объем защиты приведенной ниже формулы полезной модели. Например, также возможно использовать другие механически регулируемые передаточные средства кроме переключателей, которые в качестве передаточных средств обеспечивают необходимое передаточное соотношение.

Список ссылочных обозначений

1. Пневматический воздухораспределитель в качестве регулирующего элемента для регулируемой подачи сжатого воздуха по меньшей мере на один подключаемый посредством тормозной магистрали (1) тормозной цилиндр (2) рельсового транспортного средства в зависимости от разницы давления между управляющим давлением (S) и эталонным давлением (А), которые противоположно подаются на соответственно соотнесенную рабочую поверхность встроенного управляющего поршня (3) для того, чтобы во взаимодействии по меньшей мере с одной нажимной пружиной (5) приводить в действие двухседельный клапан (6) для установки давления (С) тормозного цилиндра, преодолевая силу по меньшей мере одного также встроенного С-поршня (7), на который подается давление (С) тормозного цилиндра, который создает дополнительную возвращающую силу для двухседельного клапана для установки уровня тормозного давления, отличающийся тем, что в воздействующем силовом потоке между управляющим поршнем (3) и С-поршнем (7) расположено механически регулируемое передаточное средство в виде переключателя для варьирования приводного усилия.

2. Пневматический воздухораспределитель по п.1, отличающийся тем, что ось (8) управляющего поршня проходит коаксиально оси (9) клапана, и что механически регулируемое передаточное средство состоит из двух расположенных на расстоянии друг от друга и проходящих поперек оси (8) управляющего поршня или оси (9) клапана рычагов (10а, 10b) с расположенными противоположно друг другу поворотными точками опоры (11a; 11b) и смещаемой между ними посредством переключающего элемента (12) опоры (13).

3. Пневматический воздухораспределитель по п.1, отличающийся тем, что ось (8) управляющего поршня проходит по существу параллельно оси (9) клапана, и что механически регулируемое передаточное средство включает в себя поперечину (16), на которую на каждом конце однонаправленно опираются поршневые штоки (4; 5) управляющего поршня (3) или же С-поршня (7), которая на противоположной стороне имеет смещаемую переключающим элементом (12) поворотную опору (17) поперечины.

4. Пневматический воздухораспределитель по п.3, отличающийся тем, что поворотная опора (17) поперечины связана для смещения с пружинно-рычажным устройством (18), которое выполнено с возможностью приведения в действие посредством переключающего блока (19).

5. Пневматический воздухораспределитель по п.4, отличающийся тем, что переключающий блок (19) состоит из взаимодействующего с пружинно-рычажным устройством (18) элемента переключения и также взаимодействующего с ним установочного винта (20) для предварительной установки.

6. Пневматический воздухораспределитель по п.3, отличающийся тем, что С-поршень (7) расположен с возможностью смещения относительно соотнесенного поршневого штока (5), при этом на противоположной давлению (С) тормозного цилиндра рабочей поверхности С-поршня (7) расположена нажимная пружина (21).

7. Пневматический воздухораспределитель по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что переключающий элемент (12) приводит в действие регулируемое передаточное средство для осуществления пропорционального нагрузке торможения.

8. Пневматический воздухораспределитель по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что переключающий элемент (12) выполнен по типу кулачкового привода для преобразования поворотного воздействия посредством кулачка (14) в линейное установочное движение для смещения опоры (13).

9. Пневматический воздухораспределитель по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что переключающий элемент (12) выполнен по типу гидравлического цилиндра (15), на поршень которого, преодолевая силу действия возвратной пружины, подается пропорциональное нагрузке управляющее давление.

10. Пневматический воздухораспределитель по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что переключающий элемент (12) выполнен в виде электромоторного сервопривода, который через электрическое подключение является управляемым от электронного блока управления.

11. Пневматический воздухораспределитель по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что созданное давление (С) тормозного цилиндра в качестве давления непрямого управления приводит в действие промежуточно включенный релейный клапан (22), который силовым образом подает давление на тормозной цилиндр (2).

12. Пневматический воздухораспределитель по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что эталонное давление (А) создается за счет воздействующей на управляющий поршень (3; 3) нажимной пружины.