Патент 955

Механическая система воздушных тормозов

 

Ф

Д3 я / № 955

Класс 203 ,и я

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИE механической системы воздушных тормазов.

К патенту А. Г. Гаврилова, заявленному 7 октября 1924 года (ваяв. свид. № 448).

О выдаче патента опубликовано 30 января 1926 года. Действие патента распространяется на срок до 30 января 1941 г.

В виду неоднородности тормажения отдельных единиц подвижного состава в применяющихся тормазах, а также отсутствия возможности регулирования наполнения тормазных цилиндров вручную под каждым вагоном, без перестановки регулятора тройного клапана (Вестингауз), и неиспользования живой силы подвижного состава для тормажения, предлагается механический тормаз, долженствующий устранить указанные недостатки.

На фиг. 1 изображен автоматический воздушный насос, наполняющий сжатым воздухом запасный резервуар; на, фиг. 2 — иаоаражеи трос, прияоляптип в движение воздушный кран и прохо- дящий по всей длине вагона с указа1 нием расположения автоматического ре- гулятора натяжения троса и крана для; управления тормажением, а также и приспособления для экстренного торма- жения; на фиг. 3 — 7 изображен в раз-! личных разрезах воздушный кран, соединяющий запасный воздушный резервуар с тормазным цилиндром, и на фиг. 8 — изображен автоматический ре-, гулятор натяжения троса.

Автоматический воздушный насос 4 и 5 (фиг. 1) наполняет сжатым возду- хом запасный резервуар и приводится в движение эксцентрически одетой шайбой 1 на ось 2 вагона. Пружина 3 расчитана на такое усилие, чтобы максимальное давление воздуха на сторону поршня 4, обращенную к пружине, сжимало пружину настолько, чтобы шток поршня 4 вместе с роликом 5 втянулся в цилиндр насоса и ушел бы из-под действия шайбы 1; тогда насос перестает работать. Когда, наоборот, давление под поршнем уменьшается, пружина, разжимаясь, подставляет конец штока с роликом 5 под действие шайбы 1, и насос начинает работать.

Это регулирование достигается следующим устройством: трубка б соединяет запасный воздушньай резервуар с камерой под поршнем насоса; вследствие этого, давление как в запасном резервуаре, так и под поршнем насоса, всегда одинаково. Когда давление воздуха, вследствие работы насоса, достигает предела как в запасном резервуаре, так и под поршнем — насос прекращает работу. Понижение давления заставляет работать насос. Трубка 7 (нагнетательная) идет от насоса к запасному резервуару. Во всем остальном резервуар не отличается от обычных типов воздушных насосов.

Воздушный кран (фиг. 2, 3 — 7) слу-, жит для сообщения или разобщения запасного резервуара с тормазным ци- линдром и приводится в движение зуб- чатой рейкой 2 троса и состоит из внутренней неподвижной втулки 7 с ко-, нусной наружной поверхностью, разде- ленной на две части поперечной стен- кой и имеющей два одинаковых окнаЗ; одно открытое отверстие втулки соеди. няется с запасным резервуаром газовой трубкой 4, а другое — с тормазным цилиндром газовой трубки 5 и из наруж- ной втулки 2 с внутренней конусной, поверхностью, имеющей одно окно 6 и два канала 7 и одетой на внутреннюю втулку 7.

Кроме того, наружная втулка имеет на себе зубчатое колесо. Помощью зубчатого колеса наружная втулка 2 может вращаться вокруг внутренней.

Фиг. 3 и 4 изображают такое взаимное положение втулок, при котором окно 6 в наружной втулке совпадает с одним из окон внутренней втулки; тогда тормазной цилиндр сообщен с атмосферою, что соответствует растормажению. Фиг. 5 и 6 представляют такое положение втулок, при котором один из каналов 7 наружной втулки совпадает с обоими окнами 3 внутренней втулки; тогда запасный резервуар сообщен с тормазным цилинлром, что соответствует тормажению; на фиг. 7 изображено расположение втулок при перекрыши, когда торма зной цилиндр разобщен как с атмосферой, так и с запасным цилиндром. Кроме указанных основных положений, кран может быть поставлен в любое промежуточное положение, усиливающее или ослабляющее эфект основных положений.

Второй канал 7 предназначен для обратного движения вагона.

Соединение троса с тягой, фиг. 2, которое в дальнейшем будет называться

„вагонным тросом" 1, предназначается для установки воздушных кранов в то или иное положение путем перемещения троса по длине вместе с зубчатой рейкой 2, сцепленной с зубчатым ко-, лесом воздушного крана.

На одном конце троса имеется соединительная гайка 3, назначение которой двоякое: соединять концы тросов соседних вагонов и подтягивать трос.

Кроме этого, для удержания троса в постоянном опр еделе ином пол ожени и, когда, вообще, действие тормаза прекращается, в каждом вагоне имеется по две пружины 4.

Для управления напряжением троса служит регулятор 5, предназначающийся для того, чтобы при беспрерывном взаимном перемещении вагонов как в плоскостях горизонтальной и вертикальной, так при сближении и удалении вагонов сохранилось постоянное, уже имеющееся натяжение троса, не давая ему ослабляться или вытягиваться произвольно.

Для управления тормазом у машиниста имеется кран, фиг. 2, состоящий из воздушного крана, описанного выше, только лишь с той разницей, что вместо зубчатого колеса наружную втулку вращает рукоятка 8, при чем он сообщает цилиндр 9 с запасным резервуаром 70 паровоза.. Левое положение рукоятки 8, соответствует сообщению цилиндра 9 с атмосферой, тогда силой пружин 4 тросы стремятся уйти в положение нейтральное, т. е. перемещаются от головы поезда к хвосту, что соответствует растормажению. Среднее положение рукоятки 8 есть перекрышь, т. е. закрепление троса поезда в таком положении, в каком этого требуют обстоятельства тормажения, и правое положение рукоятки 8 сообщает запасный цилиндр 1О с цилиндром 9 и разобщает последний с атмосферой; тогда воздух из запасного цилиндра 70 поступает в цилиндр 9 и поднимает поршень до определенной высоты, вместе с поршнем перемещаются все тросы от хвоста к голове поезда, устанавливая все воздушные краны в положение тормажения, Для экстренного тормажения, в каждом вагоне имеется приспособление, фиг. 2, состоящее из электромагнита 11 и постоянно действующей цепи проводов, проходящих по всему поезду и питаемых каким-либо источником электрической энергии, находящимся на поезде.

Электромагнит 77, силой притяжения, держит рукоятку крана 12 в положении разобщения цилиндра 9 с запасным резервуаром 10. Когда встретится необходимость в экстренном тормажении, нажатие кнопки в любой части поезда разомкнет цепь, электромагнит 77 отпустит рукоятку 72, которая, под действием пружины, отклоняется вниз и сообщит резервуар 10 с цилиндром 9 через трубки 13 и 14. Поступающий воздух подымет поршень цилиндра 9, передвинет тросы к голове поезда, устанавливая краны в положеиие тормажения.

Действие тормаза заключается в следующем. на фиг. 2 изображено поло. жение троса 1, воздушных кранов 75 и крана машиниста, которое соответствует растормажению, т. е. когда все тормазные цилиндры и кран машиниста разобщены с запасными резервуарами 10 и сообщены с атмосферой.

Возьмем таковое положение за исходный момент, отвечающий состоянию поезда, готового к отходу.

Для полного тормажения, рукоятку 8 крана машиниста отклоняют из левого положения в правое, т. е. сообщают запасный резервуар 70 с цилиндром 9; воздух по трубке 13 устремляется через воздушный кран и трубку 1б в цилиндр 9 под поршень; поршень цилиндра 9 начинает перемещаться вверх и тянуть за собой трос 1. Дойдя до определенной высоты, он передвинет все тросы по направлению к голове поезда на определенную величину, соответствующую положению воздушных кранов, сообщающих все запасные резервуары с тормазными цилиндрами 17; тогда воздух из запасных резервуаров, по трубкам 18, через краны 15 и трубки 79, устремится в тормазные цилиндры под поршень, что соответствует тормажению.

В это время, благодаря выпуску сжатого воздуха из запасных цилиндров, в последних падает давление, вследствие чего все воздушные насосы 20 автоматически включаются в работу, используя живую силу поезда при его затормаживании. Подняв давление воздуха в запасных резервуарах до нормального, насосы выключаются и т. д.

Для полного растормажения, фиг. 2, рукоятка 8 крана машиниста становится в левое положение; воздух из цилиндра 9, через трубку 1б и кран машиниста, уходит в атмосферу. Силой пружин 4 тросы вместе с поршнем цилиндра 9 возвращаются в нейтральное положение, соединив все тормазные цилиндры с атмосферой — наступает растормажение.

Среднее положение рукоятки 8 соответствует перекрыши крана машиниста.

Тогда камера цилиндра 9 под поршнем разобщена как с атмосферой, так и с запасным резервуаром 70, и поршень останавливается на той высоте, на какой он находился к моменту передвижения рукоятки 8 в среднее положение.

Перекрышью крана машиниста достигается фиксирование, на тот или иной период времени, любой фазы тормажения, т. е. таким путем может быть достигнуто подтормаживание при любом наполнении цилиндров воздухом так же, как в любое время можно наполнить воздухом тормазные цилиндры. Среднее положение рукоятки 8 является служебным положением.

При разрыве поезда, передняя часть поезда тормазится, вследствие обрыва провода и размыкания тока. Задняя, оторвавшаяся часть поезда тормазится путем перемещения троса при обрыве его вдоль задней оторвавшейся части поезда и, благодаря ненормальному перемещению, стопорится в перемещенном положении каким-либо приспособлением.

Самой существенной и ответственной частью всей предлагаемой системы является трос. Почти математическая точность одновременности и одинаковости действия всех тормазных комплектов может быть достигнута только тогда, когда трос будет удовлетворять следующим условиям:

Во время работы троса во всех его положениях и в особенности в положении растормажения не должно быть абсолютно никаких слабин или зазоров; во время движения поезда, вследствие беспрерывных взаимных перемещений единиц подвижного состава, в самом тросе не должно появляться произвольное ослабление или натяжение, против первоначального, и должно быть устранено влияние упругого удлинения троса в такой степени, которая может оказать влияние на устройство.

Выполнение этих условий достигается следующим образом:

Для устранения слабины, краном машиниста, трос паровоза подтягивается, по направлению к голове поезда настолько, чтобы воздушный кран под паровозом был поставлен в поло>кение тормажения, и, чтобы не происходило фактического тормажения на время сцепки, краны 15 разобщаются ручными краниками с запасными резервуарами.

В таком положении трос паровоза стопорится любым механическим приспособлением; трос вагона, непосредственно следующего за ним, сцепляется с тросом паровоза и, в свою очередь, перемещается регулирующей гайкой 3, фиг.

2 и 8, настолько, чтобы свой воздушный кран поставить в положение торма>кения и т. д. в последовательном порядке.

Таким образом, сцепленные вагонные ( тросы, будучи натянуты и перемещены в голове поезда, будут представлять из себя сплошную напряженную нить без каких-либо слабин и зазоров. После чего машинист своим краном устанавливает все воздушные краны в служебное положение, т. е. в перекрышь.

Произвольное натяжение или ослабление троса при движении поезда устраняется регулятором натяжения троса.

Благодаря значительной длине состава и под действием совокупности усилиИ пружин, трос в затормаженном состоянии дол>кен получить ощутительное увеличение по длине (упругое удлинение); при чем это удлинение будет неравномерно: вагонный трос головы будет иметь максимальное удлинение и, в порядке падающей постепенности, вагонный трос хвоста поезда будет иметь минимальное удлинение. Но, в виду того, что вагонные тросы сцепляются в последовательном порядке, появляющееся в них удлинение поглощается соединительными гайками 3 при сцепке и при подтягивании вагонных тросов. В то же время, вследствие вытягивания вагонных тросов последующих I вагонов, будет наблюдаться незначительное отклонение воздушных кранов от положения тормажения. Наибольшее отклонение будет в первом вагоне и, в порядке падающей постепенности, в хвосте поезда отклонение будет равняться нулю.

Эти отклонения для каждого вагона будут столь незначительны, что ими или можно пренебречь, или устранить путем дополнительного подтягивания троса краном машиниста до полного тормажения после сцепки.

Таким образом, в тросе поезда, натянутом и передвинутом к голове поезда, фактически никаких удлинений троса не будет, хотя напряжение материала и упругая деформация его будет налицо; но зато, когда мы краном машиниста освободим трос и он, усилиями пружин, станет в нейтральное положение, т. е. растормажение и освободится от действия пружин, он должен укоротиться на длину, равную упругому удлинению данного троса.

Таковое укорочение троса будет нарушать одновременность и одинаковость действий как при перекрыши и растормажении, так и при начале тормажения.

1(аждый вагонный трос должен состоять из двух частей, которые соединяются гайкой фиг. 8, имеющей на концах правую и левую резьбу. Гайка имеет от середины к концам конусную форму и по всей поверхности отлогую винтовую канавку; длина гайки равняется двойной длине хода троса. В канавку гайки входит закрепленный штифт 23, который может свободно проходить вдоль канавки 2". При отпущенном тросе штифт находится на одинаковом расстоянии от концов гайки, т. е. посередине.

При сцеплении вагонных тросов, когда тросы становятся в положение тормажения и передвигаются к голове поезда, гайка 3, фиг. 8, вместе с тросом тоже двигается в том же направлении, причем винтовая канавка гайки, проходя под неподвижным штифтом 23, поворачивается на известный угол и тем укорачивает трос. При отпускании троса, когда трос и гайка будут двигаться в обратном направлении, гайка ненодвижным штифтом поворачивается на тот >ке угол в обратном направлении и трос удлиняется на ту же длину. Глубина установки винта 23 дает возможность с достаточной точностью заранее парализовать то вредное укорочение, которое получается, когда пропадает, в тросе упругое удлинение.

ПРЕДМЕТ ПАТЕНТА.

Механическая система воздушных тормазов, характеризующаяся применением вагонных комплектов из резервуара 70 (фиг. 2), питаемого насосом 20 (фиг. 1),, действующим от эксцентрика 1 на ва-, гонной оси, тормазного цилиндра 17 и воздушного крана 75 (фиг. 3 — 7), сообщающего тормазной цилиндр 17 (фиг. 2) по патрубку 5 (фиг. 3) с атмосферой окном б, или с резервуаром 10, (фиг. 2) через канал 7 (фиг. 7) по патрубку 4, и управляемого посредством зубчатого венца зубчатой рейкой 2 (фиг. 2) троса 1, удерживаемого в среднем положении пружинами 4 и натягиваемого при посредстве соединительных гаек 3 поршнем цилиндра 9 (фиг. 2) на паровозе, перемещаемого при впускании в цилиндр воздуха по трубке 73 из резервуара 70 переводом ручки 8 крана, сообщающего трубку 73 с патрубком 76 или, при прерывании с поезда цепи электромагнита 11 (фиг. 2) и открывании пружиною 72 крана, сообщающего трубку 13 с патрубком 14, причем регулирование натяжения троса производится огибаемыми тросом междувагонными плечами 5 (фиг. 2) и стяжными гайками 1 (фиг. 4), снабженными правой и левой резьбой и имеющими снаружи пологую винтовую канавку для направляющего неподвижного винта 23.