Pobierz dokument

RZECZPOSPOLITA
POLSKA
(12)
OPIS PATENTOWY
(19)
PL
(21) Numer zgłoszenia: 371173
Urząd Patentowy
Rzeczypospolitej Polskiej
204531
(13) B1
(11)
(51) Int.Cl.
B61H 9/02 (2006.01)
(22) Data zgłoszenia: 16.11.2004
Wózek hamulcowy
(54)
(73) Uprawniony z patentu:
SIGMA S.A.,Barak,PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
29.05.2006 BUP 11/06
(72) Twórca(y) wynalazku:
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
PL 204531 B1
29.01.2010 WUP 01/10
Zbigniew Barecki,Zabrze,PL
Andrzej Semeniuk,Gliwice,PL
Artur Szyszka,Lublin,PL
Artur Bochen,Lublin,PL
2
PL 204 531 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest wózek hamulcowy przeznaczony do pracy w podwieszanych zestawach transportowych jako hamulec bezpieczeństwa.
Transport materiałów i urządzeń za pomocą podwieszanej kolejki jednotorowej posiada wiele
zalet. Natomiast istotny problem pojawia się w przypadku potrzeby prowadzenia transportu po torach
nachylonych w stosunku do poziomu, gdyż wiąże się to z możliwością niekontrolowanego stoczenia
się zestawu transportowego, zwłaszcza w przypadku wystąpienia awarii. W celu zabezpieczenia się
przed tym wyposaża się zestawy transportowe w wózki hamulcowe włączające się samoczynnie po
przekroczeniu przez zestaw określonej prędkości bądź zmiany kierunku ruchu.
Z polskiego opisu patentowego nr 146106 znany jest wózek hamulcowy do stosowania w jednoszynowych kolejkach podwieszanych. Wózek posiada korpus o przekroju poprzecznym w kształcie litery
„H”. Górna część korpusu zaopatrzona jest we dwie pary kółek jezdnych, które toczą się po dolnych
półkach dwuteowej szyny oraz we dwie pary kółek prowadzących, które toczą się po obu stronach
środnika, przy czym pierwsza para kółek prowadzących leży przed kółkami jezdnymi zaś druga para
za nimi. Na każdym boku, do pionowego elementów korpusu zamocowana jest walcowa sprężyna,
która osadzona jest na przetyczce zaś górne końce dźwigni połączone są wahliwie z klockami osadzonymi suwliwie wewnątrz kół jezdnych w pobliżu środnika. Jeden koniec przetyczki zamocowany
jest wahliwie do dolnego końca pierwszej dźwigni zaś drugi koniec przechodzi przez otwór w drugiej
dźwigni i jest zablokowany zapadką. Do korpusu zamocowane jest także dodatkowe koło toczące się
po środniku i połączone za pomocą przekładni zębatej ze sprzęgłem odśrodkowym, którego element
napędzany stanowi współśrodkowe ze sprzęgłem ramię. Wolny koniec ramienia połączony jest poprzez układ cięgnowo-dźwigniowy z zapadką. Układ ten składa się z cięgła, którego jeden koniec zamocowany jest przegubowo do ramienia zaś drugi koniec jest połączony z wieloramienną dźwignią, ta
zaś poprzez kolejne cięgło z jednostronną dźwignią, której koniec zazębia się z zapadką w postaci
kolejnej dźwigni. Wózek zaopatrzony jest w zaczepy do łączenia go z zestawem transportowym.
Siła hamowania jest zależna od siły napięcia sprężyny, ta zaś jest ograniczona jej wymiarami
bowiem sprężyna musi się zmieścić pomiędzy dolnymi końcami ramion. W konsekwencji powoduje to,
że siła hamowania takiego wózka jest też ograniczona. W przypadku przekroczenia przez wózek dopuszczalnej prędkości następuje włączenie sprzęgła odśrodkowego w wyniku czego zapadka zwalnia
przetyczkę i sprężyna rozpręża się powodując docisk klocków do środnik, a w konsekwencji następuje
zahamowanie wózka.
Skomplikowana budowa układu cięgnowo-dźwigniowego oraz zespolenie kół jezdnych z klockami hamulcowymi sprawia, że wózek narażony jest na częste awarie.
Z kolei z polskiego opisu patentowego nr 179571 znany jest wózek hamulcowy, w którym jedno
z kół jezdnych połączone jest elastyczną przekładnią ze sprzęgłem odśrodkowym, którego element
napędzany stanowi bęben. Na bębnie nawinięta jest lina zaś jej drugi koniec nawinięty jest na nakrętce śruby rzymskiej rozpartej pomiędzy dolnymi końcami dźwigni. W przypadku przekroczenia dopuszczalnej prędkości włącza się sprzęgło odśrodkowe i następuje nawijanie liny na bęben przy jednoczesnym odwijaniu jej z nakrętki śruby rzymskiej, to jest przy obracaniu nakrętki co prowadzi do wykręcania się na zewnątrz śrub i rozchylania dolnych końców dźwigni a tym samym dociskania górnych końców wraz z klockami do środnika. Zarówno z przodu jak i z tyłu wózka znajduje się zestaw dociskowy,
którego kółko jest zbliżone lub wręcz przylega do dolnej powierzchni górnej półki szyny.
Wadą tego rozwiązania jest długi czas potrzebny do jego zadziałania i zaprzestanie dalszego
dociskania ramion tuż po nieznacznym zmniejszeniu prędkości co nie zawsze prowadzi do zatrzymania zestawu transportowego. Natomiast w sytuacjach awaryjnych konieczne jest całkowite zatrzymanie zestawu.
Istota wózka hamulcowego dla zestawu transportowego jednoszynowej kolejki podwieszanej
zawierającego korpus zaopatrzony w dwie pary kółek jezdnych, zestaw dociskowy oraz sprzęgło odśrodkowe otrzymujące napęd od jednego z kółek poprzez przekładnię, którego bęben połączony jest
układem cięgnowo-dźwigniowym z elementem blokującym sprężynę oddziaływującą na pierwsze ramiona dwóch dźwigni, których drugie ramiona zaopatrzone są w klocki hamulcowe skierowane ku
środnikowi szyny kolejki, polega na tym, że bęben sprzęgła odśrodkowego połączony jest poprzez
ogniwo i dwustronną dźwigienkę z suwakiem zazębiającym się z klinem, którego podstawa opiera się
na elemencie sprężystym zaś o część roboczą opiera się jarzmo zmocowane do pierwszego ramienia
dźwigni.
PL 204 531 B1
3
Korpus posiada w przekroju kształt korzystnie zbliżony do litery „Y”.
Element sprężysty korzystnie stanowi sprężyna.
Oprawa klocka hamulcowego posiada prowadnicę elementu ciernego korzystnie w postaci
dwóch współosiowych rowków, przy czym wąski rowek wznosi się ku górze w jednym kierunku zaś
szeroki rowek wznosi się w przeciwnym kierunku.
Nieoczekiwanie okazało się, że dzięki zastosowaniu klina jako elementu pośredniego pomiędzy
napiętą sprężyną a pierwszymi ramionami dźwigni możliwe jest pokonanie ograniczenia siły hamowania jakie wynikało z wielkości stosowanych sprężyn. Zastosowanie klina jak takiego dodatkowo zwiększyło siłę hamowania.
Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na schematycznym rysunku,
na którym:
• fig. 1 przedstawia widok z boku na wózek ze zdjętą pierwszą boczną osłoną;
• fig. 2 przedstawia widok pierwszej ścianki czołowej wózka;
• fig. 3 przedstawia pół-widok drugiej ścianki czołowej wózka wraz z zespołem dociskowym;
• fig. 4 przedstawia obrócony przekrój A-A w miejscu zaznaczonym na fig. 2;
• fig. 5 przedstawia klocek hamulcowy w widoku aksonometrycznym;
• fig. 6 przedstawia klin w widoku od strony szczeliny wraz z jarzmami;
• fig. 7 przedstawia przekrój poprzeczny B-B przez klin w miejscu zaznaczonym na figurze 6.
Wózek hamulcowy posiada korpus w postaci kształtownika o przekroju poprzecznym zbliżonym
do litery „Y”, przy czym jego górne płyty 2a i 2b są do siebie równoległe zaś dolna płyta 3 leży w płaszczyźnie symetrii. Pomiędzy górnymi płytami 2a i 2b przebiega szyna 4, po której się porusza wózek.
Płaszczyzna symetrii szyny 4 stanowi płaszczyznę symetrii wózka.
Figura 1 przedstawia wózek w widoku z boku, po zdjęciu pierwszej, bocznej osłony. Do górnej
płyty 2a zamocowane są dwa kółka jezdne, przy czym pierwsze kółko 5 jest bierne, zaś wał 6, na którym osadzone jest drugie kółko 7 połączony jest poprzez przekładnię łańcuchową 8 z pierwszym czopem osi napędzającej 9 sprzęgła odśrodkowego 11 zamocowanego do dolnej płyty 3. Wózek posiada
jedno sprzęgło odśrodkowe lecz jego oś napędzająca 9 posiada dwa czopy zaś człon napędzany stanowi bęben 12 ułożyskowany na osi napędzającej 9 pomiędzy jej czopami. Do krawędzi zewnętrznej
bębna 12 przegubowo zamocowane jest ogniwo 13 łączące go pierwszym końcem dwustronnej dźwigienki 14, której drugi koniec połączony jest przegubowo z suwakiem 15 wchodzącym w szczelinę 16
w klinie 17. Pomiędzy klinem 17 a pierwszą czołową ścianką 18 ściśnięta jest sprężyna 19 zaś drugi
koniec klina 17 wchodzi pomiędzy dolną płytę 3 a jarzmo 20 zamocowane wahliwie do dolnego ramienia dźwigni 21 osadzonej na osi 22 natomiast do górnego ramienia dźwigni 21 zamocowany jest klocek hamulcowy 23, który przechodzi przez prostokątny otwór 24 znajdujący się w górnej płycie 2a
pomiędzy pierwszym kółkiem 5 a drugim kółkiem 7. Do drugiej ściany czołowej 25 zamocowany jest
zespół dociskowy 26 składający z trzeciego kółka 27 ułożyskowanego w oprawie na trzpieniu 28 osadzonym suwliwie we wsporniku 29. Zarówno do pierwszej ścianki czołowej 18 jak i do drugiej ścianki
czołowej 25 zamocowany jest sprzęg 31 do łączenia wózka z zestawem transportowym.
Figura 2 przedstawia widok pierwszej ścianki czołowej 18. Pierwsze kółko 5 wraz z jego bliźniaczym kółkiem 5b opierają się na dolnej półce szyny 4. W środkowej części znajduje się otwór zaś
w nim czoło osi 22 nie widocznej na tej figurze dźwigni 21. Natomiast w dolnej części znajduje się
pokrywa 32, o którą opiera się od środka sprężyna 19. W pokrywie 32, w osi sprężyny znajduje się
okrągły otwór 33.
Figura 3 przedstawia pół-widok drugiej ścianki czołowej 25 wraz z zamocowanym do niej zespołem dociskowym 26. Trzpień 28 jest tak wysunięty ze wspornika 29, że trzecie kółko 27 opiera się
o górną półkę szyny 4.
Figura 4 przedstawia przekrój A-A przez górną część wózka w miejscu zaznaczonym na fig. 2.
Korpus 1 wózka osłonięty jest od góry drugą osłoną 34, poniżej której do górnej płyty 2a zamocowane
jest pierwsze kółko 5 oraz drugie kółko 7, przy czym pierwsze kółko 5 ułożyskowane jest na krótkiej
ośce zaś drugie kółko 7 osadzone jest na wale 6 wraz z kołem łańcuchowym przekładni łańcuchowej 8.
Pomiędzy pierwszym kołem 5 a drugim kołem 7 przez otwór 24 w górnej płycie 2a przechodzi klocek
hamulcowy 23 zamocowany za pomocą sworznia do górnego końca dźwigni 21.
Figura 5 przedstawia klocek hamulcowy 23 w widoku aksonometrycznym. Klocek hamulcowy 23
składa się z oprawy 35 zaopatrzonej z jednej strony w niewidoczne na rysunku ucha zaś z drugiej strony
w prowadnicę, wewnątrz której osadzony jest element cierny 36. Prowadnica ma kształt rowka o zmiennym
dnie powstałego z przenikania się dwóch współosiowych rowków, wąskiego 37 i szerokiego 38, przy czym
4
PL 204 531 B1
wąski rowek 37 wznosi się ku górze w jednym kierunku zaś szeroki rowek 38 wznosi się ku górze
w przeciwnym kierunku. Początkowa głębokość obu rowków jest taka sama zaś ich dna krzyżują się
w środku długości oprawy 35. Odpowiednio ukształtowana jest dolna część elementu ciernego 36.
Dzięki temu element cierny 36 niezależnie od kierunku ruchu wózka jest dodatkowo dociskany do
środnika szyny 4. Element cierny 36 zaopatrzony jest z boku w wystający kołek, który wchodzi
w kształtowy otwór 39 i w ten sposób uniemożliwia wypadnięcie elementu ciernego 36 z prowadnicy
w oprawie 35. Dodatkowo zarówno wzdłuż wąskiego rowka 37 jak i szerokiego rowka 38 znajdują się
zamocowane w oprawie 35 pręty 40, na których osadzone są nie pokazane na figurze sprężynki
utrzymujące element cierny 36 w środku długości oprawy 35.
Figury 6 i 7 przedstawiają klin 17 w widoku od strony szczeliny 16 oraz dwa jarzma 21. Klin 17
stanowi płytka o kształcie zbliżonym do trójkąta równoramiennego zaopatrzona wzdłuż wysokości po
obu stronach w rowki 41, w które wchodzą krawędzie długiego otworu w dolnej płycie 3 tak, że jedna
część klina 17 znajduje się po jednej stronie dolnej płyty 3 zaś druga część po drugiej stronie. Długi
otwór stanowi prowadnicę dla klina 17. Do boku płytki stanowiącego podstawę trójkąta zamocowane
są dwie tuleje 42, zaś na nich w wózku osadzone są sprężyny 19. Natomiast do boku płytki stanowiącego ramię trójkąta i jednocześnie część roboczą klina 17 przylega jarzmo 20. Jarzmo 20 ma postać
prostopadłościanu, którego końce jednego boku zaopatrzone są w ucha 43 zaś w przeciwległym boku
znajduje się skośny rowek 44.
Jak już wspomniano wózek hamulcowy jest urządzeniem symetrycznym i większość opisanych tu
zespołów występuje w podwójnej ilości za wyjątkiem sprzęgła odśrodkowego 11 oraz klina 17, które
są przystosowane do jednoczesnej współpracy z zespołami występującymi po obu stronach korpusu.
Działanie wózka hamulcowego jest następujące. W czasie jazdy wózka wał napędzający 9 sprzęgła
odśrodkowego 11 otrzymuje napęd od drugiego kółka 7 za pośrednictwem przekładni łańcuchowej 8. Po
przekroczeniu dopuszczalnej prędkości sprzęgło włącza się i zaczyna obracać się bęben 12 zaś
ogniwo 13 pociąga w dół pierwszy koniec dwustronnej dźwigienki 14, której drugi koniec unosi się
i wyciąga suwak 15 ze szczeliny 16 w klinie 17. W tym momencie sprężyna 19 rozpręża się zaś energia w niej zgromadzona dynamicznie wbija klin 17 pomiędzy dolną płytę 3 a jarzmo 21 w wyniku czego dźwignia 21 obraca się wokół osi 22 aż do dociśnięcia elementu ciernego 36 klocka hamulcowego
23 do środnika szyny 4 co powoduje zahamowanie wózka.
W celu odblokowania wózka należy poprzez okrągłe otwory 33 w pokrywie 32 wkręcić śruby
z nakrętkami w tuleje 42 po czym obracając nakrętki cofać klin 17 i jednocześnie ściskać sprężynę 19
aż suwak 15 wskoczy w szczelinę 16.
Zastrzeżenia patentowe
1. Wózek hamulcowy dla zestawu transportowego jednoszynowej kolejki podwieszanej zawierający korpus zaopatrzony w dwie pary kółek jezdnych, zestaw dociskowy oraz sprzęgło odśrodkowe
otrzymujące napęd od jednego z kółek poprzez przekładnię, którego bęben połączony jest układem
cięgnowo-dźwigniowym z elementem blokującym sprężynę oddziaływującą na pierwsze ramiona
dwóch dźwigni, których drugie ramiona zaopatrzone są w klocki hamulcowe skierowane ku środnikowi
szyny kolejki, znamienny tym, że bęben (12) sprzęgła odśrodkowego (11) połączony jest poprzez
ogniwo (13) i dwustronną dźwigienkę (14) z suwakiem (15) zazębiającym się z klinem (17), którego
podstawa opiera się na elemencie sprężystym zaś o część roboczą opiera się jarzmo (20) zmocowane
do pierwszego ramienia dźwigni (21).
2. Wózek według zastrz. 1, znamienny tym, że korpus (1) posiada w przekroju poprzecznym
kształt zbliżony do litery „Y”.
3. Wózek według zastrz. 1, znamienny tym, że element sprężysty stanowi sprężyna (19).
4. Wózek według zastrz. 1, znamienny tym, że oprawa (35) klocka hamulcowego (23) posiada
prowadnicę elementu ciernego (36) w postaci dwóch współosiowych rowków, przy czym wąski rowek (37)
wznosi się ku górze w jednym kierunku zaś szeroki rowek (38) wznosi się w przeciwnym kierunku.
PL 204 531 B1
Rysunki
5
6
PL 204 531 B1
PL 204 531 B1
7
8
PL 204 531 B1
Departament Wydawnictw UP RP
Cena 2,00 zł.