Залізнична гальмівна колодка

1. Гальмівна колодка, яка сформована з фрикційного матеріалу без металевої опорної пластини і має металеву вставку, закладену у фрикційний матеріал, причому вказана гальмівна колодка утворена фрикційною поверхнею для упору в поверхню катання колеса і протилежною тильною поверхнею для забезпечення контакту з гальмівною головкою і прикріплення до неї, причому вказана металева вставка містить: основний корпус, що має поверхню, розташовану у фрикційній поверхні гальмівної колодки, причому вказаний основний корпус проходить в радіальному напрямку вбік від фрикційної поверхні і доходить до вказаної тильної поверхні гальмівної колодки; два крилоподібних виступи, що становлять одне ціле з основним корпусом, знаходяться на його протилежних сторонах і проходять вбік від нього, а також мають тильні поверхні, суміжні з тильною поверхнею гальмівної колодки; і два в цілому паралельних виступи, що проходять в радіальному напрямку і становлять одне ціле з основним корпусом і/або крилоподібними виступами, причому вказані паралельні виступи проходять за тильну поверхню гальмівної колодки, утворюючи паз для чеки, причому, коли гальмівна колодка встановлена на гальмівну головку, паз для чеки проходить через отвір, передбачений в гальмівній головці. 2 (19) 1 3 Передумови створення винаходу Галузь техніки, якої стосується винахід Дана заявка стосується галузі композиційних залізничних гальмівних колодок. Опис попереднього рівня техніки Залізничні вагони підтримуються і спрямовуються сталевими колесами. Поверхні катання на зовнішній окружності коліс котяться по сталевих рейках. Гальма залізничного вагона включають гальмівні колодки, які входять у фрикційне зчеплення з поверхнями катання коліс. Гальмівні колодки утримуються гальмівними головками, які, в свою чергу, з можливістю руху утримуються гальмівною важільною передачею, яка складається із системи важелів та пневматичного циліндра. Гальмівні колодки складаються з різних матеріалів, які підібрані за їх фрикційними характеристиками і за впливом на термін служби поверхонь катання коліс. Багато гальмівних колодок є композитами, які складаються з матеріалів, що мають різні характеристики. У типових композиційних гальмівних колодках матеріали з різними фрикційними характеристиками упираються в поверхню катання колеса під час гальмування. Це може бути досягнуто за допомогою вміщення вставок з різних матеріалів у фрикційну поверхню колодки, яка складається з основного матеріалу гальмівної колодки. Стандартні залізничні гальмівні колодки в Північній Америці виробляють з металевими опорними пластинами, що служать опорою для фрикційного матеріалу і для прикріплення та утримування гальмівних колодок на гальмівних головках. Один тип залізничної гальмівної колодки також включає металеву вставку, як єдине ціле прикріплену зварюванням до металевої опорної пластини перед формуванням гальмівної накладки, наприклад, за допомогою формування на опорній пластині. Див. патент США №6241058, озаглавлений "Гальмівна колодка із вставкою, приклеєною до опорної пластини". Фрикційний матеріал гальмівної колодки часто містить суміш абразивних матеріалів, органічних і неорганічних наповнювачів та смол. Металева вставка може бути підібрана для забезпечення вигідної обробки поверхні кочення колеса. В інших місцях в світі гальмівні колодки виробляють без металевих опорних пластин, і вони звичайно включають скелетний каркас. У результаті, важко або неможливо одержати вигоди від металевої вставки внаслідок відсутності адекватного засобу для опори та утримання металевої вставки. Суть винаходу Перевагою даного винаходу є одержання металевої вставки, унікально сконфігурованої для використання в гальмівних колодках без металевих опорних пластин, і гальмівних колодок, які включають металеву вставку. Додатковою перевагою цього винаходу є одержання металевих вставок, які можуть використовуватися з гальмівними колодками з дротовими рамковими опорами і без них. Гальмівні колодки мають фрикційну поверхню, яка під час гальмування упирається в опуклу поверхню катання колеса рейкового транспортного засобу. Поверхня катання колеса - це поверхня 95067 4 обертання, яка може бути опукло-конічною поверхнею або комбінацією опукло-конічної і циліндричної поверхонь або інших поверхонь обертання. Поверхня гальмівної колодки має угнуту поверхню обертання, яка відповідає частині опуклої поверхні колеса. Ці поверхні обертання визначені твірною (не обов'язково прямою лінією), що обертається навколо осі, яка утворена колісною віссю. Таким чином, фрикційна поверхня гальмівної колодки має в цілому осьову і кругову протяжність, а гальмівна колодка має радіальну товщину, що проходить від фрикційної поверхні. Ознаки металевих вставок і гальмівних колодок, які відповідають різним варіантам здійснення цього винаходу, будуть описані тут з посиланнями на в цілому осьовий, круговий і радіальний напрямок. Коротко, згідно з одним варіантом здійснення цього винаходу, одержана гальмівна колодка без металевої опорної пластини. Гальмівна колодка утворена фрикційною поверхнею для упору в поверхню катання колеса і протилежною тильною поверхнею для забезпечення контакту з гальмівною головкою і прикріплення до неї. Гальмівна колодка має металеву вставку, яка містить основний корпус, що має поверхню, яка лежить у фрикційній поверхні гальмівної колодки. Основний корпус проходить в радіальному напрямку від фрикційної поверхні і проходить до тильної поверхні гальмівної колодки. Два крилоподібних виступи становлять єдине ціле з основним корпусом металевої вставки, знаходяться на його протилежних сторонах і проходять в сторону від неї, а також мають тильні поверхні, суміжні з тильною поверхнею гальмівної колодки. Два в цілому паралельних виступи, що проходять в радіальному напрямку, становлять єдине ціле з основним корпусом і/або крилоподібними виступами. Паралельні виступи мають розміри, пристосовані для проходження за тильну поверхню гальмівної колодки, утворюючи паз для чеки. Коли гальмівна колодка встановлена на гальмівну головку, паз для чеки проходить через отвір, передбачений в гальмівній головці. Паз для чеки утворює структуру для прикріплення гальмівної колодки до гальмівної головки. Металева вставка закладена, наприклад, за допомогою формування, у фрикційний матеріал. Згідно з іншим варіантом здійснення винаходу, між радіальними кінцями паралельних виступів вставки розташований місток для одержання закритого паза для чеки. Згідно з іншим варіантом здійснення винаходу, крилоподібні виступи та основний корпус мають крізні отвори для проходження фрикційного матеріалу. Таким чином, фрикційний матеріал не уривається повністю вставкою, розташованою між кінцями в напрямку по окружності (подовжньому напрямку) гальмівної колодки, утримуючи за допомогою цього обидва кінці з'єднаними один з одним. Згідно з іншим варіантом здійснення винаходу, гальмівна колодка має дротовий каркас, який взаємодіє з металевою вставкою для створення додаткового опору згинанню та утворенню тріщин. Дротовий каркас конфігурований таким чином, що металева вставка вкладена в центральні частини 5 дротового каркаса. Дротовий каркас має консольні частини, кожна з яких проходить по окружності (в поперечному напрямку) від металевої вставки за межі протяжності крилоподібних виступів металевої вставки. Дротовий каркас має дві короткі паралельні секції, які можуть розташовуватися вздовж металевої вставки поблизу крилоподібних виступів. Короткі паралельні секції з'єднані з консольними секціями на протилежній стороні металевої вставки. Дугоподібні секції на протилежних кінцях металевої вставки з'єднують короткі секції і консольні секції. Дугоподібні секції підтримують консольні секції в місці їх перетину і приварені один до одного в місці їх перетину. Короткі секції і дугоподібні секції формують гніздо для металевої вставки. Металева вставка і дротовий каркас закладені, наприклад, за допомогою формування у фрикційний матеріал. Згідно з одним варіантом здійснення винаходу, дротовий каркас може бути приварений до металевої вставки. Згідно з іншим варіантом здійснення винаходу, запропонована металева вставка для гальмівної колодки. Гальмівна колодка утворена фрикційною поверхнею для упору в поверхню катання колеса і протилежною тильною поверхнею для забезпечення контакту з гальмівною головкою і прикріплення до неї. Металева вставка містить основний корпус, який має фрикційну поверхню для розміщення у фрикційній поверхні гальмівної колодки. Основний корпус проходить в радіальному напрямку від фрикційної поверхні. Два крилоподібних виступи, що становлять єдине ціле з основним корпусом і знаходяться на його протилежних сторонах, проходять в сторону від нього, а також, мають тильні поверхні для розташування суміжно з тильною поверхнею гальмівної колодки. Два в цілому паралельних виступи, що проходять в радіальному напрямку, становлять єдине ціле з основним корпусом і/або крилоподібними виступами. Паралельні виступи мають розміри, пристосовані для проходження за тильну поверхню гальмівної колодки, утворюючи паз для чеки. Короткий опис креслень Інші ознаки та інші цілі і переваги цього винаходу будуть очевидні з нижченаведеного опису переважних варіантів його здійснення, даного з посиланнями на креслення, на яких: фіг.1 - вигляд в перспективі одного варіанту виконання вставки гальмівної колодки, яка відповідає цьому винаходу; фіг.2, 3 та 4 - вигляди в плані, вертикальний і збоку, відповідно, вставки, показаної на фіг.1; фіг.5 - вигляд в перспективі другого варіанту виконання вставки гальмівної колодки, яка відповідає цьому винаходу; фіг.6, 7 та 8 - вигляди в плані, вертикальний і збоку, відповідно, гальмівної колодки, показаної на фіг.5; фіг.9 - вигляд в перспективі третього варіанту виконання вставки гальмівної колодки, яка відповідає цьому винаходу; фіг.10, 11 та 12 - вигляди в плані, вертикальний і збоку вставки гальмівної колодки, показаної на фіг.9; 95067 6 фіг.13 - вигляд в перспективі вставки гальмівної колодки і з'єднаного з нею дротового каркаса для посилення гальмівної колодки; фіг.14, 15 і 16 - вигляди в плані, вертикальний і збоку одного варіанту виконання гальмівної колодки з металевою вставкою, яка відповідає цьому винаходу; фіг.17 - вигляд перерізу, виконаного по лінії 17-17 на фіг.14; фіг.18 - вигляд перерізу, виконаного по лінії 18-18 на фіг.14; і фіг.19 - вигляд перерізу, виконаного по лінії 19-19 на фіг.14. Опис переважних варіантів здійснення винаходу На фіг.1-4 показана вставка для гальмівної колодки без металевої опорної пластини. Гальмівна колодка утворена поверхнею тертя для упору в поверхню катання колеса і протилежною тильною поверхнею для забезпечення контакту з гальмівною головкою і прикріплення до неї. Металева вставка 9 містить основний корпус 10, який має фрикційну поверхню 11 для розташування у фрикційній поверхні гальмівної колодки. Основний корпус 10 проходить в сторону від фрикційної поверхні. Два крилоподібні виступи 12, 13 становлять єдине ціле з основним корпусом, знаходяться на протилежних сторонах основного корпусу і відступають від нього. Крилоподібні виступи мають тильні поверхні 14 для розташування суміжно з тильною поверхнею гальмівної колодки та утворення опори для гальмівної головки. Два в цілому паралельні виступи 15, 16, що проходять в радіальному напрямку, становлять єдине ціле з основним корпусом 10 і/або крилоподібними виступами 12, 13. Паралельні виступи 15, 16 мають такі розміри, що вони проходять за тильну поверхні гальмівної колодки, таким чином, утворюючи паз 17 для чеки. На фіг.5-8 показаний другий варіант конструкції металевої вставки, яка відповідає цьому винаходу. У описі цього і подальших варіантів здійснення винаходу, подібні ознаки мають однакові посилальні позиції. Другий варіант здійснення винаходу відрізняється від першого наявністю містка 18 між паралельними виступами 15, 16 для формування закритого паза для чеки. На фіг.9-12 показаний третій варіант виконання металевої вставки, яка відповідає цьому винаходу. Третій варіант здійснення винаходу відрізняється від першого варіанта наявністю більш довгих крилоподібних виступів 12, 13 та отворів 19, 20 в крилоподібних виступах та основному корпусі для проходження формувального матеріалу. На фіг.13 показана металева вставка із з'єднаним з нею дротовим каркасом 22. Дротовий каркас має консольні гілки 23, 24, 25 та 26, що проходять в поперечному напрямку назовні від основного корпусу вставки в цілому в площині крилоподібних виступів. Гілки 23 та 24 з'єднані на дистальних кінцях короткою гілкою 27. Гілки 25 та 26 з'єднані на дистальних кінцях короткою гілкою 28. На проксимальних кінцях гілок 23, 24, 25 та 26 знаходяться короткі гілки 29, 30, що проходять паралельно виступам 15, 16 в показаному варіанті 7 конструкції. Короткі гілки 29, 30 з'єднані з парами гілок 23, 24, 25 та 26 дугоподібними гілками 31, 32 (показані дві з чотирьох), які створюють опір повороту гілок 23, 24, 25 та 26 від фрикційної поверхні металевої вставки після того, як дротовий каркас і вставка закладені в гальмівну колодку. Дугоподібні гілки підтримують перетин різних консольних гілок і приварені одна до одної там, де вони перетинаються. Короткі гілки і дугоподібні гілки формують гніздо для металевої вставки. Тепер з посиланнями на фіг.14-19 буде описана гальмівна колодка із закладеною металевою вставкою і дротовим каркасом. Гальмівна колодка 40 має фрикційну поверхню 41 і тильну поверхню 42. Тильна поверхня показана як циліндрична, і фрикційна поверхня як конічна. Від тильної поверхні відступають упори 43 та 44, які мають такі розміри і розташування, що вони входять в отвори, розташовані в поверхні гальмівної головки (не показані). Також від тильної поверхні відступає виступ 45, що містить скобу, яка проходить крізь отвір в поверхні гальмівної головки і, яка може бути захоплена для утримання гальмівної колодки відносно гальмівної головки. На фіг.17, яка є виглядом перерізу, виконаного перпендикулярно осі колеса, показано, яким чином металеву вставку 9 і дротовий каркас 22 закладають у фрикційний матеріал 50. Це також зрозуміло при ознайомленні з видами перерізів, показаними на фіг.18 та 19. Гальмівні колодки, які відповідають цьому винаходу, в типовому варіанті формують за допомогою формування фрикційного матеріалу навколо вставки і дротового каркаса, які тимчасово утри 95067 8 мується в необхідному положенні в прес-формі. В одному варіанті виконання фрикційний матеріал може бути доданий в прес-форму в один або більше етапів. Таким чином, склад фрикційного матеріалу може змінюватися від тильної частини до фрикційної поверхні. Матеріал тильної частини може бути розроблений для одержання жорсткості або для одержання міцності і жорсткості, тоді як матеріал фрикційної поверхні, що зношується, може бути іншим матеріалом, підібраним для одержання необхідних фрикційних характеристик і характеристик зношення. Поблизу тильної поверхні гальмівної колодки може бути закладена армуюча сітка 52 (див. фіг.17). Після формування, фрикційна поверхня може бути піддана механічній обробці для одержання первинного контакту для металевої вставки, а також для фрикційного матеріалу. Описані тут варіанти виконання гальмівних колодок з металевою вставкою відрізняються опором утворенню тріщин, незважаючи на те, що металеві вставки не підтримуються металевою опорною пластиною. Усунення опорної пластини та операції зварювання спрощує виготовлення гальмівних колодок без втрати переваг металевих вставок. У деяких варіантах застосування винаходу навіть застосовне виключення дротового каркаса. Таким чином, даний винахід був детально описаний, зокрема, як цього вимагає патентне законодавство, при цьому обсяг необхідного патентного захисту, сформульований в нижченаведеній формулі винаходу. 9 95067 10 11 95067 12 13 95067 14 15 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 95067 Підписне 16 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601