HU203301B - Service brake system serving for braking a trailer member of free-way vehicle train - Google Patents

Abstract

A találmány tárgyát képező fékrendszer szabadpályás járműszerelvények félpótkocsíainak, pótkocsiainak, utánfutóinak, csuklós járműfék vontatmánytagjainak üzemi fékrendszerként alkalmazható. A kerekek vagy kerékcsoportok fékhatását a fékberendezés szabályozóköre egyedileg határozza meg. Utánfutóknál, félpótkocsiknál, csuklós járművek vontatmánytagjainál a fékrendszer szabályozása két különböző észlelő alapján történik. Az egyik erőmérő, amely a vontatótag (1) hosszirányú tenge- lyére oldalirányban merőlegesen méri a vontatmánytag vonószerkezete (21) által keltett erőt fékezéskor, amásikvontatótag (1) hosszirányú középvonala és a vontatmány vonószerkezetének (21) középvonala közötti szöge (22) mérő szögérzékelő. Pótkocsiknál (20) szükséges egy harmadik érzékelő alkalmazása is, amely a forgózsámoly vonószerkezetének (21) középvonala és a pórkocsi (20) hosszirányú középvonala közötti szöget (26) érzékeli. (3. ábra) A leírás terjedelme: 4 oldal, 1 ábra 3. ábra HU 203 301 B -1-

Description

A találmány tárgya szabadpályás járműszerelvények vontatmány részein alkalmazható üzemi fékrendszer, amelynél fékezéskor a szabályozó rendszer az egyedi kerekek vagy kerékcsoportok fékhatását úgy vezérli vagy szabályozza, hogy csökkenti vagy minimalizálja a vontatótag erőátviteli csatlakozójára a vontatmány által keltett oldalirányú erőket és pótkocsis vontatmánynál egyúttal stabilizálja a zsámyoly vonószerkezetének a helyzetét a járműszerelvény hosszirányú tengelyének középvonalában.

Az adott fékrendszer biztosítja a vontatórész meghatározó, irányító szerepét vészfékezés esetén is és a körülményeknek megfelelően szabályozott fékerők hatásával megakadályozza a járműszerelvény összecsukódását.

A találmány tárgya üzemi fékrendszerként széles körben alkalmazható: kerékpár, segédmotoros kerékpár, motorkerékpár, valamint személy- és tehergépkocsi utánfutókon, nyergesvontatók félpótkocsiainál, pótkocsiknál, csuklós járművek vontatmány tagjánál.

A technika jelenlegi állására jellemző a közlekedési és postaügyi miniszter érvényben levő 23/1975/XII.31/KPM rendelete, amely a pótkocsik forgalomban tartásának műszaki feltételeit szabályozza és a 18 §-ának 7. d. pontjában a fékrendszer vizsgálatánál kimondja, hogy a fékhatás - az aszimmetrikusan épített jármüveket kivéve - a kétoldali kerekeken megközelítőleg azonos legyen, a jármű a fékezés folyamán a menetiránytól ne térjen el. Az 1985-ben a Műszaki Könyvkiadónál megjelent Gudlin Tamás és dr. Vida Emil szerzőpáros Gépjárművek légfékei című könyvében közöltek szerint is az MNK-ban gyártott, üzemeltetett pótkocsik és nyerges vontatók félpótkocsijainak egy tengelyen levő jobb- és baloldali kerekeinek fékmunkahengerében a működtetéskor azonos nyomás keletkezik. Tehát a fékrendszer hallgatólagosan arra a feltételezésre épül, hogy a járműszerelvény fékezése közel egyenesvonalú, azonos felületi minőségű úttesten történik és a járműszerelvény közben nem kényszerűi irányváltásra.

Féloldalasán terhelt járműveknél - hogy az erősebben terhelt oldalon módosítani tudják a fékhatást - automatikus, terhelésfüggő fékerő szabályozásokat alkalmaznak (pl. DE 33 22 702, DE 3 330 618), hogy az egyenesvonalú fékezéskor az aszimmetrikus fékhatás ne pörgesse meg a járművet.

A balesetek jelentős része relatív sebesség-túllépésből és az elsőbbség meg nem adásából keletkezik. Mindkét veszélyhelyzet kivédésénél stabil fékezésre és közben gyors irányváltoztatásokra van szükség, például az elsőbbséget meg nem adó jármű kerülése, mellé kanyarodás, útról való leugratás, stb. Mindehhez maximálisan ki kell használni a járműszerelvények egyes tagjainak a mozgékonyságát. Ezért a dinamikus működésű üzemi fékrendszer kialakítása nagyon lényeges.

Az US 3 920 281 szabadalmi leírás szerint például az üzemi fékrendszert az első kormányzott kerekek szögének a függvényében, a kétoldali kerekek sebességi eltérése és a környezeti levegőhöz mért relatív sebesség szerint szabályozzák részben blokkolásgátlási célzattal. A szervostabilizált rendszer kormányzott járműre vonatkozik. A szabadalmas feltételezi, hogy a bal- és jobboldali kerekek mozgásának a figyelése és szabályozása elegendő a megfelelő fékhatás kialakításához, holott az úttest változása következtében azonos keréksebesség mellett is nagyon különböző erőhatások léphetnek fel a különböző oldali kerekeknél.

Mezőgazdasági traktoroknál - a jó manőverezés érdekében - teljesen különválasztott jobb- és baloldali fékrendszert javasol a GB 2140516 számú szabadalom. A kettéválasztott fékrendszer természetesen összekapcsoltan is üzemeltethető. Sajnos azonban, mi egy traktorvezetési sebesség mellett emberi beavatkozással még megoldható, az nagy sebességgel közlekedő közúti járműveken nem valósítható meg hasonló módon.

A vontatmánytagok üzemi fékrendszereinél kézzel állítható fékerőhatárolókat alkalmaznak, vagy automatikus szabályozókat, amely a vontatmány pillanatnyi tömegéhez igazítja a fékerőket. Csuklós jármüveknél még becsuklásmódosító, becsuklásgátló szerkezteket (HU 173149, HU 181065) vagy a sebesség függvényében meghatározott becsuklási szögkorlátozást valósítják meg (DE 3305751).

A találmány célja, hogy a szabadpályás járműszerelvények vontatmánytagján olyan akár kerekenként külön szabályozott fékrendszert alakítson ki, amely fékezés közben a legkülönbözőbb útviszonyok mellett is az előtte haladó vontatótagot oldalirányú erővel nem támadja és pótkocsi esetében emellett még stabilizálja a forgózsámoly vontatószerkezetét a járműszerelvény középvonalában. Ha ilyen fékrendszerrel felszerelt jármű vezetője vészfékezésre kényszerül és utána a vontatótagot gyors kormányrántással a haladás irányára pl. 20°-os szögbe állítja majd tovább fékez, akkor a vontatmány nem csuklik be, nem löki fel a vontatót, hanem a dinamikusan alkalmazott fékerők segítségével követi a vontató által kitűzött irányt.

A kitűzött feladat érdekében, mivel a fékezéskor a vontatmánytagokat pillanatról pillanatra az aszimmetrikusan keltett fékerőkkel kell az előző vontatótag - vagy járműszerelvényben elfoglalt helyzetét tekintve vontatmánytag - által kijelölt irányba „kormányozni” azaz segíteni a fordulását a tömegközpontja körül, ezért az egyes kerekek vagy kerékcsoportok fékeroszabályozását egyedi módon szükséges megvalósítani. A vontatmánytag megfelelő követését úgy lehet ellenőrizni, ha pillanatról pillanatra mérjük az erőhatásokat, amelyeket a vontatmány az előtte levő vontatótagra oldalirányban gyakorolt. A vontatmánytagnak a vontatótaghoz legközelebb eső kétoldali kerékcsoportok fékerejét a fenti érzékelők alapján kell szabályozni. Jó útviszonyokat, közel azonos terheléseloszlású vontatmányokat feltételezve jó közelítést ad, ha a vontatótag és vontatmánytag vonószerkezetének hosszirányú középvonalainak szögeltérése szerinti fékerő-arányokat állítunk be. A kivitelezésnél ez azt jelenti, hogy az egyik oldali kerekeknél vagy kerékcsoportoknál a maximálisan eltérhető fékerőt meghagyva, a másik oldalon a megfelelő mértékben csökkentjük a fékhatást. Ennek következtében a fékút nem növekszik, inkább rövidül, mert csak az oldalirányú kitörésre kényszerítő fékerők lesznek

-2HU 203301 Β megszüntetve és így a megcsúszás veszélye csökken. A két érzékelő típus együttes alkalmazása az üzembiztonság és a gyors fékhatás elérése szempontjából kedvező. Félpótkocsiknál, utánfutóknál, csuklós járművek vontatmánytagjánál ez a szabályozás, vezérlés kiegészítve a szokásos automatikus vagy kézi utánállítású, terheléstől függő fékhatásosság-szabályozókkal megfelelő az adott célra.

Pótkocsiknál a mellső zsámoly vonószerkezetének és a pótkocsi hosszirányú középvonalainak szögeltérést is érzékelni kell, hogy a pótkocsi hátsó kerekeinek az adott szabályozás szempontjából megfelelő fékhatásait beállíthassuk, mert a többszöri irányváltásból vagy akadálynak ütközésből eredően a járműszerelvény tagjai nem biztos, hogy egy körív mentén helyezkedik el. A két szögérzékelő alapján a pótkocsi hátsó kerekeinek fékhatását úgy kell szabályozni, hogy a saját forgózsámolyának a helyzete mellett az előző vontatótag haladási irányát is tekintetbe kell venni.

Mivel a fékrendszerek mechanikus, pneumatikus, hidraulikus vagy elektromágneses módon - sőt újabban elektronikus vezérléssel - is kialakíthatóak és a vontatótagon más és más csatlakozók szabványosítottak, ezért a szabadalmi oltalom körének korlátozása nélkül a legegyszerűbb megoldáson, egy ráfutófékes gépkocsi utánfutón, mint egy lehetséges példán mutatom be a vezérelt és a szabályozott dinamikus erőegyensúlyt biztosító üzemi fékrendszert, majd a pótkocsikra vonatkozó kiegészítő megoldást.

A magyarázó ábrák közül

- az í. ábra egy ráfutófékes gépkocsi-utánfutó kombinált azaz vezérelt és szabályozott fékrendszerének a megértéséhez szükséges részleteit tartalmazza felülnézetben,

- a 2. ábra a vonóhorgon elhelyezett erőmérőt oldalnézetből,

- a 3. és 4. ábra egy pótkocsis vontató fékerő arányainak vezérlését, szabályozását szemlélteti két lehetséges helyzetben, felülnézetben.

Az 1. ábrán az 1 von tató tagra a szokásos 2 vonóhorog van felszerelve, amelyhez a 3 kapcsolófej csatlakozik átadva fékezéskor az erőt a 4 lökőtagnak. Az 1 vontatótag és a vontatmány 5 csővázának szögeltérését a fékerő arányt beállító szerkezet az 1 vontatótagra szerelt 6 vezérlőhoroghoz csatlakoztatott 7 vezélrőrúddal érzékeli. A 7 vezélrőrúd csuklósán kapcsolódik a 4 lökőtagon csapágyazott 8 emelőkarhoz, amely egy ráerősített 9 szervomomotor 10 csihajtásán keresztül adja át a 7 vezérlőrúd mozgását a 8 emelőkarral közös tengelyű 11 fogazott korongnak. Az 5 csővázon egymás mellett van felerősítve a 12 jobb- és 13 baloldali fékhenger, amelyek és 15 dugattyúit a 16 nyomópalást köti össze csuklósán. All fogazott korong 17 szabályozóeleme adja áta 4 lökőtag erőhatását megosztottan a 14, dugattyúknak, attól függően, hogy az 1 vontatótag és a 5 csőváz milyen szöget zár be egymással. Ha a 9 szervomotor 10 csigahajtásával a 11 fogazott korongot azaz a 17 szabályozóelemet középhelyzetben tartja, amikor az 1 vontatótag tengelye és az 5 csőváz között nincs szögeltérés, akkor a 9 szervomozor működése nélkül is az utánfutó geometriai méreteinek megfelelően kialakított szögeitérés-fékerő4 arány karakterisztika a vontatmány fékezésekor jó fékeket és jó útfelületet feltételezve - a rotációs gyorsulásból adódóan a 2 vonóhorgon fellépő oldalirányú erőket jelentősen csökkenti.

Ha a 2. ábra szerint a 2 vonóhorog 18 nyakán mindkét oldalon 19 erőmérőt (pl. nyúlásmérő bélyeget, piezoelektromos érzékelőt stb.) rögzítünk, akkor azok különbségei jelét képezve, felerősítve és a nagyfrekvenciás, vibrációból eredő jeleket levágva, majd 9 szervomotort meghajtva a 10 csigahajtáson keresztül szabályozhatjuk pillanatról pillanatra a fékerő arányokat. Ezáltal kedvezőtlen útviszonyok, nem teljesen egyforma fékek, egyenlőtlen teherelosztlás esetén is az 1 vontatóra ható oldalirányú érék a fékezéskor adott küszöbérték alatt tarthatók

A fent leírt vezérlés és szabályozás alkalmas nyergesvontatók félpótkocsijainak, csuklós járművek vontatmánytagjának, valamint pótkocsik forgózsámolyos kerekeinek f ékerőarány szabályozására is.

A20 pótkocsi 24,25 hátsó kerekeinek fékerőszabályozását a 3. és 4. ábra alapján magyarázom el, amelyek az 1 vontatótag és 20 pótkocsi két különböző lehetséges helyzetét ábrázolják fékezés közben. Vezérléskor a 20 pótkocsi 21 vonószerkezetének középvonala és az 1 vontató hossztengelye által bezárt 22 szög, vagy szabályozáskor a 19 erőmérő állítja be a fékerőarányokat a 23 forgózsámoly kerekein. A 20 pótkocsi 24,25 hátsó kerekeinek fékezésekor a 3. ábra szerinti helyzetben közel azonos fékerőket kell alkalmazni, hogy a 20 pótkocsi követhesse az 1 vontatótagot. A 4. ábra szerinti helyzetben viszont cak a 25 hátsó keréken kell fékerőt létrehozni, hogy a 20 pótkocsi ne akarjon kitörni, hanem jobbra perdülve kövesse az 1 vontatótagot. A 24,25 hátsó kerekek közel jó fékerőarány vezérléséhez ezért szükséges még észlelni a 20 pótkocsi hosszirányú középvonala és a 21 vonószerkezet középvonala által bezárt 26 szöget. Célszerűen így a 22 és 26 szög különbségi jele vezérli a 24,25 hátsó kerekek fékerőarányát. Ha ennek értéke közelítőleg 0 (3. ábra), akkor a 24,25 hátsó kerekek fékerői közel azonosak, ha viszont a 4. ábra szerinti az 1 vontatótag és 20 pótkocsi azaz a 22 és 26 szögek egymáshoz képesti helyzete, akkor a 21 vonószerkezet elfordulási irányába eső oldalon levő 25 hátsó kerék fékereje marad maximális, míg a 24 hátsó kerék fékereje szinte 0.

A 3. és 4. ábrákon a pillanatnyi fékerőket a kerekek után rajzolt féknyom érzékelteti.

A szabadalom tárgyát képező dinamikus erőegyensúlyt biztosító fékrendszer szabadpályás járműszerelvények vontatmány részéhez azzal a jelentős előnnyel rendelkezik, hogy növeli az élet és vagyonbiztonságot a közutakon. A járműszerelvények általában a közúti közlekedés nagyobb tömegű résztvevői, ezért irányíthatatlanságuk fékezés, vészfékezés esetén tömeges baleseteket, jelentős vagyoni kárt okozhat. Az adott fékrendszer alkalmazása - még részben ütközéses baleseteknél is - önmagában megakadályozza a járműszerelvény becsukódását. Csökkenti a vontatótagra ható oldalirányú erőket és ezáltal az adott fékrendszerhez illeszkedő blokkolásgátlóval ellátott járműszerelvényen a legroszabb közúti körülmények között is biztosítja

-3HU 203301 Β a járműszerelvény kormányozhatóságát vészfékezcs esetében is.

SZABADALMI IGÉNYPONT

Claims (1)

1. SZABADALMI IGÉNYPONT

   Szabadpályás járműszerelvény egy vontatmány tagjának fékezésére szolgáló üzemi fékrendszer, amelynél a kerekek vagy kerékcsoportok fékjeinek működtetése részben vagy teljes egészében külön szabályozottt, azzal jellemezve, hogy

   - egytengelyű vagy egymás közvetlen közelében elhelyezett többtengelyű vontatmánytag esetében az üzemi fékrendszerhez tartozó szabályozókör(ök)nek részét kepez(k) az erőátviteli csatlakozásnál a vontatótagon (1), és/vagy vontatótag (1) és a vonószerkezet (21) közé iktatott közdarabon, és/vagy a vontatmányrész vonószerkezetén (21) rögzített, mikro- vagy makroelmozdulásra alapozott erőmérő(k) (19), illetve az erőmérővel (erőmérőkkel) (19) vagylagosan vagy együttesen a vontatótaggal (1) és a vonószerkezettel (21) vagy a vonó6 szerkezeten (21) rögzített egyéb szerkezeti elemmel (elemekkel) kapcsolatban levő, a vontatótag (1) és a vonószerkezet (21) egymáshoz képesti helyzetével egyértelműen meghatározott pozíció(k)ba kerülő

   5 szabályozóelem(ek) (17), vagy a vontatótag (1) és a vonószerkezet (21) egymáshoz képesti helyezi ével egyértelműen meghatározott analóg vagy digitális jelet szolgáltató érzékelő elem(ek), míg

   - pótkocsiknál (20) az üzemi fékrendszer szabá10 lyozókörének (köreinek) részét képezik még az előzőekben meghatározott módon körülírt érzékelő, szabályozóelem(ek) (17) mellett a vontatmánytag mellső forgózsámolyával (23) vagy ahhoz rögzített egyéb szerkezeti elemmel (elemekkel) és a vontat15 mánytag alvázával vagy ahhoz rögzített szerkezeti elemmel (elemekkel) kapcsolatban levő és az alváz és a forgózsámoly (23) egymáshoz képesti helyzetével egyértelműen meghatározott pozíció(k)ba kerülő szabályozóelem(ek) (17) vagy az alváz és a forgó20 zsámoly (23) egymáshoz képesti helyzetével egyértelműen meghatározott analóg vagy digitális jelet szolgáltató érzékelő elem(ek).