用于軌道車輛的復合制動缸體的制作方法

本發明涉及軌道制動缸體，并且更具體地說，涉及改進的制動缸體組件。

背景技術：

軌道制動缸體傳統地由鑄鐵制成，在此組件中具有多個部件。形成的組件是重的，易于生銹，并且需要多個型號，從而特定的安裝將導致具有無壓力通風口的制動缸體定向在底部，以便通過冷凝作用適當地排放積聚的水。相應地，需要一種制動缸體，其可以具有適當定向的排放件而不考慮當其安裝時如何定位制動缸體。

技術實現要素：

本發明包括具有壓力缸體的制動缸體，壓力缸體的一端具有預定直徑的開口以及從所述開口向外延伸的第一凸緣。壓力缸體優選地由細絲纏繞復合物制成。無壓力頭部包括具有第二凸緣的相應開口，無壓力頭部定位為使得第二凸緣與壓力缸體的第一凸緣鄰接。無壓力頭部優選地由復合塑料制成。無壓力頭部的第二凸緣包括形成在其中的多個徑向凹槽，該凹槽從無壓力頭部的內部延伸到其外部，以允許無壓力頭部的內部與外面之間的連通。v狀帶固定地圍繞第一凸緣與第二凸緣延伸，并且具有限定間隙的第一端與第二端，此間隙可以容易地定位為與無壓力頭部的第二凸緣中的多個徑向凹槽中的至少一個對準，使得制動缸體能夠不考慮安裝時的定向而總是向下排放。

無壓力頭部是錐形的并且可以包括：位于其頂點處的具有用于支撐從制動缸體延伸出的活塞桿的支撐表面的一體形成的開口；用于活塞返回彈簧的座、用于活塞桿的刮擦件；以及提供結構支撐并且用作對抗活塞超程的止動件的一系列內部肋部。活塞定位在壓力缸體中，并且中空桿在一端聯接到活塞。中空桿從活塞延伸通過無壓力頭部的開口，以便與支撐表面接觸且通過支撐表面適當地定位并且與刮擦件接合。活塞返回彈簧與壓力缸體的活塞以及無壓力頭部的座接合以將活塞偏壓到制動器釋放活塞中。一系列安裝支腳可以通過環氧樹脂涂覆細絲或者通過條帶附接到壓力缸體，以將致動缸體安裝在軌道車輛的制動系統上的適當位置中。

附圖說明

通過結合附圖領會下面的詳細描述將會更加充分地了解與理解本發明，在附圖中：

圖1是根據本發明的制動缸體的橫截面視圖；

圖2是根據本發明的用于制動缸體的無壓力頭部的立體圖；

圖3是根據本發明的用于制動缸體的無壓力頭部的特寫立體圖；

圖4是根據本發明的用于制動缸體的無壓力頭部的局部橫截面；

圖5是根據本發明的用于裝配制動缸體的v狀帶的立體圖；

圖6是根據本發明的用于制造制動缸體的兩個壓力缸體半部的立體圖；

圖7是根據本發明的制動缸體的立體圖；

圖8是根據本發明的用于制動缸體的壓力缸體的立體圖；

圖9是根據本發明的制動缸體的立體圖；

圖10是根據本發明的用于制動缸體的管凸緣插入件的立體圖；

圖11是根據本發明的安裝在制動缸體中的管凸緣插入件的局部橫截面；以及

圖12是根據本發明的制動缸體的橫截面視圖。

具體實施方式

現在參照附圖，其中貫穿全文相同的附圖標記表示相同的部件，在圖1中可見具有聯接到無壓力頭部14的壓力缸體12的制動缸體10。壓力缸體12是大體圓柱形的并且容納活塞16，活塞16在壓力缸體12的圓柱形部分18內是響應于將加壓空氣從制動缸體壓力源引入到通過位于壓力缸體12的一端處的壓力圓頂22形成的入口20中從制動釋放位置移動到制動施加位置。中空桿24聯接到活塞以便當活塞16在制動釋放位置與制動施加位置之間移動時從制動缸體10延伸出與收回。如本領域中已知的，中空桿24聯接到軌道車輛的制動器并且由此將響應于活塞16的移動施加或釋放制動器。制動活塞返回彈簧26定位在制動缸體10中，以便在入口20處缺少足夠制動缸體壓力的情況下使活塞16偏壓到制動器釋放位置中。壓力缸體12包括位于壓力圓頂22的相對端處的徑向延伸的凸緣28以便聯接到無壓力頭部14。

無壓力頭部14是大體圓錐形的并且具有從第一端34到第二端36逐漸變小的壁32，所述第一端具有與壓力缸體12的直徑相應的較寬直徑，所述第二端具有較小直徑。無壓力頭部14的第一端34包括與壓力缸體12的凸緣28相應的徑向地延伸凸緣38。壓力缸體12的第二端36包括開口40，開口40通過錐形壁32的頂點而形成并且允許中空桿24延伸到制動缸體10外部并且與軌道車輛的制動器相互連接。如圖2中看到的，無壓力頭部14的開口40由支撐中空桿24的環形支撐表面42限定，并且當中空桿24通過活塞16延伸與收回時允許中空桿24平移通過開口。無壓力頭部14還包括刮擦件44，其外部于開口40定位以便當其平移進出開口40時與中空桿24接合，由此排除來自無壓力頭部14的污染物。另選地，如圖3中所見，唇部密封件46與o形環48可以定位在開口40周圍以進一步密封無壓力頭部16與桿24之間的接口。由于無壓力頭部14優選地由諸如高性能玻璃填充尼龍的塑料復合材料制造。例如，從e.i.杜邦公司可獲得的zytelhtn51g35是可接受的復合物。支撐表面42、刮擦件44、與唇部密封件46全都可以與無壓力頭部14的剩余部分一體地形成。

如在圖2和圖3中進一步看到的，無壓力頭部14的內部包括一體地形成在其中的座50，以將制動活塞返回彈簧26支撐并且適當地定位在中空桿24周圍。無壓力頭部14的內表面52還包括沿著錐形壁32的內表面52延伸的一系列等距定位的肋部54以提供結構支撐。除了提供結構穩定性以外，肋部54還用作用于活塞16的止動件以防止活塞超程。無壓力頭部14的凸緣38包括形成在其中并且圍繞無壓力頭部14的整個周邊隔開的一系列徑向通風凹槽56。如上所述，肋部54和凹槽56當由塑料復合物制造時可以一體地形成無壓力頭部14。

參照圖4和圖5，壓力缸體12與無壓力頭部14通過在制動缸體10周圍周向地延伸并且捕獲凸緣28和38的帶60聯接在一起。帶60優選地是v狀以包圍與覆蓋凸緣28和38。v狀帶60的端部62和64可以在v狀帶60固定地且緊固地定位在凸緣28和38上方以后通過單個緊固件66夾緊在一起，以將無壓力頭部14固定到壓力缸體12。在端部28與38之間保留間隙68以允許排放可能積聚在制動缸體10內部的任何濕氣。間隙68允許經由形成在無壓力頭部14的凸緣38中的徑向通風凹槽56而在大氣與無壓力頭部的內部之間的氣動連通。制動缸體10可以以任何定向安裝同時仍保持向下通風，因為在安裝以前或以后，v狀帶可以是松散的并且重新定位，使得間隙68位于底部。不考慮定位，間隙68將通常與一個以上徑向凹槽56對準以提供無壓力頭部14的向下排放。當v狀帶60覆蓋凸緣28和38的交叉部并且由此防止任何污染物的侵入時，v狀帶60還避免了對于凸緣28與38之間的墊圈的需要。

可以以幾種方式制造制動缸體10。例如，可以利用細絲纏繞復合物制造壓力缸體12，其中內襯涂層施加到心軸并且然后高強度合成纖維以未固化環氧樹脂濕繞在心軸周圍直到獲得期望的厚度。細絲可以是連續玻璃纖維或者其它高強度纖維，前提是此細絲提供需要經受充分加壓缸體的內部壓力的高張力強度。當濕的環氧樹脂固化時，復合玻璃纖維與固化環氧樹脂組成具有必要機械特性以經受高壓的壓力密封缸體。初始內襯涂層可以選擇為提供用于活塞密封件的具有低摩擦的平滑表面。如圖6中看到的，可以使用具有期望幾何形狀的內徑并且兩個壓力缸體半部70面對面定位的心軸。兩個半部70的幾何形狀然后如上所述構造。如圖6中線a-a所示，制造輪廓包括位于兩個半部70的面對面交叉部處的機加工的肋部72。在壓力缸體半部70固化后，可以通過機加工肋部72將凸緣28和38機加工在兩個壓力缸體半部70上以限定兩個凸緣28和38。然后可以沿著組成兩個壓力缸體12的線a-a在兩個半部70的交叉部處通過機床切割來分離兩個半部70。

參照圖7，具有沿著與壓力缸體12本體的直徑匹配的半徑定位在一系列彎曲的肋部80上的工業標準安裝孔76和安裝表面78的制動缸體安裝支腳74可以跨越壓力缸體12的其它直徑放置。可以通過鋼沖壓件來制造支腿74以限定安裝孔76、安裝表面78以及肋部80。肋部80然后可以包覆以環氧樹脂涂覆細絲82直到肋部80封裝以足夠厚度，以便在壓力缸體12與肋部80之間提供永久的結構連接。

另選地，如在圖8和圖9中看到的，肋部80可以適配在機加工或模制在壓力缸體12的外部直徑中的凹槽84中，并且然后利用定位在壓力缸體12的外部直徑周圍并且通過緊固件88張緊在那里的張緊條帶86緊固到壓力缸體12本體。當制動缸體加壓時，在壓力缸體12的外徑中的凹槽56將在壓力缸體12與安裝支腳74之間傳送大量縱向力。

參照圖10，制動缸體10的入口20可以形成有管凸緣插入件90，其在上述的濕敷處理過程中集成在壓力缸體12的壓力圓頂22中。管凸緣插入件90設計為與標準軌道3/4英寸凸緣的螺栓和空氣流動能力匹配，但是基于安裝的特定標準其它構造也是可能的。插入件90優選地包括具有正方形外幾何形狀(或者其它角幾何形狀)的基部92，使得一旦將插入件90封裝在環氧樹脂細絲敷層上，它將機械地抵制旋轉與泄露。如在圖11中看到的，插入件90還包括小直徑頸部94，此小直徑頸部94延伸通過壓力圓頂22以減小濕潤周邊并且使加壓空氣從制動缸體10的任何泄露的可能性最小化。

另選地，如在圖12中看到的，可以由鋼或鋁通過將沖壓壓力圓頂22焊接在通過在心軸上方拉伸以具有壓力室12的期望尺寸而形成的管子上來制造壓力缸體12。壓力圓頂22包括在焊縫處的周向凸起96，凸起96具有適當地大于壓力缸體12的od的直徑。凸緣28然后可以焊接在壓力缸體12的另一端上或滾動到壓力缸體12的另一端中以提供相應的周向凸起，所述凸起具有適當地大于壓力缸體12的od的直徑以便附接無壓力頭部14。安裝支架100適配在缸體12的壓力圓頂端處的周向凸起96與通過在壓力缸體12的無壓力頭部端處的凸緣28提供的周向凸起之間并且通過如上所述的張緊帶86緊固。此方法避免了焊接在壓力缸體12的工作長度中，并且由此，不需要機械拋光壓力缸體12的內部直徑來移除焊接工件。另選地，替代將壓力圓頂22焊接在圓柱形管子上，還可以通過作為單個件的旋轉壓力缸體12來制造壓力缸體12，壓力缸體12包括位于無壓力端部處的凸緣28以及位于圓頂端處的周向凸起96。

在不考慮制造技術的情況下，仍可以利用沿著如上所述壓力缸體12和張緊條帶86隔開的一系列徑向凸起102附接安裝支架100。例如，安裝支架100可以包括一系列凹槽104，一系列凹槽104與沿著壓力缸體12隔開的徑向凸起102相應并且與之接合，由此提供了縱向止動件，當制動力發展時所述縱向止動件防止安裝支架100沿著壓力缸體12滑動。安裝凸緣102可以通過一體夾具或通過單獨的帶夾具附接到壓力缸體12。在裝配過程中，可以將自固化、間隙填充材料的頭部施加到凹槽104以填充壓力缸體12上的凹槽104與凸起102之間的任何間隙。另選地，壓力缸體12與安裝凸緣100可以設有具有足夠尺寸以承載來自制動缸體10的反應載荷的單個相應凸起102與凹槽104。在此實施方式中，可以在心軸纏繞壓力缸體12的制造過程中制造接合凸起102，從而不需要對壓力缸體12的外徑進行機加工。