軌道車輛的制動器的制作方法

本發明涉及軌道車輛領域，尤其涉及一種軌道車輛的制動器。

背景技術：

隨著現代軌道車輛的技術發展和成本控制需求，車輛的轉向架結構日益緊湊，制動器廠商面臨著越來越有限的安裝空間。當轉向架安裝空間較狹窄時，制動器的尺寸將成為制動器是否能夠與轉向架匹配的一個重要因素。對于某些安裝空間比較狹窄的轉向架，現有的制動器已經無法適用于該轉向架。因此，需要開發設計適用于狹窄的安裝空間的制動器。調節器是制動器必不可少的核心模塊，在保持調節器對磨損的補償功能的基礎上，減小調節器所需空間直接影響到制動器的緊湊性。

如圖1及圖2所示，在現有技術中，制動器包括制動器殼體10’、設置在所述制動器殼體10’內的用于補償制動襯片和車輪或制動盤磨損的調節器50’、位于所述制動器殼體10’上的第一止擋部件11’及第二止擋部件12’，所述調節器50’包括螺桿52’、套設在所述螺桿52’上的聯接管56’以及設置在所述聯接管56’上的止動環58’，所述止動環58’包括筒狀部分581’和與所述筒狀部分581’一體的外緣部分582’，在制動器制動和緩解工作過程中，所述止動環58’的外緣部分582’抵靠在所述第一止擋部件11’和所述第二止擋部件12’上并且在所述第一止擋部件11’和所述第二止擋部件12’之間運動；其中，如圖2所示，現有技術中將止動環58’的外緣部分582’設計成圓形。該圓形的外緣部分582’在制動器制動及緩解工作過程中相應地抵靠在第二止擋部件12’和第一止擋部件11’上。此外，在制動器制動及緩解工作過程中，調節器50’除了沿螺桿52’的軸向運動外，還會于制動器殼體10’內上下擺動。因此，在制動器殼體10’內表面與止動環58’外緣部分582’的外輪廓之間需要預留一定的間隙，以提供調節器50’在制動器殼體10’內的擺動空間。如圖2所示，當止動環58’外緣部分582’的外徑d1設計成例如64mm時，制動器殼體10’的內徑d2至少需要達到84mm才能保證調節器在制動器殼體10’內的正常擺動。這樣的結構限制了整個制動器的小型化。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種軌道車輛的制動器。該制動器具有更小的尺寸，因而能夠用于安裝空間比較狹窄的轉向架。

為實現上述發明目的，本發明的一個實施方式提供了一種用于軌道車輛的制動器，所述制動器包括制動器殼體和設置在所述制動器殼體內的用于補償制動襯片和車輪或制動盤磨損的調節器，所述調節器包括調節器殼體、螺桿、套設在所述螺桿上的聯接管以及設置在所述聯接管上的止動環，所述止動環包括筒狀部分和與所述筒狀部分一體的外緣部分，所述制動器殼體包括第一止擋部件和第二止擋部件，在所述制動器的制動和緩解工作過程中，所述止動環借助于所述外緣部分抵靠在所述第一止擋部件和所述第二止擋部件上并且在所述第一止擋部件和所述第二止擋部件之間運動，所述止動環的所述外緣部分至少在兩個不同的第一取向和第二取向上分別具有第一取向半徑和第二取向半徑，其中，所述第一取向半徑大于所述第二取向半徑。

根據本發明的一個具體實施方式，所述第一取向半徑是所述止動環的外緣部分最大的半徑，所述第二取向半徑是所述止動環的外緣部分最小的半徑，且所述第一取向垂直于所述第二取向。

根據本發明的一個具體實施方式，在所述制動器制動和緩解工作過程中所述第二取向及所述第二取向的反方向與所述調節器在所述制動器殼體內的上下擺動方向一致。

根據本發明的一個具體實施方式，所述止動環的外緣部分的外輪廓呈橢圓形，所述第一取向與所述橢圓形的長軸一致，所述第二取向與所述橢圓形的短軸一致。

根據本發明的一個具體實施方式，所述止動環的外緣部分包括在所述第一取向及所述第一取向的反方向上對稱設置的兩個凸耳。

根據本發明的一個具體實施方式，所述止動環的筒狀部分的內表面上設有內防轉鍵槽，所述內防轉鍵槽限制所述止動環于所述聯接管上轉動。

根據本發明的一個具體實施方式，所述止動環與所述聯接管一體成型。

根據本發明的一個具體實施方式，所述制動器為踏面制動器。

根據本發明的一個具體實施方式，所述第一止擋部件和/或所述第二止擋部件為環形止擋片，所述環形止擋片的內輪廓至少在兩個不同的第一方向和第二方向上分別具有第一方向半徑和第二方向半徑，其中，所述第一方向半徑大于所述第二方向半徑。

根據本發明的一個具體實施方式，所述第一方向垂直于所述第二方向，且在所述制動器制動和緩解工作過程中所述第一方向及所述第一方向的反方向與所述調節器在所述制動器殼體內的上下擺動方向一致。

根據本發明的一個具體實施方式，所述環形止擋片的所述內輪廓呈橢圓形，所述第一方向與所述橢圓形的長軸一致，所述第二方向與所述橢圓形的短軸一致。

根據本發明的一個具體實施方式，所述環形止擋片外緣設有外防轉鍵槽。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：本發明改變了現有技術中通常為圓形的止動環外緣部分的形狀，減小了止動環外緣部分在特定取向的尺寸，優選在制動器制動和緩解工作過程中，調節器的上下擺動方向上的尺寸，從而使得制動器殼體的內徑可以相應縮小，實現整個制動器的小型化。

附圖說明

圖1是現有技術的處于緩解位置的制動器調節器的剖視圖；

圖2是現有技術止動環外緣部分與制動器殼體相對位置關系的示意圖；

圖3是本發明一個實施方式的軌道車輛制動器的縱剖面視圖；

圖4是沿圖3中的剖面線4-4’的剖視圖，其中示出了處于緩解位置的調節器；

圖5是沿圖3中的剖面線4-4’的剖視圖，其中示出了處于制動位置的調節器；

圖6是本發明一個實施方式的止動環的立體圖；

圖7是本發明一個實施方式的止動環外緣部分與制動器殼體相對位置關系的示意圖；

圖8、圖9是本發明可選的其他實施方式的止動環的結構示意圖；

圖10是本發明一個實施方式的第二止擋部件的結構示意圖。

具體實施方式

以下將結合附圖所示的具體實施方式對本發明進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本發明，本領域的普通技術人員根據這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本發明的保護范圍內。

在本申請的各個圖示中，為了便于圖示，特定結構或部分的尺寸會相對于其它結構或部分夸大。

另外，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”、“前方”和“后方”等表示空間方向的術語應理解為，當制動器安裝在列車的轉向架上時，列車前進的方向為“前方”，與之相對的方向為“后方”，制動器在安裝狀態下朝向鐵軌的一方為“下方”，與之相對的方向為“上方”。

圖3示出了本發明的軌道車輛的制動器的一個實施方式，本發明的制動器可以為踏面制動器，但不以此為限。制動器包括制動氣缸20，在制動氣缸20的氣缸蓋21上具有接口（未標示），在制動氣缸20中容納有帶復位彈簧23的活塞22，在制動工作時壓縮空氣能經由接口流入制動氣缸20并驅動活塞22，在制動器緩解工作時制動氣缸20中的壓縮空氣經由接口卸壓并流出，此時，活塞22在復位彈簧23的作用下復位直至擋靠在氣缸蓋21上。活塞22經由密封皮碗（未標示）相對于制動氣缸20的氣缸壁密封。

活塞22遠離所述氣缸蓋21的一端與傳動桿31可力傳遞地連接，在制動器制動時，活塞22驅動傳動桿31以回轉點40為中心順時針旋轉（以圖3所顯示的方位）；當制動緩解時，活塞22驅動傳動桿31以回轉點40為中心逆時針旋轉（以圖3所顯示的方位）。在制動器殼體10中設有用于補償制動襯片和車輪或制動盤磨損的調節器50，該調節器50具有調節器殼體51。傳動桿31遠離活塞22的一端與調節器殼體51的柱狀凸出32相連，由此，傳動桿31的旋轉運動轉化成調節器殼體51的線性運動，調節器殼體51推動調節器50中的螺桿52運動。螺桿52的一端連接有連桿頭53，連桿頭53通過螺栓（未標示）與閘瓦托70連接，閘瓦托70上固定有制動閘瓦60，優選通過彈簧栓72和楔形栓71固定該制動閘瓦60，因此，螺桿52的運動最終引起制動閘瓦60相對于軌道車輛的車輪在緩解位置與制動位置之間的運動。

在制動器殼體10的底部設有通氣塞或排風口（未標示）。在制動器殼體10朝向閘瓦托70的側面上設有密封波紋管80，波紋管80用以防止污物和水進入制動器殼體10內。制動器殼體10上還樞軸連接有吊耳90，吊耳90的一端連接制動器殼體10，另一端與連桿頭53及閘瓦托70連接，吊耳90用以穩定所述調節器50及閘瓦托70，防止調節器50及閘瓦托70在制動器制動及緩解工作過程中發生較大的位置偏移。

圖4是沿圖3中的剖面線4-4’的剖視圖，其中示出了處于緩解位置的調節器50。

該調節器50包括帶有非自鎖螺紋的螺桿52，該螺桿52的一端具有用于與制動器的閘瓦托70連接的連桿頭53。在本實施方式中，連桿頭53與螺桿52是分體式的并且可拆卸地連接在一起，這有利于調節器50的裝配。當然，連桿頭53與螺桿52也可為一體結構。

該調節器50包括調節器殼體51，在該調節器殼體51中定心地安裝所述螺桿52，該調節器殼體51的內表面具有沿螺桿52徑向凸伸出所述調節器殼體51內表面的凸起511。在調節器殼體51與螺桿52之間形成有第一環形空間和第二環形空間，所述第一環形空間定義為凸起511朝向連桿頭53一側的空間，所述第二環形空間定義為凸起511背離連桿頭53一側的空間。在本實施方式中，所述凸起511做成分體式的，包括一個與調節器殼體51一體的沿徑向與螺桿52間隔開的突出部5112和一個單獨的螺母5111，該單獨的螺母5111與突出部5112螺紋連接，如此，有利于調節器50的裝配。在第一環形空間中設置有止推螺母54，該止推螺母54以對應內螺紋嚙合在螺桿52的非自鎖螺紋上，優選通過允許軸向運動的第一軸承相對于調節器殼體51可擺動地支承并且沿軸向朝凸起511的方向被第一彈簧偏壓，優選該第一彈簧為螺旋彈簧。該止推螺母54與凸起511或者說螺母5111具有彼此配合的第一齒部541。

在第二環形空間中設置補償螺母55，該補償螺母55以對應內螺紋嚙合在螺桿52的非自鎖螺紋上，優選通過允許軸向運動的第二軸承可轉動地支承在聯接管56上，且沿軸向朝聯接管56的方向被第二彈簧偏壓，優選該第二彈簧為一組碟形彈簧。該補償螺母55與聯接管56具有彼此配合的第二齒部551，補償螺母55的朝向連桿頭53的端部能沿軸向擋靠在調節器殼體51上，尤其是如在圖4所示實施方式中那樣擋靠在調節器殼體51上的凸起511或者螺母5111上。不言而喻，為了這樣的軸向擋靠，在第二環形空間中在調節器殼體51上設置一個另外的凸起也是可以考慮的。作為替換方案，在緩解工作時，在復位彈簧23的復位力的作用下，調節器殼體51也可以沿軸向擋靠在聯接管56的朝向連桿頭53的端部上，或者也可以擋靠在其它構件上，只要確保調節器殼體51復位至初始位置。

聯接管56相對于調節器殼體51不可轉動地、帶徑向間隙地套裝在螺桿52上，并且能沿軸向在與緩解位置對應的第一軸向位置和與制動位置對應的第二軸向位置之間移動，第一軸向位置與第二軸向位置之間的軸向距離X限定調節器50的額定行程。按照一種有利的實施方式，聯接管56和調節器殼體51具有配對的鍵槽，在配對的鍵槽中裝入鍵，例如平鍵或者半月鍵，由此使得聯接管56與調節器殼體51不可相對轉動。所述聯接管56在其背離連桿頭53的端部上具有止動環58，所述制動器殼體10的內表面具有止擋部件。在本實施方式中，所述止擋部件包括第一止擋部件11及第二止擋部件12，在制動器緩解位置上，止動環58抵靠在第一止擋部件11上，在制動器制動位置上，止動環58抵靠在第二止擋部件12上。

調節器50包括復位頭59，優選非圓形的復位頭59，例如復位六角頭59，但不以此為限，例如復位頭59基本上是圓形的，但表面具有凹坑、齒或其它凸凹不平構造，以便能夠用工具操作該復位頭59。參照圖4及圖5，在一個實施方式中，該復位頭59設置在螺桿52的背離連桿頭53的端部上。當然也可以考慮將復位頭59設置于任何其它合適的位置上，例如設置于連桿頭53附近。通過操作復位頭59可以轉動螺桿52。

在圖4所示的緩解位置上，止動環58抵靠在第一止擋部件11上，調節器殼體51在復位彈簧23的復位力的作用下處于緩解位置，止推螺母54與螺母5111通過彼此配合的第一齒部541保持在一起，螺母5111沿軸向抵靠在補償螺母55上，補償螺母55與聯接管56通過彼此配合的第二齒部551保持在一起。

圖5是沿圖3中的剖面線4-4’的剖視圖，其中示出了處于制動位置的調節器50。在踏面制動器制動工作時，壓縮空氣經由接口供給至制動氣缸20，導致調節器殼體51朝制動位置的方向移動，也就是說朝連桿頭53或者說閘瓦托70或者說制動閘瓦60的方向移動，因此凸起511推動止推螺母54，由于止推螺母54與凸起511通過第一齒部541嚙合，止推螺母54在螺桿52上不可轉動，于是帶動螺桿52一起向制動位置的方向移動。由于補償螺母55與聯接管56在作為一組碟形彈簧的第二彈簧的作用下通過第二齒部551嚙合，補償螺母55在螺桿52上不可轉動，于是補償螺母55與聯接管56一起向制動位置的方向移動。在制動閘瓦60貼緊在要被制動的車輪或制動盤上時，螺桿52移動軸向距離X，止動環58在移動軸向距離X之后借助于其外緣部分擋靠在第二止擋部件12上。

在緊接著踏面制動器進行緩解工作時，在復位彈簧23的復位力的作用下，調節器殼體51往回移動，止動環58接觸到第一止擋部件11，則聯接管56、補償螺母55和螺桿52的復位過程即告結束，即螺桿52、補償螺母55和聯接管56往回移動軸向距離X。

圖6和圖7分別示出了本發明止動環58的一種實施方式，所述止動環58包括筒狀部分581以及與所述筒狀部分581一體的外緣部分582。在所述制動器的制動和緩解工作過程中，所述止動環58借助于所述外緣部分582分別抵靠在第二止擋部件12和第一止擋部件11上并且在所述第一止擋部件11和所述第二止擋部件12之間運動。所述止動環58的所述外緣部分582至少在兩個不同的第一取向A和第二取向B上分別具有第一取向半徑R1和第二取向半徑R2，其中，所述第一取向半徑R1大于所述第二取向半徑R2。如圖7 所示，在本發明中，止動環58外緣部分582的半徑定義為由止動環58外緣部分582的內輪廓所圍成的區域的虛擬中心點到止動環58外緣部分582的外輪廓上任意一點之間的距離。

在本實施方式中，所述第一取向半徑R1是所述止動環58的所述外緣部分582最大的半徑，所述第二取向半徑R2是所述止動環58的所述外緣部分582最小的半徑，優選所述第一取向A垂直于所述第二取向B，但不以此為限。具體的，如圖7所示，在本實施方式中，所述止動環58的外緣部分582包括在所述第一取向A及所述第一取向A的反方向A'上對稱設置的兩個凸耳5821，以及連接兩個凸耳5821的兩個連接部5822。這里，凸耳5821呈半圓形，所述止動環58的整個外緣部分582的外輪廓大致呈橢圓形，此時，所述第一取向及其反方向A-A'與所述橢圓形的長軸一致，所述第二取向及其反方向B-B'與所述橢圓形的短軸一致。凸耳5821也可以以非對稱的方式設置，例如僅設置在一側，而仍然不會偏離本發明的構思。

在本實施方式中，如圖7所示，止動環58外緣部分582在第一取向A上與制動器殼體10的內表面的距離小于止動環58外緣部分582在第二取向B上與制動器殼體10的內表面之間的距離。在所述制動器制動和緩解工作過程中，所述調節器50會在所述制動器殼體10內上下擺動，在本實施方式中，止動環58的外緣部分582的所述第二取向B及其反方向B'與所述調節器50在制動器殼體10內的上下擺動方向一致。止動環58的外緣部分582在第一取向A及其反方向A'上對稱設置的兩個凸耳5821在制動器的制動和緩解工作過程中相應地抵靠在制動器殼體10的第二止擋部件12和第一止擋部件11上。

調節器50在制動器制動和緩解工作過程中在制動器殼體10內的擺動幅度取決于制動器的性能參數（如單次調節距離、總調節行程、傳動比等）。也就是說，在制動器各個性能參數不變的情況下，調節器50對擺動空間的需求是一定的，因此，通過減小止動環58外緣部分582在調節器50擺動方向的半徑，可以相應減小調節器50尾部所需空間（即制動器殼體10的內徑D）。同時，為了保證在制動器制動和緩解工作過程中，止動環58外緣部分582仍然可以相應地抵靠在制動器殼體10的第二止擋部件12和第一止擋部件11上，將止動環58外緣部分582不同于第二取向B的第一取向A設置為具有較大的第一取向半徑R1。當然，實際運用中，不限定于僅具有第一取向半徑R1的外緣部分582和第一止擋部件11、第二止擋部件12抵靠接觸，具有第二取向半徑R2的外緣部分582也可和第一止擋部件11、第二止擋部件12抵靠接觸。如此，本實施方式的止動環58不僅可以保證在制動器制動和緩解工作時與制動器殼體10的第一止擋部件11和第二止擋部件12抵靠接觸，還允許減小整個制動器的尺寸。

相較于現有技術，本發明的制動器殼體10的內徑D可以做得更小，從而減小整個制動器的尺寸。具體的，假設圖7所示止動環58外緣部分582沿著第一取向及其反方向A-A'的外徑D1設置為現有技術的止動環58’外緣部分582’的外徑d1的尺寸，即D1=64mm，止動環58外緣部分582沿著第二取向及其反方向B-B'的外徑D2設置為低于或等于50mm并將該第二取向及其反方向B-B'設置為與調節器50的擺動方向一致，此時制動器殼體10的內徑D無需達到現有技術所要求的84mm就可滿足調節器的擺動需求。實際運用中，制動器殼體10的內徑D可以縮減為70mm仍可滿足調節器的擺動需求，即制動器殼體10的內徑D相較于現有技術的制動器殼體10’的內徑d2至少可以縮減17%，實現了整個制動器的小型化。

所述止動環58的筒狀部分581的內表面上設有內防轉鍵槽5811，所述聯接管56上可設置與內防轉鍵槽5811相匹配的凸條（未標示），所述內防轉鍵槽5811限制所述止動環58于所述聯接管56上轉動，從而可控制所述止動環58外緣部分582的第二取向B及其反方向B'與調節器50在制動器殼體10內的上下擺動方向一致。在其他實施方式中，所述止動環58可與所述聯接管56一體成型。

本實施方式的止動環58的形狀不以上述描述為限，圖8示出了另一種可用于本發明的制動器的止動環外緣部分的構型。在本實施方式中，止動環58a的外緣部分582a在其第一取向及其反方向A-A'上被設置成兩個彼此對稱的、基本為方形的凸耳。圖9示出了又一種可用于本發明的制動器的止動環外緣部分的構型。在本實施方式中，所述止動環58b的外緣部分582b的外輪廓呈多邊形，止動環58b外緣部分582b在其第一取向及其反方向A-A'上被設置成兩個彼此對稱的、基本為三角形的凸耳。

制動器殼體10上的第一止擋部件11和第二止擋部件12可以是凸設于制動器殼體10內表面的阻擋部件，只需保證該阻擋部件可以與止動環58的外緣部分582抵靠接觸即可。根據本發明的一種實施方式，第一止擋部件11和第二止擋部件12 可以設置為朝向聯接管56凸伸出制動器殼體10內表面的環形止擋片。以下結合附圖10以第二止擋部件12為例進行詳細說明。該環形止擋片12的內輪廓122至少在兩個不同的第一方向E和第二方向F上分別具有第一方向半徑r1和第二方向半徑r2，其中，所述第一方向半徑r1大于所述第二方向半徑r2。在本發明中，第一方向半徑r1或第二方向半徑r2應當理解為由環形止擋片12內輪廓122的虛擬中心點到環形止擋片12內輪廓122上任意一點之間的距離。在本實施方式中，環形止擋片12的內輪廓122呈橢圓形，所述第一方向及其反方向E-E’與所述橢圓形的長軸一致，所述第二方向及其反方向F-F’與所述橢圓形的短軸一致，此時，第一方向半徑r1定義為長軸的一半，第二方向半徑r2定義為短軸的一半。

在本實施方式中，較佳的，所述第一方向E垂直于所述第二方向F，但不以此為限。在所述制動器制動和緩解工作過程中所述第一方向E及所述第一方向的反方向E'與所述調節器50在所述制動器殼體10內的上下擺動方向一致。如此，可避免第二止擋部件12對調節器50的上下擺動產生限制。所述第一止擋部件11的結構可與所述第二止擋部件12類似，但也可不同，所述第一止擋部件11例如可為制動器殼體10的一部分。

制動器殼體的第一止擋部件11和第二止擋部件12可以設置成可拆卸地安裝于所述制動器殼體10的內表面，如此，可提高可裝配性及裝配的自由度，但不以此為限。第二止擋部件12也可與所述制動器殼體10一體成型。當所述第二止擋部件12可拆卸地安裝于所述制動器殼體10內表面時，所述第二止擋部件12的外緣設有外防轉鍵槽121，所述制動器殼體10內表面上可設置與外防轉鍵槽121相匹配的凸條（未標示），所述外防轉鍵槽121限制所述第二止擋部件12于所述制動器殼體10內表面處轉動。

應當理解，雖然本說明書結合具體實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。

上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發明的示例性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發明的保護范圍，凡未脫離本發明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本發明的保護范圍之內。