專利名稱：軌道車制動單元的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種優選用于軌道車的制動單元，該制動單元在殼體中包括活塞，和推桿，以芯軸的形式在軸向間隙調節器(slack adjuster )中， 活塞和推桿的軸向方向基本上相互垂直，并且設置裝置，用于在這些部件之間進行力的傳遞，所述力傳送裝置包括在活塞下面與驅動器元件配合的楔形元件，該驅動器元件與芯軸同軸并且力傳送地連接到芯軸上。
背景技術：
這種類型的制動單元在US-A-3 995 537中示出，并且已經在商業 上取得成功許多年。為了進一步改進這種制動單元，已經進行了研制 工作。這種工作的主要目的是改進內部引導和減小單元的機械滯后， 所述內部引導在已知單元中通過在兩個地方共用間隙調節器管與殼體 之間的滑動摩擦進行。發明內容獲得本發明的改進引導在于，驅動器元件借助于滾動摩擦由殼體 支撐，以便在芯軸的軸向方向上運動，并且芯軸在其前端由殼體軸向 地引導。在實際的實施例中，驅動器元件在芯軸的任一側設置有用于與殼 體中支承面配合的支撐輥。在所需三點引導或三角形引導中提供兩點的這些支撐輥優選地與 可轉動設置在驅動元件上的工作輥同軸地設置且設置于工作輥之外，用于將力從活塞上的楔形元件傳遞到驅動器元件。在三點引導中的笫三引導在這個實際實施例中可以得到，因為驅 動器元件設有驅動器套筒，該套筒圍繞芯軸，向前延伸與殼體成軸向 引導關系，并且在內部設有用于軸向引導芯軸的裝置。該裝置可以優 選地是內部引導環。在US-A-3 995 537的已知單元中，特別是在US-A-4 585 097中所 示的間隙調節器包括與芯軸成非自鎖螺紋嚙合的調節器螺母和導桿螺 母。間隙調節器裝在驅動器元件內的共用調節器管中。在本發明的制動單元中，調節器螺母設置在驅動器套筒內，而導 桿螺母由不可轉動的支撐套筒部分地圍繞；這里，驅動器元件徑向向 內延伸到調節器螺母與支撐套筒之間區域中的導桿螺母。這意味著，有可能將驅動器元件的中心圓孔的直徑從大約70 mm 減小到大約35mm并顯著縮小單元的總尺寸，這至關重要，因為在軌限。鎖緊墊圏可以優選地設置在驅動器元件與導桿螺母之間，用于將 鎖定力從作用在驅動器元件上的回位彈簧傳遞到導桿螺母與支撐套筒 之間的離合器上。這樣，以最簡短的可能方式，即借助于盡可能少的 有關部件，可以得到在制動單元的釋放條件下上述離合器的所需鎖定。為確定導桿螺母的軸向位置可以設置第一指示器，因為這個位置 指示是施加制動還是釋放制動。為估計導桿螺母的旋轉運動還可設置第二指示器。這些運動可變 換成芯軸的軸向運動，并提供連接到制動單元上的制動墊的磨損指示。 當制動墊被磨掉時，可以發出需要更換的信號。每個這樣的指示器可以設置在制動單元后端的指示器殼體中，并 且導桿螺母可以設有延伸到指示器附近的指示器套筒。指示器優選地是感應傳送器，并且感應金屬的指示器套筒優選地 設有軸向齒和凹槽。第一指示器可以指示指示器套筒在其附近是否存在，而第二指示器可以傳送與經過指示器的套筒齒的數量，即指示器套筒的旋轉運動 相對應的信號。本發明的制動單元利用加壓流體，即壓縮空氣正常操作，但在多個實例中可能需要手動停車制動機構。在US-A-3 995 537所示的制動 單元中，停車制動機構與驅動器元件配合。而在本制動單元中，手動停車制動機構設置在改進的蓋中，用于 與制動單元的活塞配合。在實際的實施例中，設有外部桿的軸樞轉地用軸頸裝在蓋中，而用于與活塞嚙合的內部臂裝置連接到軸上。臂裝置優選地設有用于與活塞嚙合的致動輥。這種停車制動機構在各個方面都提供巨大的通用性。
下面參照附圖更詳細地描述本發明，在附圖中 圖l表示本發明制動單元的縱向橫截面，圖2是為增強清晰性省去某些部件的情況下沿圖1中線II-II的截面，圖3表示圖1中橫截面的一部分并且舉例說明改進的型式， 圖4是用于本發明制動單元包括停車制動裝置的改進的蓋的橫截 面，和圖5是圖4中所示裝置的橫截面大部分的平面圖。
具體實施方式
用于軌道車的制動單元截面在圖1和2中示出。制動單元通常包 括裝入共同殼體中的制動氣缸(或類似的制動執行裝置)和間隙調節 器。當用在本說明書中時，像"豎直"、"水平"、"下面"和"上方" 之類的術語用來參考制動單元在圖上的位置，即使制動單元安裝在軌 道車上時也可以具有其它位置。制動單元具有殼體IO，該殼體IO在其上端是圓筒形的。活塞ll 豎直可移動地設置在殼體10的上述圓筒形上部中。將活塞11上方的 蓋12獰到殼體10上。可以設置圓筒襯里13，并且活塞ll可設有常 規活塞密封件14。活塞11在下面設有兩個通常豎直的楔形元件15。當壓縮空氣進 入活塞ll上方的空間時，將它向下推到其氣缸中，楔形元件15將力 傳送到制動單元的另外部件，如下面將要描述的那樣。更準確地說， 在由將要描述的間隙調節器的芯軸16代表的推桿中，力從圖中豎直方 向上的力通常垂直地轉化成圖中左邊水平方向上的力。每個楔形元件15具有與活塞11的軸線平行的反應面17和相對于 該軸線傾斜的楔形面18。楔形元件15分別在殼體10中的輥19與20 之間和在到芯軸16的力傳送鏈中延伸，如將要出現的那樣。殼體輥或反作用輥19用軸頸裝在插入在殼體中的短軸21上。工 作輥20以將要描述的方式用軸頸裝在驅動器元件22上，該驅動器元 件22力傳送地連接到芯軸16上。看來，當活塞11在來自壓縮空氣的力作用下被推下時，工作輥 20并由此芯軸16將被楔形元件15推向圖中的左邊。用于活塞11的壓縮型的回位彈簧23設置在驅動器元件22與活塞 之間。管形驅動器套筒24螺紋連接到驅動器元件22上，并延伸到圖中 的左邊，螺紋方向是這樣的，使得制動單元在作用時擰緊轉矩被施加 到連接部上。借助于由彈簧環26連接到殼體上的第一外部引導環25 和第二內部引導環27，驅動器套筒24被引導，用于相對于殼體10中 前部開口的軸向運動。上述第二引導環27具有與芯軸16的外徑相對 應的內徑和與驅動器套筒24的內徑相對應的外徑，該驅動器套筒24 設有用于第二引導環27壓靠的內部凸肩24'。兩個引導環25和27可 以由塑性材料制成。用于驅動器元件22及其驅動器套筒24的壓縮型回位彈簧28圍繞 驅動器套筒24設置在驅動器元件22與外部引導環25之間，該外部引導環25連接到殼體10上。外部軛29通過常規裝置連接到芯軸16上，該常規裝置不作進一 步描述，而通常提供固定連接，但可隨意地允許相互轉動，通常為了 在更換磨損的制動片或制動墊時手動返回間隙調節器。軛29設有兩個 孔30，并且兩個短軸21設有孔32，孔30和32準備用于可樞轉連接 到軌道車中的盤式制動鉗裝置上，如現有技術中人所共知的那樣。這 樣，芯軸16克服轉動可操作地固定。現在將描述制動單元內的機構，特別是間隙調節器。圖1和圖2 都示出間隙調節器及其所有元件，但為清楚起見只有圖l提供有與間 隙調節器相關的所有附圖標記。在驅動器套筒2 4內設置的調節器螺母3 3與芯軸16成非自鎖螺紋 嚙合。該調節器螺母33借助于螺旋壓縮型的調節器螺母彈簧34偏壓 到圖1的右邊，所述調節器螺母彈簧34借助于允許相對轉動的止推軸 承35被支靠在螺母上。第一離合器36優選為帶齒的，在調節器螺母 33與離合器環37之間形成，該離合器環37在驅動器套筒24內通過 使軸向脊部與驅動器套筒中對應的軸向縫隙嚙合可作有限程度的軸向 移動。離合器環37通過在驅動器元件22中支撐的壓縮彈簧38在驅動 器套筒24中偏壓到圖1中左邊。導桿螺母40與芯軸16成非自鎖螺紋嚙合。該導桿螺母40設置在 控制套筒41內，該控制套筒41設置成在殼體10中可軸向移動距離A， 該距離A叫做控制距離，并與用于間隙調節器的所需間隙(slack)相 對應。導桿螺母40和控制套筒41形成優選為帶齒的第二離合器42， 該第二離合器42借助于設置在螺母與套筒之間的螺旋壓縮彈簧43偏 壓成嚙合狀態。止推軸承44將允許在這兩個部件之間的相對轉動。朝向其前端或圖1中左邊的端部，導桿螺母40設有鎖定環45， 該鎖定環45是不可轉動的，但可軸向移動地設置在導桿螺母40上。 第三離合器46由此可在導桿螺母40與離合器環37之間設立，從而只 允許導桿螺母40軸向移動，但當嚙合時，即當克服壓縮彈簧38的偏 壓力時，不轉動。支撐套筒41位于圖l的右邊，由端蓋50支撐，端蓋50借助于螺 釘51固定到殼體10上。用于防止濕氣、污物等侵入的密封環52可以 設置在端蓋50下面。主要由芯軸16、調節器螺母33和導桿螺母40形成的間隙調節器 的功能本身是已知的，并因此不再描述。在這方面參考EP-B-0 011 618，其中，可找到非常類似的間隙調節器的功能描述。這里可以足以 說明間隙調節器是單作用間隙檢測型的。保護波紋管53設置在殼體10與外部軛29之間。現在參照圖2,圖中制動單元示出為水平截面，并且圖中為清楚 起見間隙調節器沒有提供附圖標記。在該圖中特別舉例說明的是楔形 元件15、帶有其短軸21的殼體輥19和在驅動器元件22上的工作輥 20。驅動器元件22以如下方式由殼體10支撐或引導。與兩個工作輥 20中的每一個同軸且在外側，驅動器元件22設有由殼體10中支承面 10'支撐并且與其配合的可轉動地軸頸支撐的輥54。支承面10'的尺寸 是這樣的，使得驅動器元件22在圖1和2中向左、右邊它的整個可能 的工作運動都被充分地支撐。制動單元的間隙調節器具有將圖中左邊的不可轉動芯軸16運動 到被制動單元操作的制動片的磨損確定的程度。當上述制動片被磨損 掉并將要更換時，芯軸16必須手動地帶回到右邊圖l和2中所示的位 置。用于這個目的的機構可以具有如下設計具有角形，例如六角形 的橫截面形狀的桿57可轉動地用軸頸裝在端蓋50中并且延伸到芯軸 16中的縱向孔中。具有與桿57的橫截面形狀相對應的內部橫截面形 狀的套筒58被連接在芯軸孔中。借助于與延伸到蓋50外的桿端57' 相嚙合的適當工具，桿57和由此芯軸16可以在調節器螺母33和導桿 螺母40中轉動，用于將芯軸16帶到圖中右邊。重要的是，確保在導桿螺母40與控制套筒41之間的離合器42 保持在嚙合位置或被鎖定，除在制動施加期間已經橫移A-尺度之外。在本制動單元中，這種功能由驅動器元件22與控制套筒41之間的鎖 緊墊圏60完成，由此，在向圖中右邊運動時在其內周邊處與控制套筒 41成嚙合狀態。因此，來自回位彈簧28的力將經由驅動器元件22和 鎖緊墊圏60施加在控制套筒41上并由此施加到離合器42上。圖3表示設有指示器裝置的改進的制動單元。圖3示出圖1中右 邊的部分，并且可以識別來自該部分的如下主要元件殼體IO、殼體 輥19、導桿螺母40、控制套筒41、壓縮彈簧43、螺釘51和密封環 52。圖1的端蓋50在這里由指示器殼體62替換，該指示器殼體62 裝有連接到導桿螺母40上的指示器套筒65附近的第 一指示器63和第 二指示器64。這兩個指示器63和64優選地是感應型傳送器，并且指 示器套筒65優選地設有交替的金屬軸向齒和凹槽，以便提供用于指示 器信號的基礎。第一指示器63是用來傳送關于制動操作狀態的信號制動施加或 釋放。當釋放制動時-更確切些不施加制動時-第一指示器63將傳送信 號，因為指示器套筒65在指示器63下面，當施加制動并且指示器套 筒65與導桿螺母40—起向前帶向左邊時，情況不是這樣。第二指示器64是用來傳送關于制動墊磨損和芯軸16行程的信號。 在每次施加使行程超過設定值，即A尺度的制動時，導桿螺母40和 由此指示器套筒65將轉動到被第二指示器64檢測的范圍內。由第二 指示器64傳送的累計值指示制動墊磨損或芯軸16的行程，使得磨損 的制動墊可在適當時間更換，例如用于芯軸16的60-80 mm的總行程 之后。兩個指示器63和64優選地連接到車輛的控制系統的指示器單元 上。當新制動墊已經安裝并且芯軸已經手動地帶回圖中右邊時，指示 器單元優選地設定為零。圖4和5表示用于制動單元的停車制動機構。該機構設置在改進 的蓋12A中，該改進的蓋12A將被擰到制動單元的殼體10上(圖1)， 并打算用于與其活塞ll機械配合。停車制動軸66樞轉地用軸頸裝在蓋12A中。延伸到蓋外的是桿 66',機械致動裝置可以連接到該桿66'上。該機械致動裝置未示出， 但可以例如包括導線或桿，如對任何本領域的技術員人所共知的那樣。 停車制動臂裝置67連接到軸66上。優選地，連接是花鍵連接，如在 圖4中最清楚表示的那樣，使得可以改變軸與臂裝置之間的相對位置。 如圖5中所示，臂裝置可以包括兩個臂，在這兩個臂之間連接帶有可 轉動致動輥69的軸68。通過旋轉停車制動軸66，帶有致動輥69的停車制動臂裝置67可 以從圖4上部中所示的靜止位置轉移到在圖4下部中所示的致動位置， 在該位置其輥69機械地向下推動活塞11(圖1)，以得到制動器致動。在作用期間由于作用桿減小，所以活塞11上的機械推力將逐漸增大。通過改變臂裝置67的長度，停車制動裝置的行程可以改變，以適 合于不同條件。所示和描述的停車制動裝置在可能的位置和外部致動方向方面提 供巨大的通用性，因為蓋12A以四個不同的位置并通過在軸66與臂 裝置67之間提供的花鍵連接可以安裝起來。
權利要求
1.一種制動單元，其在殼體(10)中包括活塞(11)，和推桿，其具有心軸(16)的形式位于軸向間隙調節器(24-46)中，活塞和推桿的軸向方向基本上相互垂直，并且設置用于在這些部件之間進行力傳送的裝置，所述力傳送裝置包括在活塞(11)下面與驅動器元件(22)配合的楔形元件(15)，該驅動器元件(22)與芯軸(16)同軸并且力傳送地連接到芯軸(16)上，其特征在于，驅動器元件(22)通過滾動摩擦由殼體(10)支撐，以便在芯軸(16)的軸向方向上運動，并且芯軸(16)在其前端由殼體(10)軸向地引導。
2. 根據權利要求1所述的制動單元，其中，在芯軸(16)的任一 側的驅動器元件(22)設有用于與殼體(10)中的支承面(IO')配合 的支撐輥(54)。
3. 根據權利要求2所述的制動單元，其中，支撐輥(54)與可轉 動設置在驅動元件(22)上的工作輥(20)同軸地設置且設置于該工 作輥之外，用于將力從活塞(11)上的楔形元件(15)傳遞到驅動器 元件。
4. 根據權利要求1所述的制動單元，其中，驅動元件(22)設有 驅動器套筒(24),該套筒(24)圍繞芯軸(16)，向前延伸到與殼體(10)成軸向引導關系，并且在內部設有用于軸向引導芯軸(16)的 裝置(27)。
5. 根據權利要求4所述的制動單元，其中，所述裝置是內部引導 環(27)。
6. 根據權利要求4所述的制動單元，其中，間隙調節器包括與芯 軸(16)成非自鎖螺紋嚙合的調節器螺母(33)和導桿螺母(44)，調 節器螺母設置在驅動器套筒(24)內，而導桿螺母由不可轉動的支撐套筒(41)部分地圍繞，其中，驅動器元件(22)徑向向內延伸到位 于調節器螺母(33)與支撐套筒(41)之間區域中的導桿螺母(40)。
7. 根據權利要求6所述的制動單元，其中，鎖緊墊圏(60)設置 在驅動器元件(22)與導桿螺母(40)之間，用于將鎖定力從作用在 驅動器元件(22)上的回位彈簧(28)傳遞到位于導桿螺母與支撐套 筒(41)之間的離合器(42)上。
8. 根據權利要求6所述的制動單元，其中，設置用于估計導桿螺 母(40)的軸向位置的第一指示器(63)。
9. 根據權利要求6所述的制動單元，其中，設置用于估計導桿螺 母的旋轉運動的第二指示器(64)。
10. 根據權利要求8或9所述的制動單元，其中，每個指示器(63、 64)設置在制動單元后端處指示器殼體(62)中，并且其中，導桿螺 母(40)設有延伸到指示器附近的指示器套筒(65)。
11. 根據權利要求10所述的制動單元，其中，指示器(63、 64) 是感應傳送器，并且感應金屬的指示器套筒(65 )設有軸向齒和凹槽。
12. 根據權利要求1所述的制動單元，其中，手動停車制動機構 (66-69)設在改進的蓋(12A)中，用于與制動單元的活塞(11)配合。
13. 根據權利要求12所述的制動單元，其中，設有外部桿(66') 的軸(66)樞轉地用軸頸裝在蓋(12A)中，并且，用于與活塞(11) 嚙合的內部臂裝置(67)連接到軸(66)上。
14. 根據權利要求13所述的制動單元，其中，臂裝置(67)設有 用于與活塞(11)嚙合的致動輥(69)。
全文摘要
一種優選用于軌道車的制動單元，該制動單元在殼體(10)中包括活塞(11)和推桿(5)，該推桿(5)以芯軸(16)的形式在軸向間隙調節器(24-46)中。活塞和推桿的軸向方向基本上相互垂直，并且設置裝置，用于在這些部件之間進行力的傳遞。所述力傳送裝置包括在活塞(11)的下面與驅動器元件(22)配合的楔形元件(15)，該驅動器元件(22)與芯軸(16)同軸并且力傳送地連接到芯軸(16)上。驅動器元件(22)借助于滾動摩擦由殼體(10)支撐，以便在芯軸(16)的軸向方向上運動，并且芯軸(16)由在其前端的殼體(10)軸向地引導。
文檔編號F16D65/28GK101278139SQ200680036058
公開日2008年10月1日 申請日期2006年9月20日 優先權日2005年9月30日
發明者F·埃米爾松 申請人:法維萊交通車輛設備北歐股份公司