專利名稱：腳踏及彈簧制動缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組合的彈簧及腳踏制動缸，其腳踏制動缸活塞桿適于通過一至少部分地裝于所述活塞桿中的松緊調(diào)整器與制動裝置連接，其遠(yuǎn)離所述腳踏制動活塞的自由端適于由彈簧制動活塞桿操縱，該彈簧制動活塞桿通過連接件與所述彈簧制動活塞連接，該連接件有可以輪流鎖緊和松開的雙向螺紋。
FR-A-2,492,330公開了一種加壓流體及彈簧制動缸，這種缸包括靠流體壓力操縱的腳踏制動活塞和彈簧制動活塞，該彈簧制動活塞靠卸荷壓力保持在卸荷位置，并能夠把全部或部分彈簧反作用力傳遞到位于松緊調(diào)整器下游的腳踏制動活塞桿上。
這種工作起來像一個可調(diào)流體腳踏制動器和一個不可調(diào)的停車或不動制動器，并采用一個或多個彈簧的組合式制動缸具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即允許彈簧制動器利用腳踏制動裝置松緊調(diào)整器，并允許彈簧制動器通過使用一個作用在啟動鎖緊裝置上的手柄而人工設(shè)定在解除位置(如果先前是制動位置)或設(shè)定在待用位置。在另一個實(shí)施例(FR-A-2,366,967)中，該鎖緊裝置使得有可能將彈簧制動器自動保持在待用位置(這免除了通常導(dǎo)致輪鎖緊和滑行的腳踏及彈簧制動器彼此重疊的風(fēng)險)，并有可能只當(dāng)進(jìn)行到想要彈簧制動器回到其待用位置，要使彈簧制動返回到其待動作位置時才激活它，舉例來說，通過彈簧制動器制動壓力實(shí)現(xiàn)，這是為了避免在駕駛?cè)藛T沒有意識到的情況下，彈簧制動器不經(jīng)意地起動，尤其是鐵路上的制動。
這種組合的制動缸的缺點(diǎn)之一明顯在于它們的機(jī)械復(fù)雜性及因之而產(chǎn)生的昂貴的成本。這兩種不良后果由于以下事實(shí)而加??；即對于一個給定的腳踏制動腔直徑，需要具有不同反作用力的彈簧，根據(jù)所要求的停車或不動制動力而變化，取決于是否停車制動例如作用在軸上的一個或多個制動盤，并且還取決于，對于不動制動，停頓時輪與軌的附著力比用于制動的最大附著力大是否行得通。
出于結(jié)構(gòu)緊湊和成本原因，彈簧制動缸的彈簧系統(tǒng)一般由一個多圈螺旋彈簧組成，它設(shè)計(jì)得當(dāng)彈簧制動全部解除時，各圈幾乎接觸。作為這種單個彈簧實(shí)施例的結(jié)果，如果想顯著改變彈性反作用力，一般就不權(quán)需要改動彈簧填充墊，而且要改變螺旋彈簧的螺線直徑，這會大大增加得到一個彈簧制動缸的不同實(shí)施例的成本。
而且，在所述情況下，為確保解除彈簧制動，并防止腳踏制動和不動制動力重疊，采用制動壓力和/或可作為制動壓力的函數(shù)的某壓力(例如，經(jīng)過減壓系統(tǒng)的普通制動操縱壓力)，這時，與腳踏制動斷面相比，空氣制動解除斷面必須頻繁地增加，這樣就使“彈簧+腳踏”型組合制動缸的設(shè)備復(fù)雜化。
因此就需要多樣化并增大這種類型彈簧制動器的彈簧和彈簧制動活塞的能力，這種類型的彈簧制動器廣泛用于鐵路上采用壓縮空氣的制動，通常以小的規(guī)模生產(chǎn)，其數(shù)目常常小于100。
為此，根據(jù)本發(fā)明，制動缸包括腳踏制動缸，裝于腳踏制動缸中并與腳踏制動活塞桿制成一體的腳踏制動活塞，同軸裝于腳踏制動缸上的彈簧制動缸，裝于所述彈簧制動缸內(nèi)且在所述腳踏制動活塞桿上的彈簧制動環(huán)形活塞，用于向后者傳遞彈簧制動的制動力，多個圍繞所述腳踏制動活塞布置的彈簧，并位于所述彈簧制動活塞和由所述腳踏制動缸和所述彈簧制動缸同軸裝配而形成的裝配體為一體的支面之間。
在所述腳踏制動活塞桿和一個制動裝置頭之間裝有松緊調(diào)整件。彈簧制動活塞通過有雙向螺紋，能輪流地鎖緊或松開的連接件與所述腳踏制動活塞桿軸向連接。用于彈簧的支面被提供在一環(huán)形基部上，該基部通過其邊緣放在所述腳踏制動缸和所述彈簧制動缸之間，被鎖定防轉(zhuǎn)。
根據(jù)另一個實(shí)施例，彈簧是承受軸向載荷的螺旋彈簧，所述多個螺旋彈簧的每一個都布置在，至少一端位于一大致圓柱形的坑中，例如在所述彈簧制動活塞中或繞中心臺形成的坑中。
在彈簧制動活塞中形成的坑相對于彈簧制動活塞軸線同心分布，在所述彈簧制動活塞周邊的一個圓上均勻分布。至少一部分多個螺旋彈簧由輔助螺旋彈簧裝于其圓柱形內(nèi)空間之內(nèi)的主螺旋彈簧組成。
彈簧制動活塞含有N個坑，P個彈簧，裝入坑中，這里P≤N，每個彈簧都在彈簧制動活塞的坑中，并在所述坑的底和所述支面之間，按彈簧總軸向力基本沿著腳踏制動活塞桿的軸線的方式布置。
對于一個給定的彈簧制動和腳踏制動活塞直徑，組合缸可因此按部件軸向裝配，并由下述件構(gòu)成-其活塞和活塞桿裝有松緊調(diào)整器的腳踏制動缸；-環(huán)形臺基部，一側(cè)是用于彈簧制動缸的彈簧，另一側(cè)是腳踏制動活塞恢復(fù)彈簧，腳踏制動活塞桿穿過這個環(huán)形基部；-彈簧制動缸，由彈簧制動活塞桿圍繞的腳踏制動活塞桿穿過其基部，這個彈簧制動缸在一個腔內(nèi)包括標(biāo)準(zhǔn)彈簧制動活塞，這個活塞相對于作用在其一側(cè)上的彈簧制動解除流體來說是環(huán)形密封的，且這個活塞在其另一側(cè)，在兩個環(huán)形密封區(qū)之間的可用環(huán)形空間內(nèi)有偶數(shù)個坑，大致為圓柱形的，用于接受一個螺旋彈簧或同軸螺旋彈簧組的至少一個端部，這些坑具有基本相同的形狀和尺寸，相對于彈簧制動活塞的軸線同軸均布；
-偶數(shù)個外徑比圓柱形坑直徑略小的主螺旋彈簧，這個偶數(shù)等于或小于坑的數(shù)目，每個所述螺旋彈簧都通過其大致環(huán)形的平端放置在所述一個坑的底和設(shè)在所述環(huán)形基部上且被至少一個側(cè)臺定位的對應(yīng)的支面之間；-至少一個防轉(zhuǎn)鎖緊件，設(shè)在所述彈簧制動活塞和環(huán)形基部之間，例如一個銷，這個銷同時穿過環(huán)形基部上的一個軸向孔和彈簧制動活塞上的配合盲孔，用于彈簧制動活塞上的坑相對于環(huán)形基部的對應(yīng)支面間的防轉(zhuǎn)鎖緊；這樣，由于所有其它保持件都保持相同，僅通過改變放置在坑底和環(huán)形基部支面之間主螺旋彈簧的偶數(shù)值，就可改變彈簧作用在彈簧制動活塞上的反作用力。
在鐵路彈簧制動器中幾乎是標(biāo)準(zhǔn)的彈簧的使用，以及通過改變彈簧的偶數(shù)數(shù)目值獲得各種彈簧力的事實(shí)，使得到一整系列好處成為可能。首先，因?yàn)榭赡茉诠┭b彈簧的環(huán)形區(qū)裝入比如果只用單個螺旋彈簧明顯多的彈簧鋼，彈簧制動器的最大可能反作用力會增加。
還應(yīng)注意到，偶數(shù)個主螺旋彈簧中的每一個都可裝有一個輔助螺旋彈簧，且把它放置在相應(yīng)坑底和環(huán)形基部上的相應(yīng)支面之間，以便除了這個隨彈簧制動活塞行程而改變的反作用力變化之外，還提供彈簧制動活塞上的彈簧的總的反作用力的輔助變化。這個內(nèi)部空間對于安裝一個輔助螺旋彈簧實(shí)際上是完全沒有問題的，輔助彈簧的彈性比主彈簧大，因此反作用力小，但其反作用力作為制動解除曲線的函數(shù)，減退較慢，當(dāng)然沒有任何東西(除效能和復(fù)雜性和裝配成品之間的權(quán)衡)妨礙在輔助螺旋彈簧內(nèi)放入第三個螺旋彈簧。
在通過規(guī)則布置多個主螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)得到的優(yōu)點(diǎn)當(dāng)中，可注意到，松開或壓縮彈簧的過程中，作用在彈簧制動活塞上的扭力消除，這種消除便于彈簧制動活塞的角度鎖緊。然而，最明顯的優(yōu)點(diǎn)之一在于下列事實(shí)，即現(xiàn)在可以提供對以大批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)螺旋彈簧的特別精確和準(zhǔn)確的校正。這樣校準(zhǔn)的彈簧現(xiàn)在在其無負(fù)荷狀態(tài)可具有實(shí)際上全部相同的長度，且在壓縮狀態(tài)下，在一個嚴(yán)格限定的變化范圍內(nèi)，具有相同的反作用力。已沒有必要再在彈簧和它的彈簧制動活塞上和/或環(huán)形支面基部上的支撐之間加調(diào)整墊片來改變額定力。供貨和安裝費(fèi)用的總的平衡清楚顯示出其有益性，多個標(biāo)準(zhǔn)螺旋彈簧(實(shí)例中建議的達(dá)到每缸10個)比一個必須在高溫下卷制且需精心淬硬的大尺寸螺旋彈簧便宜。還有一個優(yōu)點(diǎn)在于，制造按系列并嚴(yán)格控制的多個彈簧，在受力相同的情況下，破壞的機(jī)率比單個彈簧的小。而且，萬一多個分布于活塞上成系列的彈簧之一破壞時，彈簧制動器的不動力不會像單個彈簧情況下那樣完全消失。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，對于活塞的密封直徑明顯大于標(biāo)準(zhǔn)彈簧制動活塞的直徑的情況，其腳踏制動缸，環(huán)形基部，彈簧制動缸及其活塞適應(yīng)明顯大的密封直徑，但彈簧制動活塞有偶數(shù)個標(biāo)準(zhǔn)柱形坑，它們的數(shù)目大于標(biāo)準(zhǔn)彈簧制動活塞中的坑的偶數(shù)數(shù)值，在環(huán)形基部提供相應(yīng)的支面，主彈簧以及任選地，以任何數(shù)目放入的輔助標(biāo)準(zhǔn)螺旋彈簧，每個輔助標(biāo)準(zhǔn)螺旋彈簧都設(shè)在坑的底和環(huán)形基部上的相應(yīng)支面之間。
根據(jù)本發(fā)明的又一個實(shí)施例，在彈簧制動的解除位置，彈簧制動活塞旋到彈簧制動活塞桿的雙向螺紋上，至少部分位于包括在腳踏制動活塞和環(huán)形支面基部上的螺旋彈簧的支面之間的軸向區(qū)中，以改善彈簧制動活塞桿上的總反作用力的對中。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，標(biāo)準(zhǔn)彈簧制動活塞有十個用于接受彈簧的柱形坑，以及環(huán)形基部有十個由至少一個側(cè)臺定位的相應(yīng)支面，而螺旋彈簧以十個或五個標(biāo)準(zhǔn)螺旋彈簧均勻布置，或以數(shù)目為二、四、六或八個標(biāo)準(zhǔn)螺旋彈簧相對于一個通過活塞中心或軸線的平面對稱分布，而且，事實(shí)上，相對于兩個直交面對稱。
根據(jù)本發(fā)明的組合制動缸可包括裝有附加環(huán)形制動解除活塞的輔助彈簧制動解除缸，其制動解除活塞桿以環(huán)形套形式密封地且可移動地裝在所述彈簧制動缸的底和所述彈簧制動活塞桿之間，以便在作用在所述輔助制動解除活塞上的制動解除壓力影響下，達(dá)到與環(huán)形主彈簧制動活塞環(huán)形鄰接。輔助制動解除缸在其邊緣可有軸向裝配螺孔，而所述彈簧制動缸和所述腳踏制動缸在它們的邊緣，有與所述軸向裝配螺孔相對應(yīng)的軸向通孔，對于所述三個缸，每個孔中都裝有軸向裝配螺釘，旋入所述一個裝配螺孔中，且在腳踏制動缸的所述軸向通孔的外側(cè)周邊連接。
根據(jù)本發(fā)明，用于調(diào)整制動缸彈簧的反作用力的方法采用了標(biāo)準(zhǔn)彈簧制動活塞，其上有用于接受一個或多個彈簧的基本上為圓柱形的坑，其數(shù)目為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)N，且在所述P個坑中，這里P≤N，在所述坑的底和與制動缸裝配體為一體的支面之間壓縮布置著標(biāo)準(zhǔn)螺旋彈簧，布置所述螺旋彈簧使這些彈簧的總反作用力基本沿著所述腳踏制動活塞桿的軸線通過，彈簧數(shù)P選定為提供一個使用中最接近理想反作用力的反作用力。
對于至少部分所述彈簧，調(diào)整方法采用在其內(nèi)圓柱空間內(nèi)裝有一個輔助螺旋彈簧的主螺旋彈簧，或另外，對于相對于彈簧制動活塞軸線對稱布置的彈簧對，然而兩個標(biāo)準(zhǔn)彈簧從一對對稱布置的彈簧到另一對對稱布置的彈簧具有不同的反作用力，對于一個給定的壓縮行程，以進(jìn)一步擴(kuò)大適合于彈簧制動器的反作用力范圍。
以下參照


本發(fā)明的多個以非限制性的舉例方式提供的實(shí)施例，以清楚顯示本發(fā)明的其他目的、優(yōu)點(diǎn)及特點(diǎn)。
附圖中圖1是沿本發(fā)明腳踏和彈簧制動缸缸體軸線剖到的縱斷面圖，圖的上半部和下半部取自不同截面，目的是表現(xiàn)出某些細(xì)節(jié)；圖2a至2d是縮小的部分示意前視圖，取自圖1所示的制動缸的彈簧制動活塞的II-II截面，分別表示采用十、八、六和五個彈簧分布在彈簧制動活塞周邊上的結(jié)構(gòu)形式。
參照圖1可以看出，腳踏制動及彈簧制動缸1，此處供鐵路制動用，由多個同軸裝配的缸組成，這些缸分別是一個有主彈簧3和輔助彈簧4的腳踏制動缸，這里每個缸都是單件形式，鑄造成大致有一個封閉底(腳踏制動缸2)或中部開口的杯形。此處每個缸都有用于接收活塞的直徑相同的腔2b，3b，4b，而且為標(biāo)準(zhǔn)化供應(yīng)，優(yōu)選活塞的外部唇狀氣封相同。
如圖1斷面圖上半部所示，三個缸由一圈螺釘5軸向裝配在一起，每個螺釘穿過設(shè)于腳踏缸2邊緣部的軸向通孔或孔6，穿過設(shè)于主彈簧缸3周邊的軸向通孔7，然后擰入設(shè)于輔助彈簧缸4周邊部的螺孔8中。這樣，螺釘5保證了夾在壓在孔6的周邊上的螺釘頭和螺孔8之間的這三個缸2，3，4的軸向裝配。
腳踏制動缸2的本體分別有一個用于壓縮空氣進(jìn)出的螺紋接口9，以及兩個用于提供與制動裝置(例如與圓盤制動器卡尺操縱桿)連接的鑲套腔10(在圖中僅從下半部可見其一)，腳踏制動缸2包括有中部突出11’的腳踏活塞11，中部突出11’具有與缸2內(nèi)壁形狀相符合的形狀。中部突出11’使常用活塞桿12可能前移直到鑲套腔10，以便通過偏置與彈簧制動活塞桿的雙向螺紋有關(guān)的腳踏制動活塞恢復(fù)彈簧14，可裝得下具有較大長度的松緊調(diào)整螺釘13。
調(diào)松緊的螺釘13，與具有軸線12a的活塞桿12同軸安裝，其周邊帶有以熟知方法車出的雙向螺紋15，松緊調(diào)整器全由標(biāo)號16表示，此處不加詳述。松緊調(diào)整器16實(shí)際上機(jī)械地置于腳踏制動活塞桿12和用雙向螺紋調(diào)松緊的螺釘13之間，剛性地通過可手動松退的爪形聯(lián)接器17裝在帶兩個用于連接至制動裝置的鑲套腔19(在圖1下半部視圖中僅見其一)的制動裝置頭18(錘頭)上。手動調(diào)整頭20靠采用彈簧墊圈21的軸向彈簧推回爪形聯(lián)接器17的封鎖位置中，通過在這個頭20上加中空六角鍵及通過對這個頭20上施加力頂爪形聯(lián)接器17，使有可能打開后者并手動擰動松緊調(diào)整的螺釘13，以例如更換制動襯或墊之前或后進(jìn)行手動調(diào)松緊。
腳踏制動活塞桿12采用螺紋22以工廠可調(diào)整方式通過滾針軸承或類似的接合件24等中間件與接合帽23連接，彈簧制動活塞桿25通過雙向螺紋27，例如如圖所示，有梯形斷面的螺紋，與彈簧制動活塞26連接。在攜帶滾針軸承接合件24的端部，遠(yuǎn)離雙向螺紋27之處，設(shè)有軸向筋28，這些軸向筋從斷面上看，一側(cè)有一個陡邊而另一側(cè)有一個緩坡。這些筋28與棘爪件30的陡邊齒29配合工作，棘爪件30在導(dǎo)位孔31中被恢復(fù)彈簧31’推動，與筋28接觸。即使筋28在齒29上有很大的切向塞緊力，仍然可以與彈簧30’的彈力相抵，通過用如圖1虛線所示的擺動桿33對中心拉桿32施加杠桿作用力，手動拉回棘爪件30。在某些應(yīng)用場合，拉桿32可與用于操縱棘爪件30的氣動或液壓活塞連接，例如，以法國專利2,366,967所示方式。
在圖1中，用于調(diào)整松緊的螺釘或螺桿13示于完全收進(jìn)腳踏制動活塞桿12中的位置，但當(dāng)制動裝置中竄動增加時，尤其是作為制動襯和摩擦面逐漸磨損的結(jié)果，通過鎖緊發(fā)生的線16a和16b之處一系列松開和前進(jìn)運(yùn)作，相對于有雙向螺紋的松緊調(diào)整器16，螺釘或螺桿13將外移，換句話說，在圖1中左移。為確保彈簧系統(tǒng)24、25、27、29、30和所有松緊調(diào)整件13、16密封，以防止水、塵和臟物進(jìn)入，在有制動裝置頭18的密封槽的內(nèi)凸帽35和前密封面36之間，設(shè)有用彈性材料制成的彈性褶罩或波紋管，密封面36設(shè)于輔助彈簧制動缸4外部，圍繞彈簧制動活塞桿25出來之處，褶罩34通過帽35上的夾環(huán)和前密封面36上的一圈螺釘，牢固地保持在應(yīng)在位置上。當(dāng)調(diào)松緊的螺釘13移到它的最大外部位置時，褶罩34的褶就展開，以繼續(xù)確保腳踏制動活塞桿12和彈簧制動活塞26之間的包括松緊調(diào)整器和轉(zhuǎn)動系統(tǒng)以及棘爪連接系統(tǒng)的裝置保持良好密封。
腳踏制動缸2和主彈簧制動缸3被一個環(huán)形部或?yàn)閺椈商峁┲蔚幕?7分開?；?7例如被保持軸向夾緊，且在缸2和3的兩個本體間鎖定防轉(zhuǎn)，同時把用于腳踏制動缸的呼吸腔38同用于彈簧制動缸的呼吸腔39分開。兩個呼吸腔38、39由一個旁路40(設(shè)于為鎖定環(huán)形基座37中，以免相對于腳踏制動缸2轉(zhuǎn)動的部分40a處)連通，且經(jīng)過濾器41通大氣。腳踏制動活塞桿12穿過環(huán)形基座37，環(huán)形基座37有沿與腳踏制動活塞11的中心突出部11’相同方向突出的中心部37a。在呼吸腔38內(nèi)，腳踏制動活塞恢復(fù)彈簧14頂在中心部37a上，而在呼吸腔39內(nèi)，滾針軸承連接件24’置于彈簧制動活塞桿25和突出部37a之間。
此處起主彈簧制動活塞作用的彈簧制動活塞26，以密封方式裝入內(nèi)孔3a，且可在內(nèi)孔3a內(nèi)軸向移動，它通過一個環(huán)形唇封3a與內(nèi)腔3a一起工作。此處彈簧制動活塞26的內(nèi)部密封由唇封42提供，輔以一個O型密封圈42a，該密封圈42a接觸與彈簧制動輔助缸4一體的套44的外圓柱面，以密封方式移動，套44內(nèi)腔在有軸向筋28的部位為彈簧制動活塞桿25導(dǎo)位。
主彈簧制動活塞26超出內(nèi)部密封42和42a有中心軸向環(huán)形延長部45，它有雙向內(nèi)螺紋，該內(nèi)螺紋與彈簧制動活塞桿25的雙向外螺紋27一起工作。主彈簧制動缸3內(nèi)放有一內(nèi)隔板46，形成缸的基部，并且在中間通路區(qū)域設(shè)有與套49的外圓柱表面48一起工作的環(huán)形唇封47，套49與用于解除彈簧制動的輔助活塞50一體，在內(nèi)隔板46和彈簧制動活塞26之間，形成了用于解除彈簧制動的主腔51，并且這個主腔51通過連接器52與用于解除彈簧制動的壓縮空氣源連接，壓縮空氣作用于彈簧制動活塞的面26a上，頂住彈簧制動活塞另一個面26b上的一系列彈簧53。
本實(shí)施例建議數(shù)量為十個的彈簧53以標(biāo)號53a、53b…53i、53j標(biāo)出，且均布(如圖2a和2d)或相對于穿過活塞中心或軸線的平面對稱布置。為此，主彈簧制動活塞26在其面26b包括偶數(shù)個坑54，在優(yōu)選實(shí)例中，是十個大致為圓柱形的，且適于容納螺旋彈簧53端部的坑54，每個螺旋彈簧53中可有附加的螺旋彈簧(見圖1下半部的內(nèi)彈簧53’)，內(nèi)彈簧53’的外徑比螺旋彈簧53的內(nèi)徑小，且與彈簧53相比，任選地，其旋向相反，零負(fù)載下長度不同?？?4在直徑和長度上尺寸都基本相同(由于設(shè)有防轉(zhuǎn)鎖定孔，可以存在小的差別)，這些坑在延長部45和用于裝外部唇封2a的槽之間的可用空間中，在彈簧制動活塞的軸線上均勻地同心分布。
通過至少一個穿過設(shè)在環(huán)形基部37上的軸向孔56，并固定于主彈簧制動活塞26中的盲孔57的銷55，把主彈簧制動缸26鎖住，以防止其相對于分開部37及進(jìn)而相對于組合制動缸1的裝配本體轉(zhuǎn)動。優(yōu)選采用多個銷55實(shí)現(xiàn)防轉(zhuǎn)鎖定，盡管圖中僅顯示了一個這樣的銷。即使在螺旋彈簧53對活塞26沒有轉(zhuǎn)矩的情況下，防轉(zhuǎn)鎖定也是必要的，因?yàn)榭考?0的齒29鎖定而防轉(zhuǎn)的彈簧制動活塞桿25的雙向螺紋27對套45的螺紋有很大的反作用轉(zhuǎn)矩。
每個主螺旋彈簧53固定于坑54的底58和對應(yīng)的在環(huán)形基部37上的承接部59之間，且靠至少一個側(cè)臺60定位，這樣每個彈簧相對于彈簧制動活塞26的軸線自動均勻且同心分布。裝在主螺旋彈簧53中的輔助螺旋彈簧53’可不受約束地放入其間，但優(yōu)選在坑54的底58上及優(yōu)選在承接部59上分別提供有限定高度的中心凸臺58a，以避免輔助螺旋彈簧53’和包圍它的主螺旋彈簧53之間有任何接觸。須注意，采用單個螺旋彈簧的彈簧制動缸的解決方案一般不允許把一個輔助螺旋彈簧放在主彈簧內(nèi)。
起用于解除彈簧制動的輔助缸作用的輔助彈簧制動缸4，在內(nèi)孔31中設(shè)有用于手動解除彈簧制動的棘爪30，并且以密封方式對內(nèi)腔4b內(nèi)的輔助制動解除活塞50導(dǎo)位?；钊?0還以密封方式，采用兩個O型(或方形或矩形斷面)密封圈61的密封件，在套44的外圓柱面上導(dǎo)位。在輔助制動解除活塞50和輔助缸4的前壁之間，輔助制動解除腔62由此定成環(huán)形，且有同主制動解除腔51一樣的斷面，并且通過連接器63與制動解除壓縮空氣氣源連接。很明顯，不用輔助制動解除缸是可以的；既然是這樣，如圖所示，主彈簧制動缸3和輔助制動解除活塞50一起被省略，而輔助缸4用在主缸3的位置，套44的長度適當(dāng)縮短。在主制動解除腔51中可得到的壓力足夠完全壓縮彈簧53、53’的情況下，在每個場合，這樣簡化是可以的，如圖1上半部所示。
如圖2a至2b，本發(fā)明的技術(shù)方案采用了有多個同心或?qū)ΨQ發(fā)布的彈簧的主活塞，該方案可有多種多樣的組合。
在圖2a所示的布置中，全部十個坑54都裝有螺旋彈簧53，從而得到對制動彈簧的最大反作用力。在圖2b的布置中，取走了兩個相對的坑54中的彈簧，得到了相對于通過活塞26中心的平面對稱的八個彈簧的布置形式。在圖2c的布置中，六個彈簧53相對于通過缸中心的平面對稱布置。倒過來布置，換句話說，把六個彈簧取走而在圖2c中顯示成空白的四個坑54內(nèi)裝入四個彈簧，就得到相對于一個通過缸26的軸線的平面有良好對稱的僅有四個彈簧的布置。圖2d顯示了采用五個彈簧53的解決方案，這些彈簧按一個裝有彈簧53的坑54跟在一個空的坑54之后這樣均布。也可僅裝入兩個直徑方向相對的彈簧。通過裝配時的簡單選擇，人們由此可解決能力范圍在二至十(二、四、五、六、八、十)的彈簧制動，且它的制動解除力可用單個解除活塞或兩個活塞26，50調(diào)整。同時為了調(diào)整彈簧能力，一些對稱的彈簧對可有輔助內(nèi)彈簧53’。
在更常見的布置中，須注意，為確保螺旋彈簧53的總的反作用力基本通過活塞桿12的軸線12a，彈簧相對于兩個直交面(圖2c中標(biāo)作H和H’)對稱布置就可以了。采用六、十二或十五個坑54的解決方案也是可以的，這些辦法使得有一個大數(shù)量的，以一個高度遞增順序按偶數(shù)或奇數(shù)排列的彈簧53的組合成為可能。十二個坑使得提供二、四、六、八、十、十二個彈簧的組合成為可能，而十五個坑允許三、五、六、九、十、十二、十五個彈簧的組合。螺旋彈簧，即使它們是相同的，且經(jīng)過仔細(xì)測評，當(dāng)它們強(qiáng)烈受壓時，反作用力也總會有輕微不同，總反作用力不會正好沿著活塞桿12的軸線12a，但總反作用力的輕度偏移將不會對彈簧制動缸造成影響，彈簧制動缸也能調(diào)整在同心度方面，以及坑54分布的均勻性方面的輕度偏移，就象直接在鑄造車間澆鑄的零件發(fā)生的那樣。
本發(fā)明的組合制動缸的工作方式如下。在裝有本發(fā)明的組合缸的車輛正常運(yùn)行的情況下，連接器52和63與制動解除壓縮空氣源連接，例如壓縮空氣從鐵路車輛如火車的總制動線來，而連接器9與車輛的制動閥連接。
在腔51和62中制動解除壓力的作用下，通過在主腔51中占優(yōu)勢的壓力，并通過輔助活塞50在彈簧制動活塞26的內(nèi)法蘭64上的環(huán)形臺上的套49傳遞的側(cè)推力，彈簧制動活塞26在圖1中被向右推。伴隨制動充分解除，如圖1的上半部所示，彈簧制動活塞26和輔助活塞50由此占據(jù)鄰接位置。
如果開始實(shí)施腳踏制動，腳踏制動腔2c通過連接器9得到壓縮空氣，在圖1中，彈簧制動活塞11同活塞桿12一起左移，鎖緊并移動用于調(diào)松的松緊調(diào)整器16和螺釘13。這就將制動裝置頭(錘頭)18移向圖1左部，使得制動器通過與制動操縱桿連接的鑲套孔10和19的相對運(yùn)動來工作。
當(dāng)腳踏制動腔2c中的壓力回落，腳踏制動活塞11就回到圖1所示的制動解除位置。作為腳踏制動的連續(xù)操作的結(jié)果，用于調(diào)松的螺釘13相對于松緊調(diào)整器16移到圖1中的左部，因?yàn)樗ㄟ^爪型聯(lián)接器17相對于制動裝置頭18被輪流地鎖住，不會旋轉(zhuǎn)。由于彈性褶套34，在仍然保持與輔助缸4連接(以提供防止灰塵和臟物進(jìn)入的密封方式)的同時，制動裝置頭18由此繼續(xù)順序地左移。
而接合帽23保持與腳踏制動活塞桿12剛性地連接，滾針軸承臺件24頂著這個帽23。如果壓縮空氣從連接器52和63通入彈簧制動缸，例如達(dá)到車輛的長時間不動，由彈簧53和53’推動的彈簧制動活塞26將對擰在由棘爪30輪流鎖定的彈簧制動活塞桿25的螺紋27上的套45施加一個牽引力?；钊麠U25順序地移向圖1左部，筋在與棘爪30接合的同時滑動。彈簧活塞桿25頂在其上的滾針軸承臺件24，把接合帽23和與之一體的彈簧制動活塞桿12推向圖1中的左部。輪到活塞桿12時，它通過松緊調(diào)整器16將制動裝置頭18移向圖1中的左邊，從而完成一次制動操作。如圖可見，彈簧制動采用松緊調(diào)整器16調(diào)整，使以小的彈簧行程達(dá)到制動操作成為可能。正常情況下，彈簧制動活塞26在進(jìn)入連接之前，或者靠內(nèi)間壁46的面或者間接靠在圖1下半部所示位置，在輔助缸4的基部上的輔助活塞50的臺，保持在不運(yùn)作的制動操作位置。通過使彈簧制動解除腔51和62受壓可實(shí)現(xiàn)彈簧制動的解除，這將促使組合缸的各零部件到達(dá)圖1上半部所示位置。
如果用于制動解除的壓縮空氣不便于獲得，而解除彈簧制動又有必要，通過對連桿33施加有轉(zhuǎn)動作用的牽引力，就可對棘爪30施加很大的牽引力，與恢復(fù)彈簧30’的彈簧力及齒29和筋28間的摩擦力相抵，從而松開彈簧制動活塞桿25，允許它在因有滾針軸承等連接件24和24’的存在而有低度摩擦情況下轉(zhuǎn)動。在圖1中，在由彈簧53產(chǎn)生的左向推力的作用下，由于其間的雙向外螺紋27相對于套45的螺紋變得松扣，彈簧制動活塞26左移，引起活塞桿25旋轉(zhuǎn)。但彈簧制動活塞26通過鎖定元件(裝于孔56和57中的銷55)鎖定以防旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在彈簧制動活塞26和50達(dá)到如圖1下半部所示位置，而在制動裝置反作用力影響下，因接合帽23連接著腳踏制動活塞桿12，桿12又依次通過松緊調(diào)整器16連接著調(diào)松的螺釘13和制動裝置頭18，接合帽23將彈簧制動活塞桿25推向右邊，從而松開套45內(nèi)的雙向螺紋27，套45靠鎖定件55、56、57防轉(zhuǎn)，并靠由彈簧53發(fā)出的推力而連接在一起的彈簧制動活塞26，50軸向固定。
此處回到了如圖1下半部所示的制動解除位置。在手動解除彈簧制動后，如果腔51和62為解除制動再次充壓，彈簧制動活塞26將右移，促使活塞桿25以相反方向旋轉(zhuǎn)，換句話說，為這方向，棘爪30不工作，不鎖定由軸向筋28組成的棘爪件的旋轉(zhuǎn)，這種情況持續(xù)到達(dá)到示于圖1上半部的鄰接位置為止。
在另一個原則上避免彈簧制動和腳踏制動重疊的實(shí)施例中，如前所示的中心拉桿32與解除活塞連接，該活塞能被例如火車的總制動線中的壓力操縱，以實(shí)施解除功能。在彈簧53的作用下，主彈簧制動和輔助彈簧制動活塞26和50使彈簧制動活塞桿25旋轉(zhuǎn)，不再被鎖定，而被順序地推向圖1中的左邊，到達(dá)圖1下半部所示的鄰接位置。腳踏制動正常工作如前所示，接合帽23和滾針軸承連接件24在每個腳踏制動操作中與彈簧制動活塞桿25的端部分開。在停車或不動制動情況下，腳踏制動首先操縱腳踏制動活塞11。接著，如圖1上半部所示，作為不動或停車的結(jié)果，制動解除活塞松開把棘爪30帶入制動解除位置的拉桿32。與此同時，給彈簧制動解除腔51和62供制動解除壓力，該壓力是制動壓力的函數(shù)或與在腳踏制動腔2c中占優(yōu)勢的制動壓力相等。彈簧制動由此處于準(zhǔn)備好的工作位置，且僅在腳踏制動壓力下降或消失情況下工作，腳踏制動和彈簧制動的總效果在腳踏制動逐漸解除時，如因從用制動的密封2a的泄漏而解除，基本保持不變。因此，在本工作方法的實(shí)施例中，如果腳踏制動不起作用，彈簧制動將自動地和逐漸地代替腳踏制動。
很明顯，本發(fā)明并不局限于已描述和圖示的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下，本行業(yè)的技術(shù)人員可進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種制動缸，包括腳踏制動缸(2)，裝于腳踏制動缸(2)中，且與腳踏制動活塞桿(12)一體的腳踏制動活塞(11)，同軸裝于腳踏制動缸(2)上的彈簧制動缸(3)，裝于所述彈簧制動缸(3)中，且裝在所述彈簧制動活塞桿(12)上的彈簧制動環(huán)形活塞(26)，用于向活塞桿(12)傳遞彈簧制動的制動力，圍繞所述腳踏制動活塞(12)布置的多個彈簧(53)，布置在所述彈簧制動活塞(26)和一與由所述腳踏制動缸(12)和所述彈簧制動缸(3)同軸裝配形成的裝配體(1)為一體的支面(59)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制動缸，其特征在于，松緊調(diào)整件(16，13)裝于所述腳踏制動活塞桿(12)和制動裝置頭(18)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的制動缸，其特征在于，所述彈簧制動活塞(26)通過有雙向螺紋(27)的連接件與所述腳踏制動活塞桿(12)軸向連接，所述雙向螺紋(27)可被(棘爪30)輪流鎖定或松開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的制動缸，其特征在于，用于彈簧(53)的所述支面(59)設(shè)在環(huán)形基部(37)上，該環(huán)形基部(37)通過其邊緣放在并鎖定防轉(zhuǎn)在所述腳踏制動缸(2)和所述彈簧制動缸(3)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的制動缸，其特征在于，防轉(zhuǎn)鎖定件放在所述彈簧制動活塞(26)和所述環(huán)形基部(37)之間，所述鎖定件是，例如，銷(55)，該銷(55)同時穿過設(shè)在所述環(huán)形基部(37)中的軸向孔(56)和所述彈簧制動活塞(26)中的配合盲孔(57)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的制動缸，其特征在于，所述彈簧(53)是螺旋彈簧。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一的制動缸，其特征在于，所述多個螺旋彈簧(53)中的每一個，至少其一端布置在大致為圓柱形的坑(56)中，例如在所述彈簧制動活塞(26)中形成或繞中心臺(58a)形成的坑(56)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的制動缸，其特征在于，所述彈簧制動活塞(26)中的坑(54)相對于該彈簧制動活塞(26)的軸線同心布置，在所述彈簧制動活塞的周邊的一個圓上均布。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8之一的制動缸，其特征在于，至少部分所述多個螺旋彈簧由圓柱形內(nèi)空間中裝有輔助螺旋彈簧(53’)的主螺旋彈簧(53)組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9之一的制動缸，其特征在于，所述彈簧制動活塞(26)有N個坑(54)，P個彈簧(53)中的每一個都放入所述彈簧制動活塞(26)的一個坑(54)中，這里P≤N，并且是裝在所述坑(54)的底(58)和所述支面(59)之間，按所述彈簧(53)的總軸向力基本沿所述腳踏制動活塞桿(12)的軸線(12a)這種方式布置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的制動缸，其特征在于，所述彈簧制動活塞(26)包括十個坑，其中分別裝有二、四、六或八個螺旋彈簧(53)，螺旋彈簧(53)相對于兩個直交平面對稱布置，或裝五個螺旋彈簧(53)，它們規(guī)則地隔一坑一個地布置。
12.根據(jù)權(quán)利要求3至11之一的制動缸，其特征在于，在彈簧制動解除位置，至少是部分在由腳踏制動活塞(11)和彈簧(53)的支面(59)之間形成軸向區(qū)域，彈簧制動活塞(26)(延長部45)旋到彈簧制動活塞桿(25)的雙向螺紋(27)上。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12之一的制動缸，其特征在于，它包括裝有附加環(huán)形制動解除活塞(50)的輔助彈簧制動解除缸(4)，其制動解除活塞桿以環(huán)形套(49)的形式，密封且可移動地裝在所述彈簧制動缸(3)的底(46)和所述彈簧制動活塞桿(25)之間，以在作用在所述輔助制動解除活塞(50)上的制動解除壓力的作用下，達(dá)到與環(huán)形主彈簧制動活塞(26)的環(huán)形鄰接。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的制動缸，其特征在于，所述輔助制動解除缸(4)在其周邊有軸向裝配螺孔(8)，而所述彈簧制動缸(3)和所述腳踏制動缸(2)在它們的周邊上有與所述軸向裝配螺孔(8)相對應(yīng)的軸向通孔(7，6)，對于所述三個缸(2，3，4)，每個孔中都裝有軸向裝配螺釘(5)，該螺釘(5)旋入所述裝配螺孔(8)之一，且在腳踏制動缸(2)的所述軸向通孔(6)的外側(cè)周邊鄰接。
15.一種根據(jù)權(quán)利要求7至14之一的調(diào)整制動缸彈簧反作用力的方法，其特征在于，采用了標(biāo)準(zhǔn)彈簧制動活塞(26)，活塞(26)有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)N個用于接受一個或多個彈簧的基本為圓柱形的坑(54)，在所述P個坑中，這里P≤N，標(biāo)準(zhǔn)螺旋彈簧(53)壓縮布置在所述坑(54)的底(58)和與制動缸裝配體(1)一體的支面(59)之間，所述螺旋彈簧(53)的布置，使這些彈簧的總反作用力基本沿著所述腳踏制動活塞桿(12)的軸線通過，選擇彈簧(53)的個數(shù)為P，以提供使用中最接近理想反作用力的反作用力。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的調(diào)整方法，其特征在于，對于至少部分所述彈簧，采用在其內(nèi)圓柱空間內(nèi)裝有輔助螺旋彈簧(53’)的主螺旋彈簧(53)。
全文摘要
組合了腳踏制動和彈簧制動的缸,包括腳踏制動活塞桿,該活塞桿能通過間隙調(diào)整器與制動裝置連接。所述缸靠其活塞(11)和設(shè)有間隙調(diào)整器的活塞桿(12)把彈簧制動和腳踏制動缸(2)的解除活塞(26,50)組合了起來,而且至少有一個分段的聯(lián)接件在彈簧活塞(26)和環(huán)形基座(37)之間轉(zhuǎn)動,比如一個銷(55),它同時穿過環(huán)形基座(37)中的軸孔(56)和彈簧活塞(26)中的配合盲孔(57)。本發(fā)明可用于采用腳踏制動間隙調(diào)整器的幾個組合彈簧缸上。
文檔編號B61H15/00GK1240396SQ97180769
公開日2000年1月5日 申請日期1997年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月17日
發(fā)明者讓－路易斯·布魯蓋特, 達(dá)米安·博瓦, 克勞迪諾·貢薩爾維斯 申請人:薩伯瓦貝科股份有限公司