專利名稱：彈性夾套型輪轍制動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總的涉及一種用在鐵路車輛或其他類似型車輛上的感壓型制動器，較具體說，本發(fā)明涉及一種輪轍制動器，該制動器具有一動力源和一間隙調(diào)節(jié)裝置彈性夾套(slack adjuster collet)，該套裝置能使用較少的操作元件進行自動的間隙調(diào)整。
近來，輪轍制動器采用多個如螺帽、棘輪機構(gòu)、離合器和彈簧形式的制動調(diào)節(jié)元件，以補償輪轍和一閘瓦的摩擦材料的磨損。本發(fā)明的圖3是這類制動器的一橫截面圖。
在發(fā)明人為Severinsson的美國專利3,995,537里給出了另一種較老式的輪轍制動器。在這兩種裝置中，一流體響應活塞沿著與一將諸閘瓦直接施壓于鐵路車輛輪子的輪轍表面的推(挺)桿相垂直的方向移動。在Severinsson專利的制動裝置中的間隙調(diào)節(jié)是通過設置在位于一內(nèi)裝該活塞和制動裝置的推(挺)桿的殼體之外的諸元件上的螺母用手動來進行的。該專利內(nèi)容引用于此，以作參考。
已轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人的、Noah等的美國專利5,423,401揭示了位于一盤形制動器的一推(挺)桿上的動力和間隙調(diào)節(jié)裝置彈性夾套。這個專利的揭示也被引用于此，以作參考。
本發(fā)明在一輪轍制動裝置中使用了與Noah等的專利所揭示的類似的彈性夾套結(jié)構(gòu)，從而避免使用為了調(diào)節(jié)制動材料和車輪表面的磨損用的、現(xiàn)行的輪轍制動裝置的繁復的零件。特別是，本發(fā)明采用了分別圍著間歇調(diào)節(jié)器和諸動力彈性夾套設置的兩個殼體結(jié)構(gòu)。該動力彈性夾套殼體具有一支撐表面，當一施加制動力的活塞受到空氣壓力時該表面驅(qū)使該動力彈性夾套嚙合于一具有外螺紋的推桿。間隙調(diào)節(jié)器彈性夾套及其固定的殼體之間具有一間隙，該間隙與設在閘瓦與車輪表面之間的一標準的間隙相對應。該動力彈性夾套平移該推桿，以將閘瓦施壓在車輪表面上，并致使間隙調(diào)節(jié)器彈性夾套移動直至在一制動力下該閘瓦嚙合于車輪表面，或直至間隙調(diào)節(jié)器彈性夾套接觸其殼體。當推桿為施加該制動力所必須移動的距離超過了閘瓦與車輪的原始的間隙時，就發(fā)生這樣的接觸。這樣的接觸使間隙調(diào)節(jié)器彈性夾套停止移動，同時推桿繼續(xù)通過該間隙調(diào)節(jié)器彈性夾套及其相關的殼體。當釋放掉空氣壓力后，在一彈簧力的作用下活塞移離制動力施加位置，動力彈性夾套的殼體在另一彈簧的作用下就返回其原始位置。該動力彈性夾套的殼體的返回作用將該動力彈性夾套沿著向后方向拉動，這樣就向后拉動推桿和間隙調(diào)節(jié)彈性夾套，直至該間隙調(diào)節(jié)彈性夾套在該殼體的制動力施加端的相對的那端接觸其殼體。當接觸一發(fā)生，間隙調(diào)節(jié)彈性夾套將推桿停住并保持住它，從而防止了該推桿的進一步朝后移動。該啟動器現(xiàn)在已調(diào)節(jié)到由于磨損被增大的閘瓦/車輪表面間隙。如果該動力彈性夾套未處于一完全收回的位置，則在間隙調(diào)節(jié)器彈性夾套接觸其殼體之后它將繼續(xù)移動，而該動力彈性夾套則自由地在推桿之上滑動，直至該動力彈性夾套殼體處于一完全收回的位置。
所以，本發(fā)明的主要目的在于，為了減少在一輪轍制動裝置里所需的諸間隙調(diào)節(jié)零件的數(shù)量，在輪轍制動裝置中使用與上述Noah等人的專利的類似的一間隙調(diào)節(jié)彈性夾套，以取代目前使用的諸間隙調(diào)節(jié)螺帽、棘輪和離合器。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種鐵路和/或其他類似類型車輛流體壓力操作的輪轍制動器，該制動器具有一改善的彈性夾套型間隙調(diào)節(jié)機構(gòu)，與從前使用的間隙調(diào)節(jié)零件相比，該機構(gòu)的維修保養(yǎng)明顯減少。
本發(fā)明的又一目的在于，提供一種鐵路和/或其他類似類型車輛流體壓力操作的輪轍制動器，該制動器具有一改善的彈性夾套型間隙調(diào)節(jié)機構(gòu)，該機構(gòu)由于其組裝所需的時間比以前使用的輪轍啟動器明顯減少而其制造費用總的降低了許多。
本發(fā)明的還有一目的在于，提供一種鐵路和/或其他類似類型車輛流體壓力操作的輪轍制動器，該制動器具有一種彈性夾套型間隙調(diào)節(jié)機構(gòu)，該機構(gòu)不需要安裝特別的設備。
本發(fā)明的再有一目的在于，提供一種鐵路和/或其他類似類型車輛流體壓力操作的輪轍制動器，該制動器具有一種彈性夾套型間隙調(diào)節(jié)機構(gòu)，該機構(gòu)比以前使用的間隙調(diào)節(jié)器的重量輕。
本發(fā)明的另外一目的在于，提供一種鐵路和/或其他類似類型車輛流體壓力操作的輪轍制動器，該制動器具有一種彈性夾套型間隙調(diào)節(jié)機構(gòu)，該機構(gòu)的操作壽命較長。
對于那些熟悉本發(fā)明有關領域的技術人員來說，除了上述本發(fā)明的諸目的和優(yōu)點外，從下述對本發(fā)明的較詳細的描述，特別是結(jié)合諸附圖和所附的諸權利要求進行的描述中，將對本發(fā)明的許多其他目的和優(yōu)點更為一目了然了。


圖1是已有技術類型的輪轍制動裝置的局部剖視圖；圖2是沿著圖1所示的已有技術類型的輪轍制動裝置中的“Ⅱ-Ⅱ”線剖切的局部剖視圖；圖3是目前所用的輪轍制動器的剖面圖；圖4是采用了動力和自動間隙調(diào)節(jié)彈性夾套的本發(fā)明的輪轍制動裝置的一當前最佳實施例的剖面圖。
在對本發(fā)明作較詳細的描述之前，必須注意的是在附圖的各個不同的視圖里，具有相同的功能的相同的零件標注了相同的標號，以便使本發(fā)明較清晰而利于對其理解。
現(xiàn)在參閱圖1和2。圖示的是一已有技術類型的、總的用標號10標注的輪轍制動氣缸和裝置。這樣的裝置10包括一外殼12，該外殼包含一設有一整體形楔狀物16的活塞14(見圖1)。該楔狀物16呈叉子形，它具有跨立在一制動施力桿(通常被稱為推(挺)桿)20之上的兩個指狀物或支腿18。這兩支腿18延伸到與沿直徑方向相對的輥子軸承22和24鄰接的位置。該楔狀物16的兩指狀物18具有一傾斜的前緣21(正如從圖1的左側(cè)看到的)，而該楔狀物16的后部(正如從圖1的右側(cè)看到的)具有基本上垂直于推(挺)桿20的軸線的一邊緣23。
有一驅(qū)動套管26位于并直接嚙合于這一推(挺)桿20。設在該驅(qū)動套管26之上的是兩相對的整體的凸座28，在這兩凸座上可轉(zhuǎn)動地安裝了輥子軸承22。這從圖2能最清楚地看出。類似地，一套輥子軸承24各位于推桿20的每一相對側(cè)，并可轉(zhuǎn)動地安裝在兩凸座30上，也位于該推桿20的相對的兩側(cè)。這也能從圖2最清楚地看出。
兩凸座28是驅(qū)動套管26的一整體部分，該驅(qū)動套管以這樣的方式機械連接于推桿20，以使這兩凸座28和與它們相關聯(lián)的輥子軸承22可沿著推桿20的軸線平移。另一方面，兩凸座30相對于凸座28固定。這兩凸座30是輪轍制動氣缸殼12的一整體部分，也能從圖2最清楚地看出。
表示在圖1和2中的輪轍制動氣缸10以以下方式工作。當一加壓流體經(jīng)過設在外殼12上的一孔32被引向活塞14時(見圖1)，活塞14及其楔狀物16朝一位置移動并進入在軸承22與24之間的一位置，使該楔狀物16的兩支腿18以這樣的一方式嚙合于軸承22和24，即，使軸承22和凸座28向左平移(見圖1和2)，同時，該楔狀物16的后邊緣23嚙合于可制動地安裝在兩固定的凸座30上的軸承24。軸承22和凸座28的平移將驅(qū)動套管26和推桿20向左平移，以抵靠于一水平彈簧34，該彈簧位于推桿20的四周并在驅(qū)動套管26與外殼12的一端壁36之間。
推桿20機械連接于一閘瓦(未圖示)，該閘瓦設置用來當推桿20朝前移動推靠于水平彈簧34之時它嚙合于鐵路車輛輪子的輪緣。
當流體壓力從孔32撤去后，位于活塞14與驅(qū)動套管26之間的一垂直設置的彈簧37將活塞14彈回到外殼12的上方部分，并從輥子軸承22與24之間移去楔狀物16的兩支腿18。一中空的凸座38設置在驅(qū)動套管26之上，并延伸到該彈簧37的一端中(從圖1可見)。該彈簧37的下方諸螺圈與驅(qū)動套管26一起移動，并使該水平彈簧34將推桿20和驅(qū)動套管26彈回到一使閘瓦脫開與車輛輪子的輪緣嚙合時所處的位置。
圖3表示了總的用標號40標注的、目前所用的輪轍制動裝置，其中，一長套管42基本上沿著該輪轍制動裝置40的長度延伸。一壓圈44位于該長套管42里并貼靠于位于該壓圈44與一后部導向軸套48之間的一第一較短的水平彈簧46。在該后部導向軸套48與螺紋連接在一施加制動力的心軸1上的一間隙調(diào)節(jié)螺母52之間有一墊圈50。該間隙調(diào)節(jié)螺母52通過設在墊圈50和其本身之上的相對的斜面上的螺紋嚙合于墊圈50。
一導引螺母56也嚙合在心軸1上。另有一第二水平彈簧58，在其一后端嚙合于該螺母56。一套筒60設置在該第二彈簧58和該導引螺母56的至少一部分的四周。
一后軸承62設置在該第二彈簧58的一前端與一設在導引螺母56上的保持圈64之間。該彈簧58和保持圈64位于套筒60里。
在調(diào)節(jié)螺母52與被一套筒72的凹部70抓住的一第三水平彈簧68之間有一第二軸承66。兩軸承62和66基本上是一種能被完全包封地組裝起來的滾珠/推力型軸承。
一控制插座(control socket)74為這一心軸1的后部提供一封罩，還給定了某一預定的心軸1的移動距離。這樣的移動距離由該控制插座74上設置的一凹部76和位于該凹部76里的套筒60的一后邊緣78所限定的。還有一第四彈簧34設在一軛鐵27與外殼12的一凹端壁36之間。
螺母40的操作如下如圖3所示，作用在一活塞14上的空氣將裝在長套管42上的軛鐵27移向左側(cè)，并抵住第四彈簧34。該軛鐵27和套管42被楔狀物16的諸支腿(圖3未示出)平移到左側(cè)。套管42包括一凸緣42a，該凸緣嚙合于圈44，以便將圈44移向左側(cè)，接著，該圈將第一彈簧46推靠于軸套48。軸套48又將墊圈50和螺母52推向左面。螺母52將心軸1移向左側(cè)，心軸又平移導引螺母56使其緊靠于第二彈簧58和軸承62，接著，軸承62將保持圈64移向左側(cè)。
彈性套管60與上述諸零件被長套管42朝左側(cè)平移，直到該套管60的后邊緣78移動了由插座凹部76所定的距離并嚙合于一朝前的插座表面80。彈性套管60的朝左移動停止后就施力于車輛的車閘。這樣就使導引螺母56的斜齒暫時與彈性套管60的斜齒脫開。當螺母56與套管60互不干擾時，彈簧58致使螺帽56借助于軸承62在心軸1的螺紋55上朝著彈性套管60轉(zhuǎn)動，直至螺帽56和套管60的相應的斜齒重新嚙合。
當從活塞14撤去制動空氣壓力時，第四彈簧34將軛鐵27和套管42平移到右側(cè)。這一平移使其他零件朝右返回移動，直至后緣78接觸于控制插座74的凹部76的后部。由于套管60重新與螺帽56嚙合(螺帽56擰在心軸1上)，這樣就停止了心軸1的收回。長套管42繼續(xù)朝右移動，直至它也到達插座74。這樣，使調(diào)節(jié)螺母52的斜齒脫開墊圈50的斜齒，從而使螺帽52在彈簧68的作用力下借助于軸承66沿著有螺紋的心軸1轉(zhuǎn)動，直至套管42完全返回，螺帽52與墊圈50重新嚙合。
從圖3能看出其中圖示的制動裝置40相當復雜，并采用了許多零件以產(chǎn)生一施加制動力的作用并釋放鐵路車輛車閘。螺帽52和56可分別借助于軸承62和66并在與環(huán)圈44和64的協(xié)配下、在帶螺紋的心軸1上轉(zhuǎn)動。套管42和60和彈簧46、58和68發(fā)揮了棘輪和離合器的作用，而棘輪和離合器卻使制動裝置40的組裝和維修保養(yǎng)費用增大，重量重和設備復雜。
上述操作是具有被本發(fā)明免除的諸零件的一種典型的輪轍型制動裝置的操作情況。本發(fā)明是通過用一彈性夾套型間隙調(diào)節(jié)器替換這些零件而實現(xiàn)這一點的，這種間隙調(diào)節(jié)器總的是上面所描述的并包含了Noah等的美國專利5,423,401內(nèi)容的；此外，本發(fā)明還使用了也在Noah等的美國專利中示出的動力彈性夾套。這些類型的彈性夾套總的表示在圖4中。
更具體說，圖4表示了一具有位于一推桿20上的一動力彈性夾套92的輪轍制動裝置或制動器90。(在圖4中，與圖1、2和3中所示的相同的零件采用相同的標號)。另外，推桿20最好設有外螺紋或細齒，動力彈性夾套92的主體部分也類似地設有內(nèi)螺紋或細齒。當需要時，這樣的螺紋或細齒增大了推桿20與動力間隙調(diào)節(jié)器之間的摩擦力。
動力彈性夾套92具有朝其主體的后部延伸的、整體伸長的指狀物94。這些指狀物最好具有內(nèi)部光滑的表面，因此不要設有螺紋或細齒。
一間隙調(diào)節(jié)彈性夾套96設在推桿20上位于在動力彈性夾套92的正前方的一個位置上。該間隙調(diào)節(jié)彈性夾套也具有一整體的、內(nèi)部光滑無螺紋的指狀物98(面朝外)，和在其主體區(qū)域里有一內(nèi)部制有螺紋或細齒的表面。
動力彈性夾套92基本上被包含在一圍著該動力彈性夾套92和推桿20設置的長殼體100里。該殼體100與鄰接于其一端的動力彈性夾套92相嚙合，并支撐鄰接于其第二端的諸指狀物94。動力彈性夾套92的最前端和殼體100分別具有對應的錐形支撐表面102和104，該兩表面的用途在下面再描述。
間隙調(diào)節(jié)彈性夾套96被內(nèi)裝在也是圍著推桿20設置的一固定的殼體106內(nèi)。這一殼體106分別具有前、后表面108和110，間隙調(diào)節(jié)彈性夾套96以此后要描述的方式緊靠于它兩。
一后蓋112位于并適合地固連于該制動裝置90的該外殼12。蓋子112凸出推桿20的后部，其尺寸設計成為了此后要交代的原因而能可靠地停止動力彈性夾套92的向后移動。
制動裝置90還包括一軛鐵27，該軛鐵支撐了位于其相對側(cè)的可沿軸向平移的輥子軸承22，而輥子軸承24類似地位于外殼12的相對側(cè)。該軛鐵27安裝并嚙合于該動力彈性夾套92的殼體100。
如圖1-3所示的裝置一樣，制動裝置90包括一活塞14和楔狀物16，當帶壓流體供到位于活塞14之上的一外殼孔32時該楔狀物16就向下移動(見圖4)。當楔狀指狀物(在圖4中看不到)進入軸承22與24之間時，軛鐵27就平移到圖4的左側(cè)，接著向前將彈性夾套殼體100平移到圖4的左側(cè)。當殼體100向前移動時，其錐形支撐表面104嚙合于動力彈性夾套92的支撐表面102，以驅(qū)使彈性夾套92夾緊于推桿20。軛鐵27和彈性夾套的殼體100的向前移動使推桿20移動，以移動一閘瓦(未圖示)來與該車輛的相應車輪(未圖示)相嚙合。
推桿20的移動也將間隙調(diào)節(jié)彈性夾套96朝前推移，直到閘瓦嚙合于車輪或直到彈性夾套96的前表面緊靠于殼體106的表面108的程度。如閘瓦和/或輪子被磨損到彈性夾套96移動到殼體表面108的程度，即當制動裝置90釋放時在彈性夾套96與殼體表面108之間存在與閘瓦和輪子之間的一標準間隙(未圖示)相當?shù)囊婚g隙或空間“A”(見圖4)時，就發(fā)生上述情況。上述間隙使當一鐵路車輛未使用制動時車輪可完全脫離閘瓦而自由轉(zhuǎn)動。
當彈性夾套96緊靠于殼體表面108時，在該彈性夾套的齒嚙合于推桿20的齒之上的同時，其諸指狀物96沿徑向朝外彎曲。這樣就克服了在推桿20與彈性夾套96之間的摩擦力，該摩擦力是由作用在輥子軸承22與24之間的楔狀物16的力引起的。推桿20現(xiàn)在移動經(jīng)過彈性夾套96，直至將閘瓦啟動并對車輪施加一制動力。
該制動力保持到從開孔32和外殼12里的活塞14上撤去壓力之時。當這一壓力撤去后，在垂直彈簧37作用下活塞14返回到該外殼12里的一非制動位置，整體的諸指狀物18(圖2)從軸承22與24之間移走。
在移走諸指狀物18后，作用在軛鐵27上的水平彈簧34分別將推桿20、間隙調(diào)節(jié)彈性夾套96和動力彈性夾套92朝著外殼12的后部彈回(在圖4中是朝右)。間隙調(diào)節(jié)彈性夾套96朝后移動，直至它緊靠于其固定的殼體106的表面110，而其諸指狀物98朝里移動以完全嚙合于推桿20。這樣就停止了推桿20的移動，本發(fā)明的啟動器90現(xiàn)被調(diào)節(jié)到由于輪轍和閘瓦材料的磨損造成的任何新的間隙“A”，即，當閘瓦再次作用到輪子時，推桿20和間隙調(diào)節(jié)彈性夾套96移動一距離“A”，以將閘瓦全部施壓于輪子，而推桿20未通過彈性夾套96移動。
在將動力彈性夾套92平移到啟動器外殼12內(nèi)的后部時，軛鐵27也將動力彈性夾套的殼體100移向該后部。這一點是通過殼體100嚙合該動力彈性夾套的一凸緣114以將該動力彈性夾套移向該后部而實現(xiàn)的。如圖4所示，通過座落在設在動力彈性夾套殼體100的外表面上的一合適的槽118中的一保持環(huán)116，將軛鐵27在殼體100上保持在位。
在殼體100朝后移動的情況下，其支撐表面104移離彈性夾套92的支撐表面102，這樣使其諸指狀物94從推桿20朝外彎曲(通過騎在推桿的螺紋之上的彈性夾套的螺紋)，以從推桿釋放動力彈性夾套。如果軛鐵27和動力彈性夾套殼體100并未處在一完全收回的位置時，該動力彈性夾套92則自由地在推桿20上滑動。
當更換閘瓦時，通過將推桿20推入外殼12內(nèi)直至動力彈性夾套諸指狀物94接觸于該啟動器90的后蓋112，就此手動地將啟動器90復位了。當出現(xiàn)這種情況時，動力彈性夾套殼體92不再能移動其支撐表面102以與殼體100的支撐表面104相嚙合。這就防止了動力彈性夾套殼體夾住在推桿上。
由于本發(fā)明的輪轍制動器90僅僅包含了五個基本的零件，即兩個具有螺紋的彈性夾套92和96、兩個殼體100和106以及一個推桿20，所以，其結(jié)構(gòu)明顯地簡化了。另外，這些零件較容易制造，一般不需要維修保養(yǎng)，其所需的組裝時間僅僅是將諸彈性夾套和諸殼體放置到一推桿上。因此，對安裝本發(fā)明的彈性夾套和殼體沒有特別的要求。由于諸彈性夾套和殼體屬于輕質(zhì)物體，故本發(fā)明的機構(gòu)的重量輕。由于將諸彈性夾套和殼體裝在一推桿上時只要簡單地提供一適當?shù)拈l瓦間隙“A”即可，故它們也能被用來改造大多數(shù)的輪轍制動器。
盡管在上面詳細陳述了實施本發(fā)明的目前的最佳實施例，那些熟悉本發(fā)明所屬的輪轍制動器技術的技術人員將會認識到可采用許多其他的實踐本發(fā)明的途徑，而不脫離所附的諸權利要求的精神和范圍。
權利要求
1．一種用在鐵路運輸車輛和類似的車輛上使用的制動器，用來調(diào)節(jié)位于這些車輛上的諸制動零件的磨損，它包括一桿，該桿具有一縱軸線和至少一個延伸在所述桿的一部分上的、車有外螺紋和細齒的表面；一動力彈性夾套和一間隙調(diào)節(jié)彈性夾套，它兩設置在所述桿上并位于相應的殼體上，這兩殼體圍著所述動力彈性夾套和間隙調(diào)節(jié)彈性夾套和所述桿設置；一軛鐵件，它圍著所述動力彈性夾套殼體設置，并嚙合于該殼體；一第一沿軸向可移動的軸承，它設置在所述軛鐵件上；一第二固定軸承，它與所述沿軸向可移動的軸承間隔開；以及一活塞，它沿著一大致垂直于所述桿的所述縱軸線的方向移動并具有一叉形楔狀物，該楔狀物設置成跨置在延伸在所述桿的所述部分上的至少一個所述有外螺紋和細齒的表面之上，以移動到在兩所述軸承之間的一位置；當所述楔狀物進入兩所述軸承之間并與它兩嚙合時，所述叉形楔狀物有效地沿軸向沿一垂直于所述活塞和楔狀物移動方向的方向平移所述第一軸承、軛鐵件、動力彈性夾套和桿。
2．按照權利要求1的制動器，其特征在于，所述動力彈性夾套有一錐形支撐表面，同時，包含所述動力彈性夾套的所述殼體也有一相應的錐形支撐表面，以用來嚙合于所述動力彈性夾套的所述支撐表面，并用來當所述叉形件沿軸向被所述活塞的所述叉形楔狀物移動時驅(qū)使所述動力彈性夾套夾緊嚙合于所述桿。
3．按照權利要求1的制動器，其特征在于，所述間隙調(diào)節(jié)彈性夾套的前端和包含所述間隙調(diào)節(jié)彈性夾套的所述殼體間隔有一間隙，該間隙對應于在一閘瓦與該鐵路運輸車輛的車輪之間設有的一間隙。
4．按照權利要求1的制動器，其特征在于，所述制動器還包括位于所述軛鐵件與所述制動器的一外殼的一端壁之間的一彈簧。
5．按照權利要求1的制動器，其特征在于，所述制動器還包括位于所述活塞與所述軛鐵件之間的一彈簧。
全文摘要
一種鐵路車輛的制動器包括:一外螺紋桿;彈性夾套和間隙調(diào)節(jié)彈性夾套,它兩設在桿上;一軛鐵圍著彈性夾套殼體并嚙合于殼體;設在軛鐵件上的沿軸向移動的一第一軸承;一第二固定軸承與第一軸承間隔開;一活塞,大致垂直于桿縱軸線方向移動,它具有一叉形楔狀物,該楔狀物跨置在桿上,以移到兩軸承間的一位置。當楔狀物與兩軸承嚙合時,楔狀物沿軸向并沿垂直于活塞和楔狀物移動的方向平移第一軸承、軛鐵件、動力彈性夾套和桿。
文檔編號F16D65/28GK1304848SQ0012697
公開日2001年7月25日 申請日期2000年8月31日 優(yōu)先權日1999年9月23日
發(fā)明者R·S·穆爾 申請人:西屋氣剎車公司