CN101427043B - 盘式制动器制动钳 - Google Patents

Abstract

一种轨道车辆的盘式制动器制动钳，包括悬挂的制动衬块支架(4)，其在制动盘的任意一侧被制动，并仅在与制动钳的基本呈水平的中心线垂直的平面内移动，其中用于将运动由制动单元(11)传递到制动衬块支架(4)的制动钳构件(6，8，9，10)仅仅通过弹性接头(7)中的橡胶弹性材料部件悬挂在车辆上，其允许所述构件在所有方向上一定程度地运动，弹性接头(7)包括至少一个盘形橡胶弹性部件，该弹性部件基本水平地压缩安装在连接车辆的部件(1)与制动钳的所述构件(6，8，9，10)之一(6)之间。

Description

盘式制动器制动钳

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆的盘式制动器制动钳，包括悬挂的制动衬块支架，其在被制动的制动盘的任意一侧，并仅在与制动钳的基本呈水平的中心线垂直的平面内移动，其中用于将运动由制动单元传递到制动衬块支架的制动钳的构件仅仅通过弹性接头中的橡胶弹性材料的元件而悬挂在车辆上，其允许所述构件在所有方向上一定程度地运动。

背景技术

用于轨道车辆的盘式制动器制动钳通常包括制动执行器、用于将制动力从执行器传递到杆的可枢转杆、可枢转地设置在所述杆端部的制动衬块支架和用于连接制动钳的不同元件的装置。在制动衬块支架上设置有与制动盘在制动过程中相配合的摩擦材料的可更换制动衬块，其中盘式制动器制动钳跨着制动衬块而被安装。

制动执行器通常是气动制动单元，包括制动缸或制动执行器和间隙调节器或制动器调节器。

在轨道车辆的底盘或转向盘的制动盘附近用于这种盘式制动器制动钳的空间是非常有限的，因此需要将盘式制动器制动钳的整体尺寸保持在最小值。

将尺寸最小化的一种方法是减小可枢转杆的尺寸，这意味着在操作过程中它们的角位移增加。这接下来可能导致悬挂的制动衬块支架相对于制动盘有不合乎要求的显著移动。

为了获得在控制下进行的制动，大体上需要在不考虑制动衬块和制动盘的磨损以及轴向轻微可动制动盘相对于盘式制动器制动钳的轴向位置的情况下，制动衬块与制动盘几何上持续地处于接合。

为了满足这些要求，悬挂制动衬块支架的基本方法是它们仅在与制动钳的中心线垂直的平面内可动。制动衬块支架的枢轴大体上在其它方向也是刚度越高越好。

当制动衬块支架以上述的方式悬挂时，也必须允许制动钳的其它构件的相对运动。

在EP-A-1357009中公开的盘式制动器制动钳具有分开悬挂的制动衬块支架，而制动钳的其余构件通过带有橡胶衬套的轴承套来悬挂，以弹性地允许某些相对运动。尽管如此，轴承套的设计使得由于轴承套的金属接触，在制动钳中心线的平面中不可能有相对运动。

US-A-4053034中公开的盘式制动器制动钳可被视为最接近的现有技术。这里示出了一种在盘式制动器制动钳中用来对制动拉杆进行弹性悬挂的橡胶轴承套。两个锥形橡胶衬套填充了缸与轴之间的空间。因此在所有方向上刚度是常量。

这些盘式制动器制动钳的设计因此没有满足上述要求。

发明内容

本发明的主要目的是获得满足上述要求的三点支撑盘式制动器制动钳。在本发明中通过带有至少一个盘形橡胶弹性元件的弹性接头实现，其基本上水平压缩安装在连接到车辆的部件与制动钳构件中的一个之间，其中该制动钳构件用于将运动由制动单元传递到制动衬块支架。

正如所需要的那样，竖直方向上的刚度因此基本会在竖直方向上比所有其它方向更大，而用于承受水平方向转矩的刚度尽可能小。力传递能力和使用期限将通过水平的预加应力的橡胶弹性元件实现最大化。

如上述现有技术中的盘式制动器制动钳，制动衬块支架和轴承套将以适合的方式支撑在轨道车辆的底架或转向架上。为了与根据本发明的盘式制动器制动钳的优选实施例进行对照，提供一种安装支架，将制动衬块支架和用于将运动由制动单元传递到制动衬块支架的制动钳构件悬挂在该支架上，并且该支架被连接到轨道车辆上。

在根据本发明的盘式制动器制动钳的可行实施例中，弹性接头被设置在安装支架和连接件之间，而用于将运动从制动单元传递到制动衬块支架的杆被枢转连接到该弹性接头上。

优选地，至少一个橡胶元件被安装在安装支架和连接件之间。

在可行实施例中，在一侧的安装支架和盘形橡胶元件与另一侧的盘和盘形橡胶元件之间没有金属连接的情况下，连接件被夹紧，盘通过螺栓连接到安装支架。

对于橡胶元件的性能和耐久性而言它们始终在预定的压缩力下工作是重要的。这通过使得螺栓被隔离套环绕而实现，其中隔离套确定了安装支架与盘之间的距离。

附图说明

根据如下的附图对本发明更详细地进行描述，其中：

图1和图2分别是俯视图和侧视图，非常示意性的并且小比例示出了根据本发明的带有盘式制动器制动钳的制动盘的设置，

图3是根据本发明的盘式制动器制动钳后部的等轴侧图，

图4是不带有制动单元的制动钳的侧视图，

图5是不带有制动单元的制动钳从后方看的视图，

图6是制动钳接头的大比例的从后方看的截面图，

图7是图6沿着VII-VII线的同样的接头的截面侧视图，

图8a-g是对不同工况下制动钳的不同构件之间关系的非常示意性的描述。

具体实施方式

在图中所示的这种类型的盘式制动器制动钳主要用于安装在轨道车辆的底架或转向架上以与制动盘在制动过程中进行接合，其或是分离地安装在车辆的轮轴上，或是安装在旋转车轮本身上，正如本领域技术人员所公知的那样。盘式制动器制动钳可以用于其它车辆。

图中所示的盘式制动器制动钳用于与分离的安装在轴上的制动盘相接合，但其与在车轮上安装制动盘的制动钳没有本质区别。

在轴上安装制动盘的盘式制动器的装置示意性地在附图1和附图2中示出。制动盘BID被连接到轨道车辆的轮轴A上。本发明的盘式制动器制动钳DBC在车轴A被钉住的轨道车辆部位(底架或转向架)横跨制动盘BD安装(将在下文描述)。制动盘BD在这样的位置示出，其中盘式制动器制动钳DBC的中心线CL与制动盘BD的中心平面重合，并朝向车轮轴A的中心。尽管如此，带有制动盘BD的轮轴A通常在轴向可以有一定程度的移动，这意味着制动盘BD可以如下文所述相对于盘式制动器制动钳DBC可稍微偏移。盘式制动器制动钳DBC的中心线CL与轮轴A相垂直。

在说明书中，制动钳的方向“前方”是朝向制动盘的方向。其它方向或位置的用语例如“上”和“低”与此相关。

下面根据附图3、附图4和附图5进行描述。所示的盘式制动器制动钳具有安装支架1。安装支架1具有多个孔2，以连接到轨道车辆的底架或转向架的适合部件上(未示出)。尽管如此，需要注意的是根据本发明的盘式制动器制动钳可以如下文所述那样通过其它装置安装或支撑。

支架1在制动钳上形成三点支撑。支架1向前分叉(在图3和图4中向左)。悬架连杆3枢轴地悬挂在分叉支架1的每一前端。枢轴轴线与中心线CL(图1和图2)和制动盘BD平行。在其较低端，每一悬架连杆3枢轴地连接到制动衬块支架4。其枢轴轴线与上述的枢轴轴线平行，并因此与中心线CL平行。

每一制动衬块支架4设置有与制动盘(未示出)摩擦接合的可更换制动衬块5。制动衬块5是盘式制动器的磨损元件，当其用坏时可以更换新的制动衬块。

连接件6通过编号为7的接头连接到安装支架1，并在图6和图7中将进一步说明。

盘式制动器制动钳的每一侧的上方杆8和下方杆9在其中心部分枢轴地连接到连接件6。在两根杆8和9之间设置有轴10。杆8和杆9的前端枢轴地连接到制动衬块支架4(在图3和图4的左方)，并围绕着与中心线CL(图1和图2)垂直的枢轴轴线。

如仅在图3示出的那样，制动单元11枢轴地连接到制动拉杆8和9的后端并由制动拉杆后端悬挂。制动单元通常包括制动缸-通常是气动制动缸-以及嵌入式间隙调节器或制动调节器。在一定压力下的空气进入制动缸时，制动单元11将杆8和9的后端挤压分开，而将前端挤压到一起用于将制动衬块5挤压到制动盘上(术语“制动单元”并不意味着把不带有间隙调节器的普通制动执行器排除在外)。

如现有技术中所公知的那样，间隙调节器或制动调节器在制动单元11中的作用是在不考虑制动衬块磨损的情况下保持制动衬块5与制动盘之间的静止距离为常量。结果是杆8和9将根据制动衬块5的磨损状况呈现不同的枢轴静止位置。

众所周知的是在轨道车辆的底架或转向架中对于盘式制动器制动钳所允许的空间是非常有限的，并且最需要的是将盘式制动器制动钳对于体积的需求降到最低程度。目前的盘式制动器制动钳考虑到这一需要进行设计，这意味着杆8和9被保持得尽可能短，以使得制动钳的整体尺寸保持在最小，并且操作中的制动盘将距离连接件6很近。这在另一方面意味着杆在操作中的角位移增加了。悬挂的制动衬块支架4因此相对于制动盘经历不合乎要求的大运动。

制动钳设计基于通常稳定的导向和弹性导向进行，其中通常稳定的导向是制动衬块支架4的悬架连杆3到与制动钳的中心线CL垂直的平面，弹性导向是制动钳的所有其它元件所在的所有方向，其由在安装支架1(即底架或转向架处于安装状态)与连接件6之间的弹性接头7的设计实现。

安装支架1和连接件6如图6和图7所示，并参照附图进行了说明。两元件通常仅仅通过基本上盘形橡胶元件12和13连接。上部橡胶元件12被设置在安装支架1和连接件6之间，而下方橡胶元件13被设置在连接件6与盘14之间。橡胶元件12和13相对于安装支架1、连接件6和盘14的位置受到限制，因为这些部件为橡胶元件留有凹槽。

术语“橡胶”意味着包括任何橡胶弹性材料。

接头7通过螺栓15结合在一起，在所显示的例子中与安装支架1中的螺纹相接合，并穿过橡胶元件12和13中的相应开口。安装支架1和盘14之间的固定距离通过环绕螺栓15的隔离套16产生。橡胶元件12和13在安装时被施加了预应力，以确保它们始终在预定的压力下工作。连接件6设置有更大的孔，以确保其可以相对于支架1和盘14在所有方向上移动到所需程度的自由度。

具有所示和所描述的接头7和对橡胶元件12、13的尺寸和材料进行适当的选择，获得在所有方向上具有合适刚度的线性和旋转运动成为可能。最大刚度通常出现在竖直方向或螺栓15的方向。

为了获得接头7的特殊特性，连接件6与橡胶元件12、13相接触的部分在图7中缓慢地向左变细。连接件部分设置有多条狭缝，以更好地夹紧橡胶。

图8a-g描述了制动钳的不同部件在不同工作状况下的关系。仅仅图8a为了清楚起见标有附图标记。

因此，在图8a中示出的是带有接头7的连接件6和枢转连接其上的杆8、9。枢转连接到杆8、9左端的是(未示出)制动衬块支架4，连接到右端的是制动单元11。

附图8a描述了在制动作用的开始阶段带有新的、未磨损的制动衬块5以及新的、未磨损的制动盘的制动钳。进一步地，制动盘相对于制动钳被定中心。

附图8b是描述附图8a所示制动钳在制动过程中稍后的情况。

附图8c与附图8a相对应，其区别在于图中制动盘相对于制动钳轴向向上移动(例如20mm)。

附图8d描述了当制动衬块5以及制动盘磨损时的情况，但制动盘相对于制动钳被定心。

附图8e与附图8d对应，但其描述了当制动衬块5已经被完全磨损时的情况。

附图8f与附图8d对应，但是在图中制动盘相对于制动钳轴向向上移动。

附图8g与附图8e对应，但是在图中制动盘相对于制动钳轴向向上移动。

所示和所描述盘式制动器制动钳具有安装支架1，制动钳的所有其它元件悬挂其上，安装支架用于将制动钳安装到轨道车辆的底架或转向架上。尽管如此，放弃安装支架和例如通过弹性接头7直接从底架或转向架悬挂悬架连杆3和连接件6也落入本发明的保护范围。

在附加的权利要求的范围内可以作出各种变型。

Claims (6)

1.一种用于轨道车辆的盘式制动器制动钳，其包括悬挂在要被制动的制动盘(BD)的每一侧上的制动衬块支架(4)，所述制动衬块支架(4)用于仅在与制动钳的基本呈水平的中心线(CL)垂直的平面内运动；其中，用于将运动由制动单元(11)传递到制动衬块支架(4)的制动钳的构件(6，8，9，10)仅仅通过弹性接头(7)中的盘形橡胶部件(12，13)悬挂在车辆上，从而允许所述构件在所有方向上进行一定程度的运动，其特征在于：弹性接头(7)包括至少一个盘形橡胶部件(12，13)，该盘形橡胶部件受压缩地基本上水平地安装在用于连接到车辆上的元件(1)与制动钳的连接件(6)之间。

2.根据权利要求1所述的盘式制动器制动钳，其特征在于，用于连接到车辆上的元件(1)是安装支架(1)，制动衬块支架(4)与制动钳的构件(6，8，9，10)悬挂在安装支架(1)上，其中制动钳的构件(6，8，9，10)用于将运动由制动单元(11)传递到制动衬块支架(4)。

3.根据权利要求2所述的盘式制动器制动钳，其特征在于，弹性接头(7)被设置在安装支架(1)与连接件(6)之间，用于将运动由制动单元(11)传递到制动衬块支架(4)的杆(8，9)被枢轴连接到弹性接头(7)。

4.根据权利要求3所述的盘式制动器制动钳，其特征在于，至少一个盘形橡胶部件(12，13)被安装在安装支架(1)与连接件(6)之间。

5.根据权利要求4所述的盘式制动器制动钳，其特征在于，在一侧上的安装支架(1)和盘形橡胶部件(12)与另一侧上的盘(14)和盘形橡胶部件(13)之间没有金属接触的情况下，连接件(6)被夹紧，盘(14)通过螺栓(15)连接到安装支架(1)上。

6.根据权利要求5所述的盘式制动器制动钳，其特征在于，盘形橡胶部件(12，13)承受预定压缩力，因为螺栓(15)被隔离套(16)环绕，该隔离套确定了安装支架(1)与盘(14)之间的距离。

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