CN102186708A - 气动制动缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气动制动缸，其具有：活塞(1)，用于将气动压力传递到制动器上；压力室(17)，其通过活塞(1)和制动缸(18)的内壁的一部分限定；以及密封圈(6)，其对活塞(1)和制动缸(18)的内壁之间的间隙进行密封。按本发明密封圈(6)硫化固结到活塞(1)上。

Description

气动制动缸

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的气动制动缸。

背景技术

这种制动缸尤其应用于轨道车辆。在那里所述制动缸通常用于操作制动钳，且经由它的帮助使制动衬片被压到制动圆盘上。

在这些气动制动缸中设置有活塞，其与制动缸的内壁共同构成压力室。活塞和制动缸内壁之间的间隙必须通过密封圈密封，以便能够在压力室内构成相应的气动压力。密封圈通常构成为单独的部件，且与活塞通过压配合相连或者也用螺钉连接。在密封圈通过压配合与活塞相连时，在密封圈内硫化固结有钢圈。为了能够确保压配合，活塞在密封圈安装之前在压配合位置上还必须经特殊加工。用于活塞的成本和用于活塞安装的成本相对较高。

在检修制动缸时密封圈可单独更换。从而必须在检修时进行密封圈的更换，因为密封圈经受磨损。同样地，由于老化发生密封圈的脆化。在检修时，该活塞与通常是固定地与其通过螺栓连接或焊接相连的活塞管一起拆卸，并且旧的密封圈被取下。现在安装新的密封圈，并且活塞与活塞管再次装入到制动缸中。因此，在检修制动缸时安装费用相对较高。

发明内容

本发明的目的是，根据权利要求1前序部分这样构成一种气动制动缸，以便不仅能够降低生产成本，而且能够降低安装成本。

按本发明该目的通过具有权利要求1所述特征的气动制动缸和通过根据权利要求10所述的用于这种制动缸的检修的方法解决。有利的改进和构造由从属权利要求给出。

通过把密封圈硫化固结(aufvulkanisiert)在活塞上，无需拆卸老的密封圈和安装新的密封圈。整个活塞可以简单的方式更换。因为在至今已经使用的密封圈中，用于压配合的钢圈必须硫化固结在密封圈中，而在新的活塞中不需要附加的硫化固结过程。特别是在生产制动缸时以及在制动缸检修时的安装大大地简化，由此，能够降低安装成本。

有利的是，该活塞制成为深冲件。钢用作为活塞材料。新活塞在生产成本方面仅比带有硫化固结在内的钢圈的老的密封圈的生产成本多一点点。因此在制动缸检修时，降低的安装成本几乎完全具有重大影响。在生产制动缸时，实现降低的安装成本，以及实现带有硫化固结在上面的密封圈的新的活塞相对于带有挤压上去的密封圈的老的活塞降低的成本。

特别有利的是，该活塞松动地装入到制动缸内。同时通过这种措施，不仅在生产制动缸时，而且在检修制动缸时可以再次显著地节省安装成本。

有利的是，活塞管可移动地支承在制动缸内，其中，该活塞管具有贴靠面，其与活塞的贴靠面相应。以此方式该活塞得到与活塞管的大面积接触，从而可以省去螺栓连接或焊接。

在至今普遍使用的制动缸上，由再调节装置传递到活塞管上的扭矩，例如可通过活塞管和活塞之间的固定连接传递到活塞上。通过导向销，该扭矩导入到壳体中，导向销设置在活塞上且与在壳体内相应空隙相一致。

而在按本发明的制动缸中，相反地，活塞管通过滑块被阻止相对制动缸的旋转。滑块有利地固定在制动缸的壳体上并且穿过设置在活塞管中的长孔。以此方式，活塞管可在其纵轴方向上移动，而传递到活塞管上的扭矩通过滑块引入到制动缸的壳体中。由于这个原因，也可省去活塞管和活塞之间的刚性连接，例如螺栓连接或焊接。

有利的是，密封圈在三个侧面包围活塞边缘。由此，确保活塞边缘和密封圈之间的可靠连接。如果活塞边缘通过冲压或弯曲相应成型，该连接的坚固性仍可提高。以此方式，例如可在活塞边缘和密封圈之间获得更大的和不规则成型的接触面。由此提高连接的紧密性。

密封圈具有与制动缸的内侧壁平行布置的密封唇部。由弹性体组成的密封圈的密封唇部特别是负责对活塞和制动缸内壁之间的间隙进行密封，并因此对压力室进行密封。因为该密封唇部不直接由刚性的活塞边缘支撑，所以该密封唇特别好地贴靠在制动缸的内壁上，且因此可补偿制动缸内壁的直径误差。

附图说明

本发明的其他细节和优点由根据附图详细描述的实施例的阐述给出。其中：

图1示出按本发明气动制动缸的剖面图；

图2和3示出由图1示出的制动缸在不同工作状态下的细节图；

图4示出根据图1的制动缸的活塞的剖面图。

具体实施方式

图4所示出的新的活塞1是构成为深冲件2且由钢板制成。在活塞1中间设置有活塞管接纳部3，借助所述活塞管接纳部，活塞1套装在图1示出的活塞管23上。在活塞管接纳部3和活塞管23之间不具有直接的连接。而是通过活塞1的环形的、圆锥形构成的贴靠面4，使活塞1作用在活塞管23上，一旦活塞1被施加压力，活塞1也通过贴靠面进行对中心。在另一个在此未示出的实施例中，该活塞也可由制动缸的壳体所接纳，并且通过所述壳体引导。

该密封圈6硫化固结到活塞边缘5上。该密封圈构成为L形的，其中一个侧边槽式地包围活塞边缘5。在侧边中构成的槽通过下唇部8和上唇部9限定。下唇部8和上唇部9以如下程度通过活塞边缘5来拉伸，以便形成深冲件2和密封圈6之间的内部连接。下唇部8和上唇部9之间的连接通过导向面31构成，导向面确保活塞1在制动缸内的可靠引导。与上唇部9大约呈90°角凸出的径向预张紧的密封唇7构成用于压力室17(见图1)的本身的密封。该密封圈6由弹性体制成，其很好地与制动缸18的壳体19的内壁相匹配。

新的活塞1的安装在图1所示的气动制动缸中进行阐述。制动钳的固定装置21一方面位于轭部20上，另一方面位于壳体19上，壳体由缸体19a和盖19b组装。为了操作制动器，在这里没有描述出的制动钳必须彼此分离地挤压，这意味着轭部20和壳体19之间的距离必须扩大。

在壳体19内设置有活塞1。通过活塞1和壳体19的缸体19a形成压力室17。在该示图中看不到压缩空气接头(通过所述压缩空气接头可把压缩空气输送给压力室17)。活塞1操作活塞管23。然而该活塞1不是与活塞管23固定连接，而是松动地装入到制动缸内。活塞管23的操作仅通过环形的、圆锥形构成的贴靠面4实现，借助所述贴靠面，活塞1朝向与活塞管23螺栓连接的弹簧盘30挤压。

在活塞管23内设置有长孔，滑块12可以延伸通过所述长孔，所述滑块与壳体19螺栓连接。通过这种措施阻止活塞管23相对壳体19旋转，而允许活塞管23的纵向移动。在纵向移动时，活塞管23通过环形的滑动带16支撑在壳体19的内壁上。活塞1和活塞管23通过支撑在壳体19的盖19a和活塞管23的弹簧盘30上的活塞回压弹簧26保持在其初始位置中。

丝杠24位于活塞管23内。通过调整螺母25把该丝杠24控制在其位置上。调整螺母25和丝杠24通过非自锁的螺纹彼此相连，以便力沿丝杠24的纵轴方向将扭矩施加到调整螺母25上。该力由圆锥形弹簧28施加到丝杠24上，该圆锥形弹簧支撑在轭部20和活塞管23上。该圆锥形弹簧28因此施加试图将丝杠24从活塞管23拉出的力。

在活塞管23内设置有控制套管10。该控制套管10构成为复合部件，其中，离合器环(Kupplungsring)与滑动套管相连。该离合器环构成为钢挤压件。齿圈9的自由端侧设有斜的内齿11。在滑动套管内制出两个相对的滑动通道。滑块12嵌入到这些滑动通道内。滑块12的宽度与滑动通道的宽度精确匹配，以便在固定滑块12的情况下控制套管10不可能进行旋转运动。为了能够固定滑块12，设置有用于接纳螺栓的固定孔。滑动通道的纵向长度的尺寸这样确定，即在滑块12嵌入时保留调节行程13。调节行程13的意义进一步在下面制动缸的功能描述中详细阐述。

该调整螺母25在其倾斜的端侧上具有外齿14(特别是参见图2和3，其放大了在图1中用A标识的部分，并以不同的工作状态示出)。在制动器的松开位置上，控制套管10的内齿11与调整螺母25的外齿14相啮合。该控制套管10可通过与壳体19螺栓连接的滑块12被阻止旋转。通过控制套管10的内齿11与调整螺母25的外齿14相啮合同样阻止控制套管的旋转。控制套管10通过闭锁弹簧27预张紧，闭锁弹簧支撑在控制套管10和活塞管23上。借助盘形弹簧29，与丝杠24相连的齿环可挤压到轭部20的齿上，以便阻止丝杠24相对于轭部20的旋转。

以下描述了制动缸18的功能：

通过在压力室17内增加气动压力，活塞1向左挤压。对此，活塞操作活塞管23，且同样地克服活塞回压弹簧26的力将活塞管向左挤压。通过闭锁弹簧27预张紧的控制套管10以其内齿11挤压到调整螺母25的外齿14上，且与活塞管23、丝杠24、调整螺母25和轭部20也一起向左运动。而活塞管齿15并没有与调整螺母25的外齿相啮合。该状态在图2中示出。

在控制套管10向左侧滑动到使滑块12和滑动通道的边界之间的调节行程13闭合的时刻，在这里未示出的制动衬片与制动盘接触。从该时刻起，通过轭部20形成反压力。因为现在调节行程13已经闭合，所以控制套管10不再参与活塞管23的进一步运动。

现在活塞管23克服圆锥形弹簧28的力进一步向左移动一个微小的量，而轭部20、丝杠24和调整螺母25保持在相同的位置上。通过活塞管23相对调整螺母25的移动，调整螺母25的外齿14与控制套管10的内齿11脱离啮合。然而同时外齿14与活塞管齿15相啮合。

在压力室17内进一步形成压力时，制动衬片向制动圆盘挤压，其中，活塞管23以较大的力向调整螺母25挤压。通过在其中一侧的活塞1和活塞管23彼此相反取向的力以及在另一侧的轭部20、丝杠24和调整螺母25的彼此相反取向的力，扭矩作用到调整螺母25上。所述扭矩通过活塞管齿15接纳且传递到活塞管23上。通过滑块12该扭矩传递到壳体19上。壳体19通过固定装置21与制动钳这样相连，以便在这里该扭矩最终被承受。活塞管23、调整螺母25和控制套管10的这种状态在图3中示出。

制动器松开时，活塞管齿15也再次从调整螺母25的外齿14松开。同时调整螺母25的外齿14再次与控制套管10的内齿11相啮合。

在通常的制动过程中也不允许调整螺母25转动，而如果由于制动衬片和/或制动圆盘磨损需要再调整时，调整螺母25必须能够转动。如果制动衬片出现一定的磨损，制动衬片和制动圆盘之间的间隙也增大。于是需要有更大的活塞冲程，以便使制动衬片再次贴靠在制动圆盘上。

制动过程的启动如在通常的制动中那样实现。活塞1、活塞管23和控制套管10共同向左运动。该控制套管10参与该运动，直到调节行程13闭合。现在控制套管10的内齿11与调整螺母25的外齿14脱离联接。然而与通常的制动过程不同，现在不形成反压力，因为制动衬片还没有贴靠在制动圆盘上。于是，活塞管齿15还没有联接至调整螺母25的外齿14上。一个力通过圆锥形弹簧28施加到轭部20和丝杠24上，该力试图将丝杠24向左从活塞管23拉出。在此，扭矩施加到调整螺母25上。因为调整螺母25的外齿14在该状态下既不与控制套管10的内齿11联接，也不与活塞管齿15联接，调整螺母25可以顺从于该扭矩并在丝杠24上旋转。通过调整螺母25的旋转，该丝杠24可相对于调整螺母25向左拉出。

调整螺母25的旋转如此久地保持，直到制动衬片贴靠到制动圆盘上。在这个时刻再次形成反压力，其引起活塞管齿15与调整螺母25的外齿14的联接。因此，再调整过程结束，且其他的制动过程重新无需再调整地进行，直到重新出现制动衬片的规定的磨损。

如果不再可能进行再调整，则必须更换制动衬片。在此，制动缸18也必须再次调回到其初始状态。为此，设置复位六角22，且丝杠24再次完全地旋入活塞管23内。在安装新的制动衬片后，在第一次制动过程中再次进行再调整，以便在此也自动正确地调整制动衬片和制动圆盘之间预规定的距离。

因为密封圈6经受磨损和老化，且在一定时间后不再能确保活塞1和壳体19的缸体19a的内壁之间的间隙的充分密封，在制动缸检修时该密封圈必须更换。出于该目的，在使用按本发明的制动缸时更换整个活塞1。为此，仅需很少的安装步骤，因为该活塞1仅松动地装入到制动缸18内且不与活塞管23固定地相连。新的活塞1是一种价格便宜的深冲件，因此通过更换整个活塞也不产生高昂的材料费用。

附图标记列表：

1  活塞

2  深冲件

3  活塞管接纳部

4  活塞贴靠面

5  活塞边缘

6  密封圈

7  密封唇部

8  下唇部

9  上唇部

10 控制套管

11 内齿

12 滑块

13 调节行程

14 调整螺母的外齿

15  活塞管齿

16  滑动带

17  压力室

18  制动缸

19  壳体

19a 缸体

19b 盖

20  轭部

21  制动钳固定装置

22  复位六角

23  活塞管

24  丝杠

25  调整螺母

26  活塞回压弹簧

27  闭锁弹簧

28  圆锥形弹簧

29  盘形弹簧

30  弹簧盘

31  导向面

Claims (10)

1.气动制动缸，包括：

活塞(1)，用于将气动压力传递到制动器上；

压力室(17)，所述压力室通过所述活塞(1)和所述制动缸(18)的内壁的一部分限定；以及

密封圈(6)，所述密封圈密封所述活塞(1)和所述制动缸(18)的内壁之间的间隙，

其特征在于，所述密封圈(6)硫化固结到所述活塞(1)上。

2.根据权利要求1所述的气动制动缸，其特征在于，所述活塞(1)制成为深冲件(2)。

3.根据权利要求2所述的气动制动缸，其特征在于，所述深冲件(2)由钢制成。

4.根据权利要求3所述的气动制动缸，其特征在于，所述活塞(1)松动地装入到所述制动缸(18)内。

5.根据权利要求4所述的气动制动缸，其特征在于，活塞管(23)可移动地支承在所述制动缸(18)内，其中，所述活塞管(23)具有贴靠面，所述活塞管的贴靠面与所述活塞(1)的贴靠面(4)相对应。

6.根据权利要求5所述的气动制动缸，其特征在于，通过滑块(12)阻止所述活塞管(23)相对于所述制动缸(18)的旋转。

7.根据权利要求6所述的气动制动缸，其特征在于，所述滑块(12)固定在壳体(19)上，并且穿过所述活塞管(23)的长孔。

8.根据权利要求1所述的气动制动缸，其特征在于，所述密封圈(6)在三个侧面上包围活塞边缘(5)。

9.根据权利要求8所述的气动制动缸，其特征在于，所述密封圈(6)具有基本上与所述制动缸(18)的内侧壁平行设置的密封唇部(7)。

10.用于根据权利要求1至9之一所述的制动缸的检修的方法，其特征在于，更换具有密封圈(6)的整个活塞(1)。

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