CN102753853B - 包括能挡靠到弹性止挡上的调节杆的用于紧凑型制动钳单元的压杆调节器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道车辆的盘式制动器（100），该盘式制动器包括一个制动钳（7），该制动钳的钳杆（6、8）在其一端与各制动块（15）联接、而在另一侧与一个磨损调节器（16）联接，其中，磨损调节器（16）的长度根据制动力马达（14）的行程经由一控制机构可调节，该控制机构以一控制杆（32）作用于磨损调节器（16）的一个调节元件（24）上，其中，该调节元件（24）以单向离合机构（38）支承在磨损调节器（16）的壳体（21）中并且在无调节的初始位置中通过至少一个复位弹簧元件（26）被加载以一个止挡区段（23）抵靠在壳体（21）的一个止挡（37）上。本发明设定，该止挡（37）包括至少一个沿止挡方向弹性的元件（39）。

Description

包括能挡靠到弹性止挡上的调节杆的用于紧凑型制动钳单元的压杆调节器

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆的盘式制动器。

背景技术

在轨道车辆的紧凑型制动钳单元中，通过延长或缩短压杆或拉杆调节器自动地补偿制动衬片和制动盘的磨损。调节器的延长或缩短借助作为螺母－丝杠系统的螺纹传动装置实现。为了达到每次操纵尽可能大的调节，螺纹构造有非常大的导程。该螺纹因此是非自锁的。其中一个螺纹传动部件、例如螺母是保持为不能相对转动的，而另一个螺纹传动部件、例如丝杠可转动地支承。借助控制机构，使调节杆以单向离合机构(例如套筒式单向离合机构)转动，该单向离合机构又使压杆调节器的丝杠或螺母这样转动，从而调节器例如被延长。当调节杆挡靠在调节壳体中的一个止挡上时或当在调节器中建立调节器的控制机构不再能克服的轴向力(例如在衬片贴靠在制动盘上时)时，调节过程结束。例如在同类的EP 0 732 247 B1中描述这种控制机构。

在压杆调节器的按照EP 0 732 247 B1的图2构造的版本中，螺母被紧固在轭架中以防止转动并且丝杠可转动地设置在调节器壳体的导向管中。为了进行调节，经由带有球头的压杆操纵调节杆，该压杆嵌入调节杆的球笼中。经由压入调节杆中的套筒式单向离合机构带动丝杠转动。此时，盘簧单向离合机构沿单向离合机构转动方向滑转。如果压杆在制动器松开时重新释放调节杆，则该调节杆通过复位弹簧被重新转回到其初始位置中，在该初始位置中该调节杆挡靠到调节器壳体的一个刚性的止挡上。套筒式单向离合机构在此沿着单向离合机构转动方向旋转，此时丝杠通过盘簧被阻止随同转动。

EP 0 699 846 B1同样描述了一种用于轨道车辆的包括制动钳和磨损调节器的盘式制动器。在那里描述的实施结构中作为压杆调节器，调节元件通过带有外齿部的调节套筒构成(图5和6中的位置61)。在该调节套筒中压入套筒式单向离合机构。扇形齿轮与调节套筒的齿部啮合，经由该扇形齿轮借助杠杆可以使调节套筒克服复位弹簧的力转动。经由套筒式单向离合机构带动螺母，由此压杆调节器延长。丝杠不能相对旋转地支承在调节器轭架中。复位弹簧使调节套筒转动和由此也使扇形齿轮转动到初始位置中，此时扇形齿轮挡靠到调节器壳体上的一刚性的止挡上。

在压杆调节器中，通过丝杠与调节器壳体之间的盘簧单向离合机构防止例如丝杠－螺母传动装置的丝杠沿着缩短压杆调节器的方向转动。该盘簧单向离合机构除了调节元件的单向离合机构之外还形成另一个或第二个单向离合机构。当调节元件通过其复位弹簧的力转回到其初始位置中时或者当在制动时高的压紧力作用于调节器上和由此大的转矩作用于丝杠上时，通过该盘簧单向离合机构使丝杠保持就位。如果这种盘簧单向离合机构受到力矩加载，则其经历弹性的变形，该变形一方面由弹簧丝的膨胀延长和另一方面由螺旋在待联接部件、例如丝杠和调节器壳体上的盘绕方向引起。在极端的使用条件下，从外面导入的振动可能促使弹性膨胀的增大，方式是，振动局部地在个别螺旋下减小摩擦系数和由此更多螺旋参与转矩传递。当调节元件位于其在调节器壳体的止挡上的初始位置中时，如果盘簧单向离合机构在负载下在止动方向上具有过大的弹性变形或膨胀，则在螺纹传动装置中作用的转矩必须部分或者甚至完全地经由调节元件的套筒式单向离合机构得以支撑。那么不能排除调节元件的套筒式单向离合机构的损伤和因而磨损调节器的功能的损害。

发明内容

与此相对，本发明的目的在于，在开头所述类型的盘式制动器中防止磨损调节器的过载。

按照本发明的盘式制动器包括一个制动钳，该制动钳的两个钳杆在其一端与制动块联接、而在另一端侧与一个磨损调节器联接，其中，磨损调节器的长度根据制动力马达的行程经由一控制机构可调节，该控制机构以一控制杆作用于磨损调节器的一个调节元件上，该调节元件以单向离合机构/自由轮机构支承在磨损调节器的壳体中并且在无调节的初始位置通过至少一个复位弹簧元件被加载以一个止挡区段抵靠到壳体的一个止挡上，其特征在于，所述止挡包括至少一个沿止挡方向弹性的元件。当用于处在其初始位置中的调节元件的止挡包括至少一个沿着止挡方向弹性的元件时，可以防止调节元件的单向离合机构的过载。那么该止挡在过高的转矩时可以避让。

由此得到的优点是，调节元件的单向离合机构在高振动负荷的极端使用条件下更好地得到保护以防止过载。此外，可以降低对另一个或第二个单向离合机构(例如形式为一个盘簧单向离合机构)的制造精度的要求，因为这样该单向离合机构在高的负荷时较强地变形，这有利于成本。

当不存在通过磨损调节器进行调节要求时，例如在制动器的松开位置中或者在制动器的压紧位置中调节元件占据无调节的初始位置，在该初始位置中，调节元件通过复位弹簧元件受到加载。

特别优选地，所述至少一个弹性的元件预紧，其中，该弹性的元件的预紧力大于所述至少一个复位弹簧元件的力，该复位弹簧元件对调节元件加载以使该调节元件抵靠在止挡上。

在盘簧单向离合机构的盘簧的弹性变形大时，预紧的弹性的元件例如压力弹簧被过压。作用于调节元件上和由此作用于套筒式单向离合机构上的力矩便被限制到通过由弹性的元件施加的力、例如弹簧力而导入的力矩。

作为弹性的元件，优选至少一个预紧的压力弹簧这样定位在调节器壳体中，使得在调节元件通过复位弹簧元件的力转动到其初始位置时，该调节元件贴靠在该压力弹簧上。因为预紧的压力弹簧的预紧力大于复位弹簧的力，所以保证了调节元件的确定的初始位置。另一方面，所述至少一个弹性的元件的预紧力只如此大，以致在所述至少一个弹性的元件通过调节元件受到加载时，作用于调节元件的单向离合机构上的力矩小于由调节元件的单向离合机构可容忍的力矩。

由于这些原因，当通过调节元件施加作用的力大于预定的极限力时，优选所述至少一个弹性的元件弹性变形，其中，否则所述至少一个弹性的元件基本上不发生弹性变形。

为了实现，所述至少一个压力弹簧可容纳在磨损调节器的调节器壳体的壳体凹部中并且以两端预紧地支承在那里，其中，所述至少一个压力弹簧经由一受压件接触调节元件，该受压件可移动地支承在所述壳体凹部中。

特别是在此所述至少一个弹性的元件、也就是优选压力弹簧保持在一个空心螺钉的内部，该空心螺钉从外面拧入调节器壳体的通孔中。然后可以把这种弹性止挡按简单的方式加装在已经存在的磨损调节器中，方式为：在磨损调节器的调节器壳体中制出螺纹孔并且把空心螺钉与预紧的压力弹簧及受压件拧入螺纹孔中。

优选地，所述复位弹簧元件包括至少一个压力弹簧。

优选地，所述至少一个压力弹簧通过锥形弹簧构成。

除了配设于调节元件初始位置的且设有弹性的元件的止挡之外，在磨损调节器的调节器壳体中还存在另一止挡，当磨损调节器调节了最大的调节位移时，调节元件以另一止挡区段挡靠在该另一止挡上。

附图说明

下面在附图中示出和在以下描述中进一步阐述本发明的实施例。在附图中：

图1示出按照本发明一种优选实施形式的带有制动钳压杆调节器作为磨损调节器的轨道车辆的盘式制动器的俯视图；

图2示出图1的制动钳的部分剖开的视图；

图3示出图1的盘式制动器的压杆调节器的横剖面视图；

图4示出沿着图3的线IV-IV的横截面视图，其示出一个通过一个套筒式单向离合机构支承在调节器壳体中的调节元件处于其初始位置；

图5示出图4的调节元件处于超出初始位置受到载荷的位置；

图6示出图5的放大的局部视图；

图7示出图4的调节元件处于与图3的压杆调节器最大调节位移对应的位置；

图8示出压杆调节器的另一个实施形式的横截面视图。

具体实施方式

图1和图2示出一个用于轨道车辆的特别是可横向移动的轮对的盘式制动器100，其包括一个偏心地被驱动的制动钳7，该制动钳的两个钳杆6、8在其一端与各制动块15联接、而在其中间区域内与一个制动力马达14联接。制动盘1作为轴盘只部分地示出。

在一个可视为保持空间固定的联接部位10中，一个制动钳7的钳杆6绕转动轴线可转动地联接在制动器壳体2上。另一侧的钳杆8在一个联接部位10中借助销栓9可转动地联接在制动器壳体2上，销栓9在此绕着平行于钳杆6转动轴线的转动轴线可转动地支承在制动器壳体2上并且偏心地支承轴线平行的销栓凸出部11，钳杆8支承在这些销栓凸出部上。

从销栓9伸出一转动臂2，一制动缸的活塞杆作为制动力马达14的力输出机构13铰接在该转动臂的一端上。两个钳杆6和8在其一端与可压紧到制动盘1上的制动钳15、而在其另一端与一个将它们相连接的磨损调节器16、在实施例中压杆调节器在联接部位17、18、19、20中可转动地联接。压杆调节器16或其调节器壳体为了其联接而设有分别在钳杆6和8的两个壁4和5之间延伸的支承部件21和22。

在对例如气动的制动力马达14加载压力介质时，该制动力马达的力输出机构13使转动杆12转动，由此由于销栓凸出部11的偏心布置，钳杆8围绕其与压杆调节器16的联接部位20沿着其制动块15的压紧方向转动靠到制动盘1上。制动钳7的偏心压紧的结构和功能原理因此与按照已经提到的EP 0 732 247 A2的结构和功能原理一致。在配设于钳杆8的制动块15贴靠到制动盘1上之后，钳杆8绕其与该制动块15的联接部位18转动，其中，钳杆6经由联接部位20、杆16和联接部位19绕联接部位10转动，以使其制动块15贴靠到制动盘1上。

压杆调节器16根据制动块15的磨损来加大其长度。为此，该压杆调节器具有一个调节杆24，该调节杆围绕压杆调节器16的纵轴线25可转动地支承在配设于钳杆6的支承部件21上。调节杆24的一个榫销状的止挡区段23借助支撑抵靠在支承部件21上的复位弹簧26被排挤到其初始位置中并抵靠在一个在图3至8中示出的止挡37上。

如由图3表明，一借助预紧的齿部53被固定以防转动的延伸的丝杠27同轴于纵轴线25不可相对转动地并且轴向不可移动地保持在支承部件22中。与此相对，与丝杠27拧在一起的调节螺母31可转动地保持在支承部件21上。调节螺母31经由一个配备有一盘簧28的单向转动离合器或经由一个盘簧单向离合机构29可与支承部件21联接。另一方面，调节螺母31经由套筒式单向离合机构38通过调节杆24沿着压杆调节器16的延长方向被驱动。带有两个单向转动离合器或单向离合机构的这种磨损调节器的原理结构和工作原理是公知的，并且因此不需要详细地描述。但是也可以采用其他结构类型的磨损调节器、例如拉杆调节器，重要的仅仅是，该磨损调节器具有一个与调节杆24对应的调节元件。

在按照图3的所示的实施方式中，丝杠27不可相对转动地、而调节螺母31可转动地支承在调节器壳体21、22中。盘簧28将调节螺母31的在轴向力时形成的转矩直接支撑在调节器壳体上或在支承部件21上。经由带有套筒式单向离合机构38的调节杆24，管螺纹螺母31可以沿着为了磨损调节而延长压杆调节器的方向转动。但也可以设想这样的实施方式、例如按照EP 0 732 247 A2，其中，丝杠27被调节杆24可转动地驱动，而调节螺母31不可相对转动地支承。

在钳杆6的两个壁4和5之间延伸有一个控制杆32，该控制杆的倒圆的后端贴靠在调节杆24的自由端上的支承窝中。控制杆32由此经由一联接部位33与操纵杆24联接，但是在图2中未画出该操纵杆24。控制杆32在其中间区域中为了避免与其他构件、特别是制动力马达14碰撞而朝向制动钳外侧弯曲。控制杆32的同样倒圆的前端平靠在一个转动杆35的在这里不可见的支承窝中，如由图2可看到的那样。两臂式的转动杆35在其中间区域中可转动地支承在铰接部位36中并且具有一个自由的腿35a。转动杆35与相邻的构件有关的工作原理在EP 0 732 247 A2中详细阐述。

转动杆35的自由端部35a为了形成止点行程装置44，如由图2可见地，在制动盘侧以距离s与杆部件45对置。杆部件45构成为转动臂12的延长部。距离s等于这样的位移，即，从以正确的松开行程被松开的盘式制动器出发，杆部件45的端部在两个制动块15仍无压紧力地贴靠到制动盘1上时所经过的位移。在制动器贴靠时，杆部件45正好挡靠到转动杆35的腿35a上。

在制动器贴靠过程中，从盘式制动器的例如由于制动块磨损导致的过大的松开行程出发，从克服松开－超行程开始起，杆部件45在其继续运动直至达到制动器贴靠的过程中带动腿35a、同时转动杆35转动，其中，控制杆32朝向调节杆24移动并且在这里操纵压杆调节器16。控制杆32的在制动盘侧的前端由此经由一同包围转动杆35的联接部位46可联接到制动力马达14的力输出机构13上。

在所述实施例的改动中，在制动钳上，钳杆可以居中地铰接在一个拉杆调节器16上，该拉杆调节器通过一个调节杆24沿着拉杆调节器的缩短方向可被操纵。磨损调节器16可以是任意的构造类型，它只须——如上所述地——具有一个调节杆。制动钳在空间固定的部件上、最后在车辆框架或转向架框架上的固定可以在不同于联接部位10的联接部位处实现，制动钳单元的结构形式可以可能以制动器壳体取消。制动钳7的压紧也可以按其他的方式、以许多已知的类型之一实现，例如借助一个直接或者经由杆传动机构与钳杆6、8联接的制动缸。

压杆调节器的长度因此根据制动力马达经由控制机构可调节，该控制机构以一控制杆32作用于压杆调节器16的调节杆24上。如特别是由图3至图8看出，调节杆24以一个套筒式单向离合机构38支承于压杆调节器16的调节器壳体或支承部件21中并且在无调节的初始位置通过复位弹簧26被加载以榫销状的止挡区段23抵靠在支承部件21的一个止挡37上或者抵靠在支承部件21的一个盖21a上。这种情况特别是在图4中示出，其中，调节杆24位于其受弹簧加载的初始位置中。

用于处在其初始位置中的调节元件24的止挡37包括至少一个沿着止挡方向弹性的元件39、优选压力弹簧。压力弹簧39预紧，其预紧力大于复位弹簧26的力，该复位弹簧对调节杆24加载以使该调节杆抵靠到止挡37上。压力弹簧29这样定位在支承部件21中或者在该支承部件的盖21a中，使得在该调节杆通过复位弹簧26的力转动到其初始位置时，调节杆24贴靠在该压力弹簧上。因为预紧的压力弹簧39的预紧力大于复位弹簧26的力，所以保证了调节杆24的确定的初始位置。

特别是压力弹簧39容纳在压杆调节器16的支承部件21的例如圆柱形的凹部40中或者该支承部件的盖21a中并且以两端预紧地支承在那里，其中，压力弹簧39经由一受压件41接触调节杆24，该受压件沿止挡方向可移动地支承在凹部40中，如图4和图6最佳地示出。受压件41例如通过一装入在盖21a中的凹部40的径向内部的环槽中的卡圈42被阻止从凹部40中出来或者说由此产生压力弹簧39的预紧。更确切地，受压件41通过处于预紧下的压力弹簧39轴向压靠到在凹部40中构成的止挡上，该止挡在这里通过卡圈42构成。借助图4很容易设想，由于盖21a，压力弹簧39、受压件41以及复位弹簧26可简单地装配。

复位弹簧26、在这里优选锥形弹簧因此将调节杆24保持于其初始位置中。调节杆24在此贴靠在受压件41上并且可朝向预紧的压力弹簧39移动，该受压件可移动地支承在支承部件21中的例如构造成盲孔的凹部40中。

如由图4、5和7可看出，除了配设于调节杆24初始位置的且设有压力弹簧39的止挡37之外，在支承部件21中或该支承部件的盖21a中还设有另一止挡43，当磨损调节器16调节了最大的调节位移时，调节杆24克服复位弹簧26的作用以另一个榫销状的止挡区段49挡靠在该另一止挡上。这种情况在图7中示出。

当盘簧单向离合机构29的盘簧28弹性变形大时，压力弹簧39被过压，如图5和6所示。作用到调节杆24上和因此到套筒式单向离合机构38上的力矩便被限制到通过压力弹簧39导入套筒式单向离合机构38中的力矩或力。受压件41便在压力弹簧39弹性变形时，如图6所示，向凹部或者说盲孔40中移动一段距离并且从卡圈42抬起，该卡圈否则在初始位置中形成用于受压件42的轴向止挡。

因此如果盘簧单向离合机构29由于在负载下的弹性膨胀而允许管螺纹螺母31沿缩短方向一定地旋转，则调节杆24可以克服压力弹簧的力跟随该转动，此时受压件41直线移动(参见图6)。套筒式单向离合机构38在此只被加载这样的力矩，该力矩由压力弹簧39的弹簧力和该压力弹簧作用线离调节螺母31转动轴线的距离产生，该转动轴线与纵轴线25同轴。

按照在图8中示出的另一实施形式，压力弹簧39和受压件41保持在一个空心螺钉51的内部，该空心螺钉从外面拧入支承部件21的构成为螺纹孔的通孔52中。然后可以把这种弹性的止挡37按简单的方式加装在已经存在的压杆调节器16中。此外，弹性的止挡37的结构和工作原理如同在前述的实施例中描述。同样，按图8的实施形式节省了按图4至图6的实施形式的盖21a。

按照在这里未示出的另一实施例，弹性的元件代替构造成压力弹簧39，也可以构造成任意的弹性的元件。特别是可设想构造成锥形弹簧、构造成与调节器壳体或支承部件21硫化的或者单独设置或者说支承的弹性体。

同样，也可设想弹性的元件构造成与支承部件21成整体的区段，该区段由于特殊的几何构造，与支承部件21的与其邻接的区域相比具有较高的弹性。在这种情况下，因此较高的挠性或弹性不是由于较低的材料刚性、而是由于止挡37的与支承部件21的邻接区域相比由几何决定较低的刚性导致。

附图标记清单

1      制动盘                 27   丝杠

2      制动器壳体             28   单向转动离合器

6      钳杆                   29   单向转动离合器

7      制动钳                 31   调节螺母

8      钳杆                   32   控制杆

9      销栓                   33   联接部位

10     联接部位               35   转动杆

11     销栓凸出部             35a  端部

12     转动臂                 36   铰接部位

13     力输出机构             37   止挡

14     制动力马达             38   套筒式单向离合机构

15     制动块                 39   压力弹簧

16     压杆调节器             40   凹部

17     联接部位               41   受压件

18     联接部位               42   卡圈

19     联接部位               43   止挡

20     联接部位               44   无效行程装置

21     支承部件               45   杆部件

21a    盖                     46   耦联部位

22     支承部件               49   止挡区段

23     贴靠区段               51   空心螺钉

24     调节杆                 52   通孔

25     纵轴线                 53   齿部

26     复位弹簧               100  盘式制动器

Claims (12)

1.轨道车辆的盘式制动器(100)，包括一个制动钳(7)，该制动钳的钳杆(6、8)在其一端与各制动块(15)联接、而在另一端侧与一个磨损调节器(16)联接，其中，磨损调节器(16)的长度根据制动力马达(14)的行程能经由一控制机构调节，该控制机构以一控制杆(32)作用于磨损调节器(16)的一个调节元件(24)上，该调节元件(24)以单向离合机构(38)支承在磨损调节器(16)的壳体(21)中并且在无调节的初始位置通过至少一个复位弹簧元件(26)被加载以一个止挡区段(23)抵靠在壳体(21)的一个止挡(37)上，其特征在于，所述止挡(37)包括至少一个沿止挡方向弹性的元件(39)。

2.按照权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，所述至少一个弹性的元件(39)预紧，其中，该弹性的元件(39)的预紧力大于所述至少一个复位弹簧元件(26)的力，该复位弹簧元件对调节元件(24)加载以使该调节元件抵靠在止挡(37)上。

3.按照权利要求2所述的盘式制动器，其特征在于，当通过调节元件(24)作用于所述至少一个弹性的元件上的力大于预定的极限力时，所述弹性的元件(39)弹性变形，以及当通过调节元件(24)作用于所述至少一个弹性的元件上的力不大于预定的极限力时，所述弹性的元件(39)基本上不发生弹性变形。

4.按照权利要求2所述的盘式制动器，其特征在于，所述弹性的元件(39)通过至少一个预紧的压力弹簧构成。

5.按照权利要求3所述的盘式制动器，其特征在于，所述弹性的元件(39)通过至少一个预紧的压力弹簧构成。

6.按照权利要求4所述的盘式制动器，其特征在于，所述至少一个压力弹簧(39)容纳在磨损调节器(16)的壳体(21)的凹部(40)中并且以两端预紧地支承在那里，其中，所述至少一个压力弹簧(39)经由一受压件(41)接触调节元件(24)，该受压件可移动地支承在所述凹部(40)中。

7.按照权利要求5所述的盘式制动器，其特征在于，所述至少一个压力弹簧(39)容纳在磨损调节器(16)的壳体(21)的凹部(40)中并且以两端预紧地支承在那里，其中，所述至少一个压力弹簧(39)经由一受压件(41)接触调节元件(24)，该受压件可移动地支承在所述凹部(40)中。

8.按照权利要求1至5之一所述的盘式制动器，其特征在于，所述至少一个弹性的元件(39)保持在一个空心螺钉(51)的内部，该空心螺钉从外面拧入壳体(21)的通孔(52)中。

9.按照权利要求1至7之一所述的盘式制动器，其特征在于，当不需要通过磨损调节器(16)进行调节时，调节元件(24)在制动器的松开位置时或者在制动器的压紧位置时占据无调节的初始位置。

10.按照权利要求1至7之一所述的盘式制动器，其特征在于，所述复位弹簧元件(26)包括至少一个压力弹簧。

11.按照权利要求10所述的盘式制动器，其特征在于，所述至少一个压力弹簧(26)通过锥形弹簧构成。

12.按照权利要求1至7之一所述的盘式制动器，其特征在于，在壳体(21)上构成有用于调节元件(24)的另一止挡(43)，当磨损调节器(16)调节了最大的调节位移时，调节元件(24)以另一止挡区段(49)挡靠在该另一止挡上。