CN103342130A - 手制动机、制动装置及铁路货车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手制动机，包括手轮（31）和拉杆牵动部，所述手轮（31）通过具有自锁功能的蜗轮蜗杆机构与所述拉杆牵动部传动连接，所述蜗轮蜗杆机构包括与所述手轮（31）同轴固定的蜗杆（40）以及能够与所述蜗杆（40）配合的蜗轮（41），所述蜗轮（41）向所述拉杆牵动部施加扭矩。本发明提供的手制动机采用蜗轮蜗杆机构代替目前普遍使用的手制动机中的齿轮传动机构，如此便可利用蜗轮蜗杆机构具有的自锁性实现制动作用的保持，反向操作手轮即可实现缓解操作，而无需专门设置棘轮、棘舌和离合器，从而简化了手制动机的结构。本发明还公开了一种具有上述手制动机的制动装置以及具有该制动装置的铁路货车。

Description

手制动机、制动装置及铁路货车

技术领域

本发明涉及制动装置技术领域，尤其涉及一种手制动机。本发明还涉及一种制动装置以及铁路货车。

背景技术

手制动机是指装在车辆制动装置上，以人力作为制动原动力的机构，其主要应用于铁路货车上。铁路货车的制动装置主要包括风制动装置、基础制动装置和手制动机，如图1所示，手制动机11与基础制动装置12连接，当铁路货车进行调车作业或车辆停放时，以人力为制动原动力，操作手制动机11，手制动机11将产生制动力F，这一制动力F通过基础制动装置12传递至闸瓦，使闸瓦贴靠车轮，产生制动作用。

如图2和图3所示，目前普遍采用的手制动机主要包括手轮21、驱动轴22、离合器、主动齿轮、棘轮23、棘舌24、卷链轴25、从动齿轮和链条26，驱动轴22与手轮21相对固定，离合器、主动齿轮和棘轮23均安装于驱动轴22上，棘轮23与棘舌24相配合，离合器用于实现驱动轴22与主动齿轮的同轴转动以及两者的分离，从动齿轮安装于卷链轴25上，其与主动齿轮相配合，链条26的端部固定于卷链轴25上。

该手制动机工作时，主动齿轮通过离合器与驱动轴22相连，此时转动手轮21，驱动轴22随之转动，棘轮23与棘舌24相对转动，驱动轴22即可通过主动齿轮和从动齿轮驱动卷链轴25，使得链条26不断缠绕至卷链轴25上，以此向基础制动装置中的拉杆施加制动力。当操作人员放开手轮21时，由于链条26受到的重力作用，棘轮23具有反向转动的趋势，但由于棘舌24的阻挡作用，棘轮23将无法转动，也就促使链条26无法移动，以此保持制动作用。当需要进行缓解时，操作离合器，使得主动齿轮与驱动轴22分离，此时链条26受到重力后运动，其通过从动齿轮带动主动齿轮相对于驱动轴转动，进而实现缓解操作。

然而，上述手制动机进行制动操作时需要采用棘轮23和棘舌24相配合以保持制动作用，而缓解时需要离合器等机构的作用，致使整个手制动机的结构较为复杂。另外，随着链条26不断缠绕至卷链轴25上，整个链条26的回转半径不断增加，手制动机的制动倍率随之降低。

综上所述，如何解决手制动机构的结构较为复杂的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种手制动机，该手制动机的结构较简单。本发明的另一目的是提供一种具有上述手制动机的制动装置以及具有该制动装置的铁路货车。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种手制动机，包括手轮和拉杆牵动部，所述手轮通过具有自锁功能的蜗轮蜗杆机构与所述拉杆牵动部传动连接，所述蜗轮蜗杆机构包括与所述手轮同轴固定的蜗杆以及能够与所述蜗杆配合的蜗轮，所述蜗轮向所述拉杆牵动部施加扭矩。

优选地，在上述手制动机中，所述拉杆牵动部为设于所述蜗轮上的拉杆安装部，所述拉杆安装部与所述蜗轮的转动中心之间具有预设回转半径。

优选地，在上述手制动机中，所述蜗轮蜗杆机构还包括能够分离所述蜗杆和所述蜗轮的状态切换部。

优选地，在上述手制动机中，所述状态切换部包括穿设于所述蜗杆上的切换轴，所述蜗杆与所述切换轴铰接，以形成靠近所述蜗轮的制动行程以及远离所述蜗轮的防护行程。

优选地，在上述手制动机中，所述切换轴的轴线与所述蜗杆的轴线相互垂直，且所述蜗杆的所述制动行程和所述防护行程所形成的轨迹均为平面。

优选地，在上述手制动机中，所述状态切换部还包括限位挡板和设置于所述限位挡板上的隔板，所述限位挡板上具有蜗杆容置孔，所述隔板与所述蜗杆容置孔形成开锁位和闭锁位。

优选地，在上述手制动机中，所述隔板滑动设置于所述限位挡板上，且所述隔板在所述闭锁位处与所述限位挡板相对固定。

优选地，在上述手制动机中，所述切换轴位于所述限位挡板和所述蜗杆的螺纹段之间。

优选地，在上述手制动机中，所述蜗轮上具有限位边缘，所述限位边缘在所述蜗轮的转动行程内能够与限位件相抵接。

优选地，在上述手制动机中，所述蜗轮蜗杆机构还包括相固定的第一夹板和第二夹板，所述蜗杆和所述蜗轮安装于所述第一夹板和所述第二夹板之间。

一种制动装置，包括手制动机和基础制动装置，所述手制动机为上述任一项所述的手制动机。

一种铁路货车，包括制动装置，所述制动装置为上述制动装置。

在上述技术方案中，本发明提供的手制动机包括手轮、蜗轮蜗杆机构和拉杆牵动部，蜗轮蜗杆机构具有自锁功能，其包括蜗杆和蜗轮，蜗杆与手轮同轴固定，蜗轮能够与蜗杆配合，其向拉杆牵动部施加扭矩。需要进行制动操作时，转动手轮，进一步带动蜗杆转动，蜗杆驱动蜗轮转动，从而向拉杆牵动部施加扭矩，以带动基础制动装置中的拉杆运动，以实现制动；当操作者松开手轮时，由于蜗轮蜗杆机构具有自锁功能，即使蜗轮受到反向作用力，其也无法带动蜗杆转动，进而保持制动作用；需要进行缓解操作时，反向转动手轮，以使蜗杆带动蜗轮反向转动，以此释放拉杆受到的作用力，实现缓解。

通过上述描述可知，相比于背景技术中所介绍的内容，本发明提供的手制动机采用蜗轮蜗杆机构代替目前普遍使用的手制动机中的齿轮传动机构，如此便可利用蜗轮蜗杆机构具有的自锁性实现制动作用的保持，反向操作手轮即可实现缓解操作，而无需专门设置棘轮、棘舌和离合器，从而简化了手制动机的结构。

由于上述手制动机具有上述技术效果，具有该手制动机的制动装置以及具有该制动装置的铁路货车也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种制动装置的结构示意图；

图2为一种典型的手制动机的结构示意图；

图3为图2的侧视图；

图4为本发明实施例提供的手制动机的结构示意图；

图5为图4的侧视图；

图6为本发明实施例提供的蜗杆和蜗轮的配合结构示意图。

上图1-6中：

手制动机11、基础制动装置12、手轮21、驱动轴22、棘轮23、棘舌24、卷链轴25、链条26；

手轮31、外壳32、蜗杆40、蜗轮41、安装轴42、切换轴43、限位挡板44、隔板45、第一夹板46、第二夹板47、固定轴48、限位件49、拉杆安装部51。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种手制动机，该手制动机的结构较简单。本发明的另一核心是提供一种具有上述手制动机的制动装置以及具有该制动装置的铁路货车。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图4-6所示，本发明实施例提供的手制动机包括手轮31、外壳32、拉杆牵动部和蜗轮蜗杆机构，手轮31通过蜗轮蜗杆机构与拉杆牵动部传动连接，以此将手轮31输出的扭矩传递至基础制动装置中的拉杆上，进而带动拉杆运动。上述蜗轮蜗杆机构为具有自锁功能的蜗轮蜗杆机构，其包括蜗杆40和蜗轮41；蜗杆40的一端与手轮31同轴固定，另一端具有螺纹段，转动手轮31即可带动蜗杆40转动；蜗轮41能够与蜗杆40配合，且其向拉杆牵动部施加扭矩。具体方案中，蜗轮41通过安装轴42安装于外壳32上，而拉杆牵动部则可为链条，链条的一端与安装轴42固定，另一端与拉杆固定，蜗轮41转动时安装轴42随之转动，继而带动链条缠绕至安装轴42上，以此输出牵动力。

需要进行制动操作时，转动手轮31，进一步带动蜗杆40转动，蜗杆40驱动蜗轮41转动，从而向拉杆牵动部施加扭矩，以带动基础制动装置中的拉杆运动，实现制动；当操作者松开手轮31时，由于蜗轮蜗杆机构具有自锁功能，即使蜗轮41受到反向作用力，其也无法带动蜗杆转动，进而保持制动作用；需要进行缓解操作时，反向转动手轮31，以使蜗杆40带动蜗轮41反向转动，以此释放拉杆受到的作用力，实现缓解。

通过上述描述可知，相比于背景技术中所介绍的内容，本发明实施例提供的手制动机采用蜗轮蜗杆机构代替目前普遍使用的手制动机中的齿轮传动机构，如此便可利用蜗轮蜗杆机构具有的自锁性实现制动作用的保持，反向操作手轮即可实现缓解操作，而无需专门设置棘轮、棘舌和离合器，从而简化了手制动机的结构。另外，上述手制动机省去棘轮、棘舌和离合器即可减少手制动机工作时零部件之间发生的碰撞，使得手制动机的传动更加平稳，噪音更小。

当拉杆牵动部采用链条时，随着链条的不断缠绕，整个拉杆牵动部的回转半径不断增大，致使手制动机的制动倍率随之降低，为了解决这一问题，本发明实施例将拉杆牵动部优化为设于蜗轮41上的拉杆安装部51，拉杆安装部51与蜗轮41的转动中心之间具有预设回转半径。基础制动装置中的拉杆通过上述拉杆安装部51可转动地安装于蜗轮41上，由蜗轮41直接带动拉杆运动，随着蜗轮41的转动，拉杆与蜗轮41的转动中心之间的距离不变，进而保证手制动机的制动倍率基本稳定不变。具体地，上述拉杆安装部可以是突起，也可以是开设于蜗轮41上的安装孔，而上述预设回转半径则根据手制动机在不同工况下的工作要求灵活设定。

可以理解地，当不需要手制动机进行制动操作时，如若蜗杆40和蜗轮41仍处于配合状态，那么手轮31的意外操作将导致手制动机输出制动力，而这一制动力无疑会对正在运行的机械设备造成损坏，甚至发生危险。为了解决这一问题，本发明实施例提供的蜗轮蜗杆机构还包括能够分离蜗杆40和蜗轮41的状态切换部，该状态切换部在需要制动操作时使得蜗杆40和蜗轮41相配合，并在无需制动操作时将蜗杆40和蜗轮41分离，以降低因意外操作而导致不良后果的概率。上述状态切换部可以采用多种形式，例如推动蜗杆40沿蜗轮41的径向或切向远离或靠近蜗轮41，或者推动蜗轮41沿自身的径向或切向远离或靠近蜗杆40，具体结构形式本文不作限制。

为了便于操作，本发明实施例提供的状态切换部包括穿设于蜗杆40上的切换轴43，蜗杆40与切换轴43铰接，以形成靠近蜗轮41的制动行程以及远离蜗轮41的防护行程。此方案中仅需操作手轮31即可带动蜗杆40绕着切换轴43转动，从而靠近或远离蜗轮41。具体地，上述切换轴43与蜗杆40的连接方式可为球铰。

进一步的技术方案中，上述切换轴43的轴线与蜗杆40的轴线相互垂直，且蜗杆40的制动行程和防护行程所形成的轨迹均为平面。也就是说，切换轴43为一根圆柱轴，操作手轮31在同一平面转动，即可保证蜗杆40绕着切换轴43转动时精确地与蜗轮41配合，同时其不容易与蜗轮41或其他部件发生碰撞。可见，上述结构有效提高了蜗杆40在状态切换过程中的运动精度，同时延长了其使用寿命。

一般地，蜗杆40绕着切换轴43转动完毕后，其利用自身的重力作用可保持其位置在自然状态下不发生变化，抑或结合手制动机中的其他部件的作用也可达到上述效果，然而，由于机械设备在运行过程中存在许多不稳定因素，蜗杆40容易在需要其与蜗轮41分离的状态下与蜗轮41接触，由此导致意外情况的发生。鉴于上述原因，本发明实施例提供的状态切换部还包括限位挡板44和设置于限位挡板44上的隔板45，限位挡板44上具有蜗杆容置孔，隔板45可插装在限位挡板44上，隔板45与蜗杆容置孔形成开锁位和闭锁位。抽动隔板45以形成开锁位，然后通过操作手轮31带动蜗杆40绕着切换轴43灵活转动；插入隔板45以覆盖蜗杆容置孔的一部分后形成闭锁位，由于隔板45的限制，蜗杆40无法绕着切换轴43转动，以此达到限制蜗杆40与切换轴43之间的相对运动的目的。

在另一实施方式中，上述隔板45可滑动设置于限位挡板44上，且隔板45在闭锁位处可通过相配合的卡槽和凸起与限位挡板44相对固定，以此更可靠地限定蜗杆40。采用此种方式时，当操作手轮31后作用于蜗杆40上的力达到一定程度时即可推动隔板45，进而到达开锁位，由此可见这一结构能够有效简化该手制动机的操作。

上述实施例中，切换轴43、限位挡板44和蜗杆40的螺纹段之间的位置关系可根据具体情况设置，考虑到限位挡板44和隔板45的安装和操作，以及两者对于蜗杆40的限制效果，本发明实施例将切换轴43设置于限位挡板44和蜗杆40的螺纹段之间。在此基础上，还可将限位挡板44设置于靠近手轮31的位置处，以强化上述技术效果。

优选的技术方案中，蜗轮41上具有豁口，其并非整圆，即蜗轮41上具有限位边缘，该限位边缘在蜗轮41的转动行程内能够与限位件49相抵接，限位件49可为限位销。限位件49可固定于外壳32上，当蜗杆40与蜗轮41分离后，蜗轮41将绕着安装轴42转动，当其限位边缘与限位件49接触后，蜗轮41的转动将受到限制，避免蜗轮41脱离工作区域，以使手制动机尽快达到稳定的状态。更优选地，蜗轮41可为半圆形蜗轮。

为了避免手制动机中的其他部件与蜗杆40和蜗轮41发生碰撞，本发明实施例提供的蜗轮蜗杆机构还包括相固定的第一夹板46和第二夹板47，蜗杆40和蜗轮41安装于第一夹板46和第二夹板47之间。第一夹板46和第二夹板47通过固定轴48相固定，且两者均固定于外壳32上，安装轴42穿过第一夹板46和第二夹板47，以此将蜗轮41安装于第一夹板46和第二夹板47之间。显然，第一夹板46和第二夹板47为蜗杆40和蜗轮41提供保护作用，进而达到上述目的。

本发明实施例提供的制动装置包括手制动机和基础制动装置，该手制动机为上述任一方案所描述的手制动机。

本发明实施例提供的铁路货车包括制动装置以及与制动装置相作用的车轮，该制动装置为上述方案所说的制动装置。

由于上述手制动机具有上述技术效果，具有该手制动机的制动装置以及具有该制动装置的铁路货车也应具有相应的技术效果。

以上对本发明所提供的手制动机、制动装置及铁路货车进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种手制动机，包括手轮（31）和拉杆牵动部，其特征在于，所述手轮（31）通过具有自锁功能的蜗轮蜗杆机构与所述拉杆牵动部传动连接，所述蜗轮蜗杆机构包括与所述手轮（31）同轴固定的蜗杆（40）以及能够与所述蜗杆（40）配合的蜗轮（41），所述蜗轮（41）向所述拉杆牵动部施加扭矩。

2.按照权利要求1所述的手制动机，其特征在于，所述拉杆牵动部为设于所述蜗轮（41）上的拉杆安装部（51），所述拉杆安装部（51）与所述蜗轮（41）的转动中心之间具有预设回转半径。

3.按照权利要求1所述的手制动机，其特征在于，所述蜗轮蜗杆机构还包括能够分离所述蜗杆（40）和所述蜗轮（41）的状态切换部。

4.按照权利要求3所述的手制动机，其特征在于，所述状态切换部包括穿设于所述蜗杆（40）上的切换轴（43），所述蜗杆（40）与所述切换轴（43）铰接，以形成靠近所述蜗轮（41）的制动行程以及远离所述蜗轮（41）的防护行程。

5.按照权利要求4所述的手制动机，其特征在于，所述切换轴（43）的轴线与所述蜗杆（40）的轴线相互垂直，且所述蜗杆（40）的所述制动行程和所述防护行程所形成的轨迹均为平面。

6.按照权利要求4所述的手制动机，其特征在于，所述状态切换部还包括限位挡板（44）和设置于所述限位挡板（44）上的隔板（45），所述限位挡板（44）上具有蜗杆容置孔，所述隔板（45）与所述蜗杆容置孔形成开锁位和闭锁位。

7.按照权利要求6所述的手制动机，其特征在于，所述隔板（45）滑动设置于所述限位挡板（44）上，且所述隔板（45）在所述闭锁位处与所述限位挡板（44）相对固定。

8.按照权利要求6所述的手制动机，其特征在于，所述切换轴（43）位于所述限位挡板（44）和所述蜗杆（40）的螺纹段之间。

9.按照权利要求1-8中任一项所述的手制动机，其特征在于，所述蜗轮（41）上具有限位边缘，所述限位边缘在所述蜗轮（41）的转动行程内能够与限位件（49）相抵接。

10.按照权利要求1-8中任一项所述的手制动机，其特征在于，所述蜗轮蜗杆机构还包括相固定的第一夹板（46）和第二夹板（47），所述蜗杆（40）和所述蜗轮（41）安装于所述第一夹板（46）和所述第二夹板（47）之间。

11.一种制动装置，包括手制动机和基础制动装置，其特征在于，所述手制动机为如权利要求1-10中任一项所述的手制动机。

12.一种铁路货车，包括制动装置，其特征在于，所述制动装置为如权利要求11所述的制动装置。

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