CN103764464B - 控制阀密封装置和具有控制阀密封装置的控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于调节控制阀（2）中的制动缸压力（16）的调节装置（50），其包括：具有容纳腔的壳体（54），该容纳腔通过环状隔板（64）沿径向分为内侧的制动缸压力腔（66）和外侧的设定压力腔（68）；将制动缸压力腔（66）沿轴向与设定压力腔（68）分隔开的分隔元件（70）；和压力源（24），该压力源构造用于根据分隔元件（70）的轴向位置以压力（44）加载制动缸压力腔（66），使得制动缸压力腔（66）中的制动缸压力（16）与设定压力腔（68）中的设定压力相对置，其中，分隔元件（70）具有轴向的导向壁（74），该导向壁沿径向嵌入环状隔板（64）和壳体（54）壁之间。

Description

控制阀密封装置和具有控制阀密封装置的控制阀

技术领域

本发明概括来说涉及车辆和尤其是轨道车辆。另外，本发明涉及一种控制阀密封装置和一种具有控制阀密封装置的控制阀。

背景技术

由Asadchenko的专业书籍“Автоматическиетормозаподвижногосоставажелезнодорожноготранспорта”，莫斯科2002，ISBN5-89035-073-0公开了一种用于基于可调整的主压力借助制动缸压力控制制动缸的气动控制阀。该控制阀包括载体，该载体具有引导主空气管路压力的主空气管路、引导制动缸压力的制动缸压力管路和引导控制压力的控制压力管路。另外，该控制阀包括用于从主空气管路接收主空气管路压力并且用于将控制压力馈入控制压力管路中的管路部件。该管路部件通过法兰连接保持在载体上。最后，该控制阀包括用于从控制压力管路接收控制压力并且用于将制动缸压力馈入制动缸压力管路中的主体部件。该主体部件也通过法兰连接保持在载体上。

发明内容

本发明的任务在于改进已知的控制阀。

该任务通过如下所述的特征得以解决。

根据本发明的一个方面，用于调节控制阀中的制动缸压力的调节装置包括：

－具有容纳腔的壳体，该容纳腔通过环状隔板沿径向分为内侧的制动缸压力腔和外侧的设定压力腔，

－将制动缸压力腔沿轴向与设定压力腔分隔开的分隔元件，

－压力源，该压力源构造用于根据分隔元件的轴向位置以压力加载制动缸压力腔，使得制动缸压力腔中的制动缸压力与设定压力腔中的设定压力相对置，

－分隔元件具有轴向的导向壁，该导向壁沿径向嵌入环状隔板和壳体壁之间。

也就是说，隔板和壳体壁构成一个沿周向延伸的凹槽，导向壁稳定地保持和导向于该凹槽中。

在此优选分隔元件通过轴向的导向壁被导向于壳体壁上。

所提出的调节装置基于下述考虑：难以将分隔元件沿轴向导向于壳体壁上并且同时安装使设定压力腔相对于制动缸压力腔气动密封的密封装置，因为这要么引起不足的密封作用、要么引起不足的导向作用。

就这点而言，在所提出的调节装置的范畴中认识到，借助隔板和在分隔元件上的沿径向嵌入隔板和壳体壁之间的导向壁在径向上提供两个不同的面，其中，分隔元件在其导向壁的这两个径向面中的一个径向面上被沿轴向导向，并且在其导向壁的另一个径向面上所述两个压力腔可相对彼此密封。

此外，所提出的调节装置基于如下的考虑：所述两个压力腔相对彼此的密封装置可沿径向设置在壳体壁和导向壁之间，从而制动缸压力在它到达沿径向设置在导向壁另一侧上的密封装置之前必须首先通过隔板和分隔元件导向壁之间的径向间隙。然而便必须将轴向导向装置设置在隔板和分隔元件导向壁之间的所述间隙上。

但基于该考虑认识到，在隔板和分隔元件导向壁之间的适合于轴向导向分隔元件的径向接触面的大小与分隔元件在壳体中的轴向位置有关，并且因此分隔元件的轴向导向的精度随着制动缸压力腔的变大而降低。

以该认识为基础在所提出的调节装置的范畴中建议，将分隔元件在壳体中的轴向导向设置在壳体壁上。在此情况下，分隔元件的轴向导向的精度与分隔元件在壳体中的轴向位置无关。

在所提出的调节装置的一种特殊的进一步改进方案中，在导向壁和壳体壁之间嵌入支承元件。该支承元件可将导向壁相对于壳体壁滑动地支承但或者也可滚动支承。也就是说，支承元件可构造为滚动元件或滑动元件。作为滚动元件例如可使用球或滚轮，这些球或滚轮可直接保持在壳体壁之间或保持在导向保持架中。

为了滑动支承，导向壁和壳体壁可以涂布促进滑动的涂层。此外或者作为一种替换，也可在壳体和导向壁之间使用特殊的促进滑动的支承元件、如滑动带。

在所提出的调节装置的另一种进一步改进方案中，所述制动缸压力腔沿径向在隔板和导向壁之间相对于设定压力腔密封，使得各压力腔的密封装置如已经提到地与分隔元件在壳体中的导向装置分开。

在一种特殊的进一步改进方案中，所提出的调节装置在导向壁和隔板之间包括密封圈用于相对于设定压力腔密封制动缸压力腔。

在所提出的调节装置的一种优选的进一步改进方案中，所述密封圈构造为具有密封唇的槽形密封圈，该密封唇指向制动缸压力腔。通过这种方式，密封装置构造为止回密封装置，该止回密封装置的密封作用通过从制动缸压力腔到设定压力腔的压降增强。

该进一步改进方案在设定压力腔中的气动压力保持为环境压力时尤为有利，其中，设定压力通过弹簧产生，分隔元件在设定压力腔中轴向支承在所述弹簧上，以便预定设定压力。

根据本发明的另一方面，用于借助制动缸压力控制气动制动器的控制阀的主体部件包括：

－用于检测在控制压力和参考压力之间的压差的先导控制装置，和

－用于将制动缸压力调节至设定压力的所提出的调节装置，该设定压力与在控制压力和参考压力之间的压差有关。

根据本发明的另一方面，用于基于可手动改变的主管路压力借助制动缸压力控制气动制动器的控制阀包括：

－用于基于主管路压力调整控制压力的管路部件，和

－用于基于控制压力调整制动缸压力的所提出的主体部件。

附图说明

本发明的上述特性、特征和优点及其实现方式和形式结合下面实施例的描述变得更加清楚和更易于理解，所述实施例结合附图更详细地说明，其中：

图1示出一种示例性的控制阀的简化的原理示意图；和

图2示出图1的控制阀的主体部件中的调节装置。

具体实施方式

在附图中，相同的技术元件设有相同的附图标记并且仅被说明一次。

参照图1，它显示在未进一步示出的轨道车辆中用于控制轨道车辆的未进一步示出的制动器的示例性的可气动操作的控制阀2的简化的原理示意图。在此应指出，存在许多不同功能的可气动操作的控制阀，并且所提出的控制阀密封装置的使用并不应局限于下面所描述的控制阀2。

控制阀2的目标在于同时从一个唯一的由轨道车辆驾驶员预定的主空气管路压力18中推导出用于操作上述轨道车辆中所有制动器的信息以及能量。

示例性的控制阀2为此具有载体4，在该载体上通过第一控制阀密封装置6固定有主体部件8并且通过第二控制阀密封装置10固定有管路部件12。为了实现上述目标，管路部件12设置用于基于主空气管路压力18推导出体现为控制压力14的关于操作与控制阀2相配的相应的制动器的信息。与此相对，主体部件8设置用于在利用主空气管路压力18的能量的情况下从控制压力14产生用于控制上述制动器的制动缸压力16。该方案应在下面被更详细地说明。为了能更好地区分这些压力，控制压力14在图1中以粗虚线表示，而主空气管路压力18在图1中以粗实线表示。

主空气管路压力18同时施加到上述轨道车辆的所有制动器上并且因此在一个位置处通入载体4中并且在另一位置处从载体4出来。

控制腔压力存储器20、参考存储器22和供应储存器24在载体4中设置用于稳定控制压力14和控制阀2中的其它压力。

为了从主空气管路压力18推导出制动操作信息，管路部件12可以与载体4通过第二控制阀密封装置10交换控制压力14、主空气管路压力18、参考压力26和先导控制压力28。在图1中为了更好的可识别性，用粗点线表示参考压力26。因此，四个气动通道相应地穿过第二控制阀密封装置10。管路部件12在内部具有在概念“主活塞”下已知的用于比较控制压力14和主空气管路压力18的压力比较装置30以及用于在制动情况下基于主空气管路压力18跟踪控制压力14的行车制动加速器32和用于在制动器松开情况下基于主空气管路压力18跟踪控制压力14的充气阀34。

在上述轨道车辆的正常运行中，即当制动器既未被拉紧也未被松开时，控制压力14与主管路压力18应当一样大。

如果制动器松开，则压力比较装置30以还将说明的方式通过主空气管路压力18大于控制压力14来识别这点，于是激活充气阀34，这些充气阀于是提高控制压力14和参考压力26并且以技术人员已知的方式使它们匹配于主管路压力18。在当前实施例中，为清楚起见，未示出主空气管路压力18在充气阀34上的相应必要的连接。同时，填充控制存储器20和参考存储器22。通过这种方式实现控制阀2的上述用于正常运行的状态。

如果启动制动器，则压力比较装置30以还将说明的方式通过主空气管路压力18小于控制压力14来识别这点，于是激活行车制动加速器36。行车制动加速器36一方面应将主空气管路压力18的下降尽可能快地传递到从轨道车辆驾驶员观察后续的控制阀上。为此，行车制动加速器36通过一个管路开关40使主管路压力18相对于环境压力42排气。另一方面，行车制动加速器36应产生用于控制主体部件8的控制压力14，为此，该主体部件在当前实施例中将控制压力14通过另一管路开关40与主管路压力18连接，使得控制压力14跟踪主管路压力18。为此，行车制动加速器36打开连接控制压力14与主管路压力18的另一管道开关40，使得两个压力14、18被平衡。相反，由充气阀34产生的参考压力26未被行车制动加速器36改变。此外，行车制动加速器36还输出先导控制压力28，为简明起见不应详细说明该先导控制压力的产生。

因此，由主空气管路压力18推导出的用于待由控制阀2操作的制动器的制动操作信息以不用再进一步说明的方式存在于参考压力26和控制压力14之间的压差中。对此进一步的信息可从开头所提的现有技术获知。

主体部件8基于由主空气管路压力18推导出的制动操作信息控制制动器。为此主体部件8通过第一控制阀密封装置6而与载体4交换控制压力14、主空气管路压力18、参考压力26、先导控制压力28、还将说明的供应腔压力44和用于控制与控制阀2相配的制动器的制动缸压力16。

主体部件8包括先导控制回路48形式的另一压力比较装置和制动压力调节回路50。

所述另一压力比较装置48接收控制压力14和参考压力26并且确定在参考压力26和控制压力14之间的上述压差。该压差通过管路部件12在启动制动器时通过行车制动加速器36增大并且在松开制动器时通过充气阀34减小。

基于来自压力比较装置48的未详细说明的与上述压差有关的信号，调节回路50借助来自主空气管路压力18的能量产生制动缸压力16。由于主空气管路压力18在制动时被驾驶员降低，所以该主空气管路压力为了存储能量而经止回阀52被暂时存储于供应存储器24中。因此，在调节回路50上作用用于产生制动缸压力16的供应腔压力44，该供应腔压力只有在未操作待由控制阀2控制的制动器时才等于主空气管路压力18。

关于调节回路50作用方式的详细说明参见开头所提的现有技术。

由原理所决定，调节回路50产生制动缸压力16需要一定的反应时间。为了缩短该反应时间，以技术人员已知的方式将先导控制压力28连接到制动缸压力16上。

参照图2，它显示了图1的控制阀2的主体部件8中的调节装置形式的调节回路50。

构造为调节装置50的调节回路50在当前实施例中具有一个壳体54，该壳体的外部轮廓在图2中未被详细示出并且在该壳体中可轴向移动地安置有一个活塞56。活塞54以未进一步示出的方式通过先导控制回路48基于在控制压力14和参考压力26之间的压差移动。为此，活塞56滑动地支承在衬套58中。

在活塞56的向图平面中观察的下端部上构成一个头部60，在该头部中成形一个压力腔62。压力腔62以未示出的方式被加载供应压力44并且因此在下面应被称为供应压力腔62。还将在后面更详细地说明活塞56。

在壳体54中构造有一个径向隔板64，该隔板将壳体54的内腔沿径向分为一个内腔66和一个外腔68。所述两个腔沿轴向通过一个分隔元件70分隔开，该分隔元件在下面应被称为制动缸活塞70。如在下文的详细说明，在径向内腔66中建立制动缸压力16，因此该径向内腔66在下面应被称为制动缸压力腔66。为清楚起见在图2中未示出从制动缸压力腔66到待控制的制动器的出口。在径向外侧的压力腔68中建立在图1中未进一步示出的设定压力，该设定压力与制动缸压力16相对置以便进行调节，这将在后面更详细地说明。因此，径向外侧的压力腔68在下面被称为设定压力腔68。

活塞56的头部60在制动缸压力腔66中沿轴向通过滑动带72被导向。通过这种方式，活塞56通过两个衬套58和滑动带72被沿轴向导向于壳体中。

制动缸活塞70具有一个未详细标记出的轴向板，在该轴向板的径向外侧上连接一个中空圆柱体形式的导向壁74。在导向壁74的径向外侧上设置有两个滑动带72用于在壳体56中轴向导向制动缸活塞70。另外，制动缸活塞70通过两个弹簧76支撑在壳体54中，所述弹簧将制动缸活塞70轴向压靠到活塞56的头部60上。也就是说，先导控制回路48以上述方式使活塞56和因此制动缸活塞70沿轴向克服弹簧76移动。所述弹簧以确定的行程被压缩并且基于其弹簧常数逆着移动方向施加与行程有关的设定压力，从而通过来自先导控制回路48的移动间接为调节回路50预定设定压力。

一个排气通道78居中地穿过制动缸活塞70，该排气通道穿过一个在制动缸活塞70上居中地朝向活塞56的头部60构造的突出部80。供应压力腔62又借助一个可移动到供应压力腔62中的并且经由弹簧76支撑的盖82封闭。因此如果活塞56的头部60通过先导控制回路48被压靠到制动缸活塞70上，则突出部80打开盖82并且供应压力44被施加到制动缸压力腔66上。借助供应压力44将制动缸活塞70沿轴向克服弹簧76推压，从而制动缸压力腔66扩张。从制动缸压力腔66的确定尺寸起，当制动缸压力16过大时，盖82离开突出部80并且制动缸压力腔66通过排气通道78排气。通过这种方式将制动缸压力16调节至设定压力，该设定压力通过弹簧76并且间接通过先导控制回路48预定。

因此制动缸压力腔66相对于设定压力腔68建立相对高的气动压力，该压力在当前实施例中通过具有密封唇86的槽形密封圈84密封，所述密封唇指向制动缸压力腔66。通过这种方式，制动缸压力16作用于密封唇86上并且支持密封作用。

虽然槽形密封圈84也可设置在壳体70和制动缸活塞70的导向壁74的径向外侧之间，这基于较小的作用在槽形密封圈84上的气动压力将提高密封作用，但如此就必须将由滑动带构成的滑动支承装置设置到在制动缸活塞70的导向壁74和壳体54上的隔板64之间的径向间隙中，然而这将影响导向精度，因为在这里径向间隙中的导向面与制动缸活塞70相对于隔板64的轴向位置有关。

Claims (10)

1.用于调节控制阀(2)中的制动缸压力(16)的调节装置(50)，包括：

－具有容纳腔的壳体(54)，该容纳腔通过环状隔板(64)沿径向分为内侧的制动缸压力腔(66)和外侧的设定压力腔(68)，

－将制动缸压力腔(66)沿轴向与设定压力腔(68)分隔开的分隔元件(70)，

－压力源(24)，该压力源构造用于根据分隔元件(70)的轴向位置以压力(44)加载制动缸压力腔(66)，使得制动缸压力腔(66)中的制动缸压力(16)与设定压力腔(68)中的设定压力相对置，

－其中，分隔元件(70)具有轴向的导向壁(74)，该导向壁沿径向嵌入环状隔板(64)和壳体(54)壁之间。

2.根据权利要求1所述的调节装置(50)，其特征在于，所述分隔元件(70)通过轴向的导向壁(74)被导向于壳体(54)壁上。

3.根据权利要求1或2所述的调节装置(50)，其特征在于，所述调节装置(50)在导向壁(74)和壳体(54)壁之间包括支承元件(72)。

4.根据权利要求3所述的调节装置(50)，其特征在于，所述支承元件(72)是滑动带。

5.根据权利要求1或2所述的调节装置(50)，其特征在于，所述制动缸压力腔(66)沿径向在隔板(64)和导向壁(74)之间相对于设定压力腔(68)密封。

6.根据权利要求5所述的调节装置(50)，其特征在于，所述调节装置(50)在导向壁(74)和隔板(64)之间包括密封圈(84)，用于相对于设定压力腔(68)密封制动缸压力腔(66)。

7.根据权利要求6所述的调节装置(50)，其特征在于，所述密封圈(84)构造为具有密封唇(86)的槽形密封圈，该密封唇指向制动缸压力腔(66)。

8.根据权利要求1或2所述的调节装置(50)，其特征在于，所述调节装置(50)包括弹簧(76)，分隔元件(70)在设定压力腔(68)中轴向支承在所述弹簧上，以便预定设定压力。

9.用于借助制动缸压力(16)控制气动制动器的控制阀(2)的主体部件(8)，包括：

－用于检测在控制压力(14)和参考压力(26)之间的压差的先导控制装置(48)，和

－根据权利要求1至8之一所述的调节装置(50)，该调节装置用于将制动缸压力(16)调节至设定压力，该设定压力与在控制压力(14)和参考压力(26)之间的压差有关。

10.用于基于可手动改变的主管路压力(18)借助制动缸压力(16)控制气动制动器的控制阀(2)，包括：

－用于基于主管路压力(18)调整控制压力(14)的管路部件(12)，和

－根据权利要求9所述的主体部件(8)，该主体部件用于基于控制压力(14)调整制动缸压力(16)。