CN103813951B - 控制阀密封件和配有该控制阀密封件的控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制阀密封件和一种配有该控制阀密封件的控制阀，包括：环形的基体（76），该基体沿轴向由两个轴向彼此对置的侧面、沿径向由一个径向朝外的侧面和一个径向朝内的侧面限定；弹簧槽（80），所述弹簧槽被成形于其中一个轴向侧面中并且沿基体（76）的周向延伸，该弹簧槽在基体（76）的一个径向侧面上构成密封唇（78）；和至少一个在径向侧面之一与轴向侧面之一之间的排气连接部（84，86）。

Description

控制阀密封件和配有该控制阀密封件的控制阀

技术领域

本发明一般性地涉及车辆并特别是涉及轨道车辆。另外，本发明还涉及一种控制阀密封件和一种配有该控制阀密封件的控制阀。

背景技术

由专业书籍Asadchenko，Автоматические тормоза подвижного составжепезнодорожного транспорта，莫斯科，2002，ISBN 5-89035-073-0已知一种气动控制阀，用于利用制动缸压力以可调节的主压力为基础对制动缸进行控制。该控制阀包括一个支承体，所述支承体带有导引主空气管路压力的主空气管路、导引制动缸压力的制动缸压力管路和导引控制压力的控制压力管路。另外，该控制阀还包括一个管路部件，所述管路部件用于从主空气管路中接收主空气管路压力并用于将控制压力馈入控制压力管路中。该管路部件通过法兰连接被固定在支承体上。最后，该控制阀包括一个主体部件，所述主体部件用于从控制压力管路中接收控制压力并用于将制动缸压力馈入制动缸压力管路中。该主体部件也通过法兰连接被固定在支承体上。

发明内容

本发明的目的是改进已知的控制阀。

根据本发明的一个方面，控制阀槽形密封圈用于对控制阀部件的压力比较装置中的两个压力室进行密封，所述压力比较装置设置为：对两个存在于压力室内的压力相互进行比较，所述控制阀槽形密封圈包括：

-环形的基体，该基体沿轴向由两个轴向彼此对置的侧面、沿径向由一个径向朝外的侧面和一个径向朝内的侧面限定；

-弹簧槽，所述弹簧槽被成形于其中一个轴向侧面中并且沿基体的周向延伸，该弹簧槽在基体的一个径向侧面上构成一个密封唇，和

-至少一个在径向侧面之一与轴向侧面之一之间的排气连接部。

所述控制阀槽形密封圈乃是基于下述考虑：在压力室比较装置的运行过程中，在控制阀槽形密封圈的接触面与压力室比较装置的部件如活塞或者压力室之间可能积聚空气，该空气损害控制阀部件的完美运行。为了防止压缩空气的这种积聚，而提出：对径向地构造在控制阀槽形密封圈上的接触面进行轴向排气，为此在径向侧面与轴向侧面之间延伸设置排气连接部。

排气连接部可以任意方式构造，例如构造成孔或槽。

优选排气连接部构造在径向侧面之一与轴向侧面之一之间，该轴向侧面与沿基体的周向延伸的弹簧槽轴向对置。如果弹簧槽例如沿轴向被视为控制阀槽形密封圈的上侧的话，那么对置于该控制阀槽形密封圈下侧的相应径向侧面被排气。

在所述控制阀槽形密封圈的一种发展设计中，排气连接部包括至少一个排气槽。这种槽在加工工艺方面可以特别容易地制作于控制阀槽形密封圈中。

在所述控制阀槽形密封圈的另一种发展设计中，所述至少一个排气槽中的至少一个被引导沿径向通过如下所述的轴向侧面，该轴向侧面与沿基体的周向延伸的弹簧槽轴向对置。这个径向的排气槽可以同时对所述控制阀槽形密封圈的两个径向侧面进行排气。

在所述控制阀槽形密封圈的一种附加的发展设计中，所述至少一个排气槽中的至少一个沿轴向构造在径向侧面上，该排气槽在污物积聚的情况下可实现极为有效的排气。

在所述控制阀槽形密封圈的一种特别的发展设计中，沿轴向构造于径向侧面上的排气槽构造在具有密封唇的轴向侧面上。在这个径向侧面上，由于密封唇之故在环形的基体与活塞或者压力室壁之间构造有一个径向的间隙，污物可以特别简单地积聚在该间隙内。

在所述控制阀槽形密封圈的另一种发展设计中，密封唇是径向朝内定向的。

在所述控制阀槽形密封圈的一种可选的发展设计中，密封唇具有形式上为波纹的表面轮廓，这些波纹在密封唇上沿基体的周向延伸。借助这种表面轮廓，润滑剂便可以积聚起来，该润滑剂在密封唇套在活塞或者压力室壁上时可以分布在这些元件上，以减轻密封唇在这些元件上的摩擦。

在又一种另外的发展设计中，所述控制阀槽形密封圈由合成橡胶、优选由腈橡胶、特别优选由丁腈橡胶即所谓NBR构成。特别是NBR甚至在低温下依然可以使用并且保证用该控制阀无缺陷地控制制动器。

根据本发明的另一个方面，用于气动控制阀的压力比较装置包括：

-压力室，其具有第一压力接头和第二压力接头，

-活塞，该活塞可动地装在压力室内并将该压力室分为第一压力室半部和第二压力室半部，其中，第一压力接头引入第一压力室半部，第二压力接头引入第二压力室半部，和

-设置在压力室与活塞之间的控制阀槽形密封圈，该控制阀槽形密封圈将第一压力室半部与第二压力室半部气密性地分隔开。

根据本发明的另一个方面，用于利用制动缸压力以可调节的主空气管路压力为基础对制动缸进行控制的气动控制阀包括：

-主体部件，其用于以主空气管路压力相对一个比较压力的变化为基础改变制动缸压力管路内的制动缸压力，

-其中，所述主体部件包括所述的压力比较装置，其用于对主空气管路压力与比较压力进行比较。

在一种发展设计中，所述气动控制阀包括一个管路部件，该管路部件用于以主空气管路压力相对作为比较压力的控制压力的变化为基础来输出所述控制压力，其中，主体部件设置成：以所述控制压力为基础改变制动缸压力。

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对实施例的描述将变得更加清楚和更加易于理解，这些实施例结合附图加以详细阐释，其中：

图1为示例性的控制阀的简化原理图；和

图2为另一个控制阀的简化原理图；

图3为压力比较装置的剖视图；

图4为图3所示的压力比较装置中的控制阀槽形密封圈的透视剖视图。

在附图中相同的技术元件标注有相同的附图标记并且仅仅进行一次说明。

具体实施方式

参考图1，其示出的是未进一步示出的轨道车辆中的示例性的、可气动操作的控制阀2的简化原理图，该控制阀用于控制轨道车辆的未被进一步示出的制动器。在此需要指出的是：存在着大量的具有不同功能的、可气动操作的控制阀，并且，所述控制阀密封件的应用不应该局限于下文描述的控制阀2。

同时控制阀2的目的是从唯一一个由轨道车辆司机预先给定的主空气管路压力18中导出用于操作上述轨道车辆内所有制动器的信息以及能量。

该示例性的控制阀2为此具有一个支承体4，一个主体部件8通过第一控制阀密封件6以及一个管路部件12通过第二控制阀密封件10固定在该支承体上。为了实现前述目的，管路部件12设置成：以主空气管路压力18为基础导出关于对配属给相应的控制阀2的制动器进行操作的、形式上为控制压力14的信息。与此相对，主体部件8则设置成：在利用主空气管路压力18的能量的情况下，从控制压力14中产生一个用于控制上述制动器的制动缸压力16。在下文中会对这个设置措施详加阐述。为了更好地对这些压力加以区别，控制压力14在图1中用粗虚线表示，而主空气管路压力18在图1中则用粗实线表示。

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被引入支承体4内以及在另一个位置从该支承体4中被引出。

支承体4中的控制室压力储存器(Steuerkammerdruckspeicher，风闸工作箱压力储存器)20、参考储存器(Referenzspeicher)22和供给储存器(Versorgungsspeicher)24设置为用于稳定控制压力14和控制阀2内的其他压力。

为了从主空气管路压力18中导出制动操作信息，管路部件12可以与支承体4通过第二控制阀密封件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。为了更好识别，参考压力26在图1中用粗点线画出。因而相应地有四个气动通道穿过第二控制阀密封件10引导。管路部件12在内部具有一个以“主活塞”概念为人所知的、用于将控制压力14与主空气管路压力18进行对比的压力比较装置30以及一个用于在制动情况下以主空气管路压力18为基础跟踪控制压力14的行车制动加速器32和用于在制动松开情况下以主空气管路压力18为基础跟踪控制压力14的给气阀34。

在上述轨道车辆的正常运行中，也就是说，在制动器既未拉紧也未松开的情况下，控制压力14与主空气管路压力18应该大小相同。

如果制动器被松开的话，压力比较装置30以还将阐述的方式根据如下情况识别出这一点：主空气管路压力18大于控制压力14，接着给气阀34便被激活，这些给气阀于是提高控制压力14和参考压力26并且以本领域技术人员熟知的方式与主空气管路压力18相匹配。为了清楚起见在本实施方式中并未示出主空气管路压力18与给气阀34的相应必要的连接。同时控制室压力储存器20与参考储存器22被填充(充气)。以这种方式实现了控制阀2的用于正常运行的上述状态。

如果制动器被拉紧的话，压力比较装置30以还将阐述的方式根据如下情况识别出这一点：主空气管路压力18小于控制压力14，接着行车制动加速器36便被激活。行车制动加速器36一方面应该将主空气管路压力18的下降尽可能快地继续传输给从轨道车辆司机观察的后续的控制阀。为此行车制动加速器36通过一个旋塞阀40使主空气管路压力18相对环境压力42排气。另一方面，行车制动加速器36应该产生用于控制主体部件8的控制压力14，为此在本实施方式中它通过另一个旋塞阀40将控制压力14与主空气管路压力18连接，从而使控制压力14跟踪主空气管路压力18变化。为此行车制动加速器36打开另一个使控制压力14与主空气管路压力18连接的旋塞阀40，从而两个压力14、18得到平衡。与此相对，由给气阀34产生的参考压力26则不被行车制动加速器36所改变。另外，行车制动加速器36还输出先导控制压力28，为了简短起见不必对其产生过程加以详细阐述。

这样，由主空气管路压力18导出的、用于由控制阀2操作的制动器的制动操作信息以不需进一步说明的方式存在于参考压力26与控制压力14之间的压力差中。其他的有关信息可以由文首述及的现有技术获取。

主体部件8以由主空气管路压力18导出的制动操作信息为基础来控制制动器。为此，主体部件8通过第一控制阀密封件6与支承件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、一个还将阐述的供给室压力44和用于控制配属给控制阀2的制动器的制动缸压力16。

主体部件8具有一个另外的形式上为先导控制回路的压力比较装置48和一个制动压力调节回路50。

所述另外的压力比较装置48接收控制压力14和参考压力26并且确定参考压力26与控制压力14之间的上述压力差。这个压力差在拉紧制动器时通过管路部件12由行车制动加速器36放大以及在松开制动器时通过给气阀34减小。

以来自压力比较装置48的、未详细述及的、与前述压力差相关联的信号为基础，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。由于司机在制动时使主空气管路压力18降低，为了储存能量，该主空气管路压力通过止回阀52暂存在供给储存器24内。因此，在调节回路50上作用着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。

有关调节回路50的作用原理的详细说明请参照文首述及的现有技术。

根据其原理，调节回路50需要一定的反应时间产生制动缸压力16。为了缩短这个反应时间，要将先导控制压力28以本领域技术人员熟知的方式与制动缸压力16接通。

参考图2，该图示出的是一种可选的控制阀2的简化原理图。

该可选的控制阀2具有一个支承体4，主体部件8通过第一控制阀密封件6固定在该支承体上。另外，可选的控制阀2具有一个应急制动件54，该应急制动件通过第二控制阀密封件10固定在支承体4上。对于正常的制动运行来说应急制动件54是不必要的，所以下文不会进行详细的说明。

与在图1的控制阀2中的情况不同，在该可选的控制阀2中主体部件8内的制动缸压力16直接由主空气管路压力18导出。为此压力比较装置30设置在主体部件8内。压力比较装置30将主空气管路压力18与供给室压力44进行对比并且确定这两个压力18、44之间的差。

如果主空气管路压力18小于供给室压力44的话，那么未示出的轨道车辆的司机如在图1的范围内阐述的那样实施了制动。现在设置在主体部件8内的行车制动加速器36再次通过一个旋塞阀40使导引主空气管路压力18的主空气管路排气，但同时将供给室压力44通过另一个旋塞阀40作为制动缸压力16直接连接到制动缸上。

如已经探讨的那样，使导引主空气管路压力18的主空气管路排气具有这样的背景，即，应该尽可能快地将实施制动的信息传递给未示出的轨道车辆中控制阀2上后续的控制阀。然而为此一开始就应该实现一个尽可能高的、突变式的压力降，该压力降随后仅仅被缓慢地继续导引。通过一个建立脉量(Impulsvolumen)的脉冲储存器56来实现这一点，该脉冲储存器在排气旋塞阀40之后与环境压力42并联。脉冲储存器56在正常运行中填充环境压力42。随着排气，主空气管路压力18不仅仅被引向环境压力42的方向，而且也被引入脉冲储存器56，直到该脉冲储存器充满为止。此后，主空气管路压力18仅仅还向环境压力42的方向排气。

然而如果主空气管路压力18大于供给室压力44的话，那么未示出的轨道车辆司机如在图1的范围内阐述的那样结束了制动，制动器应该被松开了。

在本实施方式中，为此一个分离装置58通过一个旋塞阀40使制动缸压力16平衡于环境压力42，并使利用制动缸压力16操作的制动缸排气。在此应该指出的是：在结束制动时行车制动加速器36是不起作用的，因此所有由该行车制动加速器控制的旋塞阀40是关闭的。

为了尽可能快地将关于制动结束的信息转送给未详细示出的轨道车辆中控制阀2上后续的控制阀，在本实施方式中设置有一个分离加速储存器(Loesebeschleunigungsspeicher)60。分离加速储存器60顺次串接着供给储存器24被填充，也就是说，首先是供给储存器24被填充，该供给储存器然后再填充分离加速储存器60。在制动结束时分离装置58便通过一个另外的旋塞阀40使分离加速储存器60与主空气管路压力18连接并且如此脉冲式地将其提高，然后后续的控制阀在制动结束时又可以探测到这一点。

参考图3，该图示出的是图1和2中一个可能的压力比较装置30、48的剖视图。

在本实施方式中，压力平衡装置30、48由压力室62构成，该压力室被一个在该压力室62内可轴向移动地引导的活塞64分成第一分压力室66和第二分压力室68。

在本实施方式中，压力平衡装置30、48例如是在图1所示主体部件8中构造成先导控制回路的压力平衡装置48。在这个压力平衡装置48内，控制压力14通过一个未进一步示出的进气道输送给在图面中观察位于下部的分压力室，该分压力室应该被视为第一分压力室66。参考压力26被输送给在图面中观察位于上部的分压力室，该分压力室在下文中应该被视为第二分压力室68。

因此向图面中观察，活塞64在压力室62内被控制压力14压向上方以及被参考压力26压向下方。根据两个压力14、26相互的比例关系，活塞64处于压力室62内一种完全确定的位置上，可以在一根与所述活塞64相连的挺杆69上读取该位置。在本实例中这个位置然后可以输送给用于另外产生制动缸压力的调节回路50。

活塞64在压力室62内居于与两个压力14、26之比例关系相关的位置的前提是，两个分压力室66、68彼此间气密密封。为此在本实施方式中，往压力室62的壁中径向地成形有一个容纳槽72，一个控制阀槽形密封圈74嵌入该容纳槽内。这个控制阀槽形密封圈74具有一个环形的基体76，该基体在容纳槽72中径向支靠到压力室62的壁上。与这个基体连接的是一个径向朝内的密封唇78，该密封唇径向地压向活塞64。在本实施方式中，基体76与密封唇78构造成一体并被一个弹簧槽80彼此分开。

下文将借助图4对控制阀槽形密封圈74加以详细阐述，该图示出的是图3的压力比较装置48中控制阀槽形密封圈74的透视剖视图。

控制阀槽形密封圈74在其密封唇78上具有一种表面轮廓82，该表面轮廓构造在密封唇78的径向内侧上。表面轮廓82具有大量的环周延伸的波纹，在这些波纹之间构造有沟槽，润滑剂可以积聚在该沟槽内，该润滑剂当活塞64在压力室62内运动时能够分布到所述活塞64的外周表面上。以此方式，密封唇78能够无摩擦地在活塞64的外周表面上滑动，因而它遭受不那么严重的磨损。

另外，控制阀槽形密封圈74的基体76在其径向内侧上具有一个轴向的排气槽84。该轴向的排气槽84的目的是避免在基体76与活塞64之间的径向间隙中这两个元件之间发生气密闭锁。例如由于积聚的污物而可能产生这种气密锁紧。

作为另选或者补充措施，在基体76中，在与弹簧槽80相对的轴向一侧上也可以设置一个径向的排气槽86。这个径向排气槽86用作基体76的后部排气，该后部排气在空气由活塞64起观察沿径向在控制阀槽形密封圈74的基体76后面积聚威胁到控制阀槽形密封圈86在容纳槽72内的稳定位置时是必要的。若所述径向排气槽86如在图4中示出的那样理想地径向穿过整个基体76，那么可以在控制阀槽形密封圈74的基体76的两个径向侧面上进行排气。

为了实现相对特别低的温度的稳定性，控制阀槽形密封圈74可以由丁腈橡胶即所谓NBR构成。

Claims (10)

1.气动控制阀槽形密封圈(74)，其用于对气动控制阀部件(8，12)的压力比较装置(30，48)内的两个压力室(66，68)进行密封，所述压力比较装置用于对两个存在于所述压力室(66，68)内的压力(14，18，26，44)相互进行比较，该气动控制阀槽形密封圈包括：

-环形的基体(76)，所述基体沿轴向由两个轴向彼此对置的侧面、沿径向由一个径向朝外的侧面和一个径向朝内的侧面限定；

-弹簧槽(80)，所述弹簧槽被成形到其中一个轴向侧面中并且沿所述基体(76)的周向延伸，该弹簧槽在所述基体(76)的径向侧面上构成密封唇(78)，和

-至少一个在径向侧面之一与轴向侧面之一之间的排气连接部，

-所述排气连接部包括至少一个排气槽(84，86)，并且所述至少一个排气槽中的至少一个排气槽(86)被引导沿径向通过如下所述的轴向侧面，该轴向侧面与沿所述基体(76)的周向延伸的弹簧槽(80)轴向对置，并且所述至少一个排气槽中的至少一个排气槽(84)沿轴向构造在径向侧面上。

2.如权利要求1所述的气动控制阀槽形密封圈(74)，其中，所述沿轴向构造在径向侧面上的排气槽(84)是构造在具有密封唇(78)的径向侧面上。

3.如权利要求1或2所述的气动控制阀槽形密封圈(74)，其中，密封唇(78)是径向朝内定向的。

4.如权利要求1或2所述的气动控制阀槽形密封圈(74)，其中，所述密封唇(78)具有形式上为波纹的表面轮廓(82)，这些波纹在所述密封唇(78)上沿所述基体(76)的周向延伸。

5.如权利要求1或2所述的气动控制阀槽形密封圈(74)，其中，该气动控制阀槽形密封圈由合成橡胶构成。

6.如权利要求5所述的气动控制阀槽形密封圈(74)，其中，该气动控制阀槽形密封圈由腈橡胶构成。

7.如权利要求6所述的气动控制阀槽形密封圈(74)，其中，该气动控制阀槽形密封圈由丁腈橡胶即所谓NBR构成。

8.用于气动控制阀(2)的压力比较装置(30，48)，包括：

-压力室(62)，其具有第一压力接头和第二压力接头，

-活塞(64)，该活塞可动地装在所述压力室(62)内并将该压力室(62)分为第一压力室半部(66)和第二压力室半部(68)，其中，所述第一压力接头引入所述第一压力室半部(66)，所述第二压力接头引入第二压力室半部(68)，和

-如权利要求1至7之任一项所述的气动控制阀槽形密封圈(74)，该气动控制阀槽形密封圈设置在所述压力室(62)的壁与所述活塞(64)之间并将所述第一压力室半部(66)与所述第二压力室半部(68)在气动操作方面分隔开。

9.气动控制阀(2)，其用于利用制动缸压力(16)以可调节的主空气管路压力(18)为基础对制动缸进行控制，包括：

-主体部件(8)，其用于以主空气管路压力(18)相对比较压力(14，44)的变化为基础来改变制动缸压力管路内的制动缸压力(16)，

-其中，所述主体部件(8)包括如权利要求8所述的压力比较装置(30)，用于对主空气管路压力(18)和比较压力(14，44)进行比较。

10.如权利要求9所述的气动控制阀(2)，其中，该气动控制阀包括管路部件(12)，该管路部件用于以主空气管路压力(18)相对作为比较压力的控制压力(14)的变化为基础来输出所述控制压力(14)，其中，所述主体部件(8)设置成：以所述控制压力(14)为基础来改变制动缸压力(16)。