CN104955696B - 用于车辆的制动单元和具有这种制动单元的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆、尤其轨道机车(1)的制动单元(9；109；209)，其具有制动缸(143；243)、在制动缸中可轴向引导的制动活塞(144；244)和用于调节空气缝隙(L)的器件(159；259)，所述器件构成两个相互对应的第一止挡(144.1,163.1；270.1,262.3)，所述第一止挡在制动单元打开时相互止挡，其中所述第一止挡中之一(163.1；262.3)在与制动活塞有效连接的锁定元件(163；262)上构成。为了将制动单元从空气缝隙开始向外打开而规定，锁定构件(165；261)在预紧弹簧(164；273)的力的作用下这样与锁定元件(163；262)啮合，使得锁定元件(163；262)在第一止挡(144.1,163.1；270.1,262.3)止挡时被锁定构件卡止，其中操控器件(155；255)设计适用于将所述与锁定元件(163；262)啮合的锁定构件(165；261)克服预紧弹簧(164；273)的力地位移到从锁定元件上松开的位置中。本发明还涉及一种具有这种制动单元(9；109；209)的车辆(1)。

Description

用于车辆的制动单元和具有这种制动单元的车辆
本发明涉及一种用于车辆、尤其轨道机车的制动单元，其具有制动缸、在制动缸中可轴向引导的制动活塞和用于调节空气缝隙的器件，所述器件构成两个相互对应的第一止挡，所述第一止挡在制动单元打开时相互止挡，其中第一止挡中的一个止挡在与制动活塞功能连接的锁定元件上构成。
这种形式的制动单元例如由文献US 4,319,671 A已知，其中活塞用作锁定元件，其通过液压液与制动活塞功能连接并且在制动单元打开时止挡在制动缸的部分壳体的棱边上。
出于维护目的、例如为了更换磨损的制动片所期望的是，能够通过空气缝隙打开制动单元。
本发明所要解决的技术问题在于，制动单元的这种打开可以以简单和省时的方式实现。
按照本发明这样解决所述技术问题，即，一种用于车辆的制动单元，其具有制动缸、在制动缸中可轴向引导的制动活塞和用于调节空气缝隙的器件，所述器件构成两个相互对应的第一止挡，所述第一止挡在制动单元打开时相互止挡，其中所述第一止挡中之一在与制动活塞功能连接的锁定元件上构成，锁定构件在预紧弹簧的力的作用下这样与锁定元件啮合，使得锁定元件在第一止挡被止挡时被锁定构件卡住，并且操控器件设计适用于，使所述与锁定元件啮合的锁定构件克服预紧弹簧的力移动至从锁定元件松开的位置中。通过所述啮合的松开，制动活塞可以超过空气缝隙地更远地位移，因此按照本发明的制动单元特别利于保养。在此制动单元的完全打开仅要求非常简单的操作。通过制动单元的简单构成还实现了重量和成本降低。
操控器件优选是机械式的，因此制动单元为了维护工作可以不费事地手动打开。
通过结构上便于转换的方式，锁定元件可以是锁定滑块，其咬合在制动活塞上构成的随动件，并且锁定构件可以是锁定棘爪，其在预紧弹簧的力的作用下嵌入锁定滑块的齿部中。
作为对此的备选，锁定元件可以是锁定轮并且锁定构件可以是螺纹杆，其通过螺纹传动机构与制动活塞耦连并且通过轴承支承在制动缸上。
在此螺纹杆优选是对中地旋拧进制动活塞中的非自锁式螺纹杆。
此外，操控器件优选具有拉杆、拉杆螺栓以及通过旋转拉杆螺栓利用引导结构在拉杆中可轴向滑移的销钉，其中预紧弹簧支承在拉杆上，并且其中螺纹杆构成伸入到销钉的运动轨道中的操控面，所述操控面这样设计，使得螺纹杆在销钉滑移时逆向于预紧弹簧的力地向从锁定元件上松开的位置滑移。
通过拉杆很短的旋转还可以引起非自锁式螺纹杆克服预紧弹簧的轴向位移，并且因此在锁定轮(锁定元件)和螺纹杆之间的齿部啮合被松开，并且制动活塞——例如在复位弹簧的弹簧力的作用下——完全回移。在此拉杆螺栓通过接口与工具耦连，该工具实现了拉杆螺栓从便于触及的位置开始的旋转。在此还有利的是，机械部件(它们参与了空气缝隙的调节和制动活塞复位至制动单元的完全打开)处于液压区域中，因此这些部件的卡住的风险以及这些部件磨损的风险被显著降低了。
被视作有利的是，锁定元件和锁定构件为了啮合具有相互对应的齿部。如果取代齿部啮合，锁定元件与锁定构件的连接还可以实施为摩擦配合的连接。
此外被视作有利的是，止动棘爪设计适用于在制动单元的闭合位置中卡止锁定元件。在锁定元件的这种卡止中，制动单元用作泊车制动器(驻车制动器)。
此外被视作有利的是，用于调节空气缝隙的器件构成两个相互对应的第二止挡，它们在制动单元关闭时相互止挡，其中第二止挡之一在锁定元件上构成，在预紧弹簧的力的作用下锁定构件这样与锁定元件啮合，使得锁定元件在第二止挡止挡时相对锁定构件在制动活塞的力的作用下再次卡锁(或者叫进一步卡锁)或再次滑动，并且因此在摩擦对磨损时可以自动地校准空气缝隙。
本发明还涉及一种车辆、尤其轨道机车，其具有行走机构，按照本发明的用于与行走机构的轮组的制动器件摩擦配合的制动单元固定在所述行走机构上。
为了进一步阐述本发明，在附图中：
图1示出轨道机车形式的按照本发明的车辆，其中，为转向架的轮组分别配属了至少一个按照本发明的制动单元，
图2示出按照本发明的制动单元的第一实施形式，
图3和4示出按照本发明的制动单元的第二实施形式，
图5和6示出在图3和4中所示的制动单元的制动活塞设备的不同截面图，和
图7至12示出图5和6所示的制动活塞设备在其运动过程中的不同位置上的部件。
按照图1，轨道机车1具有车节2.1、2.2、…2.n，它们的车厢以此处未示出的方式分别通过次级减震由两个转向架3形式的行走机构支承。转向架3分别具有两个轮组4。轮组4分别具有一个轴5，在其端部上固持车轮6。在此，轮组4的轴5以此处未示出的方式可转动地支承在轮组轴承中，所述所述轮组轴承通过壳体和主减震与各个转向架3的转向架框架7相连。此外，轨道机车1具有在此整体标以8的制动系统。
通常分别为轨道机车1的各个轴5配属至少一个按照本发明的制动单元9。因此每个车节2.1、2.2、…2.n具有至少四个制动单元9。
每个制动单元9具有制动执行器10和被制动执行器10促动的、配备了制动层12的压紧设备13的形式的第一制动件11。在此每个制动单元9的第一制动件11分别与配备了制动面15的制动盘16的形式的第二制动件14配合作用。制动面15在此由两个部分制动盘16.1、16.2构成，它们固定在配属于制动单元9的车轮6的两侧上，因此配备了两个部分制动盘16.1、16.2的车轮6构成车轮制动盘形式的制动盘16(参照图2和3)。
取代车轮制动盘还可以设置轴制动盘，那么其中在车轮旁边抗扭地设置在轴5上的独立的盘可以配备制动面。此外，第一制动件也可以与车轮形式或制动鼓形式的第二制动件配合作用。
配备了制动层12的压紧设备13在制动执行器10的作用下压紧在制动盘16上，以便在第一制动件11和第二制动件14之间产生摩擦配合。
制动执行器10是电动液压制动执行器。
制动系统8具有中央控制器17a以及在每个车节2.1、2.2、…2.n中的制动控制装置17b，其由一个或两个制动控制器17b.1和17b.2构成。其中制动控制器17b.1和17b.2通过火车总线18a被制动系统8的控制器17a控制，制动系统8例如由中央车辆控制器构成。
制动单元9的制动执行器10或者制动执行器的组通过制动控制装置17b分别获得制动指令。在此，制动指令通过一个或多个控制线路18b和/或数据总线和/或无线电传递至制动执行器10。
图2示意性示出根据本发明的制动单元的第一实施方式109，其具有制动执行器的第二实施方式210。
图3和4显示了按照本发明的制动单元的第二实施形式209，其具有制动执行器的第二实施形式210，并且图5至12示出制动执行器的第二实施形式210的细节。
然而制动单元的两个实施形式109和209主要仅在它们的制动执行器110或210的整体上标以119或219的制动活塞设备的设计造型方面有所区别，因此制动单元的两个实施形式109和209的基本上相同设计的构件在图2或3至12中标以相同的附图标记。
制动单元的两个实施形式109和209为了固定(悬挂)在转向架框架7上具有整体上标以20的连接件，压紧设备13被保持在所述连接件上。连接件20包括制动桥20.1并且通过螺栓连接20.2固定地定位在转向架框架7上。然而制动单元109；209也可以固定在行走机构的其他位置上，例如在变速器壳体上或在转向架的轮组法兰上。
压紧设备13借助两个制动杠杆21构成制动钳。压紧设备能够、但是备选地也设计成制动卡钳(Bremssattel)。
在制动单元109；209首次装配到转向架框架7上时能够借助螺栓连接20.2调节制动单元109；209在转向架框架7上的位置，但是之后的调节相当耗费。
由于制动层12和制动盘16的制动面15的不均匀的磨损，由于转向架3的相对运动或还由于压紧设备13的难以触及，在工作使用中在制动单元109；209首次装配之后会出现的是，只有一个制动层12贴靠在制动盘16的与该制动层相对应的制动面15上或者两个制动面12相对于制动面15的空气缝隙L不一样大。而且在工作使用中还会出现制动件11、14的单侧的贴靠。
因此为两个制动杠杆21的每一个分别配属一个弹簧元件22。弹簧元件22分别以第一端部支承在所配属的制动杠杆21上并且以第二端部支承在连接件20的制动桥20.1上。
两个弹簧元件22的每一个弹簧元件的张力是可调的。但是在此其仅在制动单元的第二实施形式209中示出。按照图3和4分别借助整体标为23的调节设备调节各个弹簧元件22的张力。
调节设备23分别包括一个调节螺栓23.1(也称为“调整螺栓”或“止挡螺栓”)、所配属的制动杠杆20的螺纹孔，用于啮合调节螺栓23.1，并包括在各个制动杠杆上构成的引导滑槽，用于引导弹簧元件支承在制动杠杆上的端部，所述端部设计为杠杆形的臂。
弹簧元件22的张力的调节提供了这种可能性，在运行使用中对于制动器件11、14的单侧贴靠可以快速和简单的作出反应。例如制动单元109；209的固定沿横向y相对制动盘16的制动面的相对错移也可以被补偿，并且因此使制动单元109；209相对制动盘16对中。
为了构成制动钳，两个制动杠杆21分别借助连接销钉24铰接地与连接件20相连。
制动杠杆21的第一杠杆臂铰接地与制动执行器110；210的容纳部25、26相连。通过容纳部25的升程运动，容纳部25、26相互远离地被驱动并且因此第一杠杆臂相互远离地张开。在制动杠杆21的第二杠杆臂上设置制动层12，其在第一杠杆臂相互远离地张开时夹紧在制动盘16上。
除了这样的功能之外，即制动层12在制动盘16两侧的空气缝隙L被设置为相同的(对中功能)，弹簧元件22还实现了复位功能。该复位功能在于，当制动执行器110；210不向压紧设备传递用于压紧该压紧设备13的操作力时打开制动钳。
按照本发明的制动单元的第二实施形式209还配备了整体标为27的设备，用于平行引导制动层，但是其细节在此不再进一步描述。
制动执行器的两个实施形式110和210分别包括本地电子元件30、传感器设备31和电子液压的理论值-力-转换设备132；232，其中制动执行器110；210以其组件30、31和132；232以及第一制动器件11借助连接件20连接成结构单元。
本地电子元件30、传感器设备31和电子液压的理论值-力-转换设备132；232的主要细节以下结合图2所示的制动执行器的第一实施形式110进一步描述。只要在图3至6中示出制动执行器的第二实施形式210的相应的部件，则它们相应地被说明。
本地电子元件30构成理论值检测设备33，其配备理论值校正设备34。此外，本地电子元件构成理论值调节设备35、监测设备36、返回设备37和转换设备38。
根据制动指令，理论值检测单元33从制动装置17b的至少一个制动控制器17a.1或17b.2调取制动理论值。借助理论值校正设备34根据此处未示出的防滑设备的减小信号进行防滑校正，并且根据载荷值I.Last进行制动理论值的载荷校正，其中这种已校正的制动理论值作为按压参数CpB；FpB的理论值S.CpB；S.FpB或作为减速参数FvB；MvB的理论值S.FvB；S.MvB传递至理论值调节设备35。
为了确定载荷值I.Last，在车辆中至少一个位置上检测轨道机车1的车节2.1、2.2、…2.n的装载状态，并且所配属的制动单元109；209之一或者制动单元组(例如在转向架之一上的制动单元的组)被可靠地通知。
电子液压的理论值-力-转换设备132包括用于提供液压液的容器41、通过液压管路系统42与容器41相连的具有制动活塞144；244的制动缸143；243，以及控制器件45、46。控制器件45、46被设计适用于，在理论值调节设备35的电子初始信号AS1、AS2(其通过转换设备38输出)的作用下调节在制动缸143；243中加载制动活塞144；244的液压压力CpB的实际值I.CpB。
由借助液压压力CpB对制动活塞144；244的加载导致的按压力FpB的实际值I.FpB通过第一制动件11与第二制动件14的摩擦配合被转换成减速力FvB的实际值I.FvB或减速力矩MvB的实际值I.MvB。
控制器之一是泵送装置45，借助所述泵送装置将液压液从容器41泵入制动缸43中。控制器中另一个是制动阀46。制动阀46设计适用于允许液压液从液压缸43流入容器41中。
作为制动单元109或209的组件的传感设备31借助第一传感器31.1(压力采集器)检测液压压力的实际值I.CpB，或者借助第二传感器31.2检测作为按压参数的实际值的按压力的实际值I.FpB和/或借助第三传感器31.3检测减速力的实际值I.FvB或者借助第四传感器31.4检测作为减速参数的实际值的减速力矩的实际值I.MvB。
理论值调节设备35同样作为制动单元109或209的电子元件30的组件，所述理论值调节设备35设计适用于，为了调节减速参数FvB；MvB而输出初始信号AS1，AS2，使得被检测到的减速参数FvB；MvB的实际值I.FvB；I.MvB对应减速参数FvB；MvB的理论值S.FvB；S.MvB，或者为了调节按压参数CpB；FpB这样输入初始信号AS1，AS2，使得被检测的按压参数CpB；FpB的实际值I.CpB；I.FpB对应按压参数CpB；FpB的理论值S.CpB；S.FpB。
以下进一步详细描述被调节的制动力FB的构成和消除，以及制动活塞144；244的被动载荷校正的紧急制动力FN的提供。
制动盘16通过制动层12按压在制动面15上而被制动。所述按压在已调节的制动力FB的作用下或者在制动活塞144；244的被动载荷校正的紧急制动力FN的作用下进行，所述制动活塞容纳在制动缸143；243中并且承受在制动缸143；243中调制构成的液压压力CpB的作用或者承受向液压缸提供的被动载荷校正的液压压力CpN。制动活塞44的调节的制动力FB或紧急制动力FN通过压紧设备13转换成已调节的按压力FpB或被动的按压力FpN，也就是通过压力设备13作为压紧力FpB或FpN传递给制动层12。
在此利用泵送装置45通过在制动缸43的移出腔室143.1；243.1中形成调制的液压压力CpB而形成调制的制动力FB。为此泵送装置45将液压油形式的液压液从容器41通过止回阀47泵送到制动缸43的移出腔室143.1；243.1中。止回阀47在泵送装置45关闭时阻止液压油流回容器41。
利用制动阀46通过在制动缸43的移出腔室143.1；243.1中调制地消除液压压力CpB而调制地消除制动力FB。制动阀46优选具有非连续连通的阀座，其具有非常小的泄漏。
液压节流阀48和49限制了在制动缸143；243的移出腔室143.1；243.1中液压压力的形成的速度和在制动缸143；243的移出腔室143.1；243.1中液压压力的消除的速度。
因为轨道机车1的重量和由此要制动的质量根据装载状态而变化，因此过高施加的紧急制动力FN会导致过度制动，或者过低施加的紧急制动力FN会导致轨道机车的制动不足。过度制动可能导致滑动和车轮6和轨道S的磨平。而制动不足可能导致不允许的很长的制动距离。
为了避免这些情况，在按照本发明的制动单元9；109；209中设置器件，其用于提供作为负载校正后的紧急制动力的紧急制动力FN。在此，当：
a)车辆静止或/和
b)门解锁已经撤销和/或门已经关闭和/或
c)等待解除制动的指令和/或
d)等待行驶指令和/或
e)车辆的速度小于10km/h时，
紧急制动力的调节——亦即这种紧急制动力与车辆当前重量的适配——在许用范围内(空车/已装载)进行。
负载校正的紧急制动力FN这样被提供，即被动的负载校正的液压压力CpN被施加在制动缸的移出腔室143.1；243.1上。为此理论值-力-转换设备132；232具有在预紧压力pN作用下将液压系统42连接到连接部段42.1上的加压器50和另一个控制器51，其中另一个控制器51设计适用于，在返回设备37的电子初始信号AS3(在输入监测设备的转换信号US时通过转换设备38输出所述电子初始信号)的作用下这样释放加压器50，使得用于加载制动活塞的预紧压力pN的实际值I.pN作为液压压力CpN的实际值I.CpN传递给制动缸的移出腔室。
加压器50是气体压力存储器或备选地是弹簧存储器。
借助返回设备37可以根据负载实际值I.Last进行对预设的紧急制动理论值的负载校正，其中这样的负载校正后的紧急制动理论值被体提供作为加压器50的预紧压力的负载校正后的理论值S.pN。
理论值-力-转换设备132；232包括负载校正器件，借助所述负载校正器件，为了在连接部段42.1中构成加压器50的被动的负载校正的预紧压力pN，液压系统管道系统的连接部段42.1中的液压压力CpN根据返回设备的输出信号AS4，AS5可调节为负载校正的理论值S.CpN＝S.pN。
在此控制器件45,46同时构成负载校正器件并且设计适用于，为了预紧加压器50，在返回设备37的电子输出信号AS4、AS5(它们通过转换设备38输出)的作用下调节连接部段42.1中的液压压力的实际值I.CpN，其中借助泵送装置45可以将液压液从容器41泵入连接部段42.1中，并且其中借助制动阀46使液压液从连接部段42.1流入容器41中。与连接部段42.1相连的压力采集器形式的第五传感器检测连接部段42.1中的液压压力的实际值I.CpN，并进而同时检测预紧压力的实际值I.pN，其中返回设备37设计适用于为了调节加压器50的预紧压力pN这样输出输出信号AS4、AS5，使得被检测的实际值I.CpN＝I.pN对应负载校正的理论值S.CpN＝S.pN。
另外的控制器件51由快速制动阀构成。在快速制动阀51打开(断电)时加压器50被填充——加压器的预紧压力也在与负载有关的过低的预紧压力时通过泵送装置45(马达-泵送单元)提高，并且在与负载有关的过高的预紧压力时通过制动阀46可控地降低。在加压器50填充后快速制动阀51再次闭合并且在正常运行中保持闭合。
在加压器50被填充后，锁定活塞153；253还通过液压操控的阀52(其优选设计为可调节的)克服预紧弹簧154、254的力地返回。
通过机械操控装置155；255可将锁定活塞拉回并且将排压阀56打开。由此可以手动地松开制动单元109；209。
然而锁定活塞153；253也可以通过液压操作拉回。
若在工作中由电器30识别到需要通过加压器50的预紧压力pN的被动制动，则通过输出输出信号A3将快速制动阀51打开，用于这样将加压器50的预紧压力pN通过液压压力CpN施加至制动缸143；243。压力采集器形式的第五传感器31.5连续地测量实际值I.CpN＝I.pN并且使用该实际值尤其用于将加压器50的预紧压力pN保持在预设的工作极范围之内，并且示出这种预紧压力pN的可用性并且因此示出被动制动的可用性。如果加压器50的预紧压力pN过于剧烈地下降，则需要再次填充加压器50。此外过压阀57作为被动保险设备限制液压压力CpN。
容器41是油箱，其与外界环境隔离以使得湿气进入最小化。仅当在油箱中出现负压时，通过阀装置59补偿该负压。
两个制动活塞装置119；219具有整体标以158；258的止动器件，它们在锁定位置中设计适用于机械地止动制动活塞以用于泊车制动。
此外，两个制动活塞设备119；219具有整体标以159；259的器件，用于将第一制动件11相对第二制动件14的空气缝隙L预调节为预设的空气缝隙值S.L。所述器件159；259设计适用于在制动件11、14磨损后自动地将空气缝隙L调节为预设空气缝隙值S.L。
此外，两个制动活塞设备119；219具有整体标以160；260的复位器件，制动单元例如为了更换制动层借助所述复位器件转换成完全打开的状态。完全打开在此表示这样一种状态，其中第一制动件11相对第二制动件14的间距显然大于空气缝隙L的预设空气缝隙理论值S.L。
在图2所示的按照本发明的制动单元的第一实施形式109中，用于机械地止动制动活塞的止动器件158与用于预调节空气缝隙L的器件159和复位器件160空间上分开。
以下首先详细阐述制动活塞144的机械止动和进而制动力FB或按压力FpB的持续的机械式保持——亦即泊车制动功能。
由于以液压压力CpB加载的电子液压的理论值-力-转换设备132的液压部件的泄漏，液压压力CpB和最终进而压紧力FpB也会在一段时间后下降。为了限制压紧力FpB的泄漏，则可选地在泊车制动情况中机械地阻止制动活塞144的运动。这借助制动器件158实现。
止动器件158为此包括非自锁的螺纹杆161，其对中地旋拧到制动活塞144中，并且支承在制动缸143中。与螺纹杆161相连的锁定轮162在锁定活塞153的锁定位置上被阻止旋转，因为在锁定位置中，锁定活塞153的止动棘轮153.1嵌入锁定轮162的的锁定槽162.1中，由此制动活塞144的运动被阻止，并且因此此时占主要地位的用于轨道机车1泊车(驻车)的实际值I.FpB被保持。通过机械操控装置155可将锁定活塞153从其锁定位置中回引到解锁位置中并且使排压阀56打开。由此可以手动地松开制动单元109。
以下阐述空气缝隙L的校准。
在制动单元的松开位置中，其中复位弹簧22的力大于由制动力FB形成的压紧力FpB，制动活塞144的第一止挡144.1在复位弹簧22的力的作用下贴靠在设计为锁定滑块的锁定元件163的相对应的第一止挡163.1上。在构成液压压力CpB时，制动活塞144通过螺纹杆161的旋转移动一个从锁定滑块的第一止挡163.1至第二止挡163.2的调节路程，所述调节路程等于预设的空气缝隙值S.L。在制动件11、14未磨损时制动活塞144在制动力FB的预设最大值时以第二止挡144.2止挡在第二止挡163.2上。但是若由于制动件11、12磨损而在制动力FB的最大值之前到达第二止挡163.2，则液压压力CpB的继续增加会导致制动活塞144在制动滑块163随动的情况下继续移动一个校准路程，两个止挡163.1和163.2在锁定滑块163上构成。这也就进行了制动活塞144的校准。
锁定滑块163配备了细小的齿部163.3，设计为棘爪的锁定构件165在预紧弹簧164的力的作用下嵌入所述齿部，因此移动了校准路程的锁定滑块163在校准结束时再次被止动。
在液压压力CpB降低时，制动活塞144不会经历校准路程，而是仅经历从第二止挡163.2至第一止挡163.1的调节路程，并且因此再次形成空气缝隙L的预设的空气缝隙值S.L。
以下进一步阐述制动活塞144的复位。棘爪165构成锁定构件，其借助预紧弹簧164保持在与锁定滑块163啮合的位置中，其中锁定滑块163将制动器的打开限制在预设的空气缝隙值上，因为第一止挡144.1和163.1相互止挡。机械操控装置155同时用作用于操纵锁定构件165的操控器件，所述机械操控装置被设计适用于将锁定构件165克服预紧弹簧164的力地滑移至从锁定滑块44松开的位置中。
在图3至12示出的按照本发明的制动单元的第二实施形式209中，用于机械止动制动活塞244的制动器件258、用于预调节空气缝隙L的器件259和复位器件260空间上没有相互分开。
在此借助止动器件258在泊车制动的情况中机械地锁止制动活塞244的运动。
为此止动器件258又包括非自锁的螺纹杆261，其对中地旋拧到制动活塞244中，并且支承在制动缸243中。锁定轮262通过在此为端齿的齿部262.2与螺纹杆261的齿部261.2相连，所述锁定轮通过锁定活塞253的止动棘轮253.1阻止其转动。由此制动活塞244的运动被阻止，并且因此制动力FB被保持。通过机械操控装置255可以使锁定活塞253回引，并且使卸压阀56打开。由此可以手动地松开制动单元209。机械操控装置255包括具有横截面255.2的牵引活塞255.1以及用于牵引活塞的引导结构255.3，所述牵引活塞嵌入锁定活塞253中。
此外进一步阐述空气缝隙的校准。
在制动单元209的松开位置中，其中复位弹簧22的力大于由制动力FB形成的压紧力FpB，锁定轮262在复位弹簧22的力的作用下以第一止挡262.3贴靠在所对应的支承在制动缸上的第一止挡270.1上。在液压压力CpB增加时制动活塞244通过螺纹杆261的旋转移动过一调节路程，直至锁定轮以第二止挡262.4止挡在所对应的同样支承在制动缸上的第二止挡270.2上。
在制动件11、14未磨损时，锁定轮262在制动单元关闭时以制动力FB的预设最大值止挡在第二止挡270.2上。但是若由于制动件11、12磨损而在制动力FB的最大值之前到达第二止挡270.2，则液压压力CpB的继续增加会导致锁定轮262和螺纹杆261之间旋转，它们通过细小齿部262.2和261.2相连。在液压压力CpB卸载时制动活塞再次经历调节路程、而不经历校准路程，直至锁定轮止挡到第一止挡270.1上，并且因此再次产生预设的空气缝隙L。两个止挡270.1和270.2设计为可调节的。取代通过齿部262.2和261.2的连接还可以选择在锁定轮和螺纹杆之间的摩擦配合的连接、例如通过圆锥的连接。
为了完全打开制动单元209而再次使用复位器件260。操控器件275、276、277又属于该复位器件，其中在此螺纹杆261作为锁定构件借助预紧弹簧273被保持在与锁定元件262啮合的位置中，并且操控器件275、276、277设计适用于将螺纹杆261克服预紧弹簧273的力地移动至从锁定元件262松开的位置中。
操控器件275、276、277具有拉杆275、拉杆螺栓276以及通过旋转拉杆螺栓276利用引导结构275.1在拉杆中可轴向滑移的销钉277，其中预紧弹簧273支承在拉杆275上，并且其中螺纹杆261构成伸入到销钉277的运动轨道的操控面261.1，所述操控面这样设计，使得螺纹杆261在销钉277克服预紧弹簧273的力滑移时滑移至从锁定元件262上松开的位置中。
以下结合附图7至12再一次详细阐述泊车制动以及同时空气缝隙L的校准。
图7示出初始状态，其中制动单元209在空气缝隙最大时打开。
在制动活塞244上作用有恒定的、制动打开的液压力CpB，因为移入腔243.2(参照图5)被存储器41恒定地加载压力。制动活塞244被锁止在与最大空气缝隙对应的位置中。按照前述描述由螺纹杆261引起制动活塞的锁止，螺纹杆不能旋转，因为锁定轮262被止挡在第一止挡270.1上。螺纹杆261的扭矩通过相互配属的齿部261.2、261.2的啮合传递至锁定轮262上。齿部的啮合不能松开，因为螺纹杆261被制动活塞244的力轴向加载。
接近开关271是打开的，因为锁定轮的显示槽262.5位于其识别区域中。止动棘爪253.1被液压地回引。
图8示出制动单元209的中间状态，其中制动层的空气缝隙L被超过，并且制动层在没有力作用的情况下地贴靠在制动盘上。
这种状态通过提高制动缸243的移出腔室243.1中的液压压力CpB实现。克服复位弹簧22的力，并且制动活塞244移动到所示位置中。螺纹杆261相应地旋转，因为制动活塞244从一侧不能旋转地被支承并且螺纹杆261从另一侧这样被支承，使得其仅能实施旋转运动。这种轴向固定由此实现，即螺纹杆被预紧弹簧272(参照图5)压向轴向滚动轴承273.1、273.2，其又支承在制动缸243的壳体上。这种轴向力阻止了端齿部的松开。接近开关被闭合，因为显示槽262.5位于其识别区域之外。
图9示出了下一个中间状态，其中制动力被增大直至通过锁定轮262被锁止。制动活塞244也由于制动压力进一步升高而移动，直至锁定轮262止挡在第二止挡270.2上。在制动层上的力根据制动钳装置的弹簧刚度线性升高。
图10示出下一个中间状态，其中制动力FB被升高直至端齿部261.2从端齿部262.2升起。制动缸压力CpB进一步升高，这导致了制动活塞244根据制动钳刚性继续移出。但是锁定轮262和螺纹杆261不能再继续转动。由此制动活塞244拉在螺纹杆261上，因此预紧弹簧272的力被克服。端齿部261.2开始与端齿部262.2分离。直接对比附图9和图10可知，螺纹杆261已经与锁定轮262分离，尽管只有很少(由于端齿部261.2、261.2的齿数很大)。该分离过程是由螺纹杆的轴向运动和旋转运动组合而成的运动。
图11示出下一个中间状态，其中制动力FB这样大程度地升高，使得端齿部261.2相对端齿部262.2再次锁合，并且接下来锁定活塞253的止动棘爪253.1落入锁定轮262的锁定槽262.5中。制动缸压力CpB也进一步升高。螺纹杆261此外经历了轴向升高和旋转的传递，直至端齿部261.2、262.2的齿尖相面对。在下一个瞬间，端齿部261.2突然跳向端齿部262.2的下一个齿距并且再次与端齿部262.2啮合，也就是再次锁合。完全啮合进下一个齿距在几何结构方面是可行的，因为锁定轮262通过啮合过程会略微回动(从第二止挡270.2升高)。端齿部再次锁合的过程仅在制动活塞244由于制动层和制动盘磨损而可以移出足够远时进行。若还没达到这种磨损状态，则端齿部261.2在制动单元松开时再次回移到与端齿部262.2原始的啮合中。接下来锁定活塞253的液压阻止被取消并且其借助弹簧力落入锁定轮262的锁定槽262.1中。
图12示出泊车制动的目标状态，其中止动器件158——即机械泊车制动止动装置——是启动的。制动缸压力CpB也降低，制动活塞244后退移动，直至其后退运动被锁定销253锁止。
按照本发明的制动单元尤其提供了以下优点：
制动单元不具有外部液压接口并且因此没有与车辆的液压的管道、管或软管的连接。制动单元仅具有作为相对车辆或制动控制装置的外部的接口的接口，其用于信号的供电或传递。集成的液压开关因此以紧凑结构方式通过提供已调节的制动力FB实现主动调节的工作制动、紧急指定或快速制动、液压和/或机械促动和可止动的泊车制动功能以及通过提供被动紧急制动力FN实现被动的紧急制动。
空气缝隙L的调节和磨损校准尤其可以设计简单滴实现，并且可移动零件在此位于液压介质中，由此卡死的危险和可移动零件的磨损被减小。
通过间距传感器171和/或开关271可以安全地识别松开的制动单元。附加地借助传感器设备31可以识别固定的制动器。
借助按照本发明的制动单元9；109；209可以实现检测调节的制动系统8，其在运行中附加地提供制动可靠性。
通过按照本发明的制动单元的制动特征值的参数化，按照本发明的制动单元可以方案专属地以简单方式被调节，因此借助这种制动单元可以实现最高程度的标准化。

Claims (12)

1.一种用于车辆的制动单元(9；109；209)，其具有制动缸(143；243)、在制动缸中可轴向引导的制动活塞(144；244)和用于调节空气缝隙(L)的器件(159；259)，所述器件构成两个相互对应的第一止挡(144.1,163.1；270.1,262.3)，所述第一止挡在制动单元打开时相互止挡，其中所述第一止挡中之一(163.1；262.3)在与制动活塞功能连接的锁定元件(163；262)上构成，其特征在于，锁定构件(165；261)在预紧弹簧(164；273)的力的作用下这样与锁定元件(163；262)啮合，使得锁定元件(163；262)在第一止挡(144.1,163.1；270.1,262.3)止挡时被锁定构件卡止，其中操控器件(155；275,276,277)设计适用于将所述与锁定元件(163；262)啮合的锁定构件(165；261)克服预紧弹簧(164；273)的力地移动到从锁定元件上松开的位置中。
2.按照权利要求1所述的制动单元(9；109；209)，其特征在于，所述车辆是轨道机车(1)。
3.按照权利要求1或2所述的制动单元(9；109；209)，其特征在于，操控器件(155；255,276,277)是机械式的。
4.按照权利要求1或2所述的制动单元(109)，其特征在于，锁定元件(163)是锁定滑块，所述锁定滑块咬合在制动活塞(144)上构成的随动件，并且锁定构件(165)是锁定棘爪，所述锁定棘爪在预紧弹簧(164)的力的作用下嵌入锁定滑块的齿部(163.3)中。
5.按照权利要求1或2所述的制动单元(209)，其特征在于，锁定元件(262)是锁定轮，并且锁定构件(261)是螺纹杆，该螺纹杆通过螺纹传动机构与制动活塞(244)耦连并且通过轴承(274.1)支承在制动缸(243)上。
6.按照权利要求5所述的制动单元(209)，其特征在于，螺纹杆(261)是对中地旋拧进制动活塞(244)中的非自锁式螺纹杆。
7.按照权利要求5所述的制动单元(209)，其特征在于，操控器件具有拉杆(275)、拉杆螺栓(276)以及通过旋转所述拉杆螺栓利用引导结构在拉杆中可轴向滑移的销钉(277)，其中预紧弹簧(273)支承在拉杆(275)上，并且其中螺纹杆(261)构成伸入到销钉(277)的运动轨道中的操控面(261.2)，所述操控面这样设计，使得螺纹杆(261)在销钉(277)滑移时克服预紧弹簧(273)的力地滑移至从锁定元件(262)上松开的位置中。
8.按照权利要求1或2所述的制动单元(9；109；209)，其特征在于，锁定元件(163；262)和锁定构件(165；261)为了啮合具有相互对应的齿部(163.3,165；262.2,261.2)。
9.按照权利要求1或2所述的制动单元(9；109；209)，其特征在于，止动棘爪(253.1)设计适用于在制动单元的闭合位置中卡止锁定元件。
10.按照权利要求1或2所述的制动单元(9；109；209)，其特征在于，用于调节空气缝隙(L)的器件(159；259)构成两个相互对应的第二止挡(144.2,163.2；270.2,262.4)，所述第二止挡在制动单元关闭时相互止挡，其中第二止挡中之一(163.2；262.4)在锁定元件(163；262)上构成，在预紧弹簧(164；273)的力的作用下锁定构件(165；261)这样与锁定元件(163；262)啮合，使得锁定元件在第二止挡止挡时在制动活塞的力的作用下相对锁定构件进一步卡锁或进一步滑动。
11.一种车辆，其具有行走机构(3)，用于与行走机构的轮组(4)的制动器件摩擦配合的制动单元固定在所述行走机构上，其特征在于，所述制动单元(9；109；209)按照权利要求1至10之一构成。
12.按照权利要求11所述的车辆，其特征在于，所述车辆是轨道机车(1)。
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