CN104955706B - 用于交通工具的制动单元和具有这种制动单元的交通工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于交通工具、尤其是有轨交通工具(1)的制动单元(9；109；209)，其具有制动缸(143；243)、在所述制动缸中沿轴向导引的制动活塞(144；244)和用于调节空气间隙的器件(159；259)，所述器件形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，所述器件形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闭合时相互止挡，其中，所述第一止挡之一(163.1；262.3)设计在与制动活塞有效连接的锁止元件(163；262)上。为了在设计上简化空气间隙的调节，按本发明规定，所述第二止挡之一(163.2；262.4)也设计在与制动活塞有效连接的锁止元件(163；262)上，其中，锁止部件(165；261)在预紧弹簧(164；273)的力的作用下这样与所述锁止元件啮合，使得所述锁止元件在第一止挡(144.1、163.1；270.1、262.3)发生止挡时被所述锁止部件锁止并且在第二止挡(144.2、163.2；270.2、262.4)发生止挡时能够在制动活塞(144；244)的力的作用下相对于锁止部件继续卡锁或者继续滑动。本发明还涉及一种具有这种制动单元(9；109；209)的交通工具(1)。

Description

用于交通工具的制动单元和具有这种制动单元的交通工具
本发明涉及一种用于交通工具、尤其是有轨交通工具的制动单元，其具有制动缸、在所述制动缸中沿轴向导引的制动活塞和用于调节空气间隙的器件，所述器件形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，所述器件形成两个相互对应的第二止挡，所述第二止挡在制动单元闭合时相互止挡，其中，所述第一止挡之一设计在与制动活塞有效连接的锁止元件上。
这种制动单元例如由专利文献US 4,319,671A已知，其中，将活塞用作锁止元件，其限定出空气间隙腔，所述空气间隙腔通过液压液体与制动活塞有效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，并且由此确定制动活塞的空气间隙。为了在制动摩擦片闭合时使制动活塞在制动单元闭合时进一步移出，与制动活塞有效连接的活塞配设有球形阀，所述球形阀的球体止挡在间隔销钉上，从而使球形阀打开并且将液压液体引入制动缸内。
本发明的出发点是一种用于交通工具的制动单元，具有制动缸、在所述制动缸中沿轴向导引的制动活塞和用于调节空气间隙的器件，所述器件形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，所述器件形成两个相互对应的第二止挡，所述第二止挡在制动单元闭合时相互止挡，其中，所述第一止挡之一设计在与制动活塞有效连接的锁止元件上，本发明所要解决的技术问题在于，在设计上简化用于调节空气间隙的器件。
该技术问题按本发明这样解决，即，所述第二止挡之一也设计在与制动活塞有效连接的锁止元件上，其中，所述锁止部件在预紧弹簧的力的作用下这样与所述锁止元件啮合，使得所述锁止元件在第一止挡发生止挡时被所述锁止部件锁止并且在第二止挡发生止挡时能够在制动活塞的力的作用下相对于锁止部件继续卡锁或者继续滑动。通过用于调节空气间隙的器件的简单结构，以有利的方式减少了制动单元的重量和成本。
以在设计上可简单实现的方式，所述锁止元件可以是闭锁阀，所述闭锁阀搭接设计在制动活塞上的传动器，并且所述锁止部件是止动爪，所述止动爪在预紧弹簧的力的作用下啮合到闭锁阀的齿部内。
作为对此的备选，所述锁止元件可以是闭锁轮，并且所述锁止部件是丝杆，所述丝杆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，所述丝杆优选是同心地旋拧到制动活塞内的非自锁式的丝杆。
有利的是，所述锁止元件和锁止部件具有相互对应或者配属的齿部以便进行啮合。锁止元件与锁止部件的连接也可以不设计为齿部啮合而设计为摩擦配合式连接。
此外有利的是，锁定爪适当地设计用于在制动单元的闭合位置上锁止所述锁止元件。在锁止元件的这种锁止中，制动单元用作驻车制动器(手刹)。
此外有利的是，操纵器件适当地设计用于克服预紧弹簧的力将与锁止元件啮合的锁止部件移动到与锁止元件松脱的位置中。
所述操纵器件优选是机械式的，因此为了进行维护工作，可以不用较大耗费地通过简单的操纵手动的经由空气间隙完全打开制动单元，其特别有利于维护。
此外，操纵器件优选具有拉伸螺杆、拉伸螺杆螺栓以及能通过拉伸螺杆螺栓的旋转经过导引装置在拉伸螺杆中轴向移动的销钉。按照本发明的制动单元由此具有可移动的销钉，其中，预紧弹簧支承在拉伸螺杆上，并且其中，丝杆在销钉的运动轨道中形成突出的操纵面，所述操纵面设计为，使得丝杆在销钉移动时克服预紧弹簧的力移动到与锁止元件松脱的位置中。通过拉伸螺杆的短暂旋转，产生非自锁式的丝杆克服预紧弹簧的轴向移动并且由此使设计为闭锁轮的锁止元件与设计为丝杆的锁止部件之间的齿部啮合松脱并且例如在复位弹簧的弹簧力作用下使制动活塞完全移动回来。在此，拉伸螺杆螺栓可以通过接口与工具耦连，所述工具可以从易接触到的位置实现拉伸螺杆螺栓的旋转。在此还有利的是，参与调节空气间隙和使制动活塞复位以完全打开制动单元的机械部件处于液压区域内，因此显著减少了这些部件被夹住的风险和部件的磨损。
本发明还涉及一种交通工具，尤其是有轨交通工具，其具有行走机构，在所述行走机构上固定有按照本发明的制动单元，所述制动单元用于与行走机构的轮组的制动器件形成摩擦配合。
为了进一步阐述本发明：
图1示出按照本发明的形式为有轨交通工具的交通工具，其中，转向架的轮组分别配置有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和图4示出按照本发明的制动单元的第二实施形式；
图5和图6以不同的剖视图示出图3和图4所示的制动单元的制动活塞装置并且
图7至图12示出图5和图6所示的制动活塞装置的部件在其运动过程的不同位置上的情形。
按照图1，有轨交通工具1具有车厢2.1、2.2、…、2.n，它们的车身以此处未示出的方式分别通过二次悬架由两个形式为转向架3的行走机构承载。转向架3分别具有两个轮组4。所述轮组4分别具有轴5，车轮6保持在轴5的端部上。在此，轮组4的轴5以此处未示出的方式可旋转地支承在轮组轴承中，所述轮组轴承通过壳体和主悬架连接在相应转向架3的转向架框架7上。有轨交通工具1还具有在此整体用附图标记8表示的制动系统。
有轨交通工具1的每个轴5通常分别配置有至少一个按照本发明的制动单元9。因此，每个车厢2.1、2.2、…、2.n均具有至少四个这种制动单元9。
每个制动单元9具有制动促动器10和由制动促动器10操纵的第一制动器件11，所述第一制动器件形式为配设有制动摩擦片12的压紧装置13。在此，每个这种制动单元9的第一制动器件11分别与第二制动器件14共同作用，所述第二制动器件形式为配设有制动面15的制动盘16。所述制动面15在此由两个部分制动盘16.1、16.2构成，它们固定在对应于制动单元9的车轮6的两侧上，因此配设有两个部分制动盘16.1、16.2的车轮6构成形式为车轮制动盘的制动盘16(参见图2和图3)。
但也可以取代车轮制动盘设置轴制动盘，其中，在车轮旁边抗扭地布置在轴5上的单独的盘可能配设有制动面。此外，第一制动器件也可以与形式为车轮或者形式为制动圆筒的第二制动器件共同作用。
配设有制动摩擦片12的压紧装置13可在制动促动器10的作用下通过制动盘16被压紧，以便在第一制动器件11与第二制动器件14之间建立摩擦配合式连接。
制动促动器10是电动液压式制动促动器。
制动系统8具有中央控制设备17a以及在每个车厢2.1、2.2、…、2.n内具有制动控制装置17b，所述制动控制装置由一个或两个制动控制设备17b.1和17b.2构成。在此，制动控制设备17b.1和17b.2可通过拉伸总线18a由控制系统8的中央控制设备17a控制，所述中央控制设备例如由交通工具中央控制装置构成。
制动单元9的制动促动器10或者制动促动器组通过制动控制装置17b分别获得制动指令。在此，制动指令可以通过一个或多个控制线18b和/或总线和/或通过无线传输至制动促动器10。
图2示意性示出按照本发明的制动单元的第一实施形式109，所述制动单元具有制动促动器的第一实施形式110。
图3和图4示出按照本发明的制动单元的第二实施形式209，所述制动单元具有制动促动器的第二实施形式210，并且图5至图12示出制动促动器的第二实施形式210的细节。
然而，制动单元的两个实施形式109和209的区别基本上只在于其制动促动器110或210的整体上用附图标记119或219表示的制动活塞装置的设计构造，因此制动单元的两个实施形式109和209的基本上设计相同的构件在图2或图3至图12中分别标有相同的附图标记。
制动单元9的两个实施形式109和209具有整体上用附图标记20表示的连接件，以便固定(悬挂)在转向架框架7上，压紧装置13保持在所述连接件上。所述连接件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。但制动单元109；209也可以固定在行走机构的其它位置上，例如固定在变速器壳体或者转向架的轮组法兰上。
压紧装置13借助两个制动杆21设计为制动卡钳。但作为备选，压紧装置也可以设计为制动钳。
在将制动单元109；209初次装配在转向架框架7上期间，可以借助螺栓连接20.2调整制动单元109；209在转向架框架7上的位置，然而事后的调整是非常耗费的。
尽管如此，在初次装配制动单元109；209之后的运行使用中，还是可能由于制动盘16的制动面15和制动摩擦片12的不均匀磨损、由于转向架3的相对运动或者由于压紧装置13的不可接近性，导致只有一个制动摩擦片12贴靠在对应于其的制动盘16的制动面15上或者两个制动摩擦片12与制动面15的空气间隙L具有不同大小。也就是在运行使用中可能出现制动器件11、14单侧贴靠的情况。
因此，两个制动杆21中的每一个分别配置有弹簧元件22。所述弹簧元件22分别以第一端部支承在对应的制动杆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中的每一个的夹紧力均是可调节的。然而这在此只在制动单元的第二实施形式209中示出。在此，按照图3和图4分别借助整体上用附图标记23表示的调节装置调节每个弹簧元件22的夹紧力。
所述调节装置23分别包括调节螺栓23.1(也称为“调整螺栓”或者“止挡螺栓”)、对应的制动杆20的螺纹孔(用于使调节螺栓23.1啮合)和设计在相应制动杆内的导引切缝，用于导引支承在制动杆上的设计为杠杆状边脚的弹簧元件的端部。
对弹簧元件22的夹紧力的调节提供了这种可能性，即在运行使用中可以迅速而简单地对制动器件11、14的单侧贴靠作出响应。例如可以补偿制动单元109；209的固定沿横向y相对于制动盘16的制动面15的相对错移并且由此使制动单元109；209相对于制动盘16定中心。
为了形成制动卡钳，两个制动杆21分别借助连接销栓24铰链式地与连接件20相连。
制动杆21的第一力臂铰链式地与制动促动器110；210的容纳部25、26相连。通过容纳部25的升降运动，使容纳部25、26相互远离并且由此使第一力臂相互叉开。在制动杆21的第二力臂上布置有制动摩擦片12，所述制动摩擦片在第一力臂相互叉开时通过制动盘16压紧。
除了使制动摩擦片12在制动盘16两侧的空气间隙L相同的功能(定中心功能)，弹簧元件22还具有复位功能。复位功能是指在制动促动器110；210没有向压紧装置引入用于压紧所述压紧装置13的操纵力时，打开制动卡钳。
按照本发明的制动单元的第二实施形式209也配备有整体上用附图标记27表示的用于平行导引制动摩擦片的装置，但它们的细节在此不进一步描述。
制动促动器的两个实施形式110和210分别包括局部电子器件30、传感器装置31和电动液压式额定值-力-转换装置132；232，其中，制动促动器110；210及其组成部件30、31和132；232和第一制动器件11借助连接件20连接为一个结构单元。
以下根据在图2中所示的制动促动器的第一实施形式110详细阐述局部电子器件30、传感器装置31和电动液压式额定值-力-转换装置132；232的主要细节。制动促动器的第二实施形式210的相应部件在图3和图6中示出并且相应地标记。
局部电子器件30形成额定值检测单元33，后者配设有额定值校正装置34。局部电子器件还构成额定值调节装置35、监测装置36、跳返装置37和切换装置38。
根据制动指令，额定值检测单元33向制动控制装置17b的至少一个制动控制设备17a.1或17b.2请求制动额定值。借助额定值校正装置34，根据此处未示出的滑动保护装置的缩减信号进行滑动保护校正并且根据负载实际值I.Last进行制动额定值的负载校正，其中，经过这样校正的制动额定值作为压紧参量CpB；FpB的额定值S.CpB；S.FpB或者作为减速参量FvB；MvB的额定值S.FvB；S.MvB传输至额定值调节装置35。
为了确定负载实际值I.Last，在交通工具内的至少一个位置检测有轨交通工具1的车厢2.1、2.2、…、2.n的装载状态并且可靠地告知对应的制动单元109；209或者制动单元组，例如转向架内的制动单元组。
电动液压式的额定值-力-转换装置132；232包括用于提供液压液体的容器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。所述控制器件45、46适当地设计用于在额定值调节装置35的通过切换装置38发出的输出电信号AS1、AS2的作用下调节制动缸143；243内的液压压力CpB的加载制动活塞144；244的实际值I.CpB。
通过用液压压力CpB加载制动活塞144；244得到的压紧力FpB的实际值I.FpB通过第一制动器件11与第二制动器件14的摩擦配合转化为减速力FvB的实际值I.FvB或者减速力矩MvB的实际值I.MvB。
控制器件之一是泵机组45，借助泵机组可以将液压液体从容器41泵送到制动缸43内。另一控制器件是制动阀46。所述制动阀46适当地设计用于使液压液体从制动缸43流出进入容器41。
作为制动单元109；209的组成部件的传感器装置31借助第一传感器31.1(压力传感器)确定液压压力的实际值I.CpB或者借助第二传感器31.2确定压紧力的实际值I.FpB作为压紧参量的实际值和/或借助第三传感器31.3确定减速力的实际值I.FvB或者借助第四传感器31.4确定减速力矩的实际值I.MpB作为减速参量的实际值。
同样作为制动单元109或209的电子器件30的组成部件的额定值调节装置35适当地设计用于为了调节减速参量FvB；MvB这样输出所述输出信号AS1、AS2，使得减速参量FvB；MvB的检测到的实际值I.FvB；I.MvB与减速参量FvB；MvB的额定值S.FvB；S.MvB一致，或者为了调节压紧参量CpB；FpB这样输出所述输出信号AS1、AS2，使得压紧参量CpB；FpB的检测到的实际值I.CpB；I.FpB与压紧参量CpB；FpB的额定值S.CpB；S.FpB一致。
以下详细描述所调节的制动力FB的增大和减小以及制动活塞144；244的被动的负载校正的紧急制动力FN的提供的细节。
制动盘16通过将制动摩擦片12压紧在制动面15上被制动。所述压紧在所调节的制动力FB的作用下或者在制动活塞144；244的被动的负载校正的紧急制动力FN的作用下进行，所述制动活塞容纳在制动缸143；243内并且处于制动缸143；243内受控增加的液压压力CpB的作用下或者处于制动缸上形成的被动的负载校正的液压压力CpN的作用下。所调节的制动力FB或制动活塞44的紧急制动力FN通过压紧装置13转换为被调节的压紧力FpB或者转换为被动的压紧力FpN，即通过压紧装置13作为压紧力FpB或FpN导引至制动摩擦片12。
在此，所调节的制动力FB的增加通过利用泵机组45使制动缸43的移出室143.1；243.1内的液压压力CpB受控地增加实现。为此，泵机组45将液压油形式的液压液体从容器41经过止回阀47泵送到制动缸143；243的移出室143.1；243.1内。止回阀47防止液压油在泵机组45关闭时回流到容器41内。
制动力FB的受控的减小通过利用制动阀46使制动缸的移出室143.1；243.1内的液压压力CpB受控地减小实现。制动阀46优选是不连续开关的中心阀，其具有非常少的泄漏量。
液压节流阀48和49限制制动缸143；243的移出室143.1；243.1内的液压压力的增加速度和制动缸143；243的移出室143.1；243.1内的液压压力的减小速度。
因为有轨交通工具1的重量并且由此其待制动的质量可能根据装载状态变化，所以设置过高的紧急制动力FN可能导致有轨交通工具1的过度制动或者设置过低的紧急制动力可能导致有轨交通工具1的制动不足。过度制动可能导致滑动并且导致车轮6和轨道S出现扁疤。制动不足可能导致制动路径达到不允许的长度。
为了避免这点，在按照本发明的制动单元9；109；209中设有用于提供作为负载校正的紧急制动力的紧急制动力FN的器件。在此，在以下情况下在允许的范围内(空载/装载)进行该紧急制动力的调节、也就是该紧急制动力与交通工具的当前重量的适配：
a)交通工具停止和/或
b)已取消车门打开和/或车门关闭和/或
c)存在解除制动的指令和/或
d)存在行驶指令和/或
e)交通工具的速度小于10km/h。
通过以下方式提供负载校正的紧急制动力FN，即，将被动的负载校正的液压压力加载到制动缸的移出室143.1；243.1上。为此，额定值-力-转换装置132；232具有通过预紧力pN连接在液压管路系统42的连接区段42.1上的压力传感器50和另一控制器件51，其中，所述另一控制器件51适当地设计用于在跳返装置37的输出电信号AS3的作用下这样启动压力传感器50，从而将用于加载制动活塞的预紧力pN的实际值I.pN作为液压压力CpN的实际值I.CpN加载到制动缸的移出室上，在监测装置的切换信号US进入时通过切换装置38发出所述输出电信号。
压力传感器50是气体压力存储器或者备选地是弹簧存储器。
借助跳返装置37，根据负载实际值I.Last对预设的紧急制动额定值进行负载校正，其中，经过这样的负载校正的紧急制动额定值作为压力传感器50的预紧力的负载校正的额定值S.pN进行提供。
额定值-力-转换装置132；232包括负载校正器件，借助它们可以根据跳返装置的输出电信号AS4、AS5将液压管路系统的连接区段42.1中的液压压力CpN调节为负载校正的额定值S.CpN＝S.pN，以便增加压力传感器50的被动的负载校正的预紧力pN。
在此，控制器件45、46同时构成负载校正器件并且适当地设计用于调节连接区段42.1中的液压压力实际值I.CpN，以便在跳返装置37的通过切换装置38输出的输出电信号AS4、AS5的作用下使压力传感器50预紧，其中，借助泵机组45可将液压液体从容器41泵送到连接区段42.1，并且其中，借助制动阀46可以使液压液体从连接区段42.1中流出进入容器41。连接在所述连接区段42.1上的形式为压力传感器的第五传感器确定连接区段42.1内的液压压力的实际值I.CpN并且由此同时确定预紧力的实际值I.pN，其中，跳返装置37适当地设计用于为了调节压力传感器50的预紧力pN这样输出所述输出信号AS4、AS5，使得所检测的实际值I.CpN＝I.pN与负载校正的额定值S.CpN＝S.pN一致。
另一控制器件51由快速制动阀构成。在快速制动阀51打开(排空)时，压力传感器50被填充，也就是说压力传感器的预紧力在与装载有关的过低预紧压力下通过泵机组45(发动机泵单元)提高并且在与装载有关的过高预紧压力下通过制动阀46受控地降低。在被填充的压力传感器50中，快速制动阀51再次被关闭并且在正常运行中保持关闭。
在被填充的压力传感器50中，还通过液压操纵的阀52克服预紧弹簧154；254的力拉住锁止活塞153；253，所述阀优选设计为可调节的。
通过机械操纵装置155；255也能够拉回锁止活塞并且打开泄压阀56。由此能够手动地松脱制动单元109；209。
然而，也可以通过液压操纵装置拉回锁止活塞153；253。
如果在电子器件30的运行中识别出，需要通过压力传感器50的预紧力pN进行被动制动，则通过输出所述输出信号A3打开快速制动阀51，以便由此将压力传感器50的预紧力pN通过液压压力CpN施加到制动缸143；243上。形式为压力传感器的第五传感器31.5连续地测量实际值I.CpN＝I.pN并且将所述实际值尤其用于将压力传感器50的预紧力pN保持在预设的运行极限值内并且由此显示该预紧力pN的可利用性以及由此显示被动制动的可利用性。如果压力传感器的预紧力pN过于强烈地降低，则需要再填充压力传感器50。此外，过压阀57作为被动的安全装置限制液压压力CpN。
容器41是油箱，其由环境大气封闭，以便将湿度简直最低。只有当在油箱中出现负压的情况下，才通过阀装置59补偿该负压。
两个制动活塞装置119；219具有整体用附图标记158；258表示的锁定器件，它们在锁止位置中适当地设计用于机械地锁定制动活塞以便进行驻车制动。
两个制动活塞装置119；219还具有整体用附图标记159；259表示的用于将第一制动器件11与第二制动器件14的空气间隙L预调为预设的空气间隙值S.L的器件。所述器件159；259适当地设计用于在制动器件11、14磨损时自动地将空气间隙L再调节为预设的空气间隙值S.L。
两个制动活塞装置119；219还具有整体用附图标记160；260表示的复位器件，借助所述复位器件能够使制动单元转入完全打开的状态，以便例如更换制动摩擦片。在此，完全打开指的是这种状态，其中第一制动器件11与第二制动器件14的距离明显大于空气间隙L的预设空气间隙值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，用于机械式锁定制动活塞的锁定器件158与用于预调空气间隙L的器件159和复位器件160在空间上分隔开。
以下首先详细阐述对制动活塞144的机械式锁定和由此对制动力FB或压紧力FpB的持久的机械式保持，即驻车制动功能。
由于电动液压式额定值-力-转换装置132的被加载液压压力CpB的液压部件的泄露，液压压力CpB并且因此最终还有压紧力FpB可能随着时间而下降。为了限制压紧力FpB的这种下降，可以可选地在驻车制动的情况下机械地锁定制动活塞144的运动。这借助锁定器件158实现。
为此，锁定器件158包括非自锁式的丝杆161，其同中心地旋拧到制动活塞144内并且支承在制动缸143上。与丝杆161相连的闭锁轮162在锁止活塞153的锁止位置中被阻止旋转，因为在锁止位置中，锁止活塞153的锁定爪153.1啮合到闭锁轮162的闭锁槽162.1中。由此阻止制动活塞144运动并且因此保持了当前的实际值I.FpB，以便使有轨交通工具1停车(驻车)。通过机械操纵装置155，能够将锁止活塞153从其锁止位置拉回松脱位置并且打开泄压阀56。由此能够手动地松脱制动单元109。
以下阐述对空气间隙L的再调节。
在制动单元的松脱位置中，复位弹簧22的力大于由制动力FB产生的压紧力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闭锁阀或者说锁止滑块的锁止元件163的对应的第一止挡163.1上。在液压压力CpB增加时，制动活塞144通过丝杆161的旋转从闭锁阀的第一止挡163.1向第二止挡163.2运动一段调节行程，所述调节行程相当于预设的空气间隙值S.L。在制动器件11、14没有磨损时，在达到制动力FB的预设最大值时，制动活塞144以第二止挡144.2止挡在第二止挡163.2上。然而如果由于制动器件11、14的磨损，在达到制动力FB的最大值之前就到达第二止挡163.2，则液压压力CpB的继续增加导致制动活塞144带动设计有两个止挡163.1和163.2的闭锁阀163继续运动一段再调节行程。也就是对制动活塞144进行再调节。
闭锁阀163配设有细齿163.3，设计为止动爪的锁止部件165在预紧弹簧164的力的作用下啮合到所述细齿中，因此移动了再调节行程的闭锁阀163在再调节过程结束时被再次锁定。
在液压压力CpB减小时，制动活塞144不运行所述再调节行程，而是只从第二止挡163.2向第一止挡163.1往回运动所述调节行程，并且因此再次产生空气间隙L的预设的空气间隙值S.L。
以下详细阐述制动活塞144的复位。止动爪165构成锁止部件，其借助预紧弹簧164保持在与闭锁阀163啮合的位置中，其中，闭锁阀163将制动器的打开限定为预设的空气间隙值，因为第一止挡144.1和163.1相互止挡。同时用作用于操纵锁止部件165的操纵器件的机械操纵装置155适当地设计用于克服预紧弹簧164的力将锁止部件165移动到与闭锁阀144松脱的位置中。
在图3至图12所示的按照本发明的制动单元的第二实施形式209中，用于机械式锁定制动活塞244的锁定器件258、用于预调空气间隙L的器件259和复位器件260在空间上没有彼此分隔开。
在此，也可以在驻车制动的情况下借助锁定器件258机械式锁定制动活塞244的运动。
为此，锁定器件258又包括非自锁式的丝杆261，其同中心地旋拧到制动活塞244中并且支承在制动缸243上。通过齿部262.2、在此是端齿与丝杆261的齿部261.2相连的闭锁轮262通过锁止活塞253的锁定爪253.1被阻止旋转。由此阻止制动活塞244运动并且因此保持了制动力FB。通过机械操纵装置255，能够拉回锁止活塞253并且打开泄压阀56。由此能够手动地松脱制动单元209。所述机械操纵装置255包括具有横向销255.2的拉伸活塞255.1以及用于拉伸活塞的导引装置255.3，所述横向销啮合到锁止活塞253内。
以下详细阐述对空气间隙的再调节。
在制动单元209的松脱位置中，复位弹簧22的力大于由制动力FB产生的压紧力FpB，闭锁轮262在复位弹簧22的力的作用下以第一止挡262.3贴靠在对应的第一止挡270.1上，所述第一止挡支承在制动缸上。在液压压力CpB增加时，制动活塞244通过丝杆261的旋转运动一段调节行程，直至闭锁轮以第二止挡262.4止挡在对应的第二止挡270.2上，所述第二止挡同样支承在制动缸上。
在制动器件11、14没有磨损时，在制动单元闭合时，在达到制动力FB的预设最大值时，闭锁轮262止挡在第二止挡270.2上。然而如果由于制动器件11、14的磨损，在达到制动力FB的最大值之前就到达第二止挡270.2，则液压压力CpB的继续增加导致通过细齿262.2和261.2相连的闭锁轮262与丝杆261之间的扭转。在液压压力CpB减小时，制动活塞244不运行所述再调节行程，而是又往回运行所述调节行程，直至闭锁轮止挡在第一止挡270.1上，并且因此再次产生预设的空气间隙L。两个止挡270.1和270.2设计为可调节的。取代通过细齿262.2和261.2形成的连接，也可以在闭锁轮与丝杆之间例如通过锥体形成摩擦配合式连接。
复位器件260又用于完全打开制动单元209。这些复位器件又包括操纵器件275、276、277，其中在此，借助预紧弹簧273将作为锁止部件的丝杆261保持在与锁止元件262啮合的位置中，并且操纵器件275、276、277适当地设计用于克服预紧弹簧273的力将丝杆261移动到与锁止元件262松脱的位置中。
操纵器件275、276、277具有拉伸螺杆275、拉伸螺杆螺栓276以及能通过拉伸螺杆螺栓276的旋转经过导引装置275.1在拉伸螺杆中轴向移动的销钉277，其中，预紧弹簧273支承在拉伸螺杆275上，并且其中，丝杆261形成伸入销钉277的运动轨道中的操纵面261.2，所述操纵面设计为，使得丝杆261在销钉277移动时克服预紧弹簧273的力移动到与锁止元件262松脱的位置中。
以下根据图7至图12再次详细阐述进行驻车制动并且同时对空气间隙L进行再调节的过程。
图7示出起始状态，其中制动单元209打开到最大空气间隙。
在制动活塞244上作用有使制动器打开的恒定液压力CpB，因为移入室243.2(参见图5)由存储器41恒定地加载压力。制动活塞244锁定在相当于最大空气间隙的位置中。制动活塞的锁定按照之前的描述由不可旋转的丝杆261引起，因为闭锁轮262止挡在第一止挡270.1上。丝杆261的扭矩通过彼此对应的齿部261.2、262.2的啮合传递到闭锁轮262上。齿部的啮合不能松脱，因为丝杆261受到制动活塞244的力的轴向负荷。
打开接近开关271，因为闭锁轮的显示槽262.5处于其识别区域内。锁定爪253.1被液压式地拉回。
图8示出制动单元209的中间状态，其中，消除了制动摩擦片的空气间隙L并且制动摩擦片在不受力的情况下贴靠在制动盘上。
所述状态通过提高移出室243.1内的液压压力CpN实现。克服复位弹簧22的力并且制动活塞244运动到所示的位置上。丝杆261相应地旋转，因为一方面制动活塞244不可旋转地支承，并且另一方面丝杆261这样支承，使得其只能进行旋转运动。这种轴向固定通过以下方式实现，即，丝杆被预紧弹簧272(参见图5)压靠在轴向滚动轴承273.1、273.2上，所述轴向滚动轴承又支承在制动缸243的壳体上。所述轴向力也防止了端齿的松脱。接近开关271是闭合的，因为显示槽262.5处于其识别区域之外。
图9示出下一个中间状态，其中，制动力增加到通过闭锁轮262实现了锁止。由于制动压力的进一步提高，制动活塞244继续运动，直至闭锁轮262止挡在第二止挡270.2上。制动摩擦片上的力与制动卡钳装置的弹簧钢性相应地线性增加。
图10示出下一个中间状态，其中，制动力FB增加，直至端齿261.2从端齿262.2上抬起。制动缸压力CpB进一步提高，这导致制动活塞244与制动卡钳刚性相应地进一步移出。但是闭锁轮262和丝杆261不能再进一步旋转。因此，制动活塞244拉伸丝杆261，从而克服了预紧弹簧272的力。端齿261.2开始与端齿262.2分开。将图9与图10直接比较可以看出，丝杆261已经与闭锁轮262分开，即使只是略微分开(由于端齿261.2、262.2的齿数较高)。分开的过程是由丝杆的旋转运动和轴向运动合成的运动。
图11示出下一个中间状态，其中，制动力FB增加到使得端齿261.2相对于端齿262.2继续卡锁并且接下来锁止活塞253的锁定爪253.1下沉到闭锁轮262的闭锁槽262.5内。制动缸压力CpB进一步提高。丝杆261的轴向抬升和旋转进行叠加，直至端齿261.2、262.2的齿尖相对置。接下来，端齿261.2突然跳跃到端齿262.2的下一个齿节中并且又与端齿262.2啮合，也就是继续卡锁。在下一个齿节中的完全啮合在几何上是可行的，因为闭锁轮262通过啮合过程略微往回运动(从第二止挡270.2上抬起)。端齿继续卡锁的这个过程只在制动活塞244由于制动摩擦片和制动盘磨损而移出足够远时才实现。如果尚未达到该磨损状态，则在制动单元松脱时端齿261.2又回到最初与端齿262.2啮合的状态。接着，不再液压地拉住锁止活塞253，所述锁止活塞借助弹簧力回落到闭锁轮262的闭锁槽262.1中。
图12示出驻车制动时的目标状态，其中，锁定器件158，也就是机械驻车制动锁定装置激活。制动缸压力CpB减小，制动活塞244往回运动，直至其往回的运动被锁止销轴253锁止。
按照本发明的制动单元尤其提供以下优点：
制动单元不具有外部液压式接口并且因此不具有与交通工具的液压式管路、管道或者软管连接。作为与交通工具或者与制动控制装置的外部接口，制动单元只具有用于提供电压或者传输信号的接口。因此，集成的液压网络以紧凑的结构方式通过提供受控股的制动力FB主动地实现了受控的运行制动、紧急制动或者快速制动、液压式和/或机械式操纵并且可锁定的驻车制动功能以及通过提供被动的紧急制动力FN实现被动的紧急制动。
空气间隙L的调节和磨损后再调节的过程尤其能够在设计上简单地实现并且运动的部分在此处于液压介质中，由此降低了运动的部分被夹住和磨损的风险。
通过距离传感器171和/或开关271可靠地识别松脱的制动单元。附加地，借助传感器装置31可以识别卡住的制动器。
借助按照本发明的制动单元9；109；209可以实现减速调节的制动系统8，其在运行中附加地提供制动路径安全性。
通过对按照本发明的制动单元的制动特征值进行参数化，能够以简单的方式使按照本发明的制动单元针对特定的项目适配，因此通过这种制动单元可以实现最高程度的标准化。

Claims (12)

1.一种用于交通工具的制动单元(9；109；209)，具有制动缸(143；243)、在所述制动缸中沿轴向导引的制动活塞(144；244)和用于调节空气间隙的器件(159；259)，所述器件形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，所述器件形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闭合时相互止挡，其中，所述第一止挡之一(163.1；262.3)设计在与制动活塞有效连接的锁止元件(163；262)上，
其特征在于，所述第二止挡之一(163.2；262.4)也设计在与制动活塞有效连接的锁止元件(163；262)上，其中，锁止部件(165；261)在预紧弹簧(164；273)的力的作用下与所述锁止元件啮合，使得所述锁止元件在第一止挡(144.1、163.1；270.1、262.3)发生止挡时被所述锁止部件锁止并且在第二止挡(144.2、163.2；270.2、262.4)发生止挡时能够在制动活塞(144；244)的力的作用下相对于锁止部件继续卡锁或者继续滑动。
2.按权利要求1所述的制动单元(109)，其特征在于，所述交通工具是有轨交通工具(1)。
3.按权利要求1或2所述的制动单元(109)，其特征在于，所述锁止元件(163)是闭锁阀，所述闭锁阀搭接设计在制动活塞(144)上的传动器，并且所述锁止部件(165)是止动爪，所述止动爪在预紧弹簧(164)的力的作用下啮合到闭锁阀的齿部(163.3)内。
4.按权利要求1或2所述的制动单元(209)，其特征在于，所述锁止元件(262)是闭锁轮，并且所述锁止部件(261)是丝杆，所述丝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。
5.按权利要求4所述的制动单元(209)，其特征在于，所述丝杆(261)是同心地旋拧到制动活塞(244)内的非自锁式的丝杆。
6.按权利要求1或2所述的制动单元(109；209)，其特征在于，所述锁止元件(163；262)和锁止部件(165；261)具有相互对应的齿部(163.3、165；262.2、261.2)以便进行啮合。
7.按权利要求1或2所述的制动单元(209)，其特征在于，锁定爪(253.1)设计得适合用于在制动单元的闭合位置上锁止所述锁止元件。
8.按权利要求4所述的制动单元(9；109；209)，其特征在于，操纵器件(155；275、276、277)设计得适合用于克服预紧弹簧(164；273)的力将与锁止元件(163；262)啮合的锁止部件(165；261)移动到与锁止元件松脱的位置中。
9.按权利要求8所述的制动单元(9；109；209)，其特征在于，所述操纵器件(155；275、276、277)是机械式的。
10.按权利要求9所述的制动单元，其特征在于，操纵器件具有拉伸螺杆(275)、拉伸螺杆螺栓(276)以及能通过拉伸螺杆螺栓的旋转经过导引装置在拉伸螺杆中轴向移动的销钉(277)，其中，预紧弹簧(273)支承在拉伸螺杆(275)上，并且其中，丝杆(261)形成伸入销钉的运动轨道中的操纵面(261.2)，所述操纵面设计为，使得丝杆(261)在销钉(277)移动时克服预紧弹簧(273)的力移动到与锁止元件(262)松脱的位置中。
11.一种交通工具，具有行走机构(3)，在所述行走机构上固定有制动单元，所述制动单元用于与行走机构的轮组(4)的制动器件形成摩擦配合，
其特征在于，所述制动单元(9；109；209)按照权利要求1至10之一进行设计。
12.按权利要求11所述的交通工具，其特征在于，所述交通工具是有轨交通工具(1)。
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