CN107000720B - 改进的制动活塞组件 - Google Patents

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Abstract

一种制动缸体活塞组件，包括：具有经由其中形成的孔的组合活塞头；定位在孔中并且联接到活塞头的罩；以及固定地焊接到罩的中空杆。此罩通过具有围绕活塞头的孔延伸的并且与罩的边沿接合的锁定凸片的一系列指部联接到活塞头。活塞头的孔具有两个梯部，其与形成在罩的外侧中的两个梯部相应，使得罩的两个梯部外径固定地定位在孔的两个梯部内径中。具有半球形腔体的塑料载盘可以定位在固定到罩的中空杆的端部内以吸收高能手制动释放。

Description

改进的制动活塞组件
技术领域
本发明涉及轨道车辆制动系统，并且更具体地说，涉及改进的制动缸体活塞组件。
背景技术
在美国铁路协会(AAR)车厢上使用的铁路制动活塞类型通常重并且包括必需单独机加工的大量部件。例如，制动缸体活塞头由铸铁制成并且然后铆接到钢中空杆。在装配过程中额外的机加工通常是必要的以解决诸如在中空杆的外径中的轧机运行的变化，以及用于在将中空杆铆接到铸造活塞头以前要求的线孔钻取。相应地，存在需要去除对额外机加工并且提供较简单装配的制动缸体活塞组件的需要。
发明内容
本发明包括制动缸体活塞组件，其包括：具有经由其中形成的孔的组合活塞头；定位在孔中并且联接到活塞头的罩；以及固定地焊接到罩的中空杆。罩通过围绕活塞头的孔延伸的一系列指部联接到活塞头并且经由锁定到罩的边沿的一组锁定凸片抓握罩的边沿。活塞头的孔包括具有第一内径的第一部分与具有比第一内径大的第二内径的第二部分。相应地，罩包括具有第一外径的第一部分与具有比第一外径大的第二外径的第二部分。当将罩与活塞头装配在一起时，罩的第一外径固定地定位在孔的第一内径中并且罩的第二外径固定地定位在孔的第二内径中。此罩包括中间腔体，并且中空杆定位在此腔体中。具有半球形腔体的塑料载盘可以定位在固定到罩的中空杆的端部内以吸收高能手制动释放。
附图说明
通过结合附图领会下面的详细描述将会更加充分地了解与理解本发明，在附图中：
图1是根据本发明的制动活塞组件的立体图；
图2是根据本发明的活塞罩与中空杆的横截面视图；
图3是根据本发明的活塞头的立体图；
图4是根据本发明的制动活塞组件的横截面视图；
图5是根据本发明的活塞组件与载盘的横截面视图；以及
图6是根据本发明的活塞组件与联接到推杆的载盘的横截面视图。
具体实施方式
现在参照附图，其中贯穿全文相同附图标记表示相同部件，在图1中可见根据本发明的用于AAR式制动缸的活塞组件10。活塞组件10包括活塞头12、联接到活塞头12的特型罩14、以及固定到罩14的中空杆16。如图2中所见，特型罩14具有限定中间腔体20的边沿18。罩14的外表面包括具有第一外径的第一梯部22，其通过肩部24与具有第二较大外径的第二梯部26分离。罩14可以由金属冲压或铸模成型并且通过焊接(诸如通过摩擦焊接)联接到中空杆16，以提供强的水密封装配，其在将罩14附接到活塞头12以前不需要任何随后的机加工。
参照图3，活塞头12包括本体30，本体30具有通过其中形成的并且沿着轴线X-X延伸的中空孔32。如在图4中所见，孔32包括具有第一内径的第一梯部34，其通过肩部36与具有第二较大内径的的第二梯部38分离。孔32的第一梯部34和第二梯部38的尺寸与罩14的第一梯部22和第二梯部26的尺寸相应，由此允许罩14固定地压配合到孔32中，以将罩14固定地附接到活塞头12的本体30。罩14与活塞头12之间的阶梯式连接操作为在活塞头12与中空杆16之间传送轴向制动载荷。活塞头12的本体30还包括定位在孔32周围并且平行于轴线X-X从本体30向外延伸的一系列柔性指部40。每个指部40都在其自由端处包括锁定凸片42，当罩14插入到活塞头12的孔32中时，锁定凸片42将与罩14的边沿18固定地接合。本体30还包括从本体30的外边缘延伸到孔32并且穿插在锁定指部40之间的一系列肋部44。肋部44提供结构支撑以便当活塞组件10被加压时，诸如当施加轨道车辆制动时，防止活塞头12的扭曲。活塞头12还包括一体的活塞引导环36以及成型件50，成型件50诸如通过包括将接收在安装于制动缸体中以前卡合到活塞头上的AAR标准包装罩的成型件而形成到活塞头12的外轮廓中。活塞头12优选地由诸如杜邦Zytel HTN51G35HSL或HTN51G45HSLl的复合材料制成，或者通过诸如注塑成型的处理形成的类似高强度工程聚合物制成，以便整体上包括上述的多个特征。
通过使活塞头12的孔32与罩14的外径对准，并且然后将两个元件轴向地按压在一起，直到活塞头12的孔32的肩部36与罩14的肩部28接合并且锁定指部40与罩14的边缘18接合，以使得在指部40的端部上的锁定凸片42固定地抓握罩14的边缘18来装配活塞组件10。
参照图5，组件10还可以包括载盘52，载盘52成形为与标准AAR制动缸体推杆54的球形端56匹配并且定位在固定到罩14的中空杆16的端部中。例如，载盘52的开口表面可以包括碟状或半球形腔体58，腔体58具有与推杆54的球形端56的曲率半径相应的曲率半径，以使半球形腔体58与推杆54的球形端56之间的表面接触的数量最大化。载盘52将制动载荷均匀地传送到罩14并且用作缓冲件，以保护罩14免受到制动缸体推杆54的高能撞击，这当在轨道车辆上释放手制动时可能发生。手制动应用通常将远离制动缸体活塞头12拉动推杆54的球形端56，并且当手制动被释放时，在制动索具中存储的大量应变能致使制动缸体推杆54快速地返回并且以高能撞击活塞头12。载盘52将吸收此能量的一部分并且致使载荷在活塞头12上方均匀地扩散。载盘52优选地由注塑成型塑料制成。
组件10与现有技术组件可互换，但是去除了加工活塞头12以适配中空杆16的需要，去除了盲铆接操作，提供了对预成型组合活塞头12与中空杆16的卡合在一起装配。组件10还提供了能量与载荷分配载盘52并且将活塞引导环集成到组合活塞头12中。由此，组件10重量较轻，并且组合活塞头12不会通过腐蚀产物腐蚀或污染制动缸体组件。

Claims (9)

1.一种制动缸体活塞组件，包括：
活塞头，其具有形成为从其中穿过的孔，所述孔包括具有第一内径的第一部分和具有比第一内径大的第二内径的第二部分；
罩，其具有中间腔体，并包括具有第一外径的第一部分和具有比第一外径大的第二外径的第二部分，所述罩的第二部分形成限定所述中间腔体的边沿，其中所述罩定位在所述孔中使得所述第一外径和第二外径分别与所述第一内径和第二内径接合，并且联接到所述活塞头；
一系列指部，其沿周向围绕所述孔从所述活塞头的第二部分延伸，并且与所述罩的限定所述中间腔体的边沿接合；和
中空杆，其延伸在所述罩的第一部分和第二部分内并且固定到所述罩的中间腔体。
2.根据权利要求1所述的组件，其中，每个所述指部都包括与所述罩的所述边沿接合的锁定凸片。
3.根据权利要求1所述的组件，其中，所述罩的所述第一外径固定地定位在所述孔的所述第一内径中。
4.根据权利要求3所述的组件，其中，所述罩的所述第二外径固定地定位在所述孔的所述第二内径中。
5.根据权利要求1所述的组件，还包括定位在固定于所述罩的所述中空杆的端部内的载盘。
6.根据权利要求5所述的组件，其中，所述载盘包括背对所述罩的半球形腔体。
7.根据权利要求6所述的组件，其中，所述活塞头由复合材料制成。
8.根据权利要求7所述的组件，其中，所述中空杆焊接到所述罩。
9.根据权利要求8所述的组件，其中所述载盘是塑料的。
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