CN110454528B - 用于轨道车辆的紧凑的制动驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种用于轨道车辆的制动驱动装置，包括：主体，所述主体具有制动腔；行车制动活塞，所述行车制动活塞能沿纵向轴线而相对于所述主体移动；一对杠杆，所述杠杆与所述主体铰接，并承载相应的制动板；传动机构，所述传动机构包括辅助体、与所述杠杆相铰接的一对推动件、能沿垂直于所述纵向轴线的横向方向而相对于所述辅助体移动的一对支架，以及一对间隙调整器，各所述间隙调整器均设置在相应的支架与相应的推动件之间，传动机构包括浮动件，所述浮动件能围绕垂直于所述纵向轴线和横向轴线的轴线而相对于所述行车制动活塞自由地转动，其中所述浮动件携带能与所述支架的凸轮表面相配合的第一对止推轴承和第二对止推轴承。

Description

用于轨道车辆的紧凑的制动驱动装置
技术领域
本发明涉及用于轨道车辆的盘式制动器，并涉及紧凑的制动驱动装置，其构造为能向对称地设置在轨道车辆的盘或轮的两侧的两个制动靴施加制动力。
现有技术
在轨道应用中，盘式制动器为包含两个制动靴的广泛使用的类型，制动靴能在由相对于轮或盘的表面对称地设置的两个杠杆的促动下作用在轨道车辆的盘或轮的相反的径向表面上，其中，杠杆由制动驱动装置所促动，该制动驱动装置包括可沿纵向方向移动的至少一个活塞。
还已知道，在制动驱动装置中，通过相对于制动活塞的移动方向对称地设置的两个间隙调整器来向承载制动靴的杠杆施加制动力。间隙调整器的目的在于，无论制动板如何磨损，都保持制动板与轮或盘之间具有恒定的距离。
在WO2008/015569中描述了这种类型的制动驱动装置的一个例子。该文献描述了包含可沿纵向方向移动的制动活塞的制动驱动装置，该制动活塞能驱动可沿相对于上述纵向方向的横向方向移动的两个推动件。制动驱动装置通过相对于纵向轴线对称地设置的两个间隙调整器来驱动推动件。制动力通过力倍增机构而从制动活塞传递给推动件。在WO2008/015569的图4A、图4B和图5所示的实施例中，力倍增机构包括可沿上述纵向方向运动的楔块，该楔块与可沿上述横向方向移动的两个支架配合。
发明内容
本发明的目的在于提出一种非常紧凑且具有较大的制动力增大率的用于轨道车辆的制动驱动装置。本发明的另一目的在于提出一种用于增大制动力的机构，其允许位于主轴线两侧上的支架具有不对称的行程。
根据本发明，提出了一种用于轨道车辆的制动驱动装置，包括：主体，所述主体具有制动腔；行车制动活塞，所述行车制动活塞能沿纵向轴线而相对于所述主体移动；一对杠杆，所述杠杆与所述主体铰接，并承载相应的制动板；传动机构，所述传动机构包括辅助体、与所述杠杆相铰接的一对推动件、能沿垂直于所述纵向轴线的横向方向而相对于所述辅助体移动的一对支架，以及一对间隙调整器，各所述间隙调整器均设置在相应的支架与相应的推动件之间，传动机构包括浮动件，所述浮动件能围绕垂直于所述纵向轴线和横向轴线的轴线而相对于所述行车制动活塞自由地转动，其中，所述浮动件携带有能与所述支架的凸轮表面相配合的第一对止推轴承和第二对止推轴承。
优选地，制动驱动装置包括一对推动撑杆，所述推动撑杆相对于所述行车制动活塞固定，并与所述浮动件的相应的V形座相接合。
优选地，主体包括一对纵向引导件，所述纵向引导件与所述推动撑杆相接合。
优选地，所述推动撑杆和所述座具有沿垂直于所述纵向轴线和所述横向轴线的轴线而彼此接触的相应的圆柱形端部。
优选地，所述轴线能根据制动力的方向而相对于所述止推轴承的旋转轴线向下移动。
优选地，所述凸轮表面均包括与倾斜部分相邻的圆柱形部分，所述圆柱形部分的半径等于所述止推轴承的曲率半径。
优选地，所述间隙调整器均包括与相应的推动件的螺纹部分相接合的螺母，所述螺母具有能与相应的支架的第一球形表面和第二球形表面相配合的球形表面。
优选地，所述螺母均在作用于相应的止推轴承上的两个弹簧之间轴向地压缩。
优选地，所述推动件与用于向外推动所述推动件的单个弹簧相配合。
附图说明
下面将参照附图来对本发明进行详细描述，这些附图仅作为非限制性实施例而给出，其中：
图1显示了根据本发明的用于轨道车辆的盘式制动器的轴向截面，
图2显示了图1中由箭头II所指部分的尺寸放大的细节图，
图3显示了沿图2中的线III-III的截面，
图4显示了沿图1中的线IV-IV的截面，
图5显示了图4中由箭头V所指部分的尺寸放大细节图，
图6显示了在施加制动力的期间图1中由箭头VI所指部分的细节图。
具体实施方式
在图1中，用于轨道车辆的盘式制动器总成由10所标示出。盘式制动器总成10包括制动驱动装置12，其可驱动承载了相应的制动靴16的两个杠杆14，其中各制动靴16设有相应的制动板18。制动板18作用在轨道车辆的轮20的相反的径向表面上。盘式制动器总成10还可设置有例如安装在轮的轴线上或从轮20处悬臂式地向外伸出的相对于轮20的单独的盘。
制动驱动装置12包括具有两个耳部26的主体22，这两个耳部携带了两个销钉24，杠杆14铰接在上述销钉上。
在图1所示的实施方案中，制动驱动装置12包括能在主体22内沿纵向轴线A移动的行车制动活塞28和驻车制动活塞30。在一个未示出的替代实施方案中，制动驱动装置12仅具有行车制动活塞28。在这种情况下，主体22会缺少容纳驻车制动活塞30的部分。
行车制动活塞28容纳于制动腔32中，该制动腔与压缩流体源相连。密封件34建立了行车制动活塞28与制动腔32的侧壁之间的密封接触。复位弹簧36将行车制动活塞28推向制动释放位置。
驻车制动活塞30(如果有的话)容纳于制动释放腔38中，并设置有密封件40。压缩弹簧42向驻车制动活塞30施加驻车制动力。传动件44将驻车制动力从驻车制动活塞30传递至行车制动活塞28。在制动释放腔38中的流体压力将驻车制动活塞30推向制动释放位置。在制动释放腔38中的压力减少时，驻车制动活塞30在弹簧42的作用下而移动到驻车制动位置中。在图1中，轴线A的左侧显示了处于制动位置中的驻车制动活塞30，而轴线A的右侧显示了处于制动释放位置中的驻车制动活塞30。
制动驱动装置12包括传动机构46，该传动机构将制动力传递给杠杆14。传动机构46包括与主体22相固定的辅助体48。辅助体48沿着垂直于纵向轴线A的横向轴线B延伸。传动机构46包括两个支架50，支架在辅助体48中沿着横向轴线B被引导，且位于纵向轴线A的相反两侧上。两个支架50与相应的推动件52通过下文所述的方式相连。各个推动头52与相应的杠杆14铰接。
参照图2、图3和图4，传动机构46包括浮动件56，该浮动件携带两对止推轴承58，这两对止推轴承能围绕垂直于纵向轴线A和横向轴线B的两个轴线C而相对于浮动体56自由地旋转。止推轴承58安装在固定于浮动件56上的相应的销钉60上。
行车制动活塞28承载了与行车制动活塞28相固定的两个撑杆62，这两个撑杆62与形成于浮动件56中的相应的V形座64相接合。撑杆62和相应的座64具有彼此接触的相应的圆柱形端部66、68。浮动件56能围绕垂直于纵向轴线A和横向轴线B的轴线D而相对于撑杆62自由地转动。轴线D由圆柱形端部66、68之间的相交位置以及穿过纵向轴线A并垂直于横向轴线B的平面所限定。轴线D为行车制动活塞28沿其向浮动件56施加制动力的轴线。参照图2，根据本发明的特性，参照施加力的方向，推动轴线D低于止推轴承58的轴线C。参照图3和图4，两个撑杆62和两个座64与辅助体48的相应的侧壁相邻。如图3所示，撑杆62与形成于主体22中的相应的纵向引导件70相接合，该纵向引导件70能防止撑杆62围绕轴线A旋转。
参照图1、图2、图4和图6，止推轮58与支架50的相应的凸轮表面72相配合。各个凸轮表面72具有与轴线A相平行的直线式的上部部分、带有弓形形状的中间部分(该弓形形状的半径等于止推轴承58的外半径)，以及楔形的下部部分。
参照图4和图5，支架50通过相应的间隙调整器74而与相应的推动件52相连。各个间隙调整器74包括带有球形外表面82和母螺纹的螺母80，。传动机构46的两个推动件52均包括沿横向方向延伸的带有螺纹的管状部分76。该管状部分76例如具有外螺纹78，该外螺纹带有梯形轮廓的螺纹以及多个螺旋线(例如，四个螺旋线)。各个管状部分76的螺纹78通过可逆式连接而与螺母80的螺纹相接合。各个支架50具有第一球状表面84和第二球状表面86，它们的半径等于螺母80的球状表面82的半径。
参照图5，间隙调整器74包括作用在支架50、推动件52和螺母80上的一系列的压缩弹簧。间隙调整器74的所有的弹簧都能产生沿横向轴线B的直接弹性力。第一弹簧86设置在辅助体48与相应的支架50之间，并能将支架50推抵在相应的一对止推轴承58上。相对于辅助体48固定的挡件87形成了用于支架50的在第一弹簧86的推动作用下的行程终点。第二弹簧88设置在两个推动件52之间，位于两个管状部分76内，并趋向于相对于辅助体48向外推动两个推动件52。第三弹簧90设置在与相应的支架50相固定的支撑件92与位于螺母80的内侧上的第一止推轴承94之间。第四弹簧95设置在辅助体48与第二支撑件96之间，该第二支撑件能克服弹簧95的作用而沿轴线B的方向向外移动。第二支撑件96具有球形表面98，该球形表面朝向第二止推轴承104的轴承环的相应的球形表面100，其中沿轴线B的方向具有一定空隙，该第二止推轴承104位于螺母80的外表面上。
根据本发明的制动驱动装置12的操作如下。
图1显示了在制动腔32中没有流体压力而在制动释放腔38中有流体压力的情况。制动释放腔38中的流体压力将驻车制动活塞30向上(在图1中)推动到制动释放位置中。复位弹簧36将行车制动活塞32向上推动到制动释放位置中。
在该操作环境下，第一弹簧86将支架50推向彼此，即，推向辅助体48的中心处。支架50的凸轮表面72作用在止推轴承58上，并向上推动浮动件56。支架50的第一球形表面84被压到螺母80的相应的球形表面82上，并能防止螺母80围绕轴线B旋转。螺母80与相应的推动件52的相应的螺纹部分78相接合。由此，支架50将相应的推动件52推向辅助体48的中心处。
从该环境开始，可通过将制动驱动装置12的制动腔32与压缩流体源相连来控制行车制动。制动腔32中的压缩流体会产生制动力，该制动力能使行车制动活塞28向下移动。
行车制动活塞28通过与浮动件56的相应的V形座64相接合的两个撑杆62来与浮动机构56相接合。由此，行车制动活塞28的向下移动会通过撑杆62与座64的圆柱形端部66、68之间的接触来给浮动件56施加制动力。因此，浮动件56被来自于行车制动活塞28的行车制动力向下推动。止推轴承58压在支架50的凸轮表面72上，并沿横向方向B向壳体48之外推动支架50。
参见图4和图5，向外推动支架50使得支架50的第一球形表面84与螺母80的球形表面82分离开，并使支架50的第二球形表面86与螺母80的球形表面82相接触。在支架50的向外移动期间，存在螺母80与支架50的第一球形表面84和第二球形表面86分离开的时刻。此时，螺母80能围绕轴线B自由地旋转。在弹簧88的作用下，推动件52向外移动，并能对间隙的行程进行调节，直到板18与轮20或盘的相应的制动表面相接触为止。这种间隙调节的移动是通过螺母80能围绕轴线B自由地旋转来实现的。支架50继续向外移动，支架50的第二球形表面86与螺母80的相应的球形表面相接合。此时，支架50的第二球形表面86与螺母80的球形表面82之间的摩擦能防止螺母80围绕轴线B旋转。支架50的向外移动通过螺母80和螺纹部分78而将制动力传递给推动件52。
在螺母80与支架50的第一球形表面84和第二球形表面86分离开时，螺母80借由作用在止推轴承94、104上的弹簧90、95的力而在轴向上得以保持。
在支架50的第二球形表面86与螺母80的球形表面82相接合时，螺母80与支架50一起沿轴线B的方向向外移动。支架50和螺母80的向外移动能压缩弹簧86和95。
在静止状态下(例如，在没有任何制动力时)，止推轴承58接合在凸轮表面72的圆柱形部分内，该圆柱形部分的半径等于止推轴承58的半径。一旦浮动件56在制动力的作用下向下移动，止推轴承58就会与凸轮表面72的圆柱形部分相分离，并与相应的倾斜部分相接合。止推轴承58与凸轮表面72的圆柱形表面的分离会使得支架50在开始向外移动的过程中特别快速地运动，并能改善制动驱动装置12的结构的紧凑性。
参照图6，在施加制动力的期间，浮动件56能围绕轴线D自由地转动。在图6中，浮动件56显示为处于相对于静止位置旋转了角度α的位置中。浮动件56围绕轴线D的转动增大了支架50在最大弯曲侧的行程。位于最大弯曲侧上的支架行程的增加还可通过浮动体65转动所围绕的轴线D比止推轴承58定位得更低来实现。轴线D定位得比止推轴承58的旋转轴线C更低还能增大力传动的稳定性。
当然，在不违背本发明的原则的情况下，实施方案中的结构的细节可相对于所描述和显示的那些而广泛地变化，而不会因此背离由随附的权利要求书所限定的本发明的范围。

Claims (3)

1.一种用于轨道车辆的制动驱动装置，包括：
主体(22)，所述主体具有制动腔(32)，
行车制动活塞(28)，所述行车制动活塞能沿纵向轴线(A)而相对于所述主体(22)移动，
一对杠杆(14)，所述杠杆与所述主体(22)铰接，并承载相应的制动板(18)，
传动机构(46)，所述传动机构包括辅助体(48)、与所述杠杆(14)相铰接的一对推动件(52)、能沿垂直于所述纵向轴线(A)的横向方向(B)而相对于所述辅助体(48)移动的一对支架(50)，以及一对间隙调整器(74)，各所述间隙调整器均设置在相应的支架(50)与相应的推动件(52)之间，
其特征在于，所述传动机构(46)包括浮动件(56)，所述浮动件能围绕垂直于所述纵向轴线(A)和横向轴线(B)的轴线(D)而相对于所述行车制动活塞(28)自由地转动，其中，所述浮动件(56)携带有能与所述支架(50)的凸轮表面(72)相配合的第一对止推轴承和第二对止推轴承(58)；
所述制动驱动装置包括一对推动撑杆(62)，所述推动撑杆相对于所述行车制动活塞(28)固定，并与所述浮动件(56)的相应的V形座(64)相接合；
所述主体(22)还包括一对纵向引导件(70)，所述纵向引导件与所述推动撑杆(62)相接合；所述推动撑杆(62)和所述座(64)具有沿垂直于所述纵向轴线(A)和所述横向轴线(B)的轴线(D)而彼此接触的相应的圆柱形端部(66 ,68)；所述轴线(D)能根据制动力的方向而相对于所述止推轴承(58)的旋转轴线(C)向下移动；
所述凸轮表面(72)均包括与倾斜部分相邻的圆柱形部分，所述圆柱形部分的半径等于所述止推轴承(58)的曲率半径；
所述间隙调整器(74)均包括与相应的推动件(52)的螺纹部分(78)相接合的螺母(80)，所述螺母(80)具有能与相应的支架(50)的第一球形表面(84)和第二球形表面(86)相配合的球形表面(82)。
2.根据权利要求1所述的制动驱动装置，其特征在于，所述螺母(80)均在作用于相应的止推轴承(94 ,104)上的两个弹簧(90 ,95)之间轴向地压缩。
3.根据权利要求1所述的制动驱动装置，其特征在于，所述推动件(52)与用于向外推动所述推动件(52)的单个弹簧(88)相配合。
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