CN111981064A - 具有用于机械式制动力锁定的锁定设备的制动缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种特别是用于轨道车辆的制动缸，该制动缸包括：用于机械式制动力锁定的锁定设备；和在壳体内可轴向运动的行车制动活塞，该行车制动活塞通过加载压力介质能够运动并且与活塞管嵌接，其中活塞管构造有非自锁的螺纹，该螺纹与可转动地支承在壳体中的螺母啮合，其中锁定设备与螺母的齿部协同作用，其中锁定设备具有一个或者多个棘爪、控制活塞、紧急释放机构和该紧急释放机构的锁止元件，制动缸如此构成，即锁定设备(10)具有操作装置(14)，该操作装置包括所述控制活塞(16)、形式上为紧急释放楔(15)的所述紧急释放机构、至少一个锁止元件(17)、至少一个蓄能元件(18)和用于手动释放的连接机构(21)。

Description

具有用于机械式制动力锁定的锁定设备的制动缸

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的制动缸，其具有用于机械式制动力锁定的锁定设备。

背景技术

轨道车辆配备有这样的制动缸。停车中的轨道车辆必须被止动以防止滚动。为此设置具有附属制动缸的停车制动器，所述停车制动器即使在无外部能源供应的情况下也必须保证相应高的制动力。

轨道车辆的这样的制动缸必须满足以下规范：

-对车辆进行止动防止非预期滚动；

-独立于外部能源供应地持续保证必要的制动力；

-对车辆的不同的驾驶台进行车辆范围的激活/停用；

-在丧失正常的操作能量时，手动停用(紧急释放)驻车制动器。

这些规范应该通过制动缸通过以下方式得到满足，即已有的行车制动器被挂入并且机械式锁定。在此，通过所谓的控制压力切换锁定机构。

停车制动器(其也称为驻车制动器)的手动停用意味着：必须释放在锁定力作用下的锁定机构。由于用于手动停用停车制动器的操作力通常大于人的手动力，所以对于紧急释放来说需要一个力传动比。

同样可能的是：控制活塞必须释放在锁定力作用下的锁定机构(例如在拖拽情况中)。为了这种情况，必须将控制活塞的活塞面设计成，使得它在确定的压力的情况下产生足够的释放力。

文献EP 2826684 B1说明了一种用于轨道车辆的制动缸，其中通过锁定行车制动器实现停车制动器。在这种情况下，锁定设备设置在行车制动器压力腔内部。在这样的具有机械式制动力锁定的制动缸中需要一个手动式紧急释放装置，该紧急释放装置在无压状态中中断锁定机构中的力锁合并且由此释放停车制动器。对一个实施方式进行了说明，在该实施方式中紧急释放装置直接作用到控制活塞上。控制活塞又直接作用到锁定设备上。在文献EP 2826684 B1中说明的制动缸具有一个较小的运行活塞，活塞作用力通过一个后置的机械式传动比得到增强。由此作用到锁定设备上的力较小。

发明内容

因此本发明的目的在于，为制动缸在无后置机械式传动比的情况下提供一种用于机械式制动力锁定的锁定设备，该锁定设备需要小的控制力或者紧急释放力。

这个目的通过具有权利要求1的特征的制动缸得以实现。

一个发明构思在于：控制机构和反正设置有传动比的紧急释放机构设置成，使得控制机构在其操作时作用到紧急释放机构上。由此保证了控制机构利用力传动比停用锁定机构。

以此产生以下优点：

-减小必要的控制力；

-减小控制机构的必要的直径；

-减小必要的结构空间。

本发明的、特别是用于轨道车辆的制动缸包括：用于机械式制动力锁定的锁定设备；和在壳体内可轴向运动的行车制动活塞，该行车制动活塞通过加载压力介质能够运动并且与活塞管嵌接，其中活塞管构造有非自锁的螺纹，该螺纹与可转动地支承在壳体中的螺母啮合，其中锁定设备与螺母的齿部协同作用，其中锁定设备具有一个或者多个棘爪、控制活塞、紧急释放机构和该紧急释放机构的锁止元件，该制动缸构造为：锁定设备具有操作装置，该操作装置包括所述控制活塞、形式上为紧急释放楔的所述紧急释放机构、至少一个锁止元件、至少一个蓄能元件和用于手动释放的连接机构。

行车制动活塞与活塞管的嵌接可以通过如下方式得以实现，即活塞例如与活塞管牢固连接(通过螺纹连接)。行车制动活塞也可以仅仅松动地插入。活塞然后在加载压力时紧压在活塞管的端部上。

本发明的制动缸有利地通过如下方式满足开头所述的规范，即已有的行车制动器被挂入和机械式锁定。在此，锁定设备通过所述的控制压力经由操作装置切换或者从锁定状态移回释放状态中。在没有控制压力时操作装置被手动地移动，然后自动锁定，以便实现并保持锁定设备的紧急释放状态。持续保持驻车制动器的手动停用(紧急释放状态)，以便保证紧急释放过程完全结束并且锁定机构不能重新嵌入。通过再次加载控制压力才取消紧急释放状态。

产生以下特别的优点：可以持续地锁定紧急释放设备，由此保证了紧急释放过程能够完全结束。

在优选的实施方式中，控制活塞、紧急释放楔和所述至少一个蓄能元件针对共同的控制轴线依次相继地且彼此同心地设置。由此产生一个紧凑且节省空间的结构。

一个另外的实施方式规定：控制活塞、紧急释放楔和所述至少一个蓄能元件在壳体中沿着控制轴线的方向可轴向滑移地引导地设置在导向通道中。由此可以实现一个简单的设计。

本发明的有利的发展通过从属权利要求的内容给出。

在一个另外的实施方式中，控制活塞与紧急释放楔联接。这一点是有利的，因为这样控制活塞能够经由紧急释放楔借助其力传动比作用到锁定设备上。

一个其他的实施方式规定：控制活塞至少部分在紧急释放楔的第一端部部段中沿着紧急释放楔的纵向方向和控制轴线的方向沿着第一控制方向和沿着与第一控制方向相反的第二控制方向相对于紧急释放楔可滑移引导地设置。这产生了结构空间减小的优点。

如果控制活塞在紧急释放楔的下侧端部部段中可滑移地引导并且通过沿轴向在第二控制方向上起作用的弹簧预紧，其中控制活塞借助轴向止动部沿轴向保持在紧急释放楔中并且通过这种方式与紧急释放楔联接，则控制活塞有利地不仅能够将压力传递到紧急释放楔上，而且还通过相对于紧急释放楔的相对运动承担另外的用于控制锁止元件的功能。

又一个另外的实施方式规定：锁止元件可滑移引导地设置并且通过弹簧沿着其纵轴线的方向预紧。这产生了一个简单的结构。

这样，在一个实施方式中锁止元件的纵轴线可以垂直于控制活塞的控制轴线延伸，以保证与一个位置固定的构件的有利的锁定。

锁止元件可以在紧急释放楔的第一端部部段中设置在一个导向接纳部中，由此可以有利地进一步减少空间需求。

作为备选方案，锁止元件也可以设置在壳体中。也可以考虑：可以设置两个或者更多锁止元件，要么两个或者所有锁止元件设置在紧急释放楔中，要么两个或者全部锁止元件设置在壳体中，要么分布在紧急释放楔和壳体上。

在又一个另外的实施方式中，控制活塞以一个圆锥面与锁止元件的一个锥形部段嵌接。这是有利的，因为控制活塞沿着共同的纵轴线进行其相对于紧急释放楔的相对运动，而由控制活塞推动的锁止元件垂直于所述纵轴线运动，这样可以实现简单的运动传递。

一个实施方式规定：当操作装置在被加载控制压力的情况下从未操作的基础位置移入释放位置中时，锁定设备借助操作装置从锁定状态(在该锁定状态中所述一个或者多个棘爪通过与螺母的齿部的啮合阻止该螺母围绕活塞轴线转动)移入释放状态中(在该释放状态中棘爪脱开与螺母的齿部的啮合并且不阻止螺母的转动)。这使一个紧凑结构成为可能。

此外，在一个另外的实施方式中有利地具有以下可能性：当操作装置通过手动方式从未操作的基础位置移入紧急释放位置中时，锁定设备可以从锁定状态移入作为紧急释放状态的释放状态中，其中利用锁止元件构成锁定。这样产生一个简单的、功能性的结构。

在又一个另外的实施方式中，锁止元件在操作装置的紧急释放位置中自动地将操作装置的紧急释放楔针对位置固定的壳体锁定。在此特别有利的是：锁止元件在到达操作装置的紧急释放位置时通过与其联接的弹簧的预紧力自动锁定。

在又一个另外的实施方式中特别有利的是：当操作装置在紧急释放位置中被加载控制压力时，操作装置利用锁止元件的锁定在操作装置的紧急释放位置中被解锁。以此可以使简单的控制成为可能，不需要额外的控制元件。

又一个另外的实施方式规定：控制活塞、具有弹簧的锁止元件和蓄能元件如此相互配合，使得控制活塞用于解锁锁止元件所需的压力小于用于使操作装置滑移进入脱开位置所需的力。例如可以通过相应地配置蓄能元件的弹簧力和弹簧的弹簧力实现这一点，其中弹簧的弹簧力小于蓄能元件的弹簧力。与此相关的另外的因素是控制活塞的圆锥面的锥角和锁止元件的锥形部段的锥角。

附图说明

下文将参照附图说明本发明的实施例。附图中：

图1为具有锁定设备的根据本发明的制动缸的实施例的示意性纵向剖视图；

图2为锁定设备在根据本发明的制动缸的制动位置中沿着图1所示的实施例的剖切线II-II的示意性剖视图；

图3为图2所示的锁定设备的垂直的示意性剖视图；

图4为图3所示的锁定设备在根据本发明的制动缸的紧急释放状态中的剖视图；

图5为图3所示的锁定设备在根据本发明的制动缸的释放的或者重新准备就绪的位置中的剖视图；和

图6为图2至5所示的锁定设备的操作装置的放大图。

具体实施方式

概念“下部”、“上部”、“左侧”和“右侧”是针对相应附图中的布置而言的。

图1示出了本发明制动缸1的一个实施例的示意性纵向剖视图，该制动缸具有一个锁定设备10。

制动缸1具有作为机械式制动力锁定装置的锁定设备10并且设置用于使用在轨道车辆中。

在此不对制动缸1的众所周知的结构和功能进一步详细阐述。

在制动缸1的壳体1a中设置有一个壳体内腔GR，一个行车制动活塞2沿着活塞轴线3沿着运动方向4可滑移地设置在该壳体内腔中。

行车制动活塞2将一个压力腔DR与壳体1a的壳体内腔GR分离。压力腔DR与一个压力接口DA连接，通过该压力接口可以为压力腔DR加载压力介质(例如压缩空气)并且因此行车制动活塞2可以被加载。

行车制动活塞2与活塞管5的一个端部嵌接，该活塞管沿着活塞轴线3延伸穿过壳体1a并且与一个未示出的活塞杆连接。可以通过如下方式实现行车制动活塞2与活塞管5的嵌接，即行车制动活塞2例如与活塞管5牢固连接(通过螺纹连接)。行车制动活塞2也可以仅仅松动地插入。行车制动活塞2然后在加载压力时紧压在活塞管5的端部上。活塞杆在制动过程中将制动力传递到轨道车辆的(此处未示出的)制动杆上。

活塞管5的另一个端部具有一个带有外螺纹的螺纹部段6，该螺纹部段与活塞管5牢固连接。螺纹部段6的设置在活塞管5上的螺纹9与一个支承在壳体1a中的螺母7的内螺纹啮合。螺纹9设计为非自锁的。螺母7围绕活塞轴线3可转动地支承在壳体1a的附属部段中并且沿轴向固定。

若经由压力接口DA为制动缸1的压力腔DR和因此为行车制动活塞2加载压力，则行车制动活塞2与活塞管5共同沿着运动方向4(此处在图1中)向左运动。

行车制动活塞2和活塞管5沿着活塞轴线3的方向的这个轴向运动由于螺纹部段6与螺母7的非自锁的螺纹啮合之故导致螺母7围绕活塞轴线3转动。如果通过锁定阻止螺母7转动的话，同时阻止行车制动活塞2的轴向运动。在此通过与螺母7的外齿部8协同作用的锁定设备10形成这样的锁定。

以下结合图2至6对锁定设备10进行阐述。

图2示出了锁定设备10在根据本发明的制动缸1的制动位置中沿着图1所示的实施例的剖切线II-II的示意性剖视图。图3示出了图2所示的锁定设备10的垂直的示意性剖视图。图4示出了图3所示的锁定设备10在根据本发明的制动缸1的紧急释放状态中的剖视图。在图5中示出了图3所示的锁定设备10在本发明制动缸1的重新准备就绪的位置中的剖视图。图6示出了图2至5所示的锁定设备10的一个操作装置14的放大图。

图2示出了具有锁定设备10的制动缸1。锁定设备10构造为机械式制动力锁定装置并且具有一个操作装置14。

锁定设备10具有一个锁定状态(图2和3)和一个释放状态(图5)。

操作装置14具有一个基础位置(图2和3)、一个释放位置(图5)和一个紧急释放位置(图4)。

在操作装置14的基础位置中该操作装置是未被操作的。锁定设备10位于锁定状态中。

通过加载控制压力，使操作装置14从基础位置移入释放位置中。与此同时，锁定设备10居于其释放状态。如果去除控制压力的话，操作装置14重新移入其基础位置中，其中锁定设备10重新复位到其锁定状态中。

为了在无控制压力的情况中的紧急释放过程，手动地将操作装置14从基础位置置入释放位置中并且自动锁定在这个释放位置中，由此建立了操作装置14的紧急释放位置。同时锁定设备10被释放并且然后处于其释放状态中，该状态然后称为紧急释放状态并且锁定设备10保持该状态。

如果现在操作装置14在其紧急释放位置中被加载控制压力的话，那么取消紧急释放位置的锁定，由此重新建立了释放位置。锁定设备10在这个转换中继续保留在其释放状态中，只是表述“紧急释放的”变为“释放的”而已。只有当操作装置14的控制压力下降时，操作装置14才复位到基础位置中并且锁定设备10才复位到锁定状态中。

当在释放位置中结束为操作装置14加载控制压力时，通过一个事先在居于释放位置时张紧的蓄能元件18使操作装置14重新移回基础位置中。

图2和3示出了锁定设备10的锁定状态，而图5示出了锁定设备10的释放状态。

操作装置14也可以称为机械式释放装置，锁定设备10借助该释放装置能够从锁定状态移入紧急释放状态(图4)中和从紧急释放状态移入重新准备就绪的位置中。重新准备就绪的位置对应于释放状态(图5)。

操作装置14的紧急释放位置在达到这个紧急释放位置时通过一个锁止元件17自动锁定。

当为操作装置14加载控制压力时，在操作装置14从紧急释放位置移入重新准备就绪的位置期间，控制活塞16将锁止元件17解锁。

然后只要操作装置14加载了控制压力，锁定设备10就保留在重新准备就绪的或者释放的状态中。

如果在释放位置中结束为操作装置14加载控制压力的话，那么由此使锁定设备10从释放状态移回锁定状态中。

锁定设备10在这个实施例中包括活塞管5的螺纹部段6、螺母7、两个棘爪11、12和一个操作装置14。

操作装置14具有一个形式上为紧急释放楔15(该紧急释放楔也称为滑键)的紧急释放机构、一个控制活塞16、一个锁止元件17和一个蓄能元件18。此外，操作装置14在此设置有一个用于手动操作的连接机构21。这个手动操作例如可以借助鲍登线得以实现。

棘爪11、12在此构成针对活塞轴线3(螺母7与该活塞轴线同轴设置)相对置设置的锁定元件、与螺母7的齿部8协同作用并且通过操作装置14的紧急释放楔15被操作。在此，紧急释放楔15同时操作两个棘爪11、12。

锁止元件17在操作装置14的紧急释放位置中(参见图4)将紧急释放楔15锁定在位置固定的壳体1a上。在为操作装置14加载压力时，通过控制活塞16将锁止元件17解锁，以结束紧急释放状态和进入重新准备就绪的或者释放的状态中。

控制活塞16通过这种方式停用锁定设备10，将其从紧急释放状态(图4)移入重新准备就绪的或者释放的状态中(图5)。

在锁定设备10的锁定状态(图2)中，棘爪11、12通过与螺母7的齿部8的啮合阻止该螺母围绕活塞轴线3旋转，而该棘爪11、12在脱开状态中则与螺母7的齿部8脱开啮合并且这个螺母的转动不被阻止。

棘爪11、12构造为分别具有两个杠杆臂11a、11c；12a、12c的肘节杆并且分别围绕一个枢转轴线11e、12e可枢转地设置在壳体1a中。枢转轴线11e、12e相互平行地并且与活塞轴线3平行地延伸。

棘爪11、12分别包括具有一个驱动端部11b、12b的第一杠杆臂11a、12a和具有一个棘爪端部11d、12d的第二杠杆臂11c、12c。棘爪端部11d、12d分别相对置地与螺母7的齿部8的齿协同作用，使得它们在锁定设备10的锁定状态中与相关的齿如同例如在一个闭锁机构中那样构成形锁合。螺母7在此由于其齿部8是一个有齿的棘轮，而棘爪11、12的棘爪端部11d、12d则是这样的闭锁机构的相应的爪齿。

在锁定设备10的锁定状态中，棘爪11、12分别借助一个弹簧11f、12f被压紧成与螺母7的齿部8啮合。弹簧11f、12f分别是压力弹簧并且保持在壳体1a内的一个弹簧保持件中且分别与棘爪11、12的棘爪端部11d、12d接触。

棘爪11、12的第一杠杆臂11a、12a的驱动端部11b、12b在此配备有滚子13。在此，每个驱动端部11b、12b可以具有一个滚子13，或者滚子13共同地配置给两个驱动端部11b、12b。(多个)滚子13的旋转轴线平行于活塞轴线3延伸。也可以考虑：驱动端部11b、12b在楔形件上滑动。

紧急释放楔15具有一个也称为第一端部部段15a的下侧端部部段15a和一个也称为第二端部部段15b的上侧端部部段15b。控制活塞16和锁止元件17设置在第一端部部段15a中。在第一端部部段15a与第二端部部段15b之间成形有一个沿着紧急释放楔15的纵向方向和指向棘爪11、12的、倾斜的控制面15c。该控制面15c从紧急释放楔15的下侧端部部段15a向着紧急释放楔15的上侧端部部段15b逐渐收缩。棘爪11、12经由(多个)滚子13与紧急释放楔15的倾斜控制面15c接触。

紧急释放楔15通过倾斜控制面15c构成有力传动比。

一个中间件20和连接机构21利用一个紧固部段21a借助螺栓或者其他的紧固元件安装在紧急释放楔15的上侧端部部段15b上。中间件20与在此构造为螺旋压力弹簧的蓄能元件18的下侧端部接触并且具有一个凸缘20a，该凸缘与导向通道19中的一个环绕的凸肩19c协作构成一个用于操作装置14的止挡。锁定设备10的锁定状态通过这个止挡确定。在锁定状态中一个/多个滚子13设置在紧急释放楔15的控制面15c的上侧端部区域中。在锁定设备10的(未示出的)释放状态中，由于紧急释放楔15在操作装置14从基础位置移入释放位置中时已经向上运动，所以一个/多个滚子在紧急释放楔15的控制面15c的一个下侧端部区域中向下滚动。

在这个实施方式中，控制活塞16、紧急释放楔15和蓄能元件18针对共同的控制轴线16a依次相继地且彼此同心地可沿着控制轴线16a的方向轴向滑移引导地设置在壳体1a内的导向通道19中。

导向通道19具有一个带有控制腔19a的下侧端部并且在壳体1a中延伸通过一个管状的部段，该部段在其上侧端部上通过一个未标明的封盖封闭。控制腔19a也通过一个未标明的封盖相对于环境耐压密封地封闭。控制腔19a与一个未示出的控制压力接口连通。

控制腔19a在导向通道19的下侧端部与控制活塞16的上侧位置之间延伸。

紧急释放楔15和控制活塞16设置在控制腔19a中。控制活塞16在紧急释放楔15的下侧端部部段15a中沿着其纵向方向和沿着控制轴线16a的方向可在第一控制方向SR1上向上和在第二控制方向SR2上向下滑移引导地设置。下面还将更加详细地对控制活塞16进行说明。

在环绕的凸缘19c与具有封盖的上侧端部之间构成有一个弹簧腔19b，蓄能元件18设置在该弹簧腔中，所述蓄能元件以下侧端部支撑在中间件20上和以上侧端部支撑在上侧封盖上。

中间件20随着紧急释放楔15和蓄能元件18在进入释放位置时在弹簧腔19b中沿着第一控制方向SR1向上运动和在进入基础位置时沿着第二控制方向SR2向下运动。在锁定状态中，就是说，在操作装置14的基础位置中，中间件20的凸缘20a靠置在导向通道19的环绕的凸肩19c上并且构成沿着第二控制方向SR2的止挡，该止挡确定操作装置14的基础位置。

在图3中，在图2所示的锁定设备10的垂直于图2的示意性剖视图中能够看到锁止元件17和连接机构21的设置和这些构件本身。

锁止元件17可沿着其平行于活塞轴线3延伸的纵轴线17f滑移引导地被接纳在紧急释放楔15的下侧端部部段15a中。下面进行详细说明。

连接机构21在此成形为Z形的并且具有紧固部段21a和一个平行地向着相反方向延伸的端部部段21b。紧固部段21a和端部部段21b经由一个直的中间部段连接。连接机构21例如可以由一种金属扁平材料构成为冲压弯曲件。借助连接机构21可以经由操作装置14手动地紧急释放锁定设备10。换言之，通过这种方式可以借助连接机构21使紧急释放楔15沿着第一控制方向SR1向上移入在图4中示出的紧急释放位置中。

连接机构21的端部部段21b设置在一个护罩21c中。一个上侧止挡21d与端部部段21b如此协同作用，使得以此可以确定紧急释放位置。图4示出了操作装置14的这个紧急释放位置。可以看出：操作装置14的紧急释放位置也对应于操作装置14的释放位置。这些位置的区别特征在于：在紧急释放位置中锁止元件17与壳体1a的一个保持接纳部22嵌接。

在这样的手动紧急释放的情况中，紧急释放楔15如此程度地向上沿着控制方向SR1移动，直到紧急释放楔15的一个凸肩15e与导向通道19的环绕凸肩19c的下侧面接触。通过这种方式确定了操作装置14的紧急释放位置。在这个紧急释放位置中锁止元件17直接停在壳体1a的保持接纳部22之前，其中锁止元件17的纵轴线17f与保持接纳部22的一个孔的中轴线对齐。

蓄能元件18在紧急释放位置中和因此也在释放位置中是被压缩的。中间件20通过连接机构21的紧固部段21a、紧急释放楔15的上侧端部部段15a和一个另外的部段移入接纳空腔19b中。

在这个紧急释放位置中，锁止元件17自动掉入壳体1a内的保持接纳部22的孔中，由此锁定操作装置14的紧急释放位置和因此锁定设备10的释放状态。与此同时，锁止元件17通过弹簧17e(可以在图6中清楚地看出)沿着其纵轴线17f的方向被压入保持接纳部22中。弹簧17e为锁止元件17持续地加载一个轴向力。因此锁止元件17在基础位置(图3)中向外压紧在导向通道19的内壁上并且当导向元件17和保持接纳部22对齐时在居于紧急释放位置(图4)的情况中可以自动嵌入保持接纳部22中。

如果现在在操作装置14的紧急释放位置中为控制活塞16加载控制压力的话，则控制活塞16在紧急释放楔15的下侧端部部段15d(也参见图6)中相对于静止不动的紧急释放楔15向上沿着第一控制方向SR1的方向运动并且通过控制活塞16的圆锥面16d使锁止元件17克服弹簧17e的力如此移动，使得锁止元件17与壳体1a的保持接纳部22脱开嵌接并且重新完全退回紧急释放楔15中。由此紧急释放位置移回释放位置中并且居于锁定设备10的重新准备就绪的位置，即脱开位置。由于锁止元件17设置在紧急释放楔15中，所以这个实施方式是特别紧凑的。然而也可以考虑：锁止元件17设置在壳体1a中。

在图5中示出了这一点。控制活塞16继续借助控制压力在控制腔19a中(在下侧封盖和控制活塞16与该控制活塞16的压力部段16b之间)向上沿着第一控制方向SR1移动。与此同时，锁止元件17通过圆锥面16d重新被推入紧急释放楔15的端部部段15a中。在图6的放大图中对锁止元件17和控制活塞16的细节进行了说明。

操作装置14包括紧急释放楔15、控制活塞16、锁止元件17和蓄能元件18。用于手动操作的连接机构21在此也属于操作装置。

作为控制机构的控制活塞16和反正设置有传动比的紧急释放楔15如此依次相继地设置和联接，使得控制活塞16在加载控制压力的情况中在锁定设备10的锁定状态中作用到紧急释放楔15上并且使该紧急释放楔15克服蓄能元件18的力沿着第一控制方向SR1一直移动到释放状态中。通过这种方式利用力传动比停用锁定设备10的棘爪11、12。

当手动地经由连接机构21释放锁定设备10的锁定状态和不存在控制压力时，经由连接机构21将手动调节力直接传递到紧急释放楔15上并使这个紧急释放楔移入紧急释放状态中。与此同时使控制活塞16一同移动，因为它与紧急释放楔15联接。下面还将对这个联接进行说明。

当通过为操作装置14加载控制压力使紧急释放状态移入重新准备就绪的状态中时，控制活塞16作为控制机构作用到设置有传动比的锁止元件17上。由此保证了：控制活塞16利用力传动比停用锁止元件17。

控制活塞16包括压力部段16b，该压力部段与一个中心的圆柱状主体16c连接。此外，压力部段16b环绕地设置有一个未标出的密封件，该密封件根据控制活塞16的位置将控制腔19a分为两个区域并密封。这样为控制腔19a的在下侧封盖与控制活塞16的压力部段16b之间的区域加载控制压力，而另外的区域则通过控制活塞16的压力部段16b的密封件与该区域隔开。

中心的圆柱状主体16c延伸穿过紧急释放楔15的下侧端部部段15a的一个孔24。在中心的圆柱状主体16c的上侧端部上成形有圆锥面16d。如下面还将详细阐述的那样，该圆锥面16d与锁止元件17的一个内侧锥形部段17c嵌接。

在控制活塞16的圆锥面16d上设置有一个圆柱状的导向部段16e。该圆柱状的导向部段16e延伸穿过导向元件17的一个长孔17d进入紧急释放楔15的接纳部段15d的一个导孔25中。圆柱状的导向部段16e沿着控制轴线16a(导孔25与该控制轴线同轴)的方向可滑移地在导孔25中被引导。导孔25为了排气的目的在其上侧端部上与一个与其垂直设置的通道26连通。通道26通到紧急释放楔15的外侧面为止。

锁止元件17可滑移引导地设置在一个导向接纳部23中。该导向接纳部23在此平行于活塞轴线3延伸。导向接纳部23在此以一个阶梯孔的形式成形到紧急释放楔15中并且横向于控制轴线16a延伸穿过紧急释放楔15的接纳部段15d。

导向接纳部23在指向护罩21d的那侧上设置有一个开孔(该开孔的横截面小于导向接纳部23的横截面)并且在对置的那侧是开放的。

锁止元件17在此构造为一种圆柱状销，该销具有保持部段17a、端部部段17b、锥形部段17c、长孔17d和纵轴线17f。保持部段17a用于在紧急释放状态中与壳体1a的保持接纳部22嵌接(参见图4)。端部部段17b与弹簧17e的一个端部接触，该弹簧的另一端支撑在导向接纳部23的底部上，该底部具有一个较小的开孔。通过这种方式，锁止元件17沿着其纵轴线17f的方向预紧在壳体1a上。

锥形部段17c成形在锁止元件17的下侧面中并且与控制活塞16的圆锥面16d接触。长孔17d成形在锁止元件17的与圆锥面16d对置的上侧面上。长孔17d的纵轴线平行于锁止元件17的纵轴线17f延伸并且使锁止元件17沿着其纵轴线17f的方向有限移动成为可能。

控制活塞16借助圆柱状主体16c在紧急释放楔15的下侧端部部段15a中在孔24中可滑移地被引导和借助圆柱状的导向部段16e在紧急释放楔15的接纳部段15d中在导孔25中可滑移地被引导，并且通过一个沿着轴向沿第二控制方向SR2起作用的弹簧16f预紧。此外，控制活塞16以未示出的方式借助轴向止动部沿着轴向保持在紧急释放楔15中并且通过这种方式与紧急释放楔15联接。弹簧16f设置在控制活塞16的压力部段16b与紧急释放楔15的下侧端部部段15a之间。

控制活塞16相对于紧急释放楔15的轴向止动部限制该控制活塞16沿着第二控制方向SR2的轴向运动。通过在控制活塞16的圆锥面16d下方的一个宽槽简略示出了这样的轴向止动部在控制活塞16上的位置，所述槽与紧急释放楔15的第一端部部段15a中的一个横向延伸的通孔对齐。由此控制活塞16可以进行沿着控制轴线16a的轴向运动，该轴向运动一方面沿着第一控制方向SR1通过锁止元件17的锥形部段17c中的止挡在锁止元件17上被限制，并且另一方面沿着第二控制方向SR2通过紧急释放楔15的第一端部部段15a中的横向延伸的通孔中的未示出的轴向止动部在紧急释放楔15上被限制。

当控制活塞16通过加载压力而克服弹簧16f的力沿着第一控制方向SR1移动时，其沿着第一控制方向SR1的纵向运动通过在圆锥面16d与内侧锥形部段17c之间的接触转换为锁止元件17克服沿轴向作用到锁止元件17上的弹簧17e的力、与上述纵向运动垂直的纵向运动。与此同时锁止元件17如上面结合图5说明的那样被嵌入导向接纳部23中。

作为备选方案能够具有以下可能性：锁止元件17设置在壳体1a中并且通过一个弹簧向着导向通道19的方向预紧。在紧急释放状态中然后自动地将锁止元件17压入紧急释放楔15内的一个接纳部中。该接纳部例如可以是导向接纳部23。控制活塞16然后构造为：它在加载控制压力时如上所述沿着第一控制方向SR1移动和与此同时以一个例如也构造为锥形的操作部段插入导向接纳部23中，并且将锁止元件17重新从导向接纳部23移回壳体1a中。虽然未示出这一点，然而是能够容易想象到的。

当处于基础位置中的操作装置14被加载控制压力时，控制活塞16首先移入紧急释放楔15的下侧端部部段15a中。控制活塞16的圆锥面16d在锁止元件17的锥形部段17c中向上运动并且现在才与锥形部段17c接触，因为锁止元件17通过导向通道19的内壁(参见图3)保持在导向接纳部23中。由于控制活塞16的插入位置之故，现在其与锥形部段17c嵌接的圆锥面16d将锁止元件17保留在导向接纳部23中。

控制压力现在经由插入紧急释放楔15中的控制活塞16促成紧急释放楔15沿着第一控制方向SR1滑移直到进入释放位置中为止。与此同时将蓄能元件18张紧。

在释放位置中，在继续加载将紧急释放楔15和控制活塞16保持在这个释放位置中的控制压力的情况下并不实现利用锁止元件17的自动锁定，因为这个锁止元件通过控制活塞16、即通过其与锁止元件17的锥形部段17c嵌接的圆锥面16d保留在导向接纳部23中。

控制活塞16、具有弹簧17e的锁止元件17和蓄能元件18在其尺寸方面如此相互配合，使得控制活塞16用于解锁锁止元件17所需的压力小于用于使操作装置14滑移进入释放位置所需的力。例如通过相应地设定蓄能元件18的弹簧力和弹簧17e的弹簧力可以实现这一点，其中弹簧17e的弹簧力小于蓄能元件18的弹簧力。另外的与此相关的因素是控制活塞16的圆锥面16d的锥角和锁止元件17的锥形部段17c的锥角。

本发明并不通过所说明的实施例限制，而是可以在权利要求的范围内修改。

例如可以这样考虑：锁止元件17没有圆形的横截面，而是拥有一个与其不同的横截面。

附图标记列表

1 制动缸

1a 壳体

2 行车制动活塞

3 活塞轴线

4 运动方向

5 活塞管

6 螺纹部段

7 螺母

8 齿部

9 螺纹

10 锁定设备

11、12 棘爪

11a、12a 杠杆臂

11b、12b 驱动端部

11c、12c 杠杆臂

11d、12d 棘爪端部

11e、12e 枢转轴线

11f、12f 弹簧

13 滚子

14 操作装置

15 紧急释放楔

15a、15b 端部部段

15c 控制面

15d 接纳部段

15e 凸肩

16 控制活塞

16a 控制轴线

16b 压力部段

16c 主体

16d 圆锥面

16e 导向部段

16f 弹簧

17 锁止元件

17a 保持部段

17b 端部部段

17c 锥形部段

17d 长孔

17e 弹簧

17f 纵轴线

18 蓄能元件

19 导向通道

19a 控制腔

19b 弹簧腔

19c 凸肩

20 中间件

20a 凸缘

21 连接机构

21a 紧固部段

21b 端部部段

21c 护罩

21d 止挡

22 保持接纳部

23 导向接纳部

24 孔

25 导孔

26 通道

DA 压力接口

DR 压力腔

SR1、SR2 控制方向

Claims (16)

1.一种制动缸(1)，特别是用于轨道车辆，该制动缸包括：用于机械式制动力锁定的锁定设备(10)；和在壳体(1a)内可轴向运动的行车制动活塞(2)，该行车制动活塞通过加载压力介质能够运动并且与活塞管(5)嵌接，其中活塞管(5)构造有非自锁的螺纹(9)，该螺纹与可转动地支承在壳体(1a)中的螺母(7)啮合，其中锁定设备(10)与螺母(7)的齿部(8)协同作用，其中锁定设备(10)具有一个或者多个棘爪(11，12)、控制活塞(16)、紧急释放机构和该紧急释放机构的锁止元件(17)，

其特征在于：

锁定设备(10)具有操作装置(14)，该操作装置包括所述控制活塞(16)、形式上为紧急释放楔(15)的所述紧急释放机构、至少一个锁止元件(17)、至少一个蓄能元件(18)和用于手动释放的连接机构(21)。

2.如权利要求1所述的制动缸(1)，其特征在于：控制活塞(16)、紧急释放楔(15)和所述至少一个蓄能元件(18)针对共同的控制轴线(16a)依次相继地且彼此同心地设置。

3.如权利要求2所述的制动缸(1)，其特征在于：控制活塞(16)、紧急释放楔(15)和所述至少一个蓄能元件(18)在壳体(1a)中沿着控制轴线(16a)的方向可轴向滑移地引导地设置在导向通道(19)中。

4.如前述权利要求中任一项所述的制动缸(1)，其特征在于：控制活塞(16)与紧急释放楔(15)联接。

5.如权利要求4所述的制动缸(1)，其特征在于：控制活塞(16)至少部分在紧急释放楔(15)的第一端部部段(15a)中沿着紧急释放楔的纵向方向和控制轴线(16a)的方向沿着第一控制方向(SR1)和沿着与第一控制方向(SR1)相反的第二控制方向(SR2)相对于紧急释放楔(15)可滑移引导地设置。

6.如权利要求4或5所述的制动缸(1)，其特征在于：控制活塞(16)在紧急释放楔(15)的下侧端部部段(15a)中可滑移地引导并且通过沿轴向在第二控制方向(SR2)上起作用的弹簧(16f)预紧，其中控制活塞(16)借助轴向止动部沿轴向保持在紧急释放楔(15)中并且通过这种方式与紧急释放楔(15)联接。

7.如前述权利要求中任一项所述的制动缸(1)，其特征在于：锁止元件(17)可滑移引导地设置并且通过弹簧(17e)沿着其纵轴线(17f)的方向预紧。

8.如权利要求7所述的制动缸(1)，其特征在于：锁止元件(17)的纵轴线(17f)垂直于控制活塞(16)的控制轴线(16a)延伸。

9.如权利要求7或8所述的制动缸(1)，其特征在于：锁止元件(17)在紧急释放楔(15)的第一端部部段(15a)中设置在导向接纳部(23)中。

10.如权利要求7或8所述的制动缸(1)，其特征在于：锁止元件(17)设置在壳体(1a)中。

11.如前述权利要求中任一项所述的制动缸(1)，其特征在于：控制活塞(16)以圆锥面(16d)与锁止元件(17)的锥形部段(17d)嵌接。

12.如前述权利要求中任一项所述的制动缸(1)，其特征在于：当操作装置(14)在被加载控制压力的情况下从未操作的基础位置移入释放位置中时，锁定设备(10)借助操作装置(14)从锁定状态移入释放状态中，在该锁定状态中所述一个或者多个棘爪(11，12)通过与螺母(7)的齿部(8)的啮合阻止该螺母围绕活塞轴线(3)转动，在该释放状态中棘爪(11，12)脱开与螺母(7)的齿部(8)的啮合并且不阻止螺母(7)的转动。

13.如前述权利要求中任一项所述的制动缸(1)，其特征在于：当操作装置(14)通过手动方式从未操作的基础位置移入紧急释放位置中时，锁定设备(10)从锁定状态移入作为紧急释放状态的释放状态中，其中利用锁止元件(17)构成锁定。

14.如权利要求13所述的制动缸(1)，其特征在于：锁止元件(17)在操作装置(14)的紧急释放位置中自动地将操作装置(14)的紧急释放楔(15)针对位置固定的壳体(1a)锁定。

15.如前述权利要求中任一项所述的制动缸(1)，其特征在于：当操作装置(14)在紧急释放位置中被加载控制压力时，操作装置(14)利用锁止元件(17)的锁定在操作装置(14)的紧急释放位置中被解锁。

16.如前述权利要求中任一项所述的制动缸(1)，其特征在于：控制活塞(16)、具有弹簧(17e)的锁止元件(17)和蓄能元件(18)相互配合成，使得控制活塞用于解锁锁止元件(17)所需的压力小于用于使操作装置(14)滑移进入释放位置所需的力。

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