CN1240396A - 脚踏及弹簧制动缸 - Google Patents

Abstract

组合了脚踏制动和弹簧制动的缸,包括脚踏制动活塞杆,该活塞杆能通过间隙调整器与制动装置连接。所述缸靠其活塞(11)和设有间隙调整器的活塞杆(12)把弹簧制动和脚踏制动缸(2)的解除活塞(26,50)组合了起来,而且至少有一个分段的联接件在弹簧活塞(26)和环形基座(37)之间转动,比如一个销(55),它同时穿过环形基座(37)中的轴孔(56)和弹簧活塞(26)中的配合盲孔(57)。本发明可用于采用脚踏制动间隙调整器的几个组合弹簧缸上。

Description

脚踏及弹簧制动缸

本发明涉及一种组合的弹簧及脚踏制动缸，其脚踏制动缸活塞杆适于通过一至少部分地装于所述活塞杆中的松紧调整器与制动装置连接，其远离所述脚踏制动活塞的自由端适于由弹簧制动活塞杆操纵，该弹簧制动活塞杆通过连接件与所述弹簧制动活塞连接，该连接件有可以轮流锁紧和松开的双向螺纹。

FR-A-2,492,330公开了一种加压流体及弹簧制动缸，这种缸包括靠流体压力操纵的脚踏制动活塞和弹簧制动活塞，该弹簧制动活塞靠卸荷压力保持在卸荷位置，并能够把全部或部分弹簧反作用力传递到位于松紧调整器下游的脚踏制动活塞杆上。

这种工作起来像一个可调流体脚踏制动器和一个不可调的停车或不动制动器，并采用一个或多个弹簧的组合式制动缸具有这样的优点，即允许弹簧制动器利用脚踏制动装置松紧调整器，并允许弹簧制动器通过使用一个作用在启动锁紧装置上的手柄而人工设定在解除位置(如果先前是制动位置)或设定在待用位置。在另一个实施例(FR-A-2,366,967)中，该锁紧装置使得有可能将弹簧制动器自动保持在待用位置(这免除了通常导致轮锁紧和滑行的脚踏及弹簧制动器彼此重叠的风险)，并有可能只当进行到想要弹簧制动器回到其待用位置，要使弹簧制动返回到其待动作位置时才激活它，举例来说，通过弹簧制动器制动压力实现，这是为了避免在驾驶人员没有意识到的情况下，弹簧制动器不经意地起动，尤其是铁路上的制动。

这种组合的制动缸的缺点之一明显在于它们的机械复杂性及因之而产生的昂贵的成本。这两种不良后果由于以下事实而加剧；即对于一个给定的脚踏制动腔直径，需要具有不同反作用力的弹簧，根据所要求的停车或不动制动力而变化，取决于是否停车制动例如作用在轴上的一个或多个制动盘，并且还取决于，对于不动制动，停顿时轮与轨的附着力比用于制动的最大附着力大是否行得通。

出于结构紧凑和成本原因，弹簧制动缸的弹簧系统一般由一个多圈螺旋弹簧组成，它设计得当弹簧制动全部解除时，各圈几乎接触。作为这种单个弹簧实施例的结果，如果想显着改变弹性反作用力，一般就不权需要改动弹簧填充垫，而且要改变螺旋弹簧的螺线直径，这会大大增加得到一个弹簧制动缸的不同实施例的成本。

而且，在所述情况下，为确保解除弹簧制动，并防止脚踏制动和不动制动力重叠，采用制动压力和/或可作为制动压力的函数的某压力(例如，经过减压系统的普通制动操纵压力)，这时，与脚踏制动断面相比，空气制动解除断面必须频繁地增加，这样就使“弹簧+脚踏”型组合制动缸的设备复杂化。

因此就需要多样化并增大这种类型弹簧制动器的弹簧和弹簧制动活塞的能力，这种类型的弹簧制动器广泛用于铁路上采用压缩空气的制动，通常以小的规模生产，其数目常常小于100。

为此，根据本发明，制动缸包括：

脚踏制动缸，

装于脚踏制动缸中并与脚踏制动活塞杆制成一体的脚踏制动活塞，

同轴装于脚踏制动缸上的弹簧制动缸，

装于所述弹簧制动缸内且在所述脚踏制动活塞杆上的弹簧制动环形活塞，用于向后者传递弹簧制动的制动力，

多个围绕所述脚踏制动活塞布置的弹簧，并位于所述弹簧制动活塞和由所述脚踏制动缸和所述弹簧制动缸同轴装配而形成的装配体为一体的支面之间。

在所述脚踏制动活塞杆和一个制动装置头之间装有松紧调整件。弹簧制动活塞通过有双向螺纹，能轮流地锁紧或松开的连接件与所述脚踏制动活塞杆轴向连接。用于弹簧的支面被提供在一环形基部上，该基部通过其边缘放在所述脚踏制动缸和所述弹簧制动缸之间，被锁定防转。

根据另一个实施例，弹簧是承受轴向载荷的螺旋弹簧，所述多个螺旋弹簧的每一个都布置在，至少一端位于一大致圆柱形的坑中，例如在所述弹簧制动活塞中或绕中心台形成的坑中。

在弹簧制动活塞中形成的坑相对于弹簧制动活塞轴线同心分布，在所述弹簧制动活塞周边的一个圆上均匀分布。至少一部分多个螺旋弹簧由辅助螺旋弹簧装于其圆柱形内空间之内的主螺旋弹簧组成。

弹簧制动活塞含有N个坑，P个弹簧，装入坑中，这里P≤N，每个弹簧都在弹簧制动活塞的坑中，并在所述坑的底和所述支面之间，按弹簧总轴向力基本沿着脚踏制动活塞杆的轴线的方式布置。

对于一个给定的弹簧制动和脚踏制动活塞直径，组合缸可因此按部件轴向装配，并由下述件构成：

-其活塞和活塞杆装有松紧调整器的脚踏制动缸；

-环形台基部，一侧是用于弹簧制动缸的弹簧，另一侧是脚踏制动活塞恢复弹簧，脚踏制动活塞杆穿过这个环形基部；

-弹簧制动缸，由弹簧制动活塞杆围绕的脚踏制动活塞杆穿过其基部，这个弹簧制动缸在一个腔内包括标准弹簧制动活塞，这个活塞相对于作用在其一侧上的弹簧制动解除流体来说是环形密封的，且这个活塞在其另一侧，在两个环形密封区之间的可用环形空间内有偶数个坑，大致为圆柱形的，用于接受一个螺旋弹簧或同轴螺旋弹簧组的至少一个端部，这些坑具有基本相同的形状和尺寸，相对于弹簧制动活塞的轴线同轴均布；

-偶数个外径比圆柱形坑直径略小的主螺旋弹簧，这个偶数等于或小于坑的数目，每个所述螺旋弹簧都通过其大致环形的平端放置在所述一个坑的底和设在所述环形基部上且被至少一个侧台定位的对应的支面之间；

-至少一个防转锁紧件，设在所述弹簧制动活塞和环形基部之间，例如一个销，这个销同时穿过环形基部上的一个轴向孔和弹簧制动活塞上的配合盲孔，用于弹簧制动活塞上的坑相对于环形基部的对应支面间的防转锁紧；这样，由于所有其它保持件都保持相同，仅通过改变放置在坑底和环形基部支面之间主螺旋弹簧的偶数值，就可改变弹簧作用在弹簧制动活塞上的反作用力。

在铁路弹簧制动器中几乎是标准的弹簧的使用，以及通过改变弹簧的偶数数目值获得各种弹簧力的事实，使得到一整系列好处成为可能。首先，因为可能在供装弹簧的环形区装入比如果只用单个螺旋弹簧明显多的弹簧钢，弹簧制动器的最大可能反作用力会增加。

还应注意到，偶数个主螺旋弹簧中的每一个都可装有一个辅助螺旋弹簧，且把它放置在相应坑底和环形基部上的相应支面之间，以便除了这个随弹簧制动活塞行程而改变的反作用力变化之外，还提供弹簧制动活塞上的弹簧的总的反作用力的辅助变化。这个内部空间对于安装一个辅助螺旋弹簧实际上是完全没有问题的，辅助弹簧的弹性比主弹簧大，因此反作用力小，但其反作用力作为制动解除曲线的函数，减退较慢，当然没有任何东西(除效能和复杂性和装配成品之间的权衡)妨碍在辅助螺旋弹簧内放入第三个螺旋弹簧。

在通过规则布置多个主螺旋弹簧的结构得到的优点当中，可注意到，松开或压缩弹簧的过程中，作用在弹簧制动活塞上的扭力消除，这种消除便于弹簧制动活塞的角度锁紧。然而，最明显的优点之一在于下列事实，即现在可以提供对以大批量生产的标准螺旋弹簧的特别精确和准确的校正。这样校准的弹簧现在在其无负荷状态可具有实际上全部相同的长度，且在压缩状态下，在一个严格限定的变化范围内，具有相同的反作用力。已没有必要再在弹簧和它的弹簧制动活塞上和/或环形支面基部上的支撑之间加调整垫片来改变额定力。供货和安装费用的总的平衡清楚显示出其有益性，多个标准螺旋弹簧(实例中建议的达到每缸10个)比一个必须在高温下卷制且需精心淬硬的大尺寸螺旋弹簧便宜。还有一个优点在于，制造按系列并严格控制的多个弹簧，在受力相同的情况下，破坏的机率比单个弹簧的小。而且，万一多个分布于活塞上成系列的弹簧之一破坏时，弹簧制动器的不动力不会像单个弹簧情况下那样完全消失。

根据本发明的另一个实施例，对于活塞的密封直径明显大于标准弹簧制动活塞的直径的情况，其脚踏制动缸，环形基部，弹簧制动缸及其活塞适应明显大的密封直径，但弹簧制动活塞有偶数个标准柱形坑，它们的数目大于标准弹簧制动活塞中的坑的偶数数值，在环形基部提供相应的支面，主弹簧以及任选地，以任何数目放入的辅助标准螺旋弹簧，每个辅助标准螺旋弹簧都设在坑的底和环形基部上的相应支面之间。

根据本发明的又一个实施例，在弹簧制动的解除位置，弹簧制动活塞旋到弹簧制动活塞杆的双向螺纹上，至少部分位于包括在脚踏制动活塞和环形支面基部上的螺旋弹簧的支面之间的轴向区中，以改善弹簧制动活塞杆上的总反作用力的对中。

根据本发明的一个优选实施例，标准弹簧制动活塞有十个用于接受弹簧的柱形坑，以及环形基部有十个由至少一个侧台定位的相应支面，而螺旋弹簧以十个或五个标准螺旋弹簧均匀布置，或以数目为二、四、六或八个标准螺旋弹簧相对于一个通过活塞中心或轴线的平面对称分布，而且，事实上，相对于两个直交面对称。

根据本发明的组合制动缸可包括装有附加环形制动解除活塞的辅助弹簧制动解除缸，其制动解除活塞杆以环形套形式密封地且可移动地装在所述弹簧制动缸的底和所述弹簧制动活塞杆之间，以便在作用在所述辅助制动解除活塞上的制动解除压力影响下，达到与环形主弹簧制动活塞环形邻接。辅助制动解除缸在其边缘可有轴向装配螺孔，而所述弹簧制动缸和所述脚踏制动缸在它们的边缘，有与所述轴向装配螺孔相对应的轴向通孔，对于所述三个缸，每个孔中都装有轴向装配螺钉，旋入所述一个装配螺孔中，且在脚踏制动缸的所述轴向通孔的外侧周边连接。

根据本发明，用于调整制动缸弹簧的反作用力的方法采用了标准弹簧制动活塞，其上有用于接受一个或多个弹簧的基本上为圆柱形的坑，其数目为标准数N，且在所述P个坑中，这里P≤N，在所述坑的底和与制动缸装配体为一体的支面之间压缩布置着标准螺旋弹簧，布置所述螺旋弹簧使这些弹簧的总反作用力基本沿着所述脚踏制动活塞杆的轴线通过，弹簧数P选定为提供一个使用中最接近理想反作用力的反作用力。

对于至少部分所述弹簧，调整方法采用在其内圆柱空间内装有一个辅助螺旋弹簧的主螺旋弹簧，或另外，对于相对于弹簧制动活塞轴线对称布置的弹簧对，然而两个标准弹簧从一对对称布置的弹簧到另一对对称布置的弹簧具有不同的反作用力，对于一个给定的压缩行程，以进一步扩大适合于弹簧制动器的反作用力范围。

以下参照附图说明本发明的多个以非限制性的举例方式提供的实施例，以清楚显示本发明的其他目的、优点及特点。

附图中：

图1是沿本发明脚踏和弹簧制动缸缸体轴线剖到的纵断面图，图的上半部和下半部取自不同截面，目的是表现出某些细节；

图2a至2d是缩小的部分示意前视图，取自图1所示的制动缸的弹簧制动活塞的II-II截面，分别表示采用十、八、六和五个弹簧分布在弹簧制动活塞周边上的结构形式。

参照图1可以看出，脚踏制动及弹簧制动缸1，此处供铁路制动用，由多个同轴装配的缸组成，这些缸分别是一个有主弹簧3和辅助弹簧4的脚踏制动缸，这里每个缸都是单件形式，铸造成大致有一个封闭底(脚踏制动缸2)或中部开口的杯形。此处每个缸都有用于接收活塞的直径相同的腔2b，3b，4b，而且为标准化供应，优选活塞的外部唇状气封相同。

如图1断面图上半部所示，三个缸由一圈螺钉5轴向装配在一起，每个螺钉穿过设于脚踏缸2边缘部的轴向通孔或孔6，穿过设于主弹簧缸3周边的轴向通孔7，然后拧入设于辅助弹簧缸4周边部的螺孔8中。这样，螺钉5保证了夹在压在孔6的周边上的螺钉头和螺孔8之间的这三个缸2，3，4的轴向装配。

脚踏制动缸2的本体分别有一个用于压缩空气进出的螺纹接口9，以及两个用于提供与制动装置(例如与圆盘制动器卡尺操纵杆)连接的镶套腔10(在图中仅从下半部可见其一)，脚踏制动缸2包括有中部突出11’的脚踏活塞11，中部突出11’具有与缸2内壁形状相符合的形状。中部突出11’使常用活塞杆12可能前移直到镶套腔10，以便通过偏置与弹簧制动活塞杆的双向螺纹有关的脚踏制动活塞恢复弹簧14，可装得下具有较大长度的松紧调整螺钉13。

调松紧的螺钉13，与具有轴线12a的活塞杆12同轴安装，其周边带有以熟知方法车出的双向螺纹15，松紧调整器全由标号16表示，此处不加详述。松紧调整器16实际上机械地置于脚踏制动活塞杆12和用双向螺纹调松紧的螺钉13之间，刚性地通过可手动松退的爪形联接器17装在带两个用于连接至制动装置的镶套腔19(在图1下半部视图中仅见其一)的制动装置头18(锤头)上。手动调整头20靠采用弹簧垫圈21的轴向弹簧推回爪形联接器17的封锁位置中，通过在这个头20上加中空六角键及通过对这个头20上施加力顶爪形联接器17，使有可能打开后者并手动拧动松紧调整的螺钉13，以例如更换制动衬或垫之前或后进行手动调松紧。

脚踏制动活塞杆12采用螺纹22以工厂可调整方式通过滚针轴承或类似的接合件24等中间件与接合帽23连接，弹簧制动活塞杆25通过双向螺纹27，例如如图所示，有梯形断面的螺纹，与弹簧制动活塞26连接。在携带滚针轴承接合件24的端部，远离双向螺纹27之处，设有轴向筋28，这些轴向筋从断面上看，一侧有一个陡边而另一侧有一个缓坡。这些筋28与棘爪件30的陡边齿29配合工作，棘爪件30在导位孔31中被恢复弹簧31’推动，与筋28接触。即使筋28在齿29上有很大的切向塞紧力，仍然可以与弹簧30’的弹力相抵，通过用如图1虚线所示的摆动杆33对中心拉杆32施加杠杆作用力，手动拉回棘爪件30。在某些应用场合，拉杆32可与用于操纵棘爪件30的气动或液压活塞连接，例如，以法国专利2,366,967所示方式。

在图1中，用于调整松紧的螺钉或螺杆13示于完全收进脚踏制动活塞杆12中的位置，但当制动装置中窜动增加时，尤其是作为制动衬和摩擦面逐渐磨损的结果，通过锁紧发生的线16a和16b之处一系列松开和前进运作，相对于有双向螺纹的松紧调整器16，螺钉或螺杆13将外移，换句话说，在图1中左移。为确保弹簧系统24、25、27、29、30和所有松紧调整件13、16密封，以防止水、尘和脏物进入，在有制动装置头18的密封槽的内凸帽35和前密封面36之间，设有用弹性材料制成的弹性褶罩或波纹管，密封面36设于辅助弹簧制动缸4外部，围绕弹簧制动活塞杆25出来之处，褶罩34通过帽35上的夹环和前密封面36上的一圈螺钉，牢固地保持在应在位置上。当调松紧的螺钉13移到它的最大外部位置时，褶罩34的褶就展开，以继续确保脚踏制动活塞杆12和弹簧制动活塞26之间的包括松紧调整器和转动系统以及棘爪连接系统的装置保持良好密封。

脚踏制动缸2和主弹簧制动缸3被一个环形部或为弹簧提供支撑的基座37分开。基座37例如被保持轴向夹紧，且在缸2和3的两个本体间锁定防转，同时把用于脚踏制动缸的呼吸腔38同用于弹簧制动缸的呼吸腔39分开。两个呼吸腔38、39由一个旁路40(设于为锁定环形基座37中，以免相对于脚踏制动缸2转动的部分40a处)连通，且经过滤器41通大气。脚踏制动活塞杆12穿过环形基座37，环形基座37有沿与脚踏制动活塞11的中心突出部11’相同方向突出的中心部37a。在呼吸腔38内，脚踏制动活塞恢复弹簧14顶在中心部37a上，而在呼吸腔39内，滚针轴承连接件24’置于弹簧制动活塞杆25和突出部37a之间。

此处起主弹簧制动活塞作用的弹簧制动活塞26，以密封方式装入内孔3a，且可在内孔3a内轴向移动，它通过一个环形唇封3a与内腔3a一起工作。此处弹簧制动活塞26的内部密封由唇封42提供，辅以一个O型密封圈42a，该密封圈42a接触与弹簧制动辅助缸4一体的套44的外圆柱面，以密封方式移动，套44内腔在有轴向筋28的部位为弹簧制动活塞杆25导位。

主弹簧制动活塞26超出内部密封42和42a有中心轴向环形延长部45，它有双向内螺纹，该内螺纹与弹簧制动活塞杆25的双向外螺纹27一起工作。主弹簧制动缸3内放有一内隔板46，形成缸的基部，并且在中间通路区域设有与套49的外圆柱表面48一起工作的环形唇封47，套49与用于解除弹簧制动的辅助活塞50一体，在内隔板46和弹簧制动活塞26之间，形成了用于解除弹簧制动的主腔51，并且这个主腔51通过连接器52与用于解除弹簧制动的压缩空气源连接，压缩空气作用于弹簧制动活塞的面26a上，顶住弹簧制动活塞另一个面26b上的一系列弹簧53。

本实施例建议数量为十个的弹簧53以标号53a、53b…53i、53j标出，且均布(如图2a和2d)或相对于穿过活塞中心或轴线的平面对称布置。为此，主弹簧制动活塞26在其面26b包括偶数个坑54，在优选实例中，是十个大致为圆柱形的，且适于容纳螺旋弹簧53端部的坑54，每个螺旋弹簧53中可有附加的螺旋弹簧(见图1下半部的内弹簧53’)，内弹簧53’的外径比螺旋弹簧53的内径小，且与弹簧53相比，任选地，其旋向相反，零负载下长度不同。坑54在直径和长度上尺寸都基本相同(由于设有防转锁定孔，可以存在小的差别)，这些坑在延长部45和用于装外部唇封2a的槽之间的可用空间中，在弹簧制动活塞的轴线上均匀地同心分布。

通过至少一个穿过设在环形基部37上的轴向孔56，并固定于主弹簧制动活塞26中的盲孔57的销55，把主弹簧制动缸26锁住，以防止其相对于分开部37及进而相对于组合制动缸1的装配本体转动。优选采用多个销55实现防转锁定，尽管图中仅显示了一个这样的销。即使在螺旋弹簧53对活塞26没有转矩的情况下，防转锁定也是必要的，因为靠棘爪30的齿29锁定而防转的弹簧制动活塞杆25的双向螺纹27对套45的螺纹有很大的反作用转矩。

每个主螺旋弹簧53固定于坑54的底58和对应的在环形基部37上的承接部59之间，且靠至少一个侧台60定位，这样每个弹簧相对于弹簧制动活塞26的轴线自动均匀且同心分布。装在主螺旋弹簧53中的辅助螺旋弹簧53’可不受约束地放入其间，但优选在坑54的底58上及优选在承接部59上分别提供有限定高度的中心凸台58a，以避免辅助螺旋弹簧53’和包围它的主螺旋弹簧53之间有任何接触。须注意，采用单个螺旋弹簧的弹簧制动缸的解决方案一般不允许把一个辅助螺旋弹簧放在主弹簧内。

起用于解除弹簧制动的辅助缸作用的辅助弹簧制动缸4，在内孔31中设有用于手动解除弹簧制动的棘爪30，并且以密封方式对内腔4b内的辅助制动解除活塞50导位。活塞50还以密封方式，采用两个O型(或方形或矩形断面)密封圈61的密封件，在套44的外圆柱面上导位。在辅助制动解除活塞50和辅助缸4的前壁之间，辅助制动解除腔62由此定成环形，且有同主制动解除腔51一样的断面，并且通过连接器63与制动解除压缩空气气源连接。很明显，不用辅助制动解除缸是可以的；既然是这样，如图所示，主弹簧制动缸3和辅助制动解除活塞50一起被省略，而辅助缸4用在主缸3的位置，套44的长度适当缩短。在主制动解除腔51中可得到的压力足够完全压缩弹簧53、53’的情况下，在每个场合，这样简化是可以的，如图1上半部所示。

如图2a至2b，本发明的技术方案采用了有多个同心或对称发布的弹簧的主活塞，该方案可有多种多样的组合。

在图2a所示的布置中，全部十个坑54都装有螺旋弹簧53，从而得到对制动弹簧的最大反作用力。在图2b的布置中，取走了两个相对的坑54中的弹簧，得到了相对于通过活塞26中心的平面对称的八个弹簧的布置形式。在图2c的布置中，六个弹簧53相对于通过缸中心的平面对称布置。倒过来布置，换句话说，把六个弹簧取走而在图2c中显示成空白的四个坑54内装入四个弹簧，就得到相对于一个通过缸26的轴线的平面有良好对称的仅有四个弹簧的布置。图2d显示了采用五个弹簧53的解决方案，这些弹簧按一个装有弹簧53的坑54跟在一个空的坑54之后这样均布。也可仅装入两个直径方向相对的弹簧。通过装配时的简单选择，人们由此可解决能力范围在二至十(二、四、五、六、八、十)的弹簧制动，且它的制动解除力可用单个解除活塞或两个活塞26，50调整。同时为了调整弹簧能力，一些对称的弹簧对可有辅助内弹簧53’。

在更常见的布置中，须注意，为确保螺旋弹簧53的总的反作用力基本通过活塞杆12的轴线12a，弹簧相对于两个直交面(图2c中标作H和H’)对称布置就可以了。采用六、十二或十五个坑54的解决方案也是可以的，这些办法使得有一个大数量的，以一个高度递增顺序按偶数或奇数排列的弹簧53的组合成为可能。十二个坑使得提供二、四、六、八、十、十二个弹簧的组合成为可能，而十五个坑允许三、五、六、九、十、十二、十五个弹簧的组合。螺旋弹簧，即使它们是相同的，且经过仔细测评，当它们强烈受压时，反作用力也总会有轻微不同，总反作用力不会正好沿着活塞杆12的轴线12a，但总反作用力的轻度偏移将不会对弹簧制动缸造成影响，弹簧制动缸也能调整在同心度方面，以及坑54分布的均匀性方面的轻度偏移，就象直接在铸造车间浇铸的零件发生的那样。

本发明的组合制动缸的工作方式如下。在装有本发明的组合缸的车辆正常运行的情况下，连接器52和63与制动解除压缩空气源连接，例如压缩空气从铁路车辆如火车的总制动线来，而连接器9与车辆的制动阀连接。

在腔51和62中制动解除压力的作用下，通过在主腔51中占优势的压力，并通过辅助活塞50在弹簧制动活塞26的内法兰64上的环形台上的套49传递的侧推力，弹簧制动活塞26在图1中被向右推。伴随制动充分解除，如图1的上半部所示，弹簧制动活塞26和辅助活塞50由此占据邻接位置。

如果开始实施脚踏制动，脚踏制动腔2c通过连接器9得到压缩空气，在图1中，弹簧制动活塞11同活塞杆12一起左移，锁紧并移动用于调松的松紧调整器16和螺钉13。这就将制动装置头(锤头)18移向图1左部，使得制动器通过与制动操纵杆连接的镶套孔10和19的相对运动来工作。

当脚踏制动腔2c中的压力回落，脚踏制动活塞11就回到图1所示的制动解除位置。作为脚踏制动的连续操作的结果，用于调松的螺钉13相对于松紧调整器16移到图1中的左部，因为它通过爪型联接器17相对于制动装置头18被轮流地锁住，不会旋转。由于弹性褶套34，在仍然保持与辅助缸4连接(以提供防止灰尘和脏物进入的密封方式)的同时，制动装置头18由此继续顺序地左移。

而接合帽23保持与脚踏制动活塞杆12刚性地连接，滚针轴承台件24顶着这个帽23。如果压缩空气从连接器52和63通入弹簧制动缸，例如达到车辆的长时间不动，由弹簧53和53’推动的弹簧制动活塞26将对拧在由棘爪30轮流锁定的弹簧制动活塞杆25的螺纹27上的套45施加一个牵引力。活塞杆25顺序地移向图1左部，筋在与棘爪30接合的同时滑动。弹簧活塞杆25顶在其上的滚针轴承台件24，把接合帽23和与之一体的弹簧制动活塞杆12推向图1中的左部。轮到活塞杆12时，它通过松紧调整器16将制动装置头18移向图1中的左边，从而完成一次制动操作。如图可见，弹簧制动采用松紧调整器16调整，使以小的弹簧行程达到制动操作成为可能。正常情况下，弹簧制动活塞26在进入连接之前，或者靠内间壁46的面或者间接靠在图1下半部所示位置，在辅助缸4的基部上的辅助活塞50的台，保持在不运作的制动操作位置。通过使弹簧制动解除腔51和62受压可实现弹簧制动的解除，这将促使组合缸的各零部件到达图1上半部所示位置。

如果用于制动解除的压缩空气不便于获得，而解除弹簧制动又有必要，通过对连杆33施加有转动作用的牵引力，就可对棘爪30施加很大的牵引力，与恢复弹簧30’的弹簧力及齿29和筋28间的摩擦力相抵，从而松开弹簧制动活塞杆25，允许它在因有滚针轴承等连接件24和24’的存在而有低度摩擦情况下转动。在图1中，在由弹簧53产生的左向推力的作用下，由于其间的双向外螺纹27相对于套45的螺纹变得松扣，弹簧制动活塞26左移，引起活塞杆25旋转。但弹簧制动活塞26通过锁定元件(装于孔56和57中的销55)锁定以防旋转。现在弹簧制动活塞26和50达到如图1下半部所示位置，而在制动装置反作用力影响下，因接合帽23连接着脚踏制动活塞杆12，杆12又依次通过松紧调整器16连接着调松的螺钉13和制动装置头18，接合帽23将弹簧制动活塞杆25推向右边，从而松开套45内的双向螺纹27，套45靠锁定件55、56、57防转，并靠由弹簧53发出的推力而连接在一起的弹簧制动活塞26，50轴向固定。

此处回到了如图1下半部所示的制动解除位置。在手动解除弹簧制动后，如果腔51和62为解除制动再次充压，弹簧制动活塞26将右移，促使活塞杆25以相反方向旋转，换句话说，为这方向，棘爪30不工作，不锁定由轴向筋28组成的棘爪件的旋转，这种情况持续到达到示于图1上半部的邻接位置为止。

在另一个原则上避免弹簧制动和脚踏制动重叠的实施例中，如前所示的中心拉杆32与解除活塞连接，该活塞能被例如火车的总制动线中的压力操纵，以实施解除功能。在弹簧53的作用下，主弹簧制动和辅助弹簧制动活塞26和50使弹簧制动活塞杆25旋转，不再被锁定，而被顺序地推向图1中的左边，到达图1下半部所示的邻接位置。脚踏制动正常工作如前所示，接合帽23和滚针轴承连接件24在每个脚踏制动操作中与弹簧制动活塞杆25的端部分开。在停车或不动制动情况下，脚踏制动首先操纵脚踏制动活塞11。接着，如图1上半部所示，作为不动或停车的结果，制动解除活塞松开把棘爪30带入制动解除位置的拉杆32。与此同时，给弹簧制动解除腔51和62供制动解除压力，该压力是制动压力的函数或与在脚踏制动腔2c中占优势的制动压力相等。弹簧制动由此处于准备好的工作位置，且仅在脚踏制动压力下降或消失情况下工作，脚踏制动和弹簧制动的总效果在脚踏制动逐渐解除时，如因从用制动的密封2a的泄漏而解除，基本保持不变。因此，在本工作方法的实施例中，如果脚踏制动不起作用，弹簧制动将自动地和逐渐地代替脚踏制动。

很明显，本发明并不局限于已描述和图示的实施例，在不脱离本发明范围的前提下，本行业的技术人员可进行各种改变。

Claims (16)

1.一种制动缸，包括：

脚踏制动缸(2)，

装于脚踏制动缸(2)中，且与脚踏制动活塞杆(12)一体的脚踏制动活塞(11)，

同轴装于脚踏制动缸(2)上的弹簧制动缸(3)，

装于所述弹簧制动缸(3)中，且装在所述弹簧制动活塞杆(12)上的弹簧制动环形活塞(26)，用于向活塞杆(12)传递弹簧制动的制动力，

围绕所述脚踏制动活塞(12)布置的多个弹簧(53)，布置在所述弹簧制动活塞(26)和一与由所述脚踏制动缸(12)和所述弹簧制动缸(3)同轴装配形成的装配体(1)为一体的支面(59)之间。

2.根据权利要求1的制动缸，其特征在于，松紧调整件(16，13)装于所述脚踏制动活塞杆(12)和制动装置头(18)之间。

3.根据权利要求1或2的制动缸，其特征在于，所述弹簧制动活塞(26)通过有双向螺纹(27)的连接件与所述脚踏制动活塞杆(12)轴向连接，所述双向螺纹(27)可被(棘爪30)轮流锁定或松开。

4.根据权利要求1至3之一的制动缸，其特征在于，用于弹簧(53)的所述支面(59)设在环形基部(37)上，该环形基部(37)通过其边缘放在并锁定防转在所述脚踏制动缸(2)和所述弹簧制动缸(3)之间。

5.根据权利要求4的制动缸，其特征在于，防转锁定件放在所述弹簧制动活塞(26)和所述环形基部(37)之间，所述锁定件是，例如，销(55)，该销(55)同时穿过设在所述环形基部(37)中的轴向孔(56)和所述弹簧制动活塞(26)中的配合盲孔(57)。

6.根据权利要求1至5之一的制动缸，其特征在于，所述弹簧(53)是螺旋弹簧。

7.根据权利要求1至6之一的制动缸，其特征在于，所述多个螺旋弹簧(53)中的每一个，至少其一端布置在大致为圆柱形的坑(56)中，例如在所述弹簧制动活塞(26)中形成或绕中心台(58a)形成的坑(56)。

8.根据权利要求7的制动缸，其特征在于，所述弹簧制动活塞(26)中的坑(54)相对于该弹簧制动活塞(26)的轴线同心布置，在所述弹簧制动活塞的周边的一个圆上均布。

9.根据权利要求6至8之一的制动缸，其特征在于，至少部分所述多个螺旋弹簧由圆柱形内空间中装有辅助螺旋弹簧(53’)的主螺旋弹簧(53)组成。

10.根据权利要求7至9之一的制动缸，其特征在于，所述弹簧制动活塞(26)有N个坑(54)，P个弹簧(53)中的每一个都放入所述弹簧制动活塞(26)的一个坑(54)中，这里P≤N，并且是装在所述坑(54)的底(58)和所述支面(59)之间，按所述弹簧(53)的总轴向力基本沿所述脚踏制动活塞杆(12)的轴线(12a)这种方式布置。

11.根据权利要求10的制动缸，其特征在于，所述弹簧制动活塞(26)包括十个坑，其中分别装有二、四、六或八个螺旋弹簧(53)，螺旋弹簧(53)相对于两个直交平面对称布置，或装五个螺旋弹簧(53)，它们规则地隔一坑一个地布置。

12.根据权利要求3至11之一的制动缸，其特征在于，在弹簧制动解除位置，至少是部分在由脚踏制动活塞(11)和弹簧(53)的支面(59)之间形成轴向区域，弹簧制动活塞(26)(延长部45)旋到弹簧制动活塞杆(25)的双向螺纹(27)上。

13.根据权利要求1至12之一的制动缸，其特征在于，它包括装有附加环形制动解除活塞(50)的辅助弹簧制动解除缸(4)，其制动解除活塞杆以环形套(49)的形式，密封且可移动地装在所述弹簧制动缸(3)的底(46)和所述弹簧制动活塞杆(25)之间，以在作用在所述辅助制动解除活塞(50)上的制动解除压力的作用下，达到与环形主弹簧制动活塞(26)的环形邻接。

14.根据权利要求13的制动缸，其特征在于，所述辅助制动解除缸(4)在其周边有轴向装配螺孔(8)，而所述弹簧制动缸(3)和所述脚踏制动缸(2)在它们的周边上有与所述轴向装配螺孔(8)相对应的轴向通孔(7，6)，对于所述三个缸(2，3，4)，每个孔中都装有轴向装配螺钉(5)，该螺钉(5)旋入所述装配螺孔(8)之一，且在脚踏制动缸(2)的所述轴向通孔(6)的外侧周边邻接。

15.一种根据权利要求7至14之一的调整制动缸弹簧反作用力的方法，其特征在于，采用了标准弹簧制动活塞(26)，活塞(26)有标准数N个用于接受一个或多个弹簧的基本为圆柱形的坑(54)，在所述P个坑中，这里P≤N，标准螺旋弹簧(53)压缩布置在所述坑(54)的底(58)和与制动缸装配体(1)一体的支面(59)之间，所述螺旋弹簧(53)的布置，使这些弹簧的总反作用力基本沿着所述脚踏制动活塞杆(12)的轴线通过，选择弹簧(53)的个数为P，以提供使用中最接近理想反作用力的反作用力。

16.根据权利要求15的调整方法，其特征在于，对于至少部分所述弹簧，采用在其内圆柱空间内装有辅助螺旋弹簧(53’)的主螺旋弹簧(53)。

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