CN1344645A - 止回机构 - Google Patents

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迈克尔·E·林
斯科特·L·内切克
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Abstract

提供了一种装配齿轮,它由多块彼此串联叠置的板形成。每块板沿其外圆具有多个齿,一孔延伸通过每块板的中心部分。此孔在每块板中形成一内圆,能让一轴件通过。诸板固定在一起而形成装配齿轮。该装配齿轮可用键连接到轴件上。或者,可在装配齿轮中设置一止回机构,它以类似于棘轮棘爪机构的方式实现轴件的单向转动。此止回机构通过在至少一些板的内圆中设置至少一个凹口而形成,该凹口与设置在由该凹口所形成的一开口内的圆柱形件相配合。该圆柱形件能与至少一个开口相互作用,从而在沿第一方向作用一个力时锁固于轴件上,并在沿第二方向作用一个力时相对于轴件自由转动。

Description

止回机构
技术领域
本发明总的涉及一种装配齿轮齿轮，尤其是涉及一种具有止回机构的齿轮。本发明的装配齿轮可用于取代目前铁路车辆手动刹车中所使用的棘轮棘爪机构，本发明的装配齿轮也可用作铁路车辆的自动设定/释放手动刹车中的滑动离合器机构。
背景技术
让轴件沿一个方向旋转的机械装置是众所周知的，这种装置通常称作棘轮棘爪机构。棘轮通常是一板状件或沿外圈带斜齿的轮子。棘爪是一设置成与棘轮相切的杆，杆一端抵靠在一个齿上。当棘轮以一个方向旋转时，棘爪在齿上滑动，当棘轮以相反方向旋转时，棘爪卡在齿中，从而防止轴件反向转动。棘轮棘爪机构的一种公知的用途是用于铁路车辆的手动刹车中。
如在铁路工业中通常熟悉的，当车厢脱离列车并停在旁轨或工场时，为防止车厢发生不想要的或意外的移动，至少要在部分车厢上施加手动刹车或停车刹车。如美国专利4,368,648中揭示和图8中所示的典型车厢手动刹车系统通常包括一个装置，它通过转动手轮4或压一个安装于车厢的手动刹车机构上的棘轮手柄而手动地将一个或多个刹车闸瓦压靠于车厢的一个或多个轮子的轮面。
手动刹车机构通常是铸压或冲压金属齿轮壳板/底板组件，它安装于车厢的一外端壁，里面设置一个可转动的链轮10，该链轮可通过转动手轮4来转动。这种转动直接通过一驱动轴5、小齿轮8、齿轮9和链轮10传递，从而将刹车链17卷到链轮10上。刹车链的另一端通常通过齿轮箱的底部，并用钢索或其它连接装置连到刹车索具(没图示)，从而曳拉连接的刹车闸瓦而抵靠于相邻的车厢轮子的轮面上，因此根据需要施加手动刹车。
当链17对手轮4进一步转动产生阻力时，此阻力反过来通过链轮10、齿轮9和小齿轮8作用而使一螺母移靠到棘轮件27，该棘轮件夹持在驱动轴5和螺母的磨擦表面之间，从而使驱动轴5、棘轮27和螺母作为一个整体转动。棘爪34防止棘轮27反向转动。手轮扭矩增加，直到达到静态平衡的状态，或在充分施加刹车的点上，此时手轮4的转动停止，通过保持棘爪34，夹住的棘轮27防止链17松开。
刹车的逐渐放松可通过反向转动手轮4来实现，如反时针方向转动，这样就放松螺母以减小在棘轮27上的夹紧力。此作用使小齿轮8和齿轮9转动以减小链负荷并释放刹车。
也可以顺时针转动快速释放手柄32来快速释放刹车。一般，快速释放机构包括一个在手轮轴和齿轮组之间的可放松的连接装置。当连接装置被松开时，齿轮组的齿轮快速转动，不受棘爪和棘轮的约束，但手轮保持不动。
通常，诸如用在棘轮系统中的那些齿轮是通过铸造方法制成的。在该制造过程中，须注意保证满足良好的公差，并常需大量的机械加工。此外，必须避免铸件中夹带杂质，因为这会造成齿轮破裂。因此，需要一种能克服铸造齿轮的上述缺点的装配齿轮。也需要一种具有止回机构的装配齿轮，它可用来取代目前手动刹车组件中所使用的棘轮棘爪机构。
本发明的具有止回机构的齿轮已作为铁路车辆的自动设定/释放手动刹车的构件之一而揭示于标题为“自动施加手动刹车”的待批申请No.09/507,227中，此申请援引在此供参考。此待批申请由本发明的受让人提出。在此待批申请中，并没有揭示具有止回机构的齿轮的细节，也没有要求保护。
发明内容
简要地说，本发明的齿轮包括多块彼此串联叠置的板，每块板件沿其外圆有许多齿，有一孔延伸通过每块板的中心部分，此孔在每块板中形成一个内圆，它可让一轴件通过，设置有一将以上板件固定在一起而形成装配齿轮的装置，此齿轮可用键连接到一轴件上。
或者，可在齿轮中设置一止回机构，以实现轴件的单向转动。该止回机构可通过在至少一些板的内圆中设置至少一个凹口来形成。该内圆由延伸通过这些板件的孔形成。该至少一个凹口能在板件内圆和轴件外表面之间形成一开口。设置有一圆柱状件，它能与该至少一个开口相互作用，以在沿第一方向作用一个力时将这些板锁固于轴件上将，并在沿第二方向作用一个力时使这些板相对于轴件自由转动。
因此，发明的主要目的是提供一种制造经济和操作简单的装配齿轮。
另一目的是提供一种装配齿轮，它能克服铸造齿轮需要过多机械加工来实现小公差的缺点。
又一目的是提供一种强度比铸造齿轮大的装配齿轮。
再一目的是提供一种具有止回机构的装配齿轮，它可用于取代目前所使用的棘轮棘爪机构。
还有一个目的是提供一种具有止回机构的装配齿轮，它可用作铁路车辆自动设定/释放手动刹车中的滑动离合器机构。
除如上大致描述的本发明的一些目的和优点之外，本发明的其它目的和优点将在阅读下面的详细描述、尤其是在结合附图及所附权利要求书阅读该详细描述后，很容易为相关技术领域的技术人员理解。
附图简述
图1是本发明的装配齿轮的分解图。
图2是本发明的装配齿轮的侧视图。
图3是本发明的装配齿轮的立体图。
图4A是用于本发明的装配齿轮中的端齿轮的分解图。
图4B是用于本发明的装配齿轮中的内侧齿轮的分解图。
图5是用键连接于轴件上的本发明的装配齿轮的分解端视图。
图6是具有止回机构的本发明的装配齿轮的分解图。
图7是结合有本发明的装配齿轮的一种手动刹车组件的正视图。
图8是现有技术的一不同类型的手动刹车装置的部分剖开的正视图本发明的装配齿轮可以使用于该刹车装置中。
具体实施方式
在详细阐述本发明前告诉读者，为清楚和明白起见，本文件中提供的每张图中，相同功能的相同构件尽量标注相同的标号。
下面参见图1-3，由标号12表示的装配齿轮包括多块彼此串联叠置的板14。每块板14沿其外圆具有许多齿16。设置有一孔20延伸通过每块板件14的中心部分，该孔20在每块板件14内形成一内圆22，能让轴件24通过。设置有一将诸板固定在一块的装置，用以形成装配齿轮。该用于将诸板固定在一起的装置可包括粘结、压焊或硬焊材料，如图3中由标号28总的表示的，或者是机械固定装置，诸如螺栓或平头铆钉30。而且，如图3所示，板中可设置孔36，以减轻装配齿轮的重量。
如图5所示，此装配齿轮可在每块板14中开键槽38来用键连接于轴件44上，在轴件44上有一相应的键槽40。诸板中的键槽能够设置成与轴件44上的键槽40对齐，并能够在其中接纳一个键42，以使轴件44响应于作用在装配齿轮12上的旋转力而转动。
如以上所述，本发明的装配齿轮包括多块板14。更具体地说，本发明包括两块如图4A所示的端齿轮板50，并包括多块、通常是四块内齿轮板48，如图4B所示。这些内齿轮板48沿内圆22可包含或可不包含凹口46。
如图1-3和6所示的止回机构在至少一些板14的内圆22中包括至少一个凹口46，最好包括多个凹口。具体地说，如图4B所示，凹口46设置在内齿轮板48的内圆22上。该至少一个凹口46能够在板48的内圆22与轴件24的外表面54之间形成一个开口52。
设置有一圆柱形件56，它能与该至少一个开口52相互作用，从而在沿第一方向作用一个力时使诸板14锁固于轴件24上，并在沿第二方向作用一个力时使诸板14相对于轴件24能自由转动。
该单向转动是通过使用开口52来实现的，该开口有第一部分58，它具有第一预定尺寸，并有第二部分60，它有第二预定尺寸，第二预定尺寸比所述第一预定尺寸大。开口的第一部分58的宽度小于圆柱形件56的直径，使得在力沿第一方向作用于板件14时，圆柱形件56锁固在开口的第一部分58内而使轴件24转动。开口的第二部分60的宽度大于圆柱形件56的直径，使得在力沿第二方向作用于板件14时，圆柱形件在开口的第二部分60内自由转动，使板件14相对于轴件24自由转动。
本发明的装配齿轮有许多用途，图7表示将该齿轮用作铁路车辆自动设定/释放手动刹车(总的由标号100表示)的一个构件。这种型式的手动刹车系统是标题为“自动施加手动刹车”的待批申请No.09/507,227的主题。本发明的具有止回机构的装配齿轮的另一用途是取代棘轮棘爪机构。可以取代如图8中所示手动刹车中的棘轮27和棘爪34。本技术领域的普通技术人员应予认识到，本发明的装配齿轮有许多其他在此没有揭示的用途。
本发明的内容已充分、清楚、扼要和正确地阐述，使所属技术领域的技术人员能够制造和使用它。应该理解的是，本技术领域的技术人员在不脱离如所附权利要求书中所限定的精神和范围的情况下可以对本发明的详细描述的实施例进行变化、修改、等效替换。具有此类技术的人也将认识到，以上描述仅仅是示例性的，而并不是要将所附的权利要求书限制于具体的狭窄解释。

Claims (20)

1.一种装配齿轮，它包括：
(a)多块彼此串联叠置的板，每块所述板沿其外圆有许多齿；
(b)一延伸通过每块所述板的中心部分的孔，所述孔在每块所述板中形成一内圆，所述孔能够让一轴件通过；及
(c)将所述诸板固定于一起而形成装配齿轮的装置。
2.如权利要求1所述的装配齿轮，其特征在于，所述将诸板固定于一起的装置包括粘结、压焊和硬焊材料中的一种。
3.如权利要求1所述的装配齿轮，其特征在于，所述将诸板固定于一起的装置包括机械固定装置。
4.如权利要求1所述的装配齿轮，其特征在于，它还包括在每块所述板中的键槽，所述键槽能够设置成与该轴件上的键槽对齐，并能够在其中接纳一个键，以使所述轴件响应于一个作用于所述装配齿轮的转动力而而转动。
5.如权利要求1所述的装配齿轮，其特征在于，至少部分所述板在所述板的内圆中具有至少一个凹口，所述至少一个凹口能够在所述板的所述内圆与该轴件的外表面之间形成一个开口。
6.如权利要求5所述的装配齿轮，其特征在于，它还包括一圆柱形件，该圆柱形件能构与所述至少一个开口相互作用，从而在沿第一方向作用一个力时使所述板锁固于该轴件上，并在沿第二方向作用一个力时使所述板相对于该轴件自由转动。
7.如权利要求6所述的装配齿轮，其特征在于，所述开口有第一部分，它具有第一预定尺寸，并有第二部分，它具有第二预定尺寸，且比所述第一预定尺寸大。
8.如权利要求7所述的装配齿轮，其特征在于，所述开口的所述第一部分的宽度小于所述圆柱形件的直径，使得在所述力沿所述第一方向作用于所述板件时，所述圆柱形件锁固于所述开口的所述第一部分内而使所述轴件转动。
9.如权利要求7所述的装配齿轮，其特征在于，所述开口的所述第二部分的宽度大于所述圆柱形件的直径，使得在所述力沿所述第二方向作用于所述板件时，所述圆柱形件在所述开口的所述第二部分内自由转动而使所述板件相对于所述轴件自由转动。
10.如权利要求5所述的装配齿轮，其特征在于，它在每块所述板的内圆上具有多个凹口。
11.一种用键连接于轴件上的装配齿轮，所述装配齿轮包括：
(a)多块彼此串联叠置的板，每块所述板沿其外圆具有多个齿；
(b)将所述诸板固定于一起而形成装配齿轮的装置；
(c)一延伸通过每块所述板的中心部分的孔，所述孔在每块所述板中形成一内圆，所述孔能够让一轴件通过；
(d)一设置在每块所述板的键槽，所述键槽能够设置成与所述轴件上的一键槽对齐；及
(e)一设置在每块所述板和所述轴件的所述键槽中的键，使所述轴件响应于一作用于所述装配齿轮的旋转力而转动。
12.如权利要求11所述的装配齿轮，其特征在于，所述将诸板固定在一起的装置包括粘结、压焊或硬焊材料中的一种。
13.如权利要求11所述的装配齿轮，其特征在于，所述将诸板固定在一起的装置包括机械固定装置。
14.一种具有使轴件沿一个方向转动的止回机构的装配齿轮，它包括：
(a)多块彼此串联叠置的板，每块所述板沿其外圆具有多个齿；
(b)将所述板固定在一起的装置；
(c)一延伸通过每块所述板的中心部分的孔，所述孔在每块所述板中形成一内圆，所述孔能够让该轴件通过；
(d)形成于至少一些所述板的所述内圆中的至少一个凹口，所述至少一个凹口能够在所述板的所述内圆与该轴件的外表面之间形成一个开口；
(e)一圆柱形件，它能与至少一个开口相互作用，从而在沿第一方向作用一个力时锁固于该轴件上，并在沿第二方向作用一个力时使所述板相对于该轴件自由转动。
15.如权利要求14所述的装配齿轮，其特征在于，所述开口有第一部分，它具有第一预定尺寸，并有第二部分，它具有第二预定尺寸，且比所述第一预定尺寸大。
16.如权利要求15所述的装配齿轮，其特征在于，所述开口的所述第一部分的宽度小于所述圆柱形件的直径，使得在所述力沿所述第一方向作用于所述板件时，所述圆柱形件锁固于所述开口的所述第一部分内而使所述轴件转动。
17.如权利要求16所述的装配齿轮，其特征在于，所述开口的所述第二部分的宽度大于所述圆柱形件的直径，使得在所述力沿所述第二方向作用于所述板件时，所述圆柱形件在所述开口的所述第二部分内自由转动而使所述板件相对于所述轴件自由转动。
18.如权利要求14所述的装配齿轮，其特征在于，它在每个所述板的所述内圆中具有多个凹口。
19.如权利要求14所述的装配齿轮，其特征在于，所述将诸板固定于一起的装置包括粘结、压焊或硬焊材料中的一种。
20.如权利要求14所述的装配齿轮，其特征在于，所述将诸板固定于一起的装置包括机械固定装置。
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