CN1666914A - 自动设定和松开手制动器 - Google Patents

Abstract

提供了一种自动应用手制动设备，用于自动应用至少一个通过手制动组件紧固到铁路车辆上的制动元件。该设备包括一个操作元件，该操作元件具有至少一个连接到上述手制动组件的驱动轴上的棘轮。该设备还包括一个与一个驱动臂联接的控制缸，该驱动臂枢转连接到上述驱动轴上，并包括一个与上述操作棘轮啮合的操作爪。由控制缸导致的驱动臂的往复运动使操作臂能够往复旋转，进而导致至少一个制动元件的应用。一个控制装置与流体压力源联接，用于起动和调节通向控制缸的流体压力供应。另外一个控制装置与流体压力源联接，用于在紧急情况下停止该制动装置的自动应用或者反转无意致动。

Description

自动设定和松开手制动器

相关申请的交叉引用

本申请涉及美国专利申请系列号10/217570，该申请名称为“自动应用手制动器卷绕机构”，于2002年8月13日提交，并转让给本申请的受让人。本申请还涉及美国专利申请系列号10/201888，该申请名称为“自动设定和松开手制动器气动回路设计II/自动应用功能”，于2002年7月24日提交，同样转让给本申请的受让人。美国专利申请系列号10/217570和10/201888的公开内容这里作为参考引入。

技术领域

本发明一般涉及用在铁路型车辆上的手制动器组件，更特别地，本发明涉及这样一种设备，该设备在这种铁路车辆上自动致动和应用手制动器而不需要操作者手动卷绕该手制动器上的链条。

背景技术

用于在紧急情况下应用至少一个紧固到铁路车辆上的制动元件的铁路车辆手制动机构是本领域中公知的。名称为“用于铁路车辆的手制动器”的美国专利系列号4368648教导了具有一个快速松开机构的这种手制动器。它们通常包括一个设置于垂直平面中并安装在一个驱动轴上的大的可旋转手轮，该手轮可通过一个齿轮系旋转一个链条滚筒，从而卷起一个链条，该链条在其远离链条滚筒的一端紧固到铁路车辆的制动元件上。当手轮在一个方向上旋转时，制动器被使用，并由一个与手轮驱动轴上的棘轮啮合的棘爪防止手轮驱动轴在相反方向上旋转。

可通过使棘爪从止动棘轮上脱离而松开制动器，但这会导致手轮以及齿轮系的齿轮的快速旋转。为避免手轮的快速旋转，已经提出了称作“快速松开”机构的手制动机构。

一般地，这些快速松开机构包括一个位于手轮轴与齿轮系之间的可松开的联接装置。当联接装置松开时，齿轮系的齿轮快速旋转，不受棘爪和止动轮的约束，而手轮保持静止。

本领域中已经公知的是，铁路车辆的新的制动元件需要的名义链条拉紧为13英寸，而链条拉紧为18英寸代表制动蹄已磨损且链条松驰过多的制动元件的最坏情况模式。这里将美国专利系列号4368648的教导作为参考引入本申请中。

美国铁路协会(AAR)规定，标准动力手制动机构应当在链条上提供的平均载荷为3350磅，而施加到直径为22英寸的轮子边沿上的转向力为125磅，以设定制动器。

前述美国申请系列号10/217570提出了一种自动应用设定和松开(ASR)手制动设备，下面称作ASR设计II手制动器，用于自动应用上述至少一个制动元件。该设备包括一个具有至少一个棘轮的操作元件，该棘轮可与设置于手制动组件的壳体元件中的齿轮组件的至少一个齿轮啮合，用于在将导致至少一个制动元件应用的方向上操作齿轮组件，该至少一个制动元件通过手制动组件紧固到铁路车辆上。设备还包括一个安装在铁路车辆上的控制缸，和一个从该控制缸的一端延伸的驱动臂。该驱动臂具有一个与该操作元件联接的第一部分。该驱动臂能够在向其施加一个力之后相对于控制缸往复运动，从而向操作元件供应至少足够量的预定压力，从而导致该至少一个制动元件的应用。一个压力供应源与该控制缸联接，用于向驱动臂施加一个力，从而由手制动组件自动应用该至少一个制动元件。

虽然已经证明ASR设计II手制动器在实现链条垂直载荷3350磅方面是足够的，但在长时期保持上述获得的垂直载荷方面遇到了困难。在ASR设计II手制动器上收集的进一步的数据的基础上，由于紧急储存器压力从初始名义设定下降，导致平均保持载荷下降到低于要求的3350磅。

如可从上面的讨论中看到的，具有这样一种自动应用设定和松开设备是有利的，该设备用于手制动器，能够提供和保持所需的3350磅的平均链条载荷。

一般地，铁路车辆中的制动器管道压力约为90磅每平方英寸。在紧急情况下，在已经应用了主制动器之后，紧急储存器的压力均衡在用于紧急手制动应用的78磅每平方英寸的平均初始名义设定。因此78磅每平方英寸的平均初始名义设定是ASR手制动器需要获得3350磅的所需平均载荷的最大现有压力。由前述美国申请系列号10/201888教导的带有改进气动回路的ASR设计II手制动器已经设定为在70磅每平方英寸的平均初始名义压力下工作，提供了对于名义压力波动的操作界限。上述气动回路包括与流体压力源相联的控制装置，用于供应和调节通向控制缸的上述流体压力，并用于在紧急情况下停止该制动装置的自动使用或者反转无意的致动。

由于在制动应用之后再充填铁路车辆中的制动管道压力需要依据所需恢复压差的一个预定时间段，且由于普通列车可包括150个铁路车辆，本领域普通技术人员能够很容易看到，使用ASR手制动器是有利的，它能够以减小的紧急储存器压力获得所需的保持载荷，以缩短整体再充填时间段，更特别地，缩短由于再充填引起的整个列车的暂停时间。另外有利的是提高ASR手制动器的效率，更特别地，减小设置于上述设备中的操作装置的压降，以及减小控制缸的尺寸。

发明内容

提供了一种自动应用手制动设备，用于自动应用至少一个通过手制动组件紧固到铁路车辆上的制动元件。该设备包括一个安装支架，一个操作元件，该操作元件具有至少一个在手制动组件壳体外部连接到上述手制动组件的驱动轴上的棘轮。该设备还包括一个与一个驱动臂联接的控制缸，该驱动臂枢转连接到上述驱动轴上，并包括一个与上述操作棘轮啮合的操作爪。上述操作棘轮与上述驱动轴和设置于上述手制动组件中的止动棘轮作为一个整体旋转，从而防止手制动组件的链条卷绕齿轮的部分开卷。一个弹簧装置连接到上述驱动臂上，用于将上述操作爪推向上述操作棘轮。设有一个第一和一个第二黄铜垫片，用于大体上减小在上述驱动臂旋转过程中的摩擦。控制缸枢转安装在安装支架上，能够减小控制缸行程。由控制缸导致的驱动臂的往复运动使操作臂能够往复旋转，进而导致至少一个制动元件的应用。一个控制装置与流体压力源联接，用于起动和调节通向控制缸的流体压力供应。另外一个控制装置与流体压力源联接，用于在紧急情况下停止该制动装置的自动应用或者反转无意的致动。

发明目的

因此本发明的其中一个主要目的是提供一种可与手制动组件啮合的设备，它能够自动致动和应用铁路车辆上的制动器。

本发明的另一个目的是提供一种能够与铁路车辆上的手制动组件啮合的设备，能够获得和保持对于标准动力手制动器所需的载荷。

本发明的再一个目的是提供一种能够与铁路车辆上的手制动组件啮合的设备，可提供更加高效的操作。

本发明的又一个目的是提供一种可与铁路车辆上的手制动组件啮合的设备，可使用较小的空间包络线。

本发明的另一个目的是提供一种可与铁路车辆上的手制动组件啮合的设备，可提供一个紧急截止装置来停止手制动器的自动应用。

除了大致如上所述的本发明的若干目的和优点之外，从下面更详细的说明中，特别是当这些详细说明是结合附图及附属权利要求而进行时，本领域技术人员将更容易明白本发明的各种其它目的和优点。

附图说明

图1是ASR设计II手制动器的透视图。

图2是ASR设计II手制动器的主视图，特别表示根据所建立的AAR间隙轮廓的ASR设计II手制动器的空间结构。

图3是本发明的ASR设计III手制动器的透视图，表示为清楚起见从驱动轴上取出的本发明的手轮和棘轮。

图4是本发明的ASR设计III手制动器的局部透视图，特别表示为清楚起见与棘轮分开的操作装置。

图5是本发明的ASR设计III手制动器的主视图，特别表示根据所建立的AAR间隙轮廓的ASR设计III手制动器的空间结构。

图6是图5中所示的本发明的ASR设计III手制动器的侧视图。

图7是沿图5中线7-7所取的本发明ASR设计III手制动器的侧面剖视图。

图8是设计II的手制动器的局部透视图，特别表示设置于离合机构中的可移动凸轮的方位。

图9是设计III的手制动器的局部透视图，特别表示设置于离合机构中的可移动凸轮的方位。

图10是ASR设计II控制电路的示意图。

图11是ASR设计III控制电路的示意图。

具体实施方式

提供下面的背景信息是为了帮助读者理解本发明通常使用的环境。除非本文中另有专门声明，这里使用的术语并不限定于任何特别窄的解释。

在对本发明的各实施例作更详细的描述之前，为了本发明的清楚和理解，应当注意，在这里所示的每个附图中，具有相同功能的相同部件用相同的附图标记来识别。

参照图1，总体上用10表示的ASR设计II设备与一个总体上用20表示的手制动组件配合，该手制动组件20用于自动应用至少一个紧固到具有这种手制动组件20的铁路车辆(未图示)上的制动装置(未图示)。

该设备10包括一个总体上用30表示的操作装置，其至少一部分，即棘轮150，可与总体上以40表示的一个手制动齿轮组件的至少一个链条卷绕齿轮14啮合，该手制动齿轮组件40设置于该手制动组件20的一个壳体16中，用于在导致该至少一个制动装置应用的方向上操作该齿轮组件40。上述操作装置30还包括一个双动作气动缸31，该气动缸31具有一个可与一个驱动臂152配合的杆37。至少一个操作爪154销联接到上述驱动臂152上，并设有一个弹簧装置156用于推动操作爪154与一个棘轮150接触。上述双动作气动缸31安装在一个支架160上，该支架160具有与上述壳体16连接的连接件162。设有一个盖164，用于大体上防止上述棘轮150与上述链条卷绕齿轮14之间的啮合受到铁路车辆工作人员的无意的接近。

在操作缸31中施加一个力导致杆37从缸31向外移动，并向驱动臂152施加一个向下力，使操作爪154与棘轮150中的一个齿啮合。如图1中所示，棘轮150在顺时针方向的旋转导致手制动齿轮组件40的链条卷绕齿轮14在逆时针方向旋转，这样将导致链条(未图示)的卷绕和制动装置(未图示)的应用。在操作缸31中设有至少一个图9中最佳图示的复位弹簧34，用于推动杆37返回其原始位置。另外，在驱动臂152内部设有一个空腔153，用于适应在运动过程中与杆37的上述配合。在操作缸31中重复施加压力使手制动齿轮组件20的链条卷绕齿轮14旋转一个足够的量，从而应用制动器。

进一步参照图2，示出与AAR间隙轮廓S-475相关的ASR设计II手制动器的空间结构。如可从图2中看到的，ASR设计II手制动器超过上述轮廓的高度大约6英寸，但更重要的是，它超过了上述轮廓的宽度6英寸。

图3至7中最佳图示了这里称作设计III的本发明的ASR手制动器。

总体上用300表示的ASR设备，包括一个总体上用305表示的操作装置，其至少一部分，即操作棘轮350，与一个驱动轴元件24充分啮合，该驱动轴元件24设置在该手制动组件20的壳体元件16中，用于在导致该至少一个制动装置应用的方向上操作该手制动组件20。上述操作装置305还包括总体上用310表示的安装支架，该安装支架310具有一个本体部分312，一个气缸枢轴314，以及至少一个用于与上述壳体16连接的连接装置316。优选地，一个总体上用320表示的单动作气动缸在枢轴314处枢转安装到上述安装支架310上。上述单动作气动缸320还具有一个杆326，该杆326可与一个总体上用340表示的驱动臂配合，具有一个本体部分342，一个第一枢轴344和一个第二枢轴346。如图4中最佳图示的，上述驱动臂340枢转地环套在上述驱动轴24上。至少一个操作爪354在第一枢轴344处枢转连接到上述驱动臂340上，用于在向上述杆施加上述力之后与上述操作棘轮350中的一个齿啮合，并使上述操作棘轮350旋转。设有一个紧固到上述驱动臂340上的弹簧装置356，用于推动操作爪354与设置于上述操作棘轮350内部的至少一个齿接触。

邻接上述操作棘轮350和上述驱动臂340设有一个摩擦减小装置，用于充分减小在上述驱动臂340旋转之后的摩擦。在优选实施例中，上述摩擦减小装置包括一个第一黄铜垫片358(未图示)，该黄铜垫片358具有一个安装在上述操作棘轮350与上述驱动臂340之间的凸缘359(未图示)，上述凸缘359(未图示)设置于上述本体部分342与上述驱动轴24之间，用于充分减小在其旋转过程中上述驱动臂340与上述驱动轴24之间的摩擦。上述摩擦减小装置还包括一个安装在上述驱动臂340与上述壳体16之间的第二黄铜垫片360(未图示)。上述第一和第二黄铜垫片358和360分别用于充分减小在上述驱动臂340的旋转过程中的摩擦。可替换地，上述第一垫片358和上述第二垫片360可由具有摩擦减小性质的塑料材料制成。如图7中最佳图示的，在上述棘轮350连接到上述驱动轴24上的手轮22之间安装有至少一个公知的波状弹簧352，用于防止上述操作棘轮350和上述驱动臂340沿上述驱动轴24的轴线移动。上述至少一个波状弹簧352的数量取决于上述棘轮350手轮22之间的间隙。设有一个可与上述安装支架310连接的盖362(未图示)，用于充分遮盖上述操作装置305。

在单动作气缸320中施加一个力使杆326从上述气缸320向外移动，并向驱动臂340施加一个向下力，使操作爪354与操作棘轮350中的一个齿啮合。如图3、4和5中所示，操作棘轮350在顺时针方向的旋转导致图8和9中最佳图示的小齿轮50在顺时针方向旋转，并进一步导致手制动齿轮组件40的链条卷绕齿轮14在逆时针方向旋转，这样导致链条(未图示)的卷绕以及制动装置(未图示)的应用。在操作缸320中设有至少一个图10中最佳图示的复位弹簧328，用于推动杆326回到其原始位置。在上述气缸320中重复施加压力能够使手制动齿轮组件20的链条卷绕齿轮14旋转一个足够的量，从而应用制动器。

本领域中的普通技术人员能够很容易看到，上述单动作气缸320在气缸枢轴314处枢转连接到上述安装支架310上，能够消除设置于ASR设计II手制动器的该驱动臂152中的空腔153，将上述气缸320的行程最多减小1英寸，更特别地，能够部分减小操作压力。

在该优选实施例中，上述操作棘轮350安装在上述手制动器壳体16的外部。可替换地，通过对上述壳体16进行修改，使设置于上述手制动设备20中并在图8和9中最佳图示的一个止动棘轮58能够与上述驱动臂340啮合，可将上述操作棘轮350的功能与上述止动棘轮58的功能结合起来。还可替换的是，可通过在壳体16外部安装止动装置92而整体消除止动棘轮58。

进一步参照图5，可以看到，ASR设计III手制动器与ASR设计II手制动器相比的改进之处在于，与用于ASR设计II手制动器的6英寸相比，它将突出到水平ASR间隙轮廓以外的突出量减小了大约2.5英寸。

ASR设计III手制动器改进的主要原因可从图8和9中图示出来，图8和9中示出设置于上述手制动组件20中的总体上用42表示的部分离合机构。上述离合机构42包括一个设置于驱动轴24一端的小齿轮50，该小齿轮50在链条卷绕过程中与链条卷绕齿轮14啮合。一个具有区段部分46的可移动凸轮44与上述驱动轴24配合，并可朝棘轮58轴向移动。一个止动爪92设置在上述手制动机构20中，用于在链条(未图示)卷绕过程中与上述止动棘轮58啮合，以防止上述链条(未图示)开卷。

操作中，为了自动应用制动器，上述链条卷绕齿轮14如图8和9中看到的在逆时针方向旋转，从而拉紧链条的松驰。直到在链条中开始聚积张力的这个时候，驱动轴24、小齿轮50和可移动凸轮44在链条卷绕齿轮14旋转过程中作为一个整体全部旋转。当链条张力开始聚积时，这种张力反映在链条卷绕齿轮14中，并通过小齿轮50传递回来，将止动棘轮58夹持在摩擦表面56和57(未图示)之间。通过这样夹持止动棘轮58，链条卷绕齿轮14的连续旋转导致驱动轴24和棘轮58作为一体旋转，直到获得所需的链条张力，而止动棘爪92安装于上述止动棘轮58上。当已经获得所需链条张力时，链条卷绕齿轮14的旋转或应用结束，啮合在被夹持止动棘轮58上的止动棘爪92防止链条开卷，因为上述棘爪只允许上述止动棘轮58在逆时针方向旋转。

特别参照表示上述区段46在ASR设计II手制动器中方位的图8，在链条卷绕齿轮14的每个旋转中，设置于上述可移动凸轮44中的上述区段部分46允许小齿轮50在顺时针方向旋转一个在14至19度之间的角位移47，从而导致部分链条开卷。这种部分开卷必须由链条卷绕齿轮14的下一个重复旋转克服，这需要由上述缸31产生附加扭矩。

特别参照图9，所示的上述区段46的方位适用于ASR设计III手制动器。可以看到，由于上述操作棘轮350与上述驱动轴24和上述止动棘轮58作为一体旋转，上述区段46在逆时针方向在小齿轮50上预加载，从而防止链条卷绕齿轮14的部分开卷。与ASR设计II手制动器中3.25英寸的内径相比，由于将上述操作齿轮350大体环绕驱动轴24设置而实现的效率上的收益能够将单动作气缸320的内径减小到2.5英寸，从而用较小的压力获得了所需的3350磅的链条垂直载荷。

参照图10，示出一个设置于ASR设计II设备中的总体上用200表示的控制装置。

上述控制装置200包括彼此配合而向操作缸31供应空气压力源450的一个第一往复运动阀装置220和一个第二往复运动阀装置230。还设有至少一个控制阀装置240，用于将流体压力路径重新导向到缸31的杆端，并辅助一个复位弹簧34将活塞32完全返回到其全部回复位置。另外，还设有至少一个控制阀装置250，用于在撤销无意的操作的紧急情况下停止手制动器的自动应用。最后，还设有阀装置290，用于从操作缸31快速将流体压力排放到大气中。

拉紧链条(未图示)的过程是通过致动连接到控制阀元件200上的按钮202而开始的。这样使流体压力源450从一个紧急储存器(未图示)流过上述阀200进入连接到致动阀210上的先导阀212中。压力在先导阀212中聚积到一个预定值导致阀212打开，并使流体压力450流过上述阀210到达第一往复运动阀220和第二往复运动阀230。当驱动臂152与连接到上述阀230上的按钮232配合时，允许流体压力450流过阀230，进入连接到第一往复运动阀220上的先导阀224中。先导阀224中的预定压力使阀220移位，允许流体压力450在四个方向流过上述阀220。流体压力的主方向是向活塞32的后侧，导致活塞32驱动杆33向下，通过快速排放阀290将空气从缸中向回推出到大气284中，更重要的是，顺时针方向旋转杆152使手制动器20拉紧。此外，当链条上的载荷完全施加时，流体压力将流动到与致动阀210连接的先导阀214，使阀210移位到排气位置，并切断来自紧急储存器的流体压力源450。另外，流体压力将流过快速排放阀280到达与转换阀240连接的先导阀242，使上述阀240移位，并允许流体压力源450流动到活塞32的前侧，进一步辅助其返回原始位置。此外，流体压力将通过调节型的阻气门282排放到大气284中，从而向先导阀242施加预定的流体压力。

一旦活塞32到达其行程的底部，驱动臂152将致动连接到第一往复运动阀220上的按钮222，关闭上述阀220。另外，复位弹簧34将活塞32驱动到其起始位置，通过快速排气阀290将空气从缸中推到大气284。明显地，靠近返回行程的端部，来自阀240的流体压力进入缸中，并与复位弹簧34配合而将活塞32返回其起始位置，更重要的是，脱离自动应用机构保持爪158(未图示)。另外，驱动臂152与按钮232配合，打开阀230，这样使空气通过第一往复运动阀220返回缸中。设备10继续该循环运动，直到它将手制动器20完全卷绕而获得3350磅的垂直链条载荷。在获得了上述载荷之后，阀220与阀290之间的管线中的压力将增加，使阀210移位并到达大气24，但更重要的是，关闭流体压力450的供应。与此同时，先导阀242中的预定压力将导致阀240移位，使流体压力流到缸31的底侧。

ASR设计II手制动控制装置200的最后元件包括一个截止阀250，用于反转制动动作或者意图错误的制动应用。上述阀250串联联接在第一往复运动阀220与操作缸31之间。阀250由一个按钮252致动，并具有一个弹簧复位装置254。在自动应用过程中致动按钮252之后上述阀250将关闭流体压力向操作缸31的流动，导致上述阀250与操作缸31之间的管线中的流体压力通过上述阀250排放到大气，与此同时，第一往复运动阀220与紧急截止阀250之间的管线258中的流体压力将提高到一个预定压力，该预定压力大于先导阀214中的压力216和先导阀242中的压力246，导致第一往复运动阀220移位并切断向应用回路的流体压力供应450。

ASR设计III手制动器相比于ASR设计II手制动器的改进之处在于，它取消了用于将流体压力流量重新导引到缸31的杆侧的控制阀240、排气阀280和一个排气阀290。如图11中所示，由于使用单动作缸320，简化了总体上用307表示的控制装置，结果提高了ASR设备300的整体效率。设有一个滑阀370，用于在致动按钮252之后关闭向缸320的流体压力供应。导致上述第一往复阀220和紧急截止阀250之间的管线258中的流体压力增加到一个大于先导阀214中的压力216的预定压力，使第一往复运动阀220移位，并切断通向应用回路的流体压力供应450。此外，可通过多种动力装置来操作阀装置200、210、220、230和250，如手动、机械、电力、电子或气动。

初步测试以验证ASR设计III手制动器的性能输出是用三种不同方法进行的。

在第一种方法中，在AAR校正动力齿条上以10、13和18英寸链条行程对ASR设计III手制动器结构进行测试。在每个链条行程增量上，用70、65和60磅每平方英寸压力下的3500立方英寸空气供应量对ASR手制动器进行测试。在每个开始压力下进行三个测试，在每个链条行程增量产生总共9个测试点。在每次测试过程中记录相对于时间的空气供应压力、垂直链条载荷以及缸压力。

在第二种方法中，以13和18英寸链条行程用安装在铁路车辆的100吨卡车上的TMX^制动组件对ASR设计III手制动器结构进行测试。在每个链条行程增量上，用70、65和60磅每平方英寸压力下的3500立方英寸空气供应测试ASR手制动器。在每个开始压力下进行三个测试，在每个链条行程增量产生总共9个测试点。在每次测试过程中记录相对于时间的空气供应压力、垂直链条载荷以及缸压力。

在第三种方法中，以13和18英寸链条行程在安装于GATX罐车上的本体安装制动组件上对ASR设计III手制动器结构进行测试。在每个链条行程增量上，用70、65和60磅每平方英寸压力下的3500立方英寸空气供应测试ASR手制动器。在每个开始压力下进行三个测试，在每个链条行程增量产生总共9个测试点。在每次测试之前，将制动机构拉回到其最大位置，从而将制动梁和制动蹄从轮子拉开，并在制动系统上产生比在该区域中可能遇到的更大的阻力。在每次测试过程中记录相对于时间的空气供应压力、垂直链条载荷以及缸压力。

下面的表1是对名义链条拉紧为13英寸，最大或最坏情况下链条拉紧为18英寸，在70磅每平方英寸、65磅每平方英寸和60磅每平方英寸压力下全部三个条件下的测试结果的概括。

如可从表1中看到的，特别参照第14、15和16行，ASR设计III手制动器能够在70磅每平方英寸的典型初始储存压力下在全部条件下获得所需的3350磅的载荷。还可以看到，如第14列第16行中所示，除了用本体安装制动器以18英寸的最大链条拉紧测试之外，ASR设计III手制动器在65磅每平方英寸压力下对于全部条件获得了所需的载荷。具有特殊重要性的是在60磅每平方英寸压力下进行的测试。在该压力下，ASR设计III手制动器在链条拉紧为13英寸和18英寸的动力齿条测试方法中，以及在链条拉紧为13英寸的TMX制动器中获得了3350磅的所需载荷。ASR设计III手制动器还在链条拉紧为18英寸的TMX制动器测试方法中获得了所需3350磅载荷的96％，表示有利的性能，还表示需要进行区域测试以完全验证在60磅每平方英寸的典型初始储存压力下的性能输出。获得了3350磅所需载荷的成功的区域测试将能够向AAR制动系统委员会提议考虑将用于手制动应用以及TMX制动系统的典型初始紧急储存压力设定为60磅每平方英寸，从而缩短对上述紧急储存器和制动器管道压力进行再充填所需的时间。

用TMX^安装制动单元进行了进一步的测试，以确定ASR设计III手制动器相比于ASRII手制动器的改进的量。对于链条拉紧为18英寸而起始压力为70磅每平方英寸的情况获得了测试结果。下面的表2包含对于ASR设计II手制动器的测试结果，下面的表3包含对于ASR设计III手制动器的测试结果。

特别参照表2中的第7列第7行和表3中的第6列第7行，已经确定，用ASR设计III手制动器获得的平均保持垂直链条载荷超过用ASR设计II手制动器获得的平均保持垂直链条载荷45％。进一步参照表2中的第7列第5行和表3中的第6列第5行，可以看到，平均保持垂直链条载荷的有利增长是仅由平均峰值垂直链条载荷3.4％的增长实现的。

必须注意，参照表2中的第6行，缸和储存器压力在ASR设计II手制动器测试过程中均衡，因而制动器没有将链条载荷从ASR设备传递到手制动器单元。在前面在90磅每平方英寸下完成的成功测试的基础上，载荷传递过程中的典型载荷损失大约是1000磅。因此估计水平链条保持载荷是峰值水平链条载荷减去1000磅。

还必须注意，参照表2和3中的第5行和第7行，垂直链条载荷是在所测量的水平链条载荷的基础上计算的，因为AAR规定，上述水平链条载荷必须是上述垂直链条载荷的90％。

此外参照表2中的第7列第3行和表3中的第6列第3行，可以看到，平行保持垂直链条载荷的有利增长是用ASR设计III手制动器的压力损失的36％减小实现的，获得了更加高效的操作。

表1  ASR设计III对13英寸和18英寸链条拉紧的开发测试概括

列	1	2	3	4	5	6	行
								典型初始存贮器压力	70磅每平方英寸		65磅每平方英寸		60磅每平方英寸
链条拉紧(英寸)	13	18	13	18	13	18
								动力齿条     Po	70.57	70.93	65.31	65.78	62.49	62.66	1
Pf	54.57	49.13	49.56	44.27	45.98	40.85	2
								TMX制动器  Po	70.49	70.52	65.10	65.52	60.63	60.61	3
Pf	48.84	43.68	42.17	39.44	39.33	34.53	4
								本体安装制动器Po	69.88	69.74	65.34	65.09	60.06	59.97	5
Pf	47.10	43.63	43.33	34.22	38.11	33.08	6
															7
平均空气使用(Δpsi＝Po-Pf)							8
								动力齿条	16.00	21.80	15.75	21.50	16.51	21.81	9
TMX制动器	21.33	26.84	22.92	26.07	21.30	26.08	10
								本体安装制动器	22.10	26.39	22.00	30.88	21.95	26.89	11
							12
								平均垂直峰值载荷(磅)							13
动力齿条	5086.00	5588.05	4721.56	5129.77	4536.71	4730.22	14
								TMX制动器	3782.36	3727.78	3947.10	3418.15	3593.01	3229.63	15
本体安装制动器	3497.88	3412.19	3370.79	3051.15	3002.05	2677.59	16
															17
到达峰值载荷的平均时间(秒)							18
								动力齿条	53.34	66.81	48.27	68.71	50.93	73.62	19
TMX制动器	61.44	81.69	75.98	87.28	77.84	89.67	20
								本体安装制动器	67.96	83.68	79.02	94.52	117.46	109.67	21

表2在70磅每平方英寸和18英寸链条拉紧情况下的ASR设计II TMX^结果

列	1	2	3	4	5	6	7	行
										测试2	测试3	测试5	测试8	测试10	测试11	平均值
起始压力(Psi)	71.53	72.73	70.15	70.10	69.92	72.16	71.10										1
								结束压力(Psi)	32.76	33.48	31.38	31.40	30.90	31.33	31.87	2
压差	38.76	39.25	38.76	38.70	39.02	40.83	39.22										3
								测量的峰值水平链条载荷(磅)	3134.34	3220.88	3386.63	3390.00	2902.60	3975.94	3168.40	4
峰值垂直链条载荷(磅)	3482.60	3578.76	3762.92	3766.67	3225.11	3306.60	3520.44										5
								估计的保持水平链条载荷(磅)	2134.34	2220.88	2386.63	2390.00	1902.60	1975.94	2168.40	6
保持垂直链条载荷(磅)	2371.49	2467.64	2651.81	2655.56	2114.00	2195.49	2409.33										7
								垂直载荷损失	1111.11	1111.11	1111.11	1111.11	1111.11	1111.11	1111.11	8
到达峰值载荷的时间(秒)	136.40	132.00	139.80	139.80	140.80	140.60	138.23										9
								到达峰值载荷的时间(分钟)	2.27	2.20	2.33	2.33	2.35	2.34	2.30	10

表3在70磅每平方英寸和18英寸链条拉紧情况下的ASR设计II TMX^结果

列	1	2	3	4	5	6	行
									测试1	测试2	测试4	测试5	测试6	平均值
起始压力(Psi)	70.91	70.13	69.00	70.07	69.21	69.86									1
							结束压力(Psi)	45.15	42.21	46.39	44.51	46.13	44.88	2
压差	25.76	27.92	22.61	25.56	23.08	24.99									3
							测量的峰值水平链条载荷(磅)	3371.00	3339.00	3283.84	3289.61	3098.99	3276.49	4
峰值垂直链条载荷(磅)	3745.56	3710.00	3648.71	3655.12	3443.32	3640.54									5
							测量的保持水平链条载荷(磅)	3224.09	3229.86	3110.54	3223.18	2992.12	3155.96	6
保持垂直链条载荷(磅)	3582.32	3588.73	3456.16	3581.31	3324.58	3506.62									7
							垂直载荷损失	163.23	121.27	192.56	73.81	118.74	133.92	8
到达峰值载荷的时间(秒)	78.80	84.57	83.00	79.6	88.90	82.97									9
							到达峰值载荷的时间(分钟)	1.31	1.41	1.38	1.33	1.48	1.38	10

尽管根据专利法详细列出了用于实现本发明的目前优选的实施例以及各种其它替换实施例，但本发明所属的手制动器领域中的技术人员将认识到在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下实现本发明的各种替换方式。

Claims (10)

1.在一种手制动器中，该手制动器具有一个可与一个手制动器组件配合的自动设定和松开设备，用于自动应用至少一个紧固到带有该手制动器组件的铁路车辆上的制动装置，上述手制动器组件具有一个链条卷绕齿轮，一个设置于上述手制动器组件的壳体中的驱动轴，一个安装在上述驱动轴一端上的手轮，一个具有一个小齿轮的离合机构，上述小齿轮设置于上述驱动轴的一个远端，上述小齿轮在链条卷绕过程中与上述链条卷绕齿轮啮合，一个与上述驱动轴啮合的棘轮，一个设置于上述壳体中的棘爪，上述棘爪与上述棘轮配合而防止上述链条卷绕齿轮开卷，一个可与该手制动器组件配合的操作棘轮，用于操作该手制动器组件，这将导致该至少一个制动装置的应用，一个连接到上述壳体上的安装支架，一个安装在上述安装支架上的控制缸，一个具有一个第一枢轴和一个第二枢轴的驱动臂，上述驱动臂在上述第二枢轴处与上述控制缸联接，上述驱动臂能够在向其施加一个力之后相对于上述控制缸往复运动，从而向上述操作棘轮供应一定量的预定压力，该一定量足够导致上述至少一个制动装置的应用；一个操作爪，该操作爪连接到上述驱动臂上，在施加上述力至上述水平之后与上述操作棘轮中的一个齿啮合并导致上述棘轮的旋转；一个弹簧装置，该弹簧装置紧固到上述驱动臂上，用于推动上述操作爪与上述操作棘轮中的上述齿接触，一个与一个流体压力源相联的控制装置，上述控制装置用于起动和调节向上述控制缸供应上述流体压力，上述控制装置用于在紧急情况下停止该至少一个制动装置或者反转无意的致动；改进之处包括：

上述操作棘轮充分与上述驱动轴组件啮合，上述操作棘轮安装在上述手制动器壳体的外部；上述操作棘轮与上述驱动轴和上述棘轮作为一个整体旋转，因而上述操作棘轮可防止上述链条卷绕齿轮的部分开卷；

上述驱动臂枢转地环套在上述驱动轴上，上述驱动臂安装在与上述操作棘轮邻接的上述手制动器壳体的外部；及

其中上述控制缸是一个单动作缸。

2.如权利要求1所述的组合，其中上述操作棘轮安装在上述壳体的内部。

3.如权利要求2所述的组合，其中上述操作棘轮在链条卷绕过程中与上述棘爪啮合，上述操作棘轮取代上述止动棘轮。

4.如权利要求1所述的组合，其中上述控制缸在上述缸枢轴处枢转安装在上述安装支架上。

5.如权利要求1所述的组合，其中上述控制缸的直径大约为2.5英寸。

6.如权利要求1所述的组合，还包括一个邻接上述操作棘轮设置的摩擦减小装置，上述驱动臂设置用于充分减小在上述驱动臂旋转之后的摩擦。

7.如权利要求6所述的组合，其中上述摩擦减小装置包括：

(a)一个第一垫片，该第一垫片具有一个安装在上述操作棘轮与上述驱动臂之间的凸缘，上述第一垫片在上述驱动臂旋转过程中充分减小摩擦，上述凸缘设置在上述驱动臂与上述驱动轴之间，用于充分减小在其旋转过程中上述驱动臂与上述驱动轴之间的摩擦；及

(b)一个安装在上述驱动臂与上述壳体之间的第二黄铜垫片，上述第二垫片充分减小在上述驱动臂旋转过程中的摩擦。

8.如权利要求7所述的组合，其中上述第一和第二垫片是黄铜。

9.如权利要求7所述的组合，其中上述第一和第二垫片是具有摩擦减小性质的塑料材料。

10.如权利要求1所述的组合，其中在上述棘轮与上述手轮之间安装有至少一个公知的波状弹簧，用于防止上述操作棘轮和上述驱动臂沿上述驱动轴的轴线移动。

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