CN215398631U - 用于轨道交通制动缸的膜片及轨道交通制动缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种用于轨道交通制动缸的膜片及轨道交通制动缸，其中，用于轨道交通制动缸的膜片包括由膜底壁和膜侧壁围成的碗状本体，以及在碗状本体的开口边沿处沿碗状本体的径向向外延伸形成的环状唇边。环状唇边用于夹设在轨道交通制动缸内的第一压盖和第二压盖之间围成的环形槽中，碗状本体和环状唇边均为橡胶结构，在环状唇边的中间嵌设有环形的金属骨架，且金属骨架为实心结构。本实用新型能增加制动缸内压盖压紧位置橡胶的刚度，提高膜片的密封性能和使用寿命。

Description

用于轨道交通制动缸的膜片及轨道交通制动缸

技术领域

本实用新型是关于轨道交通技术领域，尤其涉及一种用于轨道交通制动缸的膜片及轨道交通制动缸。

背景技术

膜片主要用于制动缸或具有气室结构的腔体，起到密封作用，它具有结构简单、易硫化成型及密封性能优良等特点。截至目前，汽车行车制动缸中多采用膜片结构进行密封。

采用膜片作为轨道交通制动缸(以下简称制动缸)的密封零件，具有密封可靠性高、耐疲劳强度大及成型简单等特点。如图1和图2所示，制动缸由缸体01、第一压盖02、膜片03、第二压盖04、活塞05及复原弹簧06等部分组成，膜片03将缸体01内部分隔成第一腔体07和第二腔体08。制动缸的工作原理为：当压缩空气进入第一腔体07时，膜片03被压缩空气推动向图1中示出的左侧移动，同时，活塞05也沿着膜片03形状变化方向移动，此时复原弹簧06为被压缩状态，进而实现制动缸制动施加动作。当压缩空气排出后，活塞05及膜片03在复原弹簧06回复力作用下向初始位置移动，在活塞05达到制动缸右侧限位时，实现制动缸缓解动作。

现有原设计膜片03的密封结构采用第一压盖02和第二压盖04夹紧的方式，膜片03整体采用橡胶材料，密封唇口031位置为纯橡胶结构，即通过第一压盖02和第二压盖04夹紧膜片唇口(橡胶)实现密封。此密封结构成型简单，但是，密封唇口031位置由于采用纯橡胶压缩，在制动缸内长时间处于工作状态下时易产生永久变形，故极易出现制动缸漏泄故障，进而造成产品功能失效情况的发生。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种用于轨道交通制动缸的膜片及轨道交通制动缸，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于轨道交通制动缸的膜片及轨道交通制动缸，能增加制动缸内压盖压紧位置橡胶的刚度，提高膜片的密封性能和使用寿命。

本实用新型的目的可采用下列技术方案来实现：

本实用新型提供了一种用于轨道交通制动缸的膜片，包括由膜底壁和膜侧壁围成的碗状本体，以及在碗状本体的开口边沿处沿碗状本体的径向向外延伸形成的环状唇边；环状唇边用于夹设在轨道交通制动缸内的第一压盖和第二压盖之间围成的环形槽中，碗状本体和环状唇边均为橡胶结构，在环状唇边的中间嵌设有环形的金属骨架，且金属骨架为实心结构。

在本实用新型的一较佳实施方式中，环形槽的截面形状为由外圈向内圈槽宽尺寸逐渐缩小的缩口形状，环状唇边的截面形状与环形槽的截面形状相匹配。

在本实用新型的一较佳实施方式中，第一压盖和第二压盖彼此相对的端面外侧分别形成第一锥形面和第二锥形面，第一锥形面、第二锥形面与轨道交通制动缸的缸体内壁围合形成环形槽。

在本实用新型的一较佳实施方式中，金属骨架的截面形状为等腰三角形，等腰三角形的头部朝向环状唇边的内圈设置，且环形槽的截面形状中对应第一压盖和第二压盖的两个斜边分别平行于等腰三角形的两个斜边。

在本实用新型的一较佳实施方式中，金属骨架的截面形状为等腰三角形和矩形的组合，且等腰三角形的头部朝向环状唇边的内圈设置，矩形与等腰三角形的底边相邻，环形槽的截面形状中对应第一压盖和第二压盖的两个斜边分别平行于等腰三角形的两个斜边。

在本实用新型的一较佳实施方式中，金属骨架和环状唇边硫化固定。

在本实用新型的一较佳实施方式中，等腰三角形的两个斜边对应的金属骨架的表面分别记作第一斜面和第二斜面，在第一斜面和第二斜面上均形成有多圈环形凹槽。

在本实用新型的一较佳实施方式中，膜侧壁与环状唇边连接的位置朝第二压盖的方向凹陷形成环形凸起，第二压盖的内侧为环形的过渡弧面，环形凸起的外侧面能贴合在过渡弧面上。

在本实用新型的一较佳实施方式中，金属骨架为钢骨架或者铁骨架。

本实用新型还提供了一种轨道交通制动缸，包括缸体，在缸体内固设有第一压盖和第二压盖，轨道交通制动缸还包括上述的用于轨道交通制动缸的膜片，环状唇边夹设在第一压盖和第二压盖之间。

由上所述，本实用新型中的膜片及轨道交通制动缸，通过在第一压盖和第二压盖夹紧的环形唇边内增加金属骨架，并使得金属骨架位于环状唇边的中间位置，可以有效增加夹紧位置的刚度，即第一压盖和第二压盖使用较小压紧力即可实现制动缸密封，提高了产品组装效率及现场操作人员的便捷性；当第一压盖和第二压盖压紧环状唇边位置时，环状唇边的压缩量相较于现有未增加金属骨架的纯橡胶形式的唇边而言减少，即密封位置的变形量也减少，环状唇边位置的刚度增加，在制动缸内长时间处于工作状态下时能有效阻止环状唇边产生永久变形，延长了膜片的使用寿命，并使得密封性能相应增加。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为现有技术中制动缸的结构示意图。

图2：为图1中密封唇口位置的局部放大图。

图3：为本实用新型提供的轨道交通制动缸的结构示意图。

图4：图3中A处的放大图。

图5：为本实用新型提供的金属骨架的截面图。

附图标号说明：

现有技术：

01、缸体；02、第一压盖；03、膜片；031、密封唇口；04、第二压盖；05、活塞；06、复原弹簧；07、第一腔体；08、第二腔体。

本实用新型：

1、用于轨道交通制动缸的膜片；

11、碗状本体；111、膜底壁；112、膜侧壁；113、环形凸起；

12、环状唇边；

13、金属骨架；131、第一斜面；132、第二斜面；133、环形凹槽；

2、轨道交通制动缸；

21、缸体；

22、第一压盖；221、第一锥形面；

23、第二压盖；231、第二锥形面；232、过渡弧面；

24、环形槽；

25、活塞；26、复原弹簧；

27、第一腔体；28、第二腔体。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

参照图3至图5，本实施例提供一种用于轨道交通制动缸的膜片1，包括由膜底壁111和膜侧壁112围成的碗状本体11，以及在碗状本体11的开口边沿处沿碗状本体11的径向向外延伸形成的环状唇边12。环状唇边12用于夹设在轨道交通制动缸2内的第一压盖22和第二压盖23之间围成的环形槽24中，碗状本体11和环状唇边12均为橡胶结构。在环状唇边12的中间嵌设有环形的金属骨架13，且金属骨架13为实心结构。

由此，本实施例中的膜片，通过在第一压盖22和第二压盖23夹紧的环形唇边内增加金属骨架13，并使得金属骨架13位于环状唇边12的中间位置，可以有效增加夹紧位置的刚度，即第一压盖22和第二压盖23使用较小压紧力即可实现制动缸密封，提高了产品组装效率及现场操作人员的便捷性；当第一压盖22和第二压盖23压紧环状唇边12位置时，环状唇边12的压缩量相较于现有未增加金属骨架13的纯橡胶形式的唇边而言减少，即密封位置的变形量也减少，环状唇边12位置的刚度增加，在制动缸内长时间处于工作状态下时能有效阻止环状唇边12产生永久变形，延长了膜片的使用寿命，并使得密封性能相应增加。

在具体实现方式中，环形槽24的截面形状为由外圈向内圈槽宽尺寸逐渐缩小的缩口形状，环状唇边12的截面形状与环形槽24的截面形状相匹配。具体是，如图4所示，第一压盖22和第二压盖23彼此相对的端面外侧分别形成第一锥形面221和第二锥形面231，第一锥形面221、第二锥形面231与轨道交通制动缸2的缸体21内壁围合形成环形槽24。

当第一腔体27(即膜片与第一压盖22之间构成的腔体)内进入压缩空气时，压缩空气均匀施加碗状本体11表面，推动碗状本体11朝第二腔体28(即膜片与第二压盖23之间构成的腔体)的方向变形，同时环状唇边12会有被拽出环形槽24的趋势；但由于环形槽24构成缩口结构，随着压缩空气的压力升高，环状唇边12受到的横向拉力增大，此时环状唇边12与第一压盖22和第二压盖23之间形成的密封面的压力也相应增大，使得环状唇边12被越拽越紧，环状唇边12位置的密封性能增强，以增加膜片的密封效果。

在环形槽24为缩口结构的情况下，为了进一步提高环状唇边12的使用寿命，在其中一个实施例中，金属骨架13的截面形状为等腰三角形，等腰三角形的头部朝向环状唇边12的内圈设置，且环形槽24的截面形状中对应第一压盖22和第二压盖23的两个斜边分别平行于等腰三角形的两个斜边。

在另一个实施例中，参照图5，金属骨架13的截面形状为等腰三角形和矩形的组合，且等腰三角形的头部朝向环状唇边12的内圈设置，矩形与等腰三角形的底边相邻(即矩形的其中一个边与等腰三角形的底边相互连接，矩形位于等腰三角形的底部并相互连接)，环形槽24的截面形状中对应第一压盖22和第二压盖23的两个斜边分别平行于等腰三角形的两个斜边。此种结构形式下，对金属骨架13进行加工时，车床中的夹紧机构可以直接夹持在金属骨架13中矩形截面对应的两侧边上，操作更加便利。

对于上述两种结构形式(即金属骨架13的截面为等腰三角形以及为等腰三角形和矩形组合的这两种结构形式)，可以理解，等腰三角形的头部是指等腰三角形的两斜腰(即斜边)夹设的夹角部，金属骨架13的截面、环形槽24的截面以及环状唇边12的截面均是指沿膜片轴线方向的纵截面；环形槽24的截面形状中具体是对应第一锥形面221和第二锥形面231的两个斜边平行于相应等腰三角形的两个斜边。如此，利用第一压盖22和第二压盖23压紧环状唇边12时，环状唇边12的橡胶受到挤压；由于环形槽24位置的任一截面中，相应等腰三角形的两个斜边均与第一压盖22和第二压盖23对应的两个斜边平行，使得金属骨架13的两侧与第一压盖22和第二压盖23之间的这两部分橡胶受到的挤压力更加均匀；两个压盖被压紧后，密封面的位置产生更加均匀的压应力，能有效提升环状唇边12的使用寿命。

在实际应用中，一般金属骨架13和环状唇边12硫化固定。先加工金属骨架13，然后再采用硫化成型的方式使金属骨架13嵌在环状唇边12内，整个膜片设计工艺简单，易成型，生产效率显著提升。

进一步地，参照图5，等腰三角形的两个斜边对应的金属骨架13的表面分别记作第一斜面131和第二斜面132。一般为了在硫化成型工艺中增加摩擦力，防止金属骨架13与橡胶脱落，在第一斜面131和第二斜面132上均形成有多圈环形凹槽133(即金属骨架13的截面中，对应等腰三角形的两个斜边呈波浪形)，以提高两者固定的牢固性。可以理解，第一斜面131和第二斜面132也都是环形面。

进一步地，由于膜片在制动缸工作时要多次变形，在制动缸制动时膜片要在压缩空气的压力下向图3中示出的左侧移动变形，使得活塞25和复原弹簧26均发生移动；在制动缸缓解时在复原弹簧26作用下膜片在向右变形，恢复在初始位置。膜片如此多次的变形很容易影响密封性能和使用寿命，为了改善此现象，如图4所示，膜侧壁112与环状唇边12连接的位置朝第二压盖23的方向凹陷形成环形凸起113，第二压盖23的内侧为环形的过渡弧面232，环形凸起113的外侧面能贴合在过渡弧面232上。这样，在第一腔体27中压缩空气的作用下，环形凸起113会与过渡弧面232贴合更紧，以提高密封效果；而且，由于环形凸起113的存在，能减小膜侧壁112与环状唇边12连接位置的变形量，使得膜片的耐疲劳性能增强，使用寿命更强。

对于金属骨架13的尺寸根据实际制动缸的直径大小而定；对于材料，金属骨架13可以采用钢骨架或者铁骨架，也可以采用其他的金属材料，本实施例仅为举例说明。

进一步地，本实施例还提供一种轨道交通制动缸2，包括缸体21，在缸体21内固设有第一压盖22和第二压盖23，轨道交通制动缸2还包括上述的用于轨道交通制动缸的膜片1，环状唇边12夹设在第一压盖22和第二压盖23之间。利用第一压盖22和第二压盖23压紧带有金属骨架13的环状唇边12，来实现制动缸密封，其密封性更好，膜片使用寿命更长。

综上，本实施例中的用于轨道交通制动缸的膜片1及轨道交通制动缸2，可以适用于机车、客车、动车组、轻轨车辆、地铁车辆等车型。通过在第一压盖22和第二压盖23压紧环状唇边12的位置增加金属骨架13的方式，来保证制动缸的低、高空气压力下的密封性。通过在环状唇边12内增加金属骨架13，有效增加了环状唇边12位置橡胶的刚度，通过第一压盖22和第二压盖23夹紧环状唇边12后可以使密封性能得到显著增强。

另外，将第一压盖22和第二压盖23之间的环形槽24的截面采用缩口形状，并将金属骨架13的截面采用等腰三角形，在环状唇边12与第一压盖22和第二压盖23压紧后，密封面位置能产生更加均匀的压应力，可以提高环状唇边12的使用寿命，密封性能更好。而且在膜侧壁112和环状唇边12的连接处形成环形凸起113，并使其贴靠在第二压盖23的过渡弧面232上，当第一腔体27内充入压缩空气时，可以使膜片快速延伸至密封面位置，保证密封性能，且能降低膜片在形变时产生的阻力，减少膜片的变形量，提高膜片的耐疲劳性和使用寿命。

以上仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于轨道交通制动缸的膜片，包括由膜底壁和膜侧壁围成的碗状本体，以及在所述碗状本体的开口边沿处沿所述碗状本体的径向向外延伸形成的环状唇边；所述环状唇边用于夹设在所述轨道交通制动缸内的第一压盖和第二压盖之间围成的环形槽中，所述碗状本体和所述环状唇边均为橡胶结构，其特征在于，

在所述环状唇边的中间嵌设有环形的金属骨架，且所述金属骨架为实心结构。

2.如权利要求1所述的用于轨道交通制动缸的膜片，其特征在于，

所述环形槽的截面形状为由外圈向内圈槽宽尺寸逐渐缩小的缩口形状，所述环状唇边的截面形状与所述环形槽的截面形状相匹配。

3.如权利要求2所述的用于轨道交通制动缸的膜片，其特征在于，

所述第一压盖和所述第二压盖彼此相对的端面外侧分别形成第一锥形面和第二锥形面，所述第一锥形面、所述第二锥形面与所述轨道交通制动缸的缸体内壁围合形成所述环形槽。

4.如权利要求2所述的用于轨道交通制动缸的膜片，其特征在于，

所述金属骨架的截面形状为等腰三角形，所述等腰三角形的头部朝向所述环状唇边的内圈设置，且所述环形槽的截面形状中对应所述第一压盖和所述第二压盖的两个斜边分别平行于所述等腰三角形的两个斜边。

5.如权利要求2所述的用于轨道交通制动缸的膜片，其特征在于，

所述金属骨架的截面形状为等腰三角形和矩形的组合，且所述等腰三角形的头部朝向所述环状唇边的内圈设置，所述矩形与所述等腰三角形的底边相邻，所述环形槽的截面形状中对应所述第一压盖和所述第二压盖的两个斜边分别平行于所述等腰三角形的两个斜边。

6.如权利要求1所述的用于轨道交通制动缸的膜片，其特征在于，

所述金属骨架和所述环状唇边硫化固定。

7.如权利要求4或5所述的用于轨道交通制动缸的膜片，其特征在于，

所述等腰三角形的两个斜边对应的所述金属骨架的表面分别记作第一斜面和第二斜面，在所述第一斜面和所述第二斜面上均形成有多圈环形凹槽。

8.如权利要求1所述的用于轨道交通制动缸的膜片，其特征在于，

所述膜侧壁与所述环状唇边连接的位置朝所述第二压盖的方向凹陷形成环形凸起，所述第二压盖的内侧为环形的过渡弧面，所述环形凸起的外侧面能贴合在所述过渡弧面上。

9.如权利要求1所述的用于轨道交通制动缸的膜片，其特征在于，

所述金属骨架为钢骨架或者铁骨架。

10.一种轨道交通制动缸，包括缸体，在所述缸体内固设有第一压盖和第二压盖，其特征在于，

轨道交通制动缸还包括如权利要求1-9任一项所述的用于轨道交通制动缸的膜片，所述环状唇边夹设在所述第一压盖和所述第二压盖之间。

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