用于铁路车辆制动系统的气压操作式停车制动器

用于铁路车辆制动系统的气压操作式停车制动器

本发明申请与同时待审、同时提交的题为“铁路车辆制动系统”以及“一种松驰可调整的传力缸”的专利申请密切相关。这两个同时待审、同时提交的申请也被转让给了本发明的受让人。此外，本申请中援引了这两个同时待审、同时提交的申请，以作参考。

本发明总地涉及各种类型之铁路车辆的制动系统，具体地说，涉及轨道型货车的改进的制动系统，更具体地说，涉及一种具有一用于轨道型货车之改进的停车制动器型系统的制动系统，它是利用气动和液压的组合来加强停车制动系统的性能。

在本发明的构思和随后的发展之前，在铁路行业众所周知，铁路型货车上需要配备一停车制动器，它是这样的货车上必须设置的制动系统的一部分。

这些已有技术的停车制动器必须靠人工控制。因此，在该行业通常已知停车制动器都是手动的制动器。至少当设置在这类货车上的制动管空气管道没有与设置在一编组列车上的空气制动系统的制动管空气管道流体连通时，这类停车制动器要施加制动。这在下列情况下是必须的，例如：当这类货车等待着连接到一编组列车上时，或者是当货车与编组列车脱离连接时。

在本发明以前很多年内，在这种场合下使用的停车制动器都需要由铁路员工用手来施加制动然后再释放。为了对这类手操制动器人工地施加制动和释放，已有技术的停车制动器需要配备一个可转动的手轮，或者是一个泵作用型的手动曲柄。

通常，通过手轮的转动，或者是手柄的泵吸动作，可以产生所需的制动力，并且施加给(一根或多根)制动梁，制动梁上安装着制动瓦，在施加制动过程中，这些制动瓦至少与安装在货车底架上的相应车轮之踏面的一部分摩擦接触。

所需的制动力通过一链条被施加于各制动梁，进而各制动瓦，这一链条的第一端是连接于固定在货车上的手操制动器内的一链鼓，其第二端通过一制动杠杆系统连接于安装有制动瓦的制动梁。链鼓是通过手轮或手柄的动作而转动。这些已有技术的停车制动系统在铁路车辆制动技术领域是众所周知的，因此不必对它们作进一步的详细描述，就可以完全理解本发明的优点。

在铁路行业众所周知，对货车的安全运行而言，停车制动器是非常重要的部件。因此，使它们始终保持良好的工作状态是一个非常关键的问题。

近来，美国铁路学会(AAR)对所有铁路型货车停车制动系统的制造商提出了一个特别的要求，要求他们对停车制动系统提出他们所能想到的新建议，以便对其加以改进。AAR的这一要求促成了本发明的研制。

根据本发明的第一方面，它提供了一种可靠的改进型气压致动、液压作用的铁路货车停车制动系统。该停车制动系统包括一设置在货车上的空气压力源。该空气压力源必须能提供至少足以把所述停车制动系统推动到施加制动位置的预定容积的压力空气。一控制阀装置流体连通于所述空气压力源并且在货车上处于一个能接收来自空气压力源的压力气体的位置。该控制阀控制着停车制动系统内的压力空气的可控连通。

一气压-液压增强装置流体连通于所述空气压力源。该气压-液压增强装置在所述货车上处于一个能接收来自控制阀装置的压力空气的位置。压力空气连通于增强装置的第一腔室的与之最邻近的封闭的第一端。增强装置内设有一第二腔室，其开放的第一端连接于第一腔室的与之径向相对且部分开放的第二端。在第二腔室内靠近其封闭的第二端的地方装有预定容积的液压流体。该制动系统还包括一设置在货车的底架部分上的传力缸装置。该传力缸装置流体连通于增强装置的第二腔室，以向至少一根其上安装有一对制动瓦的制动梁施加预定的力。在停车制动器施加制动的过程中，这些制动瓦与一对车轮的相应踏面的预定部分发生并保持摩擦接触。还设置了一可在增强装置的第一腔室内往复运动的活塞元件。在停车制动器施加制动的过程中，当活塞元件的面对着第一腔室的封闭的第一端的第一表面受到连通于增强装置的压力空气的作用时，活塞元件作直线移动。围绕活塞元件的圆周部分设置有一第一密封装置，它能将连通于增强装置的压力空气在停车制动器施加制动过程中保持在活塞元件的第一表面和第一腔室的封闭的第一端之间的那一部分第一腔室内。一活塞杆元件的第一端连接于与之轴向相对的活塞元件的第二表面。该活塞杆元件可在第一腔室和第二腔室内往复动动，所述活塞杆元件可因活塞元件的运动而在第一腔室和第二腔室内直线移动。还有一个围绕活塞杆元件的圆周部分设置并且靠近活塞杆之轴向第二端的第二密封装置。该密封装置可使第二腔室内的液压流体保持在处于所述活塞杆元件的第二端和所述第二腔室的封闭的第二端之间的那一部分第二腔室内，从而使液压流体连通于传力缸。这可以通过活塞杆元件的直线移动来完成，藉以在停车制动系统施加制动过程中，对至少一个安装着一对制动瓦的制动梁施加预定的力，从而使制动瓦与一对车轮的踏面部分的相应表面发生并保持摩擦接触。

在本发明的第二实施例中，提供了一种液压作用的铁路货车停车制动系统。根据本发明之第二实施例的停车制动系统包括一设置在货车上的液压源，用以提供至少能把所述停车制动系统起动并保持在一施加制动位置上的预定容积的压力流体。还设有一连接于所述液压源、把液压流体连通于一传力缸装置的制动施加装置，所述传力缸是设置在货车的底架部分上并且流体连通于所述液压源。在停车制动器施加制动过程中，该传力缸装置可向至少一个其上安装有一对制动瓦的制动梁施加预定的力，从而使制动瓦与一对车轮的相应踏面的一部分发生并保持摩擦接触。

因此，本发明的一个主要目的是，提供一种铁路车辆停车制动系统的气压操作式停车制动器，它无需用手轮或手柄来施加和/或释放停车制动系统。

本发明的另一个目的在于，提供一种铁路车辆停车制动系统的气压操作式停车制动器，它除了能有效地应用于新型的铁路车辆构造以外，还便于改装到现有的轨道型货车上，以增强停车制动系统的性能。

本发明的再一个目的在于，提供一种铁路车辆停车制动系统的气压操作式停车制动器，它能有效地在其内把气动或液压的压力结合起来使用。

本发明的再一个目的在于，提供一种铁路车辆停车制动系统的气压操作式停车制动器，它具有特殊的设计，能从铁路车辆的一侧或两侧施加或释放制动。

本发明的再一个目的在于，提供一种铁路车辆停车制动系统的气压操作式停车制动器，它能方便地应用于当前铁路车辆制动系统内用来安装制动瓦的各种类型的制动梁。

本发明的再一个目的在于，提供一种铁路车辆停车制动系统的气压操作式停车制动器，它能沿第一方向用流体压力施加制动，以及用一弹簧沿轴向相反的第二方向来释放。

本发明的再一个目的在于，提供一种铁路车辆停车制动系统的气压操作式停车制动器，它可包括至少一个故障保险型特征。

本发明的再一个目的在于，提供一种铁路车辆停车制动系统的气压操作式停车制动器，它在未被投入使用时，不会对铁路车辆的主要制动系统的正常操作有任何不利的干扰。

本发明的再一个目的在于，提供一种铁路车辆停车制动系统的气压操作式停车制动器，它能从地面上或从车辆本身上，或者既能从地面又能从车辆本身上进行操作。

本发明的再一个目的在于，提供一种操作相对简单的铁路车辆停车制动系统的气压操作式停车制动器。

本发明的再一个目的在于，提供一种安装相对简单的铁路车辆停车制动系统的气压操作式停车制动器。

除上面提到的本发明的若干目的和优点之外，通过下文中结合各附图和所附权利要求所作的描述，本发明领域内的熟练人员可以更清楚地了解本发明的铁路车辆停车制动系统的气压操作式停车制动器。

图1是本发明的铁路车辆停车制动系统的气压操作式停车制动器的一个较佳实施例的示意图；图2是用于本发明之铁路车辆的气压操作式停车制动器的一个较佳传力缸装置的剖视图；图3是用于根据本发明制造的一个气压-液压增强装置的较佳复位装置的侧视图。

在详细描述本发明之前，应注意的是，为了更清楚地理解本发明，各附图中具有相同功能的相同部件都是用相同的标号表示的。

特别请参照图1。图中示出了一用于铁路车辆制动系统(未示)的气压操作式停车制动系统，它由标号10总地表示。更具体地说，停车制动系统10是一个气压制动、液压作用的轨道型货车停车制动系统。

停车制动系统10包括一总地由标号20表示的、设置在货车(未示)上用来提供预定容积之压力空气的气压源。预定容积的压力空气必须至少足以将停车制动系统10驱动到一施加制动的位置。

在本发明的该较佳实施例中，气压源20是一个储气罐12。储气罐12的入口16连接于设置在货车上的制动管14，以接收来自制动管的压缩空气。

有一个流体连通于气压源20的控制阀装置18。控制阀装置18固定在货车上，它可以处在一定的阀位上，以接收来自气压源20的压力空气，从而控制停车制动系统10内压力空气的连通。

用于本发明之停车制动系统10的控制阀装置18可以是一个电动操作的控制阀、手动操作的控制阀、或者是备有手动备用操作功能的电动操作的控制阀。

在本发明的一实施例中，所采用的控制阀装置18是电动操作的控制阀，该控制阀装置18最好包括一个按钮装置(未示)，用以起动控制阀装置18。

另一方面，当控制阀装置18是手动操作的控制阀时，起动控制阀18的装置最好是一个杠杆型的机构。

在本发明之停车系统10的一定应用场合下中，控制阀装置18可以是一个具有手动替代装置(未示)的电动操作型控制阀装置，所述手动替代装置可以在货车失去电力时起动停车制动系统10。

根据本发明，停车制动系统10包括一总地由标号30表示的气压-液压增强装置。增强装置30与气压源20流体连通，并且是处于并固定在货车上的一个可接收来自控制阀装置18之压力空气的位置。压力空气连通于增强装置30之第一腔室24内的封闭的第一端22。

增强装置30内还有一个第二腔室26。第二腔室26的开放的第一端28连通于第一腔室24的一个与之径向相对并且是部分开放的第二端32。邻近封闭的第二端34的第二腔室26内有一定容积的液压流体。

根据本发明的该实施例，第一腔室24和第二腔室26是呈细长的圆筒形。第一腔室24的直径远大于第二腔室26的直径。

停车制动系统10还包括一由标号40总地表示的传力缸装置。该传力缸装置设置在货车的底架(未示)上，并且通过管路36流体连通于增强装置30的第二腔室26。在停车制动系统的工作过程中，传力缸装置40能对至少一个其上安装着一对制动瓦(未示)的制动梁施加预定的力，使制动瓦与一对车轮(未示)的踏面(未示)的对应表面(未示)发生并保持摩擦接触。

从图2中清楚可见，在停车制动系统10的这一较佳实施例中，传力缸装置40包括一由标号50总地表示的锁定装置，以便在发生液压泄漏时使停车制动系统10内保持有一定的制动力。

锁定装置50由壳体元件42上的第一离合表面38和螺旋配合于螺杆元件48的螺母元件46上的第二离合表面44组成。由于螺母元件46可使螺杆元件48伸出到传力缸装置40的外面，所以锁定装置50可调节停车制动系统10内出现的任何松弛。在铁路制动技术中众所周知，松弛的原因很多，至少包括例如制动瓦以及货车制动系统中各联动机构的摩擦磨损。

增强装置30的第一腔室24内设置有一个可往复运动的活塞元件52。活塞元件52是这样定位的，即，在停车制动系统10施加制动过程中，当活塞元件的第一表面54受到连通于增强装置30的压力空气的作用时，活塞元件作直线移动。活塞元件52的第一表面54面对着第一腔室24的封闭的第一端22。

围绕活塞元件52的圆周58设有一第一密封装置56，例如O形圈。该第一密封装置56能确保在停车制动系统施加制动过程中，经管路60连通于增强装置30的压力空气被保持在处于活塞元件52的第一表面54和第一腔室24的封闭的第一端22之间的那一部分第一腔室24内。

活塞杆元件62的第一端64径向相对地连接于活塞元件52的第二表面66。活塞杆元件62可在第一腔室24和第二腔室26之间往复运动。显然，活塞杆元件62将因活塞元件52的运动而在第一腔室24和第二腔室26内作直线移动。

停车制动系统10的最后一个重要部件是第二密封装置68，例如一0形圈。第二密封装置68是围绕活塞杆元件62的靠近其轴向另一端72的圆周部分70设置的。第二密封装置68可使第二腔室26内的液压流体保持在处于活塞杆元件62的第二端72和第二腔室26的封闭的第二端54之间的那一部分第二腔室26内，从而能使液压流体经管路36连通于传力缸装置40。液压流体的连通是通过活塞杆的直线移动来完成的。在停车制动系统10施加制动过程中，连通于传力缸装置的液压流体可对至少一个安装有成对制动瓦的制动梁施加一预定的力，从而使制动瓦与一对车轮的踏面部分的相应表面发生并保持摩擦接触。

根据本发明较佳实施例的气压致动、液压作用的铁路货车停车制动系统10还包括一设置在制动管14内的止回阀装置74。止回阀装置74可使压缩空气流进储气罐12，但可防止压缩空气从储气罐12返回制动管14。

此外，在该较佳实施例中，停车制动系统10还包括一节流装置76。节流装置76是设置在制动管14内止回阀装置76之前。节流装置76可控制压缩空气流以相对较慢的充气方式充入储气罐12。

还有，这种气压致动、液压作用的铁路货车停车制动系统10最好还包括一由标号80总地表示的辅助型制动施加装置。辅助型制动施加装置80在靠近封闭的第二端34处连接于增强装置30之第二腔室26。即使气压源20或称储气罐12内的空气压力不够，这种辅助型制动施加装置80也可使停车制动系统10施加制动。

在一种最简单的形式下，该辅助型制动施加装置80可以是一种流体压力型的泵。流体压力型泵可以是例如电动机驱动的泵(未示)、手动操作型泵、或者是设计成既可电动亦可手动的泵。在本发明的该较佳实施例中，流体压力型泵采用的是手动操作的泵。

在根据本发明较佳实施例的这种气压致动、液压作用的铁路货车停车制动系统10中，气压-液压增强装置30还包括一总地由标号90表示的复位装置。复位装置90是设置在第一腔室24或第二腔室26内的一定位置上，当停车制动系统10被释放时，该复位装置可以加强活塞元件52和活塞杆元件62向着增强装置30内的第一腔室24的封闭的第一端22的复位运动。

根据本发明的较佳实施例，复位装置90包括至少一个卡在活塞元件52的第二表面66和增强装置30内的第一腔室24的部分开放的第二端32之间的弹簧元件78、以及一卡在活塞杆元件62的第二端72和第二腔室26的封闭的第二端34之间的弹簧元件82，在停车制动系统10被释放时，该两弹簧元件可以帮助活塞元件52向着增强装置30内的第一腔室24的封闭的第一端22复位。在这一最佳的实施例中，复位装置90是卡在活塞元件52的第二表面66和增强装置30内的第一腔室24的部分开放的第二端32之间的弹簧元件78。

在本发明的第二实施例中，提供了一种液压作用的铁路货车停车制动系统。该停车制动系统包括一设置在货车上的液压源，用以提供足以使停车制动系统起动并保持在一施加制动位置的预定流体压力。

流体压力源可以是例如设置在增强装置30的第二腔室26内的液压流体，和/或用来容纳一定容积液压流体的单独容器(未示)。

该实施例中也设置了一个针对第一实施例所述的辅助型制动施加装置80那样的制动施加装置。该制动施加装置连接于流体液压源，以连通液压流体。

在最简单的形式下，辅助型制动施加装置80可以是一种流体压力型泵。流体压力型泵可以是例如电动机驱动的泵(未示)、手动操作型泵、或者是设计成既可电动亦可手动的泵。在本发明的该较佳实施例中，流体压力型泵采用的是手动操作的泵。

与本发明的第一实施例一样，在货车的底架部分上设置有一个流体连通于流体压力源的传力缸装置40，在所述停车制动器施加制动的过程中，它可对至少一个其上安装有一对制动瓦的制动梁施加一定的力，使制动瓦与一对车轮的相应踏面部分发生并保持摩擦接触。

从图2中清楚可见，在停车制动系统的这一较佳实施例中，传力缸装置40包括一由标号50总地表示的锁定装置，用以在发生液压泄漏时使停车制动系统内保持一定的制动力。

锁定装置50由壳体元件42上的第一离合表面38和螺旋配合于螺杆元件48的螺母元件46上的第二离合表面44组成。由于螺母元件46可使螺杆元件48伸出到传力缸装置40的外面，所以锁定装置50可调节停车制动系统10内出现的任何松弛。在铁路车辆制动技术中众所周知，松弛的原因很多，至少包括例如制动和货车制动系统中制动瓦和各联动机构的摩擦磨损。

最后，在本发明的精神和所附权利要求的范围内，所述传力缸装置40可以是一个简单的液压缸。

尽管上面已经详细描述了本发明的多个实施例，但是应该理解，在不偏离本发明的精神或所附权利要求之范围的情况下，特别是对那些铁路车辆制动系统的熟练人员而言，还可以对本发明作出各种变型和/或改动。