技术领域
[0002] 本发明尤其涉及由
气动压
力介质控制的制动缸，其适用于作用于杆系，以操纵制动装置，其例如具有一个或多个摩擦
蹄，适用于压紧与
车轮连接的
制动盘，或直接压紧车轮。
背景技术
[0003] 这种制动缸一般具有一缸体和一
活塞，活塞相对于缸体移动，以作用于一制动杆系，且与所述缸体一起限定一压力室，压力室适于由一气动压力介质源供给气动压力介质。
[0004] 某些制动缸还具有一手动制动装置，其具有一个相对于所述缸体和所述活塞进行移动的辅助操纵机构。该机构在不存在外部限制条件的情况下处于息止
位置，在该位置，它与活塞保持一定距离，以致不对其施加任何作用力。在铁路车辆借助于压力介质对活塞的作用停车之后，一操作人员例如用一加力操纵杆操纵该机构，使之处于推进位置，在该位置，它与活塞
接触，对其施加机械作用。
发明内容
[0005] 本发明旨在改进具有这种手动制动装置的制动缸。
[0006] 为此，本发明涉及铁路制动缸，其具有：
[0007] -一缸体；
[0008] -一活塞，其相对于所述缸体可活动，以作用于一制动杆系，且与所述缸体一起限定一压力室，所述压力室适于由一气动压力介质源供给；
[0009] -一辅助操纵机构，其相对于所述缸体和所述活塞可活动，所述辅助操纵机构被机械连接于手动控制装置，以使所述辅助操纵机构处于：
[0010] -或者是息止位置，在该息止位置，所述辅助操纵机构与所述活塞保持一定距离，以致不对所述活塞施加任何作用力；
[0011] -或者是一推进位置，在该推进位置，所述辅助操纵机构与所述活塞接触，对所述活塞施加机械作用力；
[0012] 其特征在于，制动缸具有：
[0013] -一第一孔，其与所述室进行
流体连通；
[0014] -一第二孔，其与大气进行流体连通；以及
[0015] -选择性连接部件，其在所述第一孔和所述第二孔之间进行选择性的连接，所述选择性连接部件适于处于：
[0016] -一隔离位置，在该隔离位置，所述第一孔和所述第二孔彼此隔离；以及[0017] -一连接位置，在该连接位置，所述第一孔与所述第二孔进行流体连通；
[0018] 所述选择性连接部件机械连接于所述辅助操纵机构，以便：
[0019] -当所述辅助操纵机构处于所述息止位置时，所述选择性连接部件处于所述隔离位置，以及
[0020] -当所述辅助操纵机构处于所述推进位置时，所述选择性连接部件处于所述连接位置。
[0021] 当一操作人员手动操纵辅助操纵机构时，机械连接于辅助操纵机构的选择性连接部件改变位置，使制动缸的第一孔和第二孔进行流体连通。因此，压力室与大气进行流体连通，从而使压力介质流失，消除对活塞施加的气动作用力。
[0022] 这样，当操纵机构与活塞接触时，气动制动力差不多为零。
[0023] 本发明的制动缸提供的气动
制动系统和手动制动系统的非
叠加，可避免活塞和杆系留有尺寸余量，例如在具有手动制动装置的普通制动缸上所进行的那样。
[0024] 由于其制造材料较少，它们比较轻便(从而有助于提高铁路车辆的性能)，体积不太大(这对空间要精打细算的铁路车辆很重要)，比较经济。最后，这些构件制造起来也比较简单。
[0025] 根据优选特征，单独地或以组合的方式具有以下特征：
[0026] -所述选择性连接部件具有一滑
块，其安装在所述辅助操纵机构的内部，以便：
[0027] -当所述辅助操纵机构处于息止位置时，所述滑块朝所述活塞的方向从所述辅助操纵机构凸起；以及
[0028] -当所述辅助操纵机构处于推进位置时，所述滑块与所述辅助操纵机构齐平，且与所述活塞接触；
[0029] -它具有一第三孔，所述第三孔与所述气动压力介质源连通，以便：
[0030] -当所述滑块处于所述隔离位置时，所述第三孔和所述第一孔进行流体连通；以及
[0031] -当所述滑块处于所述连接位置时，所述第三孔和所述第一孔彼此隔离；
[0032] -所述铁路制动缸具有一
弹簧，用于朝所述凸起位置持续促动所述滑块；
[0033] -所述弹簧布置在所述滑块和所述辅助操纵机构之间；
[0034] -所述手动控制装置具有一力量倍增机构，用于作用于所述辅助操纵机构；
[0035] -所述选择性连接部件具有一分配器，所述分配器具有所述第一孔和所述第二孔，所述分配器和所述辅助操纵机构由机械连接部件连接成使得它们能同时被致动；
[0036] -所述分配器具有复位部件，所述复位部件朝所述分配器的隔离位置持续促动所述分配器；
[0037] -所述分配器具有一第三孔，其与所述气动压力介质源进行流体连通，以便：
[0038] -当所述分配器处于所述隔离位置时，所述第三孔和所述第一孔进行流体连通；以及
[0039] -当所述分配器处于所述连接位置时，所述第三孔和所述第一孔彼此隔离；
[0040] -所述压力室持久地与所述气动压力介质源进行流体连通；
[0041] -所述手动控制装置具有一力量倍增机构，用于作用于所述辅助操纵机构和所述分配器；
[0042] -所述铁路制动缸具有一第二分配器，所述第二分配器具有一第一孔和一第二孔，所述第一孔与所述室进行流体连通，所述第二孔与所述气动压力介质源进行流体连通，所述第二分配器适于处于：
[0043] -一隔离位置，在该隔离位置，所述第一孔和所述第二孔彼此隔离；以及[0044] -一连接位置，在该连接位置，所述第一孔与所述第二孔进行流体连通；
[0045] -所述机械连接部件也使所述第二分配器连接于所述辅助操纵机构和所述分配器，以便：
[0046] -当所述辅助操纵机构处于所述息止位置、且所述分配器处于所述隔离位置时，所述第二分配器处于所述连接位置；以及
[0047] -当所述辅助操纵机构处于所述推进位置、且所述分配器处于所述连接位置时，所述第二分配器处于所述隔离位置；
[0048] -所述第二分配器具有复位部件，所述复位部件朝所述第二分配器的隔离位置持续促动所述第二分配器；和/或
[0049] -所述手动控制装置具有一力量倍增机构，其用于作用于所述辅助操纵机构、所述分配器和所述第二分配器。
附图说明
[0050] 下面，根据参照附图对作为非限制性
实施例给出的优选实施方式的说明，本发明的其它特征和优越性将得到更好的理解，附图如下：
[0051] 图1和2示意地示出由一制动缸操纵的铁路制动杆系的工作原理，该制动缸分别处于备用位置和处于制动位置；
[0052] 图3至5是根据本发明的第一实施方式的制动缸处于不同的工作位置的非常简化的剖面图；
[0053] 图6示意地示出根据本发明的第一实施方式的一变型的制动缸的工作情况；
[0054] 图7示意地示出根据本发明的第二实施方式的制动缸的工作情况；以及[0055] 图8示意地示出根据本发明的第三实施方式的制动缸的工作情况。
具体实施方式
[0056] 图1和2示出制动缸1，在本实施例中，其适用于操纵铁路制动杆系2。该组件可作用于例如安装在铁路车辆的一轴杆4上的一制动盘3，或直接作用于待制动的车轮。制动盘3这里是仅示出其上半部分的轮廓图。
[0057] 杆系2通常具有两个
制动蹄5，其布置在制动盘3的两侧，在不存在外力的情况下，其与制动盘3保持一定距离，在制动作用时，其由杆系2对制动盘3施加作用，以便通过摩擦使制动盘3放慢速度和/或停止运转。
[0058] 杆系2为此具有两个刚性操纵杆6，每个都具有相连接的一上臂6A和一下臂6B，每个操纵杆6围绕一个与铁路车辆底盘连接的轴体7转动地安装。每个操纵杆6的下臂6B连接于制动蹄5之一。每个操纵杆6的上臂6A连接于一铰接件8。
[0059] 关于该传统杆系2的安装，两铰接件8的分开使制动紧固，而这些铰接件8的靠近使制动松开。
[0060] 制动缸1通过其两端部连接于铰接件8，适于使铰接件8进行这种靠近或远离的运动。
[0061] 为此，制动缸1通过一管路9连接于一气动压力介质源，例如压缩空气源。
[0062] 尤其是，制动缸1具有一缸体11、一活塞13和一滑动接合件(jointde glissement)12，所述滑动接合件12适于紧贴缸体11的边缘，以限定一压力室10。活塞13本身固定于一个具有三
角形截面的楔形件14。楔形件14与连接于缸体11的一第一滚子式止挡15和连接于一
推杆17的一第二滚子式止挡16进行配合。
[0063] 推杆17由一个通常称为“调整器”的装置形成，可将滚子式止挡16的移动直接传递给相应的铰接件8，同时消除第二滚子式止挡和楔形件14之间的间隙。调整器是传统的装置，这里不予详述。这里只需提及推杆17适于向相应的铰接件8传递施加在第二滚子式止挡16上的作用力。
[0064] 此外，一弹簧18布置在缸体11和推杆17之间，其作用是使第二滚子式止挡16作用于楔形件14。
[0065] 因此，制动缸1安装在两个铰接件8之间，缸体11连接于这些铰接件8中之一，推杆17的端部连接于另一铰接件8。
[0066] 活塞13和楔形件14沿着相当于图1和2所示的垂直方向的一第一方向19移动。推杆17沿第二方向20移动，所述第二方向20垂直于第一方向19，相当于图1和2所示的
水平方向。
[0067] 鉴于这种配置，当楔形件14沿第一方向19被施以作用而插入到止挡15、16之间时，推杆17因而沿第二方向20被施以作用，使两个铰接件8分开。因此，楔形件14可将活塞13的垂直行程转变成推杆17的水平行程，以操纵操纵杆6。
[0068] 图1示出制动缸1处于备用位置。在该备用位置，不施加流体压力，即管路9处于
大气压下。弹簧18朝第一滚子式止挡15的方向作用于第二滚子式止挡16，致使楔形件14和活塞13上升，以致压力室10具有最小容积。
[0069] 图2示出制动缸1处于制动位置。管路9接纳压力介质，压力介质注入室10，朝下作用于活塞13和楔形件14，其作用是使止挡15、16彼此分开，从而使铰接件8彼此分开。在该位置，压力室10的容积最大。
[0070] 一旦压力在管路9中去除，制动缸1就在弹簧18的作用下返回其图1所示的备用位置，从室10排出压力介质。
[0071] 现在，参照图3描述根据本发明的第一实施方式的制动缸1。与前述制动缸1的构件相似的构件保持相同的编号，但加上一撇号。
[0072] 因此，制动缸1’具有一缸体11’，其形成一壳体，其中安装制动缸1’的不同构件，尤其是一活塞13’，其沿一第一方向19’移动，且固定于一楔形件14’，楔形件14’适于插入在一第一滚子式止挡15’和一第二滚子式止挡16’之间进行配合。第一滚子式止挡15’安装在缸体11’上，第二滚子式止挡16’安装在一推杆17’的端部，沿一第二方向20’移动，其另一端部22’用于连接于图1和2所示的铰接件8之一，另一铰接件8固定在缸体11’上。
[0073] 一弹簧18’作用于推杆17’，以便第二滚子式止挡16’靠近第一滚子式止挡15’，即朝制动缸1的备用位置靠近(如图3所示)。
[0074] 缸体11’具有一圆形开口25’，其面对着活塞13’，滑动地接纳一辅助操纵机构26’，其借助于一未示出的环形
密封圈密封地在开口25’中进行调整。辅助操纵机构26’由应急弹性件施以作用，与活塞13’保持一定距离，应急弹性件这里由一弹簧27’形成。
[0075] 辅助操纵机构26’具有三个内部管路40’、50’和60’。
[0076] 管路40’具有一外部入口孔41’和一内部通孔42’，外部入口孔41’与未示出的一气动压力介质源进行流体连通(气动压力介质源这里是压缩空气源，但在其它实施例中可使用其它类型的气体源)，内部通孔42’通到一滑块28’上，滑块28’在操纵机构26’中，在面对机构26’的下端(其相对于活塞13’)的一凸起位置(图3和4)以及滑块28’与该相同的端部齐平的一收起位置(图5)之间移动地进行安装。
[0077] 缸体11’、活塞13’、辅助操纵机构26’和滑块28’限定一压力室10’，其从该管路40’供给压缩空气。
[0078] 与管路40’相对的管路50’具有一外部排出孔51’和一内部通孔52’，外部排出孔51’与大气进行流体连通，内部通孔52’通到滑块28’上。
[0079] 位于推进机构26’的下端附近的管路60’具有一外部入口孔61’和一内部通孔62’，外部入口孔61’与压力室10’进行流体连通，内部通孔62’通到滑块28’上。
[0080] 滑块28’也具有一个分成三部分的管路70’。
[0081] 第一上部部分70’A横向于滑块28’在其整个宽度上延伸，以便具有两个相对的孔71’和72’。第二下部部分70’B也横向于滑块在其约一半的宽度上延伸，具有一孔73’。第三连接部分70’C在滑块28’的轴线中延伸，连接两部分70’A和70’B。
[0082] 另外，滑块28’始终由一弹簧29’朝其凸起位置施以作用，弹簧29’布置在滑块28’和辅助操纵机构26’之间。
[0083] 当滑块28’在弹簧29’的作用下相对于辅助操纵机构26’凸起时(图3和4)，它处于一稳定的隔离位置，在该位置：
[0084] -管路40’的内部孔42’面对着管路70’的孔71’；
[0085] -管路50’的内部孔52’由滑块28’封闭；以及
[0086] -管路70’的孔73’通入压力室10’；
[0087] 以致：
[0088] -孔73’和孔51’彼此隔离(因此，压力室10’与大气隔离)；以及[0089] -孔73’和孔41’进行流体连通(因此，气动压力介质源与室10’进行流体连通)。
[0090] 当滑块28’与辅助操纵机构26’齐平时(图5)，它处于一连接位置，在该位置：
[0091] -管路40’的内部孔42’由滑块28’封闭；
[0092] -管路50’的内部孔52’面对着管路70’的孔72’；以及
[0093] -管路70’的孔73’面对着60’的内部孔62’，管路60’的外部孔61’与压力室10’进行流体连通；
[0094] 以致：
[0095] -孔73’和孔51’进行流体连通(因此，压力室10’与大气进行流体连通)；以及[0096] -孔73’和孔41’彼此隔离(因此，气动压力介质源与室10’隔离)。
[0097] 现在参照图3至5描述制动缸1的工作情况。
[0098] 在图3所示的配置中，压力室10’已排空，处于大气压下，而辅助操纵机构26’处于息止位置，滑块28’处于其稳定的隔离位置。
[0099] 弹簧18’作用于推杆17’，使第二滚子式止挡16’靠近第一滚子式止挡15’，以致楔形件14’上升，与之一起驱动活塞13’，因此，活塞13’处于高位。
[0100] 为使制动缸1’工作，压缩空气从管路40’的外部孔41’注入。由于滑块28’处于其隔离位置，气动压力介质源与压力室10’进行流体连通，此外，压力室10’与大气隔离。
[0101] 压力室10’被注入压缩空气，压力随着流体的注入而增大，从而驱动活塞13’移动，因而制动车轮。因此，再度出现图4所示的配置。
[0102] 当一操作人员希望进行手动制动时，其借助于加力操纵杆31’沿方向19’对辅助操纵机构26’施加作用力。该机构26’因而逐渐靠近活塞13’，直至从滑块28’凸起的端部触及活塞13’。由于操纵杆31’传递给机构26’的作用力比弹簧29’的弹性恢复力大很多，因此，运动的继续进行致使滑块28’收起，进入连接位置。此后与大气进行流体连通，与气动压力介质源隔离，室10’快速排空。室10’相对于压力介质源的隔离可限制室10’中压缩空气量的排空(在改变滑块28’的位置时)，从而避免供给管路中气动压力介质的任何损失。
[0103] 使辅助操纵机构26’继续进行运动，推动到活塞13’上，从而对该活塞13’施加制动力，取代以前由室10’中的压缩空气所施加的制动力。因此，再度出现图5所示的配置。
[0104] 图6示意地示出第一实施方式的一实施例，其中，采用相同的标号，但加上一个双撇号。
[0105] 缸体11”、活塞13”和制动缸1”的未示出的构件与前述的相同。
[0106] 但是，制动缸1”不具有在辅助操纵机构26”中活动安装的滑块，孔之间的选择性连接部件这里由与机构26”不同的一分配器80”构成。分配器80”是单稳式，具有两个位置(借助于一弹簧29”的配置)，且具有三个孔41”、51”和73”，其分别连接于一气动压力介质源、大气和室10”。
[0107] 分配器80”适于处于：
[0108] -一第一稳定的隔离位置，在该位置，孔73”和51”彼此隔离，而孔73”和41”进行流体连通；以及
[0109] -一第二连接位置，在该位置，孔73”和51”进行流体连通，而孔73”和41”彼此隔离。
[0110] 另外，分配器80”和辅助操纵机构26”由机械连接部件30”加以连接，以致它们能例如借助于一加力操纵杆31”同时操纵，以便：
[0111] -当辅助操纵机构26”处于息止位置时，分配器80”处于其稳定的隔离位置；以及[0112] -当辅助操纵机构26”处于推进位置时，分配器80”处于其连接位置。
[0113] 现在来描述制动缸1”的工作情况。
[0114] 当一操作人员施作用于加力操纵杆31”时，分配器80”进入连接位置。此后与大气进行流体连通，与气动压力介质源隔离，室10”快速排空。室10”相对于压力介质源的隔离可限制室10”中压缩空气量的排空(在改变分配器80”的位置时)，从而避免供给管路中压缩空气的任何损失。
[0115] 与改变分配器80”的位置的同时，辅助操纵机构26”推动到活塞13”上，从而对该活塞13”施加手动制动力，取代以前由室10”中的压缩空气所施加的制动力。
[0116] 图7示意地示出本发明的制动缸的第二实施方式，其中，与第一实施方式采用相同的标号，但加上100。
[0117] 缸体111’、活塞113’和制动缸101’的未示出的构件与第一实施方式相同。
[0118] 孔之间的选择性连接部件这里由一单稳式分配器180’构成，分配器180’具有两个位置(借助于一弹簧129’的配置)，但仅具有两个外部孔151’和173’，其分别连接于大气和压力室110’。
[0119] 分配器180’适于处于：
[0120] -一第一稳定的隔离位置，在该位置，孔151’和173’彼此隔离；以及[0121] -一第二连接位置，在该位置，孔151’和173’进行流体连通。
[0122] 根据该实施方式，压力室110’始终连接于气动压力介质源。因此，分配器180’在加力操纵杆131’所施加的作用力的作用下进入其连接位置时，气动压力介质源完全排空。
[0123] 与以前一样，分配器180’和辅助操纵机构126’由机械连接部件130’连接成，它们能例如借助于一加力操纵杆131’同时操纵，以便：
[0124] -当辅助操纵机构126’处于息止位置时，分配器180’处于其稳定的隔离位置；以及
[0125] -当辅助操纵机构126’处于推进位置时，分配器180’处于其连接位置。
[0126] 现在来描述制动缸101’的工作情况。
[0127] 当一操作人员施作用于加力操纵杆131’时，分配器180’进入连接位置。此后与大气进行流体连通，室110’和压缩空气供给管路快速排空。与改变分配器180’的位置的同时，辅助操纵机构126’推动到活塞113’上，从而对该活塞113’施加手动制动力，取代以前由室110’中的压缩空气所施加的制动力。
[0128] 根据该第二实施方式的一未示出的实施例，选择性连接部件可具有一滑块代替分配器180’，所述滑块以类似于图3至5所示的第一实施方式的方式，活动地安装在辅助操纵机构126’中。
[0129] 图8示意地示出本发明的制动缸的第三实施方式，其中，与第一实施方式采用相同的标号，但加上200。
[0130] 缸体211’、活塞213’和制动缸201’的未示出的构件相同于前述实施方式。
[0131] 制动缸201’具有两个单稳式分配器280’和290’，其借助于一弹簧229’、291’的配置，具有两个位置。
[0132] 分配器280’具有两个外部孔251’和273’，其分别与大气和压力室210’进行流体连通。
[0133] 该分配器280’适于处于一第一稳定的隔离位置和第二连接位置，在第一稳定的隔离位置，孔251’和273’彼此隔离，在第二连接位置，孔251’和273’进行流体连通。
[0134] 分配器290’具有两个外部孔292’和293’，其分别连接于压力室210’和一气动压力介质源。
[0135] 该分配器290’适于处于一第一稳定的连接位置和一第二隔离位置，在第一稳定的连接位置，孔292’和293’进行流体连通，在第二隔离位置，孔292’和293’彼此隔离。
[0136] 辅助操纵机构226’以及分配器280’和290’由机械连接部件230’连接成，它们能例如借助于一加力操纵杆231’同时操纵，以便：
[0137] -当辅助操纵机构226’处于息止位置时，分配器280’处于稳定的隔离位置，分配器290’处于连接位置；以及
[0138] -当辅助操纵机构226’处于推进位置时，分配器280’处于连接位置，分配器290’处于稳定的隔离位置。
[0139] 现在来描述制动缸201’的工作情况。
[0140] 当一操作人员施作用于加力操纵杆231’时，分配器280’进入连接位置，而分配器290’进入隔离位置。此后与大气进行流体连通，与气动压力介质源隔离，室210’快速排空。
如前所述，室210’相对于压力介质源的隔离可限制室210’中压缩空气量的排空(在改变分配器280’的位置时)，从而避免供给管路中压缩空气的任何损失。
[0141] 与改变分配器280’和290’的位置的同时，辅助操纵机构226’推动到活塞213’上，从而对该活塞213’施加手动制动力，取代以前由室210’中的压缩空气所施加的制动力。
[0142] 应当指出，该实施方式准确地确保与第一实施方式相同的作用，压力室210’的排空作用由分配器280’实施，该相同的压力室210’相对于气动压力介质源的隔离作用由分配器290’实施。
[0143] 根据未示出的其它实施例，操纵杆代之以一
绞盘或一
曲柄。
[0144] 许多其它实施例可以视具体情况而定，在这方面，应提请注意，本发明不局限于所述和所示的实施例。
