轨道车辆的制动器的制作方法

本发明涉及轨道车辆领域，尤其涉及一种轨道车辆的制动器。

背景技术：

随着现代轨道车辆的技术发展和成本控制需求，车辆的转向架结构日益紧凑，制动器厂商面临着越来越有限的安装空间。当转向架安装空间较狭窄时，制动器的尺寸将成为制动器是否能够与转向架匹配的一个重要因素。对于某些安装空间比较狭窄的转向架，现有的制动器已经无法适用于该转向架。因此，需要开发设计适用于狭窄的安装空间的制动器。调节器是制动器必不可少的核心模块，在保持调节器对磨损的补偿功能的基础上，减小调节器所需空间直接影响到制动器的紧凑性。

如图1及图2所示，在现有技术中，制动器包括制动器壳体10’、设置在所述制动器壳体10’内的用于补偿制动衬片和车轮或制动盘磨损的调节器50’、位于所述制动器壳体10’上的第一止挡部件11’及第二止挡部件12’，所述调节器50’包括螺杆52’、套设在所述螺杆52’上的联接管56’以及设置在所述联接管56’上的止动环58’，所述止动环58’包括筒状部分581’和与所述筒状部分581’一体的外缘部分582’，在制动器制动和缓解工作过程中，所述止动环58’的外缘部分582’抵靠在所述第一止挡部件11’和所述第二止挡部件12’上并且在所述第一止挡部件11’和所述第二止挡部件12’之间运动；其中，如图2所示，现有技术中将止动环58’的外缘部分582’设计成圆形。该圆形的外缘部分582’在制动器制动及缓解工作过程中相应地抵靠在第二止挡部件12’和第一止挡部件11’上。此外，在制动器制动及缓解工作过程中，调节器50’除了沿螺杆52’的轴向运动外，还会于制动器壳体10’内上下摆动。因此，在制动器壳体10’内表面与止动环58’外缘部分582’的外轮廓之间需要预留一定的间隙，以提供调节器50’在制动器壳体10’内的摆动空间。如图2所示，当止动环58’外缘部分582’的外径d1设计成例如64mm时，制动器壳体10’的内径d2至少需要达到84mm才能保证调节器在制动器壳体10’内的正常摆动。这样的结构限制了整个制动器的小型化。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种轨道车辆的制动器。该制动器具有更小的尺寸，因而能够用于安装空间比较狭窄的转向架。

为实现上述发明目的，本发明的一个实施方式提供了一种用于轨道车辆的制动器，所述制动器包括制动器壳体和设置在所述制动器壳体内的用于补偿制动衬片和车轮或制动盘磨损的调节器，所述调节器包括调节器壳体、螺杆、套设在所述螺杆上的联接管以及设置在所述联接管上的止动环，所述止动环包括筒状部分和与所述筒状部分一体的外缘部分，所述制动器壳体包括第一止挡部件和第二止挡部件，在所述制动器的制动和缓解工作过程中，所述止动环借助于所述外缘部分抵靠在所述第一止挡部件和所述第二止挡部件上并且在所述第一止挡部件和所述第二止挡部件之间运动，所述止动环的所述外缘部分至少在两个不同的第一取向和第二取向上分别具有第一取向半径和第二取向半径，其中，所述第一取向半径大于所述第二取向半径。

根据本发明的一个具体实施方式，所述第一取向半径是所述止动环的外缘部分最大的半径，所述第二取向半径是所述止动环的外缘部分最小的半径，且所述第一取向垂直于所述第二取向。

根据本发明的一个具体实施方式，在所述制动器制动和缓解工作过程中所述第二取向及所述第二取向的反方向与所述调节器在所述制动器壳体内的上下摆动方向一致。

根据本发明的一个具体实施方式，所述止动环的外缘部分的外轮廓呈椭圆形，所述第一取向与所述椭圆形的长轴一致，所述第二取向与所述椭圆形的短轴一致。

根据本发明的一个具体实施方式，所述止动环的外缘部分包括在所述第一取向及所述第一取向的反方向上对称设置的两个凸耳。

根据本发明的一个具体实施方式，所述止动环的筒状部分的内表面上设有内防转键槽，所述内防转键槽限制所述止动环于所述联接管上转动。

根据本发明的一个具体实施方式，所述止动环与所述联接管一体成型。

根据本发明的一个具体实施方式，所述制动器为踏面制动器。

根据本发明的一个具体实施方式，所述第一止挡部件和/或所述第二止挡部件为环形止挡片，所述环形止挡片的内轮廓至少在两个不同的第一方向和第二方向上分别具有第一方向半径和第二方向半径，其中，所述第一方向半径大于所述第二方向半径。

根据本发明的一个具体实施方式，所述第一方向垂直于所述第二方向，且在所述制动器制动和缓解工作过程中所述第一方向及所述第一方向的反方向与所述调节器在所述制动器壳体内的上下摆动方向一致。

根据本发明的一个具体实施方式，所述环形止挡片的所述内轮廓呈椭圆形，所述第一方向与所述椭圆形的长轴一致，所述第二方向与所述椭圆形的短轴一致。

根据本发明的一个具体实施方式，所述环形止挡片外缘设有外防转键槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明改变了现有技术中通常为圆形的止动环外缘部分的形状，减小了止动环外缘部分在特定取向的尺寸，优选在制动器制动和缓解工作过程中，调节器的上下摆动方向上的尺寸，从而使得制动器壳体的内径可以相应缩小，实现整个制动器的小型化。

附图说明

图1是现有技术的处于缓解位置的制动器调节器的剖视图；

图2是现有技术止动环外缘部分与制动器壳体相对位置关系的示意图；

图3是本发明一个实施方式的轨道车辆制动器的纵剖面视图；

图4是沿图3中的剖面线4-4’的剖视图，其中示出了处于缓解位置的调节器；

图5是沿图3中的剖面线4-4’的剖视图，其中示出了处于制动位置的调节器；

图6是本发明一个实施方式的止动环的立体图；

图7是本发明一个实施方式的止动环外缘部分与制动器壳体相对位置关系的示意图；

图8、图9是本发明可选的其他实施方式的止动环的结构示意图；

图10是本发明一个实施方式的第二止挡部件的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

在本申请的各个图示中，为了便于图示，特定结构或部分的尺寸会相对于其它结构或部分夸大。

另外，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”、“前方”和“后方”等表示空间方向的术语应理解为，当制动器安装在列车的转向架上时，列车前进的方向为“前方”，与之相对的方向为“后方”，制动器在安装状态下朝向铁轨的一方为“下方”，与之相对的方向为“上方”。

图3示出了本发明的轨道车辆的制动器的一个实施方式，本发明的制动器可以为踏面制动器，但不以此为限。制动器包括制动气缸20，在制动气缸20的气缸盖21上具有接口（未标示），在制动气缸20中容纳有带复位弹簧23的活塞22，在制动工作时压缩空气能经由接口流入制动气缸20并驱动活塞22，在制动器缓解工作时制动气缸20中的压缩空气经由接口卸压并流出，此时，活塞22在复位弹簧23的作用下复位直至挡靠在气缸盖21上。活塞22经由密封皮碗（未标示）相对于制动气缸20的气缸壁密封。

活塞22远离所述气缸盖21的一端与传动杆31可力传递地连接，在制动器制动时，活塞22驱动传动杆31以回转点40为中心顺时针旋转（以图3所显示的方位）；当制动缓解时，活塞22驱动传动杆31以回转点40为中心逆时针旋转（以图3所显示的方位）。在制动器壳体10中设有用于补偿制动衬片和车轮或制动盘磨损的调节器50，该调节器50具有调节器壳体51。传动杆31远离活塞22的一端与调节器壳体51的柱状凸出32相连，由此，传动杆31的旋转运动转化成调节器壳体51的线性运动，调节器壳体51推动调节器50中的螺杆52运动。螺杆52的一端连接有连杆头53，连杆头53通过螺栓（未标示）与闸瓦托70连接，闸瓦托70上固定有制动闸瓦60，优选通过弹簧栓72和楔形栓71固定该制动闸瓦60，因此，螺杆52的运动最终引起制动闸瓦60相对于轨道车辆的车轮在缓解位置与制动位置之间的运动。

在制动器壳体10的底部设有通气塞或排风口（未标示）。在制动器壳体10朝向闸瓦托70的侧面上设有密封波纹管80，波纹管80用以防止污物和水进入制动器壳体10内。制动器壳体10上还枢轴连接有吊耳90，吊耳90的一端连接制动器壳体10，另一端与连杆头53及闸瓦托70连接，吊耳90用以稳定所述调节器50及闸瓦托70，防止调节器50及闸瓦托70在制动器制动及缓解工作过程中发生较大的位置偏移。

图4是沿图3中的剖面线4-4’的剖视图，其中示出了处于缓解位置的调节器50。

该调节器50包括带有非自锁螺纹的螺杆52，该螺杆52的一端具有用于与制动器的闸瓦托70连接的连杆头53。在本实施方式中，连杆头53与螺杆52是分体式的并且可拆卸地连接在一起，这有利于调节器50的装配。当然，连杆头53与螺杆52也可为一体结构。

该调节器50包括调节器壳体51，在该调节器壳体51中定心地安装所述螺杆52，该调节器壳体51的内表面具有沿螺杆52径向凸伸出所述调节器壳体51内表面的凸起511。在调节器壳体51与螺杆52之间形成有第一环形空间和第二环形空间，所述第一环形空间定义为凸起511朝向连杆头53一侧的空间，所述第二环形空间定义为凸起511背离连杆头53一侧的空间。在本实施方式中，所述凸起511做成分体式的，包括一个与调节器壳体51一体的沿径向与螺杆52间隔开的突出部5112和一个单独的螺母5111，该单独的螺母5111与突出部5112螺纹连接，如此，有利于调节器50的装配。在第一环形空间中设置有止推螺母54，该止推螺母54以对应内螺纹啮合在螺杆52的非自锁螺纹上，优选通过允许轴向运动的第一轴承相对于调节器壳体51可摆动地支承并且沿轴向朝凸起511的方向被第一弹簧偏压，优选该第一弹簧为螺旋弹簧。该止推螺母54与凸起511或者说螺母5111具有彼此配合的第一齿部541。

在第二环形空间中设置补偿螺母55，该补偿螺母55以对应内螺纹啮合在螺杆52的非自锁螺纹上，优选通过允许轴向运动的第二轴承可转动地支承在联接管56上，且沿轴向朝联接管56的方向被第二弹簧偏压，优选该第二弹簧为一组碟形弹簧。该补偿螺母55与联接管56具有彼此配合的第二齿部551，补偿螺母55的朝向连杆头53的端部能沿轴向挡靠在调节器壳体51上，尤其是如在图4所示实施方式中那样挡靠在调节器壳体51上的凸起511或者螺母5111上。不言而喻，为了这样的轴向挡靠，在第二环形空间中在调节器壳体51上设置一个另外的凸起也是可以考虑的。作为替换方案，在缓解工作时，在复位弹簧23的复位力的作用下，调节器壳体51也可以沿轴向挡靠在联接管56的朝向连杆头53的端部上，或者也可以挡靠在其它构件上，只要确保调节器壳体51复位至初始位置。

联接管56相对于调节器壳体51不可转动地、带径向间隙地套装在螺杆52上，并且能沿轴向在与缓解位置对应的第一轴向位置和与制动位置对应的第二轴向位置之间移动，第一轴向位置与第二轴向位置之间的轴向距离X限定调节器50的额定行程。按照一种有利的实施方式，联接管56和调节器壳体51具有配对的键槽，在配对的键槽中装入键，例如平键或者半月键，由此使得联接管56与调节器壳体51不可相对转动。所述联接管56在其背离连杆头53的端部上具有止动环58，所述制动器壳体10的内表面具有止挡部件。在本实施方式中，所述止挡部件包括第一止挡部件11及第二止挡部件12，在制动器缓解位置上，止动环58抵靠在第一止挡部件11上，在制动器制动位置上，止动环58抵靠在第二止挡部件12上。

调节器50包括复位头59，优选非圆形的复位头59，例如复位六角头59，但不以此为限，例如复位头59基本上是圆形的，但表面具有凹坑、齿或其它凸凹不平构造，以便能够用工具操作该复位头59。参照图4及图5，在一个实施方式中，该复位头59设置在螺杆52的背离连杆头53的端部上。当然也可以考虑将复位头59设置于任何其它合适的位置上，例如设置于连杆头53附近。通过操作复位头59可以转动螺杆52。

在图4所示的缓解位置上，止动环58抵靠在第一止挡部件11上，调节器壳体51在复位弹簧23的复位力的作用下处于缓解位置，止推螺母54与螺母5111通过彼此配合的第一齿部541保持在一起，螺母5111沿轴向抵靠在补偿螺母55上，补偿螺母55与联接管56通过彼此配合的第二齿部551保持在一起。

图5是沿图3中的剖面线4-4’的剖视图，其中示出了处于制动位置的调节器50。在踏面制动器制动工作时，压缩空气经由接口供给至制动气缸20，导致调节器壳体51朝制动位置的方向移动，也就是说朝连杆头53或者说闸瓦托70或者说制动闸瓦60的方向移动，因此凸起511推动止推螺母54，由于止推螺母54与凸起511通过第一齿部541啮合，止推螺母54在螺杆52上不可转动，于是带动螺杆52一起向制动位置的方向移动。由于补偿螺母55与联接管56在作为一组碟形弹簧的第二弹簧的作用下通过第二齿部551啮合，补偿螺母55在螺杆52上不可转动，于是补偿螺母55与联接管56一起向制动位置的方向移动。在制动闸瓦60贴紧在要被制动的车轮或制动盘上时，螺杆52移动轴向距离X，止动环58在移动轴向距离X之后借助于其外缘部分挡靠在第二止挡部件12上。

在紧接着踏面制动器进行缓解工作时，在复位弹簧23的复位力的作用下，调节器壳体51往回移动，止动环58接触到第一止挡部件11，则联接管56、补偿螺母55和螺杆52的复位过程即告结束，即螺杆52、补偿螺母55和联接管56往回移动轴向距离X。

图6和图7分别示出了本发明止动环58的一种实施方式，所述止动环58包括筒状部分581以及与所述筒状部分581一体的外缘部分582。在所述制动器的制动和缓解工作过程中，所述止动环58借助于所述外缘部分582分别抵靠在第二止挡部件12和第一止挡部件11上并且在所述第一止挡部件11和所述第二止挡部件12之间运动。所述止动环58的所述外缘部分582至少在两个不同的第一取向A和第二取向B上分别具有第一取向半径R1和第二取向半径R2，其中，所述第一取向半径R1大于所述第二取向半径R2。如图7 所示，在本发明中，止动环58外缘部分582的半径定义为由止动环58外缘部分582的内轮廓所围成的区域的虚拟中心点到止动环58外缘部分582的外轮廓上任意一点之间的距离。

在本实施方式中，所述第一取向半径R1是所述止动环58的所述外缘部分582最大的半径，所述第二取向半径R2是所述止动环58的所述外缘部分582最小的半径，优选所述第一取向A垂直于所述第二取向B，但不以此为限。具体的，如图7所示，在本实施方式中，所述止动环58的外缘部分582包括在所述第一取向A及所述第一取向A的反方向A'上对称设置的两个凸耳5821，以及连接两个凸耳5821的两个连接部5822。这里，凸耳5821呈半圆形，所述止动环58的整个外缘部分582的外轮廓大致呈椭圆形，此时，所述第一取向及其反方向A-A'与所述椭圆形的长轴一致，所述第二取向及其反方向B-B'与所述椭圆形的短轴一致。凸耳5821也可以以非对称的方式设置，例如仅设置在一侧，而仍然不会偏离本发明的构思。

在本实施方式中，如图7所示，止动环58外缘部分582在第一取向A上与制动器壳体10的内表面的距离小于止动环58外缘部分582在第二取向B上与制动器壳体10的内表面之间的距离。在所述制动器制动和缓解工作过程中，所述调节器50会在所述制动器壳体10内上下摆动，在本实施方式中，止动环58的外缘部分582的所述第二取向B及其反方向B'与所述调节器50在制动器壳体10内的上下摆动方向一致。止动环58的外缘部分582在第一取向A及其反方向A'上对称设置的两个凸耳5821在制动器的制动和缓解工作过程中相应地抵靠在制动器壳体10的第二止挡部件12和第一止挡部件11上。

调节器50在制动器制动和缓解工作过程中在制动器壳体10内的摆动幅度取决于制动器的性能参数（如单次调节距离、总调节行程、传动比等）。也就是说，在制动器各个性能参数不变的情况下，调节器50对摆动空间的需求是一定的，因此，通过减小止动环58外缘部分582在调节器50摆动方向的半径，可以相应减小调节器50尾部所需空间（即制动器壳体10的内径D）。同时，为了保证在制动器制动和缓解工作过程中，止动环58外缘部分582仍然可以相应地抵靠在制动器壳体10的第二止挡部件12和第一止挡部件11上，将止动环58外缘部分582不同于第二取向B的第一取向A设置为具有较大的第一取向半径R1。当然，实际运用中，不限定于仅具有第一取向半径R1的外缘部分582和第一止挡部件11、第二止挡部件12抵靠接触，具有第二取向半径R2的外缘部分582也可和第一止挡部件11、第二止挡部件12抵靠接触。如此，本实施方式的止动环58不仅可以保证在制动器制动和缓解工作时与制动器壳体10的第一止挡部件11和第二止挡部件12抵靠接触，还允许减小整个制动器的尺寸。

相较于现有技术，本发明的制动器壳体10的内径D可以做得更小，从而减小整个制动器的尺寸。具体的，假设图7所示止动环58外缘部分582沿着第一取向及其反方向A-A'的外径D1设置为现有技术的止动环58’外缘部分582’的外径d1的尺寸，即D1=64mm，止动环58外缘部分582沿着第二取向及其反方向B-B'的外径D2设置为低于或等于50mm并将该第二取向及其反方向B-B'设置为与调节器50的摆动方向一致，此时制动器壳体10的内径D无需达到现有技术所要求的84mm就可满足调节器的摆动需求。实际运用中，制动器壳体10的内径D可以缩减为70mm仍可满足调节器的摆动需求，即制动器壳体10的内径D相较于现有技术的制动器壳体10’的内径d2至少可以缩减17%，实现了整个制动器的小型化。

所述止动环58的筒状部分581的内表面上设有内防转键槽5811，所述联接管56上可设置与内防转键槽5811相匹配的凸条（未标示），所述内防转键槽5811限制所述止动环58于所述联接管56上转动，从而可控制所述止动环58外缘部分582的第二取向B及其反方向B'与调节器50在制动器壳体10内的上下摆动方向一致。在其他实施方式中，所述止动环58可与所述联接管56一体成型。

本实施方式的止动环58的形状不以上述描述为限，图8示出了另一种可用于本发明的制动器的止动环外缘部分的构型。在本实施方式中，止动环58a的外缘部分582a在其第一取向及其反方向A-A'上被设置成两个彼此对称的、基本为方形的凸耳。图9示出了又一种可用于本发明的制动器的止动环外缘部分的构型。在本实施方式中，所述止动环58b的外缘部分582b的外轮廓呈多边形，止动环58b外缘部分582b在其第一取向及其反方向A-A'上被设置成两个彼此对称的、基本为三角形的凸耳。

制动器壳体10上的第一止挡部件11和第二止挡部件12可以是凸设于制动器壳体10内表面的阻挡部件，只需保证该阻挡部件可以与止动环58的外缘部分582抵靠接触即可。根据本发明的一种实施方式，第一止挡部件11和第二止挡部件12 可以设置为朝向联接管56凸伸出制动器壳体10内表面的环形止挡片。以下结合附图10以第二止挡部件12为例进行详细说明。该环形止挡片12的内轮廓122至少在两个不同的第一方向E和第二方向F上分别具有第一方向半径r1和第二方向半径r2，其中，所述第一方向半径r1大于所述第二方向半径r2。在本发明中，第一方向半径r1或第二方向半径r2应当理解为由环形止挡片12内轮廓122的虚拟中心点到环形止挡片12内轮廓122上任意一点之间的距离。在本实施方式中，环形止挡片12的内轮廓122呈椭圆形，所述第一方向及其反方向E-E’与所述椭圆形的长轴一致，所述第二方向及其反方向F-F’与所述椭圆形的短轴一致，此时，第一方向半径r1定义为长轴的一半，第二方向半径r2定义为短轴的一半。

在本实施方式中，较佳的，所述第一方向E垂直于所述第二方向F，但不以此为限。在所述制动器制动和缓解工作过程中所述第一方向E及所述第一方向的反方向E'与所述调节器50在所述制动器壳体10内的上下摆动方向一致。如此，可避免第二止挡部件12对调节器50的上下摆动产生限制。所述第一止挡部件11的结构可与所述第二止挡部件12类似，但也可不同，所述第一止挡部件11例如可为制动器壳体10的一部分。

制动器壳体的第一止挡部件11和第二止挡部件12可以设置成可拆卸地安装于所述制动器壳体10的内表面，如此，可提高可装配性及装配的自由度，但不以此为限。第二止挡部件12也可与所述制动器壳体10一体成型。当所述第二止挡部件12可拆卸地安装于所述制动器壳体10内表面时，所述第二止挡部件12的外缘设有外防转键槽121，所述制动器壳体10内表面上可设置与外防转键槽121相匹配的凸条（未标示），所述外防转键槽121限制所述第二止挡部件12于所述制动器壳体10内表面处转动。

应当理解，虽然本说明书结合具体实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的示例性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。