专利名称：铁道车辆车上制动器组合件之桁架式制动横梁的制作方法
技术领域：
本发明与铁道车辆的桁架式制动横梁有关，具体有关用于车上安装的制动器组件的桁架式制动横梁，如美国专利第4，613，016号所揭示，该专利与本发明有同一受授人。
传统桁架式制动横梁的突出特点，是在施制动力时，不要求使用过大的构件，便可抵抗弯曲力。必须注意这种传统制动横梁一般为扁平形，制动时造成横梁的不平衡扭力。自车上安装制动器组件问世以来，制动缸装置与在车身上的传统安装架上安装的方法不同，而使用非传统的，或专为用户设计的制动横梁。这种非传统制动横梁一般也是扁平形的。因为要求这些非传统制动横梁能支持制动缸的重量和制动力，便需设计体重而很繁琐的制动横梁，制造费用昂贵。这就严重限制了铁道车辆上安装的制动组件的商品活力。
晚近些时候，车辆安装的制动组件经历了设计革新，为提高其作为商品的受欢迎程度，使传统桁架式制动横梁也可使用，这种设计在上述美国专利第4，613，016号中有揭示，本文引述其内容作为参考。这设计中将制动缸放在支承杆附近的压紧件和拉力件间的空间里，这支承杆将横梁压紧件及拉力件分开。一个传力杆用枢轴安装在支承件上，一端连接制动缸的推杆，另端连接传力杆，传力杆将制动缸的力，向相对的制动缸的传力杆传递。所以可以理解，在横梁压紧件及拉力件之间需要相当大的空间，容纳制动缸和传力杆。
然而横梁压紧件和拉力件之间的空间，因为车辆的其他部件与压紧及拉力件接近而受限制，例如有车辆的牵引鞍座及轮轴组，制动杆系需在其间工作。因此，在这种革新的车辆安装制动组件中使用时，传统扁平桁架梁不能完全令人满意，尤其在装置需用相当大尺寸的制动缸时。
因此，本发明的主要目的，是提出一种适合上文讨论的车辆安装制动组件使用的质轻而坚固的桁架式制动横梁。
本发明的另一目的，是提出一种桁架式制动横梁的构形，可安装通常放在支承件附近的压紧件和拉力之间空间里的制动缸及传力杆。
本发明又一目的，是提出一种新颖的车上安装的制动组件用的桁架式制动横梁，可不干扰车辆的部件。
本发明还有一个目的，是提出一种如上的新颖桁架式制动横梁，制动时没有扭矩。
本发明的最后的目的，是提出一种如上的桁架式制动横梁，其制作简便。
简言之，本发明提出一种桁架式制动横梁，其中有压紧件及拉力件各一，在其两端中间各有一个同方向的弯折，而两者的端部互相固定，例如用焊接固定，有一个支承件放在压紧件和拉力件的弯折之间。支承件有一个在拉力件弯折处高起的一个地点上的装置，承受制动件的作动力。典型中，这制动器作动力承受装置，是传力杆轴销安装孔。由于传力杆的旋转面在拉力件的上方，故可使其枢轴点较近拉力件而不干扰拉力件，并提供较大空间将制动缸安装在压紧件和拉力件之间。
本发明的上述目的及其他优点，阅读下文更详细的叙述，参看附图便可更加了解，附图如下
图1为本发明铁道车辆用的、利用桁架式制动横梁的安装在车上的单缸制动组件的等角投影图;
图2为用于图1的桁架式制动横梁放大等角投影图;
图3为图2制动横梁的端视;
图4为图2制动横梁的前视。
参看图1，示铁道车辆用的车上安装单缸制动组件，除制动横梁外，都和美国专利第4，613，016号所示相似。由于这类制动组件在每节车厢上只需一台制动缸，尤其在本发明的价廉桁架式制动横梁中使用时。这些制动横梁2及3基本都相同，各有一个压紧件4，一个拉力件5和一个支承件6。压紧件4可用角铁制造，而拉伸件可用棒材制造。压紧件和拉力件的相对两端永久连接，最好沿压紧件4及拉力件5相对端部的外段4a-5a，4b-5b焊接。横梁2及3的相应压紧件及拉力件相对端之间的中点位置，有足够的距离供支承件6在其间连接。
一个作举例的制动横梁2如图4所示，其压紧件及拉力件的相对端部的固定相对端向上偏离压紧件和拉力件中点所处的水平面。向上的方向如图4中箭头A所示。为取得这种弯制动横梁的构形，压紧件和拉力件4，5各在中点形成弯折4M，5M，如从图4所见，角φ约为165°。并且倾斜的压紧件及拉力件各在4N，5N处另有一个弯折，形成横梁外段4a-5a，4b-5b，可在一个大致的水平面内，如图所示。这些弯折4M，5M及4N，5N，使压紧件及拉力件在中点的两侧，与水平面倾斜约7.5°。虽然图中不能看见，但在实际应用中，可预先将弯折5N及5M之间的拉力件5的直线段，略微弯成分弯折5N近似。这种弯折习惯上常用，加载荷时可释放压紧件和拉伸件焊接端上的力。
图2所示最清晰，放在压紧件4和拉力件5之间的支承件6，有一个大致S形端部7，S形的下弯形状和弯折5M处的拉力件5的形状一致，互相环抱。S形的上回弯端7靠拉力件5的上表面，形成支承件6的这一端7的又一个支持部分。支承件6的另端8形成一个平前端面8a，靠压紧件4的垂直侧缘上，有一个上折缘8b靠压紧件4的上侧上，形成支持支承件6的端8的装置。支承件6的这些端端构形，将支承件6的压紧件和拉力件之间的压紧下固定位置，而同时支持安装在支承件上的制动器元件的重量，如下文所述。可用螺栓或铆钉，将前表面8a在压紧件的垂直侧缘上紧固，作为防支承件移动的保证措施。
在制动器横梁2的相应外端段4a-5a，4b-5b上，安装制动蹄块9，在压紧件4的上表面上铆定，作为拆除的回定。为此考虑用两个易接触的铆钉。这些制动蹄块9上形成槽11，形状大致和外段4a-5a的端部截面一致，取得在其间的配合。在实际应用中，与拉力件对应的槽形相当大，足以补偿制造公差，保证组合件的活动不受阻滞。如已熟知，制动蹄块9设有导向突块12，插在车辆侧架(未示)的槽孔中，支持制动横梁，制动蹄块上安装制动蹄片(未示)。
有一对双叉传动杆13及14，用枢轴15在相应制动横梁2及3的支承件6上，作可旋转的连接。支承件6的上搭接条16，将S形端7的上回弯，和支承件6另端8的上折缘8b连接。一个凸台17在搭接条16的上侧上形成，一个凸台18在搭接条16的下侧上形成。搭接条16上的孔19穿过凸台17及18，容纳枢轴15，形成与之连接的相应传力杠杆的枢轴连接。凸台17及18形成上下支承表面，在上面支持一个相应传力杆13，14的双叉臂段，一个臂段跨过搭接条16，另一个臂段，通过搭接条16及下支承件20之间的开口，从搭接条16的下面通过。支承件6为在压紧件及拉力件之间支持制动力而不扭弯，其必要的强度主要由下支承件20提供，下支承件基本在压紧件及拉力件之间的一条线上。与之相反，上搭接条16的目的，是将相应的传力杆的纵向位置相对于拉力件，而垂直位置相对于制动横梁的端部作定位和支承。
因将上搭接条16在拉力件5上抬高，如图3明确所示，传力杆在拉力件5的上方的旋转弧区域中旋转。这样可将传力杆更向后放，比标准扁平形横梁较靠近拉力件5。因此，传力杆的这向后的位置可提供较大的空间，将制动缸装置21放在压紧件和拉力件之间形成的袋形空间中，而没有传力杆与拉力件互相干扰的顾虑。因此，不需将制动器梁压紧件和拉力件之间的总尺寸，增大到使这些元件有可能对车辆的牵引鞍座及轮轴组件干扰的地步。
相应传力杆13及14的各端22，通过传力件23互相连接，传力件可以有自动间隙调节装置的形式。传力杆13的相对端24，通过传力件26和制动缸装置21的压头25连接。由于各传力杆的高安装位置，并且由于压紧件4的半段的端部向上倾斜，传力杆23及26在相应制动横梁2及3的压紧件4的上方通过，因而不需要有通过制动梁压紧件的开口供这些传力件经过。
制动分泵21的活塞推杆和传力杆14的相对端23连接。制动缸装置21在其一侧的附近，与支承件6适当连接，并在压紧件4及拉力件5之间的空间中，和压紧件4连接。于是制动缸装置及传力件的重量由制动横梁2及3承受，而制动横梁2及3又用车辆侧架(未示)支持，如上所述。
制动时，制动缸装置21的加压，将制动器活塞杆向一个方向作动，使传力杆14向反时针方向旋转，如图1所示。于是传力杆14将传力杆23促动，使传力杆13沿反时针方向旋转，并将传力件26促动。有制动缸装置的传力杆及传力件，有制动横梁作动中连杆系，在枢轴15处将制动横梁2及3连接。制动缸装置21产生的制动器作动力，通过枢轴15向制动横梁2及3传递，如1及3所示。制动器的作动有效沿枢轴15作用。这些力的合力用X表示。制动时，由于传力件23的长度，随制动缸推杆的作动增长，于是制动横梁2及3被制动横梁的杆系分离，直到制动蹄片接触车轮。
制动器作动力，通过支承件6，拉力件5，相应制动横梁的固定外端段4a-5a，4b-5b，压紧件4和制动蹄块9，向制动蹄片传递。在理论上，沿制动蹄块9上安装的制动蹄片的长度产生、达到车轮上的正常的力，可用合力表示，这合力一般在制动蹄片表面的两端间的中点处效率高。在各制动蹄上的合成制动力的这个作用点，应以在孔19中点所处的高度平面中合理想，从而在制动横梁上没有不平衡扭力。然而由于制动蹄片磨损，导向突块磨损，以及制动横梁的向车轮作制动接触的角度等等，制动力合力的作用点可能相对于垂直位置变化。因此，选择一个基本上在制动蹄块表面的中点上的点Y，代表制动力合力的作用点。因此，点Y表示在对位置有影响的各种条件下，制动力合力各作用点的常见位置。虽然在大多数情况下，制动力合力的实际作用点和点Y略有偏差，在横梁上略产生扭矩，但这种扭矩很小，可以不予考虑。可以理解，例如在更换新蹄片的情况下，假如使用制动力合力的实际作用点，初始时横梁上的扭力为零，但随制动蹄片的磨损而从零增大，从而在完全磨损时，制动力合力的垂直位置有很大的变化，横梁上的扭力便将比选定的折衷点Y大。因上，宜将Y点放在制动蹄块表面的中点上。
现在可以理解支承件6的上搭接条16，将制动力施加点X(见图3)，提高到压紧件及拉力件4，5的向下倾斜的中段上方的高度上，相当于点Y的高度。如图3所示，制动器促动力的合力X，和Y点上的制动施力的合力处在一个共同水平面中。于是将制动力从制动横梁2，3向车轮传递，基本没有扭力在横梁上作用。
此外，将压紧件和拉力件从其中点横向向上倾斜，便消除了横梁的压紧件及拉力件上的内扭力，从而压紧件及拉力件的端部，和槽11中的制动蹄块接触，和制动蹄片的力作用中心在一直线上。这样，便没有施加制动器作动力的力矩臂，压紧件及拉力件只需有足够的强度抵抗纯拉力及压力，和一般的少量弯曲。
从上文所述可以了解，本发明的弯曲横梁的构形，由于传力杆放在向下倾斜的拉力件的垂直上方的位置上，不仅使之可以靠近拉力件而不干扰(提供放入制动缸的空间)，而且还可进一步保证，制动时，防止有较大的扭力在横梁上作用。此外，由于传力杆的位置升高，结合向下斜的压紧件，使传力件可以在相应制动横梁的压紧件的上方通过，从而不要求横梁中有开口供相应制动横梁之间的这些传力件通过。
权利要求
1.一种桁架式制动横梁有一个压紧件，一个相对端和该压紧件的对应相对端固定的拉力件，以及安装在该压紧件及拉力件中至少一个的相对两端上的制动装置，向铁道车轮上传递制动施力，其特征在于有下列的改进a)该压紧件有一个弯折在其该相对两端之间，该压紧件的该相对两端从该弯折处倾斜伸展，从弯折处向上偏斜；b)该拉力件有一个弯折在其该相对两端之间，该拉力件的该相对端从该弯折倾斜伸展，向上的偏斜；c)一个支承件在该压紧件及拉力件的相对端的中间连接；d)该支承件有装置，接受该压紧件及拉力件该弯折处制动器的向上的作动力，从而该制动器作动力，大致和该制动装置施出的该制动力在一个平面内。
2.如权利要求1中所述的桁架式制动横梁，其特征为该支承件在该压紧件和拉力件相对两端中间的该弯折处连接。
3.如权利要求2中所述的桁架式制动横梁，其特征为在该压紧件及该拉力件该相对两端中间的该弯折，大致在该相对端间的中点上。
4.如权利要求3中所述的桁架式制动横梁，其特征为该压紧件的该相对端中间的该弯折的角度，基本与该拉力件的该相对端中间的该弯折的角度相同。
5.如权利要求4中所述的桁架式制动横梁，其特征为该倾斜放置的压紧件及该拉力件之间的角度基本为165°。
6.如权利要求4中所述的桁架式制动横梁，其特征为承受该制动横梁作动力的该装置沿该支承件纵向放置，偏离该压紧件及拉力件的该固定相对端之间伸展的一条线。
7.如权利要求6中所述的桁架式制动横梁，其特征为该承受该制动器作动力的该装置的该纵向偏移，是在朝向该拉力件的方向上。
8.如权利要求7中所述的桁架式制动横梁，其特征为承受该制动器作动力的该装置中有下列各项a)该支承件的一个升高搭接条;b)该搭接条上的、有轴线与该平面垂直的孔，该孔用于容纳枢轴装置，该制动器作动力在枢轴装置上作用。
9.如权利要求8中所述的桁架式制动横梁，其特征为该压紧件及拉力件，在该紧固相对端和该中间弯折之间有另一弯折。
10.如权利要求9中所述的桁架式制动横梁，其特征为该压紧件及该拉力件的该另弯折的角度相同。
11.如权利要求10中所述的桁架式制动横梁，其特征为该另端形成的该角，使该压紧件和拉力件的该相对端与该平面平行。
12.如权利要求11中所述的桁架式制动横梁，其特征为该制动装置有一个制动蹄块、用于容纳一个摩擦制动蹄片，该制动蹄块中形成一个槽，形状和该压紧件及拉力件的该紧固相对端的端部截面形状基本一致。
13.如权利要求12中所述的桁架式制动横梁，其特征为该拉力件用棒材制造，而该压紧件用角铁制造。
14.如权利要求中13中所述的桁架式制动横梁，其特征为形成压紧件的该角铁的垂直缘，抵靠该制动蹄块槽的垂直壁，因为将该制动器作动力，从该压紧件向该制动蹄块传递，提供该制动器的施出力。
15.至少有两个轮轴组件的铁道车辆用的制动器装置有下列各项a)第一及第二桁架式制动横梁放在该至少两个轮轴组件之间，在其间有保持间距的关系，该第一及第二制动横梁中的至少一个有下列各项(ⅰ)在相对两端的中间有一个弯折的压紧件;(ⅱ)在相对两端的中间有一个弯折的拉力件，其弯折的方向与该压紧件中的该弯折的方向相同，该压紧件及该拉力件的该相对端互相紧固;(ⅲ)一个支承件在该压紧件及该拉力件的紧固相对端的中间连接，使该压紧件及拉力件有间距关系;b)第一及第二传力杆，各和该第一及第二制动横梁中一个相应该支承件用枢轴连接;c)在该第一及第二传力杆中相应臂间连接的第一传力装置有一个发力装置，至少使该第一及第二传力杆中的一个旋转;d)在该第一及第二传力杆其他臂之间连接的第二传力装置，随该发力装置的起动反应，向该第一及第二制动横梁的该枢轴连接件施制动器作动力，该至少一个制动横梁的该传力杆的该枢轴连接件，相对于该支承件的该连接件移动，该拉力件可任该至少一个制动横梁的该传力杆旋转而不受干扰。
16.如权利要求15中所述之桁架式制动横梁，而另有制动装置安装在该压紧件及拉力件中至少一个的各端上，对该轮轴组件施制动力，其特征在于该传力杆的该移动，使该制动器作动力的合力所处平面，通过该制动施力的合力对该制动装置作用的作用点。
17.如权利要求16中所述之发明，其特征为该至少一个制动横梁的该传力杆，其围绕该枢轴连接件旋转的轴线，与该平面垂直。
18.如权利要求17中所述之发明，其特征为该旋转轴线从该第一及第二横梁中至少一个的该制动装置上的表示该制动力合力的各该点之间伸展的一条线开始，沿该支承件的纵向移动。
19.如权利要求18中所述之发明，其特征为该第一及第二传力杆中一个，其该旋转轴线的该纵向移动，是朝向与该第一及该第二传力杆的该一个用枢轴连接的该制动横梁的该拉力件。
20.如权利要求19中所述之发明，其特征为该发力器放在该第一及该第二制动横梁中的该至少一个该有间距的压紧件和拉力件之间，在该支承件一侧的附近。
21.如权利要求17中所述之发明，其特征为各该制动横梁的该压紧件，从该相对两端，向该相对两端中间的该弯折下斜，造成该下斜的弯折的角度，使该压紧件低于该第一及该第二传力装置和该第一及该第二传力杆的相应臂连接的平面，而该第一及该第二横梁的该压紧件的上方有间隙。
22.铁道车辆用的一种桁架式制动横梁有下列各项a)一个压紧件;b)一个拉力件，其相对两端与该压紧件的相应相对端紧固;c)一个支承件在该压紧件和该拉力件的该相对端中间的位置上放置，在相对两端之间，按间距关系将该压紧件及拉力件连接，的该支承件一侧的该压件及该拉力件形成第一横梁段，处在第一平面中，在该支承件另侧的该压紧件及拉力件形成第二横梁段，处在第二平面中，该第一及第二平面相交处形成一条线;d)该支承件有从妆该线向该压紧件及拉力件的相对端升高的装置，承受制动器的作动力。
23.如权利要求22中所述之桁架式制动横梁，其特征为该支承件在该第一及第二平面的相交线上，放在该压紧件和拉力件之间。
24.如权利要求23中所述之桁架式制动横梁，其特征为该第一及第二平面的相交线，在该压紧件及拉力件的该相对端的中间，平分该压紧件及拉力件。
25.如权利要求24中所述之桁架式制动横梁，而另有制动装置，安装在该压紧件及该拉力件的至少一个的该相对端上，向该铁道车辆的轮上传递制动施力。
26.如权利要求25中所述之桁架式制动横梁，其特征为在该支承件上作用的该制动器作动力的合力，和在该制动装置上作用的该制动施力的合力，在垂直线上的与该线等距离的点上作用。
27.如权利要求26中所述之桁架式制动横梁，其特征为承受该制动器作动力的装置有下列各项a)一个下支承部的相对端和该压紧件及拉力件连接;b)一个上搭接条高于该下支承部;c)一个该上搭接条的一个孔，轴线与该线垂直，该制动器作动力合力的该作用点在该孔的中点上。
28.如权利要求27中所述之桁架式制动横梁，其特征为该制动装置有一个制动蹄块，上面有制动蹄片安装面，该制动施力的合力的作用点，在该制动蹄片安装面的中点上。
29.一个在压紧件及拉力件之间连接的支承件，在相应压紧件及拉力件的至少一个的相对端上，安装有制动装置，该压紧件及拉力件的该相对端互相紧固，该支承件有下列各项a)该支承件的一个支承部;b)和该支承部一端关连的第一装置，形成该支承件和该压紧件的该连接;c)和该支承部另端关连的第二装置，形成该支承件和拉力件的该连接;d)和该第一及第二装置有上方间距的第三装置，承受制动器作动力。
30.如权利要求29中所述之支承件，其特征为承受该制动器作动力的该第三装置有下列各项a)和该支承件有间距的一个上搭接条;b)一个在该上搭接条上的孔，该孔用于容纳枢轴装置，向该支承件传递制动器作动力。
31.如权利要求30中所述之支承件，其特征为该孔的轴线在纵向上偏置，在朝向该拉力件的方向上，至少超过该上搭接条的中点。
32.如权利要求31中所述之支承件，其特征为该孔的轴线与该第一及第二装置所处的平面垂直。
全文摘要
一种桁架式制动横梁有一个折弯，压紧件及拉力件的中点，都在低于制动横梁端部下面的高度上。一个结构特殊的支承件，在压紧件和拉力件之间放在其中点上，有一个升高的部分，可将连接车上安装的制动组件相应横梁的杆系的传动杆，通过这部分安装，在拉力件高度的上方旋转。这安装使传力杆比过去靠近拉力件，这制动缸在靠近支承件一侧的压紧件及拉力件之间安装提供较大空间。并且，提高传力杆地位使作用的制动横梁上的扭力基本消灭。
文档编号B61H13/36GK1030891SQ8810461
公开日1989年2月8日 申请日期1988年7月21日 优先权日1987年7月24日
发明者詹姆斯·E·哈特, 厄尔·E·艾伦, 艾伦·W·基尔朗伦 申请人:美国标准公司