专利名称：铁路闸瓦的制作方法
技术领域：
本应用涉及合成式铁路闸瓦(brake shoe)技术。
背景技术：
轨道车辆被钢轮支撑和引导。车轮的外圆周上的接触面骑压在钢轨上。轨道车辆制动器包括与车轮接触面进行摩擦接合的闸瓦。闸瓦被闸瓦托支撑，闸瓦托则被由杠杆系统和气缸构成的制动传动装置可移动地支撑。闸瓦包括根据摩擦特性和对车轮接触面的摩损寿命的影响而挑选的各种材料。许多闸瓦是具有不同特性的多种材料的合成物。在典型的合成闸瓦中，在制动过程中摩擦特性不同的多种材料施压于车轮接触面。这可通过将不同材料的插入部置于由闸瓦的主要材料构成的闸瓦的摩擦面中来实现。
北美标准的铁路闸瓦是通过以金属衬板(backing plate)来支撑摩擦材料并将闸瓦附连和保持到闸瓦托(brakehead)而制造的。 一种类型的铁路闸瓦还包括金属插入件，在诸如通过成型加工形成制动衬块之前该金属插入件通过焊接到金属衬板而被牢固地固定在衬板上。参见标题为"Brake ShoeWkhlnsert Bonded to Backing Plate (带有联结到衬板的插入件的闸瓦)"的美国专利No. 6241058。闸瓦摩擦材料通常包括磨料、有机填充材料、无机填充材料以及树脂的混合物。可挑选有利于处理车轮的滚动面的金属插入件。
在世界上其它地区制造的闸瓦不具有金属衬板，而是通常包括骨架式的线框。因此，由于缺少用于支撑和保持金属插入件的适当装置，很难或者不可能实现金属插入件的优点。
发明内容
本发明的优点在于，提供一种独特地构造成用于不带有金属衬板的闸瓦的金属插入件以及包括该金属插入件的闸瓦。本发明的其它优点是，提供可
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说明书第2/5页 与带有线框(wireframe)支撑件和不带有线框支撑件的闸瓦一起使用的金属 插入件。
闸瓦具有摩擦表面，该摩擦表面在制动过程中施压于轨道车辆的车轮的 凸出的滚动面。车轮的滚动面是这样的转动表面其具有凸出的锥形表面或 凸出的锥形表面与柱面的结合，或是其它的转动表面。闸瓦的表面具有与车 轮的一部分凸出表面相配的凸出的转动表面。这些转动表面由一条母线(不 一定是直线)来限定，该母线围绕由轮轴限定的轴线旋转。因此，闸瓦的摩 擦表面大体为轴向的和周向的区域，并且闸瓦具有离开摩擦表面延展的径向 厚度。以下将参照大体的轴向、周向方向以及径向方向，描述根据本发明的 各个实施例的金属插入件和闸瓦的特征。
简要地，根据本发明的一个实施例，提供了不带有金属衬板的闸瓦。闸 瓦由施压于车轮接触面的摩擦表面和设为接触并固定到闸瓦托的相对的背 部表面限定。闸瓦具有金属插入件，该金属插入件包括主体，该主体有一面 位于闸瓦的摩擦表面中。该主体径向延伸离开该摩擦表面，并延伸到闸瓦的 背部表面。两个翼状延伸部在金属插入件的主体的相对侧与金属插入件的主 体为一体，并延伸离开金属插入件的主体，翼状延伸部具有邻近闸瓦的背部 表面的面。两个大体平行地径向延伸的凸缘与主体和/或翼状延伸部为一体。 平行延伸部的尺寸定为延伸超出闸瓦的背部表面，由此限定键槽。当闸瓦被 置于闸瓦托上时，键槽延伸穿过设置在闸瓦托中的开口。键槽提供了将闸瓦 固定到闸瓦托的结构。诸如通过成型加工将金属插入件嵌入到摩擦材料中。
根据另一实施例，跨越插入件的平行的凸缘的径向端部设置桥状物，以 提供闭合的键槽。根据本发明的再一实施例，翼状延伸部和主体具有贯穿的 用于使摩擦材料通过的开口。因此，位于闸瓦的两个周向(纵向)端部之间 的插入件完全不会阻断摩擦材料，由此而将两个端部保持在一起。
根据再一实施例，闸瓦具有与金属插入件协作以提供附加的抗弯曲和抗 断裂能力的线框，线框构造为使金属插入物可置于线框的中心部内。线框具 有两个悬置部，每个悬置部从金属插入件周向(横向)延伸超出金属插入件 的翼状延伸部的范围。线框具有两个短的平行段，所述平行段可设置成沿着 金属插入件邻近翼状延伸部。短的平行段在金属插入件的相对侧连接到悬置 段。位于金属插入件的相对端的弓形段使上述短的段与悬置段相连。支撑不
5同的悬置段的弓形段交叉，并在交叉的位置焊接在一起。短的段和弓形段形
成金属插入件的托座(nest)。金属插入件和线框例如通过成型加工而嵌入 到摩擦材料中。根据一个实施例，线框可焊接到金属插入件。
根据又一实施例，提供一种用于闸瓦的金属插入件。闸瓦由施压于车轮 接触面的摩擦表面和设为接触并固定到闸瓦托的相对的背部表面限定。金属 插入件包括主体，该主体具有位于闸瓦的摩擦表面中的摩擦面。主体径向延 伸离开摩擦面。两个翼状延伸部在主体的相对侧与主体为一体，并延伸离开 主体，翼状延伸部具有设为邻近闸瓦的背部表面的背面。两个大体平行地径 向延伸的凸缘与主体10和/或翼状延伸部为一体。平行的延伸部的尺寸定为 延伸超出闸瓦的背部表面，由此限定键槽。
通过下面参考附图对优选实施例进行的描述，本发明的进一步的特征和
其它的目的和优点将变得显而易见，在附图中
图1是根据本发明的闸瓦插入件的一个实施例的立体图2、图3和图4分别是图1中示出的插入件的俯视图、正视图以及侧
视图5是根据本发明的闸瓦插入件的第二实施例的立体图6、图7和图8分别是图5中示出的闸瓦的俯视图、正视图以及侧视
图9是根据本发明的闸瓦插入件的第三实施例的立体图10、图11和图12是图9中示出的闸瓦插入件的俯视图、正视图以及
图13是闸瓦插入件和用于加固闸瓦的相关的线框的立体图； 图14、图15和图16是根据本发明的带有金属插入件的闸瓦的一个实施 例的俯视图、正视图以及侧视图17是沿图14的线17-17剖开的剖视图18是沿图14的线18-18剖开的剖视图；以及
图19是沿图14的线19-19剖开的剖视图。
具体实施例方式
现在参考图1至图4，图1至图4示出了一种插入件，该插入件用于不 带有金属衬板的闸瓦。闸瓦由施压于车轮接触面的摩擦表面和与设为与闸瓦 托接触并固定到闸瓦托的相对的背部表面限定。金属插入件9包括主体10， 主体10具有置于闸瓦的摩擦表面中的摩擦面11 。主体10从摩擦面延伸离开。 两个翼状延伸部12、 13与主体为一体并位于主体的相对侧，且从主体延伸 离开。翼状延伸部具有邻近闸瓦的背部表面(back surface)设置并为闸瓦托 提供提供支撑的背面(backface) 14。两个大体平行地径向延伸的凸缘15、 16与主体10和/或翼状延伸部12、 13为一体。平行的凸缘15、 16的尺寸定 为延伸超出闸瓦的背部表面，由此限定键槽(keyway) 17。
参考图5至图8，图5至图8示出了根据本发明的金属插入件的第二实 施例。在该实施例和随后的实施例的描述中，相同的特征具有相同的标号。 第二实施例与第一实施例的不同之处在于具有跨越平行的凸缘15、 16的桥 状物18从而形成闭合的键槽。
参考图9至图12，图9至图12示出了根据本发明的金属插入件的第三 实施例。第三实施例与第一实施例的不同之处在于具有更长的翼状延伸部 12、 13以及位于翼状延伸部和主体中的用于使成型材料(molding material) 通过的开口 19、 20。
参考图13，图13示出了带有相关的线框22的金属插入件。线框具有大 体在翼状延伸部的平面上从插入件的主体横向地向外延伸的悬置腿部23、 24、 25和26。腿部23和腿部24的远端通过短腿部27相连。腿部25和腿 部26的远端通过短腿部28相连。在所示实施例中，在腿部23、 24、 25和 26的近端处，短腿部29、 30沿平行的凸缘15、 16设置。短腿部29、 30通 过弓形腿部31、 32 (示出了四个弓形腿部中的两个)连接到多对腿部23、 24、 25和26，在线框和插入件嵌入闸瓦中之后弓形腿部31、 32对腿部23、 24、 25和26离开金属插入件的摩擦表面的转动提供阻力。支撑不同的悬置 腿部的弓形腿部交叉，并在它们交叉的位置处焊接在一起。短腿部和弓形腿 部形成金属插入件的托座。
现在参考图14至图19，描述带有嵌入的金属插入件和线框的闸瓦。闸 瓦40具有摩擦面41和背面42。示出的背面为柱面，而摩擦面为锥形面。邻接部43和44从背面延伸，邻接部43和44的尺寸和位置设置为可进入设置 在闸瓦托(未示出)的表面中的开口。延伸部45也从背面延伸，延伸部45 包括穿过闸瓦托的表面中的开口并可被卡住以将闸瓦保持于闸瓦托的镫形 物。
参考图17 (其为垂直于车轮轴线剖开的剖面的视图)，可认识到金属插 入件10和线框22嵌入摩擦材料50中的方式，这从图18和图19的剖面图 看也是明显的。
典型地，通过围绕暂时保持在模具内的适当位置的插入部和线框将摩擦 材料成型，来形成根据本发明的闸瓦。在一个实施例中，摩擦材料可在一个 或多个阶段中添加到模具内。因此，背面的摩擦材料的成分可不同于摩擦面 的摩擦材料的成分。背面的材料可根据刚性、或强度以及刚性来配制，而摩 擦面的耐磨材料可以是根据摩擦特性和磨损性质而挑选的不同的材料。增强 网52 (见图17)可嵌入闸瓦的背面附近。在成型之后，可将摩擦面机械加 工以供金属插入件以及摩擦材料的第一天接触。
在此描述的带有金属插入件的闸瓦的实施例的特征在于尽管金属插入 件未被金属衬板支撑，但仍可防止形成裂缝。省略了衬板和焊接操作，由此 简化了闸瓦的制造而不牺牲金属插入件的优点。在一些应用中，甚至可适当 地去除线框。
由此按专利法的要求详细和具体地描述了本发明，在下面的权利要求中 列出了期望由文字形式的专利来保护的内容。
权利要求
1.一种不带有金属衬板的由摩擦材料形成的闸瓦，所述闸瓦由施压于车轮接触面的摩擦表面和设为接触并固定到闸瓦托的相对的背部表面限定；所述闸瓦具有金属插入件；所述金属插入件包括主体；所述主体有一面位于所述闸瓦的摩擦表面中；所述主体径向延伸离开所述摩擦表面，并延伸到所述闸瓦的所述背部表面；两个翼状延伸部在所述主体的相对侧与所述主体为一体，并延伸离开所述主体，所述翼状延伸部具有邻近所述闸瓦的所述背部表面的背面；两个大体平行地径向延伸的凸缘与所述主体和/或所述翼状延伸部为一体，所述平行延伸部延伸超出所述闸瓦的所述背部表面，由此限定键槽；其中当所述闸瓦被置于所述闸瓦托上时，所述键槽延伸穿过设置在所述闸瓦托中的开口。
2. 根据权利要求1所述的闸瓦，其中跨越所述插入件的平行的凸缘的径 向端部设置桥状物，以提供闭合的键槽。
3. 根据权利要求1所述的闸瓦，其中所述金属插入件的所述翼状延伸部 和所述主体具有贯穿的开口，用于使摩擦材料通过。
4. 根据权利要求l所述的闸瓦，其中所述金属插入件被放入线框中，所 述线框具有从所述金属插入件延伸超出所述翼状延伸部的悬置部。
5. 根据权利要求1所述的闸瓦，其中有相连的通道延伸穿过每个翼状延 伸部并延伸穿过所述金属插入件的所述主体的本体，以允许所述摩擦材料连 续地通过所述闸瓦。
6. —种用于闸瓦的金属插入件，所述闸瓦由施压于车轮接触面的摩擦表 面和设为接触并固定到闸瓦托的相对的背部表面限定；所述金属插入件包括 主体；所述主体具有位于所述闸瓦的摩擦表面中的摩擦面；所述主体径向延 伸离开所述摩擦表面；两个翼状延伸部在所述主体的相对侧与所述主体为一 体，并延伸离开所述主体，所述翼状延伸部具有设为邻近所述闸瓦的所述背 部表面的背面；两个大体平行地径向延伸的凸缘与所述主体和/或所述翼状延 伸部为一体，所述平行延伸部的尺寸定为延伸超出闸瓦的所述背部表面，由 此限定键槽。
7. 根据权利要求6所述的用于闸瓦的插入件，其中跨越所述插入件的平行的凸缘的径向端部设置桥状物，以提供闭合的键槽。
8.根据权利要求7所述的用于闸瓦的插入件，其中所述翼状延伸部具有 贯穿的用于使成型材料通过的开口。
全文摘要
一种不带有金属衬板的具有包括主体(10)的金属插入件(9)的闸瓦；两个翼状延伸部(12/13)在主体的相对侧与主体为一体，并延伸离开主体；翼状延伸部具有邻近闸瓦的背部表面的背面；两个大体平行地径向延伸的凸缘(15/16)与主体和/或翼状延伸部为一体。平行的延伸部限定键槽(17)，其中当闸瓦被置于闸瓦托上时，键槽延伸穿过设置在闸瓦托中的开口。
文档编号F16D69/00GK101680502SQ200780053167
公开日2010年3月24日 申请日期2007年5月29日 优先权日2007年5月29日
发明者约瑟夫·C·卡尔, 蒂莫西·A·朗夫 申请人:Rfpc控股公司