专利名称：铁路闸瓦的制作方法
技术领域：
本发明涉及复合材料铁路闸瓦技术。
背景技术：
有轨车由钢制车轮进行支撑和引导。位于车轮外圆周上的踏面横跨在钢轨上。 有轨车制动器包括与车轮踏面摩擦接合的闸瓦。闸瓦由闸瓦托进行支撑，而闸瓦托则由 包括杠杆系统和气缸的制动传动装置可动地进行支撑。间瓦由多种材料制成，这些材料 是根据其摩擦特性和对车轮踏面的磨损寿命的影响而选择的。许多闸瓦是由具有不同特 性的材料构成的复合材料。在典型的复合材料闸瓦中，摩擦特性不同的多种材料在制动 过程中对车轮踏面施加压力。这可以通过将不同材料制成的嵌件置入到由主要间瓦材料 构成的闸瓦的摩擦面中来实现。北美洲的标准铁路闸瓦制有金属背板，该金属背板用于支撑摩擦材料并用于将 闸瓦连接和保持在闸瓦托上。一种铁路闸瓦还包括金属嵌件，该金属嵌件是通过在例如 利用成型法在背板上形成制动垫片之前将金属嵌件焊接在金属背板上来稳固地固定的。 参见名称为“Brake Shoe With Insert Bonded to Backing Plate (带有粘合在背板上的嵌件的 闸瓦)”的美国专利No.6,241,058。闸瓦摩擦材料通常包括耐磨材料、有机填料和无机填 料以及树脂的混合物。可以选择金属嵌件来为车轮的滚动表面提供有益的处理。在世界上的其它地方，闸瓦制成为不带有金属背板并通常包括骨架式线架(line frame).结果，由于缺乏合适的装置对金属嵌件进行支撑和保持，而难以或不能从金属 嵌件受益。
发明内容
本发明的优点在于提供一种构造独特的金属嵌件以及结合有该金属嵌件的闸 瓦，该金属嵌件用于不带金属背板的闸瓦。本发明的另外优点在于提供可以与带有或不 带有线架支撑件的闸瓦一起使用的金属嵌件。间瓦具有摩擦表面，该摩擦表面在制动过程中支承在有轨车辆车轮的凸出滚动 表面上。车轮的滚动表面是这样的旋转表面该表面可以是凸出圆锥形表面，或是凸 出圆锥形表面和圆筒形表面的组合，或其它旋转表面。闸瓦的表面具有与车辆的凸出表 面的一部分配合的凹入旋转表面。这些旋转表面利用围绕由车轴限定的轴线旋转的母线 (不必为直线)来限定。因此，闸瓦的摩擦表面具有大致轴向和周向的维度，并且闸瓦在 离开摩擦表面的方向上具有径向厚度。下面参考大致轴向、周向和径向来描述根据本发 明的多个实施例的金属嵌件和闸瓦的特征。简要地说，根据本发明的一个实施例，提供一种不带有金属背板的闸瓦。所述 闸瓦由用于对车轮踏面施加压力的摩擦表面和设置为与闸瓦托接触并固定在所述闸瓦托 上的相对背部表面限定。所述闸瓦具有包括两个分隔开的主体的金属嵌件，所述分隔开 的主体具有位于所述闸瓦的摩擦表面上的面。所述分隔开的主体朝着离开所述摩擦表面的方向沿径向延伸至所述闸瓦的背部表面。连接部分在所述分隔开的主体之间延伸，并 且具有与所述闸瓦的背部表面相邻的背面。两个大致平行的径向延伸的凸缘与所述连接 部分形成一体。所述平行凸缘的尺寸被定为延伸超出所述闸瓦的背部表面并且所述平行 凸缘限定了联接部。当所述闸瓦被安置在闸瓦托上时，所述联接部延伸通过设置在所述 闸瓦托上的开口。所述联接部提供了将所述闸瓦固定在所述闸瓦托上的结构。所述金属 嵌件例如通过成型法嵌入到所述摩擦材料中。根据本发明的另一实施例，横跨所述嵌件的平行凸缘的径向端部设置桥接件， 以提供闭合的联接部。根据又一实施例，所述分隔开的主体和所述连接部分具有贯穿的 开口，以使摩擦材料穿过。因此，摩擦材料没有被位于闸瓦的两个周向(纵向)端部之 间的嵌件完全断开，从而将两端保持在一起。根据又一实施例，闸瓦具有线架，所述线架与所述金属嵌件协作来提供对弯曲 和破裂的额外抵抗力。所述线架构成为将所述金属嵌件安放在所述线架的中部内。所述 线架具有分别沿着圆周方向(横向)从所述金属嵌件延伸的两个悬臂部分。所述线架具 有可沿径向凸缘定位的两个平行的短部分。所述平行的短部分与位于径向凸缘的相对侧 的悬臂部分相连。在共同悬而未决的申请NO.PCT/US2007/069854的图13中例示出了所 述线架的结构，上述申请通过引用并入本文。处于金属嵌件的相对端部上的弓形部分将 短部分和悬臂部分连接在一起。支撑不同悬臂部分的所述弓形部分相交叉，并且所述弓 形部分在交叉处焊接在一起。所述短部分和所述弓形部分形成布置金属嵌件的安放处。 所述金属嵌件和所述线架通过成型法嵌入到摩擦材料中。根据一个实施例，所述线架可 以焊接在所述金属嵌件上。根据又一实施例，提供一种用于闸瓦的金属嵌件。所述闸瓦由用于对车轮踏 面施加压力的摩擦表面和设置为与闸瓦托接触并固定在所述闸瓦托上的相对背部表面限 定。所述金属嵌件包括两个分隔开的主体，所述分隔开的主体具有位于所述闸瓦的摩擦 表面上的摩擦面。所述两个分隔开的主体朝着离开所述摩擦面的方向沿径向延伸。连接部分在所述两个分隔开的主体之间延伸，并且具有与所述闸瓦的背部表面 相邻地设置的背面。两个大致平行的径向延伸的凸缘与所述连接部分形成一体。所述平 行凸缘的尺寸定为延伸超出所述闸瓦的背部表面，并且所述平行凸缘限定联接部。
下面参考附图对优选实施例进行描述，使本发明的另外的特征和其它目的以及 优点更容易理解，在附图中图1是根据本发明的闸瓦嵌件的一个实施例的透视图；图2、图3和图4分别是图1所示的闸瓦嵌件的俯视图、正视图和侧视图；图5、图6和图7分别是根据本发明的具有金属嵌件的闸瓦的一个实施例的俯视 图、正视图和仰视图；图8是沿图6中的线A-A截取的剖视图；以及图9是穿过金属嵌件截取的局部剖视图。
具体实施例方式下面参考图1至图4，示出了用于不带有金属背板的闸瓦的嵌件。闸瓦由用于对 车轮踏面施加压力的摩擦表面和设置为与间瓦托接触并固定在间瓦托上的相对背部表面 限定。金属嵌件9包括两个分隔开的主体10、11，该分隔开的主体10、11具有位于闸瓦 的摩擦表面上的摩擦面12。两个分隔开的主体10、11朝着离开摩擦面12的方向延伸。连接部分13在两个分隔开的主体10、11之间延伸。连接部分13具有与闸瓦的 背部表面相邻地设置并且为闸瓦托提供支撑的背面14。两个大致平行的径向延伸的凸缘 15、16与连接部分13形成一体。平行凸缘15、16的尺寸被定为延伸超出闸瓦的背部表 面，从而限定联接部(keyway)17。下面参考图5至图9说明带有嵌入的金属嵌件的闸瓦。闸瓦40具有摩擦表面41 和背部表面42。所示背部表面42为圆筒形，而摩擦表面41为圆锥形。从背部表面42 上延伸出支柱43、44，并且支柱43、44的尺寸和位置定为穿入设置在闸瓦托表面上的开 口(未示出)中。从背部表面42上还延伸出包括蹬形件的延伸部45，该延伸部穿过闸瓦 托表面上的开口并且可被卡住，从而将闸瓦保持在闸瓦托上。典型地通过在嵌件的周围以及暂时保持在模具中的合适位置上的可选线架周围 将摩擦材料成型，形成根据本发明的闸瓦。在一个实施例中，可以在一个或多个阶段中 将摩擦材料添加到模具中。因此，从背部到摩擦表面的摩擦材料的成分可以有所不同。 位于背部的材料可以根据韧度、或强度和韧度来配置，而摩擦表面上的耐磨材料可以是 根据摩擦表面的摩擦特性和磨损特性而选择的不同材料。可以在间瓦的背部表面附近嵌 入钢筋网。在成型处理之后，可以将摩擦表面加工为提供金属嵌件与摩擦材料的首日接 触。这里描述的带有金属嵌件的闸瓦的实施例的特征在于虽然金属嵌件不受到金属 背板的支撑，也能防止裂缝的形成。省略背板以及焊接操作简化了闸瓦的制造，而没有 牺牲金属嵌件的优点。因此，已经详细地描述了我们的发明以及专利法要求的特征，在所附权利要求 书中阐明了要求专利特许证保护的特征。
权利要求
1.一种闸瓦，其不带有金属背板并由摩擦材料制成，所述闸瓦由用于对车轮踏面施 加压力的摩擦表面和设置为与闸瓦托接触并固定在所述闸瓦托上的相对背部表面限定， 所述闸瓦具有包括两个分隔开的主体的金属嵌件，所述分隔开的主体具有位于所述闸瓦 的摩擦表面上的面，所述分隔开的主体朝着离开所述摩擦表面的方向沿径向延伸至所述 闸瓦的背部表面，连接部分在所述分隔开的主体之间延伸并且具有与所述闸瓦的背部表 面相邻的背面，两个大致平行的径向延伸的凸缘与所述连接部分形成一体，所述平行凸 缘延伸超出所述闸瓦的背部表面并且所述平行凸缘限定联接部，其中，当所述闸瓦被安 置在所述闸瓦托上时，所述联接部延伸通过设置在所述闸瓦托上的开口。
2.根据权利要求1所述的闸瓦，其中，横跨所述嵌件的平行凸缘的径向端部设置桥接 件，以提供闭合的联接部。
3.根据权利要求1所述的闸瓦，其中，所述金属嵌件的两个分隔开的主体具有贯穿的 开口，以使摩擦材料穿过。
4.根据权利要求1所述的闸瓦，其中，所述金属嵌件安放在线架中，所述线架具有朝 着离开所述金属嵌件的方向延伸的悬臂部分。
5.根据权利要求1所述的闸瓦，其中，相连的通道延伸通过所述金属嵌件的两个分隔 开的主体和连接部分，从而允许所述摩擦材料在整个间瓦中是连续的。
6.一种用于闸瓦的金属嵌件，所述闸瓦由用于对车轮踏面施加压力的摩擦表面和设 置为与闸瓦托接触并固定在所述闸瓦托上的相对背部表面限定，所述金属嵌件包括两个 分隔开的主体，所述分隔开的主体具有位于所述闸瓦的摩擦表面上的摩擦面，所述主体 朝着离开所述摩擦面的方向沿径向延伸，连接部分在所述两个分隔开的主体之间延伸并 且具有与所述闸瓦的背部表面相邻地设置的背面，两个大致平行的径向延伸的凸缘与所 述连接部分形成一体，所述平行凸缘的尺寸定为延伸超出所述闸瓦的背部表面，并且所 述平行凸缘限定联接部。
7.根据权利要求6所述的用于闸瓦的金属嵌件，其中，横跨所述嵌件的平行凸缘的径 向端部设置桥接件以提供闭合的联接部。
8.根据权利要求7所述的用于闸瓦的金属嵌件，其中，所述连接部分具有贯穿的开 口，以使成型材料穿过。
全文摘要
本发明提供一种不带有金属背板的闸瓦，所述闸瓦具有金属嵌件，金属嵌件包括两个分隔开的主体(10、11)连接部分(13)，其具有与闸瓦的背部表面相邻的背面；以及两个大致平行的径向延伸的凸缘(15)，其与连接部分形成一体。所述平行的径向延伸的凸缘(15)限定联接部，其中，当所述闸瓦被安置在闸瓦托上时，所述联接部延伸通过设置在所述闸瓦托上的开口。
文档编号F16D65/06GK102016341SQ200780101631
公开日2011年4月13日 申请日期2007年11月21日 优先权日2007年11月20日
发明者约瑟夫·C·卡尔, 蒂莫西·A·朗夫 申请人:Rfpc控股公司