测量轨道运输工具的刹车摩擦片在制动盘上的压紧力的装置和方法
【专利摘要】本发明涉及一种装置(1)，可借此在制动钳单元安装状态下在轨道运输工具的维修、检验或保养作业期间内测量由轨道运输工具的盘式制动轮组的制动钳单元施加至制动盘的刹车摩擦片压紧力。该装置(1)包括基板(2)，该基板在轮廓和固定可能性方面与刹车摩擦片相同或相似，因此，该基板可代替刹车摩擦片被固定在刹车摩擦片座上。基板(2)包括一个或多个用于测量压紧力的测力传感器(3)。通过安装在测力传感器(3)上且向外延伸的电缆(4)，压紧力测量值被输送至读取、分析和存储单元(6)。
【专利说明】测量轨道运输工具的刹车摩擦片在制动盘上的压紧力的装置和方法
[0001]本发明涉及用于测量制动钳单元的刹车摩擦片在盘式制动轨道运输工具的制动盘上的压紧力的测量装置，即，能借以测量由轨道运输工具的盘式制动轮组的制动钳单元的刹车摩擦片施加于制动盘的压紧力的装置。这不但涉及在具有轴制动盘的盘式制动器上的制动钳单元，也涉及在具有轮制动盘的盘式制动器上的制动钳单元。此外，本发明针对用于测量制动钳单元的刹车摩擦片在盘式制动轨道运输工具的制动盘上的压紧力的相应方法。
[0002]根据现有技术，通过两种方式来检验盘式制动轨道运输工具的制动钳单元的按照规定的功能。其一，在轨道运输工具的维修、检验或保养作业期间内，仅间接借助活动部件的易接近性和肉眼检测来检查在安装于轨道运输工具中的状态下的制动钳单元的可见缺陷。在制动钳单元安装状态下，在轨道运输工具的接近使用的维修、检验或保养作业期间内无法进行在启动制动作用时实际上是否达到了在运输工具合格证明的制动计算中所规定的刹车摩擦片在制动盘上的压紧力的测量技术检验。
[0003]其二，在对处于从轨道运输工具中拆下的状态的制动钳翻新时在专用检测台上由翻修工人进行在启动制动作用时实际上是否达到了在运输工具合格证明的制动计算中所规定的刹车摩擦片在制动盘上的压紧力的测量技术检验。为此，制动钳单元与其实际磨损状态无关地按照定期间隔从轨道运输工具中被拆下并被送至翻新装置。
[0004]因此，根据现有技术的盘式制动轨道运输工具的制动钳单元的功能检查有以下缺点，在制动钳单元安装状态下只进行目检，而不进行测量技术功能检验，而为了执行尤其包含制动钳单元的刹车摩擦片在制动盘上的压紧力的测量的测量技术功能检验，须将制动钳单元从轨道运输工具中拆下并且为了检查而被装入专用检测台中。
[0005]鉴于该现有技术，本发明基于以下任务，提出一种装置和一种相应的方法，利用所述装置和方法，允许伴随着制动起效在制动钳单元安装状态下在轨道运输工具的接近使用的维修、检验或保养期间内测量刹车摩擦片在轨道运输工具的制动盘上的压紧力，就是说，制动钳单元不必为了检查压紧力而从轨道运输工具中被拆下。
[0006]根据本发明，该任务由一种具有所附权利要求1的特征的装置来完成。本发明的优选实施方式、改进方案和应用从并列权项和从属权项以及连带相应附图的后续说明中得到。
[0007]S卩，根据本发明的用于测量由盘式制动轨道运输工具的制动钳单元的刹车摩擦片施加至制动盘上的压紧力的装置包括基板，该基板可代替刹车摩擦片被固定在制动钳单元的刹车摩擦片座上，其中该制动钳单元被安装入轨道运输工具中，所述测量装置还包括至少一个测力传感器，其被这样装入该基板，即它在制动起效时产生一测量信号，该测量信号是该基板在制动盘上的压紧力的量度，所述测量装置还包括用于从测力传感器引出该测量信号的连接电缆以及分析单元，所述测量信号借助该连接电缆被输送至该分析单元且该分析单元被构造用于由该测量信号确定在制动盘上的压紧力大小。
[0008]一种相应的、用于测量由盘式制动轨道运输工具的制动钳单元的刹车摩擦片施加至制动盘的压紧力的本发明方法包括:代替刹车摩擦片地将基板固定在制动钳单元的刹车摩擦片座上，其中该制动钳单元被安装入轨道运输工具中，该基板具有至少一个测力传感器，其被这样装入该基板，即它在制动起效时产生一测量信号，该测量信号是该基板在制动盘上的压紧力的量度，借助于连接电缆从测力传感器引出该测量信号，并且启动该制动钳单元的制动作用，并借助一分析单元来确定在制动盘上的压紧力大小，所述测量信号借助该连接电缆被输送至该分析单元。
[0009]本发明有如下优点，本发明能够在制动钳单元安装状态下在对轨道运输工具进行接近使用的维修、检验或保养作业期间内测量轨道运输工具的刹车摩擦片在制动盘上的压紧力，因此可更接近实际磨损极限地进行制动钳单元的拆卸和翻新。
[0010]轨道运输工具的有效调节机构和已知的现有技术没有规定在轨道运输工具的维修、检验或保养作业期间内在制动钳单元安装状态下测量刹车摩擦片在制动盘上的压紧力。就是说，该有效调节机构未提示要寻找正如本发明所包含的解决方案。就此而言，从轨道运输工具维护的现有技术出发获得本发明是非显而易见的。
[0011]本发明基于以下认识，不必按照固定的预先考虑的间隔进行制动钳单元的拆卸和翻新，而是可以在实际达到规定的磨损极限之后进行。此时，作为主要检验标准地要检查是否可靠达到了在运输工具合格证明的制动计算中规定的刹车摩擦片在制动盘上的压紧力。由于制动钳单元的单独构件的所有磨损、老化和失效现象最终造成刹车摩擦片在制动盘上的压紧力的减小或完全消失和进而制动作用的减弱或失效，故可以通过压紧力的直接测量来推断在测量时刻不存在不允许的磨损、老化或失效状态。
[0012]凭借本发明，制动钳单元的功效无需拆卸它地就可以在维修、检验或保养措施期间内直接通过测量其在制动盘上的制动力来检查，并可由此识别导致制动盘上的制动力减小的所有磨损、老化和失效现象。在维修、检验或保养范围内的定期测量带来了对制动钳单元的磨损、老化和失效过程的了解。由此，本发明有利地允许制动钳单元的翻新间隔明显延长，间隔延长在无损安全性的前提下节约了可观的成本。
[0013]基板可具有一个或多个测力传感器，可利用所述测力传感器在制动起效时测量制动钳单元在制动盘上的压紧力。这些测力传感器优选被安放入基板中，但也能以其它方式被固定在基板上。所述测力传感器最好就其测量范围来说被设计用于测量根据当前轨道运输工具的制动计算所预期的力。本发明意义上的测力传感器也是测压传感器，因为在测压传感器的安放面积或压力面积大小是已知的情况下，被测压紧压力同样是压紧力的量度。
[0014]以下将结合如图所示的实施例来详述本发明。为了提供本发明的优选实施方式，本文所述的特征可单独使用或相互组合使用。在不同的附图中，相同或功能相同的零部件用相同的标记来标示且通常只描述一次，即使这些零部件可有利地被用在其它实施方式中，其中:
[0015]图1示出了根据本发明的装置的示意图。
[0016]图1以俯视基板2的一侧的视角示出了根据本发明的装置1的示意图，所述装置用于测量由盘式制动轨道运输工具的制动钳单元的刹车摩擦片施加至制动盘的压紧力，该基板抵靠未示出的制动盘。装置1包括例如由钢制造的基板2，其可代替刹车摩擦片被固定在制动钳单元的刹车摩擦片座上，其中该制动钳单元被装配在轨道运输工具中。
[0017]装置1还包括至少一个测力传感器3，其被如此装入基板2中，S卩，它在制动起效时产生测量信号，该测量信号是基板2在制动盘上的压紧力的量度，该装置还包括将测量信号从测力传感器3引出的连接电缆4以及包括分析单元5，测量信号借助于连接电缆4被输送至该分析单元并且该分析单元被构造用于确定在制动盘上的压紧力大小。
[0018]基板2例如由钢制成。根据一个优选特征，基板2在其形状轮廓方面以及在可被用于将基板固定在对应的待检制动钳单元的刹车摩擦片座上的紧固件的结构方面对应于刹车摩擦片，该基板可代替刹车摩擦片被固定在刹车摩擦片座上。基板2的形状轮廓以及紧固件结构最好与刹车摩擦片的是相同的，基板可代替刹车摩擦片被固定在刹车摩擦片座上。为了基板2具有外轮廓和适应于制动钳单元的当前构型的刹车摩擦片的紧固点，优选的是本发明的装置1包括基板2的系统或系列，在该系统或系列中针对每种制动构型有适应于对应的刹车摩擦片形状的基板2，该基板在其轮廓和在刹车摩擦片座上的紧固可能性方面与分别根据制动类型待使用的刹车摩擦片相似或一致，因此可代替刹车摩擦片被固定在刹车摩擦片座上。
[0019]通常，刹车摩擦片的轮廓近似于均匀厚度的扁盘，该扁盘呈沿大直径弯曲的扁椭圆状。如图1所示的基板2也呈这种形状，但在弯曲椭圆的小直径处被分为两个大致大小相同的部分2a、2b。这对应于一些分成两半的刹车摩擦片的构型。在刹车摩擦片座中，其中两个刹车片以笔直末端被相互固定在一起，从而由这两个单独刹车片形成整个刹车片，其呈沿大直径弯曲的扁椭圆状。相应的情况适用于基板2的部分2a、2b。或者，刹车摩擦片的轮廓也可仅由呈所述整个刹车片状的一个刹车片部分形成，同样还有基板2。通常，基板2可由多个部分构成，其中，该基板2的一个或多个部分可不具有测力传感器3，或者可具有一个或多个测力传感器3。
[0020]因此，针对轨道运输工具和制动钳单元的不同构型，使用不同的基板2，这些基板在其形状和在刹车摩擦片座上的紧固可能性方面对应于各自匹配的刹车片。通常，所有基板2是共同的，即为了容纳一个或多个适用于压紧力大小的测力传感器3所需要的空间是由基板2材料加工制成如铣成的。或者，所述测力传感器的测量层也可呈平面状形成在基板2上。在该空间中安放多个测力传感器3，它们与基板2形状配合、材料结合或摩擦配合连接。在图2的实施例中设有两个测力传感器3a、3b，确切地说在基板2的两个部分2a、2b内各有一个。
[0021]从测力传感器3引出一连接电缆4，其传输测量信号至分析单元5。用于基板2内的传感器、测力传感器3和连接电缆4的空间优选这样布置在基板2中，即此时没有影响到所述制动钳单元的功能。通常有利的是，用于测力传感器3、连接电缆4和分析单元5的在基板2中的空缺部在包含被其替代的刹车摩擦片的空间在内地如此设置在一自由结构空间中，即该制动钳单元的功能未被妨碍。
[0022]就是说，装置1包括基板2，其在轮廓和紧固可能性方面与刹车摩擦片相同或相似，并且基板因而可代替刹车摩擦片被固定在刹车摩擦片座上。由于刹车摩擦片在轨道运输工具的维修、检验或保养作业中在制动钳单元安装状态下根据磨损情况被定期换上新的刹车片，故在制动钳单元的安装状态下用装置1的基板2更换刹车摩擦片简单易行。基板2包括一个或多个空缺部，在空缺部中安置有一个或多个商业上通用的测力传感器3，所述测力传感器适于记录待测压紧力。通过安装在测力传感器3上并向外延伸的电缆4，压紧力测量值被输送至同样商业上通用的分析单元5，根据另一优选特征，该分析单元以读取、分析和存储单元的形式构成。本发明的核心在于基板2以具有嵌入且接线的测力技术装置的刹车摩擦片-模型形式构成。测力传感器3和读取、分析和存储单元6本身不是发明主题，而是商业上通用的常见部件，它们在此只在新的语境中使用。
[0023]在根据本发明的、用于测量由盘式制动轨道运输工具的制动钳单元的刹车摩擦片施加至制动盘的压紧力的方法中，基板2代替刹车摩擦片被固定在制动钳单元的刹车摩擦片座上，其中，该制动钳单元被安装入轨道运输工具中，基板2具有至少一个测力传感器3，其被这样装入基板2中，它在制动起效时产生一测量信号，该测量信号是基板2在制动盘上的压紧力的量度，借助于连接电缆4从测力传感器3引出测量信号，并且启动该制动钳单元的制动作用，在这里，借助分析单元5来确定在制动盘上的压紧力大小，测量信号借助于连接电缆4被输送至该分析单元。
[0024]就是说，在开始测量前，刹车摩擦片(在分体刹车片情况下是两半刹车片)在制动钳单元被装入轨道运输工具的状态下从刹车摩擦片座中被取出，为此带有测力传感器3和连接电缆4的基板2被安装在制动钳单元的刹车摩擦片座上。在测力传感器3的电缆4上连接有分析单元5。当装置1准备用于测量时，轨道运输工具的制动装置被启动，由此该装置1或者代替刹车摩擦片被装入制动钳单元中的基板2被压紧到制动盘上。在这种情况下，自然要关注作业安全要求(制动器生效时的挤压危险，就是说在启动制动器时和正工作的制动钳单元中)。
[0025]在分析单元5或读取、分析和存储单元6上记录下压紧力的实测值后，制动又被解除。针对所有的制动位置和制动类型，重复上述顺序。一般可能有利的是，对于多个制动位置和制动类型，重复进行制动钳单元的制动作用的启动和制动盘上的压紧力大小的确定。接着，在一个分析步骤中，可以将压紧力测量值与压紧力理论值相比较。该理论值例如出自轨道运输工具的制动计算，但也可基于经验值。如果该实际值在关于理论值的公差范围之内，其中该公差范围由对维修负责的轨道运输工具部位限定，那么该制动钳单元可继续运行，直至下次测量，就是说不必拆卸。如果实际值在该公差范围之外，那么更换并且翻新该制动钳单元。测量间隔也由对维修负责的轨道运输工具部位基于风险分析来定。
[0026]附图标记列表
[0027]1 装置
[0028]2 基板
[0029]2a部分基板
[0030]2b部分基板
[0031]3测力传感器
[0032]3a第一测力传感器
[0033]3b第二测力传感器
[0034]4连接电缆
[0035]5分析单元
[0036]6读取、分析和存储单元
【权利要求】
1.一种用于测量由盘式制动轨道运输工具的制动钳单元的刹车摩擦片施加至制动盘上的压紧力的装置(1)，包括: 基板(2)，该基板能代替刹车摩擦片被固定在该制动钳单元的刹车摩擦片座上，其中该制动钳单元被装入该轨道运输工具中； 至少一个测力传感器(3)，它被这样装入该基板(2)，即它在制动起效时产生一测量信号，该测量信号是该基板(2)在该制动盘上的压紧力的量度； 用于从该测力传感器(3)引出所述测量信号的连接电缆(4);和 分析单元(5)，所述测量信号借助该连接电缆(4)被输送至该分析单元，并且该分析单元被构造用于由该测量信号确定在该制动盘上的压紧力大小。
2.根据权利要求1所述的装置(I)，其特征在于，该基板(2)在其形状轮廓方面且在能被用以将该基板固定在对应的待检制动钳单元的刹车摩擦片座上的紧固件的结构方面对应于该刹车摩擦片，该基板能代替该刹车摩擦片被固定在该刹车摩擦片座上。
3.根据前述权利要求之一所述的装置(I)，其特征在于，该基板(2)由多个部分构成。
4.根据前述权利要求之一所述的装置(I)，其特征在于，该基板(2)被分为大致大小相同的两个部分(2a，2b) ο
5.根据前述权利要求之一所述的装置(I)，其特征在于，该基板(2)的轮廓近似于该刹车摩擦片的轮廓，该刹车摩擦片具有厚度均匀的、沿大直径弯曲的扁椭圆的扁盘的轮廓。
6.根据前述权利要求之一所述的装置(I)，其特征在于，该基板(2)具有一个或多个测力传感器(3a, 3b)，能利用所述测力传感器在制动起效时测量该制动钳单元在该制动盘上的压紧力。
7.根据前述权利要求之一所述的装置(I)，其特征在于，该分析单元(5)以读取、分析和存储单元(6)形式构成。
8.根据前述权利要求之一所述的装置(I)，其特征在于，用于测力传感器(3)、连接电缆⑷和分析单元(5)的在该基板(2)中的空缺部被如此设置在包括被它们代替的刹车摩擦片的空间在内的自由结构空间中，即所述制动钳单元的功能未被妨碍。
9.一种用于测量由盘式制动轨道运输工具的制动钳单元的刹车摩擦片施加至制动盘上的压紧力的方法，包括: 代替刹车摩擦片地将基板(2)固定在制动钳单元的刹车摩擦片座上，其中该制动钳单元被安装入该轨道运输工具中， 其中该基板(2)包括至少一个测力传感器(3)，它被这样装入该基板(2)，即它在制动起效时产生一测量信号，该测量信号是该基板(2)在该制动盘上的压紧力的量度， 借助于连接电缆(4)从该测力传感器(3)引出该测量信号，和 启动该制动钳单元的制动作用，并且借助分析单元(5)确定在该制动盘上的压紧力大小，所述测量信号借助该连接电缆(4)被输送至该分析单元。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，对于多个制动位置和制动类型，重复进行该制动钳单元的制动作用的启动和在制动盘上的压紧力大小的确定。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，在一个分析步骤中，将所述压紧力的测量值与所述压紧力的理论值相互比较。
【文档编号】F16D65/092GK104487313SQ201380036863
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2013年8月2日 优先权日:2012年8月21日
【发明者】W·罗切 申请人:罗切咨询国际有限公司