弹簧闸启动器上的一种装置的制作方法

专利名称:弹簧闸启动器上的一种装置的制作方法
本发明涉及一种中断并自动恢复弹簧闸启动器操作动能用的装置，它包括一个带活塞杆的活塞和一个弹簧，在活塞上的制动液压小时弹簧沿工作方向启动活塞和活塞杆，以产生制动，在活塞杆和与其同轴的活塞杆套筒中的彼此面对的两个槽内设置了一个有开口的弹性的开口弹簧环圈类型的锁定环。
弹簧闸启动器通常被用于停车或紧急制动的目的。
在不能利用液压压缩弹簧从而解脱制动和必须移动安装了启动器的车辆(最好是有轨车辆)的场合，需要一种上述类型的装置(用于获得所谓快速解脱)。这样，启动器中从弹簧到传送启动器来的力的部件的传力路径，在这一场合下是在活塞杆和活塞杆套筒之间，必须用外界的手动作用断开，但必须在制动液压返回时自动恢复以压缩弹簧。
已经知道为了上述一般目的而利用一种锁定环或弹簧环。在瑞典书No.7314474-3特别是其图4～6中所显示的设计，公开了一种弹簧环的使用，虽然其目的不同，即用于在不存在液压时保持启动器弹簧的压缩并在液压返回时自动解脱。
但是在该设计中，由于使用了对环施加膨胀力的球，因此控制弹簧环用的机构研制得不够好，并具有一定的缺点。
本发明的目的是获得一种上述类型的装置，该装置坚固、可靠而价廉，而且它还不占用太大的空间，并可以从外部用不太大的力进行操作。
根据本发明，达到这一点是在于，在锁定环的开口处有可以从外部操作的弹簧加压控制机构，该机构可以在一个第一位置和一个第二位置之间移动，在第一位置时锁定环受到限制而停靠在两个槽中，使得活塞杆和活塞杆套筒被锁定在一起，在第二位置时锁定环是自由的，它受力而完全进入一个槽中，该槽至少像环的厚度一样深，使得活塞杆和活塞杆套筒可以彼此无关地自由移动。
由于通过手动操作控制机构而实现中断，而后控制机构被弹簧压回以自动恢复装置。
为了将锁定环转移到至少像环的厚度一样深的槽中，在操作控制机构时，环有一个与另一槽的相应侧面相配合的锥形侧表面。
在一个实用的最佳实施例中，控制机构的特征在于，在活塞杆凸缘的腔室中设置了一个锁定轭和一个锁定环，锁定轭可以相对于锁定环沿径向移动，并可以啮合锁定环的两个端部上的头，将它们夹在一起，锁定块可以沿大体上垂直于锁定轭的方向移动，并且当置于锁定轭上方时可以将锁定轭锁定在上述啮合状态。
为了抵消锁定环对锁定块作用的力，腔室的高度是这样的，使得锁定块在锁定上述锁定轭的位置时受到腔室端壁的支承。
锁定块的手动操作最好是这样进行的，就是一个固定在锁定块上的控制棒从活塞杆凸缘中伸出，一个压缩弹簧被配置在控制棒周围，以便对锁定块施加弹性压力，使锁定块进入锁定锁定轭的位置。
如上所述，使可以手动操作的部件即控制棒实现减力是重要的。如上所述，一种这样的减力步骤是通过锁定环的锥形侧面来达到的。进一步减力到所希望的水准，是通过下述办法达到的，即一方面锁定环头的外表面和锁定轭的相应内表面，另一方面锁定轭的上表面和锁定块的相应下表面，都是倾斜或成楔形的。
为了使围绕控制棒的压缩弹簧将锁定块移回锁定轭上方的位置，或者换句话说，为了自动恢复弹簧闸启动器的操作功能，在液压返回时压缩启动器中的强力弹簧，锁定轭和锁定块都具有相应的斜面。
下面将参照附图更详细地叙述本发明，附图中图1是包含本发明的组合的制动装置和弹簧闸启动器的侧视图，部分以截面表示;
图1A是图1的放大图，表示最重要的细部;
图2是沿图1中Ⅱ-Ⅱ线截取的截面图;
图3和图4分别是示意说明本发明第二实施例的前视图和截面图;
图5和图6分别是示意说明本发明第三实施例的前视图和截面图。
图1、图1A和图2所示的实施例由于其许多优点而予以最详细的叙述，至于图3～6所示的两个替换的实施例仅在本文的末尾较简明地叙述。为了充分地理解两个替换的实施例，也要结合伴随的说明来参考图1、图1A和图2。
图1表示一种组合的有轨车辆制动装置和弹簧闸启动器。
制动活塞1在制动装置筒体中可沿轴向运动，制动装置筒体由外壳2和底座3构成。活塞回动弹簧4如通常那样设置在活塞1和底座3之间。一个管状的固定件5与底座3成为整体并罩住任何一种常规种类的松紧调节器(未图示)。一个引出的传力部件6可以看作是连接到活塞1上的。
一个弹簧闸启动器与上述制动装置组合在一起。启动器有一个带座架8的筒形外壳7，座架8用于将组合的制动装置和启动器安装到有轨车辆底架(未图示)的合适部分上。两个外壳2和7与底座3以未叙述的常规方法牢固地结合在一起。一个带活塞杆10的活塞9在筒形外壳7中沿轴向运动。活塞9装有密封件11，在外壳7内还设置了一个顶靠活塞杆10的密封件12。在外壳7和活塞杆10上的凸缘10′之间围绕活塞杆10设置了一个螺旋形的强力压缩弹簧13。
活塞杆10是管状的，并可以在筒形固定件5上滑动。为了通过活塞杆10从压缩弹簧13向引出传力部件6传送弹簧制动力(停车和紧急制动用)，设置了一个装置，如图1A中以较大尺寸最清楚地图示的活塞杆套筒14通过弹性锁定环15通常起作用地连接到活塞杆10上，锁定环15位于分别在活塞杆10和套筒14中彼此面对的两个环形槽16和17中。锁定环15的作用将在下面更详细地叙述。套筒14被部分地引导在固定件5上进行轴向运动，但也位于活塞杆10的内部。通过活塞杆10、锁定环15和活塞杆套筒14传递的弹簧13的力，利用设置在部件6的环形槽中的弹簧环18，传送到传力部件6上。
波纹管19遮住了从图1左边的传力部件6到启动器外壳7的整个机构，有效地防止了湿气、灰尘及其类似物的侵入。
在图1中，制动装置和弹簧闸启动器两者都分别表示成不起作用的状态。对弹簧闸启动器来说，这意味着弹簧13由于在图1右边作用在活塞9上的制动液压而保持压缩。很明显，如果降低这个液压，只要锁定环15位于图示的沿轴向将两个部件10和14锁定在一起的位置，那末弹簧13的力将通过弹簧环18作用在引出传力部件6上。由于设置了弹簧环18，制动装置本身可以通过传力部件6施加一个制动力(依靠作用在活塞1上的液压)，而不涉及弹簧闸启动器。
如图2所示，锁定环15是有开口的(或者换句话说，锁定环115属于开口弹簧环圈类型)，可以受力从其示于图1和图2的静止位置沿径向膨胀。这个膨胀力是由一个与槽17的相应锥形侧面相配合的锥形侧面来提供的。槽17在图1A中表示得最清楚。活塞杆10中的槽16深度至少如锁定环15的厚度或高度那么大。因此环15(如果受力和能够膨胀的话)可以被充分容纳在上述槽中，脱开与活塞杆套筒14的连接，从而使套筒14可以与活塞杆10无关地运动。
锁定环15在其开口的每一边有一个头15′，头15′有一个倾斜的或楔形的外表面。头15′延伸到活塞杆凸缘10′中的腔室20中。这个腔室20中设置了一个锁定轭21;在锁定轭的上方也设置了一个顶靠腔室顶壁的锁定块22。锁定轭21的上表面和锁定块22的下表面是相应地倾斜成楔形的，如图2中最清楚地表示的。楔角比较小，这在下面将进一步叙述。如图2所示，腔室20的总高度是这样的，当锁定块22如图所示刚巧在锁定轭上方时，锁定轭21(其内表面与锁定环头15′的外表面一致)保持向下，在锁定环头的上边。
通过槽和销装置(未图示)的设置，锁定轭21被引导相对于锁定环15沿径向运动。如图2所见，锁定块22可以作垂直于上述径向的运动，并固定在从活塞杆凸缘10′延伸出的控制棒23上，控制棒23位于凸缘10′中。在棒23端部的椭圆形孔中固定了一个环形的控制杆24。通过这种配置，按压控制杆24就可以使控制棒23并从而使控制块22移向图2的右边，使得锁定轭21可以在腔室20中沿径向向上移动，脱开与锁定环头15′的啮合。由此锁定环15可以通过其锥形侧面受力沿径向膨胀入活塞杆槽16，从而允许活塞杆10和活塞杆套筒14之间自由地相对地沿轴向运动，否则它们是被锁定环15锁定在一起的。
一个螺旋压缩型的回动弹簧25被设置在控制棒23的周围，并对锁定块22施加一个向图2左方的压力，以便将其重新安置到锁定轭21上方的锁定位置。
简短说来，具有由部件21～25控制的锁定环15作为其主要组件的机构的目的是，尽管没有液压可以用来将弹簧闸活塞9推向图1右方以压缩弹簧13，但却可以中断从弹簧13通过套筒14传向部件6的力的传送，一般说来，当要替换用旧的闸衬，或是当要在没有制动液压时移动装备了图1所示与弹簧闸启动器成一体的制动装置的停放的制动车辆时，这样一种情况就发生了。在这种场合下只需要手动推下杆24，以便使锁定环15能够膨胀到槽16中，而套筒14与部件6一起从弹簧13的停车制动力下解脱出来。在装置的这种解脱状态下，回动弹簧4能够将制动装置活塞1完全缩回到左边的顶靠启动器外壳7的底座的位置。
在作用于弹簧闸活塞9上的液压返回时，弹簧13将重新被压缩。当活塞杆10和活塞杆套筒14中的两个槽16和17分别重新相互面对时，锁定环15将向下弹入它的槽17中。回动弹簧25将锁定块22推向图2的左边，从而如图2中所示将锁定轭21向下推入在锁定环头15′，上边的锁定位置。为此锁定块22和锁定轭21具有相互配合的斜面。当不同的部件重新恢复图2(和图1)中所示的位置时，装置的工作功能恢复了，而重要的是要注意到这种恢复是完全自动的。
除了装置的两个基本要求即在正常状况下保证锁定(通过锁定块22和锁定轭21)和在解锁后自动恢复工作功能以外，一个明显的要求是手动解脱或解锁可以用不大的力完成。在一个实例中，控制棒23为了获得手动解脱而必须具有的拉力限，在停车制动力(弹簧13的力)为25000N(牛顿)时曾被定为200N(包括回动弹簧25的反作用力)。我们确定这个要求是可以安全地满足的，只要装置内的摩擦系数是正常的，即小于(比如说)0.25。
如上面对装置的叙述中可见的，从弹簧13来的反作用力分四步减小到控制棒23中所要的小的拉力;其中三步是以楔形作用为基础的。第一步是从弹簧13作用在锁定环15上的轴向力通过锁定环楔面转换为减小的径向力。第二步是锁定环15中的径向力转换成为锁定环头15′中的切向力;所获得的力的减小是恒定的，只取决于几何关系。第三步是切向力转弯为锁定轭21上的径向力，这种转弯是分别通过头15′和锁定轭21中的相互配合的外表面和内表面而获得的。第四步是分别通过锁定轭21顶部上的和锁定块22下侧上的相互配合的斜面而将锁定轭21中的径向或向上的力转换为控制棒23中的轴向力。
上述实施例是最好的一个，但若干个在发明总概念范畴内的其它实施例也是行得通的。两个这样的实施例分别示于图3、图4和图5、图6。
在根据图3和图4所述的实施例中，锁定环30(完全对应于第一实施例中的锁定环15)分别设置在两个弹簧闸启动器部分33和34的两个环形槽31和32中。锁定环30有开口，对图3和图4中所示的位置具有偏压。如果锁定环30不保持在位置中，它将通过一个楔形侧面受到一个将它沿径向偏压到部件33的槽31中去的力。这一步通过一个环形控制锁具35来达到，该锁具枢轴式地安装在固定点36上。图3中沿箭头方向的枢轴式运动受锁具35中的固定销37和一个相应的凹口的限制。锁具35中有两个凹槽;第一凹槽对应第一个头38，第二凹槽对应第二个头39。当锁具35沿箭头方向手动地转移时，第一个头38足够大，因而永远不会离开其锁具凹槽，而处于相应状态的第二个头39将从锁具35脱开，因此锁定环30可以沿径向膨胀入槽31，并使部件33和34脱开，彼此无关地移动。如果如图3所见沿顺时针方向在锁定环35上施加一个回动弹簧力，锁定环30的锁定功能将自动恢复。
根据图5和图6所述的实施例的基本原理与前面两个相同，微小的差异是此时如果沿图5中箭头方向手动地控制滑板41，则环形锁定环40从其图5和图6所示的正常状态受到沿径向向内的压力，使滑板的狭窄部分到达开口环40的两端之间。这意味着锁定环40在其解锁状态将停靠在弹簧闸启动器部件43的环形槽42中，部件43与另一部件44同轴。同样，此时控制滑板41必然由弹簧力回复到图5中所示的位置，以便自动地恢复弹簧闸启动器的操作功能。
图示和叙述的弹簧闸启动器是和制动装置组合的，但可以理解，本发明同样可以用于单独使用的弹簧闸启动器，同样可以作为辅助的闸启动器。本发明除了用在有轨车辆上外，同样适用于其它目的用的弹簧闸启动器。
在一些情况中，曾使用诸如“上”“下”之类用语，特别是参考图2时。但是，这些用语完全不能看作限制;相反，装置可以设在任何位置而不会对其特有的功能产生妨碍。
在附录的权利要求
书的范围内，可以作各种改变。
权利要求
1.一种中断并自动恢复弹簧闸启动器操作功能用的装置，它包括一个带活塞杆(10；33；40)的活塞(9)和一个弹簧(13)，在活塞上的制动液压减小时弹簧沿工作方向启动活塞和活塞杆以产生制动，在活塞杆和与其同轴的活塞杆套筒(-14；34；43)中的彼此面对的两个槽(16，17；31，32；42)内，设置了一个有开口的弹性的开口弹簧环圈类型的锁定环(15；30；40)，其特征在于，在锁定环(15；30；40)的开口处有可以从外部操作的弹簧加压控制机构(21～25；35；41)，该机构可以在一个第一位置和一个第二位置之间移动，在第一位置时锁定环受到限制而停靠在两个槽(16，17；31，32；42)中，使得活塞杆(10；33；44)和活塞杆套筒(14；34；43)被锁定在一起，在第二位置时锁定环是自由的，它受力而完全进入一个槽中，该槽至少像环的厚度一样深，使得活塞杆和活塞杆套筒可以彼此无关地自由移动。
2.一种如权利要求
1所述的装置，其特征在于，为了将锁定环(15;30;40)转移到至少像环的厚度一样深的槽(16;31;42)中，锁定环有一个与另一槽(17;32)的相应侧面相配合的锥形侧表面。
3.一种如权利要求
1或2所述的装置，其特征在于，在活塞杆凸缘(10′)的腔室(20)中设置了一个锁定轭(21)和一个锁定块(22)，锁定轭可以相对于锁定环(15)沿径向移动，并可以啮合锁定环的两个端部上的头(15′)，将它们夹在一起，锁定块可以沿大体上垂直于锁定轭的方向移动，并且当置于锁定轭上方时可以将锁定轭锁定在上述啮合状态。
4.一种如权利要求
3所述的装置，其特征在于，腔室(20)的高度是这样的，使得锁定块(22)在锁定上述锁定轭的位置时受到腔室端壁的支承。
5.一种如权利要求
3所述的装置，其特征在于，一个固定在锁定块(22)上的控制棒(23)从活塞杆凸缘(10′)中伸出，一个压缩弹簧(25)被配置在控制棒周围，以便对锁定块施加弹性压力，使锁定块进入锁定锁定轭的位置。
6.一种如权利要求
5所述的装置，其特征在于，一方面锁定环头(15′)的外表面和锁定轭(21)的相应内表面，另一方面锁定轭的上表面和锁定块(22)的相应下表面，都是倾斜或成楔形的，以便达到从锁定环得锁定块和控制棒(23)的所希望的减力。
7.一种如权利要求
3～6中任何一项所述的装置，其特征在于，锁定轭(21)和锁定块(22)都具有相应的斜面。
专利摘要
中断并自动恢复弹簧闸启动器操作功能用的装置，包括带杆(10)的活塞(9)和启动活塞产生制动的弹簧(13)，在活塞杆和同轴的套筒(14)中彼此面对的两个槽(16，17)内设置了有开口弹性锁定环(15)。锁定环可以受限制而停靠在两个槽中，使活塞杆和套筒锁定在一起，或者可以自由受力而完全进入一个槽中，使活塞杆和套筒可以自由移动。在活塞杆凸缘(10′)的腔室(20)中设置了可以啮合锁定环头(15′)的锁定轭(21)和可以锁定锁定轭的锁定块(22)。
文档编号F16D65/28GK87106191SQ87106191
公开日1988年6月22日 申请日期1987年9月8日
发明者塞沃伦松·拉斯·马蒂斯, 米恩格·克里斯特·埃吉尔, 埃米尔森·弗里德·索伦 申请人:萨布尼弗有限公司