专利名称：用于带有快速松开机构的手制动系统的松开保持机构的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种用于铁路机车上的手制动设备。特别是，本发明涉及一种带有快速松开机构的手制动设备。
背景技术：
在本发明构思及制造之前，铁路机车手制动装置是本领域内所公知的。该装置通常包括一个位于一个轴的垂直平面并安装在该轴上的比较大的、可转动的手轮，所述的轴通过齿轮系使链条鼓轮转动以卷绕链条，上述链条安装在从链条鼓轮到铁路机动车手动制动装置的远端。当手轮以某一方向旋转时，制动系统启动，手轮轴相反方向的转动由一个啮合在手轮轴棘轮上的棘爪阻止。
这些手动制动装置还可能包括一个有利于逐渐松开制动器的离合器。当手轮顺时针转动时(从该装置的前面看)，该转动通过一个驱动轴直接传递给一个小齿轮、一个齿轮、一个卷筒，以拉紧连接到制动系统的链条。当链条施加阻力阻止手轮进一步转动时，上述阻力通过鼓轮又作用在齿轮、小齿轮上，于是引起一个螺母在驱动轴的螺纹部分前进，并朝着夹紧在螺母和驱动轴相对的摩擦面之间的棘轮机构移动，这样驱动轴、棘轮机构、螺母作为一个整体在转动。一个棘爪阻止棘轮朝反方向转动。手轮扭矩在增加，直到达到一个平衡状态或是在完全制动时，手轮的转动中止，被夹紧的棘轮通过棘爪阻止链条松开。
离合器机构也通过操纵松开手柄提供制动器机构的快速松开，上述松开手柄可以使得通常啮合的离合器脱开，于是使得小齿轮和齿轮自由转动，以当螺母和棘轮被保持棘爪保持在稳定状态时松开链条负载。制动机构也可以通过棘爪与棘轮脱开而松开，但是这会引起手轮和齿轮系中齿轮的快速转动。为避免手轮的快速转动，手动制动机构设计为公知的“快速松开”机构。
专利号为4,714,142，名称为“带有松开控制设备的铁路机车手制动设备”的美国公开了一种带有快速松开设备的手制动系统。该快速松开设备包括一个安装在可手动，枢轴转动的轴上的凸轮。上述轴连接至一种快速松开手柄。在快速松开过程中，快速松开杆带动凸轮旋转，凸轮与转动曲柄结合，并使其向下移动并使小齿轮与离合器环脱离。随着小齿轮与离合器的脱离，保持手柄及制动齿轮不再能够阻止小齿轮的旋转。从而，小齿轮绕着驱动轴自由旋转引起手制动系统的快速松开，而无需手轮的旋转。快速松开手柄的相反的运动可以松开离合器环，引起离合器与小齿轮在作用在离合器环上的弹簧力的作用下的重新啮合，从而允许手制动系统的正常应用。
美国专利号为4,714,142的专利在此作为本发明的参考资料进行引用。
为了使快速松开系统正常工作，可旋转约30度以松开手制动系统的快速松开杆必须保持在松开位置，直至全部链条弹出。我们已经发现，当使用松开杆来快速松开手制动系统时，该松开杆并没有在其完全松开位置的左侧足够长以使链条从手制动系统中全部弹出。因而，在机动车运行过程中，特别是在曲线运行过程中会导致手制动系统的无意的应用。
从以上的讨论中可以看出，在其它发明出现之前，需要一种确实的设备来保持快速松开机构在其松开位置，从而避免铁路机车制动链条的无意的应用。
发明内容
在用于铁路机车系统的手制动机构中采用手轮来旋转齿轮以应用制动系统。这样的手制动系统具有一个带有后壁和前壁的壳体，链条卷绕滚筒和主齿轮可旋转地安装在滚筒轴上。手轮具有一个轴，该轴可旋转地安装在上述壳体上；在第一端具有一个支承部分，在位于该壳体外部的第二端具有一个手轮接收部分。一个棘轮安装在手轮轴上，可与位于第一和第二端之间的该手轮轴一起旋转。该壳体内的一个保持爪与棘轮配合以阻止其反向旋转。另外，安装在手轮轴上的一个可自由旋转的第二小齿轮与主齿轮啮合，该小齿轮具有与之配合的径向延伸的凸缘。一个曲柄枢转地安装在手制动系统的壳体内，并具有一对与离合器机构中的轴环相啮合的指状物。一个快速松开机构与保持棘爪配合，以允许棘轮的反向旋转来松开链条。本发明的手制动系统包括一个优选实施例中的带有一个松开轴的松开保持机构。上述松开轴在其一端连接到快速松开杆上。上述松开轴上具有一个连接到其另一端的凸轮。该凸轮具有一个与保持爪的力传递部分配合的力接收部分。为了快速松开手制动系统，旋转松开轴以引起凸轮的旋转，并使得曲柄的指状物轴移动轴环，并将第二小齿轮与主齿轮脱离啮合。至少一个止动装置设置在手制动系统壳体内，并与凸轮的止动装置部分配合，以保持快速松开机构在其松开位置。为了重新应用制动系统，在应用制动系统的方向旋转手轮，起动保持爪，以引起凸轮从止动位置脱离啮合，并使离合器轴环在离合器内弹簧力的作用下重新与第二小齿轮啮合。
发明目的本发明的基本目的之一在于提供一种手制动系统，其中具有一种保持手制动系统在其松开位置的设备。
本发明的另一个目的在于提供一种手制动系统，能够阻止机动车辆制动链条的无意的应用。
本发明的还一个目的在于提供一种手制动系统，其中具有一个在制动系统快速松开后，能够重新啮合离合器机构的设备。
本发明的一个附加的目的在于提供一种手制动系统，具有一个在视觉上指示该手制动系统在其松开保持位置的设备。
通过下面更加详细的对本发明的描述，特别是，当上述描述与附图及所附的权利要求结合起来时，本发明上述以及各种其它的目的及优点，对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。
附图简介
图1是手制动系统的剖视图。
图2是手制动系统的局部透视图，特别表示优选实施例的松开保持机构。
图3是手制动系统的局部平面图，特别表示一个替换实施例的松开保持机构。
图4是图3中所示本发明手制动组件的局部立面图，特别表示位于应用位置的第二小齿轮和离合器轴环。
图5是图3中所示的本发明的手制动组件的局部立面图，特别表示位于松开保持位置的第二小齿轮和离合器轴环。
图6是图1中所示的本发明的前部立面图，其中切除了盖的一部分。
图7是制动控制器的分解视图。
发明的详细描述在对本发明的各实施例进行更详细的说明之前，为了本发明的清楚和理解，应当注意，在这里所示的每个附图中，具有相同功能的相同部件用相同的参考符号表示。
总体上用10表示的一个手制动机构，包括一个可通过一个齿轮22旋转的链轮21。该链轮21可旋转地安装在一个轴23上，该轴23紧固到壳体后板24和壳体前板25上。链条27的一端通过一个销28紧固到链轮21上，链条27的另一端紧固到铁路车辆制动组件上，因而当链条27卷绕在链轮21上时，铁路车辆的止动装置应用于铁路车辆的至少有限的运动。
第一小齿轮29的齿与齿轮22的齿啮合。第一小齿轮29与一个齿轮30和一个轴31成一体，因而当齿轮30旋转时，第一小齿轮29和轴31旋转，导致齿轮22和链轮21旋转。
第二小齿轮34的齿定位成与齿轮30的齿啮合，因而第二小齿轮34的旋转导致齿轮30旋转。当没有被紧固到一个轴35上而与之一起旋转的离合器轴环36抓持时，第二小齿轮34可在轴35上自由旋转。轴35可由一个手轮37旋转。如图3、4和5中最佳看到的，离合器轴环36优选地具有至少一个设置于一个平面部分36a中的止动装置松开部分100。
一个止动装置或棘轮40安装在轴35上，与一个总体上用20表示的离合器机构以及一个保持爪41配合，该保持爪41在该棘轮37沿逆时针方向旋转后可安装在其上，因而当手轮37在制动应用方向旋转时，第二小齿轮34和手轮37不能在链条37的张力作用下沿相反方向旋转。但在应用之后，可通过在与制动应用方向相反的方向旋转手轮37而以小增量松开止动装置。在优选实施例中，保持爪41具有一个在凸轮43方向向外设置的力传递部分82。
特别参照图2，示出目前优选实施例的一个总体上用80表示的松开保持机构，包括一个安装在一个可手动枢转的松开轴44上的凸轮43，该凸轮43与具有指状物42a和42b的曲柄42配合，使得当松开轴44枢转时，指状物42a和42b轴向移动离合器轴环36，从而从离合器轴环36松开第二小齿轮34，并使第二督办34能够在轴35上自由旋转。凸轮43具有一个与保持爪41的力传递部分82配合的力接收部分84，和一个与止动装置92和止动件47配合的制动部分47。
在手止动装置10中设有至少一个总体上用90表示的止动装置保持装置。该至少一个止动装置保持装置90具有一个止动装置92，该止动装置92优选地在止动装置处于松开和保持状态时与凸轮43的止动装置部分45啮合。在当前优选的实施例中，该至少一个止动装置保持装置90还包括一个大体上连接到壳体前板25上的止动装置壳体94。一个止动装置92可移动地设置于壳体94中，突出到壳体94之外，并由偏压弹簧96朝制动位置偏压。进一步优选的是，靠近偏压弹簧96设置的调节装置98设置成改变止动装置92的突出，更特别地，设定该至少一个止动装置保持装置90的预定力，从而允许手止动装置的部件磨损以及整体公差，并提供当止动装置处于松开和保持状态时的凸轮43的大体啮合，同时松开该凸轮43而应用止动装置。
可替换地，该至少一个止动装置装置90可以是安装在手制动壳体14内部或外部的各种机械、气动、液压或电动制动装置。例如，该至少一个上止动装置装置90可包括一个圆柱体，该圆柱体具有一个设置于圆柱体杆端部的止动装置部分，并接收一个流体压力信号而延伸该杆，从而切实地保持凸轮43，并在止动装置应用循环开始时接收另一个流体压力信号而收缩该杆。另外可替换地的是，该圆柱体可以是具有相同界面的电磁螺线管。
此外，一个具有预定强度的片簧90可以连接在壳体14中与凸轮43的止动装置部分45啮合的预定位置，从而向凸轮43施加一个预定力。
进一步参照图2，假设期望在应用后快速松开止动装置，则在逆时针方向枢转轴44，使第二小齿轮34旋转，从而使齿轮22、29和30以及链轮21在链条27的张力作用下旋转。在这种旋转过程中，止动装置92移动到止动装置部分45的相反表面，从而防止凸轮43返回其压靠止动件47的应用位置。
图3、4和5中示出松开保持机构80的又一个替换实施例。特别参照图3，靠近离合器轴环36设有至少一个制动装置90，如图4中最佳表示的，止动装置92与轴环36的侧表面36b啮合。如果需要在应用后快速松开制动器，在通过一个松开杆(未图示)旋转松开轴44后，指状物42a和42b轴向移动离合器轴环36，从而从离合器轴环36松开第二小齿轮34，并使第二小齿轮34在轴35上自由旋转。离合器轴环36的轴向移动使通常与轴环例表面36b啮合的止动装置92线性移动，并如图5中最佳图示的，与离合器轴环平面36a啮合，从而防止离合器轴环36返回应用位置。轴环36的松开可通过在制动器应用过程中旋转手轮27而完成，使设置于平面36a中的至少一个止动装置松开部分100将止动装置92与平面36a脱离，并进一步使离合器轴环36由于设置于离合器机构20中的弹簧33的力而返回应用位置。
应当理解，止动装置90可在松开保持位置与至少一部分曲柄42啮合，在不离开本发明的范围的情况下，该止动装置90可通过该改进的至少一个止动装置松开部分100而脱离。
还将理解的是，该至少一个止动装置松开部分100可设置在靠近曲柄42的棘轮40的表面中，并在手轮37旋转过程中在曲柄42上施加力，将曲柄42从保持位置脱离而应用制动器。
手制动机构10还可包括一个其上涂覆一个涂层112的显示器元件110，该显示器元件110连接到可手动枢转的松开轴44的外端，从而提供手止动装置位于松开保持位置的视觉提示。优选地，涂层112是易于从远处识别的反光带。
如图6和7中最佳图示的，手制动机构10还可包括一个设置于齿轮29和30之间的总体上用60表示的制动控制器。
该制动控制器60与齿轮30耦接，并提供一个有限的制动力，该制动力随着齿轮30的转速而改变其阻滞力。因此，该止动装置用作一个控制器，并随着齿轮30转速的提高而提高阻滞力，从一个当转速较低时的一个可忽略值提高到一个较大值，当手止动装置首先松开时该较大值对于转速没有显著影响。
制动控制器60包括一个不可旋转地紧固到后板24上的中空圆柱体或制动滚筒65。滚筒65具有一个与之成一体的轴66，该轴66具有一个用于接收一个保持环68的沟槽67。轴66承载着一个圆柱形轴承69，该轴承69上旋转安装着一个带有凸缘71的齿轮70，该凸缘71上具有多个在它们的径向最外端开放的楔形狭槽72。多个制动蹄73滑动接收并大体上填充轴环71和制动滚筒65之间的狭槽72，一个制动蹄73用于一个狭槽72。
齿轮70的齿与齿轮30的齿啮合，因而根据齿轮齿数比，在所示实施例中，在松开铁路车辆制动器之后，齿轮70在转速大约比链轮21的转速快32倍。齿轮70的这种旋转比导致制动蹄73通过离心力向外甩出而压靠滚筒65的内壁。由于制动蹄73与滚筒65内壁之间的摩擦力，在松开手止动装置后有一个制动力施加到齿轮30上，且链条27上的制动力大体上降低，与没有齿轮70、制动蹄73和滚筒73的转速相比，减小了齿轮22、29、30和34以及链轮21的转速。另外，由于齿轮齿数比，与例如由齿轮22直接向链轮21施加制动力的情况相比，阻滞链轮21旋转所需的力较小。
这样以它所属技术领域的技术人员能够制造和使用的这样的完全、清楚、简要和精确的术语对本发明作了说明。可以理解，在不脱离附属权利要求中所列出的本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可对具体描述的本发明的这些实施例进行变化、修改、等同和替换。
权利要求
1.一种用于铁路车辆手止动装置的松开保持机构，上述松开保持机构包括(a)一个至少部分可旋转设置于手制动壳体中用于其旋转的松开轴；(b)一个连接到上述松开轴上的松开杆；(c)一个安装在上述松开轴的一端上的凸轮，上述凸轮具有一个力接收部分和一个止动装置部分；(d)一个可旋转地耦接到上述松开轴上的保持爪，上述保持爪具有一个棘轮啮合部分和一个与上述凸轮的上述力接收部分配合的力传递部分；及(e)至少一个设置于上述手制动系统中用于与上述凸轮的上述止动装置部分配合的止动装置。
2.根据权利要求1所述的松开保持机构，其中上述至少一个止动装置包括(a)一个连接到上述铁路车辆手制动系统壳体上的止动装置壳体；(b)一个可移动地设置于上述止动装置壳体中止动装置，上述止动装置的至少一部分突出到上述止动装置壳体之外；(c)一个设置于上述止动装置壳体中的偏压弹簧；及(d)靠近上述偏压弹簧设置的调节装置，用于改变上述止动装置的突出量而向上述松开轴施加一个预定力。
3.根据权利要求2所述的松开保持机构，其中上述止动装置包括一个连接到上述手制动系统壳体上的保持片簧，上述片簧具有一个预定强度向上述松开轴施加一个预定力。
4.根据权利要求2所述的松开保持机构，其中上述至少一个止动装置是气动缸和液压缸中的一个，具有一个止动装置保持部分，该止动装置保持部分设置于缸杆一端，并接收一个流体压力信号而延伸上述杆，从而切实地约束上述松开轴不进行旋转运动，并在制动器应用循环开始时接收另一个流体压力信号而收缩上述杆，使上述松开轴旋转运动。
5.根据权利要求2所述的松开保持机构，其中上述至少一个止动装置是一个螺线管，具有一个止动装置保持部分，该止动装置保持部分设置于螺线管杆的一端，并接收一个电信号而延伸上述螺线管杆，从而切实地约束上述松开轴不进行旋转运动，并在制动器应用循环开始时接收另一个电信号而收缩上述螺线管杆，使上述松开轴旋转运动。
6.根据权利要求1所述的松开保持机构，其中上述松开保持机构还包括一个连接到上述快速松开机构上的显示器元件，用于显示位于松开保持位置的上述手制动系统。
7.根据权利要求6所述的松开保持机构，其中上述显示器元件包括一个涂层。
8.根据权利要求6所述的松开保持机构，其中上述涂层是反光涂料和反光带中的一种。
9.根据权利要求6所述的松开保持机构，其中上述涂层是反光带。
10.在一个用于铁路车辆的手制动系统中，其中用一个手轮旋转一个齿轮而应用制动器，一个链条卷绕滚筒和一个主齿轮可旋转地安装在滚筒轴上，一个手轮轴在第一端可旋转地安装在上述壳体上，并在位于上述壳体外部的第二端上具有一个手轮接收部分，一个棘轮可与位于上述其第一和第二端之间的上述手轮轴一起旋转，位于上述壳体中的一个保持爪与上述棘轮配合而防止其反向旋转，一个位于上述手轮轴上并与上述主齿轮配合的可自由旋转的第二小齿轮，一个位于上述第二小齿轮与上述棘轮之间的可脱离的离合器轴环，和一个快速松开机构，该快速松开机构与上述保持爪配合而允许上述棘轮反向旋转，从而松开上述链条，改进之处在于(a)一个松开保持机构，用于将上述快速松开机构保持在一个大体上松开保持位置，从而完全松开制动器，上述松开保持机构用于重新设定上述快速松开机构而能够进行制动器应用；及(b)一个连接到上述快速松开机构上的显示器元件，用于显示位于一个松开保持位置的手制动系统。
11.在根据权利要求10的用于铁路车辆的手制动系统中，其中上述松开保持机构包括(a)一个可旋转地设置于用于其旋转的上述手制动壳体中的松开轴；(b)一个与上述第一轴部分的上述外端啮合的松开杆；(c)一个安装在上述轴的一端上的凸轮，上述凸轮具有一个力接收部分，上述凸轮还具有一个止动装置部分；(d)一个可旋转地耦接到上述轴上的保持爪，上述保持爪具有一个棘轮啮合部分，上述保持爪还具有一个与上述凸轮的上述力接收部分配合的力传递部分；及(e)至少一个设置于上述手制动系统中的止动装置，上述至少一个止动装置与上述凸轮的上述止动装置部分配合。
12.在根据权利要求10上述用于铁路车辆的手制动系统中，其中上述松开保持机构包括(a)一个可旋转地设置于上述手制动系统壳体内用于其旋转的松开轴；(b)一个连接到上述松开轴上的松开杆；(c)一个安装在上述松开轴的一端上的凸轮；(d)一个具有一对指状物的曲柄，上述曲柄在手制动系统松开期间与上述凸轮啮合；(e)一个可与上述曲柄的上述对指状物啮合的离合器轴环，上述离合器轴环具有至少一个设置于其上的止动装置松开部分；及(f)至少一个安装在上述手制动系统内的止动装置，在上述手制动系统应用的条件下，上述至少一个止动装置与上述离合器轴环的一个侧面相啮合，在上述手制动系统松开保持的条件下，上述至少一个止动装置与上述离合器轴环的一个平面相啮合，在上述手轮旋转从而应用手制动系统期间，上述至少一个止动装置可与上述离合器轴环的至少一个止动装置松开部分脱离啮合。
13.根据权利要求10所述的用于机动车辆的手制动系统，其中上述松开保持机构包括(a)一个可旋转地设置于上述手制动系统壳体内用于其旋转的松开轴；(b)一个连接到上述松开轴上的松开杆；(c)一个安装在上述松开轴的一端上的凸轮；(d)一个具有一对指状物的曲柄，上述曲柄在手制动系统松开期间与上述凸轮啮合；(e)一个可与上述曲柄的上述对指状物啮合的离合器轴环，上述离合器轴环具有至少一个设置于其上的止动装置松开部分；及(f)至少一个设置在上述手制动系统内的止动装置，在上述手制动系统应用的条件下，上述至少一个止动装置与上述曲柄的上述对指状物相啮合，在上述手轮旋转从而应用手制动系统期间，上述至少一个止动装置可与上述离合器轴环的上述至少一个止动装置松开部分脱离啮合。
14.根据权利要求10上述用于机动车辆的手制动系统，其中上述松开保持机构包括(a)一个可旋转设置在上述手制动系统壳体内用于其旋转的松开轴；(b)一个连接到上述松开轴上的松开杆；(c)一个安装在上述轴的一端上的凸轮，上述凸轮具有一个力接收部分；(d)一个可旋转地耦接到上述轴上的保持爪，上述保持爪具有一个棘轮啮合部分，上述保持爪还具有一个与上述凸轮的上述力接收部分配合的力传递部分；及(e)一个具有一对指状物的曲柄，上述曲柄在上述手制动系统松开期间与上述凸轮啮合；(f)一个可与上述曲柄的上述对指状物啮合的离合器轴环，上述离合器轴环具有至少一个设置于其上的止动装置松开部分；及(g)至少一个设置在上述手制动系统内的止动装置；(h)一个其上设置至少一个止动装置松开部分的棘轮，上述至少一个止动装置松开部分可与上述曲柄啮合，上述至少珍上止动装置松开部分用于在上述手轮旋转从而应用上述手制动系统期间，将上述曲柄与上述松开保持部分脱离啮合。
15.根据权利要求10所述的用于机动车辆的手制动系统，其中上述显示器元件包括一个涂层。
16.根据权利要求15所述的用于机动车辆的手制动系统，其中上述涂层是反光涂料以及反光带中的一种。
17.根据权利要求15上述用于机动车辆的手制动系统，其中上述涂层为反光带。
18.根据权利要求10所述的用于机动车辆的手制动系统，其中上述手制动系统还包括一个具有一个控制齿轮的制动控制器，上述制动控制器耦接到至少一个手制动齿轮上，用于施加一个有限的制动力，上述有限的制动力取决于上述手制动齿轮的转速。
全文摘要
一种手制动系统，包括一个释放保持机构以阻止机动车制动器的不需要的应用。该释放保持机构包括一个凸轮和一个保持棘爪。该保持棘爪具有一个协同力部件以及一个棘爪保持部件，该保持部件与放置在铁路车辆手制动设备内的凸轮配合，以保持手制动系统在其释放位置。所说的协同力部件使得凸轮与保持棘爪脱离啮合，以允许制动系统的应用。该手制动设备包括一种具有反光涂层的指示部件以用于指示机动车手制动器在其释放保持位置。
文档编号B61H13/00GK1569538SQ20041003987
公开日2005年1月26日 申请日期2004年3月25日 优先权日2003年3月25日
发明者迈克尔·E·林, 霍华德·萨默菲尔德 申请人:西屋气动刹车技术公司