专利名称：气动制动缸的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的气动制动缸。
背景技术：
这种制动缸尤其是应用于轨道车辆。在那里它通常用于操作制动钳，并且经由它的帮助使制动衬片被压到制动盘上。在此，活塞冲程应该与制动衬片的磨损无关地总是大致一样大小的。为此，通常设有再调整装置，其具有一个在活塞管内引导的丝杠和一个调整螺母。在正常制动过程时，调整螺母被这样地锁定，以致仅允许在制动缸的纵轴方向上的线性运动，而不允许旋转运动。只有当制动衬片出现一定的磨损时在再调整过程中，才允许调整螺母的旋转。为了控制调整螺母的旋转运动，会使用所谓的控制套管，其在活塞管内可滑动地设置丝杠上。
在控制套管的背离调整螺母的一侧上，通常情况下设有齿，其可与调整螺母相应的齿相啮合。因为该控制套管必须承受高的负荷，所以当今它用重金属型铸件制成。该材料虽然能确保高的且对于使用来说足够的强度，但是仅允许齿的相对粗糙的构造。在制动缸再调整时，这种情况会严重地限制精确性。
发明内容
本发明的目的是，根据权利要求1前序部分这样地构成一种气动制动缸，以便在制动衬片磨损时可以进行制动缸的非常精确的再调整。尽管改善了再调整，但是却降低制动缸的制造成本。
按本发明该目的通过具有权利要求1所述特征的气动制动缸解决。有利的改进和构造由从属权利要求给出。
通过使用作为复合部件构成的控制套管，所述复合部件具有一个金属离合器环和一个由塑料制成的滑动套管，该制造成本相对于至今普遍使用的金属型铸件降低。该金属离合器环例如可构造成钢挤压件。这使得成本低廉地制造非常精细和精确的齿成为可能。 使用塑料用于滑动套管同样证明是非常成本低廉的。在接纳经由调整螺母施加的扭矩时， 该滑动套管的塑料强烈地减震。借此，尽管精细度高，齿的磨损相对于由金属型铸件制成的控制套管减小。气动制动缸的重量也可通过使用新的控制套管降低。
特别有利的是，离合器环被滑动套管环绕注塑，或滑动套管注塑成型到离合器环内。以这种方式形成滑动套管和离合器环之间的固定的连接，无需进行额外的安装步骤。
有利的是，该离合器环在与滑动套管相连的区域上设有通孔。在注塑成型控制套管时这导致通孔被塑料填充。在离合器环和滑动套管间的连接由此被加固。由此，特别是更大的扭矩可从离合器环传递到滑动套管上。
该离合器环具有用于形锁合地啮合到调整螺母的齿上的齿。因为离合器环的齿非常精细地构成，所以制动缸非常精确的再调整是可能的。尽管齿很精细，但是通过离合器环和调整螺母之间的形状配合可传递大的扭矩。
有利的是，所述齿设置在离合器环的自由的端面并且构成为斜的内齿。在调整螺母的端面上的斜的外齿的方面，确保大的啮合面。两个齿的倾斜位置也同时实现定心，以致控制套管的齿和调整螺母的齿分别彼此整面地啮合。
按本发明设有锁止装置，所述锁止装置阻止控制套管的旋转。以这种方式，可以可靠地接纳由调整螺母传递的扭矩。该锁止装置这样地构成，以便阻止控制套管的旋转。相反地，在预先规定的区域内允许控制套管在制动缸纵轴方向上的滑动。
有利的是，设有活塞管，其通过活塞操作。该活塞管具有狭槽形的开口，锁止臂延伸通过该狭槽形的开口。所述狭槽形的开口的尺寸这样确定，使得控制套管的运动可以与活塞管的运动脱开。
锁止臂以其自由端嵌入到狭槽形间隙中。该狭槽形间隙的宽度与锁止臂的宽度相匹配。以这种方式可靠地阻止控制套管的旋转。
狭槽形间隙的纵向尺寸这样确定，以便该间隙用作为用于控制套管的止挡并且限制所述控制套管的滑动运动。在此，控制套管的所允许的滑动距离与制动衬片到制动盘的距离加上制动缸和制动衬片之间的传递制动力的部件的弹性形变的距离相应。
在按本发明的实施例中，狭槽形的间隙设置在制动缸的壳体内或设置在与其相连的部件上。该锁止臂与滑动套管固定地相连并且有利地在该滑动套管上注塑成型。在该实施例中，该锁止臂与滑动套管一起运动。
在按本发明的另一个实施例中，狭槽形间隙本身设置在滑动套管上。相反地，该锁止臂构造成滑块并且与制动缸的壳体固定地相连，特别是用螺钉与其相连。在特别有利的实施例中，滑块必须是不动的。由此，可进一步减小控制套管的重量。在其运动时，由于减小的惯性使得控制套管的较小的重量可被注意到。由此，在制动缸再调整时较高的精度是可能的。
本发明的其他细节和优点由根据附图详细描述的实施例给出。其中 图1为按本发明气动制动缸的剖视图； 图2和3为图1示出的制动缸的详细视图； 图4示出带有嵌入滑块的控制套管的优选实施例的三维视图； 图5为图4的控制套管的剖开的视图； 图6为图4和5的控制套管的离合器环的剖视图； 图7为离合器环的三维视图； 图8为不带锁止臂的控制套管的优选实施例的三维视图； 图9示出为图8的不带滑动套管的控制套管的离合器环； 图10为带有成型的锁止臂的控制套管的第二实施例的三维视图； 图11为图10的不带滑动套管的控制套管的离合器环。
具体实施例方式新的控制套管的构造可见图4至11，对此，图4至9示出了优选的实施例。该控制套管1构成为复合部件，在此，离合器环4与滑动套管2相连。离合器环4构造成钢挤压件并且包括齿圈9和连接环10。连接环10和齿圈9具有相同的内径，相反地，齿圈9的外径设定为比连接环10的外径大。由借此，在离合器环4的外部轮廓上形成台阶部12。齿圈9 的自由的端面设有斜的内齿5。连接环10具有多个圆的通孔11。
在滑动套管2中制出两个相对置的滑动通道3。滑块6嵌入到这些滑动通道3内。 滑块6的宽度精确地挤压到滑动通道3的宽度上，以便在固定滑块6时滑动套管2不可能进行旋转运动。为了能够固定滑块6，设有固定孔7，其特别用于接纳螺钉。滑动通道3的纵向尺寸这样地确定，即在滑块6嵌入时保持定位间隙(AnlegeSpalt)8。定位间隙8的意义在以下制动缸的功能描述中详细阐述。
在制造控制套管1时，将离合器环装入到注塑模具中。在注塑成型控制套管1时， 塑料也充注到离合器环4的台阶部12且进入到连接环10的通孔11内。借此可确保离合器环4和滑动套管2之间非常好的连接。通过在通孔11内的塑料阻止构件可以彼此间旋转。
图10和11示出控制套管的另一个实施例。在这里所使用的离合器环15具有无台阶的外圆周。用于接纳滑动套管14的台阶部在此位于离合器环15的内侧。在根据图4 至9的第一实施例中，当离合器环4插入滑动套管2中时，在该实施例中，滑动套管14插在离合器环15上。在这里也设有通孔，其用滑动套管14的塑料充注时可作为滑动套管14和离合器环15之间的防扭转装置使用。
在根据图10和11的实施例中，锁止臂16直接注塑成型在滑动套管14上。该锁止臂具有滑动板17，通过该滑动板，锁止臂嵌入到与制动缸用螺钉连接的止动环中。在这里也设有与第一实施例的滑动通道3相应的间隙，以便滑动板17的一定的纵向滑动是可能的。该滑动范围与第一实施例中的定位间隙8相应。
新控制套管的安装在图1所描述的气动制动缸中进行阐述。制动钳的固定装置21 的一端位于轭部20上，另一端位于壳体19上。为了操作制动器，在这里没有描述出来的制动钳必须被相互压开，这意味着轭部20和壳体19之间的距离必须扩大。
在壳体19内设有活塞22。在活塞22和壳体19之间有压缩室30。压缩空气接头在该示意图中看不到，压缩空气通过所述压缩空气接头供给压缩室30内。活塞22操作活塞管23。然而该活塞22不是与活塞管23固定地连接，而是可动地装入到制动缸内。活塞管23的操作仅通过环状的支承面进行，通过所述支承面，活塞22压到活塞管23上。
在活塞管23内设有长孔，滑块6延伸通过该长孔，该滑块用螺钉与壳体19连接。 通过这种措施阻止活塞管23相对于壳体19旋转，相反地允许活塞管23的纵向滑动。在纵向滑动时，活塞管23通过环形的滑动带31支撑在壳体19的内壁上。活塞22和活塞管23 通过支撑在壳体19和活塞管23上的活塞回压弹簧沈保持在其初始位置上。
丝杠M位于活塞管23内。通过调整螺母25，将该丝杠M控制在其位置上。调整螺母25和丝杠M通过非自锁的螺纹彼此相连，以便力沿丝杠M的纵轴方向把扭矩施加到调整螺母25上。该力由圆锥形弹簧观施加到丝杠M上，该圆锥形弹簧支撑在轭部20和活塞管23上。该圆锥形弹簧28因此施加一个试图将丝杠M从活塞管23中拉出的力。
该调整螺母25在其斜的端面上具有外齿34(特别是见图2和3，其放大了在图1 中用A标识的部分，并示出了不同的工作状态)。通常情况下，控制套管1的内齿5与调整螺母25的外齿34相啮合。该控制套管1的旋转通过与壳体19用螺钉连接的滑块6阻止。
5控制套管的旋转同样可通过控制套管1的内齿5与调整螺母25的外齿34相啮合而被阻止。 控制套管1可通过闭锁弹簧27预张紧，它支撑在控制套管1和活塞管23上。借助蝶形弹簧四，与丝杠M相连的齿环被挤压到轭部20的齿上，以便阻止丝杠M相对于轭部20的旋转。
以下描述了制动缸18的功能 通过在压缩室30内增加气动压力，活塞22向左侧挤压。在此，它操作活塞管23， 并且同样地克服活塞回压弹簧沈的力把其向左侧挤压。通过闭锁弹簧27预张紧的控制套管1借助其内齿5挤压到调整螺母25的外齿34上，并且与活塞管23、丝杠M、调整螺母25 和轭部20 —起也往左侧运动。相反地，活塞管齿33并没有与调整螺母25的外齿相啮合。 在图2中示出了该状态。
在控制套管1向左侧滑动到使滑块6和滑动通道3的边界之间的定位间隙8闭合的时刻，在这里未示出的制动衬片与制动盘接触。从该时刻起，通过轭部20形成反压力。因为现在定位间隙8已经闭合，所以控制套管1不再能够参与活塞管23的进一步运动。
现在活塞管23克服圆锥形弹簧28的力向左侧滑动微小的量，当轭部20、丝杠M 和调整螺母25保持在相同的位置上时。通过活塞管23相对于调整螺母25的滑动，调整螺母25的外齿34与控制套管1的内齿5脱接。然而同时外齿34与活塞管齿33相啮合。
在压缩室30内进一步形成压力时，制动衬片朝向制动盘挤压，此时，活塞管23用很大的力挤压调整螺母25。通过在其中一侧活塞22和活塞管23的相互对准的力以及在另一侧轭部20、丝杠M和调整螺母25的相互对准的力，扭矩施加到调整螺母25上。这些扭矩通过活塞管齿33接纳并且传递到活塞管23上。通过滑块6，该扭矩传递到壳体19上。 壳体19通过固定装置21与制动钳这样相连，以便在这里最终抵挡该扭矩。活塞管23、调整螺母25和控制套管1的这种状态在图3中示出。
制动器松开时，活塞管齿33也再次从调整螺母25的外齿34松开。同时调整螺母 25的外齿34再次与控制套管1的内齿5相啮合。
在普通的制动过程中不允许调整螺母25转动，当由于制动衬片磨损需要再调整时，调整螺母25必须能够转动。如果制动衬片出现一定的磨损，制动衬片和制动盘之间的间隙也增大。接着需要有更大的活塞冲程，以便使制动衬片贴靠在制动盘上。
如同在正常的制动时启动制动过程。活塞22、活塞管23和控制套管1 一起向左侧运动。该控制套管1参与该运动，直到定位间隙8闭合为止。现在控制套管1的内齿5从调整螺母25的外齿34上解锁。与正常的制动过程不同，现在却不会形成反压力，因为制动衬片仍没有与制动盘接触。接着，活塞管齿33仍没有连接到调整螺母25的外齿34上。通过圆锥形弹簧观，力施加到轭部20和丝杠M上，该力试图将丝杠M往左边从活塞管23拉出。此时，扭矩作用调整螺母25上。因为调整螺母25的外齿34在该状态下既不与控制套管1的内齿5也不与活塞管齿33相连，该调整螺母屈服于该扭矩并在丝杠M上旋转。通过调整螺母25的旋转，该丝杠M可相对于调整螺母25向左拉出。
调整螺母25的旋转保持如此长时间，直到制动衬片与制动盘接触为止。在这个时刻再次形成反压力，其把活塞管齿33与调整螺母25的外齿34相连。因此，再调整过程结束，并且其他的制动过程再次如此长地无需再调整地进行，直到重新出现制动衬片的一定的磨损。
如果不再可能进行再调整操作，必须更换制动衬片。对此，该制动缸18也必须再次调回到初始状态。为此，复位六角32可放置上去，并且丝杠M可再次完全地旋入到活塞管23内。在安装新的制动衬片后，在第一次制动过程时再次进行再调整，以便在这里自动调整正确在制动衬片和制动盘之间的预规定的距离。
附图标记列表 1控制套管 2滑动套管 3滑动通道 4离合器环 5 内齿 6 滑块 7 固定孔 8定位间隙 9 齿圈 10连接环 11 通孔 12台阶部 13控制套管的另一实施例 14滑动套管 15离合器环 16锁止臂 17滑动板 18制动缸 19 壳体 20 轭部 21制动钳固定装置 22 活塞 23活塞管 24 丝杠 25调整螺母 26活塞回压弹簧 27闭锁弹簧 28圆锥形弹簧 29蝶形弹簧 30压缩室 31滑动带 32复位六角 33活塞管齿 34调整螺母的外齿
权利要求
1.气动制动缸，包括用于将气动压力传递到制动器上的活塞02)，在制动衬片磨损时用于自动再调整的装置，所述装置具有丝杠(M)、调整螺母05)和能与调整螺母(25)相啮合的控制套管(1 ；13)，其特征在于，该控制套管(1 ；13)构造成复合部件，所述复合部件具有一个金属的离合器环(4 ；15)和一个由塑料制成的滑动套管(2 ； 14)。
2.根据权利要求1所述的气动制动缸，其特征在于，离合器环(4)被滑动套管(2)包围注塑，或滑动套管(14)注塑成型到所述离合器环(1 中。
3.根据权利要求2所述的气动制动缸，其特征在于，所述离合器环G；15)在与滑动套管O ；14)相连的区域上设有通孔(11)。
4.根据权利要求1所述的气动制动缸，其特征在于，所述离合器环G；15)具有用于形锁合地啮合到调整螺母05)的齿(34)中的齿(5)。
5.根据权利要求4所述的气动制动缸，其特征在于，所述齿设置在离合器环的自由的端面上并且构造成斜的内齿(5)。
6.根据权利要求1所述的气动制动缸，其特征在于，所述调整螺母0 在端面上具有斜的外齿(34)。
7.根据权利要求1所述的气动制动缸，其特征在于，设有锁止装置(3、6;16、17)，所述锁止装置阻止控制套管(1 ；13)的旋转。
8.根据权利要求7所述的气动制动缸，其特征在于，锁止装置具有锁止臂(6；16)，所述锁止臂延伸通过活塞管03)的狭槽形的开口。
9.根据权利要求8所述的气动制动缸，其特征在于，锁止臂(6;16、17)的自由端嵌入到狭槽形间隙中。
10.根据权利要求9所述的气动制动缸，其特征在于，狭槽形间隙的尺寸这样确定，即 所述间隙作为用于控制套管(1 ；13)的止挡并且限制所述控制套管(1 ；13)的滑动运动。
11.根据权利要求10所述的气动制动缸，其特征在于，狭槽形间隙设置在制动缸(18) 的壳体(19)内或设置在与所述壳体相连的部件上，并且所述锁止臂(16、17)注塑成型在滑动套管(13)上。
12.根据权利要求10所述的气动制动缸，其特征在于，所述狭槽形间隙作为滑动通道 (3)设置在滑动套管(2)中，并且所述锁止臂作为滑块(6)与制动缸(18)的壳体(19)用螺钉相连。
全文摘要
本发明涉及一种气动制动缸，包括用于将气动压力传递到制动器上的活塞(22)；在制动衬片磨损时用于自动再调整的装置，所述装置具有丝杠(24)、调整螺母(25)和能与调整螺母(25)相啮合的控制套管(1；13)。按本发明，所述控制套管(1；13)构造成复合部件，所述复合部件具有一个金属离合器环(4；15)和一个由塑料制成的滑动套管(2；14)。
文档编号F16D65/28GK102186707SQ200980140849
公开日2011年9月14日 申请日期2009年10月7日 优先权日2008年10月15日
发明者M-G·埃尔斯托尔普夫, R·豪普特, M·玛蒂厄 申请人:克诺尔-布里姆斯轨道车辆系统有限公司