专利名称：Asr手制动器的释放保持机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于铁路车辆上的手制动器组件，特别涉及一种装有快速释放机构的手制动器组件。
背景技术：
铁路车辆手制动器机构在铁路技术领域中是公知的。它们通常包括一个较大的、可旋转的操纵轮，该操纵轮位于一个大体上垂直的平面内，并安装在一个轴上，该轴通过一个齿轮组可以旋转一个链条滚筒以便卷起固定在其端部的链条，使链条离开链条滚筒到铁路车辆的制动装置上。由于操纵轮沿着一个方向旋转，就施加了制动力，并且通过一个与位于操纵轮轴上的止动器轮啮合的棘爪来防止操纵轮轴在相反方向上旋转。
这些手制动器机构还包括一个离合器机构，用于逐渐释放制动器。当操纵轮顺时针方向旋转(从部件前面观察)的时候，上述旋转通过一个驱动轴、一个小齿轮、一个齿轮、和一个缠绕卷筒直接降送以便消除连接到制动装置上的链条的松弛。当链条提供如此阻力阻止操纵轮进一步旋转的时候，上述阻力通过卷筒、齿轮、和小齿轮反向作用，使得一个螺母在驱动轴的螺纹部分上向前移动，从而靠在一个棘齿部件上移动，棘齿部件是被夹紧在螺母和驱动轴的各自摩擦面之间，因此来引起驱动轴、棘齿、和螺母作为一个整体旋转。一个棘爪用来防止棘齿在相反方向上旋转。操纵轮扭矩持续增加直到达到静力平衡的状态、或达到，制动器完全地施加的时刻，因此操纵轮停止旋转，并且夹紧棘齿通过保持爪来防止链条展开。
离合器机构也用来通过操作一个释放手柄快速释放制动器，释放手柄可以使正常啮合的离合器松开，从而允许小齿轮和齿轮自由转动来释放链条负荷，同时螺母和棘齿通过保持爪被固定。可以通过将棘爪从止动器轮上脱开来释放制动器，但是这会导致操纵轮和齿轮组的齿轮快速旋转。为了避免操纵轮的快速旋转，已经发明出了被称为″快速释放″机构的手制动器机构。美国专利号4,368,648、标题为″用于铁路车辆的手制动器″的申请公开了这样带有快速释放机构的手制动器。上述快速释放机构包括一个在操纵轮轴和齿轮组之间、可释放的连接装置。当连接装置被释放的时候，齿轮组的齿轮快速旋转，不受棘爪和止动器轮的约束，但是操纵轮保持固定。美国专利4,368,648的介绍在这里作为本申请的参考。
已经公知了当手制动器通过机械装置或气动装置被释放时，由于振动或其它的在车辆运行期间所产生的未知能量的作用，在操纵轮轴和齿轮组之间的可释放的连接装置不会保特在松弛位置。这样，在铁路车辆移动时，当手制动器的链条没有充分松弛以便克服部分释放的时候，制动器可能会不必要地施加制动力。
发明内容
在用于铁路车辆的手制动器机构中，用一个操纵轮来旋转大齿轮以便进行制动。上述手制动器有一个带有一个后壁和一个前壁的外壳，一个链条缠绕卷筒和一个主大齿轮可旋转地安装在一个卷筒轴上。该操纵轮具有一个可旋转地安装在外壳上的轴，其在一个第一端部具有一个轴承部件，在伸出上述外壳之外的第二端部上具有一个操纵轮容纳部件。在操纵轮轴上安装有一个棘轮，在其第一端部和第二端部之间能随着操纵轮轴旋转。在该外壳中有一个保持爪与棘轮一起工作以防止棘轮反向旋转。另外，在上述操纵轮轴上有一个可自由旋转的小齿轮与主大齿轮啮合。小齿轮有一个径向伸展的凸缘与其配合。一个快速释放机构与保持爪配合，允许棘轮反向旋转以便释放链条。手制动器还包括一个板簧装置，以便在施加手制动力期间与释放杆臂充分啮合。当手制动器被释放的时候，释放轴旋转，径向移动杠杆臂，使其与连接到外壳内侧的板簧啮合。当释放轴完全释放的时候，板簧的负荷就将释放轴固定在该位置，直到其被机械地旋转出该位置。
发明目的因此，本发明的一个主要目的是提供一种手制动器，其使用一个装置来将手制动器充分维持在松弛位置。
本发明的另一个目的是提供一种手制动器，防止铁路车辆在做曲线运动时不必要的启动制动装置。
本发明还有一个目的是提供一个手制动器，当铁路车辆高速移动的时候，手制动器可以防止由于不必要的制动造成车轮在轨道上滑动。
本发明还有一个目的是提供一种手制动器，其可以更可靠地操作。
本发明的另一个目的是提供一种手制动器，其具有装置能将手制动器最大限度地维持在松弛位置，其很容易改装，以便用于目前公知的自动启动手制动器上。
虽然上面已经较详细地描述了本发明的若干目的和优点，但是以下更详细的说明将使本发明的手制动器机构不同的附加目的和优点对于本领域的普通技术人员来说变得更明显，特别是，当本发明的这些详细说明与附图和增补的权利要求书结合在一起的时候。
图1是本发明优选实施例的一个手制动器组件的透视图。
图2是手制动器组件的剖视图，沿图1的线2-2剖面，表示了一个链条部件。
图3是手制动器组件的剖视图，沿图1的线3-3剖面，表示了一个离合器和释放机构。
图4是本发明的手制动器组件的局部透视图，特别表示了当手制动器处于释放和保持位置的时候，与弹簧装置啮合的本发明的释放杆。
图5是本发明的手制动器组件的局部透视图，特别表示了在制动位置时的本发明的释放杆。
图6是根据本发明释放杆的透视图。
图7是根据本发明的板簧的透视图。
图8是本发明的释放轴和释放手柄杆啮合结构的部分平面图。
具体实施例方式
以下背景资料是用来帮助读者理解本发明通常所使用的环境。本文所使用的术语并不限于任何特殊的狭窄的解释，除非在申请文件中有特别说明。
在对本发明不同的实施例进行更详细说明之前，为了清楚和便于理解发明，需要注意的是具有相同功能的相同部件在所表示的每个图中都采用相同的附图标记来表示。
如图1和2所示，作为本发明具体实施例的、用于铁路车辆的手制动器10包括一个外壳14，外壳具有一个前壁16和一个后壁18。一个驱动机构20安装在外壳14内的上部。该驱动机构具有一个固定到驱动轴24上的操纵轮22。驱动轴24形成轴颈以便在轴承26和28中旋转，轴承26和28分别固定在外壳内的前壁16和后壁18上。
驱动轴24的末端连接在轴承28及小齿轮30上，小齿轮30随其一起旋转，小齿轮30与大齿轮32啮合以便旋转一个链条滚筒34，链条滚筒34形成轴颈以便在轴承36和38中旋转，轴承36和38分别固定在外壳内的前壁16和后壁18上，位于外壳14的下部。链条滚筒34与链条37交错链接啮合以便卷起链条。
外壳14内的上部还有一个离合器和快速释放机构40并且与驱动机构相连，如图3所示。离合器和快速释放机构40包括一个环形固定凸轮件42和一个活动凸轮件44，固定凸轮件42被限制不能沿轴向和周向运动，活动凸轮件44可旋转地位于固定凸轮42内部，并与固定凸轮42同心设置。活动凸轮44通过其上形成的互补的紧固齿节螺纹(未表示)可相对于固定凸轮件42旋转。
一个内花键环形接合套48具有一个环形凸缘50，接合套48包在驱动轴24外部，并与其同心。接合套48与一个连接在驱动轴24的螺纹部分25上的外花键螺母52啮合。螺母52有一个带环形摩擦面56的凸缘54，与棘轮58的一个表面靠紧接触，棘轮58的另一个表面与一个摩擦板59的一个摩擦面57靠紧接触，摩擦板59同心地固定到靠近轴承26的驱动轴24上。
离合器和快速释放机构40还包括一个释放杆70，如图4、5和6所示，释放杆具有一个轴72，轴72在一个释放轴衬套73(图2中示出)中形成轴颈，衬套73垂直地固定在外壳前壁16上，并位于驱动机构20上。一个释放手柄120与一个释放轴72的外端啮合，而该释放轴72的另一个端部具有一个主体部分74，从而防止释放杆70轴向位移。一个固定爪90可旋转地安装在释放轴衬套73上，并与棘轮58啮合，并且在棘轮58逆时针方向旋转的时候与在那上面的棘齿脱开自由转动，如图1所示。
一个力接收片86与固定爪90的力传递片部分98配合，并在实施制动工作循环期间与力传递片部分98啮合。当制动器处于释放和保持状态的时候，至少一个止动器装置100与释放杆70的止动器部分82啮合。在优选实施例中，至少一个止动器装置100是众所周知的板簧，如图4、5和7所示，其具有特定的力，当制动器处于释放和保持状态的时候，与释放杆70啮合，同时允许释放释放杆70来实施制动。如图7所示，板簧100包括一个倾斜部分102、一个止动器保持部分104、和至少一个孔110，止动器保持部分104位于一个第一止动器部分106和一个第二止动器部分108之间，孔110位于安装部分112内部以便连接到外壳14上。在优选实施例中，有两个安装孔用于在与释放杆啮合过程中保持板簧的对准。
或者，止动器装置100可以是一个机械的、气动的、液压的或电动的止动器装置，安装在手制动器外壳14的内部或外部。例如，止动器装置100可以包括一个汽缸，在活塞杆的一端具有一个止动器部分，并且可以接收一个要伸展该活塞杆的液压信号，以便绝对保持释放杆70，还可以接收另一个液压信号在制动工作循环开始的时候收回活塞杆。或者，汽缸可以是一个具有类似的相互关系的电螺线管。
另外，板簧100可以连接到杠杆臂80上，并与一个位于外壳14内特定位置上的部件啮合。
至少一个弹簧装置130的一端与连接在销部分76上的释放杆部分78啮合，另一端与连接在外壳14上的一个安装钩128啮合。在优选实施例中这样的至少一个弹簧装置130是简单的压力弹簧。
在操作中，为了进行制动，操纵轮22反时针方向旋转，如图1所示，这样的旋转被传递到驱动轴24和小齿轮30来引起大齿轮32逆时针旋转，从而拉紧松弛的链条37。直到在链条37上开始出现张力，则轴24、小齿轮30、螺母52、和接合套48在操纵轮22旋转期间作为一个整体全部旋转。当在链条37中开始出现张力的时候，这样的张力反映在齿轮32中，并通过小齿轮30向回传递给接合套48。通过花键连接到螺母52上的接合套48给旋转施加一个阻力，这个阻力导致螺母52在螺纹25上前进并从而在摩擦面56和57之间夹紧棘齿部件58。随着棘齿58被夹紧，轮22的连续旋转导致驱动轴24、棘齿部件58、和螺母52(随着摩擦板59)作为一个单个部件旋转，直到在链条37上获得所需的张力，同时保持爪90卡接到这样的棘齿部件58上。当在链条37上已经获得所需张力的时候，则终止旋转或在轮22上施加扭矩，保持爪90与棘齿部件58啮合来防止链条展开，这是由于棘爪90仅仅允许棘齿部件58逆时针旋转。一旦施加了力，制动器可能是逐渐释放或者很快释放。为了逐渐解除制动力，操纵轮22沿着逆时针方向稍微旋转，以部分放松螺母52并且从而减少在被保持爪90限制的棘齿部件58上的夹持力。操纵轮22最初的逆时针旋转就使得小齿轮30和齿轮32相应旋转，从而放松在链条37上的张力。操纵轮22的继续逆时针旋转就会完全解除在链条37上的负荷，齿轮32继续旋转直到缠绕卷筒35完全消除链条的松弛，那就是说，在施加制动力期间链条已经完全绷紧。当全部松弛的链条被卷紧的时候，齿轮32、小齿轮30和螺母52的进一步旋转就导致制动器完全地被释放。操纵轮22的顺时针方向旋转通过驱动轴销60被限制，驱动轴销60伸入到在螺母52中形成的缝61中。
快速释放制动是通过逆时针方向旋转释放手柄120(其通常处于启动状态)的杆122引起的，如图1所示。如图8所示，释放杆122具有一个位于孔126内部的力传递部分124，与一个位于释放轴72外端内部的力接收部分88啮合，以便在逆时针方向旋转上述释放轴82，如图1所示。销部分76与活动凸轮44的第二叉架部分49随后的啮合就引起上述活动凸轮44顺时针方向旋转。如上所述，固定凸轮42和活动凸轮44都具有互补的紧固齿节螺纹43，这样，因为活动凸轮44顺时针方向旋转，它向该固定凸轮42的轴向向外移动，方向向上，如图3所示，并且通过与其凸缘50啮合来携带接合套48。在活动凸轮44中有一个凹槽(未表示)用来限制环状凸缘50相对于活动凸轮44轴向移动和横向移动，但是允许接合套48自由旋转。固定凸轮42通过与在其外周部形成的突起62的啮合被限制旋转和轴向移动，并与固定到外壳14内表面上的T形元件63啮合(见图3)。
这样，活动凸轮44的向上轴向移动导致在接合套48上形成的外花键64从在小齿轮30上形成的内花键65松开，从而允许小齿轮30和齿轮32自由旋转来释放在链条37上的负荷，同时驱动轴24、螺母52、接合套48、和棘齿58全部被保持爪90保持固定。
释放杆的杠杆臂部分80随着释放手柄120的旋转而逆时针方向旋转，第一轮部分84与板簧100的倾斜部分102啮合以便逐渐与板簧120接合。在充分达到施专行程末端的时候，与上述板簧100的保持部分104的特定外形基本上相同的止动器部分82与保持部分104啮合以便将释放杆70充分保持在释放和保持位置。将释放杆70保持就可以防止其在朝着启动的顺时针方向旋转，并且进一步地防止齿轮32旋转，特别是防止铁路车辆在做曲线运动时，基于部分释放的链条37没有足够的松弛来承受铁咯车辆的运行而引起的不必要的制动。
当制动器完全释放的时候，操作者就允许释放手柄120靠重力从可以再次根据需要启动制动器的位置回到″启动″位置。
这样，本发明已经进行了充分、清楚、简要且准确说明，以便本领域的普通技术人员可以进行制造和使用。对于本发明特定实施例部件的改变、变型、等同替换或替代对于本领域技术人员来说在不背离后续权利要求所限定的、本发明的精神和范围的基础来说是显而易见的。
权利要求
1.一种手制动器机构，其中用一个操纵轮来旋转一个大齿轮以便在铁路车辆上进行制动，手制动器机构有一个带有一个后壁和一个前壁的外壳，一个链条缠绕卷筒和一个主大齿轮可旋转地安装在一个卷筒轴上，一个操纵轮轴可旋转地安装在外壳上，其在一个第一端部具有一个轴承部件，在伸出上述外壳之外的第二端部上具有一个操纵轮容纳部件，一个棘轮在第一端部和第二端部之间能随着操纵轮轴旋转，在该外壳中有一个保持爪与所述棘轮配合来防止由棘轮产生的反向旋转，在所述操纵轮轴上有一个可自由旋转的小齿轮与主大齿轮啮合，上述小齿轮有一个与其配合的径向伸展的凸缘，在所述凸缘与所述棘轮之间有一个非啮合的驱动连接，一个快速释放机构与保持爪配合，允许棘轮反向旋转以便释放链条，一个移动限制装置用来将上述快速释放机构保持在一个具体的释放和保持位置；其特征在于所述移动限制装置包括一个释放杆，其具有(a)一个圆柱形轴部分，以便在使用时允许上述释放杆旋转；(b)一个向外伸展的圆柱形销部分，伸出上述轴以便与活动凸轮的第一叉架部分和第二叉架部分啮合，以使得上述活动凸轮旋转；(c)一个圆柱形部分，靠近上述圆柱形销部分以便与至少一个弹簧装置啮合；(d)一个向外伸出的杠杆臂部分，垂直于上述圆柱形轴部分；(e)一个止动器装置，位于上述杠杆臂部分的内部以便与固定在上述手制动器外壳内的对应的止动器装置啮合；(f)一个力接收装置，位于上述轴部分的一个外端内，以便根据快速释放手柄杆的旋转启动上述释放杆旋转；(g)一个力接收片部分用来与上述保持爪的上述力传递片部分啮合以便在上述链条机构中施加负荷；(h)至少一个止动器装置，固定在上述外壳的内部，具有一个安装部分，用来与上述手制动器的一个刚性外壳表面啮合；(i)至少一个安装孔，位于上述安装部分内，用来连接到上述手制动器的一个刚性外壳表面上；(j)一个倾斜表面部分，用来在上述止动器装置和上述与安装部分相对应的释方杆的臂部分之间提供逐渐啮合；(k)一个第一止动器部分，邻近上述倾斜部分；(l)一个第二止动器部分，邻近上述安装部分；和(m)一个保持部分，位于上述第一止动器部分和上述第二止动器部分之间，用来与上述释放杆臂的对应止动器部分啮合。
2.如权利要求1所述的用于铁路车辆的手制动器机构，其特征在于上述至少一个止动器装置是至少一个板簧，其具有一个安装部分，用来与上述手制动器的一个刚性外壳表面啮合，至少一个安装孔，位于上述手制动器机构内，用来连接到上述手制动器的一个刚性外壳表面上，一个倾斜表面部分，用来在上述止动器装置和上述释放杆的与安装部分相对应臂部分之间提供逐渐啮合，一个第一止动器部分，邻近上述倾斜部分，一个第二止动器部分邻近上述手制动器机构，和一个保持部分，位于上述第一止动器部分和上述第二止动器部分之间，用来与上述释放杆臂的对应止动器部分啮合。
3.如权利要求2所述的用于铁路车辆的手制动器机构，其特征在于上述保持部分是凹形的。
4.如权利要求3所述的用于铁路车辆的手制动器机构，其特征在于上述凹形的保持部分的直径等于位于上述释放杆内部的、对应的凸形的止动器部分的直径。
5.如权利要求2所述的用于铁路车辆的手制动器机构，其特征在于上述倾斜部分相对于上述安装部分倾斜，以便实现上述释放杆的逐渐啮合。
6.如权利要求2所述的用于铁路车辆的手制动器机构，其特征在于上述板簧具有预定的硬度，以防止在铁路车辆移动引起振动时，上述释放杆松开。
7.如权利要求2所述的用于铁路车辆的手制动器机构，其特征在于两个安装腔用来在与上述释放杆啮合过程中保持上述板簧对准。
8.如权利要求1所述的用于铁路车辆的手制动器机构，其特征在于上述释放杆的止动器部分是凸形的。
9.如权利要求1所述的用于铁路车辆的手制动器机构，其特征在于上述凸形的止动器部分的预定直径等于位于上述板簧内部的、对应的保持部分的预定直径。
10.如权利要求1所述的用于铁路车辆的手制动器机构，其特征在于上述至少一个止动器装置是一个气缸，其在一个汽缸杆的端部具有一个止动器保持部分，并接收一个液压信号来伸长上述活塞杆以便牢固地保持上述释放杆，防止其旋转，还能接收其它液压信号在制动工作循环开始的时候撤回上述活塞杆，以允许上述释放杆旋转。
11.如权利要求1所述的用于铁路车辆的手制动器机构，其特征在于上述至少一个止动器装置是一个螺线管，其在一个螺线管轴的端部具有一个止动器保持部分，并接收一个电信号来伸长上述螺线管轴以便牢固地保持上述释放杆，防止其旋转，还能接收其它电信号在制动工作循环开始的时候撤回上述螺线管轴，以允许上述释放杆旋转。
12.如权利要求2所述的用于铁路车辆的手制动器机构，其特征在于上述板簧位于上述释放杆的所述杆臂内，并与固定在上述手制动器外壳内的上述止动器接收部分配合。
全文摘要
一种具有手制动功能的装置，用于将手制动器保持在一个充分释放和保持位置，以防止在铁路车辆移动时由于振动或其它的能量引起的铁路车辆制动器的不必要的制动。这种装置包括一个安装在手制动器外壳上的板簧(102)，与位于快速释放机构中的一个释放杆(70)充分啮合，以便防止释放杆反转导致链条不必要的卷紧。
文档编号G05G5/06GK1972835SQ200580020674
公开日2007年5月30日 申请日期2005年6月21日 优先权日2004年6月22日
发明者霍华德·索末菲, 斯科特·纳特斯克 申请人:西屋气动刹车技术公司