CN107206990B - 用于轨道车辆的复合制动缸体 - Google Patents

Abstract

一种制动缸体，其具有细丝缠绕复合物压力缸体与复合塑料无压力头部。压力缸体与无压力头部通过一对配合凸缘与牢固地附接在凸缘上方的V状带固定在一起。带具有容易地可调节的间隙以使间隙定位在最低点处并且与无压力头部的凸缘中的一系列径向延伸凹槽对准，由此确保适当的排放。无压力头部可以包括具有用于活塞杆的支撑表面的一体形成的开口、用于活塞返回弹簧的座、用于活塞杆的刮擦件、以及提供结构支撑并且用作对抗活塞超程的止动件的一系列内部肋部。

Description

用于轨道车辆的复合制动缸体

技术领域

本发明涉及轨道制动缸体，并且更具体地说，涉及改进的制动缸体组件。

背景技术

轨道制动缸体传统地由铸铁制成，在此组件中具有多个部件。形成的组件是重的，易于生锈，并且需要多个型号，从而特定的安装将导致具有无压力通风口的制动缸体定向在底部，以便通过冷凝作用适当地排放积聚的水。相应地，需要一种制动缸体，其可以具有适当定向的排放件而不考虑当其安装时如何定位制动缸体。

发明内容

本发明包括具有压力缸体的制动缸体，压力缸体的一端具有预定直径的开口以及从所述开口向外延伸的第一凸缘。压力缸体优选地由细丝缠绕复合物制成。无压力头部包括具有第二凸缘的相应开口，无压力头部定位为使得第二凸缘与压力缸体的第一凸缘邻接。无压力头部优选地由复合塑料制成。无压力头部的第二凸缘包括形成在其中的多个径向凹槽，该凹槽从无压力头部的内部延伸到其外部，以允许无压力头部的内部与外面之间的连通。V状带固定地围绕第一凸缘与第二凸缘延伸，并且具有限定间隙的第一端与第二端，此间隙可以容易地定位为与无压力头部的第二凸缘中的多个径向凹槽中的至少一个对准，使得制动缸体能够不考虑安装时的定向而总是向下排放。

无压力头部是锥形的并且可以包括：位于其顶点处的具有用于支撑从制动缸体延伸出的活塞杆的支撑表面的一体形成的开口；用于活塞返回弹簧的座、用于活塞杆的刮擦件；以及提供结构支撑并且用作对抗活塞超程的止动件的一系列内部肋部。活塞定位在压力缸体中，并且中空杆在一端联接到活塞。中空杆从活塞延伸通过无压力头部的开口，以便与支撑表面接触且通过支撑表面适当地定位并且与刮擦件接合。活塞返回弹簧与压力缸体的活塞以及无压力头部的座接合以将活塞偏压到制动器释放活塞中。一系列安装支脚可以通过环氧树脂涂覆细丝或者通过条带附接到压力缸体，以将致动缸体安装在轨道车辆的制动***上的适当位置中。

附图说明

通过结合附图领会下面的详细描述将会更加充分地了解与理解本发明，在附图中：

图1是根据本发明的制动缸体的横截面视图；

图2是根据本发明的用于制动缸体的无压力头部的立体图；

图3是根据本发明的用于制动缸体的无压力头部的特写立体图；

图4是根据本发明的用于制动缸体的无压力头部的局部横截面；

图5是根据本发明的用于装配制动缸体的V状带的立体图；

图6是根据本发明的用于制造制动缸体的两个压力缸体半部的立体图；

图7是根据本发明的制动缸体的立体图；

图8是根据本发明的用于制动缸体的压力缸体的立体图；

图9是根据本发明的制动缸体的立体图；

图10是根据本发明的用于制动缸体的管凸缘***件的立体图；

图11是根据本发明的安装在制动缸体中的管凸缘***件的局部横截面；以及

图12是根据本发明的制动缸体的横截面视图。

具体实施方式

现在参照附图，其中贯穿全文相同的附图标记表示相同的部件，在图1中可见具有联接到无压力头部14的压力缸体12的制动缸体10。压力缸体12是大体圆柱形的并且容纳活塞16，活塞16在压力缸体12的圆柱形部分18内是响应于将加压空气从制动缸体压力源引入到通过位于压力缸体12的一端处的压力圆顶22形成的入口20中从制动释放位置移动到制动施加位置。中空杆24联接到活塞以便当活塞16在制动释放位置与制动施加位置之间移动时从制动缸体10延伸出与收回。如本领域中已知的，中空杆24联接到轨道车辆的制动器并且由此将响应于活塞16的移动施加或释放制动器。制动活塞返回弹簧26定位在制动缸体10中，以便在入口20处缺少足够制动缸体压力的情况下使活塞16偏压到制动器释放位置中。压力缸体12包括位于压力圆顶22的相对端处的径向延伸的凸缘28以便联接到无压力头部14。

无压力头部14是大体圆锥形的并且具有从第一端34到第二端36逐渐变小的壁32，所述第一端具有与压力缸体12的直径相应的较宽直径，所述第二端具有较小直径。无压力头部14的第一端34包括与压力缸体12的凸缘28相应的径向地延伸凸缘38。压力缸体12的第二端36包括开口40，开口40通过锥形壁32的顶点而形成并且允许中空杆24延伸到制动缸体10外部并且与轨道车辆的制动器相互连接。如图2中看到的，无压力头部14的开口40由支撑中空杆24的环形支撑表面42限定，并且当中空杆24通过活塞16延伸与收回时允许中空杆24平移通过开口。无压力头部14还包括刮擦件44，其外部于开口40定位以便当其平移进出开口40时与中空杆24接合，由此排除来自无压力头部14的污染物。另选地，如图3中所见，唇部密封件46与O形环48可以定位在开口40周围以进一步密封无压力头部16与杆24之间的接口。由于无压力头部14优选地由诸如高性能玻璃填充尼龙的塑料复合材料制造。例如，从E.I.杜邦公司可获得的ZytelHTN51G35是可接受的复合物。支撑表面42、刮擦件44、与唇部密封件46全都可以与无压力头部14的剩余部分一体地形成。

如在图2和图3中进一步看到的，无压力头部14的内部包括一体地形成在其中的座50，以将制动活塞返回弹簧26支撑并且适当地定位在中空杆24周围。无压力头部14的内表面52还包括沿着锥形壁32的内表面52延伸的一系列等距定位的肋部54以提供结构支撑。除了提供结构稳定性以外，肋部54还用作用于活塞16的止动件以防止活塞超程。无压力头部14的凸缘38包括形成在其中并且围绕无压力头部14的整个周边隔开的一系列径向通风凹槽56。如上所述，肋部54和凹槽56当由塑料复合物制造时可以一体地形成无压力头部14。

参照图4和图5，压力缸体12与无压力头部14通过在制动缸体10周围周向地延伸并且捕获凸缘28和38的带60联接在一起。带60优选地是V状以包围与覆盖凸缘28和38。V状带60的端部62和64可以在V状带60固定地且紧固地定位在凸缘28和38上方以后通过单个紧固件66夹紧在一起，以将无压力头部14固定到压力缸体12。在端部28与38之间保留间隙68以允许排放可能积聚在制动缸体10内部的任何湿气。间隙68允许经由形成在无压力头部14的凸缘38中的径向通风凹槽56而在大气与无压力头部的内部之间的气动连通。制动缸体10可以以任何定向安装同时仍保持向下通风，因为在安装以前或以后，V状带可以是松散的并且重新定位，使得间隙68位于底部。不考虑定位，间隙68将通常与一个以上径向凹槽56对准以提供无压力头部14的向下排放。当V状带60覆盖凸缘28和38的交叉部并且由此防止任何污染物的侵入时，V状带60还避免了对于凸缘28与38之间的垫圈的需要。

可以以几种方式制造制动缸体10。例如，可以利用细丝缠绕复合物制造压力缸体12，其中内衬涂层施加到心轴并且然后高强度合成纤维以未固化环氧树脂湿绕在心轴周围直到获得期望的厚度。细丝可以是连续玻璃纤维或者其它高强度纤维，前提是此细丝提供需要经受充分加压缸体的内部压力的高张力强度。当湿的环氧树脂固化时，复合玻璃纤维与固化环氧树脂组成具有必要机械特性以经受高压的压力密封缸体。初始内衬涂层可以选择为提供用于活塞密封件的具有低摩擦的平滑表面。如图6中看到的，可以使用具有期望几何形状的内径并且两个压力缸体半部70面对面定位的心轴。两个半部70的几何形状然后如上所述构造。如图6中线A-A所示，制造轮廓包括位于两个半部70的面对面交叉部处的机加工的肋部72。在压力缸体半部70固化后，可以通过机加工肋部72将凸缘28和38机加工在两个压力缸体半部70上以限定两个凸缘28和38。然后可以沿着组成两个压力缸体12的线A-A在两个半部70的交叉部处通过机床切割来分离两个半部70。

参照图7，具有沿着与压力缸体12本体的直径匹配的半径定位在一系列弯曲的肋部80上的工业标准安装孔76和安装表面78的制动缸体安装支脚74可以跨越压力缸体12的其它直径放置。可以通过钢冲压件来制造支腿74以限定安装孔76、安装表面78以及肋部80。肋部80然后可以包覆以环氧树脂涂覆细丝82直到肋部80封装以足够厚度，以便在压力缸体12与肋部80之间提供永久的结构连接。

另选地，如在图8和图9中看到的，肋部80可以适配在机加工或模制在压力缸体12的外部直径中的凹槽84中，并且然后利用定位在压力缸体12的外部直径周围并且通过紧固件88张紧在那里的张紧条带86紧固到压力缸体12本体。当制动缸体加压时，在压力缸体12的外径中的凹槽56将在压力缸体12与安装支脚74之间传送大量纵向力。

参照图10，制动缸体10的入口20可以形成有管凸缘***件90，其在上述的湿敷处理过程中集成在压力缸体12的压力圆顶22中。管凸缘***件90设计为与标准轨道3/4英寸凸缘的螺栓和空气流动能力匹配，但是基于安装的特定标准其它构造也是可能的。***件90优选地包括具有正方形外几何形状(或者其它角几何形状)的基部92，使得一旦将***件90封装在环氧树脂细丝敷层上，它将机械地抵制旋转与泄露。如在图11中看到的，***件90还包括小直径颈部94，此小直径颈部94延伸通过压力圆顶22以减小湿润周边并且使加压空气从制动缸体10的任何泄露的可能性最小化。

另选地，如在图12中看到的，可以由钢或铝通过将冲压压力圆顶22焊接在通过在心轴上方拉伸以具有压力室12的期望尺寸而形成的管子上来制造压力缸体12。压力圆顶22包括在焊缝处的周向凸起96，凸起96具有适当地大于压力缸体12的OD的直径。凸缘28然后可以焊接在压力缸体12的另一端上或滚动到压力缸体12的另一端中以提供相应的周向凸起，所述凸起具有适当地大于压力缸体12的OD的直径以便附接无压力头部14。安装支架100适配在缸体12的压力圆顶端处的周向凸起96与通过在压力缸体12的无压力头部端处的凸缘28提供的周向凸起之间并且通过如上所述的张紧带86紧固。此方法避免了焊接在压力缸体12的工作长度中，并且由此，不需要机械抛光压力缸体12的内部直径来移除焊接工件。另选地，替代将压力圆顶22焊接在圆柱形管子上，还可以通过作为单个件的旋转压力缸体12来制造压力缸体12，压力缸体12包括位于无压力端部处的凸缘28以及位于圆顶端处的周向凸起96。

在不考虑制造技术的情况下，仍可以利用沿着如上所述压力缸体12和张紧条带86隔开的一系列径向凸起102附接安装支架100。例如，安装支架100可以包括一系列凹槽104，一系列凹槽104与沿着压力缸体12隔开的径向凸起102相应并且与之接合，由此提供了纵向止动件，当制动力发展时所述纵向止动件防止安装支架100沿着压力缸体12滑动。安装凸缘102可以通过一体夹具或通过单独的带夹具附接到压力缸体12。在装配过程中，可以将自固化、间隙填充材料的头部施加到凹槽104以填充压力缸体12上的凹槽104与凸起102之间的任何间隙。另选地，压力缸体12与安装凸缘100可以设有具有足够尺寸以承载来自制动缸体10的反应载荷的单个相应凸起102与凹槽104。在此实施方式中，可以在心轴缠绕压力缸体12的制造过程中制造接合凸起102，从而不需要对压力缸体12的外径进行机加工。

Claims (13)

1.一种制动缸体，其包括：

压力缸体，其具有开口与从所述开口向外延伸的第一凸缘；

无压力头部，其具有与所述压力缸体的所述第一凸缘邻接定位的第二凸缘并且包括形成在其中的多个径向凹槽；以及

带，其固定地围绕所述第一凸缘与第二凸缘延伸并且具有在所述带中限定间隙的第一端与第二端，所述间隙与所述无压力头部的所述第二凸缘中的所述多个径向凹槽中的至少一个对准。

2.根据权利要求1所述的制动缸体，其中，所述无压力头部还包括具有用于活塞杆的支撑表面的开口。

3.根据权利要求2所述的制动缸体，其中，所述无压力头部还包括用于活塞返回弹簧的座。

4.根据权利要求3所述的制动缸体，其中，所述无压力头部还包括用于活塞杆的刮擦件。

5.根据权利要求4所述的制动缸体，其中，所述无压力头部的内表面包括一系列肋部。

6.根据权利要求5所述的制动缸体，还包括定位在所述压力缸体中的活塞与联接到所述活塞的中空杆，所述中空杆从所述活塞延伸通过所述无压力头部的开口，以便与所述无压力头部的所述支撑表面和所述刮擦件接触。

7.根据权利要求6所述的制动缸体，还包括与所述压力缸体的所述活塞以及所述无压力头部的所述座接合的活塞返回弹簧。

8.根据权利要求1所述的制动缸体，还包括附接到所述压力缸体的一系列安装支脚。

9.根据权利要求8所述的制动缸体，其中，所述安装支脚通过环氧树脂涂覆的细丝附接到所述压力缸体。

10.根据权利要求8所述的制动缸体，其中，所述安装支脚定位在形成于所述压力缸体的外表面中的一组凹槽中并且通过条带紧固到所述压力缸体。

11.根据权利要求10所述的制动缸体，其中在所述安装支脚中的所述凹槽定位在形成于所述压力缸体的所述外表面上的相应一组径向凸起上方并且通过条带紧固到所述压力缸体。

12.根据权利要求1所述的制动缸体，其中，所述无压力头部包括塑料复合物。

13.根据权利要求1所述的制动缸体，其中，所述压力缸体包括细丝缠绕复合物。