CN111907497B - 一种集成制动装置及具有其的铁路货车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成制动装置及具有其的铁路货车，该集成制动装置包括制动缸部分，制动缸部分包括缸体总成和活塞组件，活塞组件能够沿缸体总成的轴向移动，以带动闸瓦挤压车轮或脱离车轮；还包括锁闭机构，锁闭机构包括第一部件、第二部件和驱动部件，第一部件与活塞组件固定连接，第一部件具有第一连接结构，第二部件具有第二连接结构，驱动部件用于驱动第二部件在第一位置和第二位置之间切换，处于第一位置，第一部件和第二部件通过第一连接结构和第二连接结构的配合相互锁定，处于第二位置，第二部件脱离第一部件。该集成制动装置在具备基础制动功能的基础上，在铁路货车制动停车后还能够实现自动驻车，节省了人力成本，提高了安全性。

Description

一种集成制动装置及具有其的铁路货车

技术领域

本发明涉及铁路车辆技术领域，特别是涉及一种集成制动装置及具有其的铁路货车。

背景技术

目前，铁路货车上采用集成制动缸对车辆进行制动。

集成制动缸主要包括缸体总成、活塞、活塞膜片、活塞杆和弹簧，制动时，压缩空气通过缸体总成的接口进入缸体内部，推动活塞膜片和活塞一起运动，带动活塞杆伸出，带动杠杆机构动作使闸瓦挤压车轮而产生制动力；解除制动时，压缩空气通过缸体总成上的接口排出，活塞和活塞膜片在弹簧的作用下，带动活塞缸缩回，带动杠杆机构动作使闸瓦脱离车轮而解除制动。可以理解，集成制动缸的制动力依靠的是缸体总成内充入的压缩空气。

铁路货车在无动力长时间停放时，缸体总成内的压缩空气会泄露，制动力下降，若无其他措施，车辆可能会溜逸而造成安全事故。

为此，在铁路货车长时间停放时需要对其进行驻车操作，以防止溜逸，现有对铁路货车实施驻车多是通过手动制动机或者铁鞋等其他人工防溜措施，也就是说通过人为操作来实现驻车功能，如此，加大了人力、物力成本，由于人为操作，所以也存在忘记进行驻车操作的可能，仍然存在安全隐患。

有鉴于此，如何实现铁路货车的自动驻车功能，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成制动装置及具有其的铁路货车，该集成制动装置在具备基础制动功能的基础上，在铁路货车制动停车后还能够实现自动驻车，节省了人力成本，提高了安全性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种集成制动装置，包括制动缸部分，所述制动缸部分包括缸体总成和活塞组件，所述活塞组件能够沿所述缸体总成的轴向移动，以带动闸瓦挤压车轮或脱离车轮；还包括锁闭机构，所述锁闭机构包括第一部件、第二部件和驱动部件，所述第一部件与所述活塞组件固定连接，所述第一部件具有第一连接结构，所述第二部件具有第二连接结构，所述驱动部件用于驱动所述第二部件在第一位置和第二位置之间切换，处于所述第一位置，所述第一部件和所述第二部件通过所述第一连接结构和所述第二连接结构的配合相互锁定，处于所述第二位置，所述第二部件脱离所述第一部件。

本发明提供的集成制动装置用于铁路货车，该集成制动装置在已有制动缸部分的基础上增设了锁闭机构，该锁闭机构的第一部件与制动缸部分的活塞组件固接，锁闭机构的驱动部件能够驱动第二部件与第一部件锁定或解锁，这样，当铁路货车制动停车后，需要驻车时，制动缸部分的活塞组件在充入压缩空气的作用下处于带动闸瓦挤压车轮的状态，即处于制动状态，此时，可控制驱动部件带动第二部件处于与第一部件相互锁定的第一位置，由于第一部件与制动缸部分的活塞组件固接，所以相当于通过第一部件锁定了活塞组件的位置，即使活塞组件保持在制动位置，即便因长时间停车后制动缸部分的缸体总成漏气，活塞组件在锁闭机构的作用下也始终处于施加制动力的位置，从而实现了驻车功能。该集成制动装置能够在铁路货车制动停车后实现自动驻车，节省了人力成本，避免了人为因素导致的安全隐患，安全性和可靠性高。

如上所述的集成制动装置，所述驱动部件包括气缸和位于所述气缸内的活塞元件，所述活塞元件与所述第二部件固定连接，所述活塞元件能够沿所述气缸的轴向移动以带动所述第二部件在所述第一位置和所述第二位置之间切换。

如上所述的集成制动装置，所述驱动部件还包括气源和弹性元件，所述气源与所述气缸连接，并配置成：所述气源向所述气缸内充气时，形成带动所述活塞元件向所述第二位置方向移动的气压力，所述弹性元件能够储备使所述第二部件向所述第一位置方向移动的弹性力。

如上所述的集成制动装置，所述第二部件固定连接有安装板，所述弹性元件的两端分别与所述安装板和所述气缸相抵。

如上所述的集成制动装置，所述锁闭机构还包括固定座，所述气缸通过所述固定座与所述缸体总成固定连接；所述固定座具有导向孔，所述第二部件插装于所述导向孔，能够沿所述导向孔的孔壁移动。

如上所述的集成制动装置，所述第二部件与所述导向孔之间设有衬套。

如上所述的集成制动装置，所述锁闭机构还包括手动操作机构，通过所述手动操作机构能够人为施力于所述第二部件，以带动所述第二部件由所述第一位置切换至所述第二位置。

如上所述的集成制动装置，所述手动操作机构包括安装座、连接杆和杠杆，所述安装座固设于所述气缸，所述连接杆与所述活塞元件固定连接，所述杠杆的一端与所述安装座铰接，且所述杠杆穿过所述连接杆，所述连接杆与所述杠杆配合的穿孔为沿所述第二部件移动方向延伸的长条孔，所述杠杆能够绕其铰接点转动至与所述连接杆相抵并拉动所述连接杆向所述第二位置方向移动的施力位置。

如上所述的集成制动装置，所述手动操作机构还包括弹性复位件，所述弹性复位件用于使所述杠杆自所述施力位置回复至非施力位置。

如上所述的集成制动装置，所述手动操作机构还包括锁固件，所述锁固件用于锁固所述杠杆和所述安装座的相对位置。

如上所述的集成制动装置，所述第一连接结构包括形成于所述第一部件的至少一个环形槽，所述第二连接结构包括形成于所述第二部件的齿部，所述齿部能够卡嵌于所述环形槽。

如上所述的集成制动装置，所述第一部件为套筒，所述活塞组件包括活塞杆，所述套筒外套固定于所述活塞杆，且所述环形槽形成于所述套筒能够伸出所述缸体总成的一端。

本发明还提供一种铁路货车，包括上述任一项所述的集成制动装置。

由于上述集成制动装置具有上述技术效果，所以包括该集成制动装置的铁路货车也具有相应的技术效果，此处不再重复论述。

如上所述的铁路货车，所述驱动部件包括气源、气缸和位于所述气缸内的活塞元件，所述活塞元件与所述第二部件固定连接，所述活塞元件能够沿所述气缸的轴向移动以带动所述第二部件在所述第一位置和所述第二位置之间切换；所述气源为所述铁路货车的列车管，所述列车管与所述气缸连接，用以向所述气缸内充气。

附图说明

图1为本发明所提供集成制动装置的一种具体实施例的结构示意图；

图2A和图2B为本发明所提供集成制动装置的原理简示图，分别为驻车施加状态和驻车解除状态；

图3为图1中集成制动装置的制动缸部分的剖面示意图；

图4为具体实施例中第一部件和第二部件相互锁定的结构示意图；

图5为图1中集成制动装置的锁定机构的一个视角下的结构示意图；

图6为图1中集成制动装置的锁定机构的另一视角下的结构示意图；

图7为图1中集成制动装置的锁定机构的剖面示意图。

附图标记说明：

制动缸部分100，缸体总成110，缸体111，端盖112，活塞组件120，活塞121，活塞杆122，复位弹簧130；

锁闭机构200，第一部件210，环形槽211，第二部件220，齿部221，气缸230，接口部231，活塞元件240，弹性元件250，安装板260，固定座270，导向孔271，耳板272，衬套280，安装座291，连接杆292，穿孔2921，杠杆293，弹性复位件294；

制动缸管310，列车管320。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

为便于理解和描述简洁，下文结合集成制动装置及具有其的铁路货车一并说明。

请参考图1至图2B，图1为本发明所提供集成制动装置的一种具体实施例的结构示意图，图2A和图2B为本发明所提供集成制动装置的原理简示图，分别为驻车施加状态和驻车解除状态。

铁路货车包括集成制动装置，集成制动装置用于车辆的制动，本文主要对集成制动装置进行了改进，铁路货车的其他结构不再详细说明。

该实施例提供的集成制动装置，包括制动缸部分100和锁闭机构200。

制动缸部分100包括缸体总成110和活塞组件120，活塞组件120能够沿缸体总成110的轴向移动，以带动铁路货车的闸瓦挤压车轮而实现制动，或者带动铁路货车的闸瓦脱离车轮而解除制动。

实际应用中，缸体总成110内可充入压缩空气，当压缩空气充入缸体总成110时，在气压的推动下，活塞组件120可相对缸体总成110伸出，带动与其连接的杠杆机构使闸瓦挤压车轮而制动。

锁闭机构200包括第一部件210、第二部件220和驱动部件，第一部件210与制动缸部分100的活塞组件120固定连接，第一部件210具有第一连接结构，第二部件220具有第二连接结构，驱动部件用于驱动第二部件220在第一位置和第二位置之间切换，并配置成：

处于第一位置，第一部件210和第二部件220通过第一连接结构和第二连接结构的配合相互锁定；

处于第二位置，第二部件220脱离第一部件210，即两者处于非锁定状态。

可以理解，在第一位置，因第一部件210与活塞组件120相对固定，第二部件220与第一部件210相互锁定后，即锁定了活塞组件120的位置。

如上，该集成制动装置在已有制动缸部分100的基础上增设了锁闭机构200，该锁闭机构200的第一部件210与制动缸部分100的活塞组件120固接，锁闭机构200的驱动部件能够驱动第二部件220与第一部件210锁定或解锁，这样，当铁路货车制动停车后，需要驻车时，制动缸部分100的活塞组件120在充入压缩空气的作用下处于带动闸瓦挤压车轮的状态，即处于制动状态，此时，可控制驱动部件带动第二部件220处于与第一部件210相互锁定的第一位置，如图2A所示，由于第一部件210与制动缸部分100的活塞组件120固接，所以相当于通过第一部件210锁定了活塞组件120的位置，也就是使活塞组件120保持在制动位置，即便因长时间停车后制动缸部分100的缸体总成110漏气，活塞组件120在锁闭机构200的作用下也始终处于施加制动力的位置，从而实现了驻车功能；在需要解除驻车时，锁闭机构200的驱动部件可驱动第二部件220使其脱离第一部件210而解锁，此时不受锁闭机构200的限制，制动缸部分100的活塞组件120可根据其受力状态伸出或缩回，实现正常的制动功能，如图2B所示。

该集成制动装置能够在铁路货车制动停车后实现自动驻车，节省了人力成本，避免了人为因素导致的安全隐患，安全性和可靠性高。

请一并参考图3，图3为图1中集成制动装置的制动缸部分的剖面示意图。

该实施例中，制动缸部分100的缸体总成110包括缸体111和端盖112，活塞组件120包括活塞121和与活塞121固接的活塞杆122，活塞杆122穿过端盖112，这样，活塞杆122位于缸体111外的部分能够与杠杆机构连接而作用于闸瓦；在活塞121与端盖112之间设有复位弹簧130。

在铁路货车需要制动时，向缸体111内充入压缩空气，通常，缸体111通过制动缸管310与压缩空气源连接，在气压力的作用下，活塞组件120向外伸出，带动杠杆机构动作使闸瓦挤压车轮而产生制动力；解除制动时，缸体111内的空气通过制动缸管310排出，在复位弹簧130的作用下，活塞组件120向内缩回，带动杠杆机构动作使闸瓦脱离车轮而解除制动。

实际应用中，集成制动装置的制动缸部分100可采用现有的结构，这样，可以对已有的制动缸部分100进行改进，在其上增设前述锁闭机构200，使铁路货车已有的制动结构通过简单的改进增设自动驻车功能，可避免设计新的集成制动装置，节约成本。当然，制动缸部分100也可重新设计，其作用原理与已有类似。

实际设置时，锁闭机构200的第一部件210和第二部件220的相互锁定的结构有多种具体方式，比如设为棘轮锁闭，或者凸轮锁闭等，下面主要介绍一种结构相对简单且工作可靠的锁闭机构200。

请一并参考图4至图7，图4为具体实施例中第一部件和第二部件相互锁定的结构示意图；图5为图1中集成制动装置的锁定机构的一个视角下的结构示意图；图6为图1中集成制动装置的锁定机构的另一视角下的结构示意图；图7为图1中集成制动装置的锁定机构的剖面示意图。

该实施例中，第一部件210的第一连接结构具体为环形槽211，第二部件220的第二连接结构为能够与环形槽211卡嵌的齿部221。这样设置，组装时，对第一部件210和第二部件220的连接结构的配合要求降低，只要第二部件220处在环形槽211的周向位置上，能够在驱动部件的驱动下与环形槽211卡嵌实现类似于齿啮合的功能即可。对于第二部件220的布置位置要求较低，灵活性高，可合理利用车辆安装空间。

具体的，第一部件210可以设为套筒的形式，套筒外套固定于制动缸部分100的活塞杆122，如图3所示，显然，套筒也穿过端盖112，且其环形槽211设置在套筒能够伸出缸体总成110的一端，以便于第二部件220配合。

更具体的，为确保第一部件210和第二部件220锁止的可靠性，及进一步降低组装位置要求，套筒上可以设置多个环形槽211，第二部件220的齿部221也可以设置多个，锁止时，每个齿部221都卡嵌在一个环形槽211内；可以理解，环形槽211的数目和齿部221的数目不必要相同，当然可以相同设置。

该实施例中，锁闭机构200的驱动部件包括气缸230和位于气缸230内的活塞元件240，活塞元件240与第二部件220固定连接，活塞元件240能够沿气缸230的轴向移动以带动第二部件220在与第一部件210锁定的第一位置和与第一部件210解锁的第二位置之间切换。

第二部件220具体可以设置呈杆状或者柱状结构，其一端与活塞元件240固接，另一端形成有齿部221。

该实施例中，活塞元件240的移动通过气压力和弹性力的方式实现，具体的，驱动部件还包括气源和弹性元件250，其中，气源与气缸230连接，具体可以在气缸230上开设接口部231，通过法兰盘等形式连接接管，接管再与气源连接。

气源和弹性元件250具体配置成：气源向气缸230内充气时，形成带动活塞元件240向第二位置方向移动的气压力，同时，弹性元件240能够储备使第二部件220向第一位置方向移动的弹性力。

结合图4和图7，气缸230内充气时，气压力推动活塞元件240上移(以图7所示方位)，带动第二部件220向远离第一部件210的方向移动，从而脱离第一部件210，解除对活塞组件120的锁定，此过程中，弹性元件240能够储备使第二部件220向靠近第一部件210方向移动的弹性力；气缸230放气时，在弹性元件240储备的弹性力的作用下，活塞元件240下移(以图7所示方位)，带动第二部件220向靠近第一部件210的方向移动，并与第一部件210锁定。

如前所述，在实际应用中，该锁闭机构200主要起到实现自动驻车的功能，即在铁路货车处于无动力停车的状态下，将制动缸部分100的活塞组件120锁死在施加制动力的位置，所以在实际设置时，铁路货车的列车管320(标示图2A和图2B中)可以作为气缸230的气源。

因铁路货车在行驶状态或正常制动时，列车管320均会充风，即向气缸230内充气，所以第二部件220可保持在于第一部件210解锁的状态，不会影响铁路货车的正常运行时的制动；铁路货车在无动力停止的状态下，列车管320不会充风，也即不会向气缸230内充气，此时，因铁路货车已处于制动状态，即制动缸部分100的活塞组件120处于施加制动力的状态，所以第二部件220在弹性元件240的作用下能够与第一部件210处于锁定状态，即将活塞组件100锁死在制动位置，实现驻车。如此，根据铁路货车列车管320的工作状态，将其作为锁闭机构200的气缸230的气源，即可实现锁闭机构的自动操作，结构简单。

当然，实际设置时，也可以给气缸230设置单独的气源，此时可以通过控制器与车辆通信，获取车辆信息来驱动第二部件的动作，实现自动驻车功能。

该实施例中，为方便弹性元件240的组装，在第二部件220靠近气缸230的一端固接有安装板260，弹性元件240外套于第二部件220，且其两端分别与气缸230和安装板260相抵。

该实施例中，锁闭机构200还包括固定座270，气缸230通过固定座270与缸体总成110固定连接，如此，整个锁闭机构200与缸体总成110固接，这样与制动缸部分100集成为一个模块化结构，方便组装。

同时，固定座270还可以为第二部件220提供导向，以确保其与第一部件210配合的准确性和可靠性。

具体的，如图7所述，固定座270具有导向孔271，第二部件220穿过导向孔271，能够在活塞元件240的带动下沿导向孔的孔壁移动，即导向孔271的孔壁为第二部件220提供导向作用。

更具体的，在第二部件220与导向孔271之间设有衬套280，以缓解两者之间的摩擦，提高两者的使用寿命。衬套280具体可以选用滚衬套，耐磨性高。

固定座270的外壁可以设置向外延伸的耳板272，在耳板272上开设安装孔，通过紧固件将固定座270与缸体总成110固接，可以理解，实际中，缸体总成110的缸体111需要有较好的密闭性，所以固定座270优选与缸体总成110的端盖112固定连接。

耳板272的数目和位置可根据实际需要来设置，不限于图中所示。

该实施例中，锁闭机构200还设有手动操作机构，通过手动操作机构能够人为施力于第二部件220，以带动第二部件220由与第一部件210锁定的第一位置切换至与第一部件210解锁的第二位置。

手动操作机构的设置可以在锁闭机构200故障或检修等其他需要情况下，人为解除驻车。

该实施例中，手动操作机构包括安装座291、连接杆292和杠杆293，安装座291固设于气缸230，连接杆292与活塞元件240固定连接，杠杆293的一端与安装座291铰接，且杠杆293穿过连接杆292，其中，连接杆292与杠杆293配合的穿孔2921为沿第二部件220移动方向延伸的长条孔，也就是说，杠杆293的活动受限于穿孔2921的长度。杠杆293能够绕其铰接点转动至与连接杆292相抵并拉动连接杆292向第二位置方向移动的施力位置。

显然，手动操作机构位于气缸230远离固定座270的一端，也就是说，手动操作机构的安装座291和固定座270分别固定在气缸230的两端。

以图5至图7所示方位，需要手动解除驻车时，人为向上转动杠杆293，使杠杆293与连接杆292的穿孔2921的顶壁抵接，继续向上抬升杠杆293，则带动连接杆292向上移动，而连接杆292与活塞元件240固接，活塞元件240又与第二部件220固接，所以可带动第二部件220一起上移而脱离第一部件210。

图7所示状态即人为作用于杠杆293带动第二部件220处于与第一部件210解锁的第二位置。

具体的，手动操作机构还包括弹性复位件294，该弹性复位件294用于使杠杆293自施力位置回复至非施力位置。

这样，当人为施加于杠杆293的力消失后，在弹性复位件294的作用下，杠杆293可回复至原位，不影响锁闭机构200的自动操作。

具体的，弹性复位件294的两端与杠杆293和固定座270连接。

具体的，该手动操作机构还包括锁固件，该锁固件可以将杠杆293和安装座291的相对位置锁定，在实际应用中，若需要将锁闭机构200的第二部件220一直保持在第二位置，而不受气缸230的气源影响，则可在手动抬升杠杆293将第二部件220移动至第二位置后，利用锁固件将杠杆293与安装座291的位置锁定。

显然，该锁固件是可拆卸的，该案中，锁固件具体可以是穿过杠杆293和安装座291的锁销等结构。

手动操作机构除了上述结构外，还可以简单设置为与活塞元件240连接的闸线等形式，通过人为拉动闸线带动第二部件220向第二位置方向移动。

以上对本发明所提供的一种集成制动装置及具有其的铁路货车均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种集成制动装置，包括制动缸部分，所述制动缸部分包括缸体总成和活塞组件，所述活塞组件能够沿所述缸体总成的轴向移动，以带动闸瓦挤压车轮或脱离车轮；其特征在于，还包括锁闭机构，所述锁闭机构包括第一部件、第二部件和驱动部件，所述第一部件与所述活塞组件固定连接，所述第一部件具有第一连接结构，所述第二部件具有第二连接结构，所述驱动部件用于驱动所述第二部件在第一位置和第二位置之间切换，处于所述第一位置，所述第一部件和所述第二部件通过所述第一连接结构和所述第二连接结构的配合相互锁定，处于所述第二位置，所述第二部件脱离所述第一部件；

所述驱动部件包括气缸和位于所述气缸内的活塞元件，所述活塞元件与所述第二部件固定连接，所述活塞元件能够沿所述气缸的轴向移动以带动所述第二部件在所述第一位置和所述第二位置之间切换；

所述第一连接结构包括形成于所述第一部件的至少一个环形槽，所述第二连接结构包括形成于所述第二部件的齿部，所述齿部能够卡嵌于所述环形槽。

2.根据权利要求1所述的集成制动装置，其特征在于，所述驱动部件还包括气源和弹性元件，所述气源与所述气缸连接，并配置成：所述气源向所述气缸内充气时，形成带动所述活塞元件向所述第二位置方向移动的气压力，所述弹性元件能够储备使所述第二部件向所述第一位置方向移动的弹性力。

3.根据权利要求2所述的集成制动装置，其特征在于，所述第二部件固定连接有安装板，所述弹性元件的两端分别与所述安装板和所述气缸相抵。

4.根据权利要求1所述的集成制动装置，其特征在于，所述锁闭机构还包括固定座，所述气缸通过所述固定座与所述缸体总成固定连接；所述固定座具有导向孔，所述第二部件插装于所述导向孔，能够沿所述导向孔的孔壁移动。

5.根据权利要求4所述的集成制动装置，其特征在于，所述第二部件与所述导向孔之间设有衬套。

6.根据权利要求1所述的集成制动装置，其特征在于，所述锁闭机构还包括手动操作机构，通过所述手动操作机构能够人为施力于所述第二部件，以带动所述第二部件由所述第一位置切换至所述第二位置。

7.根据权利要求6所述的集成制动装置，其特征在于，所述手动操作机构包括安装座、连接杆和杠杆，所述安装座固设于所述气缸，所述连接杆与所述活塞元件固定连接，所述杠杆的一端与所述安装座铰接，且所述杠杆穿过所述连接杆，所述连接杆与所述杠杆配合的穿孔为沿所述第二部件移动方向延伸的长条孔，所述杠杆能够绕其铰接点转动至与所述连接杆相抵并拉动所述连接杆向所述第二位置方向移动的施力位置。

8.根据权利要求7所述的集成制动装置，其特征在于，所述手动操作机构还包括弹性复位件，所述弹性复位件用于使所述杠杆自所述施力位置回复至非施力位置。

9.根据权利要求7所述的集成制动装置，其特征在于，所述手动操作机构还包括锁固件，所述锁固件用于锁固所述杠杆和所述安装座的相对位置。

10.根据权利要求1-9任一项所述的集成制动装置，其特征在于，所述第一部件为套筒，所述活塞组件包括活塞杆，所述套筒外套固定于所述活塞杆，且所述环形槽形成于所述套筒能够伸出所述缸体总成的一端。

11.铁路货车，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的集成制动装置。

12.根据权利要求11所述的铁路货车，其特征在于，所述驱动部件包括气源、气缸和位于所述气缸内的活塞元件，所述活塞元件与所述第二部件固定连接，所述活塞元件能够沿所述气缸的轴向移动以带动所述第二部件在所述第一位置和所述第二位置之间切换；所述气源为所述铁路货车的列车管，所述列车管与所述气缸连接，用以向所述气缸内充气。

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