阅读说明：本技术 制动执行器 (Brake actuator ) 是由 T·佩尔松 G·雷恩伯格 于 2019-03-08 设计创作，主要内容包括：一种用于铁路车辆制动系统的制动执行器,具有构造成向制动系统提供制动力的推力套筒(22)和可在推力套筒(22)中在释放位置和锁定位置之间轴向移动的滑动件(30A)。执行器(1)还具有由弹簧装置(29)偏压并与锚固构件(36)连接的活塞(24)。多个滚珠(33)设置在滑动件(30)和锚固构件(36)之间的套筒(22)的相应开口(32)中。在锁定位置,滚珠(33)被构造成在滑动件(30A)的轮廓表面的作用下移动,以将锚固构件(36)与套筒(22)轴向联接。在释放位置,滚珠(33)被构造成使锚固构件(36)与套筒(22)轴向地脱开。轮廓滑动表面具有锁定凹槽,该锁定凹槽构造成当滑动件(30A)处于锁定位置时接合地接收滚珠(33)。(A brake actuator for a railway vehicle brake system has a thrust sleeve (22) configured to provide a braking force to the brake system and a slide (30A) axially movable in the thrust sleeve (22) between a release position and a locked position. The actuator (1) also has a piston (24) biased by spring means (29) and connected to the anchor member (36). A plurality of balls (33) are disposed in respective openings (32) of the sleeve (22) between the slider (30) and the anchoring member (36). In the locking position, the balls (33) are configured to move under the action of the profiled surface of the slider (30A) to axially couple the anchoring member (36) with the sleeve (22). In the release position, the balls (33) are configured to axially disengage the anchor member (36) from the sleeve (22). The contoured sliding surface has a locking groove configured to engagingly receive a ball (33) when the slider (30A) is in the locked position.)

制动执行器

技术领域

本发明涉及铁路车辆的制动，并且特别涉及一种包括制动执行器的停车制动或紧急制动系统，该制动执行器作用在包括在铁路车辆制动器中的制动气缸上。

背景技术

铁路车辆通常配备有制动系统，该制动系统具有在气动作用下可移动的活塞，该活塞引起车辆车轮的制动作用。

通常，诸如停车或紧急情况的系统与反应器一起使用，其目的在于不随加压流体的压力而变化。在这种制动执行器中，通过弹簧提供制动力，在没有加压流体的情况下响应于压力而施加制动效果。一旦制动执行器被致动，则执行器停止，直到执行器中的压力恢复。

反映上述背景技术的道路车辆标记制动系统可从WO2008/085128A1中获知。EP2154040B1中公开了另一种已知的包括停车或紧急制动执行器的铁路车辆的耙系统。尽管这些已知的系统代表了功能良好的设计，但是仍然存在改进的空间。

在制动系统的这个技术领域中，空间的经济性以及因此安装尺寸的有效利用变得越来越重要。这使得可用空间的利用效率提高，从而使得制动系统和其中包括的部件的设计紧凑。此外，制造、装配和安装的经济性也是越来越相关的因素。

发明内容

在这种背景下，本发明的目的是提供一种制动执行器，其相对于现有技术有所改进，并且特别有利于有效利用可用的安装尺寸。

本发明的另一个目的是提供一种制动执行器，其有利于制造、组装和安装的经济性。

这些目的以及将从以下描述中出现的其他目的现在已经通过所附独立权利要求中阐述的技术实现；优选实施例在相关的从属权利要求中限定。

在第一方面，提供了一种用于轨道车辆的制动气缸的制动器。该制动执行器包括：推力套筒，其构造成向制动系统提供制动力；以及滑动件，其轴向可移动地安装在推力套筒中，并位于释放位置和锁定位置之间。此外，制动执行器包括活塞，该活塞由连接到锚固构件的弹性装置偏压或驱动。多个滚珠设置在滑动件和锚固构件之间的推力套筒的相应开口中。在锁定位置，滚珠被构造成在滑动件的轮廓表面(profiled surface)的作用下移动，以相对于套筒采取突出位置，从而将锚固构件与推力套筒轴向联接。在释放位置，滚珠配置成相对于套筒处于缩回位置，以使锚定构件与推力套筒轴向脱开。滑动件的轮廓表面包括锁定凹槽，该锁定凹槽构造成当滑动件处于缩回位置时接合地接纳滚珠。锁定凹槽沿圆周定向并沿滑道的圆周连续延伸。

这种结构具有滑动可以旋转对称的优点。因此，制造和装配的复杂性大大降低，同时提供了载片的坚固设计。因此，总体生产经济性提高了，同时考虑了制动执行器的可靠性、疲劳和寿命的规定要求。

旋转对称特征实际上使得滑动件的整个圆周表面能够执行相同的功能。因此，滑动件可以与球的数量无关地使用和/或可以简单地在磨损的情况下旋转而不是被更换。这提高了滑动件和执行器的灵活性和长期性，并且还便于减少维护。

在一个实施例中，轮廓滑动表面包括释放凹槽，该释放凹槽构造成当滑动件处于释放位置时接合地接收滚珠。释放凹槽沿圆周定向并沿滑道的圆周连续延伸。

释放凹槽和/或锁定凹槽可以各自包括平行于滑动件的中心轴线延伸的圆柱形部分。

在一个实施例中，所述锚固构件包括具有开口端部的环形部分和设置有中心布置的孔的中间部分，所述开口端部被构造成接收所述推力套管，所述孔的直径基本上小于所述开口端部的直径。

推力套筒可包括圆柱形部分和中空轴部，该中空轴部具有比圆柱形部分的外径小得多的外径。因此，即使锚固构件设置有封闭端，中空轴部仍可由锚固构件容纳。

在一个实施例中，中空轴部构造成突出穿过中心布置的孔口。因此，中空轴部可以穿过压力室突出以作用在制动缸上。

中空轴部分中空轴部可包封并容纳作用于滑动件上的弹性构件。因此，滑动件被偏压到锁定位置。

在另一实施例中，该滑动件包括接纳在所述环形部分中的头部和具有基本上较小的直径且接纳在所述中空轴部中的尾部。由此，滑动件构造成由推力套筒的中空轴部径向地支撑。

锚固构件可以接收在其中以与其形成齐平的侧表面和/或横向表面。因此，推力套筒可以邻接活塞和锚固构件，由活塞和锚固构件支撑并且抵靠活塞和锚固构件滑动。

在另一个实施例中，锚固构件包括内周向延伸的凹槽，该凹槽被构造成在其附连位置上接纳和接合多个滚珠。因此，滚珠可以采用相对于推力套筒的突出位置，由此锚固构件经由滚珠轴向地联接到推力套筒。

该滑动件可包括从释放凹槽延伸到锁定凹槽的过渡凹槽，并可具有弯曲部分。过渡凹槽可沿滑道的圆周周向定向并连续地延伸。由此，滑动件提供了滚珠从锁定位置到释放位置以及从释放位置到锁定位置的平滑的逐渐过渡。

在又一实施例中，制动执行器包括释放装置，其构造成将滑动件从其锁定位置驱动到其释放位置。由此，可以手动地解除制动缸对推力套筒的中空轴部施加的力的作用。

在第二方面，提供了一种用于轨道车辆的制动气缸的制动器。该制动器包括：推力套筒，其构造成向制动系统提供制动力；以及滑动安装在推力套筒中的轴，其可在释放位置和锁定位置之间滑动。此外，制动执行器包括活塞，该活塞由连接到锚固部件的弹性装置偏压或驱动，多个滚珠设置在滑动件和锚固部件之间的轴套的相应开口中。在锁定位置，滚珠被构造成在滑动件的轮廓表面的作用下移动以采取相对于推力套筒的突出位置，从而使锚固构件与推力套筒轴向联接。在该释放位置，滚珠配置成相对于推力套筒处于缩回位置，以使锚固构件与推力套筒轴向地分离。该锚固构件包括具有接纳推力套管的开口端部的环形部分和具有中心布置的孔的底端部分。

设有底端部分的锚固构件的构造可减小中空轴部相对于推力套管的直径，同时其可由锚固构件径向支承。此外，锚固构件的构造还有助于形成包括活塞和锚固构件的底端部分的气动表面。气动表面暴露于压力室的压力下，该压力室的表面上设置有加压流体气动装置。因此，气动表面增大，安装尺寸得到改善。

在第二方面的一个实施例中，该防尘套包括圆柱形部分和中空轴部，该中空轴部的直径基本上小于该圆柱形部分的直径。中空轴部收容在中央设置的孔中。

在此方面，提供了一种车辆制动系统，其包括分别根据第一和第二方面的制动执行器。根据上述优点，具有这种制动执行器臂的车辆制动系统改进了生产经济性和鲁棒性，并且改进了制动系统所需的安装尺寸。

附图说明

下面将通过多个非限制性的实施例并参考示意性附图来更详细地说明本发明及其相关优点，其中：

图1是根据一个实施例的制动执行器的立体图，

图2是图1的制动器执行器的示例性驻车制动器实施方式的侧视图。

图3是处于释放和完全执行状态的图1的制动执行器的截面侧视图，

图4是处于锁定和释放状态的制动执行器的等距局部截面图，

图5是制动执行器在锁定和执行状态下的等距局部截面图，

图6是处于释放和执行状态的制动执行器的等距局部剖视图，并且

图7是包括在图1-6的制动执行器中的某些部件的分解等距视图。

具体实施方式

参考图1和2，描述了用于启动制动器3的执行能力的制动执行器1的一种可能实施方式，该执行器适于作用在制动缸2上。一种铁路车辆制动系统的制动执行机构。

现在将参照图3对制动执行器1及其特征进行总体描述，执行器1包括具有基部构件19和圆柱形部分25的外壳或主体20。基部构件19具有相对于制动缸2的开口21。开口21是圆形开口，其滑动地接收套筒22形状的推力构件，该推力构件借助于密封装置23(例如O型密封圈)以密封方式装配在开口21中。

此外，制动执行器1包括安装在主体20的圆柱形部分25中的活塞24，并且与主体20一起限定了图4所示的压力室26。通过导管13向压力室26供给加压流体(见图1)。活塞24可在加载位置和执行位置之间移动，在加载位置中弹簧29形式的弹性装置被压缩，在执行位置中弹簧29相对于加载位置至少部分地释放。活塞24和汽缸25之间的密封由密封件27提供。

活塞24在其中心包括环形空间或孔口17，推力套筒22通过该环形空间或环形空间移动。特别地，如图3所示，推力套筒22包括圆柱形部分22A和中空轴部分22B，该中空轴部分22B的直径基本上小于圆柱形部分22A的直径。圆柱形部分22A滑动地接纳在活塞24的孔口17中，而中空轴部分22B滑动地接纳在基部构件19的开口21中。在本示例中由弹簧29形成的弹性装置连续地将活塞24推向其执行位置。

滑动件30进一步设置在推力套筒22内，并适于在锁定位置和释放位置之间轴向平移，如将进一步解释的。在图3的示意图中，滑动件30处于释放位置，活塞24处于完全执行位置。

制动执行器1还包括锚固构件36，锚固构件36被接纳在活塞24的环形孔口17中，并且成形具有与活塞24的轴向内表面16轴向齐平的轴向齐平表面18。另外，锚固构件36被接纳在活塞24中，锚固构件36与活塞24形成大致齐平且面向压力室26的横向表面14。在这种情况下，横向表面14是压力室26的加压流体作用在其上的气动表面。因此，压力室26的压力直接将气动力施加到活塞24和锚固构件36(即横向表面14)上。

锚固构件36包括环形部分36A，环形部分36A环绕推力套筒22并且具有与推力套筒22的圆柱形部分22A的外径相对应的内径，以允许推力套筒22的圆柱形部分在其中横向移动。锚固构件36的环形部分36A具有开口端部36B和底端部分36C，该下部底端基本封闭并设有中心布置的孔口36D，该孔口36D滑动地接收推力套筒22的中空轴部分22B，从而允许推力套筒22平移通过该处。底端部分36C可以是盘形的，如图3所示，并且设有中心布置的孔36D。

推力套筒22的中空轴部分22B的外径与气缸25的内径之间的尺寸比可以在0.08-0.15的范围内；优选小于0.1.在一个示例性实施方案中，尺寸比为约0.09。

选定的尺寸比有利于在压力室26中的预定准备压力和预定安装尺寸，即圆柱部分25的直径的限制参数下实现，本设计能够增加执行力，因为使用相同的安装尺寸能够容纳相对较大的弹簧力。

因此，本文所述的制动执行器1实现了每安装/安装尺寸的改进的执行力。因此，由于执行器可以具有更紧凑的设计，所以可以更有效地利用可用的安装尺寸。

推力套筒22和锚固部件36的底端部分36C之间的密封由密封件28提供。

制动执行器1包括多个滚珠33，在所述的例子中为十个滚珠33，它们设置在滑动件30和锚固部件36和/或活塞24之间的推力衬套22的相应圆形开口32中，开口32围绕推力套筒22的周边间隔开并均匀分布，并横向于其纵向轴线延伸。

滚珠33具有与开口32的直径匹配的直径，并且具有适于占据与滑动件30的锁定位置相对应的相对于推力套筒22的径向向外突出位置和与滑动件30的释放位置相对应的相对于推力套筒22的缩回位置的横截面。

当滑动件30处于锁定位置时，锚固构件36适于通过与滚珠33接合而轴向驱动推力套筒22，如图4和5所示，相反地，当滑动件30处于释放位置时，锚固构件36与推力套筒22轴向脱离，如图3和6所示。

在滑动件30的侧面38A-D的作用下，使滚珠33径向向外移动以采取突出位置。

滑块滑动件30通过设置在滑动件30和推力套筒22之间的弹簧31形式的弹性装置永久地偏压向其锁定位置，特别地，弹簧31设置在推力套筒22的中空轴部分22B中，滑动件30容纳在该中空轴部分中。

如图3所示，滑动件30包括头部30A和尾部30B，其形状为推杆，如图7的详细视图所示，尾部30B容纳在推力套筒22的中空轴部分22B中，如图3所示。

参照图7，滑动件30关于其中心轴线C旋转对称。特别地，头部30A是旋转对称的。头部30A包括倒角的轮廓表面38，特别地，头部30A被倒角以包括一系列周向且连续延伸的凹槽38A、38B、38C、38D。这些凹槽从头部30A的与尾部30B相对的端部开始，形成一系列半径逐渐增大的凹槽38A、38B、38C、38D。因此，滑动件30设有侧向延伸的轮廓表面38，该轮廓表面的半径沿滑动件30的轴向方向朝向尾部30B逐渐增大。因此，滑动件30的每个横截面具有恒定的半径。

滑动件30包括两个圆柱形部分，这两个圆柱形部分提供了窄的释放凹槽38A和扩展的锁定凹槽38C。弯曲的过渡凹槽38B在释放凹槽38A和扩张的锁定凹槽38C之间延伸。直径大于锁定凹槽38C的跟部槽38D为滑动件30提供了用于在轴向方向上将滚珠33保持在锁定凹槽38C上的止动件。

过渡凹槽38B包括圆弧形轮廓部分，其可以具有与滚珠33的半径相似的半径，由此滚珠33在从释放凹槽38A到锁定凹槽38C的相应滚珠过渡中的圆弧形线上与释放凹槽38B的表面接触，反之亦然。

当滑动件30从释放位置平移到锁定位置时，轮廓表面38的相应凹槽38A-38D与滚珠33接合，以使滚珠33径向向外移动并采取锁定位置，在该锁定位置，滚珠33与锚固构件36接合。

滚珠33的数量可以根据多个参数选择，包括但不限于弹簧29的约束力，滚珠33的数量可以在三到十六的范围内。在这里描述的例子中，滚珠33的数量是十个。

固定构件锚固构件36包括一个沿圆周延伸的局部凹陷，其形状为内凹槽15，用于在其各自的释放位置容纳滚珠33，该释放位置对应于相对于推力套筒22的突出位置，凹槽15径向向外突出到齐平表面18中，并且其横截面可以包括两个相对的斜面，这两个斜面分别提供上边界和下边界，在它们之间形成侧表面。斜面可以是线性的。

制动执行器1还包括释放装置50，其适于通过压缩弹簧31将滑动件30推入推力套筒22中，因此释放装置50适于使滑动件30从其锁定位置移动到其释放位置，如图6所示。

现在将参照附图说明作为驻车制动器的制动器执行装置1的操作。

在图4中，制动执行器1处于加载或负载状态。加压流体回路(未示出)通常经由管道13(见图1)对压力室26加压，并且通过在活塞24和轴向地作用在活塞24上的锚固构件36上施加气动压力而将活塞24保持在其高充填位置，从而迫使活塞24压缩弹簧29。

在图4所示的位置，滑动件30由于弹簧31的偏压而处于其锁定位置，在该位置，锚固构件36和推力套筒22通过与滚珠33接合而通过与推力套筒22联接的凹槽15轴向联接/接合。如图所示，滚珠33相对于推力套筒22位于所述的伸出位置。

每个球33靠在相应开口32的周边上，并横向地卡在锚固构件36的凹槽15和锁定凹槽38C之间。

当布置在它们各自的锁定位置和布置在它们各自的释放位置时，滚珠33放置在圆上。该圆配置在制动执行器1的横断面内，且与中心轴线CA同轴(参照图4)。如从图4和7中理解的，轴线CA和C在公共轴线上重合。

当滚珠33同时从它们各自的释放位置朝向它们各自的锁定位置移动时，圆的直径以均匀的方式对称地扩大，并且当滚珠33同时从它们各自的锁定位置朝向它们各自的释放位置移动时，圆的直径以均匀的方式对称地减小。

当滚珠33处于锁定位置时，凹槽15与开口32和锁定凹槽38C重合。当滚珠33处于释放位置时，滑动件30的头部30A靠在或基本上邻接推力套筒22的环形部分22A的底端部分上，并且开口32与释放凹槽38A重合。

推力套筒22中的开口32的中心轴线对称地布置在制动执行器1的横向平面中。

凹槽15以这样的方式形成在锚固构件36中，即当推力套筒22的环形部分22A靠在或邻接下锚固构件的底端部分36C的盘形上时，凹槽15与推力套筒22的开口32重合。

此外，凹槽15以这样的方式形成在锚固构件36中，即，当活塞24处于其加载位置并且推力套筒22也处于其加载位置时，凹槽15与推力套筒22的开口32重合。

从图4的位置，压力室26中的压力下降导致弹簧29的弹簧力克服共同施加在活塞24和锚固构件36上的合成气动力，由此活塞24在驱动或偏压锚固构件36和推力套筒22的作用下被推向执行位置，由于滚珠33处于突出位置，锚固构件36因此在其轴向运动中驱动地接合滚珠33，由此滚珠33驱动地接合推力套筒22，推力套筒22的中空轴部分22B因此导致轴向平移通过基部构件19中的开口21，因此从主体20突出以向制动缸2提供制动力，如图4和5所示。

致动执行器1的制动力可以通过对压力室26加压以克服弹簧29的弹簧力而被中止。

或者，执行器1的制动力可以借助于释放装置50来中止。

释放装置50的接合使得滑动件30采取释放位置，由此滚珠33在滑动件30的轮廓38A、38B、38C上移动，从而接近滑动件30的轴线C，以便布置成抵靠释放凹槽38A，对应于图6所示的滚珠33的释放位置。

当滚珠33处于其缩回位置时，锚固构件36与推力套筒22轴向地脱离，由此推力套筒22在制动缸2施加的反作用力下相对于锚固构件36轴向地平移。

最后，应当指出，本发明决不限于这里描述的实施例，并且在所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围内，许多修改是可行的。例如，可以设想，锚固构件36可以形成为活塞24的整体部分，此外，释放装置50在此已经就其功能进行了描述，但是该装置50可以进行修改或采取除了在此描述的示例性实施例之外的适当形式，只要实现相应的功能即可。