专利名称：带有安装在均衡梁上的盘形制动器卡钳的铁路转向架的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及一种用于铁路货车转向架的改进的制动器组件，特别地但不限于所示和所述的特定用途，本发明涉及盘形制动器组件于货车转向架的改进安装。
背景技术：
本领域中，盘形制动器组件用作包括客车和货车转向架的铁路转向架的制动机构是为人所熟知的。本领域中还为人们所熟知的是，盘形制动器组件包括制动盘，盘形制动器卡钳以及制动垫片。使用中，制动盘通常要么直接于轴上要么通过车轮安装在转向架轮轴组件上。在两种安装形式下，制动盘是非弹簧式安装的。亦即，制动盘不相对于轮轴组件运动。
盘形制动器卡钳通常安装在转向架构架上并可释放地接合制动盘。配装于盘形制动器卡钳的是制动垫片，其在操作中接触制动盘以形成对于车轮的制动力。客车和货车转向架的特征体现在在轮轴组件和转向架构架之间有一第一系弹簧悬挂，其允许轮轴组件和转向架构架以及相关的盘形制动器卡钳之间的相对铅直运动。这样，盘形制动器卡钳相对于轮轴组件和制动盘是弹簧式安装的。
在客车转向架上，弹簧式安装的制动卡钳与非弹簧式安装的制动盘之间的该相对运动通过若干设计因素予以限制在客车转向架上载重自重比较小，以使由于静载荷变化造成的偏转最小化；盘形制动器卡钳通常在纵向上位于轴的内侧从而限制由于转向架构架颠簸造成的偏移；第二系弹簧悬挂位于转向架构架与摇枕之间以吸收大部分铅直悬垂偏移，从而使得第一系弹簧悬挂具有大的刚性。综合起来，这些客车转向架设计因素限制了主弹簧变形，足以适应弹簧式安装的制动卡钳和以及非弹簧式安装的制动盘，并没有导致下面述及的货车转向架遇到的问题。
如上所述，当货车转向架构架安装在一第一系弹簧悬挂比如一主弹簧上时，盘形制动器卡钳相对于制动盘是弹簧式安装的。在货车运行期间，由于诸如货车载荷，动态振动，转向架构架颠簸等各种条件，所述卡钳的弹簧式安装导致非弹簧式安装的制动盘与弹簧式安装的制动卡钳之间的不希望的相对铅直运动量。在使用较软的主弹簧以确保安全操作以及在现有轨道上可接受的运行质量的货车的高速运行期间，该不希望的相对铅直运动被放大。使用软弹簧产生大的弹簧变形，已经表明造成两个常见的问题；第一，作为卡钳组件一部分的制动垫片可能部分磨除制动盘的边缘，从而降低制动效率；第二，制动垫片反作用力经由制动卡钳组件传递到转向架构架。这些反作用力在转向架构架中导致动量，可能会使各个主弹簧去载。当转向架构架颠簸严重时，各个主弹簧可能完全去载，造成弹簧移位甚或弹簧从转向架组件脱落的可能性。
发明内容
本发明克服了制动盘与卡钳之间的过度运动以及潜在的弹簧去载的上述问题。
本发明旨在消除由于高速货车运行期间产生的载荷条件和其他动态力造成的与制动盘和卡钳之间的相对运动相关联的这些已知的问题。本发明通过提供一种盘形制动器组件来实现这些目的，其中，制动卡钳安装于均衡梁，其相对于轮轴组件是非弹簧式安装的。采用这种结构，制动盘的制动卡钳两者都是非弹簧式安装的构件，且相对于彼此非弹簧式安装的。由于这些构件是非弹簧式安装的，由于载荷变化，动态振动以及制动引发的颠簸造成的制动盘和卡钳之间的相对移动基本上消除。此外，主弹簧去载的可能性也被消除。
以下参考附图对本发明的实施例进行描述，其中图1是现有转向架组件局部侧视图；图2是图1的现有转向架组件的局部顶视图；图3是另一现有转向架组件的局部侧视图；图4是图3的现有转向架组件的局部顶视图；
图5是本发明转向架组件的局部侧视图；图6是图5的本发明的局部顶视图；图7是连接于一对盘形制动器安装梁的本发明的一对均恒梁的等角视图。
具体实施例方式
参见相同附图标记表示相同零部件的各附图，图1-4展示了现有转向架组件，显示了盘形制动器卡钳相对于制动盘的弹簧式安装。如图示，转向架组件10和11，分别如图1和3所示，包括转向架制动盘12和13，制动盘12和13或者如图1和2所示直接于轴14上或者如图3和4所示通过车轮16安装在轴组件上。在两种情况下，制动盘是非弹簧式安装的(unsprung)且因此不相当于车轮组件运动。转向架组件还包括安装于转向架构架20和21的盘形制动盘卡钳18和19。转向架构架又经由第一系弹簧悬挂安装于轮轴组件22和23。采用这种配置，盘形制动器卡钳是弹簧式安装的，或者在操作期间相当于车轮组件铅直运动。已经表明，在操作期间，由于载荷条件、动态振动以及转向架构架颠簸，其中卡钳相对于制动盘弹簧式安装的这些现有组件导致不希望有的非弹簧式安装的制动盘和弹簧式安装的卡钳之间的铅直相对运动。在某些情况下，对于使用软主弹簧转向架组件，相对铅直运动可能会如此以致制动垫片会部分磨除制动盘的边缘，从而降低制动效率，且可能如此严重以致主弹簧移位或者从转向架组件脱落。
参见图5和6，本发明展示其中并克服了制动盘和卡钳之间的相对运动问题。如例示性实施例中所展示的那样，本发明包括转向架组件40，其配设有下面述及的本发明盘形制动器组件。转向架组件40还包括轮轴对42，包括凸缘铁路车轮44，彼此横向间隔开并由一横向延伸的轴46连接。安装于车轮44的是制动盘48。业内人士应当理解，本发明可用于安装于车轮或轴的制动盘。转向架构架50通过均衡梁64和主弹簧65支撑在轮对上。如往常那样，转向架构架50是纵向长形的并限定纵向间隔开的向下敞开的导框口52。导框口限定一内导框腿54和一外导框腿56。于内和外导框腿之间安装在导框口敞口内的是轴箱58，轴箱58经由轴颈轴承转动地配装轴46。轴箱58通过托板60(tie bar)保持在内和外导框腿之间。
转向架40还包括一盘形制动器卡钳62，其经由一安装架66安装于均衡梁64。业内人士应当理解，盘形制动器卡钳62经由安装架66的安装可以通过众多的安装方法实现，包括使用螺栓、卯钉、焊接、或其他适当的方法。配装于盘形制动器卡钳62的是制动垫片68，其在操作时接合铁路车轮的制动盘48。在一例示性实施例中，均衡梁64延伸在各车轮对之间并通过导框口52的外导框腿56上的孔口或心孔70纵向伸过轴箱。业内人士应当理解，均衡梁的其他设计形式也是可能的。可拆除的衬块72位于所有四个内导框腿上，以允许延伸均衡梁64的组装以及/或者拆卸。在单一均衡梁转向架设计上，均衡梁在轴箱之间纵向延伸并在横向上位于在各内导框腿的内和外端面(inside and outside faces)之间通过的轴颈中心线上，在转向架的每一侧各有一条中心线。衬块72是可拆除的支柱(solid block)，在均衡梁配装后紧固在带槽的导框腿(split pedestalleg)内和外端面之间以在结构上取代从带槽导框腿去除的材料以允许均衡梁之于转向架构架的组装或拆卸。典型地，在每一转向架构架的一端处需要衬块，并通过卯钉固紧在螺纹紧固件上。由于均衡梁的延伸长度，在本发明中为了安装盘形制动器卡钳，在所有四个内导框腿处需要衬块以便于均衡梁的安装和拆卸。
参见图7，本发明的一替代实施例包括使用连接于并横跨对置的均衡梁64的盘形制动器安装梁80，以提供一种可供替代的盘形制动器卡钳安装结构。盘形制动器安装梁在其端部处枢转地安装于均衡梁64的一相应端。可以通过使用弹性衬套82或者允许转向架相对两侧上的两个均衡梁的有限相对角运动的其他类似的安装方法进行安装。采用这种结构，盘形制动器卡钳可以安装到盘形制动器安装梁80上。
重要的是，组装后，制动盘和卡钳以及相关的制动垫片是非弹簧式安装构件。该种独特的装置显著地，如果不是完全地，消除由于载荷变化，动态振动以及制动引发的颠簸造成的制动盘与卡钳之间的相对移动。此外，消除了主弹簧去载的可能性。
应当理解，在不背离本发明精神的前提下，实施例的各种改型都是可能的。因此，本发明范围由下述权利要求限定。
权利要求
1.一种铁道车辆转向架组件，包括至少两个纵向间隔开的横向延伸的轴，安装于所述轴的车轮，安装于所述车轮的制动盘，横向间隔开纵向延伸的转向架构架，其限定向下延伸的配装所述轴的导框口，至少一个均衡梁，其延伸在所述轴之间且纵向伸过所述轴并通过所述导框口上的一孔口，一安装于所述均衡梁的盘形制动器卡钳，所述卡钳接合所述车轮的制动盘，从而所述制动盘和所述卡钳是非弹簧式安装的。
2.如权利要求1所述的铁道车辆转向架组件，其中，还包括一安装架，所述盘形制动器卡钳组件安装于所述安装架。
3.如权利要求1所述的铁道车辆转向架组件，其中两个均衡梁安装在所述转向架组件的相对两侧。
4.如权利要求3所述的铁道车辆转向架组件，其中，还包括在所述两个均衡梁间延伸的盘形制动器安装梁。
5.如上述权利要求4所述的铁道车辆转向架组件，其中，还包括安装于所述导框口的内导框腿的衬块。
6.一种铁道车辆转向架组件，包括至少两个纵向间隔开的横向延伸的轴，安装于所述轴的车轮，安装于所述车轮的制动盘，横向间隔开纵向延伸的转向架构架，其限定向下延伸的配装安装于所述轴的轴箱的导框口，一对均衡梁，安装在所述转向架组件的相对两侧且沿纵向伸过轴箱并穿过所述导框口上的一孔口，至少一个在所述对均衡梁之间延伸的盘形制动器安装梁，一安装于所述均衡梁的盘形制动器卡钳组件，所述盘形制动器卡钳组件包括一与所述车轮制动盘接合的卡钳，从而所述制动盘和所述卡钳相对于彼此是非弹簧式安装的。
7.如权利要求6所述的铁道车辆转向架组件，其中，还包括一安装架，所述盘形制动器卡钳组件安装于所述安装架。
8.如权利要求7所述的铁道车辆转向架组件，其中，两个盘形制动器安装梁延伸在所述对均衡梁之间。
9.如权利要求8所述的铁道车辆转向架组件，其中，还包括安装于所述导框口的内导框腿的衬块。
10.一种铁道车辆转向架组件，具有至少两个轮对，安装于所述轮对的制动盘，安装于所述轮对的横向间隔开纵向延伸的转向架构架，至少一个均衡梁，延伸在所述轮对之间并沿纵向伸过所述轮对并穿过所述转向架构架上的一孔口，以及一个安装于所述均衡梁的盘形制动器卡钳，所述卡钳接合所述轮对的制动盘，从而所述制动盘和所述卡钳不相对于彼此运动。
11.如权利要求10所述的铁道车辆转向架组件，其中，还包括一安装架，所述盘形制动器卡钳安装于所述安装架。
12.如权利要求11所述的铁道车辆转向架组件，其中，两个均衡梁安装于所述转向架组件的相对侧。
13.如权利要求12所述的铁道车辆转向架组件，其中，还包括延伸在所述两个均衡梁之间的盘形制动器安装梁，其中所述盘形制动器卡钳安装于所述盘形制动器安装梁。
14.如权利要求12所述的铁道车辆转向架组件，其中，还包括两个延伸在所述两个均衡梁之间的盘形制动器安装梁。
15.如权利要求12所述的铁道车辆转向架组件，其中，还包括安装于所述转向架构架的衬块。
16.一种铁道车辆转向架组件，包括至少两个轮对，安装于所述轮对的制动盘，安装于所述轮对的转向架构架，所述转向架构架限定一孔口，一对均衡梁，安装在所述转向架组件的相对侧并沿纵向伸过所述轮对并穿过所述转向架构架上的所述孔口，至少一个设置在所述转向架构架上的所述孔口内的衬块，以及一个安装于所述均衡梁的盘形制动器卡钳，所述盘形制动器卡钳接合所述制动盘，从而所述制动盘和所述卡钳相对于彼此不是弹簧式安装的。
17.如权利要求16所述的铁道车辆转向架组件，其中，还包括一安装架，所述盘形制动器卡钳安装于所述安装架。
18.如权利要求17所述的铁道车辆转向架组件，其中，还包括一延伸在所述所述两个均衡梁之间的盘形制动器安装梁。
全文摘要
公开了一种用于铁路转向架的盘形制动器组件。转向架(10，11)包括至少两个轴组(22，23)以及安装于所述轮轴组(22，23)的制动盘(12，13)。延伸在所述轮轴组(22，23)之间的是一纵向延伸的转向架构架(20，21)。同样延伸在所述轮轴组(22，23)之间的并经由主弹簧(65)支撑所述转向架构架(20，21)的是均衡梁(64)，均衡梁还伸过轮对(22，23)并穿过所述转向架构架(20，21)上的孔口(70)。盘形制动器卡钳(62)安装于均衡梁(64)，而均衡梁(64)接合均衡梁(64)的制动盘(12，13)。该组件导致制动盘(12，13)以及卡钳(62)是非弹簧式安装的，换句话说，制动盘(12，13)以及卡钳(62)不相对应彼此运动。
文档编号B61F5/50GK1396874SQ01804400
公开日2003年2月12日 申请日期2001年1月31日 优先权日2000年1月31日
发明者理查德·B·波利 申请人:巴克伊铸钢公司