改進的制動活塞組件的製作方法

2023-06-10 12:23:16

本發明涉及軌道車輛制動系統，並且更具體地說，涉及改進的制動缸體活塞組件。

背景技術：

在美國鐵路協會(aar)車廂上使用的鐵路制動活塞類型通常重並且包括必需單獨機加工的大量部件。例如，制動缸體活塞頭由鑄鐵製成並且然後鉚接到鋼中空杆。在裝配過程中額外的機加工通常是必要的以解決諸如在中空杆的外徑中的軋機運行的變化，以及用於在將中空杆鉚接到鑄造活塞頭以前要求的線孔鑽取。相應地，存在需要去除對額外機加工並且提供較簡單裝配的制動缸體活塞組件的需要。

技術實現要素：

本發明包括制動缸體活塞組件，其包括：具有經由其中形成的孔的組合活塞頭；定位在孔中並且聯接到活塞頭的罩；以及固定地焊接到罩的中空杆。罩通過圍繞活塞頭的孔延伸的一系列指部聯接到活塞頭並且經由鎖定到罩的邊沿的一組鎖定凸片抓握罩的邊沿。活塞頭的孔包括具有第一內徑的第一部分與具有比第一內徑大的第二內徑的第二部分。相應地，罩包括具有第一外徑的第一部分與具有比第一外徑大的第二外徑的第二部分。當將罩與活塞頭裝配在一起時，罩的第一外徑固定地定位在孔的第一內徑中並且罩的第二外徑固定地定位在孔的第二內徑中。此罩包括中間腔體，並且中空杆定位在此腔體中。具有半球形腔體的塑料載盤可以定位在固定到罩的中空杆的端部內以吸收高能手制動釋放。

附圖說明

通過結合附圖領會下面的詳細描述將會更加充分地了解與理解本發明，在附圖中：

圖1是根據本發明的制動活塞組件的立體圖；

圖2是根據本發明的活塞罩與中空杆的橫截面視圖；

圖3是根據本發明的活塞頭的立體圖；

圖4是根據本發明的制動活塞組件的橫截面視圖；

圖5是根據本發明的活塞組件與載盤的橫截面視圖；以及

圖6是根據本發明的活塞組件與聯接到推桿的載盤的橫截面視圖。

具體實施方式

現在參照附圖，其中貫穿全文相同附圖標記表示相同部件，在圖1中可見根據本發明的用於aar式制動缸的活塞組件10。活塞組件10包括活塞頭12、聯接到活塞頭12的特型罩14、以及固定到罩14的中空杆16。如圖2中所見，特型罩14具有限定中間腔體20的邊沿18。罩14的外表面包括具有第一外徑的第一梯部22，其通過肩部24與具有第二較大外徑的第二梯部26分離。罩14可以由金屬衝壓或鑄模成型並且通過焊接(諸如通過摩擦焊接)聯接到中空杆16，以提供強的水密封裝配，其在將罩14附接到活塞頭12以前不需要任何隨後的機加工。

參照圖3，活塞頭12包括本體30，本體30具有通過其中形成的並且沿著軸線x-x延伸的中空孔32。如在圖4中所見，孔32包括具有第一內徑的第一梯部34，其通過肩部36與具有第二較大內徑的的第二梯部38分離。孔32的第一梯部34和第二梯部38的尺寸與罩14的第一梯部22和第二梯部26的尺寸相應，由此允許罩14固定地壓配合到孔32中，以將罩14固定地附接到活塞頭12的本體30。罩14與活塞頭12之間的階梯式連接操作為在活塞頭12與中空杆16之間傳送軸向制動載荷。活塞頭12的本體30還包括定位在孔32周圍並且平行於軸線x-x從本體30向外延伸的一系列柔性指部40。每個指部40都在其自由端處包括鎖定凸片42，當罩14插入到活塞頭12的孔32中時，鎖定凸片42將與罩14的邊沿18固定地接合。本體30還包括從本體30的外邊緣延伸到孔32並且穿插在鎖定指部40之間的一系列肋部44。肋部44提供結構支撐以便當活塞組件10被加壓時，諸如當施加軌道車輛制動時，防止活塞頭12的扭曲。活塞頭12還包括一體的活塞引導環36以及成型件50，成型件50諸如通過包括將接收在安裝於制動缸體中以前卡合到活塞頭上的aar標準包裝罩的成型件而形成到活塞頭12的外輪廓中。活塞頭12優選地由諸如杜邦zytelhtn51g35hsl或htn51g45hsll的複合材料製成，或者通過諸如注塑成型的處理形成的類似高強度工程聚合物製成，以便整體上包括上述的多個特徵。

通過使活塞頭12的孔32與罩14的外徑對準，並且然後將兩個元件軸向地按壓在一起，直到活塞頭12的孔32的肩部36與罩14的肩部28接合併且鎖定指部40與罩14的邊緣18接合，以使得在指部40的端部上的鎖定凸片42固定地抓握罩14的邊緣18來裝配活塞組件10。

參照圖5，組件10還可以包括載盤52，載盤52成形為與標準aar制動缸體推桿54的球形端56匹配並且定位在固定到罩14的中空杆16的端部中。例如，載盤52的開口表面可以包括碟狀或半球形腔體58，腔體58具有與推桿54的球形端56的曲率半徑相應的曲率半徑，以使半球形腔體58與推桿54的球形端56之間的表面接觸的數量最大化。載盤52將制動載荷均勻地傳送到罩14並且用作緩衝件，以保護罩14免受到制動缸體推桿54的高能撞擊，這當在軌道車輛上釋放手制動時可能發生。手制動應用通常將遠離制動缸體活塞頭12拉動推桿54的球形端56，並且當手制動被釋放時，在制動索具中存儲的大量應變能致使制動缸體推桿54快速地返回並且以高能撞擊活塞頭12。載盤52將吸收此能量的一部分並且致使載荷在活塞頭12上方均勻地擴散。載盤52優選地由注塑成型塑料製成。

組件10與現有技術組件可互換，但是去除了加工活塞頭12以適配中空杆16的需要，去除了盲鉚接操作，提供了對預成型組合活塞頭12與中空杆16的卡合在一起裝配。組件10還提供了能量與載荷分配載盤52並且將活塞引導環集成到組合活塞頭12中。由此，組件10重量較輕，並且組合活塞頭12不會通過腐蝕產物腐蝕或汙染制動缸體組件。