專利名稱：改善輪面的制動(dòng)靴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軌道車使用的制動(dòng)靴，特別涉及一種改進(jìn)的軌道車制動(dòng)靴，它能夠改變軌道車輪子與供軌道車運(yùn)行的軌道之間的附著力。
歷史上，鐵路機(jī)車和軌道車是通過輪面制動(dòng)進(jìn)行制動(dòng)的。制動(dòng)靴與輪面的嚙合產(chǎn)生摩擦，并以熱量形式消耗車輛的動(dòng)能。為了使這種制動(dòng)有效，需要輪子轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)輪子被制動(dòng)時(shí)，輪面與軌道之間因摩擦而產(chǎn)生的附著力將維持這種輪子轉(zhuǎn)動(dòng)。
已發(fā)現(xiàn)在冬季時(shí)會(huì)周期性地頻繁發(fā)生過度的輪子磨損和制動(dòng)靴更換。對(duì)此種現(xiàn)象的一種解釋是，至少部分是由于因?yàn)槎镜拇罅克纸佑|使制動(dòng)靴在輪子上產(chǎn)生較明顯的清掃作用。這種清掃作用趨向于增加輪子和軌道之間的接觸摩擦或附著力，在輪子上產(chǎn)生增加的接觸應(yīng)力，在輪副的導(dǎo)向和轉(zhuǎn)向操作過程中，特別是當(dāng)遇到軌道彎曲部分時(shí)，這種接觸應(yīng)力將特別高。
通過制動(dòng)靴和輪子表面之間的摩擦及輪子和軌道之間的附著力產(chǎn)生并組合的制動(dòng)力轉(zhuǎn)變成熱量和輪子的接觸應(yīng)力，而這常常使輪子受到損害。已經(jīng)知道，高的熱量和接觸應(yīng)力會(huì)產(chǎn)生剝落，從而會(huì)使輪面輕微失效。
需要高度減速的軌道碰到的另一個(gè)相關(guān)問題是輪子的滑動(dòng)，這將在輪面上造成平面部位。這種平面部位由于其產(chǎn)生的高度振動(dòng)和噪音而不利于設(shè)備、貨物和乘客。修理這種受損的輪子需要卸下輪子和對(duì)輪面進(jìn)行機(jī)加工，以便消除平面部位。
本發(fā)明提供一種適合與軌道車的輪面嚙合的制動(dòng)靴，軌道車借助該輪面可被引導(dǎo)地支承在軌道上，以改善這種車輛輪子，從而對(duì)這種輪面和軌道之間的附著力起作用。該制動(dòng)靴包括一后板及固定在該后板上的制動(dòng)墊。這種制動(dòng)墊具有可與輪面嚙合的制動(dòng)面，且進(jìn)一步包括置于后板的鍵橋接件中點(diǎn)的相反兩側(cè)上的第一和第二部分。有一種適合于制動(dòng)這種軌道車輪子的、由摩擦成分組成的第一材料。第一材料形成第一和第二部分，并且還有不同于第一材料的第二材料。第二材料作為至少一個(gè)不連續(xù)的插入件置于第一材料中，這種第二材料改善了軌道車的輪面，從而對(duì)上述輪面和軌道之間的附著力起作用。第二材料具有不同于第一材料的磨損速度。
因此，本發(fā)明的一個(gè)主要目的是提供一種摩擦制動(dòng)靴，它能夠改變軌道車輪子和軌道之間的附著力而不會(huì)影響制動(dòng)操作。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是在制動(dòng)靴摩擦材料里加入性能改善劑，以減少輪子和軌道之間的附著力。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是在制動(dòng)靴摩擦材料里加入性能改善劑，以增加輪子和軌道之間的附著力。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是控制制動(dòng)靴性能改善劑相對(duì)軌道車輪面的使用比例。
除了上面特別指出的本發(fā)明的許多目的和優(yōu)點(diǎn)外，應(yīng)該明白，對(duì)于熟悉相關(guān)的鐵路制動(dòng)技術(shù)的技術(shù)人員來說，從下面對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述中，特別當(dāng)將這種詳細(xì)描述與附圖和附后的權(quán)利要求書相結(jié)合時(shí)，可更清楚地了解改進(jìn)的組合制動(dòng)靴的許多其它重要的目的和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是一平面圖，它顯示了按照本發(fā)明一實(shí)施例的制動(dòng)塊的制動(dòng)面；圖2是沿圖1中的2-2線的剖視圖；圖3是一平面圖，它顯示了按照本發(fā)明另一實(shí)施例的制動(dòng)塊的制動(dòng)面；圖4是沿圖3中的4-4線的剖視圖。
在詳細(xì)描述本發(fā)明的各實(shí)施例之前應(yīng)該說明，為了清楚地了解本發(fā)明，附圖中所有視圖里的具有相同功能的相同零件用相同的標(biāo)號(hào)表示。
現(xiàn)在參看圖1和2。它們顯示了一制動(dòng)靴10，該制動(dòng)靴包括具有鍵橋接件14的后板12，以便利用傳統(tǒng)的裝置、諸如制動(dòng)靴鍵(未畫出)將制動(dòng)靴10固定在制動(dòng)頭(未畫出)上。固定在后板12上的是模制的制動(dòng)塊16，它較佳的是被分割，以便沿著制動(dòng)靴橋接件的中心線互相分離。模制的制動(dòng)塊16是由合成摩擦材料制成的，諸如鐵路型制動(dòng)靴已經(jīng)使用的那種。這種模制的制動(dòng)塊16較佳的是在模制這種摩擦制動(dòng)塊16時(shí)通過粘結(jié)固定在后板12上。
各制動(dòng)塊16上形成有凹槽20，該凹槽較佳的是圓柱形。這種凹槽20可用來接納一與凹槽20形狀大致相同的插入件22。插入件22是用不同于制造制動(dòng)塊16的合成摩擦材料的材料制成的。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例里，這種插入件22是由諸如二硫化鉬制成的潤(rùn)滑物。雖然目前二硫化鉬是一種較佳的潤(rùn)滑物，但在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可使用其它的潤(rùn)滑物。
由于二硫化鉬通常呈粉末狀，因此可以設(shè)想，該潤(rùn)滑物結(jié)合有適當(dāng)?shù)臉渲⒈挥不膳c凹槽20形狀對(duì)應(yīng)的插入件22。較佳的是，插入件由95％的二硫化鉬和5％的樹脂組合而成。按照本發(fā)明的一個(gè)方面，插入件22可在上述模制過程中與制動(dòng)塊16的合成摩擦材料結(jié)合，這樣，凹槽20可按照插入件22的形狀形成，并使插入件由此固定在凹槽20里。按照本發(fā)明的另一方面，插入件22可通過壓入模制的凹槽20里而被固定。也可用其它的方法將插入件22固定在凹槽20里。
此外，將潤(rùn)滑物組合到制動(dòng)塊16的合成摩擦材料中去的其它方法包括，在模制前將粉末狀的潤(rùn)滑物與合成摩擦材料混合，這樣，在模制制動(dòng)塊16的過程中可基本實(shí)現(xiàn)二硫化鉬與合成摩擦材料的均勻混合。另一種方法包括將二硫化鉬制成小球，并在模制成制動(dòng)塊16前將該小球散布在合成摩擦材料里，這樣，當(dāng)模制工藝完成時(shí)，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑材料明顯地非均勻分布。
然而，在所有情況下，潤(rùn)滑材料的磨損速度大于合成摩擦材料的磨損速度，這樣，后者控制了相對(duì)輪面的潤(rùn)滑材料的使用比例。此外，這種潤(rùn)滑用的插入件22的全部表面積一般約在制動(dòng)塊16表面積的5％至15％范圍內(nèi)。該范圍是按照它們各自的磨損速度選定的，這樣，當(dāng)制動(dòng)靴10與軌道車輪子的輪面接觸時(shí)，在輪面上形成薄膜狀的潤(rùn)滑物。用這種方式提供所需的潤(rùn)滑物薄膜后，輪面與軌道之間的摩擦水平可顯著地降低，從而允許存在部分滑行狀況，特別是在軌道彎曲處，以此降低輪子/軌道接觸應(yīng)力。通過控制潤(rùn)滑物的使用比例，可獲得降低的輪子應(yīng)力，但同時(shí)仍提供支承這種制動(dòng)力所需要的輪子/軌道附著力水平，而這種制動(dòng)力是獲得所需的減速作用所必需的。
現(xiàn)在參看圖3和4，它們顯示了一種制動(dòng)靴10，該制動(dòng)靴10具有一后板12，一鍵橋接件14和一模制的合成摩擦制動(dòng)塊16。
各制動(dòng)塊16上形成有凹槽21，該凹槽較佳的是矩形。這種凹槽21可用來接納一與凹槽21形狀大致相同的插入件23。插入件23是用不同于制造制動(dòng)塊16的合成摩擦材料的材料制成的。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例里，這種插入件23包括諸如鑄鐵的磨料。雖然鑄鐵是一個(gè)較佳的例子，但它只是一個(gè)例子，在本發(fā)明的范圍內(nèi)當(dāng)然也可使用其它適當(dāng)?shù)哪チ稀?br> 如圖3和4所示，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，插入件23(較佳的是鑄鐵)可在模制合成摩擦制動(dòng)塊16的過程中與制動(dòng)塊16結(jié)合，這樣，凹槽21可按照插入件23的形狀形成，并由此將插入件固定在其中。
此外，將磨料組合到合成摩擦制動(dòng)塊16中去的其它方法包括，在模制前使適當(dāng)?shù)哪チ暇鶆蚍植己褪鼓チ吓c合成摩擦材料非均勻混合。
在所有情況下，與使用哪一種磨料無關(guān)，磨料的磨損速度大于合成摩擦材料的磨損速度。矩形插入件23橫向跨越制動(dòng)塊16寬度的大部分，這樣，與制動(dòng)過程中制動(dòng)塊16與輪面的嚙合相對(duì)應(yīng)，輪面被磨損。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，鑄鐵能令人滿意地使輪面磨損處于理想的微量水平。為了獲得理想的輪面磨損，磨料制成的這種插入件的表面積較佳的是約占制動(dòng)塊表面積的5％至25％。對(duì)使用連續(xù)制動(dòng)輪面的這種改善將實(shí)現(xiàn)和維持最佳水平的附著力，防止輪子和軌道之間的滾動(dòng)接觸分離。這樣，不僅維持了輪子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而確保通過對(duì)輪面的制動(dòng)可獲得車輛的減速作用，而且這種輪子轉(zhuǎn)動(dòng)減少了在輪面上產(chǎn)生滑動(dòng)平面部位的機(jī)會(huì)。
按照本發(fā)明的上述兩個(gè)方面，這樣的輪面改善將提供顯著增加的輪子壽命，降低的維修費(fèi)用，對(duì)軌道車設(shè)備、貨物和乘客的很小的振動(dòng)環(huán)境，以及很低的噪聲。
雖然上面詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳的和替換的實(shí)施例，但應(yīng)該明白，對(duì)于熟悉制動(dòng)系統(tǒng)、特別是熟悉軌道車輛使用的合成摩擦制動(dòng)靴技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不超出本發(fā)明的構(gòu)思或附后的權(quán)利要求書范圍的情況下還可對(duì)本發(fā)明作出許多其它的變化和/或改進(jìn)。
權(quán)利要求
1．一種制動(dòng)靴，它適合與軌道車的輪面嚙合，借助該輪面，軌道車可被引導(dǎo)地支承在軌道上，所述制動(dòng)靴包括(1)一后板；以及(2)固定在所述后板上的制動(dòng)墊，它具有可與所述輪面嚙合的制動(dòng)面，所述制動(dòng)墊包括1)置于所述后板的鍵橋接件中點(diǎn)的相反兩側(cè)上的第一和第二部分；2)適合于制動(dòng)所述軌道車輪子的、由摩擦成分組成的第一材料，所述第一材料形成于所述第一和第二部分，并且還有形成于所述第一材料的所述制動(dòng)面上的至少一個(gè)凹槽；以及3)不同于所述第一材料的第二材料，所述第二材料作為至少一個(gè)不連續(xù)的插入件置于所述第一材料里，所述第二材料改善所述軌道車輪面，從而影響所述輪面和所述軌道之間的附著力，所述第二材料還具有不同于所述第一材料的磨損速度。
2．如權(quán)利要求1所述的制動(dòng)靴，其特征在于，所述第二材料是潤(rùn)滑物，所述軌道車輪面被改善，從而減少所述輪面和所述軌道之間的附著力。
3．如權(quán)利要求2所述的制動(dòng)靴，其特征在于，所述潤(rùn)滑物是二硫化鉬。
4．如權(quán)利要求1所述的制動(dòng)靴，其特征在于，所述第二材料是一種磨料，所述軌道車輪面被改善，從而增加所述輪面和所述軌道之間的附著力。
5．如權(quán)利要求1所述的制動(dòng)靴，其特征在于，所述第二材料是由約95％的二硫化鉬和約5％的樹脂凝固而成的混合物。
6．如權(quán)利要求5所述的制動(dòng)靴，其特征在于，所述凝固的混合物與所述至少一個(gè)凹槽的形狀對(duì)應(yīng)。
7．如權(quán)利要求1所述的制動(dòng)靴，其特征在于，在所述第一材料里的所述至少一個(gè)不連續(xù)的插入件呈圓柱形。
8．如權(quán)利要求7所述的制動(dòng)靴，其特征在于，在所述第一材料里的所述至少一個(gè)不連續(xù)的插入件的總面積在所述制動(dòng)面總面積的約5％至15％之間的范圍內(nèi)。
9．如權(quán)利要求7所述的制動(dòng)靴，其特征在于，所述圓柱形的所述至少一個(gè)不連續(xù)的插入件是二硫化鉬。
10．如權(quán)利要求1所述的制動(dòng)靴，其特征在于，在所述第一材料里的所述至少一個(gè)不連續(xù)的插入件呈矩形。
11．如權(quán)利要求10所述的制動(dòng)靴，其特征在于，在所述第一材料里的所述至少一個(gè)不連續(xù)的插入件的總面積在所述制動(dòng)面總面積的約5％至25％之間的范圍內(nèi)。
12．如權(quán)利要求10所述的制動(dòng)靴，其特征在于，所述矩形的所述至少一個(gè)不連續(xù)的插入件是鑄鐵。
13．如權(quán)利要求1所述的制動(dòng)靴，其特征在于，在所述第一材料里的所述至少一個(gè)不連續(xù)的插入件是預(yù)制的，且所述第一材料的所述至少一個(gè)凹槽具有與插入件一致的形狀，從而在它們之間提供靜配合。
14．如權(quán)利要求1所述的制動(dòng)靴，其特征在于，在所述第一材料里的所述至少一個(gè)不連續(xù)的插入件有兩個(gè)。
15．如權(quán)利要求14所述的制動(dòng)靴，其特征在于，所述兩個(gè)插入件中的第一插入件插入所述第一材料的所述第一部分里，而第二插入件插入所述第一材料的所述第二部分里。
全文摘要
一種適合與軌道車的輪面嚙合的制動(dòng)靴,軌道車借助該輪面可被引導(dǎo)地支承在軌道上。該制動(dòng)靴包括一后板及固定在該后板上的制動(dòng)墊。這種制動(dòng)墊具有可與輪面嚙合的制動(dòng)面,且進(jìn)一步包括置于后板的鍵橋接件中點(diǎn)的相反兩側(cè)上的第一和第二部分。第一材料形成第一和第二部分,具有不同于第一材料磨損速度的第二材料作為至少一個(gè)不連續(xù)的插入件置于第一材料中,這種第二材料改善了軌道車的輪面,從而對(duì)所述輪面和軌道之間的附著力起作用。
文檔編號(hào)F16D69/00GK1286189SQ9911845
公開日2001年3月7日 申請(qǐng)日期1999年8月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月27日
發(fā)明者布魯斯·W·舒特, 約瑟夫·F·福莫魯 申請(qǐng)人:西屋氣剎車公司