[发明专利]自动动作手闸

说明书

本发明总的涉及使用在轨道车辆上的手闸组件，尤其，本发明涉及一种在轨道车辆上应用并自动起动制动闸、而无须操作人员人工卷绕手闸上的链条的设备。

在本发明的理论和发展之前，本技术领域中的轨道车辆手闸机构是众所周知的。它们通常包括垂直设置、且安装在一根轴上的较大的可转动的手轮，该轴通过齿轮传动机构可转动一链盘，以便卷紧其远离链盘的一端固定在轨道车辆的制动传动装置(rigging)上的链条。当手轮沿一个方向转动时，则施加制动，并通过与手轮轴上的棘轮相接合的卡爪来防止手轮轴反向旋转。

可通过使卡爪与棘轮相脱离来释放制动，但这会使手轮和齿轮传动机构的齿轮快速转动。为了避免手轮的快速旋转，已设计出了一种称之为“快速释放”机构的手闸机构。这些快速释放机构通常包括位于手轮轴与齿轮传动机构之间的可释放的连接装置。当该连接装置被释放时，齿轮传动机构的齿轮快速旋转，而不会受到卡爪和棘轮的限制，但手轮保持静止。

美国铁路协会(AAR)公布了轨道车辆手闸机构的设计及运行规范。垂直轮、齿轮传动机构、手闸机构被分成三类，即：

(1)标准功率-可在链条上施加3350磅的平均力，而在直径为二十二英寸的轮缘上作用有125磅的旋转力。

(2)中功率-可在链条上施加4475磅的平均力，而在直径为二十二英寸的轮缘上作用有125磅的旋转力。

(3)高功率-可在链条上施加6800磅的平均力，而在直径为二十二英寸的轮缘上作用有125磅的旋转力。

在设置了制动后，当手闸机构被释放时，齿轮传动机构的齿轮迅速转动。这会使齿轮和其它的零件受到较大的力和冲击，尤其，在链条完全从链盘中放开的情况下。

目前，AAR已在其规范中增加了寿命周期测试，凡是不满足寿命周期测试的手闸机构均不能出售用在美国铁路交互式服务(interchange service)中所运行的轨道车辆上。用于快速释放制动的AAR寿命周期测试要求此类快速释放制动要能承受住3000次的快速释放操作。

为了满足该寿命周期测试要求，在采用寿命周期测试时，即使标准功率手闸机构也不得不进行改造。在采用寿命周期测试之前所销售的中功率手闸机构经受寿命周期测试时，发现其零件过早地磨损或损坏，并且发现还必须在手闸机构外部增设一个冲击阻尼器或吸收器，用以克服此类磨损或损坏。然而，不仅因为该外部冲击阻尼器位于手闸机构的外部，而且还因为它增加了成本，同时，倘若用中功率手闸机构来替换标准功率手闸机构的话，则还须要对轨道车辆上的设备进行实地改造，因此这种外部冲击阻尼器是不理想的。

在采用寿命周期测试之前所销售的高功率手闸机构同样不能通过寿命周期测试。要注意的是，此类高功率制动机构通常具有附设的齿轮，以便在链条上施加所需的力，这样就会在释放手闸机构的过程中，致使至少一部分齿轮更高速地旋转。

虽然采用外部冲击阻尼器可解决高功率手闸机构所存在的问题，但须要修订AAR规范以允许使用此类外部冲击阻尼器。已尝试了重新设计高功率手闸机构，例如通过使其更坚固，以使其符合寿命周期测试而无须采用外部冲击阻尼器，但这些尝试均告失败。

涉及本发明的轨道车辆的制动的其中一个特征在于：施加到链条、并因此手闸的部件上的力是非线性的，并取决于制动被施加或释放的程度。因此，当施加制动时，只需要相对小的力就能卷紧链条和制动传动装置中的松弛部分，但为了满足AAR的要求，作用在链条上的最终的力必须为：用于标准功率制动的3350磅、用于中功率制动的4475磅和用于高功率制动的6800磅。在卷紧了传动装置中的松弛部分之后，例如可能须要链条移动5-15英寸，当进一步转动制动手轮已设置制动时，作用在链条上的力按指数律增加，例如，从200磅增至最终的值。当卷紧了松弛部分后到达最终的值时，链条可能仅仅移动二或三英寸。类似，当释放手闸时，作用在链条上的力按指数律减小，并在手闸释放后即可到达一较小的值。

从上述内容中可以看到，需要一种用于使手闸动作、并由此减小使制动起作用所需的力的自动动作设备。

根据第一方面，本发明提供了一种可与手闸组件相接合、用于使固定在带有该手闸组件的轨道车辆上的至少一个制动装置自动起作用的设备。该设备包括：其至少一个部分与置于手闸组件的外壳之中的齿轮组件的至少一个齿轮相啮合、用于沿着使制动装置起作用的方向来运行齿轮组件的运行装置；与该运行装置相连接、用于周期性地向运行装置施加至少足以使制动装置起作用的预定压力的流体压力源；与流体压力源相连接、用于起动向运行装置施加预定压力的运作、从而通过手闸组件来使制动装自动起作用置的一个装置。