[发明专利]铁路闸瓦

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料铁路闸瓦技术。

背景技术

有轨车由钢制车轮进行支撑和引导。位于车轮外圆周上的踏面横跨在钢轨上。有轨车制动器包括与车轮踏面摩擦接合的闸瓦。闸瓦由闸瓦托进行支撑，而闸瓦托则由包括杠杆系统和气缸的制动传动装置可动地进行支撑。闸瓦由多种材料制成，这些材料是根据其摩擦特性和对车轮踏面的磨损寿命的影响而选择的。许多闸瓦是由具有不同特性的材料构成的复合材料。在典型的复合材料闸瓦中，摩擦特性不同的多种材料在制动过程中对车轮踏面施加压力。这可以通过将不同材料制成的嵌件置入到由主要闸瓦材料构成的闸瓦的摩擦面中来实现。

北美洲的标准铁路闸瓦制有金属背板，该金属背板用于支撑摩擦材料并用于将闸瓦连接和保持在闸瓦托上。一种铁路闸瓦还包括金属嵌件，该金属嵌件是通过在例如利用成型法在背板上形成制动垫片之前将金属嵌件焊接在金属背板上来稳固地固定的。参见名称为“Brake Shoe With Insert Bonded to Backing Plate(带有粘合在背板上的嵌件的闸瓦)”的美国专利No.6,241,058。闸瓦摩擦材料通常包括耐磨材料、有机填料和无机填料以及树脂的混合物。可以选择金属嵌件来为车轮的滚动表面提供有益的处理。

在世界上的其它地方，闸瓦制成为不带有金属背板并通常包括骨架式线架(line frame)。结果，由于缺乏合适的装置对金属嵌件进行支撑和保持，而难以或不能从金属嵌件受益。

发明内容

本发明的优点在于提供一种构造独特的金属嵌件以及结合有该金属嵌件的闸瓦，该金属嵌件用于不带金属背板的闸瓦。本发明的另外优点在于提供可以与带有或不带有线架支撑件的闸瓦一起使用的金属嵌件。

闸瓦具有摩擦表面，该摩擦表面在制动过程中支承在有轨车辆车轮的凸出滚动表面上。车轮的滚动表面是这样的旋转表面：该表面可以是凸出圆锥形表面，或是凸出圆锥形表面和圆筒形表面的组合，或其它旋转表面。闸瓦的表面具有与车辆的凸出表面的一部分配合的凹入旋转表面。这些旋转表面利用围绕由车轴限定的轴线旋转的母线(不必为直线)来限定。因此，闸瓦的摩擦表面具有大致轴向和周向的维度，并且闸瓦在离开摩擦表面的方向上具有径向厚度。下面参考大致轴向、周向和径向来描述根据本发明的多个实施例的金属嵌件和闸瓦的特征。

简要地说，根据本发明的一个实施例，提供一种不带有金属背板的闸瓦。所述闸瓦由用于对车轮踏面施加压力的摩擦表面和设置为与闸瓦托接触并固定在所述闸瓦托上的相对背部表面限定。所述闸瓦具有包括两个分隔开的主体的金属嵌件，所述分隔开的主体具有位于所述闸瓦的摩擦表面上的面。所述分隔开的主体朝着离开所述摩擦表面的方向沿径向延伸至所述闸瓦的背部表面。连接部分在所述分隔开的主体之间延伸，并且具有与所述闸瓦的背部表面相邻的背面。两个大致平行的径向延伸的凸缘与所述连接部分形成一体。所述平行凸缘的尺寸被定为延伸超出所述闸瓦的背部表面并且所述平行凸缘限定了联接部。当所述闸瓦被安置在闸瓦托上时，所述联接部延伸通过设置在所述闸瓦托上的开口。所述联接部提供了将所述闸瓦固定在所述闸瓦托上的结构。所述金属嵌件例如通过成型法嵌入到所述摩擦材料中。

根据本发明的另一实施例，横跨所述嵌件的平行凸缘的径向端部设置桥接件，以提供闭合的联接部。根据又一实施例，所述分隔开的主体和所述连接部分具有贯穿的开口，以使摩擦材料穿过。因此，摩擦材料没有被位于闸瓦的两个周向(纵向)端部之间的嵌件完全断开，从而将两端保持在一起。

根据又一实施例，闸瓦具有线架，所述线架与所述金属嵌件协作来提供对弯曲和破裂的额外抵抗力。所述线架构成为将所述金属嵌件安放在所述线架的中部内。所述线架具有分别沿着圆周方向(横向)从所述金属嵌件延伸的两个悬臂部分。所述线架具有可沿径向凸缘定位的两个平行的短部分。所述平行的短部分与位于径向凸缘的相对侧的悬臂部分相连。在共同悬而未决的申请No.PCT/US2007/069854的图13中例示出了所述线架的结构，上述申请通过引用并入本文。处于金属嵌件的相对端部上的弓形部分将短部分和悬臂部分连接在一起。支撑不同悬臂部分的所述弓形部分相交叉，并且所述弓形部分在交叉处焊接在一起。所述短部分和所述弓形部分形成布置金属嵌件的安放处。所述金属嵌件和所述线架通过成型法嵌入到摩擦材料中。根据一个实施例，所述线架可以焊接在所述金属嵌件上。