[发明专利]摩擦控制闸瓦

说明书

有关申请的相互参考

本申请是还未授权的申请号为09/126,476、申请日为1998年7月30日的目前已放弃的专利申请的部分继续。

本发明总的涉及车辆类的制动设备，本发明尤其涉及用于铁道类车辆制动系统的复合类制动块部件，本发明更涉及一种新型闸瓦和闸瓦摩擦材料的开发，这种材料能够达到两种所需的制动程度，能够将一种固体摩擦调节剂薄膜应用于车轮和铁轨上，以在车轮与铁轨之间形成基本上是最佳的摩擦等级。

许多铁轨火车头和汽车使用轮面制动，这种轮面制动通过对着钢车轮的轮面施加闸瓦摩擦复合材料来提供制动作用力。与车轮轮面啮合的闸瓦产生以热量形式消耗动能的摩擦。为了使这种制动有效，需要车轮旋转。当车轮被制动时，车轮轮面与铁轨之间的摩擦引起的粘滞会保持这种车轮的旋转。

已经发现，在冬季，过分的车轮磨损使闸瓦的更换频率较高。一个理论是将这种现象(至少是部分)归因于由于冬季的较高的潮湿接触从而使闸瓦在车轮上的很明显的清洁效果。这样，这种清洁作用会增加接触摩擦，或车轮与铁轨之间的粘滞，从而在车轮上产生有所增加的接触应力。尤其是遇到轨道弯曲时，这种接触应力在车轮组的导向和转向动作过程中尤其大。

闸瓦与车轮轮面之间的摩擦的制动作用力和车轮与铁轨之间的粘滞相结合转换成车轮的热量和接触应力，而这些往往导致车轮损坏。人们知道，较高的热量和接触应力会促使车轮轮面由于出现破裂情况而瞬间失灵。

需要高水准减速的一些铁路所碰到的另一个有关的问题是车轮滑动，这种滑动会导致车轮轮面出现平的斑点。这种平的斑点由于其产生较大的振动和噪声而对设备、装载的货物和乘客具有不利的效果。修补这种损坏的车轮需要取下车轮，然后机加工车轮轮面，以去掉平的斑点。

此外，一般而言，人们知道通过润滑铁轨轨道的轨距表面(gage face)或车轮凸缘就会有明显的好处。这种好处表现在既节省燃料，又减少铁轨和凸缘的磨损。但是，要达到所需的润滑要使用单独的润滑设备。这种设备要采用在机车上的形式，即安装在火车头上的能够为车轮凸缘提供润滑的装置以及将润滑剂加到铁轨的轨道弯曲部分的传统路旁润滑器。路旁润滑器作为铁道运输的一部分已有多年了。实际上在燃料效率方面从未考虑放置在弯曲地域以减少铁轨和车轮凸缘磨损(以及在某些情况下减少嘎吱声)的弯曲注油壶。近几年已将重点转移至能够对切向轨道以及弯曲轨道提供润滑的在机车上的装置。该重点是减少滚动阻力，因而降低了燃料消耗。

如果一个单一的装置，即尤其是一闸瓦，不仅能够为令人满意的制动提供必须的摩擦，而且能够同时为铁轨和凸缘提供润滑和摩擦调节剂，这对铁路工业将是非常有益的。

本发明提供一种适用于与铁路车辆车轮的轮面和凸缘啮合的摩擦控制闸瓦(friction management brake shoe)，铁路车辆通过这种闸瓦可导向地支承在铁轨轨道上。摩擦控制闸瓦包括一具有凸缘件的支承板。有一粘贴到支承板和具有与铁道车辆的车轮轮面啮合的制动表面的制动衬片。制动衬片包括一由在车轮轮面与铁轨轨道之间形成一停止火车所需的摩擦等级的一固体高的正摩擦调节剂(modifier)和一固体很高的正摩擦调节剂中的至少一种所形成的第一摩擦复合材料。闸瓦还有一粘贴于支承板的凸缘件和具有与铁路汽车车轮的车轮凸缘啮合的摩擦表面的凸缘部分。凸缘部分包括一用一在车轮凸缘与铁轨轨道之间的接触面形成的摩擦等级约在0.08与0.15之间的固体低摩擦系数调节剂所形成的第二摩擦材料。

因此，本发明的一个主要目的是陈述一种混合物，当把这种材料移到车轮上时能够提供令人满意的制动。

本发明的另一目的是设计一种新型的闸瓦，它不仅接触车轮轮面，还接触车轮凸缘。

本发明的又一个目的是提供一种闸瓦，它能延长铁路车轮的使用寿命。

本发明的再一个目的是提供一种闸瓦，它能将一固体摩擦调节剂薄膜施加到车轮和铁轨上。

本发明的再一个目的是提供一种能减少能量消耗的闸瓦。

本发明的再一个目的是提供一种能降低形成在铁轨/车轮接触面的噪声的闸瓦。

除了以上详细描述过的本发明的各种目的和优点之外，根据本发明的以下更详细的说明，尤其是结合附图和所附的权利要书所进行的详细说明，本发明的其它各种目的和优点对于本领域的熟练技术人员而言是显而易见的。

图1是一全凸缘摩擦控制闸瓦的平面图，它示出了一将闸瓦安装到铁道车辆上的钢制支承板。

图2是一图1所示的全凸缘摩擦控制闸瓦的侧视图。

图3是沿图1的线III-III截取的全凸缘摩擦控制闸瓦的剖视图。