[发明专利]铁路车辆制动盘

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年11月30日提交的美国临时申请61/265,009的利益，该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及铁路车辆制动盘，进一步涉及通过法兰连接轮毂和摩擦环的整体式制动盘。

背景技术

用于火车的制动盘通常被压接到轮轴上或者通过螺栓连接到车轮上。轮轴安装式制动盘可由单次铸造制造而成或者可以包括通过螺栓连接到一起的分离的轮毂和摩擦环，诸如授予Lehmann等人的美国专利6,808,050。单体式或整体式制动盘通常包含将轮毂与摩擦环连接的径向轮辐，诸如授予Wirth的美国专利4,638,891。在制动过程中产生的热使得摩擦环径向向外膨胀。在两件式制动盘设计中，在盘由于制动而变热时，通常允许摩擦环相对于轮毂膨胀。此膨胀是通过盘-轮毂的连接来适应的。

参照图1和图2，常规的单体式制动盘1包括摩擦环2，摩擦环2通过多个间隔的轮辐4紧固到轮毂3。在此单体式制动盘设计中，在摩擦环由于制动而变热时，将摩擦环与轮毂3连接的轮辐4被拉伸而张紧。在制动过程中连接轮辐4的张力趋于拉动轮毂3而使轮毂远离轮轴，这减弱了轮毂3与轮轴的压配合并且会导致盘在轮轴上自旋。

参照图3和图4，另一常规设计使用法兰7将摩擦环8与轮毂9联接的制动盘6。此制动盘6为两件式铸造，摩擦环8所使用的材料与连接法兰/轮毂7、9所使用的材料不同，这在制动盘6的制造过程中带来了一些问题。

美国专利申请公布第2004/0124045和2007/0181389公开了使轮辐将轮毂与摩擦环连接的制动盘，该申请的全部内容通过引用并入本文。

发明概述

本文详细说明的铁路车辆制动盘包括柱形轮毂、摩擦环以及将轮毂与摩擦环连接的钟形法兰。柱形轮毂限定中心轴线并且具有轴向宽度和外径。在外径处的表面限定了轮毂外周。摩擦环包括两个相对的环形部件，每个环形部件具有外制动表面和内表面。环形部件通过多个翅片相互连接，翅片从一个环形部件的内表面延伸到另一环形部件的内表面。钟形法兰具有与轮毂连接的内部、与翅片连接的外部以及将所述内部与所述外部连接的径向部。轮毂、摩擦环和钟形法兰由单一材料一体形成，以使制动盘为整体式制动盘。

轮毂具有第一轴向端和第二轴向端，第一轴向端和第二轴向端限定轴向宽度，并且钟形法兰的内部可在第一轴向端处与轮毂连接。内部还可以在与第一轴向端共同的平面中从第一轴向端径向向外延伸。另外，内部可以轴向延伸而超过第一轴向端。此外，内部可以弓形形状。而且，内部可以从轮毂外周径向向外延伸。

钟形法兰的内部、外部和径向部可以进一步具有大致均匀或大致非均匀的厚度。径向部可以使轮毂外周限定角度或者可与轮毂外周大致平行。

在另一实施方案中，铁路车辆制动盘包括柱形轮毂、摩擦环以及将轮毂与摩擦环连接的钟形法兰。柱形轮毂限定中心轴线并且具有轴向宽度和外径。在外径处的表面限定轮毂外周。摩擦环包括两个相对的环形部件，每个环形部件均具有外制动表面和内表面。环形部件通过多个翅片相互连接，翅片从一个环形部件的内表面延伸到另一环形部件的内表面。钟形法兰具有与轮毂连接的内部、与两个相对的环形部件中的一个连接的外部以及将所述内部与所述外部连接的径向部。

在另一实施方案中，铁路车辆制动盘包括柱形轮毂，所述柱形轮毂限定中心轴线，所述轮毂具有轴向宽度和外径。外径处的表面限定轮毂外周。盘进一步包括摩擦环，所述摩擦环包括两个相对的环形部件，每个所述环形部件均具有外制动表面和内表面。环形部件通过多个翅片相互连接，所述翅片从一个环形部件的内表面延伸到另一环形部件的内表面。法兰将轮毂与摩擦环连接。法兰包括与轮毂连接的内部、与翅片连接的外部以及将内部与外部连接的径向部。轮毂包括第一轴向端和第二轴向端，所述第一轴向端和第二轴向端限定轴向宽度，并且所述法兰的内部在位于所述第一轴向端和第二轴向端中间的位置处与轮毂连接。径向部可以为大致C形。轮毂、摩擦环和法兰可以由单一材料一体形成，以使制动盘包括整体式制动盘。

通过结合附图阅读下面的详细说明，进一步的细节和优点将变得清楚，其中在全文中相同的部件由相同的附图标记和字符表示。

附图说明

图1为常规的整体式制动盘的主视图。

图2为图1所示的制动盘的剖视图。

图3为另一常规制动盘的主视图和局部剖切图。

图4为图3所示的制动盘的剖视图。

图5为根据第一实施方案的制动盘的截面立体图。

图6为图5所示的制动盘的剖视图。