專利名稱：豎直對準的無間隙牽引桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種基本上為半固定的、特定鐵路運貨車廂的連接裝置，該連接裝置廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)今的軌道工業(yè)中，以將列車中相鄰設(shè)置的一對該運貨車廂的端部連接在一起。具體地說，本發(fā)明涉及一種改進型的無間隙牽引桿組件，這種牽引桿組件具有豎直對準裝置。再具體地說，本發(fā)明涉及一種改進型的豎直對準的無間隙牽引桿組件，該牽引桿組件能夠提供一種重力楔(gravity wedge)保持的有效方法。
背景技術(shù)：
在鐵路運貨車廂的領(lǐng)域中，以基本上半固定的方式，將相鄰設(shè)置的一對鐵路運貨車廂的端部連接在一起的鉸鏈式連接裝置是眾所周知的。這種鉸鏈式連接裝置必須適應(yīng)兩個方向的縱向行進，以及，當鐵路運貨車廂沿著鐵軌行進時連接處的豎直方向和橫向的行進?，F(xiàn)代軌道所需承載的更大的載荷需要使得鉸鏈式連接裝置能夠在不同的部件之間保持緊密對接的關(guān)系，以減小對鐵路車廂與鉸鏈式連接裝置的沖擊力。因此，緊密對接的關(guān)系導(dǎo)致了無間隙的鉸鏈式連接裝置(主要包括連接器和牽引桿)的發(fā)展。術(shù)語無間隙意味著特殊設(shè)計的連接器或牽引桿以縱向間隙(play)或移動最小的方式設(shè)置在中梁。
通常與牽引器組件一起適用的連接器的主要優(yōu)點是，能夠適應(yīng)兩個方向的縱向行進，以及，當鐵路運貨車廂沿著鐵軌行進時連接處的豎直方向和橫向的行進。更具體地說，能夠使得車輛更容易地越過鐵軌上彎曲的部分，而這種情況在運行中是會遇到的。此連接器的主要缺點是，縱向的間隙或空隙增加了作用于鐵路運貨車廂上的沖擊力。此連接器和牽引器組件的另外一個缺點是，由于設(shè)計的復(fù)雜性和大量的所需部件，造成單位成本增加。
近來，無間隙牽引桿組件幾乎不需要與連接器裝置一起使用的相當昂貴的緩沖器組件(draft gear assembly)。此外，這些無間隙牽引桿組件通常會使得此類鐵路運貨車廂的空車總凈重降低，同樣也總體降低了單位成本。
然而，每一種現(xiàn)在已知使用的無間隙牽引桿組件都具有至少一個重要的且共同的缺點。這個共同的缺點就是，在鐵路運貨車廂沿著鐵軌行進時這些無間隙牽引桿組件不能適應(yīng)連接處產(chǎn)生豎直方向和橫向的行進，更具體地說，當轉(zhuǎn)彎時，由此會增加車輪緣爬軌脫軌的可能性。而且，無間隙牽引桿還可以用來連接相鄰設(shè)置的一對鐵路運貨車廂的端部，其中一個鐵路運貨車廂具有舊輪子，而其他車廂具有新輪子。在給定的該條件下，無間隙牽引桿將以一角度設(shè)置在豎直方向的平面內(nèi)，對具有新輪子的鐵路運貨車廂產(chǎn)生額外的豎直力。當無間隙牽引桿用于連接相鄰設(shè)置的一對鋁制的輕質(zhì)運煤鐵路運貨車廂或空貨車時，這個問題會尤其明顯。在這種應(yīng)用中，以一角度設(shè)置在豎直方向的平面內(nèi)的無間隙牽引桿可能會導(dǎo)致運貨車廂的廂體與支撐物(bolster)分離，或者甚至?xí)?dǎo)致整個運貨車廂從鐵軌上升起。
特別顯著的是減小了橫向載荷的摩擦阻力，從而減小了所連接的相鄰設(shè)置的一對鐵路車廂的端部的橫向運動，更重要的是，減小了此橫向運動所導(dǎo)致的車輪和鐵軌的損耗，并且使得脫軌的可能性最小。
從上面的討論可以看到，需要使用一種能夠允許豎直方向和橫向移動的無間隙牽引桿。
提供無間隙裝置的一種通用的辦法是，在小型鑄件的后壁(固定在中梁上)與從動塊(其抵靠連接器或牽引桿部件的對接端)之間使用傾斜重力式楔。重力楔迫使從動塊離開小型鑄件的端壁，且緊緊地抵靠連接器或牽引桿件的對接端。當隨后發(fā)生部件損耗而增加從動塊與連接器或牽引器件之間的縱向間隙時，該間隙或空隙始終會由于重力楔的下降作用而被填補。
在鐵路運貨車廂被推動(沖擊)時，縱向力使得無間隙連接器或牽引桿件抵靠無間隙裝置的從動塊、重力楔、和小型端壁而被壓縮。
在車輛被牽拉(拖拉)時，縱向力迫使無間隙牽引桿或連接器與小型端壁分離，從而使重力楔在重力作用下下降，且當鐵路運貨車廂處于沖擊載荷下時會發(fā)生鎖止。
考慮到上述的討論，需注意特定現(xiàn)有技術(shù)中所指出的、用于無間隙有軌車廂連接器組件的重力楔。此現(xiàn)有技術(shù)中的重力楔在美國專利5,573,126中有所講述。其中披露了一種傾斜的重力楔，該重力楔具有包括彈性體或傳統(tǒng)壓縮彈簧的彈性裝置，該彈性裝置設(shè)置在位于該重力楔的一個或兩個表面上的緊公差的機加工孔內(nèi)，且該彈性裝置稍突出該重力楔的一個或兩個表面，從而使得在重力楔表面與相鄰表面之間對稱地保持小的但可控的間隙。當有軌車廂的緩沖載荷(buff load)釋放時，作用于連接器組件上的唯一的鎖止力由彈性裝置的壓縮載荷率所指示。當緩沖載荷或壓縮載荷釋放時，由于彈性裝置“伸出”，并將重力楔保持在適當位置，重力楔將保持在它的豎直位置，直到經(jīng)歷下一個拉伸載荷。現(xiàn)有技術(shù)的重力楔的一個缺點是，緊公差的機加工孔所增加的成本。另一個缺點是，環(huán)境因素的影響，諸如溫度、濕度、灰塵、和濕氣會影響結(jié)構(gòu)的完整性和彈性裝置的運轉(zhuǎn)，因此在牽拉載荷狀態(tài)下可使重力楔下降。
因此，需要改進上述重力楔的保持。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種豎直對準的無間隙牽引桿，其用來以基本上半固定的方式連接相鄰設(shè)置的一對鐵路運貨車廂的端部。這種豎直對準的無間隙牽引桿包括第一部件以及第二部件，該第二部件的一端通過樞軸銷樞轉(zhuǎn)地且可滑移地聯(lián)接到該第一部件上。這種聯(lián)接使得第二部件可相對于第一部件豎直移動，因此，可將這種豎直對準的無間隙牽引桿保持在近似的橫向平面內(nèi)，且對于質(zhì)輕的鋁制鐵路運貨車廂的應(yīng)用而言，還可防止該鐵路運貨車廂的廂體從支撐物上升起。該第一部件的另一端通過標準的“F”型銷固定到軛上，該軛固定到鐵路運貨車廂的中梁的后突出部和前突出部之間。一對傾斜重力楔通過一對設(shè)置于后突出部和重力楔之間的板簧而補償縱向間隙，并保持在適當?shù)奈恢?。在第一部件和第二部件的相鄰端部之間設(shè)計有預(yù)定空隙，以用來限制第二部件相對于第一部件的橫向移動，以最小化折曲(jackkniffing)的發(fā)生。第一部件的遠端和第二部件的遠端都具有近似凸起的表面，以允許無間隙牽引桿豎直對準，且允許車廂相對于該豎直對準的無間隙牽引桿晃動。
本發(fā)明的目的是提供一種豎直對準的無間隙牽引桿，其對于輕型鐵路運貨車廂的應(yīng)用而言能夠防止廂體與支撐物脫離。
本發(fā)明的進一步目的是提供一種豎直對準的無間隙牽引桿，其能夠最小化輕型運貨車廂的車輪緣爬軌脫軌的發(fā)生。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種豎直對準的無間隙牽引桿，其對于輕型鐵路運貨車廂的應(yīng)用而言提供了一種低成本的無間隙連接器的選擇。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種豎直對準的無間隙牽引桿，其可獲得改進的重力楔保持。
盡管本發(fā)明的許多目的和優(yōu)點如上所述進行了詳細的描述，但是對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，通過本發(fā)明的下述更加詳細的描述，特別是結(jié)合附圖和所附的權(quán)利要求的詳細描述之后，可以更容易地理解本發(fā)明的豎直對準的無間隙牽引桿的其它目的和優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的豎直對準的無間隙牽引桿的局部平面正視圖，其部分示出了相鄰的鐵路運貨車廂的中梁。
圖2是圖1中所示的豎直對準的無間隙牽引桿的局部平面?zhèn)纫晥D。
圖3是沿著圖1中的線3-3的豎直對準的無間隙牽引桿的第二部件的代表性局部平面剖視圖。
具體實施例方式
在對本發(fā)明進行更詳細的描述之前，應(yīng)該注意的是，為了簡化及理解本發(fā)明，在所附的所有附圖中，采用相同的附圖標記表示具有相同功能的相同部件。
更具體地，現(xiàn)參照附圖進行描述。附圖中示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的豎直對準的無間隙牽引桿，該牽引桿通常以附圖標記10來表示。這種豎直對準的無間隙牽引桿10以基本上半固定的方式將相鄰設(shè)置的一對鐵路運貨車廂(未示出)的端部(未示出)連接在一起。這種豎直對準的無間隙牽引桿10包括通常由附圖標記20表示的第一部件，該第一部件聯(lián)接到通常由附圖標記110表示的軛(yoke)上；以及通常由附圖標記50表示的第二部件，該第二部件通過樞軸銷14樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到第一部件20。該銷14通過其兩端的一對緊固件42而保持。
如圖中所示，第一部件20(部分示出)的第一端延伸到通常以附圖標記100表示的標準結(jié)構(gòu)的第一中梁的開口端102內(nèi)，該中梁固定到鐵路車廂(未示出)的縱向下方。
該第一端具有近似凸起的表面22，該近似凸起的表面22與軛110的近似下凹的表面112相抵配合，而該軛110具有第一端120和第二端122，從而在前突出部104和后突出部106之間保持在中梁100內(nèi)。優(yōu)選地，此近似凸起的表面22在大致橫向和大致豎直方向呈凸起形狀。豎直方向的傾斜重力楔130位于第一中梁100的后突出部106和軛110的后部114之間，以消除縱向間隙。如圖1中所示，后部114具有第一預(yù)定傾斜輪廓，以與重力楔130的第二預(yù)定傾斜輪廓相配合。在當前的優(yōu)選實施例中，重力楔130的第二預(yù)定傾斜輪廓與此后部114的第一預(yù)定傾斜輪廓近似相同。第一部件20通過標準的“F”型銷98而固定在軛110中，該“F”銷98沿豎直方向延伸通過第一部件20中的“F”型銷孔24，且通過設(shè)于軛110內(nèi)的第一對沿豎直方向?qū)实耐目?16。該孔24包括一對壁面26，該對壁面朝向第一端的中心以預(yù)定角度傾斜，從而有助于該第一部件20的旋轉(zhuǎn)。
具有預(yù)定力和預(yù)定韌度的至少一個板簧16設(shè)在后突出部106和重力楔130之間，以使得該重力楔130保持在適當位置上，且防止重力楔130在牽拉狀態(tài)下發(fā)生下降和鎖止。與現(xiàn)有技術(shù)相比，此板簧16的優(yōu)點是，在各種環(huán)境因素下仍具有較高的彈性，因此能夠恒定保持該重力楔130。
第一部件20的第二端包括通常由附圖標記30表示的空腔，該空腔由第一側(cè)面部32、第二側(cè)面部34、頂面部36、和底面部38形成。第一側(cè)面部32和第二側(cè)面部34都朝向第一部件20的中心以預(yù)定角度傾斜。第二對沿豎直方向?qū)实耐目?0設(shè)在頂面部36和底面部38內(nèi)，以與樞軸銷14連接。優(yōu)選地，一對套筒軸承44分別設(shè)在所述第二對孔40的每一個中，以使得樞軸銷14旋轉(zhuǎn)時的摩擦力最小。
在另外的實施例中，第一部件20通過螺紋緊固件，特別地，通過軸肩螺釘型緊固件而連接到第二部件50。為能夠?qū)崿F(xiàn)此連接，其中一個孔40是螺紋的，以與此軸肩螺釘?shù)穆菁y部相匹配。這種軸肩螺釘型緊固件可以是市場上可購買到的原件，也可以是將其機加工到預(yù)定尺寸以適合于特定場合使用的特制緊固件。
優(yōu)選地，此第一部件20包括至少一個減重孔46，該孔具有預(yù)定結(jié)構(gòu)，且貫通此第一部件地形成于該第一部件的第一端和第二端之間。
第二部件50的第一端包括第三斜面部52和第四斜面部54，其分別與空腔30的第一側(cè)面部32和第二側(cè)面部34相抵而配合。如圖2中所示，在第一部件20和第二部件50之間設(shè)計有預(yù)定空隙18，以限制第二部件50的橫向運動，且最小化鐵路運貨車廂的折曲。
優(yōu)選地，第二部件50的第一端還包括套筒軸承58，該套筒軸承設(shè)置在預(yù)定直徑的樞軸銷孔56中，從而在樞軸銷14進行橫向旋轉(zhuǎn)和豎直方向滑移的運動中最小化摩擦力。
具有近似凸起的表面60的第二部件50的第二端與設(shè)置在相鄰的鐵路運貨車廂(未示出)上的通常由附圖標記200表示的第二中梁內(nèi)的近似下凹的表面202相抵而配合。優(yōu)選地，這種近似凸起的表面60將會在大致橫向和大致豎直方向均呈凸起形狀。具有球面72的一對牽引桿固定器70與中梁200的前突出部204相抵而對接。如圖3所最佳示出的，這種球面72與第二部件50的第二端的近似的球面部62相抵配合。
優(yōu)選地，第二部件50包括至少一個減重孔64，該孔具有預(yù)定形狀，且貫通此第二部件地形成于該第二部件的第一端和第二端之間。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解的是，通過樞軸銷14在套筒軸承58內(nèi)的滑移連接使得第二部件50可相對于第一部件20沿豎直方向移動，從而本發(fā)明可以補償相鄰的鐵路運貨車廂的相對端之間的豎直方向的位移。因此本發(fā)明的豎直對準的無間隙牽引桿10可保持在防止豎直方向移動的近似橫向的平面內(nèi)，而且更重要的是，可以防止輕型鐵路運貨車廂的應(yīng)用中發(fā)生的廂體脫離支撐物。
第二部件50的圍繞樞軸銷14的樞轉(zhuǎn)連接、以及凸起表面60和球面部62使得豎直對準的無間隙牽引桿10能夠進行橫向運動，以最小化輕型運貨車廂車輪緣爬軌脫軌的可能性。還可以理解的是，第二部件50的樞轉(zhuǎn)運動通過設(shè)計的間隙18而受到限制，以最小化折曲的發(fā)生。
因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解的是，本發(fā)明的豎直方向?qū)实臒o間隙牽引桿通過允許縱向、豎直方向和橫向的行進而提供了一種輕型鐵路運貨車廂的成本低廉的無間隙連接器。
為簡短起見，需注意的是，在本發(fā)明的多數(shù)優(yōu)選實施例中，此類豎直對準無間隙牽引桿10的第二部件的縱向間隙調(diào)整與第一部件的間隙調(diào)整基本上鏡像對稱。因此，對于這種間隙調(diào)整的詳細描述在此不再重復(fù)。
因此，已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細地、清晰地、精確地、和確切的描述，以使得本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員都能夠?qū)崿F(xiàn)和使用本發(fā)明?？梢岳斫獾氖牵瑢τ诒绢I(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明的各種變化和改型都是顯而易見的。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進行這些變化和改型，并且本發(fā)明旨在包括這些變化和改型。
權(quán)利要求
1.一種豎直對準的無間隙牽引桿，其用來以基本上半固定的方式將相鄰設(shè)置的一對鐵路運貨車廂的端部連接在一起，所述豎直對準的無間隙牽引桿包括(a)軛，其具有第一端與第二端，以保持在第一中梁的前突出部和后突出部之間，所述軛具有近似下凹的表面、后部、和第一對豎直對準的同心孔；(b)第一部件，其第一端具有近似凸起的表面，以與設(shè)置于所述軛中的所述近似下凹的表面相配合，所述近似凸起的表面在大致橫向和大致豎直方向上均呈凸起形狀，所述第一部件的第一端還具有豎直對準的“F”型銷孔；所述第一部件還具有第二端，該第一部件的第二端具有由第一側(cè)面部、第二側(cè)面部、頂面部、和底面部形成的空腔，所述第一部件的第二端還具有第二對豎直對準的同心孔，所述第二對豎直對準的同心孔設(shè)置于所述空腔的所述頂面部和所述底面部上；(c)第二部件，其具有第一端，所述第二部件的第一端具有第三斜面部和第四斜面部，所述第二部件的第一端還具有預(yù)定直徑的豎直對準的樞軸銷孔，所述第二部件還具有第二端，該第二部件的第二端具有近似凸起的表面，以與設(shè)置于第二中梁中的近似下凹的表面相配合，所述近似凸起的表面在大致橫向和大致豎直方向上均呈凸起形狀，所述第二部件的第二端還具有近似球面部；(d)樞軸銷，其用來將所述第二部件樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述第一部件；(e)標準的“F”型銷，其用來將所述第一部件的所述第一端固定到所述軛上；(f)一對牽引桿固定器，其與所述第二中梁的前突出部相抵配合，該對牽引桿固定器具有近似球面，以與設(shè)置于所述第二部件的所述第二端中的所述近似球面部相配合；(g)一對重力楔，其用來補償縱向間隙；以及(h)一對至少一個板簧，其具有預(yù)定力和預(yù)定韌度，且設(shè)置于所述后突出部和所述重力楔之間，該對至少一個板簧用于將該對重力楔保持在適當?shù)奈恢蒙?，且在牽拉狀態(tài)下防止該對重力楔下降和鎖止。
2.如權(quán)利要求1所述的豎直對準的無間隙牽引桿，其中設(shè)置于所述第一部件中的所述豎直對準的“F”型銷孔包括一對壁面，該對壁面以預(yù)定角度朝向所述第一端的中央傾斜。
3.如權(quán)利要求1所述的豎直對準的無間隙牽引桿，其中所述第一部件的所述第一側(cè)面部和所述第二側(cè)面部以預(yù)定角度朝向所述第一部件的中央傾斜。
4.如權(quán)利要求1所述的豎直對準的無間隙牽引桿，還具有一對套筒軸承，該對套筒軸承中的每一個設(shè)置于所述第二對孔中的每一個之中，以最小化所述樞軸銷旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的摩擦力。
5.如權(quán)利要求1所述的豎直對準的無間隙牽引桿，其中所述第一部件包括具有預(yù)定結(jié)構(gòu)的至少一個減重孔，所述減重孔貫通所述第一部件地形成于所述第一部件的所述第一端和所述第二端之間。
6.如權(quán)利要求1所述的豎直對準的無間隙牽引桿，其中所述第二部件還包括套筒軸承，該套筒軸承設(shè)置于所述樞軸銷孔內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的豎直對準的無間隙牽引桿，其中所述第二部件包括具有預(yù)定結(jié)構(gòu)的至少一個減重孔，所述減重孔貫通所述第二部件地形成于所述第二部件的所述第一端和所述第二端之間。
8.如權(quán)利要求1所述的豎直對準的無間隙牽引桿，其中所述軛的所述后部包括第一預(yù)定傾斜輪廓。
9.如權(quán)利要求1所述的豎直對準的無間隙牽引桿，其中所述重力楔包括第二預(yù)定傾斜輪廓，所述第二預(yù)定傾斜輪廓與該軛的所述后部的所述第一預(yù)定傾斜輪廓近似相同。
10.如權(quán)利要求1所述的豎直對準的無間隙牽引桿，其中在所述第一斜面部和所述第三斜面部之間形成預(yù)定空隙，所述預(yù)定空隙還形成在所述第二斜面部和所述第四斜面部之間，所述預(yù)定空隙限制了所述第二部件的橫向運動，且限制了相鄰的所述鐵路運貨車廂的折曲。
11.如權(quán)利要求1所述的豎直對準的無間隙牽引桿，其中所述樞軸銷使得所述第二部件可相對所述第一部件進行豎直移動。
12.如權(quán)利要求1所述的豎直對準的無間隙牽引桿，其中所述樞軸銷使得所述第二部件可相對所述第一部件進行橫向移動。
13.如權(quán)利要求1所述的豎直對準的無間隙牽引桿，其中所述標準的“F”型銷設(shè)置于所述第一部件的所述豎直對準的“F”型銷孔中，所述標準的“F”型銷還設(shè)置于所述軛的所述第一對豎直對準的同心孔中。
14.如權(quán)利要求1所述的豎直對準的無間隙牽引桿，其中所述樞軸銷設(shè)置于所述第二部件的所述樞軸銷孔中，所述樞軸銷還設(shè)置于所述第一部件的所述第二對豎直對準的同心孔中。
15.如權(quán)利要求1所述的豎直對準的無間隙牽引桿，其中所述第二部件通過至少一個螺紋緊固件聯(lián)接到所述第一部件上，所述螺紋緊固件可以是市場上可購買到的軸肩型螺釘，也可以是專用機制的軸肩型螺釘。
全文摘要
一種豎直對準的無間隙牽引桿，其用來以基本上半固定的方式將相鄰設(shè)置的一對鐵路運貨車廂的端部連接在一起。這種豎直對準的無間隙牽引桿包括第一部件和第二部件，所述第一部件和第二部件通過樞軸銷樞轉(zhuǎn)地且可滑移地聯(lián)接，從而對于輕型鋁制鐵路運貨車廂的應(yīng)用而言可防止該鐵路運貨車廂的廂體從支撐物上升起。第一部件和第二部件的相鄰端部之間設(shè)計有預(yù)定空隙，以用來限制第二部件相對于第一部件的橫向移動，從而防止折曲的發(fā)生。第一部件通過標準的“F”型銷固定到軛上。該軛進一步固定到鐵路運貨車廂的中梁的后突出部和前突出部之間。一對傾斜的重力楔通過一對設(shè)置于后突出部和所述重力楔之間的板簧，可補償縱向間隙并可保持在適當?shù)奈恢谩?br> 文檔編號B61G5/02GK101065282SQ200580035980
公開日2007年10月31日 申請日期2005年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月22日
發(fā)明者邁克爾·E·靈 申請人:外博泰克控股股份有限公司