不具有指形芯而形成的轉向節(jié)的制作方法
【專利摘要】本申請涉及不具有指形芯而形成的轉向節(jié)。一種用于制造軌道車廂耦合器轉向節(jié)（16）的方法包含：提供上模具部分（110）和下模具部分（150），所述上模具部分和下模具部分具有至少部分界定耦合器轉向節(jié)模具腔的周邊邊界的內部壁，其中所述模具腔包含指形區(qū)段（114）；將至少一個內部芯定位于所述上模具部分（110）或所述下模具部分（150）內，所述至少一個內部芯經配置以在耦合器轉向節(jié)（16）內界定腎形腔和樞軸銷腔；在所述單個芯在所述上模具部分與下模具部分之間的情況下閉合所述上模具部分和下模具部分；以及以熔融合金至少部分填充所述模具腔，所述熔融合金在填充之后固化以形成所述耦合器轉向節(jié)（16），其中所述至少一個芯界定所述腎形腔和樞軸銷腔，且所述模具腔的所述指形區(qū)段（114）界定所述耦合器轉向節(jié)（16）的至少一個指形腔（40）。
【專利說明】不具有指形芯而形成的轉向節(jié)
[0001]分案申請的相關信息
[0002]本案是分案申請。該分案的母案是申請日為2009年5月22日、申請?zhí)枮?00980123762.8、發(fā)明名稱為“不具有指形芯而形成的轉向節(jié)”的發(fā)明專利申請案。
[0003]相關申請案
[0004]本申請案主張2008年5月23日申請的第61/055，891號和2008年5月23日申請的第61/055，460號美國臨時申請案的優(yōu)先權，所述美國臨時申請案的揭示內容以全文引用的方式并入本文。
【技術領域】
[0005]本發(fā)明實施例大體上涉及鐵路耦合器的領域，且更具體來說涉及鐵道耦合器轉向節(jié)的制造，其中用于轉向節(jié)的前部部分的芯已經消除。
【背景技術】
[0006]軌道車廂耦合器安置于鐵道車廂的每一末端處以實現將此鐵道車廂的一端接合到另一鐵道車廂的鄰近安置的末端。這些耦合器中的每一者的可嚙合部分在鐵道【技術領域】中稱為轉向節(jié)(knuckle)。
[0007]通常，轉向節(jié)制造有三個芯，通常稱為轉向節(jié)的前部部分中的指形芯、轉向節(jié)的中心的樞軸銷芯，以及轉向節(jié)的后部處的腎形芯。指形芯和腎形芯減少了轉向節(jié)的重量。然而轉向節(jié)仍可重達約80磅，且在更換期間必須從機車攜載列車長度的至少一部分。此距離的長度可在從25個直到100個或100個以上軌道車廂的范圍內。
[0008]耦合器轉向節(jié)大體上是使用模具和所述三個芯而由鑄鋼制造的。在鑄造工藝本身期間，模具與安置于模具內的三個芯的相互關系對于制造令人滿意的鐵道貨運車廂耦合器轉向節(jié)來說是關鍵的。許多轉向節(jié)由于在整個轉向節(jié)上的金屬的內部和/或外部不一致性而發(fā)生故障。如果在鑄造工藝期間一個或一個以上芯移動，那么一些轉向節(jié)壁可能變得比其它壁薄，從而導致在轉向節(jié)使用期間的偏移加載和增加的故障風險。
[0009]此外，多個薄肋部已定位于與轉向節(jié)前部處的指形腔相關聯的前面區(qū)段內。這些多個薄肋部已知是如此設計的耦合轉向節(jié)的過早故障的來源。

【發(fā)明內容】

[0010]在第一實施例中，一種用于制造軌道車廂耦合器轉向節(jié)的方法包含:提供上模具部分和下模具部分，所述上模具部分和下模具部分具有至少部分界定耦合器轉向節(jié)模具腔的周邊邊界的內部壁，其中所述模具腔包含指形區(qū)段；將至少一個內部芯定位于所述上模具部分或所述下模具部分內，所述至少一個內部芯經配置以在耦合器轉向節(jié)內界定腎形腔和樞軸銷腔；在單個芯在所述上模具部分與下模具部分之間的情況下閉合所述上模具部分和下模具部分；以及以熔融合金至少部分填充所述模具腔，所述熔融合金在填充之后固化以形成所述耦合器轉向節(jié)，其中所述至少一個芯界定所述腎形腔和樞軸銷腔，且所述模具腔的所述指形區(qū)段界定所述耦合器轉向節(jié)的至少一個指形腔。
[0011]在第二實施例中，一種用于制造軌道車廂耦合器轉向節(jié)的方法包括以下步驟:提供上模具部分和下模具部分，所述上模具部分和下模具部分具有至少部分界定耦合器轉向節(jié)模具腔的周邊邊界的內部壁；將單個內部芯定位于所述上模具部分或所述下模具部分內，所述單個內部芯經配置以在耦合器轉向節(jié)內界定腎形腔和樞軸銷腔；在所述單個芯在所述上模具部分與所述下模具部分之間的情況下閉合所述上模具部分和所述下模具部分；以及以熔融合金至少部分填充所述模具腔，所述熔融合金在填充之后固化以形成所述耦合器轉向節(jié)，其中所述單個芯界定所述耦合器轉向節(jié)的所述腎形腔和所述樞軸銷腔。
[0012]在第三實施例中，一種軌道車廂耦合器轉向節(jié)包括:尾部區(qū)段、轂區(qū)段和鼻部區(qū)段；所述尾部、轂和鼻部區(qū)段界定包括(i)腎形腔、(ii)樞軸銷腔和(ii)指形腔的內部腔；所述腎形腔和樞軸銷腔在所述耦合器轉向節(jié)的制造期間使用至少一個內部芯形成；且所述指形腔在所述耦合器轉向節(jié)的制造期間由上模具部分和下模具部分的指形區(qū)段形成。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]參考以下附圖和描述可更好地理解系統(tǒng)。圖中的組件不一定按比例繪制，而是重點在于說明本發(fā)明的原理。而且在圖中，相同參考標號在全部不同的圖中指定對應的部分。
[0014]圖1是用以界定樞軸銷腔和腎形腔的轉向節(jié)芯的俯視圖。
[0015]圖2和3是圖1的轉向節(jié)芯的透視圖。
[0016]圖4是用于使用圖1到3的轉向節(jié)芯制造耦合器轉向節(jié)的耦合器轉向節(jié)制造組合件的示意性說明。
[0017]圖5是使用圖4的耦合器轉向節(jié)制造組合件和圖1到3的轉向節(jié)芯模制的耦合器轉向節(jié)的俯視圖，其指示沿著線A-A的橫截面圖。
[0018]圖6是沿著圖5的轉向節(jié)的線A-A的橫截面圖。
[0019]圖7和8分別為在模制工藝完成之后圖5到6的轉向節(jié)的實心俯視圖和劃線俯視圖。
[0020]圖9和10分別為在模制工藝完成之后圖5到6的轉向節(jié)的實心仰視圖和劃線仰視圖。
[0021]圖11和12分別為在模制工藝完成之后圖4到9的轉向節(jié)的實心透視圖和劃線透視圖。
[0022]圖13是說明用于制造圖5到12的軌道車廂耦合器轉向節(jié)的方法的流程圖?！揪唧w實施方式】
[0023]在一些情況下，未詳細展示或描述眾所周知的結構、材料或操作。此外，在一個或一個以上實施例中可以任一合適方式組合所描述的特征、結構或特性。還將容易了解，本文在圖中大體上描述和說明的實施例的組件可在各種各樣不同配置中布置和設計。
[0024]參見圖1到3，鐵路耦合器轉向節(jié)的本發(fā)明實施例將樞軸銷芯10和腎形芯12組合為在制造耦合器轉向節(jié)中使用的單個芯。不需要指形芯。如圖4中可見，在模制工藝期間由上下模具的部分形成至少一個指形腔40 (和/或40’)，因此消除了對形成指形腔原本將需要的另一芯或芯的部分的需要。所述至少一個指形腔40幫助減少耦合器轉向節(jié)的重量。在不使用指形芯的情況下制造耦合器轉向節(jié)的優(yōu)點包含使用較少的芯，或如果使用一個芯，那么單個芯需要較少的砂。芯的數目或單個芯的總體大小的減小減少了制造成本。
[0025]更具體來說，圖4是用于制造耦合器轉向節(jié)(圖5到6中的16)的耦合器轉向節(jié)制造組合件100的示意性說明。轉向節(jié)制造組合件100包含上模具區(qū)段110、耦合器轉向節(jié)的上部區(qū)段120、制造工藝中使用的單個樞軸銷芯10和腎形芯12、耦合器轉向節(jié)的下部區(qū)段140，和下模具區(qū)段150。當然，可使用兩個單獨的芯一樞軸銷芯10和腎形芯12來代替單個樞軸銷芯10和腎形芯12。
[0026]上模具區(qū)段110和下模具區(qū)段150分別包含模具腔112和152，熔融合金被傾倒入所述模具腔以鑄造耦合器轉向節(jié)。模具腔112和152經配置以對應于待使用上模具區(qū)段110和下模具區(qū)段150制造的耦合器轉向節(jié)的所需外部表面。在本發(fā)明實施例中，上模具腔112的上指形區(qū)段114和下模具腔152的對應的下指形區(qū)段154在模制工藝期間形成至少一個指形腔40。另外，可通過包含圓柱形銷作為上指形模具區(qū)段114和下指形模具區(qū)段154的部分來在至少一個指形腔40內形成圓柱形旗孔(圖5中的54)。上指形區(qū)段114和下指形區(qū)段154可在模具腔112、152的中心接合，從而一旦上模具部分110和下模具部分150閉合便形成單個指形區(qū)段。單個內部芯10、12包含樞軸銷和腎形部分以形成對應的樞軸銷和腎形腔。
[0027]圖5是使用圖4的耦合器轉向節(jié)制造組合件100和圖1到3的單個轉向節(jié)芯10、12模制的耦合器轉向節(jié)16的俯視圖。耦合器轉向節(jié)16包含尾部區(qū)段20、轂區(qū)段22和前面區(qū)段24。轂區(qū)段22包含形成于其中的樞軸銷孔30，用于接納樞軸銷以將轉向節(jié)16樞轉地耦合到用于耦合到軌道車廂的耦合器。樞軸銷孔30由單個內部芯10、12的至少一部分形成。樞軸銷孔30包含大體上圓柱形側壁。轉向節(jié)16還在前面區(qū)段24中包含在模制期間以上指形區(qū)段114和下指形區(qū)段154產生的至少一個指形腔40。耦合器轉向節(jié)16還包含頂部牽拉凸耳46和底部牽拉凸耳46a，用以在附接到列車時牽拉轉向節(jié)16。
[0028]前面區(qū)段24包含鼻部區(qū)段52，其包含形成于鼻部區(qū)段52的末端區(qū)中的大體上圓柱形的旗孔54開口。牽拉面部分58從鼻部區(qū)段52向內安置，其至少一部分抵靠在鄰近軌道車廂的耦合器轉向節(jié)的類似表面上以將軌道車廂耦合在一起。
[0029]如圖6所示，上模具腔112和下模具腔152分別的上指形區(qū)段114和下指形區(qū)段154經設計以在所述至少一個指形腔40內產生單個連續(xù)的實心無中斷厚肋部60，其沿著轉向節(jié)16的穿過樞軸銷轂區(qū)段22的水平中心線64定位。一對側鰭(或壁)66附接到厚肋部60且沿著前面區(qū)段24延伸。
[0030]單個厚肋部60替代了現有技術轉向節(jié)的多個薄肋部，因此輔助防止由于多個薄肋部的破裂引起的過早轉向節(jié)故障。單個厚肋部60可從旗孔54近似地延伸到轉向節(jié)16的另一側。在一個實施例中，單個厚肋部的橫截面的深度D和長度L分別近似為1.9"和
1.7"，如圖5和6中所示。如圖6所示的單個厚肋部60的厚度T在一個實施例中可近似為
3.0"。單個厚肋部60將列車的牽引負載沿著直接路徑傳送到牽拉凸耳46。
[0031]圖7和8分別為在模制工藝完成之后圖5到6的轉向節(jié)16的實心俯視圖和劃線俯視圖。圖9和10分別為在模制工藝完成之后圖5到6的轉向節(jié)16的實心仰視圖和劃線仰視圖。應注意，在此實施例中，轉向節(jié)16包含位于其頂部和底部的每一者中的兩個單獨指形腔40、40’。這些指形腔40’中的一者包含旗孔54，水可穿過所述孔從轉向節(jié)16排出。在所展示內容的替代方案中，在另一實施例中，可將所述兩個單獨指形腔40、40’組合為單個接合fe 40。
[0032]圖11和12分別為在使用耦合器轉向節(jié)制造組合件100完成模制工藝之后圖5到9的轉向節(jié)16的實心透視圖和劃線透視圖。應注意，由參考圖4的制造組合件100所論述的上模具腔112和下模具腔152的上指形區(qū)段114和下指形區(qū)段154形成指形腔40、40’。
[0033]圖13是說明用于制造圖5到12的軌道車廂耦合器轉向節(jié)16的方法的流程圖，且所述方法使用圖4的耦合器轉向節(jié)制造組合件100。方法在步驟200處開始，其中提供產生模具腔的上模具部分和下模具部分，所述模具腔的至少一部分包含指形區(qū)段。上模具部分和下模具部分可各自包含使用圖案或以其它方式由砂形成的內部壁，其至少部分界定耦合器轉向節(jié)模具腔的周邊邊界。模具腔對應于將使用上模具部分和下模具部分鑄造的耦合器轉向節(jié)的所需形狀和配置。指形區(qū)段形成耦合器轉向節(jié)的至少一個指形腔。
[0034]在步驟210處，將至少一個內部芯定位于上模具部分或下模具部分內，其中所述至少一個內部芯經配置以在耦合器轉向節(jié)內界定腎形腔和樞軸銷腔。在步驟220處，使用任何合適的機器在所述一個或兩個內部芯位于上模具部分與下模具部分之間的情況下閉合上模具部分和下模具部分。在步驟230處，使用任何合適的機器用熔融合金至少部分填充包含所述至少一個內部芯的模具腔，所述熔融合金固化以形成耦合器轉向節(jié)。所述至少一個內部芯界定腎形和樞軸銷腔，且模具腔的指形區(qū)段界定耦合器轉向節(jié)的至少一個指形腔。
[0035]圖13中說明的步驟中的一些可在適當情況下經組合、修改或刪除，且也可將額外步驟添加到流程圖。另外，在不脫離本文描述的實施例的精神和范圍的情況下可以任一合適次序執(zhí)行步驟。
[0036]本文使用的術語和描述是僅借助于說明來陳述而不是有意作為限制。所屬領域的技術人員將認識到，在不脫離所揭示實施例的基本原理的情況下可對上述實施例的細節(jié)做出許多變化。舉例來說，除非經指定，否則方法的步驟無需以某一次序執(zhí)行，盡管本揭示內容中可能已用所述次序來呈現。因此本發(fā)明的范圍應僅由所附權利要求書(及其均等物)確定，其中所有術語應在其最廣泛的合理意義上來理解，除非另外指示。
【權利要求】
1.一種軌道車廂耦合器轉向節(jié)制造組件，其包括: 上模具部分，其界定上模具腔； 下模具部分，其界定下模具腔，所述上模具腔和所述下模具腔界定一鑄造轉向節(jié)的外部表面； 其中所述上模具腔和所述下模具腔被配置為還界定全部的內部指形腔，包括用于界定所述鑄造轉向節(jié)中的旗孔的圓柱形銷以及成形為界定所述鑄造轉向節(jié)的單一、無中斷的肋的開口，所述開口從所述指形腔的所述圓柱形銷朝向所述指形腔的與所述圓柱形銷相對的側延伸。
2.根據權利要求1所述的軌道車廂耦合器轉向節(jié)制造組件，其中所述開口包括約3.0"厚、約1.7"深和約1.9"長的尺寸。
3.根據權利要求1所述的軌道車廂耦合器轉向節(jié)制造組件，其進一步包括:至少一個內部芯，其定位在所述上模具腔和所述下模具腔內以形成內部腎形腔和內部樞軸銷腔。
4.根據權利要求3所述的軌道車廂耦合器轉向節(jié)制造組件，其中所述至少一個內部芯包括單個組合的樞軸銷與腎形芯。
5.根據權利要求3所述的軌道車廂耦合器轉向節(jié)制造組件，其中所述至少一個芯包括兩個單獨內部芯，第一芯用于形成所述內部樞軸銷腔，且第二芯用于形成所述內部腎形腔。
【文檔編號】B61G3/04GK103625503SQ201310711060
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2009年5月22日 優(yōu)先權日:2008年5月23日
【發(fā)明者】杰里·R·斯梅雷茨基 申請人:貝德洛工業(yè)公司