專利名稱：調(diào)節(jié)交通工具的常接觸旁承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于安裝在鐵路車輛轉(zhuǎn)向架承梁上的旁承設(shè)計(jì)的改進(jìn)，該旁承允許長的行程，減輕實(shí)體重量、改良擺動(hunting)和彎曲特性及各種安全性特性。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的鐵路貨運(yùn)車，如圖1所示，鐵路車輛12，14在其末端通過車鉤16，18連接，每個車鉤16，18沿著液壓減震器或其他減震部件(圖中未示出)分別與牽引梁20，22相配合。牽引梁20，22設(shè)置在鐵路車輛中心梁的末端，并包括保持在鐵路車輛轉(zhuǎn)向架26，28的碗形中心板上的中心板。
如圖2所示為更佳的展示，每個傳統(tǒng)的車輛轉(zhuǎn)向架26包括一對支撐于輪副34，36上的側(cè)架30，32。一空心墊板38在兩側(cè)架之間延伸并被安裝在側(cè)架上的彈簧40所支撐。碗形中心板墊24設(shè)置為具有一中心孔42。碗形中心板墊接受并支撐牽引梁20的圓形中心板，旁承襯墊60橫向設(shè)置在墊板38的中心板24的每一側(cè)。旁承30，32包括一頂端部件44，壓縮部件46，張緊部件48，圓柱體50，凹字形楔52，底座54，底座頂56，軸承58和軸承適配器62。
常接觸旁承通常被用于鐵路車輛轉(zhuǎn)向架上。他們通常位于轉(zhuǎn)向架墊板上，比如在旁承墊板60上，但是也可位于別處。一些現(xiàn)有的設(shè)計(jì)采用在基體和帽罩之間安裝一單獨(dú)的螺旋彈簧。其他的用多個螺旋彈簧或彈性體元件。示范性公知的旁承布置包括授權(quán)給Neumann等人的美國專利NO.3,748,001和授權(quán)給Mulcahy的美國專利NO.4,130,066，這些文獻(xiàn)的全部內(nèi)容于此被援引到本文中以做參考。
傳統(tǒng)布置的旁承被設(shè)計(jì)為控制鐵路車輛的擺動。也就是說，鐵路車輛轉(zhuǎn)向架的半圓錐形車輪沿著鐵路軌道行進(jìn)，導(dǎo)致了鐵路車輛轉(zhuǎn)向架的搖擺軸線運(yùn)動。由于轉(zhuǎn)向架的搖擺，設(shè)置旁承部件滑動穿過磨耗板的底側(cè)并拴接到鐵路車體墊板上。產(chǎn)生的摩擦導(dǎo)致了相對扭矩阻止這種搖擺運(yùn)動。用于鐵路車輛的旁承另外目的是控制和限制車體的晃動。大多數(shù)現(xiàn)有的旁承設(shè)計(jì)限制支承行程大約為5/16”。這樣的旁承最大行程被美國鐵路協(xié)會(AAR)的標(biāo)準(zhǔn)所指定。先前的邊準(zhǔn)，例如M-948-77將許多應(yīng)用限制到5/16”。
新標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展需要的旁承具有改良的擺動、彎曲和其他特性并進(jìn)一步改良鐵路車輛設(shè)計(jì)的安全性。最近的AAR標(biāo)準(zhǔn)是M-976，其允許旁承長的行程并具有幾個新的要求，比如對支承預(yù)載新的說明。預(yù)載是在常接觸旁承處于規(guī)定高度時通過彈性元件提供的作用力來限定的。

發(fā)明內(nèi)容
這里存在一種改良鐵路車輛旁承的需要，其適合或超越這些新的AAR標(biāo)準(zhǔn)，例如M-976或AAR辦公手冊的第88條規(guī)定。
這里也存在一種對具有更好損耗性能以增長服務(wù)壽命的旁承的需要。
這里進(jìn)一步存在一種旁承的需要，該旁承能通過合并的設(shè)計(jì)部件為一具體應(yīng)用而設(shè)計(jì)以防止在那些應(yīng)用中零部件不正確的交替性。
這里也存在一種對旁承的需求，該旁承保持預(yù)載應(yīng)力長時間在新狀態(tài)的10％以內(nèi)。優(yōu)選地，該狀態(tài)將至少為10年或一億英里。
這里也存在一種對重新設(shè)計(jì)的彈性率以改進(jìn)鐵路車輛和轉(zhuǎn)向架的操作性能的需求。
這里也存在一種可減少各種傳統(tǒng)彈簧尺寸的部件總量的彈簧設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的需求。
通過本發(fā)明各種實(shí)施例的變化，上面的和其他的優(yōu)勢都可被得到。
在例示性實(shí)施例中，通過部件的組合可使布置在鐵路車輛轉(zhuǎn)向架上旁承取得長的行程，包括在彈簧被充分壓縮(實(shí)體)之前和基體及帽罩在降至最低點(diǎn)之前減少基體和/或帽罩高度和/或減少彈簧的實(shí)體高度以得到5/8”或更多行程。
在例示性實(shí)施例中，通過在不需要結(jié)構(gòu)硬度的區(qū)域減少基體和帽罩的側(cè)邊部和厚度來減少整體的重量。
在例示性實(shí)施例中，通過在基體上增加檢查狹縫并在帽罩上增加相應(yīng)的側(cè)面切口以形成一合適尺寸的可視窗口來改良檢查能力，在使用期間透過該可視窗口可檢查彈簧和其他內(nèi)部零部件。該特征也能取得對于現(xiàn)有技術(shù)減輕重量的優(yōu)勢。
在例示性實(shí)施例中，各種設(shè)計(jì)特征都可被合并到基體和/或帽罩以防止零部件不合適的替換性。這樣可包括僅允許基體和帽罩部件配合的配對特征。如此配對可進(jìn)一步包括防止基體相對于帽罩作不合適定向(orientation)的特征。該防止交替性的特征也包括防止基體和帽罩配合使用不合適的一個或多個彈簧的特征。同樣地，彈簧也可是鄰近的彈簧在相對方向旋緊以排除一彈簧干涉該鄰近彈簧的行程。
在例示性實(shí)施例中，通過從等級C到等級E的硬度的增長得到較長的疲勞壽命。
在例示性實(shí)施例中，通過仔細(xì)控制帽罩和基體之間的縱向間隙來改良旁承的操作性，包括改良控制和擺動特性。這樣還可得到重要的防止基體和帽罩之間額外運(yùn)動的特性，也可減少應(yīng)力、壓力和損耗。
在例示性實(shí)施例中，通過關(guān)鍵的硬化磨耗面的布置改良旁承特性和服務(wù)壽命。
在例示性實(shí)施例中，通過在一預(yù)定范圍內(nèi)改變彈簧常量在沒有負(fù)面擺動特性影響下來改良軌跡(tracking)、彎曲和負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)特性，優(yōu)選地，在4000-6000lb/in之間。
在例示性實(shí)施例中，設(shè)置三個不同彈簧的標(biāo)準(zhǔn)被設(shè)置，各種不同的組合被配對和混用以在多個應(yīng)用中得到不同的預(yù)載值，因而減少專門用于每個實(shí)施要求的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)彈簧的需要。
在例示性實(shí)施例中，通過處理帽罩角部得到車體磨耗板上更好的接觸面并增加帽罩頂端接觸面的平面度以改良損耗特性，例如，可減少刨削。


參照下面的附圖來介紹本發(fā)明，其中圖1示意性為兩傳統(tǒng)鐵路車輛末端連接的正視圖；圖2為本發(fā)明所用于的傳統(tǒng)鐵路車輛轉(zhuǎn)向架的透視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明例示性常接觸旁承的分解透視圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明例示性的基體頂端視圖；圖5為圖4所示基體沿5-5線作的橫截面視圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明例示性的帽罩的頂端視圖；圖7為圖6所示帽罩沿7-7線作的橫截面視圖；圖8為圖6所示設(shè)置為接受一個或多個彈簧的帽罩沿8-8線的橫截面視圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明具有三個彈簧的第一常接觸旁承和具有第一鍵部件的帽罩的分解透視圖；圖10為圖9所示第一例示性旁承的橫截面視圖；圖11為根據(jù)本發(fā)明具有兩個彈簧的例示性第二常接觸旁承和具有第二鍵部件的帽罩和第一例示性彈簧鎖扣部件的分解透視圖；圖12為根據(jù)本發(fā)明具有第二鍵部件的第二例示性常接觸旁承的橫截面視圖；圖13為根據(jù)本發(fā)明具有兩個彈簧的例示性第三常接觸旁承和具有第三鍵部件的帽罩和第二例示性彈簧鎖扣部件的分解透視圖；圖14為根據(jù)本發(fā)明具有第三鍵部件的第三例示性常接觸旁承的橫截面視圖；圖15為圖6中帽罩沿8-8線作的橫截面視圖，示出了第一例示性彈簧鎖扣部件設(shè)置用于圖11所示旁承的情形；圖16為圖6中帽罩沿8-8線作的橫截面視圖，示出了第二例示性彈簧鎖扣部件設(shè)置用于圖13所示旁承的情形；圖17為圖6中帽罩沿8-8線作的橫截面視圖，示出了第三例示性彈簧鎖扣部件設(shè)置，可單獨(dú)使用較大彈簧；及圖18為本發(fā)明所要求例示性可用組合彈簧的列表。
具體實(shí)施例方式
參照附圖3-8，將描述根據(jù)本發(fā)明旁承的第一實(shí)施方式。旁承部件100具有一和鐵路車輛縱向軸一致的縱向主軸。即，當(dāng)旁承被安裝到鐵路車輛轉(zhuǎn)向架墊板38上時(圖4僅示出了一部分)，旁承主軸和墊板縱向軸垂直。旁承部件100主要部件包括，一基體110，一帽罩120，和一個或多個彈性致動部件130，例如一彈簧或彈性體元件。在例示性的實(shí)施例中，于此設(shè)置三個彈簧作為致動元件，外彈簧130A，中間彈簧130B和內(nèi)彈簧130C，每一個都具有不同的彈性常數(shù)以提供整體組合負(fù)載率。
基體110通過合適的方式被固定到墊板38上。如圖所示，基體110通過安裝螺檢140的方式被拴接到墊板38，墊圈142和安裝螺母144通過安裝通孔146設(shè)置在基體法蘭112上。可選擇的，基體110可被鉚接在一定位置。優(yōu)選地，基體110沿其至少一橫向側(cè)沒有被焊接到墊板38。
如圖4-5為最好的展示，基體110具有相對的側(cè)壁116和及前后壁118。每個前后壁118包括一大的通常呈V型的開口114。開口114作為一可視窗口允許在旁承的使用期間可視檢查彈簧130A-C。開口114也用于減少基體110的重量。
為增加旁承的行進(jìn)長度，壁116，118比現(xiàn)有的設(shè)計(jì)如美國專利NO.3,748,001所應(yīng)用的，減少了總共5/16”的高度，這樣就有助于在帽罩120和基體110配合之前增大彈簧行程并防止進(jìn)一步的行程。在例示性實(shí)施例中，基體110整體長度為3.312”(+/-0.030)，壁116，118在法蘭112上延伸大約2.812”。
參照附圖6-8，帽罩120是杯形并包括向下延伸的側(cè)壁121，向下延伸的前后壁122以壓縮的方式環(huán)繞基體110。前后壁122設(shè)置一較大通常呈V型的槽口124以和位于基體110上的開口114相應(yīng)并協(xié)助形成可視窗口。側(cè)壁121也包括一槽口126。帽罩120向下延伸的壁121，122搭疊基體110，如此的布置使即使當(dāng)一個或多個彈簧130在其自由長度或非壓縮狀態(tài)，仍然可在壁121，122和壁116，118之間設(shè)置多個搭疊。這樣就消除了對防止帽罩從基體脫離的保持螺釘?shù)男枰?br> 帽罩120進(jìn)一步設(shè)置一頂端接觸面128，低端止動面123，和較低的凹進(jìn)彈簧支撐面127。優(yōu)選地，所有的外周邊緣129都被處理。該設(shè)置具有多個目的。減少了帽罩的重量。而且，通過處理過的角部，制得一更好的接觸面，面對于車體的磨耗板(圖中未示出，但使用中位于車體的下側(cè)和帽罩120的上部中間)。具體地，通過具有處理過的角部，在使用期間在車體磨耗板摩擦接合中當(dāng)帽罩滑動和旋轉(zhuǎn)時可減少在車體磨耗板的刨削產(chǎn)生。為進(jìn)一步取得更好的接觸面，頂面128基本為平版，優(yōu)選地凹進(jìn)在0.010”以內(nèi)或凸起0.030”以內(nèi)以進(jìn)一步改良損耗特性。具體地，該斜線減少了對著磨耗板的邊緣“鑲邊(binding)”的變化并更容易地制造。
為幫助提供彈簧長的行程，帽罩120類似于基體110被變短。在例示性實(shí)施例中，帽罩120短于先前設(shè)計(jì)約5/16”并允許一個或多個彈簧130在帽罩120和基體110配對前更遠(yuǎn)的行程并防止進(jìn)一步的行程。帽罩120優(yōu)選地具有總體帽罩高度為3.50”，側(cè)壁121和122向下延伸大約2.88”并低于較低端支撐表面127。這樣允許帽罩在側(cè)壁121，122碰到法蘭112之前進(jìn)一步搭疊到基體110上。
如上所述，本發(fā)明的旁承帽罩120和基體110可被一個或多個致動元件致動，比如彈簧130?？傻玫街辽?/8”的長行程，優(yōu)選地。比使用中的現(xiàn)有技術(shù)減少彈簧實(shí)體高度。因?yàn)楝F(xiàn)有的彈簧設(shè)計(jì)在達(dá)到5/8”行程前變實(shí)體化。即，單獨(dú)的螺旋彈簧彼此之間對向壓縮因此作進(jìn)一步的壓縮是不可能的。
許多例示性彈簧的結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)或試驗(yàn)。適當(dāng)?shù)睦拘苑桨笍膱D18所示的表中得到。他們每個都能在使用期間具有至少5/8”(0.625”)的行程。即，每一個都有從負(fù)載高度(比如4.44”)到充分壓縮高度(3.68”)的行程，在此彈簧被充分壓縮或帽罩和基體配合等于或超過行程5/8”。
盡管在許多實(shí)施例中描述了每個旁承具有三個彈簧的設(shè)計(jì)，本發(fā)明沒有限制于此，更少甚至更多的彈簧也能被采用。實(shí)際上，彈簧的數(shù)目和尺寸在具體的實(shí)施中都是可修改適應(yīng)的。例如，較輕的車輛將用一較柔彈性率彈簧也可采用柔性彈簧或較少的彈簧。類似地，多單元樞接車輛可用較輕或較少的彈簧因?yàn)檫@樣的車輛每輛車輛用四個旁承代替了兩個旁承。同樣地，每個的貨物運(yùn)載容量也被減少。同樣，可以發(fā)現(xiàn)的是用充分柔軟的彈性常數(shù)能比現(xiàn)有技術(shù)所用的取得更好的操作效果?？砂l(fā)現(xiàn)設(shè)置一具有減慢反應(yīng)時間的懸吊系統(tǒng)，其可改良運(yùn)動軌跡和彎曲，沒有負(fù)面的擺動影響。也可以發(fā)現(xiàn)減少結(jié)構(gòu)高度變化或零部件公差的靈敏性可在機(jī)車轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)上得到更一致的預(yù)載，可具有更小的靜態(tài)和動態(tài)的傾斜或搖擺。
為得到較長的疲勞壽命，用于基體110和帽罩120的材料可以從C級鋼到E級鋼變化，其強(qiáng)度和硬度更大。為協(xié)助取得較長的服務(wù)壽命，硬化磨耗面被設(shè)置在基體壁116的外側(cè)面上。
此外，在優(yōu)選的例示性實(shí)施例中，為防止額外的運(yùn)動和加速損耗，通過減小公差的現(xiàn)有值來減小帽罩120和基體110之間縱向間隙。這樣可得到，例如，通過更接近的控制鑄造或其他帽罩120和基體110側(cè)壁成形過程。在優(yōu)選實(shí)施例中，基體110在側(cè)壁116的外側(cè)面之間具有縱向距離7.000”(+0.005/-0.015)，帽罩120側(cè)壁122的內(nèi)側(cè)面之間具有縱向距離7.031”(+0.000/-0.020)。這樣導(dǎo)致了在接近控制組合的縱向缺口空間最小為0.006”最大為0.046”。當(dāng)基體側(cè)壁116在最大間隙7.005”和帽罩側(cè)壁122處于最小間隙7.011”時候得到最小值。當(dāng)基體側(cè)壁116在最小間隙6.985”和帽罩側(cè)壁122處于最大間隙7.031”時候得到最大值。
同樣，保持從頂面128到較低止動面123之間距離在1.125”(+/-0.030)是重要的，因此確保充分壓縮帽罩120到基體110前的至少5/8”行程。
因?yàn)閺椈捎懈鞣N變化和組合的可能性，可期望提供安全性特征以防止在給出的實(shí)施例中零部件不適當(dāng)?shù)慕惶嫘?interchangeability)。為達(dá)到此目的，例示性實(shí)施例在兩帽罩120和基體110上設(shè)置一鍵部件以防止零部件的錯配。同樣，帽罩120可設(shè)置一彈簧鎖扣結(jié)構(gòu)以防止實(shí)施中彈簧不恰當(dāng)?shù)亟M合作用。
附圖9-10展示了采用三個彈簧130A，130B，130C的第一例示性實(shí)施例。這種實(shí)施將被用于較重的鐵路車輛并能用圖18所列出的任意三種彈簧組合。然而，優(yōu)選的彈簧組合是圖18所示底部的例子。用三彈簧組合特別適用于超過50,000lbs的鐵路車輛。一般在50,000lbs和110,000lbs之間。這樣車輛通常為貨車車廂、運(yùn)鋼煤車輛，多級自動載運(yùn)車廂和類似裝置。
該設(shè)置包括一第一鍵部件，由在基體110相對角的外側(cè)角部部上設(shè)置的垂直半圓形凹口鍵部件150和在帽罩120相應(yīng)內(nèi)側(cè)部上設(shè)置的垂直半圓形凸起鍵部件160構(gòu)成。由于具有這些鍵部件，僅用于該應(yīng)用的基體和帽罩允許配合和搭疊。這樣防止零部件的錯配。而且優(yōu)選地，鍵部件150，160防止零部件不合適的定向(orientation)。例如，鍵部件將更適宜地不阻止帽罩適當(dāng)?shù)氖褂?，但是從正確方向旋轉(zhuǎn)180°。
圖11-12示出了僅采用二個彈簧130A，130B的第二例實(shí)施例。該應(yīng)用將被用于中等重量的鐵路車輛并能用圖18中列出的任意不同的外側(cè)和中間彈簧。這種組合的彈簧特別適用于負(fù)載40,000lbs和65,000lbs之間的鐵路車輛。
該設(shè)置包括一第二鍵部件，由設(shè)置在基體110相對對角的外側(cè)角部上的垂直半圓形凹口鍵部件150和設(shè)置在帽罩120的相應(yīng)內(nèi)側(cè)角部上的相應(yīng)的垂直凸起鍵部件160構(gòu)成。由于具有這些鍵部件，僅用于該實(shí)施的基體和帽罩允許配合和搭疊。這樣防止零部件的錯配。例如，即使旋轉(zhuǎn)，用于該實(shí)施例的帽罩120也將不能適配到先前實(shí)施例的基體上。
附圖13-14示出僅采用彈簧130A和130C的第三實(shí)施例。這種實(shí)施將被用于較輕的鐵路車輛或多單元聯(lián)運(yùn)鐵路車輛并能用圖18所列出的任意內(nèi)外彈簧的組合。用這種彈簧的組合特別適用于不超過45,000lbs的鐵路車輛。也可適用于樞接車輛的中心車廂，每個車廂用四個旁承優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)的兩個。因?yàn)槭窃S多旁承的兩倍，每個旁承的彈性率能降低。
該設(shè)置包括一第一鍵部件，由設(shè)置在基體110相對對角的外側(cè)角部上的垂直半圓形凹口鍵部件150和設(shè)置在帽罩120相應(yīng)的內(nèi)側(cè)角部上的垂直半圓形凸起鍵部件160構(gòu)成。具有這樣的鍵部件，僅用于該應(yīng)用的基體和帽罩允許配合和搭疊。這樣防止零部件的錯配。比如，該實(shí)施例中帽罩120將都不能適配到先前兩實(shí)施例中。
用上述的鍵部件150，160得到基體和帽罩部件合適的配合。然而，部件為確保合適彈簧組合在具體實(shí)施中得到應(yīng)用，另外的附加部件也是需要的。圖9-10是用所有三個彈簧的實(shí)施例。鑒于此，這里不需要彈簧鎖扣部件。同樣地，在該實(shí)施例中帽罩120的下側(cè)將如圖8所示的那樣。然而，在圖11-12的實(shí)施例中，僅采用兩外彈簧130A和130B。為防止使用130C，圖15中帽罩120的較低凹進(jìn)彈簧支撐面127被設(shè)置為具有合適的彈簧鎖扣部件170以防止不恰當(dāng)?shù)夭迦霃椈伞Ｔ诶又?，彈鎖扣部件170也可為一凸起，該凸起向下突出并有阻止小彈簧130C作用的大小，但是該尺寸大小不妨礙彈簧130A或130B的位置，對著帽罩120內(nèi)的彈簧支撐面127。類似地，在圖13-14的實(shí)施例中，在圖16的帽罩120的較低凹進(jìn)彈簧支撐面127被設(shè)置為具有一第二例示性彈簧鎖扣部件170，其向下突出并阻止中間彈簧130B的作用，不妨礙彈簧130A或130C的位置。彈簧鎖扣部件170另外的布置也是可預(yù)料的。例如，如僅期望使用外彈簧130A，如圖17所示例示性的第三彈簧鎖扣部件170能被設(shè)置以阻止內(nèi)部和中間彈簧130B和130C的作用。因此，基體和帽罩鍵部件150，160和彈簧鎖扣部件170的組合能阻止在具體施行時不合適的交替性。
通過利用具體彈簧常數(shù)可得到本發(fā)明的旁承的另外優(yōu)勢。先前的三個彈簧的設(shè)計(jì)具有較高的動態(tài)彈簧常數(shù)，其確信能得到合適的負(fù)載支持和襯墊到鐵路車輛。例如，為65,000lb，鐵路車輛許多先前設(shè)計(jì)具有的組合負(fù)載率大約7100lb/in(3705lb/in用于外彈簧，2134lb/in用于中間彈簧，1261lb/in用于內(nèi)彈簧)。圖18頂端的例子屬于該類別。然而可以發(fā)現(xiàn)的是通過動態(tài)減少彈簧負(fù)載率能充分提高交通工具和負(fù)載的平衡特性，效果是使得他們更加柔性。如果組合負(fù)載率在4,000-6,000lbs/in之間可得到許多的優(yōu)勢。假如比率在4,000lb/in以下，旁承與車體底面的接觸脫離也是可能的，類似的優(yōu)勢也可取得。然而在該范圍內(nèi)越高彈簧的制造公差和結(jié)構(gòu)偏差更靈敏。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例在圖18中的底部所示，使用的總體負(fù)載率的組合大約4506lb/in(2483lb/in用于外彈簧，1525lb/in用于中間彈簧，498lb/in用于內(nèi)彈簧)。一在底部附近的彈簧組合優(yōu)選地在4,000-6,000lb/in的范圍內(nèi)。發(fā)現(xiàn)具體合適在于幾個原因。首先。允許旁承結(jié)構(gòu)高度變化和公差變敏感性更小。也就是說，在車廂上從一旁承到另一旁承小的偏差使在預(yù)載上有較小的影響。因此，具有該范圍的彈簧預(yù)載可得到從一旁承到另一旁承的更一致的預(yù)載，即使較小的結(jié)構(gòu)高度或其他公差變化或非一致性。這樣趨向于使負(fù)載相等并允許鐵路車輛更水平地停留，靜態(tài)和動態(tài)偏差和擺動更小。第二，如此低比率提供一具有較慢反應(yīng)時間的懸吊系統(tǒng)，可取得改進(jìn)運(yùn)動軌跡和變形，沒有擺動的負(fù)面影響。然而如上所述，能利用增加的接近6,000lb/in的彈性率。然而，為取得類似的操作，各種公差的設(shè)計(jì)必須更緊密控制，因?yàn)閺椥月食?,000lb/in增加，結(jié)構(gòu)和公差變化的靈敏性增加。因此沒有恰當(dāng)?shù)乜刂扑麄兊墓?，這樣的偏差可導(dǎo)致負(fù)載的不均衡，如果車廂上一旁承結(jié)構(gòu)不同于另外旁承會導(dǎo)致車體從平穩(wěn)狀態(tài)不期望地傾斜。
這種組合部件也可取得比先前設(shè)計(jì)更大重量減輕的優(yōu)勢。例如，例示性旁承100可具有的重量僅47.3鎊，比現(xiàn)有設(shè)計(jì)的55.9鎊降低。
雖然僅介紹和展示了本發(fā)明的具體實(shí)施例，應(yīng)該清楚的是各可選擇的變化和修改都可獲得。那些熟知本領(lǐng)域的人士也可意識到在那些介紹的實(shí)施例中也可附加某些特征。因此，在這里本發(fā)明所附的權(quán)利要求涵蓋所有可選擇內(nèi)容，所有修改和附加都可落入本發(fā)明主旨范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于鐵路車輛轉(zhuǎn)向架的長行程常接觸旁承，其包括一基體，該基體具有相對側(cè)壁、一前壁和一后壁；一杯形帽罩，該杯形帽罩向下延伸的側(cè)壁、前壁和后壁以伸縮方式環(huán)繞基體側(cè)壁、前壁和后壁，其間形成一預(yù)定的間隙；和至少一個螺旋彈簧，設(shè)置在基體內(nèi)在基體和帽罩之間延伸，至少一螺旋彈簧具有小于6,000lb/in的組合負(fù)載率及、從一靜態(tài)載荷高度充分壓縮到實(shí)體高度的至少5/8”的行程長度，其中，帽罩和基體的壁被構(gòu)置成在靜態(tài)負(fù)載高度狀態(tài)保持搭疊并允許在帽罩和基體部件彼此對接之前至少5/8”的彈簧行程長度并防止進(jìn)一步的彈簧行程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的長行程旁承，其中間隙，至少在縱向上精確控制在0.006”到0.046”之間以改善控制和擺動特性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的長行程旁承，其中帽罩頂面包括一基本平整的表面與帽罩的每個前、后、側(cè)壁配合，通過表面處理在運(yùn)行期間減少鐵路車輛車體接觸面上的刨削。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的長行程旁承，其中頂面具有大約凹進(jìn)0.010”凸出0.030”以內(nèi)的平面度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的長行程旁承，其中帽罩和基體由E級鋼形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的長行程旁承，其中至少選擇基體側(cè)壁、前壁和/或后壁的外側(cè)面具有硬化磨損面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的長行程旁承，其中基體和帽罩相應(yīng)的側(cè)壁包括分別垂直定向的開口和槽口以形成側(cè)面觀察窗口，以便允許可視觀察至少一彈簧。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的長行程旁承，其中基體的側(cè)壁和帽罩的側(cè)壁基本上是弓形的外廓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的長行程旁承，其中基體外部和帽罩的內(nèi)部具有互補(bǔ)的鍵部件，基本處于旁承縱向?qū)俏恢靡苑乐沽悴考腻e配和不當(dāng)?shù)亩ㄏ颉?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求9的長行程旁承，其中鍵部件被設(shè)置到兩相對側(cè)以防止帽罩相對于基體不合適的定向。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的長行程旁承，其中用于第一鐵路車輛應(yīng)用的第一旁承部件包括具有預(yù)定結(jié)構(gòu)的第一鍵部件，用于第二鐵路車輛應(yīng)用的第二旁承部件包括不同于第一鍵部件的第二鍵部件，這樣第一旁承部件和第二旁承部件的零件不會不合適地錯配。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的長行程旁承，其中第一旁承部件的組合彈簧負(fù)載率不同于第二旁承部件的組合彈簧負(fù)載率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的長行程旁承，進(jìn)一步包括在帽罩和基體中的至少一個上的一彈簧鎖扣部件，該彈簧鎖扣部件防止第一和第二旁承部件的彈簧不合適的使用。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的長行程旁承，其中可使用的彈簧具有不同的直徑，彈簧鎖扣部件阻止接受尺寸不合適的彈簧。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的長行程旁承，其中兩個或更多彈簧被設(shè)置在基體內(nèi)，每個都具有不同的直徑，兩個或更多彈簧每個具有足夠低的彈簧負(fù)載率，使組合的彈簧負(fù)載率大約在4,000到6,000lb/in之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的長行程旁承，其中組合的彈簧負(fù)載率大約為4500lb/in。
17.一種用于鐵路車輛轉(zhuǎn)向架的長行程常接觸旁承，其包括一基體，該基體具有相對側(cè)壁、一前壁、和一后壁；一杯形帽罩，該杯形帽罩向下延伸的側(cè)壁、前壁和后壁以伸縮方式環(huán)繞基體側(cè)壁、前壁和后壁，其間形成一預(yù)定的間隙，該間隙精確控制在大約0.006”和0.046”之間以改良鐵路車輛轉(zhuǎn)向架的控制和擺動特性；和至少一個彈性致動部件設(shè)置在基體內(nèi)，在基體和帽罩之間延伸，所述至少一彈性致動部件具有大約4,000到6,000lb/in的組合負(fù)載率并有從一靜態(tài)載荷高度充分壓縮到實(shí)體高度的至少5/8”的行程長度，其中，帽罩和基體的壁被構(gòu)制成在靜態(tài)負(fù)載高度狀態(tài)保持搭疊并允許在帽罩和基體部件彼此鄰接之前至少5/8”的彈簧行程長度并防止進(jìn)一步的彈簧行程。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的長行程旁承，其中彈性致動部件包括至少一個螺旋彈簧。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的長行程旁承，其中其中帽罩頂面包括一基本平整的表面與帽罩的每個前、后、側(cè)壁配合，通過表面處理在運(yùn)行期間減少鐵路車輛車體接觸面上的刨削。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的長行程旁承，其中基體外部和帽罩的內(nèi)部具有互補(bǔ)的鍵部件，基本處于旁承前/后向?qū)俏恢靡苑乐沽悴考腻e配和不當(dāng)?shù)亩ㄏ颉?br> 21.根據(jù)權(quán)利要求17的長行程旁承，進(jìn)一步包括設(shè)置在帽罩和基體中的至少一個上的防止彈性致動部件不合適使用的彈簧鎖扣部件。
22.一種用于鐵路車輛轉(zhuǎn)向架的長行程常接觸旁承，其包括一基體，該基體具有相對側(cè)壁、一前壁、和一后壁；一杯形帽罩，該杯形帽罩向下延伸的側(cè)壁、前壁和后壁以伸縮方式環(huán)繞基體側(cè)壁、前壁和后壁，其間形成一預(yù)定的精確控制在大約0.006”和0.046”之間的間隙以改良鐵路車輛轉(zhuǎn)向架控制和擺動特性；和至少一個螺旋彈簧，設(shè)置在基體內(nèi)在基體和帽罩之間延伸，至少一螺旋彈簧具有大約4,000到6,000lb/in的組合負(fù)載率并有從一靜態(tài)載荷高度充分壓縮到實(shí)體高度的至少5/8”的行程長度，其中，帽罩和基體的壁被構(gòu)制成在靜態(tài)負(fù)載高度狀態(tài)保持搭疊并允許在帽罩和基體部件彼此對接之前至少5/8”的彈簧行程長度并防止進(jìn)一步的彈簧行程。
23.一種用于鐵路車輛轉(zhuǎn)向架的長行程常接觸旁承，其包括一基體，該基體具有相對側(cè)壁、一前壁、和一后壁；一杯形帽罩，該杯形帽罩向下延伸的側(cè)壁、前壁和后壁以伸縮方式環(huán)繞基體側(cè)壁、前壁和后壁，其間形成一預(yù)定的精確控制在大約0.006”和0.046”之間的間隙以改良鐵路車輛轉(zhuǎn)向架的控制和擺動特性，帽罩頂面包括一基本平整的表面與帽罩的每個前、后、側(cè)壁配合，通過表面處理在運(yùn)行期間減少鐵路車輛車體接觸面上的刨削；和至少一個彈性致動部件，設(shè)置在基體內(nèi)在基體和帽罩之間延伸，所述至少一彈性致動部件具有大約4,000到6,000lb/in的組合負(fù)載率并有從一靜態(tài)載荷高度充分壓縮到實(shí)體高度的至少5/8”的行程長度，其中，帽罩和基體壁被構(gòu)制成在靜態(tài)負(fù)載高度狀態(tài)保持搭疊并允許在帽罩和基體部件彼此對接之前至少5/8”的彈簧行程長度并防止進(jìn)一步的彈簧行程。
24.一種用于鐵路車輛轉(zhuǎn)向架的長行程常接觸旁承，其包括一基體，該基體具有相對側(cè)壁、一前壁、和一后壁；一杯形帽罩，該杯形帽罩向下延伸的側(cè)壁、前壁和后壁以伸縮方式環(huán)繞基體側(cè)壁、前壁和后壁，其間形成一預(yù)定的精確控制在大約0.006”和0.046”之間的間隙以改良鐵路車輛轉(zhuǎn)向架的控制和擺動特性，帽罩頂面包括一基本平整的表面與帽罩的每個前、后、側(cè)壁配合，通過表面處理在運(yùn)行期間減少鐵路車輛車體接觸面上的刨削；和至少一個螺旋彈簧，設(shè)置在基體內(nèi)在基體和帽罩之間延伸，至少一螺旋彈簧具有大約4,000到6,000lb/in的組合負(fù)載率并有從一靜態(tài)載荷高度充分壓縮到實(shí)體高度的至少5/8”的行程長度，其中，帽罩和基體的壁被構(gòu)制成在靜態(tài)負(fù)載高度狀態(tài)保持搭疊并允許在帽罩和基體部件彼此對接之前至少5/8”的彈簧行程長度并防止進(jìn)一步的彈簧行程，其中基體和帽罩相應(yīng)的側(cè)壁包括分別垂直定向的開口和槽口以形成側(cè)面觀察窗口，以便允許可視觀察至少一彈簧，其中基體外部和帽罩的內(nèi)部具有互補(bǔ)的鍵部件，基本處于旁承縱向?qū)俏恢靡苑乐沽悴考腻e配和不當(dāng)?shù)亩ㄏ?，其中帽罩和基體中的至少一個上設(shè)置一彈簧鎖扣部件，該彈簧鎖扣部件防止第一和第二旁承部件的彈簧不合適的應(yīng)用，其中帽罩頂面包括一基本平整的表面與帽罩的每個前、后、側(cè)壁配合，通過表面處理在運(yùn)行期間減少鐵路車輛車體接觸面上的刨削，其中帽罩和基體由E級鋼形成，和其中至少選擇基體側(cè)壁、前壁和/或后壁的外側(cè)面具有硬化磨損面。
25.一種標(biāo)準(zhǔn)組件成套用具，通過從標(biāo)準(zhǔn)零部件中進(jìn)行適當(dāng)選擇而在不同應(yīng)用的多個不同的行程構(gòu)造之一中構(gòu)制常接觸旁承，所述標(biāo)準(zhǔn)組件成套用具包括多個不同的基體，每個具有相對的側(cè)壁、一前壁和一后壁；多個不同的杯形帽罩，每個杯形帽罩向下延伸的側(cè)壁、前壁和后壁以伸縮方式環(huán)繞基體側(cè)壁、前壁和后壁，其間形成一預(yù)定的精確控制在大約0.006”和0.046”之間的間隙以改良鐵路車輛轉(zhuǎn)向架的控制和擺動特性；多個螺旋彈簧，每個螺旋彈簧具有不同的直徑并設(shè)置在基體內(nèi)在基體和相應(yīng)帽罩之間延伸，每個螺旋彈簧也具有從一靜態(tài)載荷高度充分壓縮到實(shí)體高度的至少5/8”的行程長度，其中彈簧能以各種組合被混用和配合以支撐不同的重量或類型的鐵路車輛，其中相應(yīng)的基體和帽罩每個包括一配對鍵部件，允許零部件配對配合并防止基體和帽罩組合的不合適的錯配，基體和帽罩配對的壁被構(gòu)制成允許基體和帽罩部件彼此對接之前至少5/8”的行程并防止進(jìn)一步的彈簧行程，其中，一彈簧鎖扣部件被設(shè)置在至少一配對帽罩和基體上以防止彈簧組合不合適的使用，及其中每個彈簧組合有小于6,000lb/in的組合負(fù)載率。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的標(biāo)準(zhǔn)組件成套用具，其中可采用三種不同直徑的螺旋彈簧，第一種具有大約500lb/in的負(fù)載率，第二種具有大約1525lb/in的負(fù)載率，第三種具有大約2500lb/in的負(fù)載率，當(dāng)用于各種組合時給出的可能的組合負(fù)載率大約為500lb/in，1525lb/in，2025lb/in，2500lb/in，3000lb/in，4025lb/in和4525lb/in。
全文摘要
一種用于鐵路車輛的長行程常接觸旁承，其設(shè)置具有更好的操作特性，通過利用各種特征的組合可改進(jìn)運(yùn)動軌跡和彎曲。這樣的長行程旁承能適合近年來嚴(yán)格的美國鐵路協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)，比如M－976。較低的彈性率，優(yōu)選小于6,000lb/in有助于提高穩(wěn)定性并減少結(jié)構(gòu)的靈敏性。減少帽罩和基體的尺寸，彈簧設(shè)計(jì)有助于達(dá)到至少5/8”的行程。一可視窗口允許容易地檢查。通過增加硬化磨損面增長了服務(wù)壽命和磨損特性，改良了公差，到E級鋼的變化，增強(qiáng)了頂面的平整度并處理頂面圓周邊緣。需要較少的專用部件彈簧組合設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)被混用和配對。通過鍵部件組合和/或彈簧鎖扣部件防止零部件不合適的交替性。
文檔編號B61F5/14GK1697749SQ200480000443
公開日2005年11月16日 申請日期2004年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月26日
發(fā)明者拉爾夫·H·肖爾, 丹·施尼爾斯 申請人:Asf-基斯通公司