專利名稱：具有內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)的鐵路車鉤鉤舌的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及鐵路車鉤，尤其涉及具有內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)的鐵路車鉤鉤舌設(shè)備。
背景技術(shù)：
鐵路車廂連接系統(tǒng)中通常采用美國鐵路協(xié)會(AAR)類型E、類型F和/或類型E/F車鉤。類型E車鉤典型地包括經(jīng)由過渡部連接到尾部的鉤舌部。轂部將鉤舌部可樞轉(zhuǎn)地連接到車鉤頭，使得尾部在車鉤頭的通道內(nèi)樞轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)以接合牽引表面，從而使得在前的鐵路車廂的車鉤系統(tǒng)牽引在后的鐵路車廂。尾部和車鉤頭的牽引表面大體稱為牽引臺。通常，將鉤舌形成為具有實心尾部，這導(dǎo)致更容易產(chǎn)生內(nèi)部空隙的沉重部件，該內(nèi)部空隙能減弱或減少鉤舌的操作壽命。因而，鉤舌的尾部的剖面典型地具有開放的中心區(qū)域以減少鉤舌的重量(即使鉤舌變輕)同時提供可接受的內(nèi)部堅固性。開放的中心區(qū)域典型地具有管狀或矩形剖面。然而，尾部可能在操作期間易受疲勞破壞，因為當(dāng)鉤舌與另一鐵路車廂的配合鉤舌互鎖時相對高的應(yīng)力被賦予尾部。AAR標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范(例如AAR規(guī)范M-211)指出鉤舌的尾部是關(guān)鍵區(qū)域，且要求對使用過的鉤舌進行定期破壞性試驗——通過切割尾部以露出尾部的剖面，以檢查裂紋、裂縫和/或其它損壞來進行。

發(fā)明內(nèi)容
示例性的鐵路車廂車鉤鉤舌包括尾部、轂部以及連接尾部和轂部的過渡部。所述轂部包括具有縱向軸線的大體上圓柱狀的樞轉(zhuǎn)銷通道。所述鐵路車鉤鉤舌具有形成在所述過渡部的至少一部分和所述尾部的內(nèi)部的腔室。第一壁鄰近所述過渡部在所述腔室的表面之間延伸。在另一實施例中，鐵路車鉤鉤舌包括尾部、轂部以及連接所述尾部和所述轂部的過渡部，所述轂部包括具有縱向軸線的樞轉(zhuǎn)銷通道。所述鐵路車鉤鉤舌具有形成在所述過渡部的至少一部分和所述尾部的內(nèi)部的腔室。肋位于所述腔室內(nèi)以增加所述鐵路車鉤鉤舌的疲勞壽命。在又另一示例中，鐵路車鉤鉤舌包括尾部和與所述尾部相鄰的過渡部，從而所述尾部和所述過渡部限定內(nèi)部腔室。支撐結(jié)構(gòu)在所述內(nèi)部腔室的表面之間延伸以增加所述過渡部的壁的強度，從而增加所述鐵路車鉤鉤舌的疲勞壽命。


圖1是以本文描述的示例性鉤舌設(shè)備實現(xiàn)的鐵路車鉤系統(tǒng)的俯視圖。圖2A示出本文描述的可用于實現(xiàn)圖1的車鉤系統(tǒng)的示例性鐵路車鉤鉤舌的俯視圖。圖2B是圖2A的示例性鐵路車鉤鉤舌的側(cè)視的部分剖視圖。圖3A示出圖2A和圖2B的示例性鐵路車鉤鉤舌設(shè)備的剖面俯視圖。圖3B示出沿圖3A的線3B-3B截取的圖2A、2B和3A的示例性鐵路車鉤鉤舌設(shè)備的剖面?zhèn)纫晥D。圖4A示出本文描述的另一示例性鐵路鉤舌設(shè)備的剖面俯視圖。圖4B示出沿線4B-4B截取的圖4A的示例性鐵路車鉤鉤舌設(shè)備的剖面?zhèn)纫晥D。
具體實施例方式本文描述的示例性鐵路車鉤鉤舌設(shè)備包括支撐結(jié)構(gòu)以增加鉤舌的強度和對疲勞破壞的抵抗性能。更具體地，本文描述的示例性鉤舌設(shè)備包括經(jīng)由過渡部連接到尾部的轂部。尾部和/或過渡部限定包括支撐結(jié)構(gòu)的內(nèi)部腔室。支撐結(jié)構(gòu)可以是在內(nèi)部腔室的表面之間延伸的肋、壁和/或任何其它結(jié)構(gòu)，以增加尾部和/或過渡部的壁的強度，從而增加鐵路車鉤鉤舌的疲勞壽命而不顯著增加鉤舌的重量。圖1示出本文描述的鐵路車鉤系統(tǒng)100的俯視圖。車鉤系統(tǒng)100包括示出處于開放位置104的第一鐵路車鉤組件102和示出處于閉合位置108的第二鐵路車鉤組件106。第二鐵路車鉤組件106與第一鐵路車鉤組件102基本相似或相同，因而不再詳細描述。鐵路車鉤組件102包括經(jīng)由例如樞轉(zhuǎn)銷114可樞轉(zhuǎn)地連接到車鉤頭112A的鉤舌IlOA0車鉤頭112A是具有C形剖面的大體上一體式結(jié)構(gòu)。車鉤頭112A包括防護臂116、鉤舌側(cè)部118和使鉤舌側(cè)部118與引導(dǎo)臂116互連或連接的前表面或喉部區(qū)域120。盡管未示出，車鉤頭112A包括在車鉤頭112A的上表面122和與該上表面112相對的下表面之間形成通道或腔室的凹窩。當(dāng)鉤舌IlOA在打開位置104和閉合位置108之間移動時，鉤舌IlOA相對于車鉤頭112A樞轉(zhuǎn)，且鉤舌IlOA的尾部124在車鉤頭112A的腔室或通道內(nèi)移動，以接合車鉤頭112A的牽引表面(未示出)。使車鉤組件102、106彼此接觸以連接在前的鐵路車廂126和在后的鐵路車廂128。特別地，后鉤舌IlOA與前鉤舌IlOB接合且相對于相應(yīng)的車鉤頭112A和112B樞轉(zhuǎn)到互鎖的接合位置。當(dāng)接合且互鎖時，鎖定機構(gòu)(未示出)將鉤舌IlOA和IlOB的位置相對于相應(yīng)車鉤頭112A和112B機械地鎖定，從而第一和第二鐵路車鉤組件102和106互鎖。這種車鉤鎖定機構(gòu)的細節(jié)和鉤舌IlOA或IlOB和相關(guān)鎖定結(jié)構(gòu)的相互作用是公知的，因而不再詳細描述。當(dāng)鉤舌IlOA處于閉合位置108時,尾部124的牽引臺(pulling lug) 130與車鉤頭112A的牽引表面(未示出)相接合以提供牽引臺連接。根據(jù)鐵路車廂126、128的負載和/或速度，相對大的負載或應(yīng)力可被賦予尾部124的牽引臺130。賦予尾部124的相對大的負載或應(yīng)力隨著時間的流逝可能引起鉤舌110的尾部124和/或過渡部或區(qū)域形成裂縫或被損壞(例如疲勞)。如下面更詳細地描述，鉤舌IlOA的尾部124設(shè)置有位于尾部124和/或過渡部132的腔室內(nèi)的支撐結(jié)構(gòu)以增加尾部124和/或過渡部132的強度，從而增加鉤舌IlOA的疲勞壽命。圖2A和2B示出可被用于實現(xiàn)圖1的示例性車鉤系統(tǒng)100的示例性鉤舌200。圖2A是鉤舌200的俯視圖，圖2B是鉤舌200的部分剖視側(cè)視圖。參考圖2A和2B，鉤舌200是具有大體上L形輪廓或形狀的一體式結(jié)構(gòu)。鉤舌200包括鼻部202、尾部204以及連接鼻部202和尾部204的轂部206。轂部206包括大體上圓柱狀的具有縱向軸線210的樞轉(zhuǎn)銷通道或開口 208，以將鉤舌200可樞轉(zhuǎn)地連接到車鉤頭(例如圖1的車鉤頭112A)。鉤舌200的前表面212具有在鼻部202上延伸的彎曲表面。盡管未示出，在一些示例中，鼻部202可包括標(biāo)記孔(flag hole)和/或腔室，以進一步減少鉤舌200的重量。鉤舌200的前表面212和/或鼻部202滑動抵靠配合鉤舌的前表面和/或鼻部以使得鉤舌相對于它們相應(yīng)的車鉤頭樞轉(zhuǎn)進入互鎖的接合位置。鉤舌200還包括與鼻部202 (例如位于其內(nèi)側(cè))相鄰的牽引表面214，該牽引表面214被構(gòu)造成當(dāng)鉤舌200被連接到處在鎖定條件下的配合鉤舌時與配合鉤舌的同樣的牽引表面接合。過渡區(qū)域或部分216從牽引表面214朝尾部204延伸且連接轂部206和尾部204。過渡部216典型地是具有從鼻部202朝尾部204增加的曲率半徑的弓形剖面。例如，過渡部216包括通向尾部204的相對的上、下彎曲(例如拋物線形)壁218和220。尾部204提供升高的牽引臺，該牽引臺包括在過渡區(qū)域216的相應(yīng)上、下壁218和220和尾部204的后表面226之間的牽引表面222和224 (例如大致豎直的牽引表面)。尾部204包括上表面228和下表面230以連接相應(yīng)牽引表面222、224和后表面226。如上所述，當(dāng)鉤舌200在打開位置(例如圖1的打開位置104)和閉合位置(例如圖1的閉合位置108)之間旋轉(zhuǎn)時,尾部204和牽引表面222、224在車鉤頭(例如車鉤頭112A)的通道或腔室內(nèi)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)鉤舌200相對于車鉤頭處于閉合位置時，牽引表面222、224與車鉤頭的牽引表面接合。這種接合通常被稱為“牽引臺連接”。在操作中，在鉤舌200相對于相鄰或在前的鐵路車廂的配合鉤舌處于牽引條件的情況下，主牽引力作用到牽引表面222、224上。因而，這種牽引力可相對高，且在牽引表面222、224處存在應(yīng)力集中。圖3A示出圖2A和2B的鉤舌200的剖面圖。圖3B示出沿圖3A的線3B — 3B截取的鉤舌200的剖面圖。參考圖3A和圖3B，示例性鉤舌200在過渡部216和/或尾部204的至少一部分之間包括腔室302。支撐結(jié)構(gòu)304被形成(例如一體形成)在腔室302內(nèi)，處于尾部204的上表面228和下表面230之間，鄰近過渡部216。換言之，支撐結(jié)構(gòu)304在內(nèi)部腔室302的表面306和308之間延伸以增加尾部204 (例如牽引表面222和224)和/或過渡部216 (例如上壁218和下壁220)的強度，從而增加鉤舌200的疲勞壽命。在該示例中，支撐結(jié)構(gòu)304是鄰近過渡部216在腔室302的表面306、308之間延伸的大體上豎直壁或肋310。如示出的，壁或肋310位于腔室302內(nèi)的大約中央處，且具有與樞轉(zhuǎn)銷通道208的縱向軸線210 (圖2B)大體上平行的側(cè)面或表面312和314。在一些示例中，壁或肋310可相對于鉤舌200的縱向軸線318位于任何適當(dāng)距離316處。例如，肋310相對于縱向軸線318可偏離一定距離(例如橫向距離)，或肋相對于縱向軸線可徑向地隔開一定角度(例如在約20度和40度之間)。而且，在該示例中，壁或肋310具有彎曲的相對端320和322。在一些示例中，壁或肋310可具有直的端部或任何其它適當(dāng)形狀的端部。壁或肋310可具有約
0.25英寸和0. 50英寸之間的厚度324。更具體地，在該示例中，壁或肋310的厚度324是約0.38英寸。此外，壁或肋310可具有在約1. 5英寸和3. 5英寸之間的長度326。更具體地，在該示例中，壁或肋310的長度是約3. 19英寸。在一些示例中，壁或肋310可被設(shè)置在尾部的表面328、330和/或過渡部216的表面332、334之間。例如，作為壁或肋310的附加或不設(shè)置壁或肋310，結(jié)構(gòu)可被設(shè)置在表面328、330之間和/或結(jié)構(gòu)可被設(shè)置在表面332、334之間。在其它示例中，鉤舌200可在尾部204和/或過渡部216的腔室302內(nèi)包括多個支撐結(jié)構(gòu)(例如支撐結(jié)構(gòu)304)。圖4A和圖4B是本文描述的另一示例性鉤舌的剖面圖。下文中將不詳細描述圖4A和圖4B的示例性鉤舌400的與上述示例性鉤舌200大致類似或相同、且具有類似或相同的功能的那些部件。取而代之地，感興趣的讀者可參考上面與圖2A、2B、3A和3B結(jié)合的對應(yīng)描述。那些大致類似或相同的部件將用與圖2A、2B、3A和3B結(jié)合描述的那些部件相同的附圖標(biāo)記表示。參考圖4A和4B，示例性的鉤舌400包括位于尾部204的腔室302內(nèi)的多個支撐結(jié)構(gòu)402以增加鉤舌400的疲勞壽命。例如，支撐結(jié)構(gòu)402可以是第一壁或肋404和第二壁或肋406。在該示例中，壁或肋404、406鄰近過渡部216在尾部204的腔室302的表面306、308之間延伸。第一壁或肋404與第二壁或肋406徑向地隔開(radially spaced)。例如，第一壁或肋404可與第二壁或肋406徑向地隔開，其距離或角度408在約例如20度和30度之間。更具體地，如示出的，第一壁或肋404與第二壁或肋406徑向地隔開約30度。然而，在其它示例中，第一和第二壁或肋404、406可徑向地隔開任意適當(dāng)角度。例如，第一壁或肋404可相對于鉤舌400的縱向軸線318徑向地隔開第一角度410，第二壁或肋406可相對于縱向軸線318隔開與第一角度410不同的第二角度412。如示出的，第一和第二壁或肋404、406具有大致相同的厚度414和大致相同的長度416。例如，第一和第二壁或肋404、406可具有約0. 25英寸和0. 5英寸之間的厚度414且具有約1. 5英寸和3. 5英寸之間的長度416。更具體地，在該示例中，第一和第二壁或肋404,406的厚度是約0. 38英寸且長度是約1. 75英寸。然而，在其它示例中，第一和第二壁或肋404、406的每一個可具有不同厚度和/或長度。鐵路車廂車鉤鉤舌110A、110B、200和400可由鋼或金屬組成，且可經(jīng)由鑄造操作而制造成為一體式的結(jié)構(gòu)。鑄造操作典型地包括由型砂形成的頂或芯模具部分和也由型砂形成的底或下模具部分。在通過將頂模具部分放置在下模具部分的頂部上以封閉模具組件之前，樹脂或其它硬化砂的型芯被設(shè)置在下模具部分中。例如，鉤舌的樞轉(zhuǎn)孔經(jīng)由樞轉(zhuǎn)銷型芯形成。同樣，腔室經(jīng)過牽引臺型芯形成。此外，本文描述的支撐結(jié)構(gòu)或多個結(jié)構(gòu)(例如肋
310、404和406)經(jīng)過牽引臺型芯也與鉤舌一體形成。例如熔融金屬的鋼被注入到模具中，占據(jù)在上型箱、下型箱和型芯之間開放的所有空隙。例如，牽引臺型芯可包括形成尾部的腔室的主體，該主體可包括在鑄造期間接收熔融材料的開口或孔(或多個開口)以在腔室302內(nèi)形成壁或肋310 (或多個壁或肋404、406)。而且，主體可包括上、下彎曲表面(例如拋物線形表面)以形成鉤舌200和400的過渡部216。在固化之后，模具被打開且鑄件被取出，從而型芯被打碎且從鑄件的開口中取出。結(jié)果，鉤舌包括位于尾部和/或過渡部的腔室內(nèi)的內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)，例如壁或肋(或多個肋)，以增加鐵路車鉤鉤舌的疲勞壽命。在鑄造之后可以提供第二制造操作。例如，鉤舌的表面可被火焰硬化，或過渡區(qū)域中的任何表面間斷可經(jīng)由例如研磨或任何其它適當(dāng)方法去除。本文描述的示例性鐵路車鉤鉤舌大大減少了鉤舌的尾部和/或過渡部的疲勞。特別地，所描述鉤舌的內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)大大增加尾部和/或過渡部的強度以使鉤舌更堅固，且在使用中更耐疲勞破壞，同時保持減少的鉤舌重量。通過增加鉤舌的疲勞壽命，與在尾部和/或過渡部的腔室中不具有支撐結(jié)構(gòu)或肋的鉤舌相比，大大減少每AAR規(guī)范可執(zhí)行的破壞性測試。盡管本文描述的示例性鉤舌被示出為ARR型E鉤舌，支撐結(jié)構(gòu)304、402可應(yīng)用于鐵路車鉤系統(tǒng)的AAR型F鉤舌和/或任何其它適當(dāng)鉤舌。盡管本文已經(jīng)描述了特定的設(shè)備，本發(fā)明的覆蓋范圍不限于此。相反，本發(fā)明覆蓋完全落入所附權(quán)利要求既包括字面上的也包括等價教導(dǎo)的范圍內(nèi)的所有設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種鐵路車鉤鉤舌，包括 尾部、轂部以及連接尾部和轂部的過渡部，其中所述轂部包括具有縱向軸線的大體上圓柱狀的樞轉(zhuǎn)銷通道，且其中所述鐵路車鉤鉤舌具有形成在所述過渡部的至少一部分和所述尾部的內(nèi)部的腔室，以及 第一壁，所述第一壁鄰近所述過渡部在所述腔室的表面之間延伸。
2.如權(quán)利要求1限定的鐵路車鉤鉤舌，其中所述第一壁的相對的表面與所述樞轉(zhuǎn)銷通道的所述縱向軸線大體上平行。
3.如權(quán)利要求1限定的鐵路車鉤鉤舌，其中所述第一壁相對于所述腔室的縱向軸線徑向地隔開。
4.如權(quán)利要求1限定的鐵路車鉤鉤舌，其中第一壁與所述尾部和所述過渡部一體地形成。
5.如權(quán)利要求1限定的鐵路車鉤鉤舌，其中第一壁基本延伸穿過整個過渡部。
6.如權(quán)利要求1限定的鐵路車鉤鉤舌，其中所述第一壁具有在約0.25英寸和約0. 5英寸之間的厚度。
7.如權(quán)利要求1限定的鐵路車鉤鉤舌，其中所述第一壁具有在約1.5英寸和約3. 5英寸之間的長度。
8.如權(quán)利要求1限定的鐵路車鉤鉤舌，其中所述第一壁具有彎曲的相對端。
9.如權(quán)利要求1限定的鐵路車鉤鉤舌，其中所述第一壁在所述腔室內(nèi)大致居中地定位。
10.一種鐵路車鉤鉤舌，包括尾部、轂部以及連接所述尾部和所述轂部的過渡部，所述轂部包括具有縱向軸線的樞轉(zhuǎn)銷通道，其中所述鐵路車鉤鉤舌具有形成在所述過渡部的至少一部分和所述尾部的內(nèi)部的腔室，和 肋，所述肋位于所述腔室內(nèi)以增加所述鐵路車鉤鉤舌的疲勞壽命。
11.如權(quán)利要求10限定的鐵路車鉤鉤舌，其中所述肋鄰近所述過渡部在所述腔室的相對的表面之間延伸。
12.如權(quán)利要求10限定的鐵路車鉤鉤舌，其中所述肋具有與所述樞轉(zhuǎn)銷通道的所述縱向軸線大體上平行的側(cè)部或表面。
13.如權(quán)利要求10限定的鐵路車鉤鉤舌，其中所述肋與所述鐵路車鉤鉤舌一體形成。
14.如權(quán)利要求10限定的鐵路車鉤鉤舌，其中所述肋相對于所述腔室的縱向軸線徑向地隔開。
15.—種鐵路車鉤鉤舌,包括 尾部和與所述尾部相鄰的過渡部，其中所述尾部和所述過渡部限定內(nèi)部腔室；和支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)在所述內(nèi)部腔室的表面之間延伸以增加所述過渡部的壁的強度，從而增加所述鐵路車鉤鉤舌的疲勞壽命。
16.如權(quán)利要求15限定的鐵路車鉤鉤舌，其中所述支撐結(jié)構(gòu)包括在所述內(nèi)部腔室的表面之間延伸的壁或肋。
17.如權(quán)利要求16限定的鐵路車鉤鉤舌，其中所述壁或肋具有彎曲端部。
18.如權(quán)利要求15限定的鐵路車鉤鉤舌，其中所述支撐結(jié)構(gòu)相對于所述腔室的縱向軸線徑向地間隔開。
19.如權(quán)利要求16限定的鐵路車鉤鉤舌，其中所述支撐結(jié)構(gòu)具有與通過所述過渡部與所述尾部相連的轂部中的樞轉(zhuǎn)銷開口大體上平行的表面。
20.如權(quán)利要求15限定的鐵路車鉤鉤舌，其中所述支撐結(jié)構(gòu)鄰近所述過渡部定位。
全文摘要
本文描述了鐵路車鉤鉤舌設(shè)備。一種示例性的鐵路車鉤鉤舌包括尾部、轂部以及連接尾部和轂部的過渡部。所述轂部包括具有縱向軸線的大體上圓柱狀的樞轉(zhuǎn)銷通道。所述鐵路車鉤鉤舌具有形成在所述過渡部的至少一部分和所述尾部的內(nèi)部的腔室。第一壁鄰近所述過渡部在所述腔室的表面之間延伸。
文檔編號B61G3/06GK103068663SQ201180038977
公開日2013年4月24日 申請日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
發(fā)明者T·杜米 申請人:阿母斯替德鐵路公司