專利名稱：輕重量和無頂?shù)臓恳鄣闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及對軌道車牽引臂的改進，更具體的說涉及一種重量減輕的牽引臂。但是本發(fā)明不局限于所展示并描述的個別應用實例。
相關(guān)技術(shù)的描述軌道車牽引臂是一個位于軌道車底框架中梁及車鉤之間的箱形構(gòu)件。牽引臂設(shè)置在底框架中梁的兩端，它沿著軌道車車體的長度方向伸展，成為底框架的一部分，因此每輛軌道車使用兩個牽引臂。牽引臂與軌道車車體底框架的中梁焊接在一起。牽引臂有多種使用目的將中梁與車鉤連接起來；在軌道車與下一輛軌道車之間傳遞牽引力及縱向緩沖載荷。另外，通過牽引臂軌道車車體與轉(zhuǎn)向架相連接，轉(zhuǎn)向架在軌道車的兩端支撐著軌道車的車體。
牽引臂的內(nèi)端焊接固定在中梁的每一端上。在牽引臂的外端上，或者整體鑄有一個撞錘，或者焊接固定有一個獨立的撞錘組件。一個車鉤組件以及與之相連的車鉤支架穿過該撞錘所形成的開口安裝在牽引臂的外端上。該車鉤組件及支架以一個牽引鍵固定在牽引臂上。該牽引鍵伸展通過一對相互對準的牽引臂鍵槽、撞錘鍵孔及與之相配的車鉤和支架上的鍵孔。
除了在牽引臂的每個側(cè)壁上設(shè)有一對互相對準的牽引鍵槽外，牽引臂還包括設(shè)在牽引臂內(nèi)部的前、后牽引凸緣、一個中心板以及一個中心銷孔。中心銷孔是用來容納從軌道車轉(zhuǎn)向架上延伸的中心銷或螺栓。中心板則提供了與轉(zhuǎn)向架承梁上的中心滾子的連接。
牽引臂通常用鑄鋼制造。在軌道車的總重量中牽引臂占了顯著的份額。為了保持車輛的良好狀態(tài)及安全性，裝車的貨物重量是有限制的，軌道車的裝貨能力受軌道車車體、轉(zhuǎn)向架及其它軌道車部件重量的影響。于是軌道車重量，包括牽引臂重量的降低將使鐵路所有者承運貨物的總能力增加。因而在不降低牽引臂強度的前提下降低牽引臂的重量是非常合乎需要的。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個目的是通過降低牽引臂的整體重量來降低軌道車的重量。本發(fā)明的另一個目的是在不降低牽引臂強度的前提下降低牽引臂的重量。本發(fā)明的又一個目的是消除軌道車車體底部與牽引臂頂部間材料的雙層設(shè)置。
概括地說，本發(fā)明包括去除牽引臂頂部表面的金屬材料；將橫肋或支撐件設(shè)置在牽引臂的頂部以增加強度；將兩個側(cè)壁位于鍵槽下方部分的厚度減??；以及將橫跨兩側(cè)壁的穩(wěn)定系桿設(shè)置在后牽引凸緣上方。此外，在與車體承梁相連接的法蘭的非接觸區(qū)域內(nèi)增加法蘭邊的厚度，以降低應力。
去除牽引臂頂部表面的材料消除了傳統(tǒng)的由車體底部及牽引臂頂部所形成的材料雙層設(shè)置。車體底部成為牽引臂的頂部，從而有效地減輕軌道車的重量。
只有閱讀了本說明書全文并對發(fā)明有了充分的理解，才能全面的了解本發(fā)明的目的、概念及優(yōu)越性。所以，為了使說明書更加完整，在簡要地對附圖進行敘述以后將對發(fā)明以及優(yōu)選實施例進行詳細的敘述。
附圖簡述下面將結(jié)合附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。附圖中各圖的一般性能如下

圖1為本發(fā)明牽引臂的平面視圖；圖2為圖1所示牽引臂的側(cè)向正視圖；圖3為圖2所示牽引臂的端向正視圖；圖4為圖3所示牽引臂按3-3剖切的局部剖面圖。
在附圖中，各圖中的同一構(gòu)件用相同的數(shù)碼表示。
優(yōu)選實施例描述圖1所示為本發(fā)明牽引臂20的平面視圖。圖2為牽引臂20的側(cè)向正視圖。牽引臂20通常由高強度的B級鋼鑄成。牽引臂20一般包括一個帶有垂直開口的內(nèi)端22、一個帶有垂直開口的外端24、對置的一對垂直側(cè)壁26和28、一個帶有水平開口的頂部表面30以及一個帶有水平局部開口的底部表面32。每個側(cè)壁26和28的下部都沿著底部表面32與向外延伸的法蘭34相端接。在內(nèi)端22附近，沿著底部表面設(shè)有一個帶有中心銷孔38的中心板36。中心銷孔38的形狀和尺寸設(shè)計成可安放從軌道車轉(zhuǎn)向架(圖中未表示)延伸的中心銷(圖中未表示)，因而可將牽引臂20可轉(zhuǎn)動地連接到轉(zhuǎn)向架上。內(nèi)端22焊接固定在底框架中梁(圖中未表示)內(nèi)。外端24或是焊接固定到一個撞錘組件(striker assembly)(圖中未表示)，或是與一個撞錘40鑄成一體。于是，牽引臂在焊接安裝到軌道車底框架上之后，在使用時牽引臂20位于中梁及撞錘之間，并通過中心銷孔連到軌道車轉(zhuǎn)向架上。
在一個優(yōu)選實施例中，頂部表面30的主要部分是開口的，也就是說這部分表面是敞開的，沒有金屬層存在。由于結(jié)構(gòu)上的原因而保留在頂部表面30上的金屬包括位于撞錘區(qū)域42上方的部分、位于后牽引凸緣46上方橫跨兩個側(cè)壁26和28的系桿44、位于中心板36對置的兩個邊緣上的支撐件48和50，以及位于帶有垂直開口的內(nèi)端22上方的支撐件52。
按照傳統(tǒng)方式，牽引臂20的整個頂部表面30都設(shè)有金屬層，并以此表面焊接到軌道車車體底框架上，結(jié)果造成材料的雙層設(shè)置。在優(yōu)選實施例中，頂部表面材料層的去除有利地消除了傳統(tǒng)牽引臂中材料的雙層設(shè)置，車體底框架有效地成為牽引臂的頂層。傳統(tǒng)牽引臂頂部表面材料的去除減輕了牽引臂的重量，而系桿和支撐件仍保持了牽引臂的強度。在牽引臂的強度保持不變的情況下使牽引臂的重量減輕，這就使軌道車的載重量增加。
在優(yōu)選實施例中，牽引臂20的底部表面32是開了口的，在底部表面32的牽引盒區(qū)域54上沒有設(shè)置材料層，以便安裝牽引裝置(圖中未表示)。此外，在前牽引凸緣58與后牽引凸緣46之間穿過底部表面32有一個開口56，以便安裝車鉤支架(圖中未表示)。底部表面32的其余部位如傳統(tǒng)牽引臂一樣由金屬層封閉。
支撐件48、50和52垂直地橫跨兩個側(cè)壁26、28，并與它們鑄成一體。支撐件48和50從頂部表面30一直伸展到底部表面32。系桿44布置于后牽引凸緣46的上方，沿著頂部表面30垂直于兩個側(cè)壁26和28伸展，并將側(cè)壁26、28連接起來。系桿44的用途為在鑄造過程中使側(cè)壁26和28保持穩(wěn)定，并且在使用中增加牽引臂20的強度。
肋60緊鄰著側(cè)壁26和28，并與它們成為一體。肋60的用途為加固中心板36，并在中心銷孔38附近形成一個良好的橫向載荷支撐。肋60位于側(cè)壁26和28的外側(cè)，作為例子如圖2所示，從橫向伸出的法蘭34開始，沿著側(cè)壁26、28一直伸展到頂部表面30。
本發(fā)明的向外伸出的法蘭34可含有一個如圖1所示的非接觸區(qū)62。在應用中，該非接觸區(qū)62使得牽引臂20能夠連接到軌道車車體承梁(圖中未表示)上。非接觸區(qū)的曲線形狀有助于減輕應力集中。由于非接觸區(qū)62中法蘭寬度的減小可能使法蘭的強度下降，為了緩和在這個問題上的憂慮，如圖2所示，增加法蘭34在96區(qū)段上的厚度以保持法蘭34的強度。
如圖1及2所示，牽引臂20的外端24包括一個撞錘區(qū)42。撞錘區(qū)42可包括一個與其鑄成一體的撞錘40或包括一個焊接固定到牽引臂20上的撞錘組件。當軌道車經(jīng)受強烈的緩沖載荷時，也就是當牽引裝置(圖中未表示)行經(jīng)其全行程而到了底時，撞錘40接受來自車鉤頭部(圖中未表示)的沖擊。牽引臂20的外端24附近有一對互相對準的牽引鍵槽64，兩個側(cè)壁26、28上各有一個牽引鍵槽64。牽引鍵槽64水平配置在側(cè)壁26和28上，以容納牽引鍵(圖中未表示)。如圖4所示，圍繞著牽引鍵槽64有一圈牽引鍵槽肋66。牽引鍵槽肋66與和它相連的側(cè)壁26和28的內(nèi)表面形成為一體。鍵槽肋66的用途為對撞錘40在鍵槽64附近進行加強。此外，牽引鍵槽64的尺寸設(shè)計成與裝在牽引臂20外端24內(nèi)的車鉤組件上的鍵槽(圖中未表示)相協(xié)調(diào)。由于鑄造拔模原因的制約，傳統(tǒng)牽引臂位于鍵槽64下方部分的側(cè)壁厚度比強度要求的厚度值大。為了去除這些冗余的材料，減少側(cè)壁26和28位于鍵槽64下方部分的厚度，如圖3所示，將牽引臂20位于98部位的側(cè)壁26和28內(nèi)表面之間的內(nèi)側(cè)加寬，而同時保持側(cè)壁26和28外表面之間的距離不變。與傳統(tǒng)的牽引臂不同，這樣的側(cè)壁26、28位于鍵槽64上方及下方部分的厚度是基本上相同的。這樣做的優(yōu)點是既降低了牽引臂的整體重量，同時仍能將牽引臂從鑄模中拔出。
如圖3所示，撞錘40的外端是敞開的，以便接納車鉤組件。側(cè)壁26、28的下端部分用一個水平元件68連接起來，水平元件68用來作為車鉤承載件，并可提供一個適于支撐車鉤組件的耐磨板。水平元件68與所連接的側(cè)壁26和28鑄成為一體。在撞錘40的外端上有一個與側(cè)壁26、28成為整體的錘面70，以及一個水平的撞錘40頂壁72。當經(jīng)受劇烈緩沖載荷時，車鉤頭部與撞錘40相觸，錘面70便用作支承界面。在接納車鉤組件的孔口的相對兩側(cè)垂直地配置有部件74，其作用為對側(cè)壁26、28進行加強，并形成一個附加的支承界面。在牽引鍵槽64的上方緊鄰鍵槽內(nèi)端處有前牽引凸緣58。前牽引凸緣58幫助吸收軌道車的緩沖載荷。前牽引凸緣58從側(cè)壁26、28的內(nèi)表面上延伸出，并與側(cè)壁26、28形成為一體。前牽引凸緣58形成一個支承界面，在使用時該界面成為阻擋牽引裝置(圖中未表示)縱向運動的擋壁。前牽引凸緣58從每個側(cè)壁26和28上相互對置，凸緣58之間留有用以安裝牽引裝置的間隔或開口。
如圖1及2所示，位于牽引臂20底部表面32的中心板36包括一個處于中心位置的內(nèi)置中心銷支座76，該支座76確定了垂直的中心銷孔38。中心銷支座76與輻板78相連接，輻板78由許多橫向延伸垂直取向的肋80、82、84及86組成。肋80、82、84和86為中心銷支座76提供了縱向及橫向的支撐。各條肋的一端與中心銷支座76連成一體，肋80和84的另一端與側(cè)壁26、28連成一體，肋82和86與支撐件48和50連成一體。支撐件48、50不但為牽引臂20在側(cè)壁26、28之間提供橫向支撐，還為中心銷支座76因而也為中心銷孔38提供了縱向支撐。
如圖2所示，中心銷孔38包括一個位于中心銷支座76中央的上圓柱段88。中心銷孔38還包括一個直徑比上圓柱段88稍小并與其同心的中圓柱段90。中心銷孔38還包括一個直徑比中圓柱段90稍大并與其同心的下圓柱段92。中心銷孔38的下圓柱段92一直延伸到中心板表面94。
如圖2所示，中心板36沿著牽引臂20的底部表面32與牽引臂20連為一體，并從水平的底部表面32凸起并終止，形成與水平的底部表面32平行的中心板表面94。和本發(fā)明的構(gòu)思和范圍一致的是，中心板36可以是一個獨立的焊接在牽引臂20底部表面32上的平板。
后牽引凸緣46突出于側(cè)壁26、28的內(nèi)表面上，它們沿著底部表面從側(cè)壁26、28的內(nèi)表面向牽引臂20的縱軸橫向伸展，并與牽引臂20鑄成為一體。后牽引凸緣46形成一個支承界面，在使用時該界面成為阻擋車鉤支架縱向運動的擋壁。后牽引凸緣46從兩個側(cè)壁26和28上相互對置，凸緣46之間留有用以安裝車鉤支架的間隔或開口。
至此已對本發(fā)明的優(yōu)選實施例作了描述，其目的為幫助普通專業(yè)人員制造并利用它們。在不超出本發(fā)明范圍的情況下可以有許多優(yōu)選實施例方案。所以，為了具體地指出并清晰地提出有關(guān)本發(fā)明主題內(nèi)容的專利要求，以下面的權(quán)利要求書來結(jié)束本說明書。
權(quán)利要求
1.一種重量相對較輕的鑄造牽引臂，用于縱向?qū)实嘏帕性谧插N與中梁之間的軌道車，該鑄造牽引臂包括一對垂直側(cè)壁，該側(cè)壁終止于一對向外伸展的下法蘭；一個水平開口的頂部表面，該表面與所述一對垂直側(cè)壁所形成的平面相垂直；一個橫跨所述一對垂直側(cè)壁的系桿，該系桿緊靠著所述水平開口的頂部表面；和一個水平底部表面。
2.如權(quán)利要求1的鑄造牽引臂，其中還包括至少一個橫跨所述一對垂直側(cè)壁的支撐件。
3.如權(quán)利要求1的鑄造牽引臂，其中所述水平底部表面被部分開口。
4.一種重量相對較輕的鑄造牽引臂，用于縱向?qū)实嘏帕性谧插N與中梁之間的軌道車，該鑄造牽引臂包括一對垂直側(cè)壁，該側(cè)壁終止于一對向外伸展的下法蘭；一個水平開口的頂部表面，該表面與所述一對垂直側(cè)壁所形成的平面相垂直；一個橫跨所述一對垂直側(cè)壁的系桿，該系桿緊靠著所述水平開口的頂部表面；至少一個橫跨所述一對垂直側(cè)壁的支撐件，這些支撐件緊靠著所述水平開口的頂部表面；和一個水平的部分被開口的底部表面。
5.一種重量相對較輕的鑄造牽引臂，用于縱向?qū)实嘏帕性谧插N與中梁之間的軌道車，該鑄造牽引臂具有一對水平配置的鍵槽，該鑄造牽引臂包括一對垂直側(cè)壁，該側(cè)壁終止于一對向外伸展的下法蘭，所述一對垂直側(cè)壁在所述一對水平配置的鍵槽上、下兩個部位上的厚度相對保持不變；一個水平開口的頂部表面，該表面與所述一對垂直側(cè)壁所形成的平面相垂直；一個橫跨所述一對垂直側(cè)壁的系桿，該系桿緊靠著所述水平開口的頂部表面；至少一個橫跨所述一對垂直側(cè)壁的支撐件，這些支撐件緊靠著所述水平開口的頂部表面；和一個水平的部分被開口的底部表面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一個用于軌道車的輕重量和無頂?shù)臓恳?20)。牽引臂(20)包括一個開口的去除了金屬層的頂部表面(30);橫向支撐件(48、50、52);用來增加牽引臂強度而橫跨側(cè)壁(26、28)的系桿(44),較薄側(cè)壁(26、28)位于鍵槽(64)下方。牽引臂(20)頂部表面(30)金屬材料的去除,消除了傳統(tǒng)的由車體底部與牽引臂(20)頂部所形成的材料雙層設(shè)置。車體的底部成為牽引臂(20)的頂部,從而有效地減輕了軌道車的重量。
文檔編號B61G9/00GK1272085SQ98809608
公開日2000年11月1日 申請日期1998年10月2日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月2日
發(fā)明者約翰·R·唐斯, 肯尼思·W·特雷納 申請人:巴克伊鑄鋼公司