具有模块化槽形成组件的横槽卷材车辆及其形成方法 |
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| 申请号 | CN201380021055.4 | 申请日 | 2013-04-02 | 公开(公告)号 | CN104302528B | 公开(公告)日 | 2016-11-09 |
| 申请人 | JAC运营公司; | 发明人 | 托德·L.·利迪克; 杰弗里·W.·博林; | ||||
| 摘要 | 一种横槽卷材车辆，其包括多条横槽、一对 转向架 、 支撑 在转向架上的中梁、延伸车辆的长度并且被连接至中梁的一对 侧壁 以及多个槽形成组件。每个槽形成组件都包括被连接至侧壁和中梁的中心交叉承载构件；被连接至侧壁的一对倾斜地板，其中该地板形成相邻的槽的纵向的前和后部；以及在中心交叉承载构件与地板之间延伸的多个地板支撑的 角 撑件。提供了一种形成横槽卷材车辆的车体的方法，以减少车辆的制造成本、库存成本以及组装时间。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种具有沿着车体的多条横槽的横槽卷材车辆的车体，其包括： |
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| 说明书全文 | 具有模块化槽形成组件的横槽卷材车辆及其形成方法技术领域技术领域[0002] 本发明涉及一种具有模块化槽形成组件的横槽卷材轨道车辆及其形成方法。 背景技术[0003] 对于任何工业化国家的经济福利和全球竞争力来说，货运铁路车辆都是至关重要的。例如，货运铁路车辆承担了美国货运的约42％(以吨英里数计算)，这比其他任何形式的运输都多。实质上，所有物品都通过轨道运送-从木材到蔬菜、煤炭到橙汁、谷物到汽车、以及化学物品到废旧钢铁的每种物品。在大部分国家，货运轨道车辆将商业彼此连接，并且将该国家内部的商业与外部市场连接。 [0004] 轨道相对于其他模式来说提供了能源效率上的重要优势。平均来说，铁路的燃料效率比卡车高3倍。铁路是环保的，据美国环保部门(EPA)估计，对于每吨-英里来说，典型的卡车比机车多排放约3倍的氮氧化物和颗粒。其他研究表明，基于污染物的测量，卡车比铁路每吨-英里多排放6至12倍的污染物。就温室气体排放而言，铁路也具有明显的优势。根据EPA统计，尽管铁路占国家城际货运吨-英里的42％，但是其仅占与运输有关的NOx排放的9％以及与运输有关的颗粒排放的4％。 [0005] 此外，货运铁路明显缓解公路拥堵。单一的联运火车为相关公路减少掉多达280辆卡车(相当于1100辆以上的汽车)；运送其他类型货物的火车为相关公路减少掉多达500辆卡车。已经注意到的是，拥堵的公路充当了我们经济的“低效税”，严重制约着经济增长。货运铁路通过减少堵塞、增加机动性以及减少建造昂贵的新公路的压力而帮助缓解这种限制。 [0006] 最后，铁路对于其他模式来说具有重要安全优势。利于，铁路是运输危险材料的最安全方式。在美国，铁路与卡车运送大致相等的危险品的吨-里程数，但是卡车的危险品泄露比铁路多几乎16倍。因此，存在继续提高和振兴货运车辆产业的需求。 [0007] 专注于改进生产工艺以及车辆的设计和装配可减少相关费用和装配时间。注意到，通过高地集团(Highland Group)对于轨道车辆制造中心的精益制造技术以及即时库存程序的实现，能够提高50％的设施的生产。已经注意到的是，可通过试图在不改变轨道车辆容量或操作的情况下最大化效率地改进产品设计来补强这种效率上的提高。 [0008] 卷材车辆是轨道车辆的专门类型，或主要为诸如钢卷的金属板的卷材(即，轧辊)的运输设计的铁道车辆。对于美国国内所有货运车辆以及相关产业趋势的概述见美国国际贸易委员会2011年针对铁道车辆的报告：机车和铁路车辆(参见http://www.usitc.gov/publications/332/ITS-08.pdf)。虽然卷材车辆与典型的无盖车辆几乎没有相似之处，但是卷材车辆经常被认为是无盖车辆的子类型。无盖车辆一般是敞篷型铁道车辆，该敞篷型铁道车辆通常被用作运送松散的散装材料，而卷材车辆运送诸如板材或卷材，或运送诸如铁轨预制件的大件物品。 [0009] 在卷材车辆的发展和广泛应用之前，钢板的卷材被装在末端或装在开放或封闭的无盖车辆中的支架中。负载移动、损坏以及棘手的装卸都是这种类型的装载的问题，并且由于如此多的钢板需要运输，因而为此用途设计了专门的车辆。 [0010] 卷材车辆的主体由至少一条槽或一系列槽构成，并且可以内衬有木头或其他材料以缓冲负载。卷材放置在它们的侧面上并且由形成槽的侧面支撑，并且可以设置挡块以防止卷材移动。槽或一对槽通常如专利号为4,451,188和6,543,368的美国专利一样是纵向的，上述专利通过引用被包含在这里。 [0011] 槽的纵向放置意味着卷材可由于加速和减速而在槽中移动，并且由于车辆沿着轨道的运动而向卷材施加了冲击力。因此，在某些情况下，卷材在它们的轴线相对于车辆行进方向为横向的情况下被运输。这种构造的代表性的例子包括专利号为1,850,597的美国专利；示出了一种卷材枕木设计的专利号为3,291,073的美国专利；公开了一种具有多块横向隔板的轨道平板车辆的专利号为3,693,554的美国专利；以及专利号为3,715,993的美国专利，在该专利中圆柱形物体是电缆盘。这些专利通过引用被包含到这里。横向卷材车辆通常具有多条平行槽，而不是一条或两条长槽。每条槽一般都是V字形，并且卷材在该卷材的外圆周与V字形在两点处相切的情况下放置在横向槽中，以致其不能滚动。V字形槽一般都是有内衬的，例如具有作为缓冲的木质铺板，由此阻止在装载或行进期间对卷材的伤害。 [0012] 专利号为2,810,602的美国专利公开了一种具有横向支架的拖车车体，这也是本发明的主要兴趣所在。 [0013] 图1是现有技术的卷材车辆10的侧剖视图。该轨道车辆10包括在一对分离的转向架(truck)14上的敞篷车体12。如图所示，该车体包括中梁、一对侧梁、一对上弦杆、在每根上弦杆之间延伸的一对侧壁、以及相关侧梁。本实例中的车体包括九条横槽16，每条都被设计为围绕卷材18的特定范围。 [0014] 图1所示构造的困难在于，新车设计必须在根本上从头开始，以改变槽的数量或尺寸。传统的横槽卷材车辆10设计有特定数量的槽窝16，并且每个槽窝都被配置为特定的最小和最大的卷材18直径范围。这些在卷材车辆10上的槽16通常配置有一些不同的卷材18直径范围以使相关设计的效率最大化，并且通常所产生的车辆10与专门的定制设计有关，并且导致用于车辆10的构造的许多专门部件。定制部件和固定装置的设计增加了与车辆设计有关的设计时间和制造时间。 [0015] 在本产业中仍然存在提供车辆设计师的需求，其使用模块化组件以允许既节省设计和制造时间又节省金钱的新的车辆设计。 发明内容[0016] 本发明涉及一种横槽卷材车辆，其包括沿着车体的多条横槽。该车辆包括一对转向架；被支撑在转向架上并且大致延伸车辆的纵向长度的中梁；在车辆的相对侧延伸车辆的纵向长度并且被连接至中梁的一对侧壁，每个侧壁都包括侧梁、上弦杆、以及在上弦杆与侧梁之间延伸的侧板；以及多个槽形成组件。每个槽形成组件都包括在侧壁之间延伸并且被连接至该侧壁以及连接至中梁的中心交叉承载构件；在侧壁之间延伸并且被连接至该侧壁的一对倾斜地板，其中每个槽形成组件的倾斜地板都形成相邻的槽的纵向的前和后倾斜部；以及在中心交叉承载构件与一对倾斜地板之间延伸的多个地板支撑的角撑件。 [0017] 提供了一种形成横槽卷材车辆的车体的方法，以减少车辆的制造成本、库存成本以及组装时间。 附图说明[0019] 为了更好地理解本发明并且更清楚地示出其是如何付诸实践的，将参考附图举例说明，附图示出根据本发明的优选实施方式的装置，并且其中： [0020] 图1是现有技术横向卷材车辆的侧剖视图； [0021] 图2是根据本发明的一个方面的具有模块化槽形成组件的横槽卷材轨道车辆的车体的俯视立体图； [0022] 图3是图2的横槽卷材轨道车辆的车体的一部分的剖视图； [0023] 图4是图2的轨道车辆的模块化槽形成组件的俯视立体图，其中为了清楚表示而移除了端部的角撑件； [0024] 图5是图4的模块化槽形成组件的侧视图； [0025] 图6是图4的模块化槽形成组件的端部视图；以及 [0026] 图7是图4的模块化槽形成组件的顶部视图，其中部分剖视示出了内部支撑的角撑件。 具体实施方式[0027] 图2是根据本发明的一个方面的、具有模块化槽形成组件40的横槽卷材轨道车辆的车体20的俯视立体图。本发明的轨道车辆包括下框架，其具有传统的中梁22，该中梁被支撑在一对传统的分离的转向架14(如图1所示)上并且大致延伸车体20的纵向长度。 [0029] 中梁22的横截面一般呈盒装，并且可以被视为轨道车辆的主要结构部件。中梁22从车辆的一个端部连接器24(也称作车钩)延伸至另一个。中梁22是车辆的主要荷载路径，以用于纵向缓冲和牵引从耦合器到耦合器的载荷，并且用于承受转向架之间的垂直载荷弯矩。参见专利号为7,861,659、6,119,345、5,860,366、4,565,135、4,493,266以及4,194,451的美国专利中的例子，它们通过引用被包含在这里。 [0030] 横槽卷材轨道车辆的车体20包括在车辆的相对侧延伸车体20的纵向长度的一对侧壁26，每个侧壁26都包括侧梁28、上弦杆30、以及在上弦杆30与侧梁28之间延伸的侧板32。侧桩34可以被设置为进一步支撑侧板32。 [0031] 侧板32可以根据需要由多块不同的板部件形成。作为端部结构的侧壁以及将侧壁26的侧梁28连接至中梁22的中间交叉支撑件(未示出)的构造一般在现有技术中已知的。上弦杆30和侧梁28可以是开放或封闭的结构部件，并且可以被形成为现有技术中已知的复合构件。 [0032] 本发明的重要方面在于，在车辆中包含有多个槽形成组件40，例如在本发明所述的实施方式中示出的、并且在图4至7中单独示出细节的九个槽形成组件。 [0033] 对于每种不同的车辆设计来说，在车辆中使用模块化槽形成组件40能够大致地减小制造成本、库存成本以及组装时间。模块化槽形成组件40本质上可被用于形成任何需要的横槽。增加或减小相邻的槽形成组件40之间的横向距离产生更大或更小的窝42，而不需要专门元件或定制部件。一对相邻的槽形成组件40形成窝42或槽。头部和尾部(或最前和最后)的槽42由在车辆的端部结构上的相邻的倾斜地板44与头部或尾部的槽形成组件42配合形成。 [0034] 如图3所示，每个槽形成组件40都包括中心交叉承载构件46，该中心交叉承载构件在侧壁26之间延伸并且被连接至该侧壁以及连接至中梁22。填板48可以被设置为通过诸如焊接而协助将中心交叉承载构件46连接至中梁22。 [0035] 在每个槽形成组件40中，中心交叉承载构件46和填板可以被形成为横跨车体延伸的工字梁。中心交叉承载构件46可以包括在工字梁相对侧端的一对平板50，以用于将中心交叉承载构件46连接至相邻的侧壁26。横槽组件的中心交叉承载构件46可以被焊接于每个侧壁26，或优选地被螺接至每个侧壁26。 [0037] 每个槽形成组件40都包括一对倾斜地板52，它们在侧壁26之间延伸并且被连接至该侧壁，其中，每个槽形成组件40的倾斜地板52都形成相邻的槽42的纵向的前和后倾斜部。一对倾斜地板52可以通过作为地板52侧端部的侧连结构件54的地板加固件而被焊接或螺接至侧壁26。 [0038] 每个槽形成组件40都包括多个地板支撑的角撑件56，它们在中心交叉承载构件46与一对倾斜地板52之间延伸，并且作为地板加固件。 [0039] 多个地板支撑的角撑件56可以被形成为三角板，该三角板被放置为大致相互平行并且平行于车体的纵向轴线。最外侧的角撑件56可进一步作为用于将槽形成组件连接至侧壁26的垫板。 [0040] 根据本发明的横槽卷材车辆的车体20可以进一步包括位于每个槽形成组件40的侧端部并且位于地板52顶端的端盖构件58。 [0041] 根据本发明的横槽卷材车辆的车体20可以进一步包括在相邻的槽形成组件之间延伸的槽底盘60，以使槽部完整。 [0042] 槽可以包括诸如木支撑件的其他卷材接合结构(未示出)，以保护卷材并且保护同样保护卷材的在车体上方的车盖结构。 |
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