有轨车厢车钩布置在有轨车厢的每个端部处以能够将该有轨车厢的一 个端部连接到相邻布置的另一个有轨车厢的端部。在铁路运输领域，这些 车钩的可配合部分公知为关节。例如，在美国专利第4,024,958、 4,206,849、4,605,133和5,582,307中教导了铁路运输车厢车钩关节。
据统计关节故障每年发生约发动机100,000次列车分离，即，每天约 275次分离。这些分离的大多数发生在列车处于维护区域之外时。在这些 情况下，可能重达约80磅的替换用关节必须从机车运送至少列车长度的 一部分的距离，其可能长达25、50乃至100节铁路车厢。故障车钩关节 的维修可能是高劳动强度的，可能有时在非常恶劣的天气下进行，并可以 引起列车延迟。
车钩关节通常利用模具和三个型芯由铸钢制成。在铸造处理本身进行 期间，为了制造令人满意的铁路运输车厢车钩关节，对于模具和布置在模 具内的三个型芯的相互关系是相当苛刻的。许多关节由于整个关节的金属 中内部和/或外部的不一致而产生缺陷。如果在铸造处理期间一个或多个型 芯发生移动，则一些关节壁最终比其他关节壁薄，导致关节使用期间偏移 的装载，并导致升高的故障风险。

本发明提供了用于制造车钩关节的方法和系统，其基本去除或减小了 与先前方法和系统相关的缺点和问题中的至少一些。
根据具体实施例，一种用于制造有轨车厢车钩关节的方法包括如下步 骤：设置上型箱部分和下型箱部分，所述上型箱部分和所述下型箱部分具 有内壁，所述内壁至少部分界定了车钩关节模具箱体的周边界。所述方法 包括如下步骤：将一个或两个内型芯定位在所述上型箱部分或所述下型箱 部分内，所述一个或两个内型芯被构造为界定了车钩关节内的腰形腔体、 指形腔体和枢轴销腔体。所述方法包括如下步骤：将所述上型箱部分和所 述下型箱部分在所述一个或两个内型芯置于其间的状态下闭合，用熔化合 金至少部分地填充所述模具腔体，所述熔化合金在填充后固化以形成所述 车钩关节。
所述将一个或两个内型芯定位的步骤可以包括定位一个内型芯的步 骤，所述一个内型芯包括：腰形部分，其被构造为界定所述车钩关节的所 述腰形腔体；指形部分，其被构造为界定所述车钩关节的所述指形腔体； 和枢轴销部分，其被构造为界定所述车钩关节的所述枢轴销腔体。所述将 一个或两个内型芯定位的步骤可以包括将两个内型芯定位。所述两个内型 芯可以包括：第一内型芯，其包括被构造为界定所述车钩关节内的所述腰 形腔体的腰形部分；和第二内型芯，其包括：指形部分(其被构造为界定 了所述车钩关节的所述指形腔体)和枢轴销部分(其被钩子为界定了所述 车钩关节的所述枢轴销部分)。所述一个或两个内型芯可以包括砂树脂。
根据另一个实施例，一种用于制造有轨车厢车钩关节的系统，包括： 上型箱部分和下型箱部分，所述上型箱部分和所述下型箱部分具有内壁， 所述内壁至少部分界定了车钩关节模具箱体的周边界。所述系统包括：一 个或两个内型芯，其被构造为定位在所述上型箱部分或所述下型箱部分 内。所述一个或两个内型芯被构造为界定了在进行如下处理时在其上形成 的车钩关节内的腰形腔体、指形腔体和枢轴销腔体：将所述上型箱部分和 所述下型箱部分在所述一个或两个内型芯置于其间的状态下闭合；用熔化 合金至少部分地填充所述模具腔体；以及所述熔化合金在填充后固化以形 成所述车钩关节。
根据另一个实施例，一种有轨车厢车钩关节包括：尾部、中枢部和鼻 部。所述尾部、中枢部和鼻部界定了包括腰形腔体、指形腔体和枢轴销腔 体的内腔体。在所述车钩关节的制造期间利用一个或两个内型芯形成所述 内腔体。
具体实施例的技术优点包括利用比用于在关节内形成内腔体的三个型 芯更少的型芯来制造车钩关节的系统和方法。例如，可以使用单个型芯来 形成关节内的腰形、指形和枢轴销腔体。因此，因为在铸造期间更少的型 芯产生移动，所以可以制造更强更有效的关节。此外，因为将不需要钉子 和/或撑子来将三个单独的型芯在上下型箱部分中保持到位，所以需要更少 的材料来制造车钩关节。而且，因为需要将更少的型芯定位在用于铸造的 模具腔体内，所以用于关节的制造处理可以采用更少的时间和劳动。
对于本领域的技术人员，根据以下附图、说明书和权利要求书，将容 易地了解其他优点。而且，虽然以上已经例举了具体有点，但是各个实施 例可以包括所例举优点中的全部或部分，或者不包括所例举的优点。

为了更完全地理解本发明及其优点，现在结合附图进行以下说明，附 图中：
图1图示了根据本发明具体实施例的示例车钩关节10的俯视图；
图2是图1的车钩关节的立体图；
图3是图1的车钩关节的另一个立体图；
图4是在车钩关节铸造处理中使用的腰形型芯、指形型芯和枢轴销型 芯；
图5图示了根据具体实施例、可以在制造处理中用于形成车钩关节的 内腔体的单个型芯；
图6图示了根据另一个实施例、可以在制造处理中用于形成车钩关节 的内腔体的另一种单个型芯；
图7图示了根据具体实施例制造的车钩关节的底部；
图8图示了根据另一个实施例、可以在制造处理中用于形成车钩关节 的内腔体的另一种单个型芯；
图9是根据具体实施例、车钩关节制造组件的示意图；并且
图10是图示根据具体实施例、用于制造有轨车厢车钩关节的方法的 流程图。

图1是根据具体实施例的示例车钩关节10的俯视图。车钩关节10包 括尾部20、中枢部30和前面部18。中枢部30包括形成在其中的枢轴销 孔枢轴销孔14，用于接收枢轴销以将车钩关节10可枢转地连接到车钩以 用于连接到有轨车厢。枢轴销孔14可以具有大体圆筒形侧壁，并可以具 有没有侧壁的中间区域。车钩关节10还包括缓冲肩部16、尾部止挡部 21、牵引柄26、锁止壁36、喉部38和跟部44。
前面部18包括鼻部22，其包括形成在鼻部22的端部区域中的大体圆 筒形的标志开口24。牵引面部28布置在从鼻部22向内处。牵引面部28 的至少一部分包括抵靠表面区域12，其抵靠相邻有轨车厢的车钩关节的相 似表面以将这些有轨车厢连接在一起。
图2和3是图1的示例车钩关节10的立体图。图2和/或3中的清楚 可见的是尾部20、鼻部22、牵引柄26、中枢部30、抵靠表面12、枢轴销 孔14、标志开口24、牵引面部28、锁止壁36和喉部38。尾部20包括开 口35。所图示的实施例还包括销保护部分15，以在关节使用期间提供对 枢轴销的保护。
车钩关节包括与由标准车钩制造委员会阐明的标准规格共形的各种腔 体。铸造计量器被设计为以规定方式应用于车钩关节，来验证关节的尺寸 落在可允许波动或公差范围内。计量器扮演确保全部制造者的关节的统一 的重要角色。在互换交通、从一列机车转换到另一列机车时运行的铁路车 厢需要配备有车钩和其他牵引系统部件，它们将可靠地与其他组装组件匹 配。
可以将车钩关节制造为与标准规格共形的一种方式是通过利用钢或其 他合金进行铸造处理。铸造处理通常包括使用至少三个型芯，这些型芯帮 助在车钩内形成合适的腔体。型芯通常由树脂制成，或者否则由硬化砂制 成。这三个型芯有时称为腰形型芯、指形型芯和枢轴销型芯。
具体而言，在上下型箱部分之间的铸造箱内的模制腔体中生产车钩关 节。诸如青砂(green san)之类的砂被用于界定模制腔体的内边界壁。模 制腔体可以使用模型形成，并可以包括用于允许熔化合金进入模制腔体的 浇注系统。
图4图示了在车钩关节铸造处理中用于形成关节内的合适腔体的腰形 型芯50、指形型芯60和枢轴销型芯70。应该理解，一些现有技术用其他 名称表示腰形、指形和枢轴销型芯。例如，一些可以将此处描述的腰形型 芯称为面型芯。应该理解具体实施例可应用于形成有与通过腰形、指形和 枢轴销形型芯或下述型芯部分形成的那些内腔体相似的内腔体的全部关 节。
腰形型芯50形成车钩关节的喉部中的腔体。腰形型芯50包括后柄或 突起52，其在关节中形成开口35。腰形型芯50包括中心主体部分54以 及从中心主体部分54向上和向下延伸的上突起56和下突起58。
指形型芯60形成在标志开口24处开始延伸穿过车钩关节的腔体。指 形型芯60包括上突起64和下突起65之间的轴62。上突起64形成关节中 的标志开口24。指形型芯60还包括当防止在用于铸造关节的关节模具中 时朝向枢轴销型芯70延伸的延伸部分63。指形型芯60还包括肋部65， 其形成关节内的开口以允许用更少的金属来形成关节，从而在保持内部强 度的同时带来更轻的重量。
枢轴销型芯70具有大体圆柱形状，并在车钩关节中形成用于插入枢 轴销以将关节连接到车钩的腔体。枢轴销型芯70包括通过枢轴型芯轴76 连接的顶部72和底部74。在所图示的实施例中，枢轴销型芯70包括膨大 部分78，其在车钩关节的枢轴销腔体内带来膨大空间。
所图示的型芯的一部分可以包括未被铸造车钩关节围绕的型芯座。例 如，枢轴销型芯70的膨大部分72和膨大底部74的至少一部分可以最终在 铸造关节外，并因此可以不写成关节的内腔体。
在车钩关节的通常制造处理中，这些型芯布置在模具腔体中。它们可 以在通过将上型箱部分置于下型箱部分的顶部而将模具组件闭合之前置于 下型箱部分中。在一些情况下，它们可以利用各种工具(例如钉子和倒 角)互相连接，并/或与上型箱和/或下型箱连接。一旦型芯放置到位，上 型箱部分和下型箱部分可以放置在一起并沿着它们的分隔线闭合。可以用 熔化合金填充腔体，熔化合金占据上下型箱部分与型芯之间敞开的全部空 间。在固化之后，将上下型箱部分分离，将铸件打开，其导致型芯的破坏 并将其从铸件中设计好的开口取出。
当利用三个分离的型芯形成关节的内部腔体来制造车钩关节时，三个 分离的型芯可能相对于彼此移动，导致不正确或不期望厚度的关节内壁。 这可以在关节使用期间导致偏移的装载，并导致升高的故障风险。
因此，具体实施例提供了使用少于三个型芯以形成关节的内腔体来制 造车钩关节的方案。图5图示了可以在这种根据具体实施例的制造处理中 使用的单个型芯80。型芯80包括腰形部分90、枢轴销部分100和指形部 分110，其形成与通过在车钩关节制造处理中通常使用的分离的腰形型 芯、枢轴销型芯和指形型芯形成的腔体相似的腔体。如图所示，腰形部分 90、枢轴销部分100和指形部分110连接在一起以形成单个型芯。可以使 用任何合适的方法(例如通过将各个工件粘接在一起以形成型芯)来形成 这里描述的单个型芯。在一些情况下，这样粘接在一起的工件可以包括分 离的腰形、枢轴销和/或指形部分型芯。
利用单个型芯提高了效率和车钩关节的强度。存在关节的内腔体和壁 将具有正确的厚度的更大可能性，这是因为在铸造处理中更少的内型芯会 移动。此外，因为在上下型箱部分中不需要钉子和/或撑子来将三个型芯保 持到位，所以需要更少的材料来制造车钩关节。
型芯80的腰形部分90包括突起92，其在关节中形成开口35。腰形 部分90还包括中心主体部分94以及从中心主体部分94向上和向下延伸的 上突起96和下突起98。具体实施例可以不包括腰形或其他任何部分上的 上突起和下突起。
型芯80的枢轴销部分100包括通过枢轴型芯轴106连接的顶部102和 底部104。枢轴销部分100还包括膨大部分108。在所图示的实施例中， 枢轴销部分100还包括型芯座103和105，它们可以包括不被由型芯80制 成的最终铸造关节所包围的延伸部分。型芯80的指形部分110包括在上 型芯座114和下型芯座116之间的轴112以及大致朝向枢轴销部分100延 伸的延伸部分113。
应该理解，具体实施例可以包括具有从任何特定位置延伸的任意数量 型芯座的型芯。这些型芯座可以包括当关节最终绕型芯铸造时不在关节外 部的部分。
图6图示了根据另一个实施例在制造车钩关节的处理中使用的单个型 芯120。型芯120包括指形部分122、枢轴销部分124和腰形部分126，其 形成与在关节制造处理中通常由分离的指形、枢轴销和腰形型芯形成的那 些腔体相似的腔体。指形部分122包括在所图示的实施例中的上下型芯 座。
这里将型芯的指形、枢轴销和腰形部分描述为每个形成各自的腔体， 但是应该理解的是因为可以在制造处理中使用单个型芯，所以这些各个腔 体可以实际上是单个腔体(即，这些腔体连接在一起)。例如，在车钩关 节的铸造处理中使用的单个型芯可以形成关节内的一个大腔体，所述一个 大腔体可以包括腰形腔体部分、枢轴销腔体部分和指形腔体部分——这些 腔体的每个可以被称为本文中的各个腔体。
在具体实施例中，可以使用两个内型芯来制造车钩关节——与腰形、 枢轴销或指形型芯中的任一个相对应的第一型芯和与腰形、枢轴销和指形 型芯中未在第一型芯中使用的其余两个的组合相对应的第二型芯。例如， 可以用通常的腰形新型和将枢轴销和指形型芯组合为具有枢轴销和指形部 分的一个型芯(与上述将腰形、枢轴销和指形型芯组合为单个型芯80和 型芯120的方式相似)而得到的另一个型芯来制造车钩关节。作为另一个 示例，可以用通常的指形型芯和将枢轴销和腰形型芯组合为具有枢轴销和 腰形部分的一个型芯得到的另一个型芯来制造车钩关节。
图7图示了根据具体实施例，使用单个型芯制造的车钩关节150的底 部。使用与上述型芯120相似的包括腰形部分、枢轴销部分和指形部分的 单个型芯来制造车钩关节150。车钩关节150包括由在制造处理中使用的 型芯的腰形部分形成的腰形腔体155、由在制造中使用的型芯的枢轴销部 分形成的枢轴销腔体和由在制造中使用的型芯的指形部分形成的指形腔体 165和170。腰形腔体155包括关节中的开口157，其与图2中关节10的 开口35相对应。开口157可以由制造型芯的腰形部分的突起(与型芯80 的腰形部分90的突起92相似)形成。指形腔体170可以对应于由制造型 芯的指形部分的轴(与型芯80的指形部分110的轴112相似)形成的腔 体。指形腔体165可以对应于由制造型芯的指形部分的延伸部分(与型芯 80的指形部分110的延伸部分113相似)形成的腔体。
图8图示了根据另一个实施例，在车钩关节的制造处理中使用的单个 型芯180。型芯180包括指形部分182、枢轴销部分184和腰形部分186， 其形成与通常在关节制造处理中由分离的指形、枢轴销和腰形型芯形成的 那些内腔体相似的内腔体。在所图示的实施例中，腰形部分186不包括与 型芯80的腰形部分90的突起92相似的突起。因此，由型芯180形成的关 节可以不包括与关节10的开口35或关节150的开口157相似的、在其尾 部外部的开口。
此外，枢轴销部分184包括中枢部分188a和188b。中枢部分是在产 生关节的一部分中使用的膨大部分。中枢部分188每个都包括各个槽190 以在关节上产生销保护部分来帮助在关节使用期间保护枢轴销。这种销保 护部分可以与关节10的销保护部分15相似。
虽然所图示的实施例包括的型芯具有腰形部分和枢轴销部分，其中腰 形部分不具有在关节的尾部中形成开口的突起，枢轴销部分具有中枢部 分，但是应该理解的是，其他实施例可以不包括这些元件(例如中枢部 分)，或者可以如上针对具体实施例所述包括腰形部分突起。
图9是根据具体实施例，车钩关节制造组件200的示意图。关节制造 组件200包括上型箱部分210、车钩关节的上部220、在制造处理中使用 的单个型芯230、车钩关节的下部240和下型箱部分250。
上型箱部分210和下型箱部分250分别包括模具腔体212和252，熔 化合金浇注到模具腔体212和252中以铸造车钩关节。模具腔体212和 252被构造为与利用上型箱部分210和下型箱部分250制造的车钩关节的 设计外表面相对应。如上所述，型芯130包括指形、枢轴销和腰形部分以 形成车钩关节内相应的腔体。
图10是图示根据具体实施例用于制造有轨车厢车钩关节的方法的流 程图。该方法适于步骤300，在步骤300设置上下型箱部分。上下型箱部 分可以每个都包括使用模具等由砂形成的内壁，其至少部分界定了车钩关 节模具腔体的周边界。模具腔体对应于将使用该上下型箱部分铸造的车钩 关节的期望形状和构造。
在步骤302，一个或两个内型芯位于上型箱部分或下型箱部分内。所 述一个或两个内型芯被构造为在界定车钩关节内的腰形腔体、指形腔体和 枢轴销腔体。例如，可以使用单个型芯，其包括分别写成腰形、指形和枢 轴销腔体的腰形部分、指形部分和枢轴销部分。因为可以使用单个型芯， 所以腰形、指形和枢轴销腔体可以实际上是一个连续的空间。在一些实施 例中，可以使用两个组合的型芯，其包括腰形、指形和枢轴销部分以写成 车钩关节内腔体。
在步骤304，利用任何合适的机械将两个上下型箱部分在一个或两个 内型芯置于其间的状态下闭合。在步骤306，利用任何合适机械，用熔化 合金填充包括一个或两个内型芯的模具腔体，所述熔化合金固化以形成车 钩关节。
图10中图示的步骤中的一些可以在合适情况下组合、修改或删除， 并且可以将额外的步骤添加到流程中。此外，可以在不偏离本发明范围的 情况下以任何合适的顺序执行这些步骤。
应该理解的是，虽然这里图示并描述了包括与腰形型芯、枢轴销型芯 和指形型芯相对应的腰形、枢轴销和指形部分的特定型芯，但是其他实施 例可以包括利用具有与此处图示和描述的那些腰形、枢轴销和指形部分不 同形状或构造单与所需车钩关节规格共形的腰形、枢轴销和指形部分的腰 形、枢轴销和指形部分的型芯制造的车钩关节。例如，在一些实施例中， 指形部分可以具有与此处图示的指形部分不同数量的肋部。根据具体实施 例在制造中使用的其他型芯可以包括额外的不同之处。
虽然此处讨论了在车钩关节的制造处理中使用的具体内型芯，但是应 该理解的是可以用其他外型芯来制造车钩关节，例如帮助形成车钩关节上 的具体外表面(例如合适或期望构造的承载表面)的型芯。
根据具体实施例制造的车钩关节可以设置在铁路运输车厢车钩(未示 出)的组合中，所述铁路运输车厢车钩在其中结合有利用一个或两个外型 芯铸造形成的车钩关节。关节还可以被构造为适用于对现有的铁路运输车 辆车钩(未示出)进行翻新。
虽然已经参考具体实施例详细描述了本发明，但是应该理解的是在不 偏离本发明的精神和范围的情况下可以对其进行各种其他改变、替换和修 改。本发明构思了在车钩关节的制造处理以及在制造处理中使用的一个或 多个内型芯的形状、结构和布置中相当大的灵活性。
本领域的技术人员可以确知许多其他改变、替换、更改和修改，并且 所意图的是，本发明包括落在所附权利要求的精神和范围内的全部这种改 变、替换、更改、修改和变化。