轭架和弹性体牵引装置的组合

申请号 CN200880014230.6 申请日 2008-05-01 公开(公告)号 CN101674968A 公开(公告)日 2010-03-17
申请人 西屋控股公司; 发明人 罗纳德·斯普雷尼斯; 迈克尔·E·林; 布拉德利·安德森; 乔纳森·马洛; 大卫·迈尔; 迈克尔·J·莫里亚蒂; 瓦吉赫·卡尼奥;
摘要 一种牵引装置组件(10),其可安装到有轨车辆的轭架(20)内以缓冲在组装和操作有轨车辆时遇到的撞击和牵引动态冲击 力 ,该牵引装置组件包括与轭架的纵轴线对准地设置在前车钩随动件(60)与后随动件(50)之间的可 压缩 弹簧 (102)。还可以提供被中心板(200)或轭架的壁(212)间隔开的一对轴向对准的可 压缩弹簧 (102a、102b)。
权利要求

1.一种牵引装置组件,其用于缓冲在组装和操作有轨车辆时遇 到的撞击和牵引动态冲击,所述牵引装置组件包括:
(a)细长的轭架,其被可移除地安装到有轨车辆主体的中空中 心底梁内,所述轭架具有:轭架头部,其适于与车钩柄的端部连接; 尾端,其在轴向上与所述轭架头部相对;一对细长的大致平行的间隔 开的上带构件和下带构件,其都具有内表面、外表面、前端和后端, 所述上带构件和所述下带构件的后端与所述轭架的尾端连接,并且所 述上带构件和所述下带构件的前端与所述轭架头部连接;
(b)后随动件,其与所述轭架的纵向中心轴线横交地设置在所 述上带构件与所述下带构件之间,所述后随动件的大小设定为:在所 述牵引装置组件处于缓冲撞击动态冲击力的位置上时,所述后随动件 抵靠在形成于所述轭架的尾端内的牵引装置座以及固定到所述中心 底梁上的一对后止动件上;
(c)前车钩随动件,其与所述轭架的纵向中心轴线横交地设置 在所述上带构件与所述下带构件之间,所述前车钩随动件的大小设定 为:在所述牵引装置组件处于缓冲牵引动态冲击力的位置上时,所述 前车钩随动件抵靠在形成于与所述中心底梁接合的撞击盒内的一对 前止动件上;以及
(d)细长的可压缩弹性体弹簧,其相对于所述轭架的中心轴线 轴向对准地设置在所述前车钩随动件与所述后随动件之间,所述可压 缩弹性体弹簧包括叠层结构,所述叠层结构具有由预定多个隔板状构 件间隔开的预定多个弹性体垫,所述预定多个弹性体垫和所述预定多 个隔板状构件均在所述中心底梁内设置成与所述轭架的所述纵向中 心轴线横交,其中,所述预定多个弹性体垫均沿着所述纵向中心轴线 朝向所述后随动件受到压缩以缓冲撞击动态冲击力,并且沿着所述纵 向中心轴线朝向所述前车钩随动件受到压缩以缓冲牵引动态冲击力, 所述预定多个隔板状构件在缓冲撞击和牵引动态冲击力时均沿着所 述纵向中心轴线移动。
2.根据权利要求1所述的牵引装置组件,其中,
所述牵引装置组件还包括用于在缓冲撞击和牵引动态冲击力时 保持所述可压缩弹性体弹簧轴向对准的轴向对准保持装置。
3.根据权利要求2所述的牵引装置组件,其中,
所述轴向对准保持装置包括:
(a)轴向孔,其穿过所述预定多个隔板状构件中的每一个隔板 状构件而形成;
(b)预定多个第一凸爪,至少一个所述第一凸爪与所述预定多 个隔板状构件中的每一个隔板状构件形成一体并且固定到所述隔板 状构件的第一表面上,所述预定多个第一凸爪围绕所述多个隔板状构 件中的每一个隔板状构件的所述轴向孔的周缘设置,并且相对于所述 第一表面以预定度向外延伸,以将所述预定多个隔板状构件中的每 一个隔板状构件连接到相邻弹性体垫之一的轴向端部上;以及
(c)预定多个第二凸爪,至少一个所述第二凸爪与所述预定多 个隔板状构件中的每一个隔板状构件形成一体并且固定到所述隔板 状构件的第二表面上,所述预定多个第二凸爪围绕所述多个隔板状构 件中的每一个隔板状构件的所述轴向孔的周缘设置,并且相对于所述 第二表面以预定角度向外延伸,以将所述预定多个隔板状构件中的每 一个隔板状构件连接到相邻弹性体垫中的相对弹性体垫的轴向端部 上。
4.根据权利要求3所述的牵引装置组件,其中,
所述轴向对准保持装置还包括:第一凹槽,其形成于所述相邻 弹性体垫之一的轴向端部的表面内;以及第二凹槽,其形成于所述相 邻弹性体垫中的所述相对弹性体垫的轴向端部的表面内,所述预定多 个第一凸爪均容纳在所述第一凹槽内,并且所述预定多个第二凸爪均 容纳在所述第二凹槽内。
5.根据权利要求3所述的牵引装置组件,其中,
所述轴向对准保持装置还包括一对突出部,至少一个突出部一 体地形成于各个弹性体垫的相应轴向端部并固定到所述轴向端部的 表面上,所述一对突出部中的每一个突出部延伸到邻接设置的隔板状 构件的各个轴向孔中,并且所述突出部的大小设定为使其与相应的所 述预定多个第一凸爪和所述预定多个第二凸爪摩擦接合。
6.根据权利要求2所述的牵引装置组件,其中,
所述轴向对准保持装置包括所述预定多个隔板状构件中的每一 个隔板状构件,所述预定多个隔板状构件具有与所述中心底梁的各个 内侧竖直表面以邻接关系设置的各个竖直侧缘。
7.根据权利要求2所述的牵引装置组件,其中,
所述轴向对准保持装置包括所述预定多个隔板状构件中的每一 个隔板状构件,所述预定多个隔板状构件具有:竖直侧缘,各个竖直 侧缘紧靠所述中心底梁的各个内侧竖直表面设置;以及抗磨构件,其 固定到所述各个竖直侧缘上,并且与所述中心底梁的所述各个内侧竖 直表面以邻接关系设置。
8.根据权利要求2所述的牵引装置组件,其中,
所述轴向对准保持装置包括一对凸缘,至少一个凸缘一体地形 成于并固定到所述预定多个隔板状构件中的至少一个隔板状构件上, 并且向外延伸到所述隔板状构件的平设置的边缘之外,所述一对凸 缘以彼此间隔开的关系设置,并且还与所述上带构件和所述下带构件 的各个竖直侧缘以邻接关系设置。
9.根据权利要求1所述的牵引装置组件,其中,
所述牵引装置组件包括用于将所述可压缩弹性体弹簧的后端定 位到所述后随动件的内表面上的定位装置。
10.根据权利要求9所述的牵引装置组件,其中,
所述定位装置包括预定多个凸爪,至少一个所述凸爪一体地形 成于所述后随动件上并固定到所述后随动件的内表面上,所述预定多 个凸爪延伸到形成所述可压缩弹性体弹簧的后端部的弹性体垫的露 出轴向端部中。
11.根据权利要求10所述的牵引装置组件,其中,
所述定位装置还包括:
(a)轴向孔和轴向螺纹孔之一,其形成于所述后随动件的所述 内表面中,并且使所述预定多个凸爪围绕所述轴向孔和轴向螺纹孔之 一的周缘进行定位并相对于所述内表面以预定角度向外延伸;以及
(b)突出部,至少一个所述突出部一体地形成于形成所述可压 缩弹性体弹簧的后端并与所述后随动件的所述内表面邻接的所述弹 性体垫的所述露出轴向端部上,并且固定到所述露出轴向端部上,所 述突出部的大小设定为使其均沿轴向延伸到所述轴向孔和轴向螺纹 孔之一中并与围绕所述周缘定位的所述预定多个凸爪摩擦接合。
12.根据权利要求9所述的牵引装置组件,其中,
所述定位装置包括:
(a)附加的一对板状构件,所述附加的一对板状构件均具有: 第一大致平坦表面,其与形成所述可压缩弹性体弹簧的所述后端部的 弹性体垫的露出轴向端部邻接并连接到所述露出轴向端部上;以及相 对的第二大致平坦表面,其与所述后随动件的所述内表面邻接;
(b)预定多个凸爪,至少一个所述凸爪一体地形成于所述附加 的一对板状构件中的每一个板状构件上并固定到所述第二大致平坦 表面上,所述预定多个凸爪相对于所述第二大致平坦表面以预定角度 向外延伸;
(c)凹槽或多个孔,其形成于所述后随动件的所述内表面中, 并且与所述预定多个凸爪对准并操作性地接合。
13.根据权利要求9所述的牵引装置组件,其中,
所述定位装置包括:
(a)附加的一对板状构件,所述附加的一对板状构件均具有: 第一大致平坦表面,其与形成所述可压缩弹性体弹簧的所述后端部的 弹性体垫的露出轴向端部邻接并连接到所述露出轴向端部上;以及相 对的第二大致平坦表面,其与所述后随动件的所述内表面邻接;
(b)预定多个突出部,至少一个所述突出部一体地形成于所述 附加的一对板状构件中的每一个板状构件上并固定到所述第二大致 平坦表面上;
(c)多个孔,其形成于所述后随动件的内表面中,各个孔与所 述预定多个突出部中的相应突出部对准,并且所述孔的大小设定为使 其操作性地容纳所述预定多个突出部中的相应突出部。
14.根据权利要求1所述的牵引装置组件,其中,
所述牵引装置组件包括用于将所述可压缩弹性体弹簧的前端定 位在所述前车钩随动件的内表面上的定位装置。
15.根据权利要求1所述的牵引装置组件,其中,
所述牵引装置组件的大小设定为与24.625英寸长的套配合。
16.一种牵引装置组件,其可安装到有轨车辆的轭架内以缓冲 在组装和操作有轨车辆时遇到的撞击和牵引动态冲击力,所述牵引装 置组件包括:
(a)一对细长的可压缩弹簧,其相对于所述轭架的纵向中心轴 线对准地设置在前车钩随动件与后随动件之间;以及
(b)中心板,其位于各个细长的可压缩弹簧的内端之间。
17.根据权利要求16所述的牵引装置组件,其中,
至少一个所述一对细长的可压缩弹簧包括叠层结构,所述叠层 结构具有由预定多个板状构件间隔开的预定多个弹性体垫,所述预定 多个弹性体垫和所述预定多个板状构件均在中心底梁内设置成与所 述轭架的纵向中心轴线横交,所述预定多个弹性体垫均沿着所述纵向 中心轴线朝向所述后随动件受到压缩以缓冲撞击动态冲击力,并且沿 着所述纵向中心轴线朝向所述前车钩随动件受到压缩以缓冲牵引动 态冲击力,并且所述预定多个板状构件在缓冲撞击和牵引动态冲击力 时均沿着所述纵向中心轴线移动。
18.根据权利要求16所述的牵引装置组件,其中,
所述牵引装置组件包括用于在缓冲撞击和牵引动态冲击力时保 持所述一对细长的可压缩弹簧中的每一个可压缩弹簧沿着所述轭架 的纵向中心轴线对准的对准保持装置。
19.根据权利要求18所述的牵引装置组件,其中,
所述对准保持装置包括所述中心板,所述中心板具有与所述中 心底梁的各个内侧竖直表面以邻接关系设置的各个竖直侧缘。
20.根据权利要求18所述的牵引装置组件,其中,
所述对准保持装置包括一对凸缘,至少一个凸缘一体地形成于 并固定到所述中心板的各个水平边缘上,所述一对凸缘以彼此间隔开 的关系设置,并且还与所述轭架的上带构件和下带构件的各个边缘以 邻接关系设置。
21.根据权利要求16所述的牵引装置组件,其中,
所述牵引装置组件包括用于以不结合的方式将所述细长的可压 缩弹簧的内端定位在所述中心板的相应表面上的装置。
22.一种牵引装置组件,其用于具有车钩构件的有轨车辆,所 述牵引装置组件设置在所述有轨车辆的牵引底梁内,所述牵引底梁具 有前止动件和后止动件,所述牵引装置组件包括:
(a)轭架,其具有后壁、从所述后壁向所述牵引装置组件的前 端延伸的上壁、和从所述后壁朝向所述牵引装置组件的前端延伸的下 壁;
(b)前车钩随动件,其设置在所述轭架的所述后壁与所述牵引 装置组件的所述前端之间,所述前车钩随动件具有与所述牵引底梁的 前止动件接触的一对止动件接触表面和位于所述止动件接触表面之 间的车钩支撑表面;
(c)前可压缩弹性构件,其设置在所述前车钩随动件与所述轭 架的所述后壁之间;
(d)后可压缩弹性构件,其设置在所述轭架的所述后壁与所述 牵引装置组件的后端之间;
(e)所述前可压缩弹性构件和所述后可压缩弹性构件中的至少 之一包括:
(i)预定多个弹性体垫,其彼此同轴且串联地设置,所述 预定多个弹性体垫均具有周向侧表面和一对轴向端部,所述一 对轴向端部均具有设置成与纵向中心轴线垂直的大致平坦表 面;
(ii)预定多个隔板状构件,其均设置在一对所述弹性体垫 之间,所述预定多个隔板状构件均具有与一个弹性体垫的大致 平坦端面邻接的第一大致平坦表面、以及与相邻弹性体垫的大 致平坦端面邻接的相对第二平坦表面,从而使所述预定多个弹 性体垫和隔板状构件一起形成具有纵向中心轴线和预定初始高 度的多层叠层结构,所述预定多个弹性体垫在缓冲撞击和牵引 动态冲击力时沿着所述纵向中心轴线压缩和伸长,从而使所述 预定多个隔板状构件沿着所述纵向中心轴线移动;以及
(iii)轴向孔,其与所述叠层结构的所述纵向中心轴线同心 地穿过所述预定多个隔板状构件而形成;以及
(iv)固定到所述预定多个隔板状构件上并且围绕所述轴向 孔的周缘设置的装置,其用于将所述预定多个隔板状构件与一 对弹性体垫中的每一个弹性体垫进行机械互
(f)后随动件,其设置在所述后可压缩弹性构件的后方;以及
(g)用于将所述后可压缩弹性构件的后端连接到所述后随动件 的内表面上的装置。
23.一种后随动,其与牵引装置组件相结合,所述牵引装置 组件可安装到有轨车辆的轭架内以缓冲在组装和操作有轨车辆时遇 到的撞击和牵引动态冲击力,所述牵引装置组件包括沿轴向安装到所 述轭架内的至少一个可压缩弹性体弹簧,所述后随动块包括:
(a)内表面,其与所述可压缩弹性体弹簧的端部邻接;
(b)后表面,其大小设定为使其与后止动件、前止动件、和车 钩柄端中的至少一个邻接;以及
(c)用于将所述可压缩弹性体弹簧的所述端部定位到所述后随 动块的所述内表面上的定位装置,所述定位装置是凸爪、突出部、孔 和螺纹孔中的至少一者。

说明书全文

相关申请的交叉引用

本申请与2007年5月1日提交的临时专利申请No.60/926,987 相关并且要求其优先权。本申请还与下述同时提交的申请紧密相关: 发明名称为“Compressible Elastomeric Spring(可压缩弹性体弹簧)” 的共同待审的美国No._____、发明名称为“Plate For A Compressible Elastomeric Spring(用于可压缩弹性体弹簧的板)”的共同待审的美 国No._____、发明名称为“Elastomeric Pad For A Compressible Elastomeric Spring(用于可压缩弹性体弹簧的弹性体垫)”的共同待 审的美国No._____、发明名称为“Method of Making Compressible Elastomeric Spring(制造可压缩弹性体弹簧的方法)”的共同待审的 美国No._____、发明名称为“Method of Making Elastomeric Pad For A Compressible Elastomeric Spring(制造用于可压缩弹性体弹簧的弹性 体垫的方法)”的共同待审的美国No._____、发明名称为“Combination Yoke and Elastomeric Draft Gear Having A Friction Mechanism(组合 轭架和具有摩擦机构的弹性体牵引装置)”的共同待审的美国 No._____、以及发明名称为“Elastomeric Draft Gear Having A Housing (具有壳体的弹性体牵引装置)”的共同待审的美国No._____。

技术领域

本发明整体涉及有轨车辆的牵引装置组件,更具体地说,本发 明涉及一种具有安装在有轨车辆的轭架内的可压缩弹性体弹簧的牵 引装置组件,该牵引装置组件用于缓冲在该有轨车辆的组装和操作过 程中通常会遇到的动态冲击

背景技术

众所周知,使用具有可压缩弹性体弹簧的牵引装置组件缓冲在 组装和操作有轨车辆时遇到的撞击和牵引动态冲击力。通常,可压缩 弹性体弹簧包括利用板间隔开的弹性体垫的叠层结构。弹性体垫和板 在有轨车辆的中空底梁内设置成与轭架的纵向中心轴线横交。各个弹 性体垫沿着纵向中心轴线朝向牵引装置组件的后部受到压缩以缓冲 撞击动态冲击力,并且沿着同一纵向轴线朝着牵引装置的前部伸长以 至少缓冲牵引动态冲击力。在弹性体垫压缩和伸长期间,各个板沿着 纵向中心轴线移动。弹性体垫由例如橡胶等热固性材料、或由热塑性 共聚多酯材料制成。由Wilmington,Delaware的E.I.DuPont de Nemours&Co.制造的整体品牌为HYTREL的共聚多酯材料是牵引装 置领域常用的材料。
此外,已知的是,难以在缓冲撞击和牵引动态冲击力时维持弹 性体弹簧的横向刚度稳定性。维持该稳定性的一个常用方法是使各 个弹性体垫和板形成有中心孔并且使金属杆穿过所有的弹性体垫和 板。然而,中心杆的使用增加了牵引装置的制造成本。
另一个常用方法是将弹性体弹簧安装到牵引装置壳体内,并且 将金属板的大小设定为使金属板邻接壳体的内壁表面,从而在弹性体 弹簧受到压缩时提供需要的轴向引导。然而,壳体的使用增加了该牵 引装置的安装成本,并且壳体重量的增加导致有轨车辆的承载重量降 低。
中心杆和壳体的组合还与用于维持弹性体弹簧的横向稳定性的 边缘引导件一起使用或者不与该边缘引导件一起使用。因为始终需要 提高各个有轨车厢的承载能力,所以与壳体和/或杆相关的重量不利 地影响该承载能力。
此外,不断的提高承载能力需求增加了操作和组装列车编组时 能量吸收组件所受到的动态冲击力。这样,更大的动态冲击力直接传 递到安装在牵引装置壳体内的可压缩弹性体弹簧上。此外,已经知道 的是,在组装列车编组时超过规定的最大速度会进一步增加各个牵引 装置组件要吸收并缓冲的动态冲击力。
在构思和设计本发明之前,已经做出努力针对在修车场将单个 有轨车厢进行“溜放(humping)”以建造列车编组期间产生的更高 的动态冲击力提供保护,在建造列车编组期间,在驼峰上将一个有轨 车厢推向另一个等待的有轨车厢,该有轨车厢可能以比2至4MPH 的AAR限速更高的速度行驶。授予Barker等人的美国专利No. 6,446,820披露了一种这样的牵引装置组件:其具有轭架、车钩随动 件、后随动件、前弹性构件和后弹性构件。轭架具有上止动件和下止 动件。车钩随动件被偏压在上止动件和下止动件上。牵引装置组件还 包括穿过轭架、后弹性构件和后随动件延伸的中心杆。然而,已经发 现,在重复使用期间,中心杆不足以维持后弹性构件的轴向对准度, 从而造成弹性体垫和板的横向稳定性丧失并且还造成牵引装置组件 的性能和可靠性降低。还发现,该牵引装置组件不能阻止后弹性构件 的过度压缩,从而还造成可靠性降低和维护成本增加。
另一个现有牵引装置组件采用与中心底梁的内侧竖直壁面邻接 的板,从而不需要壳体,然而,该方法因底梁壁面的磨损顾虑或固定 到各个板的引导边缘上的抗磨构件的额外安装成本而成为一些有轨 车辆操作者不期望使用的方法。
因此,始终需要如下成本低且可靠的牵引装置组件:其使用可 压缩弹性体弹簧并且能够吸收高动态冲击力而无需使用中心金属杆 或壳体来进行引导。

发明内容

本发明通过提供用于缓冲在组装和操作有轨车辆时遇到的撞击 和牵引动态冲击力的新式牵引装置组件来克服现有技术装置的缺点。 根据本发明的一个方面,牵引装置组件包括可移除地安装到有轨车辆 主体的中空中心底梁内的细长轭架。轭架具有:轭架头部,其适于与 车钩柄的端部连接;尾端,其在轴向上与轭架头部相对;一对细长的 大致平行的间隔开的上带构件和下带构件,其均具有内表面、外表面、 前端和后端,各个带构件的后端与轭架的尾端结合,并且各个带构件 的前端与轭架头部结合。在上带构件与下带构件之间与轭架的纵向中 心轴线横交地设置后随动件。后随动件的大小设定为:在牵引装置组 件处于缓冲撞击动态冲击力的位置上时,后随动件抵靠在形成于轭架 的尾端内的牵引装置座以及固定到中心底梁上的一对后止动件上。还 设置前车钩随动件。前车钩随动件与轭架的纵向中心轴线横交地设置 在上带构件与下带构件之间。前车钩随动件的大小设定为:在牵引装 置组件处于缓冲牵引动态冲击力的位置上时,前车钩随动件抵靠在形 成于与中心底梁接合的撞击盒内的一对前止动件上。在前车钩随动件 与后随动件之间与轭架的纵向中心轴线轴向对准地设置细长的可压 缩弹性体弹簧。可压缩弹性体弹簧包括叠层结构,叠层结构具有由预 定多个板状构件间隔开的预定多个弹性体垫。预定多个弹性体垫和预 定多个板状构件均在中心底梁内设置成与轭架的中心轴线横交。预定 多个弹性体垫均沿着纵向中心轴线朝向后随动件受到压缩以缓冲撞 击动态冲击力,并且沿着纵向中心轴线朝向前车钩随动件受到压缩以 缓冲牵引动态冲击力。预定多个板状构件在缓冲撞击和牵引动态冲击 力时沿着纵向中心轴线移动。
根据本发明的另一方面,牵引装置组件包括相对于轭架的纵向 中心轴线对准地设置在前车钩随动件与后随动件之间的一对细长的 可压缩弹簧。在该对细长的可压缩弹簧的内端之间设置中心板。
根据本发明的另一方面,牵引装置组件包括轭架,该轭架具有 后壁、从后壁向牵引装置组件的前端延伸的上壁、和从后壁朝向牵引 装置组件的前端延伸的下壁。在轭架的后壁与牵引装置组件的前端之 间设置前车钩随动件。前车钩随动件具有与牵引底梁的前止动件接触 的一对止动件接触表面、以及位于止动件接触表面之间的车钩支撑表 面。在前车钩随动件与轭架的后壁之间设置前可压缩弹性构件。在轭 架的后壁与牵引装置组件的后端之间设置后可压缩弹性构件。前可压 缩弹性构件和后可压缩弹性构件的至少之一包括彼此同轴且串联设 置的预定多个弹性体垫。预定多个弹性体垫均具有周向侧表面和一对 轴向端部。一对轴向端部均具有设置成与纵向中心轴线垂直的平坦表 面。预定多个隔板状构件设置成使得各个隔板状构件设置在一对弹性 体垫之间。各个隔板状构件具有与一个弹性体垫的平坦端面邻接的第 一平坦表面、以及与相邻弹性体垫的平坦端面邻接的相对第二平坦表 面。预定多个弹性体垫和隔板状构件一起形成具有纵向中心轴线和预 定初始高度的多层叠层结构。预定多个弹性体垫在缓冲撞击和牵引动 态冲击力时沿着纵向中心轴线压缩和伸长,从而使预定多个隔板状构 件沿着纵向中心轴线移动。与叠层结构的纵向中心轴线同心的穿过预 定多个隔板状构件而形成轴向孔。存在固定到预定多个隔板状构件上 并且围绕轴向孔的周缘设置的装置,用于将预定多个隔板状构件与一 对弹性体垫中每一个弹性体垫进行机械互。在后可压缩弹性构件的 后方设置后随动件。最后,设置用于将后可压缩弹性构件的后端安装 到后随动件的内表面上的装置。
根据本发明的另一方面,提供与牵引装置组件结合的后随动, 该牵引装置组件可以安装到有轨车辆的轭架内以缓冲在组装和操作 有轨车辆时遇到的撞击和牵引动态冲击力。牵引装置组件包括沿轴向 安装到轭架内的至少一个可压缩弹性体弹簧。后随动块包括与弹性可 压缩弹簧的端部邻接的内表面。后随动块的后表面的大小设定为使其 与后止动件、前止动件、和车钩柄端中至少一个邻接。还设置用于将 可压缩弹性体弹簧的端部定位到后随动块上的定位装置。定位装置是 凸爪、突出部、孔和螺纹孔中至少一个。
本发明的目的
因此,本发明的主要目的之一是提供一种用于缓冲在操作有轨 车辆时遇到的撞击和牵引动态冲击力的牵引装置组件。
本发明的另一个目的是提供一种使用可压缩弹性体弹簧的路 牵引装置组件。
本发明的另一个目的是提供一种使用具有机械互锁的弹性体垫 和金属板的可压缩弹性体弹簧的铁路牵引装置组件。
本发明的另一个目的是提供这样一种铁路牵引装置组件:其使 用在前车钩随动件与后随动件之间沿轴向安装到有轨车辆的轭架内 的可压缩弹性体弹簧。
本发明的另一个目的是提供这样一种铁路牵引装置组件:其使 用沿轴向安装在有轨车辆的轭架内并在各端部分别与前车钩随动件 和后随动件连接的可压缩弹性体弹簧。
本发明的另一个目的是提供这样一种铁路牵引装置组件:其使 用在前车钩随动件与后随动件之间沿轴向安装到有轨车辆的轭架内 并由中心板间隔开的可压缩弹性体弹簧。
本发明的另一个目的是提供这样一种铁路牵引装置组件:其使 用安装在轭架内的前可压缩弹性体弹簧以及安装在轭架与后随动件 之间的后可压缩弹性体弹簧。
除了本发明的已经在上面一定程度地具体描述的几个目的和优 点之外,对于相关领域的技术人员而言,尤其是在结合附图和所附权 利要求书考虑上述描述的情况下,本发明的各种其他目的和优点将更 加显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例构造的牵引装置组件的等轴测 视图;
图2是安装在中心底梁内的图1的牵引装置组件的平面剖视图;
图3是用于图1的牵引装置组件并根据本发明的一个实施例构 造的后随动件或前随动件的等轴测视图;
图4是用于图1的牵引装置组件并根据本发明的另一个实施例 构造的后随动件或前随动件的等轴测视图;
图5是根据本发明另一实施例构造的牵引装置组件的等轴测视 图;
图6是用于图5的牵引装置组件的中心板的等轴测视图;
图7是根据本发明另一实施例构造的牵引装置组件的等轴测视 图;
图8是示出对图1的牵引装置组件和图10-图11所示的现有技 术牵引装置组件进行一个比较测试的结果的曲线图;
图9是示出对图1的牵引装置组件和图10-图11所示的现有技 术牵引装置组件进行另一个比较测试的结果的曲线图;
图10是现有技术牵引装置组件的前等轴测视图;以及
图11是图10的牵引装置组件的后等轴测视图。

具体实施方式

在更详细地描述本发明之前,应该注意到,为了描述清楚和便 于理解,在附图所示的全部视图中用相同的附图标记表示具有相同功 能的相同部件。
应该理解到,有轨车辆的定义适用于但不限于客运有轨车、货 运有轨车、机车等有轨车辆。
参考图1至图9所示的各个实施例来描述实施本发明的最佳实 施方式。然而,本发明不限于所描述的实施例,本领域的技术人员将 理解到,在不脱离本发明基本概念的情况下,本发明的许多其它实施 例也是可行的,并且任何此类成果也将落入本发明的范围内。可以预 想到,本发明的其它形式和构造可以容易地包含于本发明的教导中, 并且为了说明和披露目的而不是为了限定范围,仅示出并描述几个特 定的构造。
本发明提供一种牵引装置组件,该牵引装置组件用于缓冲在组 装和操作有轨车辆(未示出,但是在现有技术中是已知的)时遇到的 撞击和牵引动态冲击力。此外,牵引装置组件在后随动块50和前车 钩随动块60之间与整体标记为20的传统轭架相结合地安装。传统上, 轭架20可移除地安装到有轨车辆主体(未示出)的中空中心底梁2 内。
图示的轭架20为用于标准AAR的E型车钩的传统轭架,例如, 如授予Elliott等人的美国专利No.4,095,065所披露的轭架,该专利 的教导通过引用并入本文。简要地说,轭架20包括具有一对键槽壁 24的轭架头部22。轭架20的尾端26在轴向上与轭架头部22相对, 并且具有形成于内部的传统牵引装置座28。细长的上带构件30以传 统的方式设置在轭架头部22与尾端26之间。上带构件30具有平 布置的平坦内表面32、水平布置的外表面34和一对竖直布置的侧缘 36,在图1中仅示出一个侧缘36。此外,细长的下带构件40以传统 的方式设置在轭架头部22与尾端26之间并且以大致平行的方式与上 带构件30间隔开。类似地,下带构件40具有水平布置的平坦内表面 42、水平布置的外表面44和一对竖直布置的侧缘46,在图1中仅示 出一个侧缘46。
作为本领域的传统技术,后随动件50设置在上带构件30和下 带构件40之间,并且与轭架20的纵向中心轴线21横交。后随动件 50的大小设定为:在牵引装置组件70位于缓冲撞击动态冲击力的位 置上时,后随动件50抵靠在轭架20的牵引装置座28以及固定到中 心底梁2上的一对后止动件3上。
前车钩随动件60也设置在上带构件30和下带构件40之间,并 且与轭架20的纵向中心轴线21横交。前车钩随动件60的大小设定 成:在牵引装置组件70位于缓冲牵引动态冲击力的位置上时,前车 钩随动件60抵靠在一对前止动件8上,该前止动件形成于与中心底 梁2接合的撞击盒5的后部6上。前车钩随动件60还以传统的方式 抵靠在车钩10的柄12上。
下面,参考图1-图4,描述根据本发明一个实施例的整体标记 为70的牵引装置组件,该牵引装置组件包括定位于后随动件50和前 车钩随动件60之间的多个可压缩弹性体垫、以及置于可压缩弹性体 垫之间的板,以吸收和缓冲经由车钩柄12施加到牵引装置组件70 上的撞击和牵引动态冲击力。
优选地,该多个可压缩弹性体垫和板形成整体标记为102的细 长的可压缩弹性体弹簧,该可压缩弹性体弹簧由同时提交的发明名称 为“Compressible Elastomeric Spring(可压缩弹性体弹簧)”的共同 待审的美国No.______披露。目前还优选的是,提供如共同待审的美 国No.______“Plate For A Compressible Elastomeric Spring(用于可 压缩弹性体弹簧的板)”所披露的板,并且提供如共同待审的美国 No.______“Elastomeric Pad For A Compressible Elastomeric Spring (用于可压缩弹性体弹簧的弹性体垫)”所披露的弹性体垫。这样, 为了简洁起见,在本申请中将省略对可压缩弹性体垫、板以及弹簧 102内的可压缩弹性体垫和板之间的连接装置的详细描述。简要地 说,可压缩弹性体弹簧102包括预定的多个可压缩弹性体垫110和隔 板状构件190,这些可压缩弹性体垫和隔板状构件一起形成具有预定 初始高度的多层叠层结构,从而在缓冲撞击和牵引动态冲击力时预定 的多个可压缩弹性体垫110中的每一个可压缩弹性体垫沿着中心轴 线21压缩和伸长,因而使得预定的多个隔板状构件190中的每一个 隔板状构件沿着中心轴线21移动。为了使用可压缩弹性体弹簧102, 牵引装置组件70还包括用于在缓冲撞击和牵引动态冲击力时保持可 压缩弹性体弹簧102的轴向对准度的轴向对准保持装置、以及用于以 不结合的方式将各个可压缩弹性体垫110与各个隔板状构件190的邻 接表面连接在一起的连接装置。
本发明想到,轴向对准保持装置可以包括穿过预定多个隔板状 构件190的每一个隔板状构件而形成的轴向孔180、以及位于轴向孔 180的周缘上或紧靠该周缘而设置的多个第一凸爪170a和第二凸爪 170b。
轴向对准保持装置还可以包括形成于各个可压缩弹性体垫110 的第一轴向端部的表面内的第一凹槽130、以及形成于可压缩弹性体 垫110的第二轴向端部的表面内的第二凹槽140,其中,预定的多个 第一凸爪170a各自容纳在第一凹槽130内,并且预定的多个第二凸 爪170b各自容纳在第二凹槽140内。
轴向对准保持装置可以额外地包括一对突出部130,至少一个突 出部与各个可压缩弹性体垫110的相应轴向端部形成一体并且固定 在相应轴向端部的表面上,其中各突出部130延伸到邻接设置的隔板 状构件190的各个轴向孔180中,并且突出部130的大小设定为使其 与各个凸爪170a、170b摩擦接合。
已经发现,为了在降低牵引装置组件70的重量和成本并消除底 梁磨损顾虑的同时针对更高的动态冲击载荷提供目前期望的保护,轴 向对准装置应该包括组合的如下部件:凸爪170a、170b,其预定地 设置成与隔板状构件190的表面大致垂直;轴向孔180;突出部130, 其形成在可压缩弹性体垫110的各个轴向端部上,与各个凸爪170a、 170b摩擦接合并延伸到轴向孔180中;以及凹槽140,其大小设定为 使其可以在内部容纳各个凸爪170a、170b。
然而,本发明想到,轴向对准保持装置可以包括如下的预定多 个隔板状构件:这些隔板状构件的各个竖直侧缘193a、193b与中心 底梁2的各个内侧竖直表面4以邻接关系设置。在操作中,这些竖直 侧缘193a、193b将为弹簧102的操作提供周缘引导。当期望减少内 侧竖直表面4和竖直侧缘193a、193b的磨损(其中,这些竖直侧缘 193a、193b紧靠各个内侧竖直表面4设置)时,将抗磨构件198以 传统的方式固定到至少一个隔板状构件190的各个竖直侧缘193a、 193b上。
此外,本发明想到,轴向对准保持装置可以包括至少一对构件 199,该构件199固定到至少一个隔板状构件190上并且向外延伸至 各个水平边缘195a、195b之外,以分别与上带构件30的侧缘36和 下带构件40的侧缘46邻接。在操作中,该至少一对构件199能将各 个带构件30、40保持在一对构件199之间,并在可压缩弹性体垫110 压缩和伸长时提供引导。该至少一对构件199之一可以形成为与至少 一个隔板状构件190成一体的一对竖直间隔开的凸缘,从而在能够将 弹簧102安装到轭架20上的同时也容易制造。
根据牵引装置组件70的应用场合和吸收能力需要,还可以结合 凸爪170a、170b并借助竖直侧缘193a、193b和/或构件198、199提 供周缘引导。
本发明也可以采用如下的定位装置:该定位装置用于将可压缩 弹性体弹簧102的后端定位在后随动件50的内表面52上。这种定位 装置的具体布置方式将取决于具体应用场合和可压缩弹性体弹簧 102的构造。在图3的实例中,当可压缩弹性体弹簧102未设置有端 板构件150从而使可压缩弹性体垫110露出时,可以在后随动件50 的内表面52上设置凸爪170,然后在形成过程期间将后随动件刚性 地固定到可压缩弹性体弹簧102上,从而提供可以简单地安装到轭架 20中的单件式组件。凸爪170可以与后随动件50形成为一体,或在 利用例等传统金属材料制造后随动件50时,例如利用焊接法将 凸爪170刚性地固定到内表面52上。
在图3-图4的另一实例中,后随动件50可以设置有形成于内表 面52上的中心孔54,该中心孔54的大小设定为使其能够容纳端部 可压缩弹性体垫110的突出部130,或者设置有中心孔54a,该中心 孔54a的大小设定为使其能够至少容纳该板状构件190的凸爪170a、 170b。可以理解到,可以用容纳凸爪170a、170b的凹槽54a、64a或 多个小孔54b、64b来代替中心孔54a。在图3-图4的另一实例中, 可以在内表面52上形成多个孔56来操作性地容纳设置在板状构件 190上的突出部160a、160b。在图3-图4的另一个实例中,可以在 内表面52上形成或固定一对突出部58,以便与设置在板状构件150、 190中的一对对准孔188操作性地接合。此外,如图5和图7最佳地 示出,还可以在内表面52上设置螺纹孔或孔59a,穿过端部板状构 件150、190与形成于后随动件50内的螺纹孔或孔59a对准地形成互 补孔,从而能够利用固件218将可压缩弹性体弹簧102固定连接至 后随动件50。有利地,可以在该端部板状构件150、190中设置至少 一对对准孔188,或者可以设置其它孔。还可以使用容纳于孔188和 螺纹孔59a内的突出部58组合。
为了简洁起见,应该理解到,前车钩随动件60可以设置有用于 将可压缩弹性体弹簧102的前端定位在内表面62上的上述元件。
将本发明的图1-图4的使用突出部160a和160b、凸爪170a和 170b、突出部130以及凹槽140的牵引装置组件70与授予Barker的 美国专利No.6,446,820所披露的牵引装置组件进行比较测试,本发 明牵引装置组件70提高了缓冲撞击和牵引动态冲击力时的性能,上 述美国专利披露的内容通常称为“双包装(twin pack)”并在图10- 图11中被标记为现有技术。更重要的是,测试出乎意料地表明本发 明提供的性能提高程度高于预期的程度。在图8的一个实例中,将能 量输入(施加到牵引装置组件上的能量)与牵引装置组件在吸收所施 加的能量时所展现的反作用力进行比较,与“双包装”的性能(线 214b)相比,本发明的牵引装置组件70的性能(线214a)在最大反 作用力处提高了约200%。在图9的另一个实例中,与“双包装”(环 216b)相比,本发明的牵引装置组件70(环216a)能够在使行程(travel) 减少约30%的情况下吸收冲击力。可以评估出,由于板状构件150、 190与可压缩弹性体垫110的新型连接以及可压缩弹性体垫100的材 料使得能够保证可压缩弹性体弹簧102的轴向对准度和相关横向稳 定性,从而有助于该性能改进。
下面,参考图5-图6描述根据本发明的另一实例的整体标记为 72的牵引装置组件。牵引装置组件72包括一对可压缩弹性体弹簧和 中心板200,如图6最佳地示出,中心板设置在各个可压缩弹性体弹 簧的内侧端部之间。目前优选的是,使用构造成与可压缩弹性体弹簧 102大致相同(除了长度较小以外)的一对可压缩弹性体弹簧102a 和102b,但是对于相关领域的技术人员而言显而易见的是,可以在 图5的牵引装置组件72中使用包括传统盘簧在内的任意现有弹簧装 置,然而这不应该理解为是本发明牵引装置组件72的限制因素。
因此,进一步结合一对可压缩弹性体弹簧102a和102b示出和 描述本发明。
使用一对可压缩弹性体弹簧102a和102b减小了弹簧的长度, 更具体地说,简化了各个可压缩弹性体弹簧的组件形成工艺。此外, 一对可压缩弹性体弹簧102a和102b以及中心板200的组合提供了如 下新型装置:其用于在缓冲撞击和牵引动态冲击力时保持一对可压缩 弹性体弹簧102a和102b中的每一个可压缩弹性体弹簧沿着轭架20 的纵向轴线21的轴向对准度。
该轴向对准保持装置可以包括中心板200的各个竖直侧缘203a、 203b,各个竖直侧缘与中心底梁2的各个内侧竖直表面以邻接关系设 置。或者,中心板200的各个竖直侧缘203a、203b可以利用传统的 抗磨构件(未示出)设置成紧靠中心底梁2的各个内侧竖直表面4, 该抗磨构件固定到各个竖直侧缘203a、203b上,并且与中心底梁2 的各个内侧竖直表面4以邻接关系设置。
目前优选的是使用轭架20来提供可压缩弹性体弹簧102a和 102b的轴向对准度。这可以通过采用具有一对凸缘209的中心板200 来实现,至少一个凸缘209与各个水平边缘205a、205b一体地形成 并固定到各个水平边缘205a、205b上。一对凸缘209以彼此间隔开 的关系设置,并且还分别与上带构件30的侧缘36和下带构件40的 侧缘46以邻接关系设置。一对凸缘209在竖直方向上对准,与轭架 20的一侧相邻,并且与中心板200形成为一体,而另一对竖直对准 的凸缘209在牵引装置组件72和中心板200被安装到轭架20上之后 必须例如借助紧固件209a而可移除地安装到中心板200上。
牵引装置组件72还包括用于以不结合的方式将各个可压缩弹性 体弹簧102定位到中心板200的各个表面202上的装置,在图5-图6 中仅示出一个表面202。为了简洁起见,这可以根据将可压缩弹性体 弹簧102的外端定位在后随动件50或前车钩随动件60上的各个上述 实施例实现。因此,中心板200可以设置有如下元件中的至少一者: 中心孔204、形成于中心板200的各个表面202上的多个孔206、以 及固定到中心板200的各个表面202上或与各个表面202成一体的一 对突出部208。此外,也可以提供螺纹孔207,用于借助传统螺纹紧 固件(未示出)将各个端部板状构件150、190固定到表面202上。
根据图7所示的本发明的另一实施例,提供整体标记为74的牵 引装置组件,该牵引装置组件实质上是对图10-图11的现有技术的 美国专利No.6,446,820的改进。该牵引装置组件包括轭架、车钩随 动件、后随动件、前弹性构件和后弹性构件。轭架具有上止动件和下 止动件。车钩随动件被偏压在轭架的上止动件和下止动件上。牵引装 置组件还包括穿过轭架、后弹性构件和后随动件延伸的中心杆。“双 包装”设计的有利之处在于不需要牵引装置壳体。然而,已经发现, 在重复使用期间,中心杆不足以维持后弹性构件的轴向对准度,从而 造成牵引装置组件的性能变差并且稳定性降低。
本发明通过如下方式改进了“双包装”:使用构造成与可压缩 弹性体弹簧102大致相同的前可压缩构件和后可压缩构件中的至少 之一(优选地使用上述构件的组合),根据轭架210的构造确定可压 缩弹性体垫110和板状构件150、190的数目,并且将附图标记为102c 的后可压缩构件以上述方式固定到轭架210的后壁212以及后随动件 50上,以便在缓冲牵引动态冲击力时使后随动件50朝向前随动件60 移动。
因此,本发明消除了在“双包装”中使用的中心杆,从而有利 地降低了牵引装置组件的重量和成本并且改进了使用性能。
虽然已经就安装在标准AAR的E型车钩轭架20内的牵引装置 组件示出了本发明,但是对于本领域的技术人员而言显而易见的是, 本发明可以应用于标准AAR的F型和R型车钩轭架。
可以理解到,在上述牵引装置组件70、72或74中,可以用如 发明名称为“Compressible Elastomeric Spring(可压缩弹性体弹簧)” 的共同待审的美国No._____中的图1-图2最佳地示出的多个弹簧100 来代替各个弹簧102-102d。在该实施例中,如果对于特定的应用而 言需要的话,板状构件150的邻接表面可以简单地连接或刚性地固定 到弹簧之间以维持弹簧叠层结构的轴向对准度。仅作为实例,板状构 件150的外表面154可以设置有多个第二突出部160,并且相对的板 状构件150可以设置有大小设定为分别容纳所述多个第二突出部160 的多个孔159。孔159和第二突出部160可以具有紧公差,以至少显 著地降低或消除一对相邻设置的板状构件150之间的总体横向移动。
已经以全面、清楚、精确和准确的方式描述了本发明,以使所 属领域的任意技术人员能够作出和使用本发明。应该理解到,本领域 的技术人员可以在不脱离所附权利要求书所限定的精神和范围的情 况下做出本发明具体描述的实施例的部件的变型、修改、等同物和替 代物。
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