联接器支承机构 |
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| 申请号 | CN201280017464.2 | 申请日 | 2012-04-04 | 公开(公告)号 | CN103476659B | 公开(公告)日 | 2016-03-23 |
| 申请人 | 西屋气动刹车技术公司; | 发明人 | J·D·佩卡姆; | ||||
| 摘要 | 一种用于运输车的联接器，包括联接器锚、通过 变形 管和牵引传动元件被所述联接器锚支承的联接器机构、以及联接器支承机构。所述联接器支承机构包括枢转地装配在联接连接器下部上的两个支承臂。为每个支承臂设置拉杆以控制每个支承臂的枢转位移。每个支承臂还包括扭 力 弹簧 ，所述扭力弹簧在所述支承臂向上枢转地移位时被加载并在所述支承臂向下枢转地移位时卸载。每个支承臂的 位置 可独立地调节，由此允许沿着所述运输车的纵向平面和侧向平面调节所述联接器。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于轨道车的联接器，包括： |
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| 说明书全文 | 联接器支承机构[0001] 对相关申请的交叉引用 技术领域[0003] 本发明涉及用于运输车的联接器，更具体地涉及具有用于多维调节公共交通车的联接器头部的联接器支承机构的联接器。 背景技术[0004] 竖向支承机构通常用于公共交通车连接器（被称为联接器）中。现有的竖向支承机构的用途是支承运输车联接器及提供联接器的竖向调节。常规竖向支承机构利用能在由联接器施加的竖向负荷下压缩的弹簧悬吊（spring-suspended）部件。在典型应用中，由联接器施加的竖向负荷传递至竖向支承机构，使得一个或多个弹簧被压缩。弹簧的数量和刚度决定了竖向支承机构在负荷下的竖向位移。 [0005] 在另一设计中，弹簧悬吊部件可用液压机构代替，其中通过将力传递至液压缸内的液压流体来承受由联接器施加的竖向负荷。在另一替代方案中，弹簧悬吊部件中的弹簧可用能在负荷下偏离且一旦负荷被移除便恢复其形状的弹性材料（如橡胶）代替。 [0006] 现有的针对竖向支承机构的设计与多个缺点相关。常规竖向支承机构仅在单个平面内在竖直方向上调节联接器的位置。不可能对联接器进行侧向调节，因为这些竖向支承机构仅允许在平行于地面的竖直方向上的运动。另外，由于需要大的弹簧或液压缸以承受施加在联接器上的大的竖向负荷，故常规竖向支承机构占据了大量的空间。这样的设置阻碍了在联接器附近安装附属构件。此外，现有设计易于遭受操作效率的降低，该操作效率的降低归咎于由于在弹簧的一个或多个圈之间的碎屑积累而形成的污染物。另外，常规竖向支承机构始终承受由联接器施加的负荷因而在不从联接器移除竖向支承机构的情况下无法脱离承受负荷。 发明内容[0007] 鉴于前文所述，存在对于能够进行多维调节以使得能在多于一个运动平面内调节相邻运输车之间的联接器的对准的联接器支承机构的需求。存在对于提供允许在联接器附近安装辅助构件的具有紧凑尺寸和减轻的重量的联接器支承机构的另一需求。存在对于提供减少由降低联接器支承机构的操作效率的碎屑积累带来的污染物的可能性的联接器支承机构的又一需求。存在对于能够在不从联接器移除联接器支承机构的情况下使联接器支承机构不再承受由联接器施加的负荷的另一需求。 [0008] 根据一个实施例，一种用于轨道车的联接器可包括联接器锚、连接到联接器锚的联接器机构和支承联接器机构的联接器支承机构。联接器支承机构可包括连接到联接器锚以支承轨道车联接器的多个支承臂。此外，联接器支承机构还可包括对应于多个支承臂的多个扭力弹簧。多个扭力弹簧可以可操作地连接到多个支承臂，使得多个支承臂中的任何一个的枢转运动引起相应的扭力弹簧的旋转运动。多个支承臂中的每个支承臂都可以独立于其余支承臂能枢转地运动，以允许联接器锚在至少两个运动平面内运动。 [0009] 根据另一实施例，所述用于轨道车的联接器还可包括对应于多个支承臂的多个拉杆。多个拉杆可以可操作地连接到支承臂，以控制支承臂的枢转运动。多个拉杆中的每个拉杆的第一端可连接到联接器锚，并且多个拉杆中的每个拉杆的第二端可连接到相应的支承臂。多个拉杆中的每个拉杆的长度可以是能调节的，以使得每个相应的扭力弹簧在拉杆缩短时被加载且在拉杆伸长时被卸载。在此实施例中，多个拉杆中的每个拉杆的长度可通过使拉杆的上端相对于拉杆的下端旋转来调节。 [0010] 根据又一实施例，联接器支承机构的多个支承臂中的每个支承臂可包括支承臂装配元件，该支承臂装配元件具有凹进的中心部分和贯通支承臂装配元件延伸的开口。在此实施例中，多个支承臂中的每个支承臂还可包括从装配元件延伸的臂元件。对应的拉杆可以可操作地连接到臂元件。每个扭力弹簧的第一端可连接到相应的支承臂，并且每个扭力弹簧的第二端可连接到扭力弹簧连接器。 [0011] 根据另一实施例，一种用于联接轨道车的轨道车联接器可包括连接到轨道车车身的联接器锚、通过变形管连接到联接器锚的联接器机构和支承联接器机构的联接器支承机构。联接器支承机构可包括连接到联接器锚以支承轨道车联接器的多个支承臂。另外，联接器支承机构还可包括连接到联接器锚以支承轨道车联接器的多个支承臂和对应于多个支承臂的多个扭力弹簧。在此实施例中，多个扭力弹簧可以可操作地连接到多个支承臂，以使得多个支承臂中的任何一个的枢转运动引起相应扭力弹簧的旋转运动。 [0012] 根据又一实施例，多个支承臂中的每个支承臂都可以独立于其余支承臂能枢转地运动，以允许联接器锚在至少两个运动平面内运动。轨道车联接器还可包括对应于多个支承臂的多个拉杆。多个拉杆可以可操作地连接到支承臂，以控制支承臂的枢转运动。多个拉杆中的每个拉杆的第一端可连接到联接器锚，并且多个拉杆中的每个拉杆的第二端可连接到相应的支承臂。 [0013] 根据又一实施例，多个拉杆中的每个拉杆的长度可以是能调节的，以使得每个相应的扭力弹簧在拉杆缩短时被加载并且在拉杆伸长时被卸载。多个拉杆中的每个拉杆的长度可通过使拉杆的上端相对于拉杆的下端旋转来调节。在此实施例中，多个支承臂中的每个支承臂可包括支承臂装配元件，该支承臂装配元件具有凹进的中心部分和贯通支承臂装配元件延伸的开口。另外，多个支承臂中的每个支承臂还可包括从装配元件延伸的臂元件。 附图说明[0015] 图1是安装在运输车联接器上的典型竖向支承机构的透视图。 [0016] 图2是安装在根据一个实施例的运输车联接器上的联接器支承机构的一实施例的顶部透视图。 [0017] 图3是根据图2所示的实施例的安装在运输车联接器上的联接器支承机构的底部透视图。 [0018] 图4是如图2-3所示的安装在运输车联接器上的联接器支承机构的侧视图。 [0019] 图5是图2-4所示的联接器支承机构的分解透视图。 [0020] 图6是图2-4所示的联接器支承机构的前透视图。 [0021] 图7是图2-4所示的联接器支承机构的底部透视图。 [0022] 图8是图2-4所示的联接器支承机构的正视图。 [0023] 图9是图2-4所示的联接器支承机构的顶视图。 [0024] 图10是图2-4所示的联接器支承机构的底视图。 [0025] 图11是图2-4所示的联接器支承机构的侧视图。 [0026] 图12是处于卸载状态的图2-4所示的联接器支承机构的后视图。 [0027] 图13是处于当安装在运输车联接器上时的默认状态的图2-4所示的联接器支承机构的后视图。 [0028] 图14是由于施加在运输车联接器上的竖向负荷而处于最大拉伸状态的图2-4所示的联接器支承机构的后视图。 具体实施方式[0029] 为了下文的说明之目的，空间和方向术语应当与本发明如其在附图中的取向有关。然而，应该理解的是，本发明可假定各种替代变型，在清楚地相反指定的情况下除外。还应该理解的是，附图中示出且在以下说明书中说明的具体构件仅仅是本发明的示例性实施例。因此，对与本文中公开的实施例有关的具体尺寸和其它物理特性的任何讨论不应该认为是限制性的。 [0030] 参照附图，其中在附图的全部若干视图中相似的附图标记表示相似的部分，针对具有可操作用于向运输车的联接器头部的对准提供多维调节的联接器支承机构的联接器大致描述本发明。 [0031] 首先参照图1，示出了联接器10的一实施例。如本文中所述的联接器10用于连接到运输车（未示出）的车架（未示出），如对于轨道车领域中的技术人员而言将显而易见的那样。联接器10可用在公共交通车辆和用于客运公共交通的类似运输车中。然而，该用途是非限制性的，并且联接器10在运输车中具有普遍应用。所示实施例中的联接器10大致包括联接器锚20、联接器机构44、能量吸收变形管50和能量吸收牵引传动（draft gear）机构60。变形管50通过与牵引传动机构60连接而将联接器机构44连接到联接器锚20。联接器10还包括用于将牵引传动机构60支承在联接器锚20上的一个或多个能量吸收装置150。 [0032] 联接器锚20具有盒形锚体22，该锚体在从其侧面看时大体呈被截的方形或矩形，使得锚体22的侧面轮廓大体呈三角形。锚体22由一系列相互连接的结构元件24形成。锚体22的前面限定出前开口并与滑动锚组件112面接/对接，该滑动锚组件112将牵引传动机构60固定在锚体22上，理想地固定在锚体22的内部区域中。锚体22的上表面可限定出容纳用于与锚体22面接/对接并将锚体22固定在运输车的车架上的紧固元件的若干孔。 [0033] 简言之，联接器机构44包括联接器头部46，该联接器头部46与在相邻的运输车上的接纳联接器头部46匹配。联接器机构44通过能量吸收变形管50联接到联接器锚20，如前所述。变形管50具有远端52和近端54。变形管50的远端52通过第一联接连接器56固定在联接器机构44的联接器头部46上。变形管50的近端54通过第二联接连接器58固定在牵引传动机构60上。 [0034] 如前文指出的，支承滑动锚组件112用于将牵引传动机构60支承在联接器锚20的锚体22上，并大体支承在锚体22的前开口内。牵引传动机构60通过上夹固元件120和下夹固元件122固定在滑动锚组件112上。 [0035] 继续参照图1，示出了展示出竖向支承机构138的联接器10。此实施例中的竖向支承机构138用于支承第二联接连接器58和承受施加在联接器10上的竖向负荷。在图1所示的实施例中，竖向支承机构138由滑动锚组件112的下交叉/横向腿部和/或下夹固元件122支承。竖向支承机构138包括从下方竖向地支承第二联接连接器58的单弹簧或多弹簧支承元件140。在第二联接连接器58和弹簧支承元件140之间配置有一个或多个弹簧144。弹簧支承元件140可通过合适的机械紧固件（诸如销或螺栓和螺母组合）被第二支承元件142枢转地支承。第二支承元件142同样可通过合适的机械紧固件（诸如销或螺栓和螺母组合）被下交叉/横向腿部和下夹固元件122中的一个或两者支承。具有合适的设计的附加机械紧固件可设置成延伸穿过第二支承元件142，以限制弹簧支承元件140的向下枢转运动。 [0036] 图1所示的竖向支承机构138可操作用于沿着竖轴方向为联接器10提供支承。任何在运输车的联接或运输车的运动期间施加在联接器机构44上的竖向负荷被直接传递至竖向支承机构138。联接器机构44的竖向加载引起弹簧144压缩，这进而引起弹簧支承元件140相对于第二支承元件142枢转。由此产生的联接器10的竖向运动由弹簧144的刚度决定。 [0037] 在图1所示的现有技术实施例中，联接器机构44在竖直方向上是可调节的。联接器机构44的侧向调节被阻止，因为机械紧固件阻止任何相对于运输车的纵轴的旋转。另外，由于需要大的弹簧144来承受大的竖向负荷，故支承机构138在联接器10周围占据大量空间。在图1所示的实施例中，竖向支承机构138在第二联接连接器58下方向下延伸。这种设置阻碍辅助构件在第二联接连接器58或联接器锚20附近安装在联接器10上。具有竖向支承机构138的联接器10在2011年2月4日提交且名称为“Energy Absorbing Coupler（能量吸收联接器）”的美国专利申请No.61/439,607中更详细地说明，该申请的全部内容通过引用并入本文中。 [0038] 参照图2-11，且特别参照图5，示出了具有根据一个实施例的联接器支承机构200的联接器10的一实施例。联接器支承机构200包括与第二联接连接器58的下部58A枢转地接合的左支承臂202A和右支承臂202B。左支承臂202A和右支承臂202B中的每一者包括支承臂装配元件204，该支承臂装配元件具有凹进的中心部分206和沿纵向贯通装配元件204延伸的开口208。当每个支承臂的装配元件204的凹进中心部分206被第二联接连接器58的下部58A插入时，左支承臂202A和右支承臂202B架起（拖住，cradle）第二联接连接器58的下部58A。在第二联接连接器58的下部58A上设置有相应的开口210，使得当每个支承臂的装配元件204接合在下部58A周围时，左支承臂202A和右支承臂202B上的开口208的中心轴线212与下部58A上的开口210的中心轴线214对齐。左扭力弹簧216A和右扭力弹簧216B分别插入左支承臂202A和右支承臂202B各自的装配元件204的开口208。 [0039] 在安装好的状态下，左扭力弹簧216A和右扭力弹簧216B也穿过第二联接连接器58下部58A的开口210。在装配元件204上的开口208内和下部58A上的开口210内设置衬套218，以有利于每个扭力弹簧在其相应的开口内的旋转运动。左扭力弹簧216A的第一端220和右扭力弹簧216B的第一端220包括接纳第一销224的孔222。第一销224用于相对于相应的支承臂固定每个扭力弹簧的第一端。每个装配元件204包括第一销224可插入的第一孔226。在安装好的状态下，每个第一销224阻碍左扭力弹簧216A的第一端和右扭力弹簧216B的第一端分别相对于左支承臂202A和右支承臂202B的纵向运动及旋转。 [0040] 每个扭力弹簧的第二端228被固定在扭力弹簧连接器230内。扭力弹簧连接器230包括左扭力弹簧216A的第二端228和右扭力弹簧216B的第二端228对应地插入的左开口和右开口232。每个第二端228包括第二销236插入的第二孔234。类似地，扭力弹簧连接器230还包括相应开口235以接纳第二销236。在安装好的状态下，每个第二销236阻碍左扭力弹簧216A的第二端228和右扭力弹簧216B的第二端228相对于扭力弹簧连接器 230的纵向运动及旋转。 [0041] 每个左支承臂202A和右支承臂202B包括从装配元件204向外延伸的臂元件238。每个臂元件238包括与装配元件204整体地形成的凸缘部240。类似于装配元件204，每个臂元件238在其中心部分处凹进，以允许将支承臂装配在第二联接连接器58的下部58A上。每个臂元件238具有上表面242和下表面244。在每个臂元件238的远端设置有孔 246，使得孔246在上表面242和下表面244之间贯通臂元件238延伸。图6-11示出处于联接到第二联接连接器58下部58A的装配状态的联接器支承机构200。 [0042] 参照图2-4，示出了安装在联接器10上的联接器支承机构200。通过将左扭力弹簧216A和右扭力弹簧216B插入穿过设置在左支承臂202A、右支承臂202B和下部58A上的相应开口208和210来将联接器支承机构200连接到第二联接连接器58的下部58A。下部58A通过多个螺栓248或类似的紧固元件联接到第二联接连接器58的上部。 [0043] 支承架250通过一个或多个紧固件252联接到滑动锚组件112。支承架250包括用于支承与拉杆258接合的销或螺栓256的通孔，用于相对于地面以一规定高度控制联接器支承机构200的竖向位移。拉杆258包括彼此螺纹接合的上部258A和下部258B。拉杆258的长度可通过使上部258A相对于下部258B旋转来调节。上部258A包括孔260，螺栓 256插入该孔并通过螺母257固定以将拉杆258联接到支承架250。拉杆258的下部258B具有用于接合螺母264的螺纹端262。在滑动锚组件112的每个侧面上设置有一个支承架 250和相应的拉杆258。每个支承架250和相应的拉杆258理想而言相对于滑动锚组件112以对称设置定向。 [0044] 每个拉杆258的下部258B与联接器支承机构200的相应的支承臂接合。左支承臂202A和右支承臂202B的每个臂元件238的孔246的尺寸设定成使得每个拉杆258的下部258B可自由穿过每个孔246而不与孔246的侧壁发生干涉。在每个支承臂202的臂元件238的上表面242上设置有球面轴承266。每个拉杆258的下部258B穿过每个球面轴承266并通过使螺母264与每个拉杆258的下部258B的螺纹端262螺纹接合而被固定在每个支承臂202上。球面轴承266设置成在每个支承臂的枢转运动期间保证每个拉杆258和每个臂元件238的下表面244之间的恒定连接。通过调节每个拉杆258的长度，相应的支承臂202的取向相对于第二联接连接器58的下部58A改变。缩短每个拉杆258使相应的支承臂202的臂元件238相对于地面向上枢转。相反地，放长每个拉杆258引起相应的支承臂202的臂元件238相对于地面向下枢转。由于每个扭力弹簧216的第一端220和第二端228分别相对于每个支承臂202的装配元件204和扭力弹簧连接器230固定，故每个支承臂的臂元件238的枢转运动引起每个扭力弹簧响应地扭转。 [0045] 参照图12-14，示出了处于各种加载状态的联接器支承机构200。图12示出处于第一状态、即未加载状态的联接器支承机构200。在此构型中，左扭力弹簧216A和右扭力弹簧216B处于它们的未加载状态，使得每个扭力弹簧的第一端220和第二端228不相对于彼此旋转。如图12所示，每个支承臂202略微向下。 [0046] 在图13所示的第二构型中，示出了处于第二状态、即当安装在运输车（未示出）的联接器头部上时的默认状态的联接器支承机构200。在此构型中，每个支承臂202向上旋转，使得臂元件238基本上平行于地面。由于每个臂202相对于第二联接连接器58的下部58A旋转，故左扭力弹簧216A的第一端220和第二端228相对于彼此旋转以及右扭力弹簧 216B的第一端220和第二端228相对于彼此旋转。这样的运动使得每个扭力弹簧216在承受由联接器头部施加的负荷的同时被加载。 [0047] 在图14所示的第三构型中，示出了处于第三状态、即加载状态的联接器支承机构200，其中联接器支承机构200经受的负荷比在图13所示的默认状态下——因而支承臂202几乎平行于地面——经受的负荷大。在图14所示的构型中，每个支承臂202向上旋转，使得臂元件238偏向第二联接连接器58的下部58A。类似于图13所示的默认构型，由于每个臂相对于第二联接连接器58的下部58A旋转，故左扭力弹簧216A的第一端220和第二端228相对于彼此旋转并且右扭力弹簧216B的第一端220和第二端228相对于彼此旋转。 这样的运动使得每个扭力弹簧216在承受由联接器头部施加的负荷的同时被加载。在此构型中，与默认构型相比，每个扭力弹簧以更大的程度被加载。每个支承臂202的竖向偏转取决于扭力弹簧216的刚度，该刚度取决于每个扭力弹簧216的材料特性及每个扭力弹簧216的长度和直径。 [0048] 虽然图12-14示出两个支承臂以对称方式以相同程度枢转的实施例，但左支承臂202A可独立于右支承臂202B枢转，反之亦然。这样的调节允许联接器支承机构200绕纵向轴线侧向运动。通过使左支承臂202A独立于右支承臂202B运动，左扭力弹簧216A与右扭力弹簧216B相比以不同程度被加载。这允许联接器支承机构200承受不均匀地分布在联接器头部上的负荷。另外，通过使左支承臂202A相对于右支承臂202B独立地运动，能够精确调整一辆车的联接器10与相邻的车的联接器10的对准。此外，左支承臂202A相对于右支承臂202B的独立枢转运动允许联接器10在车的联接和/或运动期间至少在车的纵向平面和侧向平面内运动。 [0049] 包含联接器支承机构200的联接器10胜过前文所述的竖向支承机构138的一个益处在于：联接器支承机构200使联接器10能够在不一定平行于地面的不止一个平面内运动，而竖向支承机构138仅允许在平行于地面的一个平面内进行调节。联接器支承机构200允许精确调整一辆车的联接器10与相邻车的相应联接器10的对准。另一益处在于，扭力弹簧216的使用允许更紧凑且重量轻的装置，这种装置允许用于附属设备的额外空间，而在竖向支承机构138中，弹簧144占据了联接器10下方明显很多空间。因而，联接器支承机构200可用于代替现有技术的竖向支承机构138以便提供对联接器10的对准的额外调节，以及提供联接器10附近的用于安装其它设备的额外空间。在某些应用中可以取消变形管50的使用并减小联接器10的总长度。然而，包括变形管50的联接器10，如前面的说明中所述，提供了增强的能量吸收特性。 |
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