专利名称：竖直对准的无间隙牵引杆的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及一种基本上为半固定的、特定铁路运货车厢的连接装置，该连接装置广泛地应用于现今的轨道工业中，以将列车中相邻设置的一对该运货车厢的端部连接在一起。具体地说，本发明涉及一种改进型的无间隙牵引杆组件，这种牵引杆组件具有竖直对准装置。再具体地说，本发明涉及一种改进型的竖直对准的无间隙牵引杆组件，该牵引杆组件能够提供一种重力楔(gravity wedge)保持的有效方法。
背景技术：
在铁路运货车厢的领域中，以基本上半固定的方式，将相邻设置的一对铁路运货车厢的端部连接在一起的铰链式连接装置是众所周知的。这种铰链式连接装置必须适应两个方向的纵向行进，以及，当铁路运货车厢沿着铁轨行进时连接处的竖直方向和横向的行进。现代轨道所需承载的更大的载荷需要使得铰链式连接装置能够在不同的部件之间保持紧密对接的关系，以减小对铁路车厢与铰链式连接装置的冲击力。因此，紧密对接的关系导致了无间隙的铰链式连接装置(主要包括连接器和牵引杆)的发展。术语无间隙意味着特殊设计的连接器或牵引杆以纵向间隙(play)或移动最小的方式设置在中梁。
通常与牵引器组件一起适用的连接器的主要优点是，能够适应两个方向的纵向行进，以及，当铁路运货车厢沿着铁轨行进时连接处的竖直方向和横向的行进。更具体地说，能够使得车辆更容易地越过铁轨上弯曲的部分，而这种情况在运行中是会遇到的。此连接器的主要缺点是，纵向的间隙或空隙增加了作用于铁路运货车厢上的冲击力。此连接器和牵引器组件的另外一个缺点是，由于设计的复杂性和大量的所需部件，造成单位成本增加。
近来，无间隙牵引杆组件几乎不需要与连接器装置一起使用的相当昂贵的缓冲器组件(draft gear assembly)。此外，这些无间隙牵引杆组件通常会使得此类铁路运货车厢的空车总净重降低，同样也总体降低了单位成本。
然而，每一种现在已知使用的无间隙牵引杆组件都具有至少一个重要的且共同的缺点。这个共同的缺点就是，在铁路运货车厢沿着铁轨行进时这些无间隙牵引杆组件不能适应连接处产生竖直方向和横向的行进，更具体地说，当转弯时，由此会增加车轮缘爬轨脱轨的可能性。而且，无间隙牵引杆还可以用来连接相邻设置的一对铁路运货车厢的端部，其中一个铁路运货车厢具有旧轮子，而其他车厢具有新轮子。在给定的该条件下，无间隙牵引杆将以一角度设置在竖直方向的平面内，对具有新轮子的铁路运货车厢产生额外的竖直力。当无间隙牵引杆用于连接相邻设置的一对铝制的轻质运煤铁路运货车厢或空货车时，这个问题会尤其明显。在这种应用中，以一角度设置在竖直方向的平面内的无间隙牵引杆可能会导致运货车厢的厢体与支撑物(bolster)分离，或者甚至会导致整个运货车厢从铁轨上升起。
特别显著的是减小了横向载荷的摩擦阻力，从而减小了所连接的相邻设置的一对铁路车厢的端部的横向运动，更重要的是，减小了此横向运动所导致的车轮和铁轨的损耗，并且使得脱轨的可能性最小。
从上面的讨论可以看到，需要使用一种能够允许竖直方向和横向移动的无间隙牵引杆。
提供无间隙装置的一种通用的办法是，在小型铸件的后壁(固定在中梁上)与从动块(其抵靠连接器或牵引杆部件的对接端)之间使用倾斜重力式楔。重力楔迫使从动块离开小型铸件的端壁，且紧紧地抵靠连接器或牵引杆件的对接端。当随后发生部件损耗而增加从动块与连接器或牵引器件之间的纵向间隙时，该间隙或空隙始终会由于重力楔的下降作用而被填补。
在铁路运货车厢被推动(冲击)时，纵向力使得无间隙连接器或牵引杆件抵靠无间隙装置的从动块、重力楔、和小型端壁而被压缩。
在车辆被牵拉(拖拉)时，纵向力迫使无间隙牵引杆或连接器与小型端壁分离，从而使重力楔在重力作用下下降，且当铁路运货车厢处于冲击载荷下时会发生锁止。
考虑到上述的讨论，需注意特定现有技术中所指出的、用于无间隙有轨车厢连接器组件的重力楔。此现有技术中的重力楔在美国专利5,573,126中有所讲述。其中披露了一种倾斜的重力楔，该重力楔具有包括弹性体或传统压缩弹簧的弹性装置，该弹性装置设置在位于该重力楔的一个或两个表面上的紧公差的机加工孔内，且该弹性装置稍突出该重力楔的一个或两个表面，从而使得在重力楔表面与相邻表面之间对称地保持小的但可控的间隙。当有轨车厢的缓冲载荷(buff load)释放时，作用于连接器组件上的唯一的锁止力由弹性装置的压缩载荷率所指示。当缓冲载荷或压缩载荷释放时，由于弹性装置“伸出”，并将重力楔保持在适当位置，重力楔将保持在它的竖直位置，直到经历下一个拉伸载荷。现有技术的重力楔的一个缺点是，紧公差的机加工孔所增加的成本。另一个缺点是，环境因素的影响，诸如温度、湿度、灰尘、和湿气会影响结构的完整性和弹性装置的运转，因此在牵拉载荷状态下可使重力楔下降。
因此，需要改进上述重力楔的保持。
发明内容
本发明提供了一种竖直对准的无间隙牵引杆，其用来以基本上半固定的方式连接相邻设置的一对铁路运货车厢的端部。这种竖直对准的无间隙牵引杆包括第一部件以及第二部件，该第二部件的一端通过枢轴销枢转地且可滑移地联接到该第一部件上。这种联接使得第二部件可相对于第一部件竖直移动，因此，可将这种竖直对准的无间隙牵引杆保持在近似的横向平面内，且对于质轻的铝制铁路运货车厢的应用而言，还可防止该铁路运货车厢的厢体从支撑物上升起。该第一部件的另一端通过标准的“F”型销固定到轭上，该轭固定到铁路运货车厢的中梁的后突出部和前突出部之间。一对倾斜重力楔通过一对设置于后突出部和重力楔之间的板簧而补偿纵向间隙，并保持在适当的位置。在第一部件和第二部件的相邻端部之间设计有预定空隙，以用来限制第二部件相对于第一部件的横向移动，以最小化折曲(jackkniffing)的发生。第一部件的远端和第二部件的远端都具有近似凸起的表面，以允许无间隙牵引杆竖直对准，且允许车厢相对于该竖直对准的无间隙牵引杆晃动。
本发明的目的是提供一种竖直对准的无间隙牵引杆，其对于轻型铁路运货车厢的应用而言能够防止厢体与支撑物脱离。
本发明的进一步目的是提供一种竖直对准的无间隙牵引杆，其能够最小化轻型运货车厢的车轮缘爬轨脱轨的发生。
本发明的另一个目的是提供一种竖直对准的无间隙牵引杆，其对于轻型铁路运货车厢的应用而言提供了一种低成本的无间隙连接器的选择。
本发明的再一个目的是提供一种竖直对准的无间隙牵引杆，其可获得改进的重力楔保持。
尽管本发明的许多目的和优点如上所述进行了详细的描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，通过本发明的下述更加详细的描述，特别是结合附图和所附的权利要求的详细描述之后，可以更容易地理解本发明的竖直对准的无间隙牵引杆的其它目的和优点。
图1是本发明的竖直对准的无间隙牵引杆的局部平面正视图，其部分示出了相邻的铁路运货车厢的中梁。
图2是图1中所示的竖直对准的无间隙牵引杆的局部平面侧视图。
图3是沿着图1中的线3-3的竖直对准的无间隙牵引杆的第二部件的代表性局部平面剖视图。
具体实施例方式
在对本发明进行更详细的描述之前，应该注意的是，为了简化及理解本发明，在所附的所有附图中，采用相同的附图标记表示具有相同功能的相同部件。
更具体地，现参照附图进行描述。附图中示出了根据本发明优选实施例的竖直对准的无间隙牵引杆，该牵引杆通常以附图标记10来表示。这种竖直对准的无间隙牵引杆10以基本上半固定的方式将相邻设置的一对铁路运货车厢(未示出)的端部(未示出)连接在一起。这种竖直对准的无间隙牵引杆10包括通常由附图标记20表示的第一部件，该第一部件联接到通常由附图标记110表示的轭(yoke)上；以及通常由附图标记50表示的第二部件，该第二部件通过枢轴销14枢转地联接到第一部件20。该销14通过其两端的一对紧固件42而保持。
如图中所示，第一部件20(部分示出)的第一端延伸到通常以附图标记100表示的标准结构的第一中梁的开口端102内，该中梁固定到铁路车厢(未示出)的纵向下方。
该第一端具有近似凸起的表面22，该近似凸起的表面22与轭110的近似下凹的表面112相抵配合，而该轭110具有第一端120和第二端122，从而在前突出部104和后突出部106之间保持在中梁100内。优选地，此近似凸起的表面22在大致横向和大致竖直方向呈凸起形状。竖直方向的倾斜重力楔130位于第一中梁100的后突出部106和轭110的后部114之间，以消除纵向间隙。如图1中所示，后部114具有第一预定倾斜轮廓，以与重力楔130的第二预定倾斜轮廓相配合。在当前的优选实施例中，重力楔130的第二预定倾斜轮廓与此后部114的第一预定倾斜轮廓近似相同。第一部件20通过标准的“F”型销98而固定在轭110中，该“F”销98沿竖直方向延伸通过第一部件20中的“F”型销孔24，且通过设于轭110内的第一对沿竖直方向对准的同心孔116。该孔24包括一对壁面26，该对壁面朝向第一端的中心以预定角度倾斜，从而有助于该第一部件20的旋转。
具有预定力和预定韧度的至少一个板簧16设在后突出部106和重力楔130之间，以使得该重力楔130保持在适当位置上，且防止重力楔130在牵拉状态下发生下降和锁止。与现有技术相比，此板簧16的优点是，在各种环境因素下仍具有较高的弹性，因此能够恒定保持该重力楔130。
第一部件20的第二端包括通常由附图标记30表示的空腔，该空腔由第一侧面部32、第二侧面部34、顶面部36、和底面部38形成。第一侧面部32和第二侧面部34都朝向第一部件20的中心以预定角度倾斜。第二对沿竖直方向对准的同心孔40设在顶面部36和底面部38内，以与枢轴销14连接。优选地，一对套筒轴承44分别设在所述第二对孔40的每一个中，以使得枢轴销14旋转时的摩擦力最小。
在另外的实施例中，第一部件20通过螺纹紧固件，特别地，通过轴肩螺钉型紧固件而连接到第二部件50。为能够实现此连接，其中一个孔40是螺纹的，以与此轴肩螺钉的螺纹部相匹配。这种轴肩螺钉型紧固件可以是市场上可购买到的原件，也可以是将其机加工到预定尺寸以适合于特定场合使用的特制紧固件。
优选地，此第一部件20包括至少一个减重孔46，该孔具有预定结构，且贯通此第一部件地形成于该第一部件的第一端和第二端之间。
第二部件50的第一端包括第三斜面部52和第四斜面部54，其分别与空腔30的第一侧面部32和第二侧面部34相抵而配合。如图2中所示，在第一部件20和第二部件50之间设计有预定空隙18，以限制第二部件50的横向运动，且最小化铁路运货车厢的折曲。
优选地，第二部件50的第一端还包括套筒轴承58，该套筒轴承设置在预定直径的枢轴销孔56中，从而在枢轴销14进行横向旋转和竖直方向滑移的运动中最小化摩擦力。
具有近似凸起的表面60的第二部件50的第二端与设置在相邻的铁路运货车厢(未示出)上的通常由附图标记200表示的第二中梁内的近似下凹的表面202相抵而配合。优选地，这种近似凸起的表面60将会在大致横向和大致竖直方向均呈凸起形状。具有球面72的一对牵引杆固定器70与中梁200的前突出部204相抵而对接。如图3所最佳示出的，这种球面72与第二部件50的第二端的近似的球面部62相抵配合。
优选地，第二部件50包括至少一个减重孔64，该孔具有预定形状，且贯通此第二部件地形成于该第二部件的第一端和第二端之间。
本领域的普通技术人员可以理解的是，通过枢轴销14在套筒轴承58内的滑移连接使得第二部件50可相对于第一部件20沿竖直方向移动，从而本发明可以补偿相邻的铁路运货车厢的相对端之间的竖直方向的位移。因此本发明的竖直对准的无间隙牵引杆10可保持在防止竖直方向移动的近似横向的平面内，而且更重要的是，可以防止轻型铁路运货车厢的应用中发生的厢体脱离支撑物。
第二部件50的围绕枢轴销14的枢转连接、以及凸起表面60和球面部62使得竖直对准的无间隙牵引杆10能够进行横向运动，以最小化轻型运货车厢车轮缘爬轨脱轨的可能性。还可以理解的是，第二部件50的枢转运动通过设计的间隙18而受到限制，以最小化折曲的发生。
因此，本领域的技术人员容易理解的是，本发明的竖直方向对准的无间隙牵引杆通过允许纵向、竖直方向和横向的行进而提供了一种轻型铁路运货车厢的成本低廉的无间隙连接器。
为简短起见，需注意的是，在本发明的多数优选实施例中，此类竖直对准无间隙牵引杆10的第二部件的纵向间隙调整与第一部件的间隙调整基本上镜像对称。因此，对于这种间隙调整的详细描述在此不再重复。
因此，已经对本发明进行了详细地、清晰地、精确地、和确切的描述，以使得本领域的任何技术人员都能够实现和使用本发明。可以理解的是，对于本领域的技术人员来说，本发明的各种变化和改型都是显而易见的。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行这些变化和改型，并且本发明旨在包括这些变化和改型。
权利要求
1.一种竖直对准的无间隙牵引杆，其用来以基本上半固定的方式将相邻设置的一对铁路运货车厢的端部连接在一起，所述竖直对准的无间隙牵引杆包括(a)轭，其具有第一端与第二端，以保持在第一中梁的前突出部和后突出部之间，所述轭具有近似下凹的表面、后部、和第一对竖直对准的同心孔；(b)第一部件，其第一端具有近似凸起的表面，以与设置于所述轭中的所述近似下凹的表面相配合，所述近似凸起的表面在大致横向和大致竖直方向上均呈凸起形状，所述第一部件的第一端还具有竖直对准的“F”型销孔；所述第一部件还具有第二端，该第一部件的第二端具有由第一侧面部、第二侧面部、顶面部、和底面部形成的空腔，所述第一部件的第二端还具有第二对竖直对准的同心孔，所述第二对竖直对准的同心孔设置于所述空腔的所述顶面部和所述底面部上；(c)第二部件，其具有第一端，所述第二部件的第一端具有第三斜面部和第四斜面部，所述第二部件的第一端还具有预定直径的竖直对准的枢轴销孔，所述第二部件还具有第二端，该第二部件的第二端具有近似凸起的表面，以与设置于第二中梁中的近似下凹的表面相配合，所述近似凸起的表面在大致横向和大致竖直方向上均呈凸起形状，所述第二部件的第二端还具有近似球面部；(d)枢轴销，其用来将所述第二部件枢转地联接到所述第一部件；(e)标准的“F”型销，其用来将所述第一部件的所述第一端固定到所述轭上；(f)一对牵引杆固定器，其与所述第二中梁的前突出部相抵配合，该对牵引杆固定器具有近似球面，以与设置于所述第二部件的所述第二端中的所述近似球面部相配合；(g)一对重力楔，其用来补偿纵向间隙；以及(h)一对至少一个板簧，其具有预定力和预定韧度，且设置于所述后突出部和所述重力楔之间，该对至少一个板簧用于将该对重力楔保持在适当的位置上，且在牵拉状态下防止该对重力楔下降和锁止。
2.如权利要求1所述的竖直对准的无间隙牵引杆，其中设置于所述第一部件中的所述竖直对准的“F”型销孔包括一对壁面，该对壁面以预定角度朝向所述第一端的中央倾斜。
3.如权利要求1所述的竖直对准的无间隙牵引杆，其中所述第一部件的所述第一侧面部和所述第二侧面部以预定角度朝向所述第一部件的中央倾斜。
4.如权利要求1所述的竖直对准的无间隙牵引杆，还具有一对套筒轴承，该对套筒轴承中的每一个设置于所述第二对孔中的每一个之中，以最小化所述枢轴销旋转时产生的摩擦力。
5.如权利要求1所述的竖直对准的无间隙牵引杆，其中所述第一部件包括具有预定结构的至少一个减重孔，所述减重孔贯通所述第一部件地形成于所述第一部件的所述第一端和所述第二端之间。
6.如权利要求1所述的竖直对准的无间隙牵引杆，其中所述第二部件还包括套筒轴承，该套筒轴承设置于所述枢轴销孔内。
7.如权利要求1所述的竖直对准的无间隙牵引杆，其中所述第二部件包括具有预定结构的至少一个减重孔，所述减重孔贯通所述第二部件地形成于所述第二部件的所述第一端和所述第二端之间。
8.如权利要求1所述的竖直对准的无间隙牵引杆，其中所述轭的所述后部包括第一预定倾斜轮廓。
9.如权利要求1所述的竖直对准的无间隙牵引杆，其中所述重力楔包括第二预定倾斜轮廓，所述第二预定倾斜轮廓与该轭的所述后部的所述第一预定倾斜轮廓近似相同。
10.如权利要求1所述的竖直对准的无间隙牵引杆，其中在所述第一斜面部和所述第三斜面部之间形成预定空隙，所述预定空隙还形成在所述第二斜面部和所述第四斜面部之间，所述预定空隙限制了所述第二部件的横向运动，且限制了相邻的所述铁路运货车厢的折曲。
11.如权利要求1所述的竖直对准的无间隙牵引杆，其中所述枢轴销使得所述第二部件可相对所述第一部件进行竖直移动。
12.如权利要求1所述的竖直对准的无间隙牵引杆，其中所述枢轴销使得所述第二部件可相对所述第一部件进行横向移动。
13.如权利要求1所述的竖直对准的无间隙牵引杆，其中所述标准的“F”型销设置于所述第一部件的所述竖直对准的“F”型销孔中，所述标准的“F”型销还设置于所述轭的所述第一对竖直对准的同心孔中。
14.如权利要求1所述的竖直对准的无间隙牵引杆，其中所述枢轴销设置于所述第二部件的所述枢轴销孔中，所述枢轴销还设置于所述第一部件的所述第二对竖直对准的同心孔中。
15.如权利要求1所述的竖直对准的无间隙牵引杆，其中所述第二部件通过至少一个螺纹紧固件联接到所述第一部件上，所述螺纹紧固件可以是市场上可购买到的轴肩型螺钉，也可以是专用机制的轴肩型螺钉。
全文摘要
一种竖直对准的无间隙牵引杆，其用来以基本上半固定的方式将相邻设置的一对铁路运货车厢的端部连接在一起。这种竖直对准的无间隙牵引杆包括第一部件和第二部件，所述第一部件和第二部件通过枢轴销枢转地且可滑移地联接，从而对于轻型铝制铁路运货车厢的应用而言可防止该铁路运货车厢的厢体从支撑物上升起。第一部件和第二部件的相邻端部之间设计有预定空隙，以用来限制第二部件相对于第一部件的横向移动，从而防止折曲的发生。第一部件通过标准的“F”型销固定到轭上。该轭进一步固定到铁路运货车厢的中梁的后突出部和前突出部之间。一对倾斜的重力楔通过一对设置于后突出部和所述重力楔之间的板簧，可补偿纵向间隙并可保持在适当的位置。
文档编号B61G5/02GK101065282SQ200580035980
公开日2007年10月31日 申请日期2005年10月19日 优先权日2004年10月22日
发明者迈克尔·E·灵 申请人:外博泰克控股股份有限公司