CN102159348A - 车钩钩舌系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车钩钩舌系统和方法。用于制造有轨车车钩钩舌的方法包括提供第一模部分，其具有至少部分地限定了第一车钩钩舌模腔的周边界的内壁。该方法包括提供第二模部分，其具有至少部分地限定了第二车钩钩舌模腔的周边界的内壁。第二模部分的第二车钩模腔从第一模部分的第一车钩模腔偏移。该方法包括闭合第一模部分和第二模部分，并且利用熔化合金来至少部分地填充第一和第二车钩钩舌模腔，熔化合金在填充之后硬化以形成车钩钩舌。

Description

车钩钩舌系统和方法

相关申请

本申请要求2008年9月18日递交的美国专利申请号No.61/192,659的题为“COUPLER KNUCKLE SYSTEM AND METHOD”的申请，并且通过引用将其全部结合在这里。

技术领域

本申请主要涉及有轨车，并且更具体地，涉及车钩钩舌系统和方法。

背景技术

有轨车车钩设置在有轨车的两端来使得这种有轨车的每一端都结合到另一个轨道车的相邻设置端。这些车钩中的每个可接合部分在本领域中公知为钩舌。例如，在美国专利No.4,024,958、4,206,849、4,605,133和5,582,307中教导了火车货运车辆钩舌。

钩舌故障每年对于100,000次车辆分离或者每天约275次分离负有责任。大部分分离在火车不在维护区域时发生。在这种情况下，重达80磅的替换钩舌必须从机车起运输火车长度的至少一部分，可能是25、50或甚至100个火车车厢的长度。故障的车钩钩舌的修理可能是需要很大劳动强度的，可能有时是在很严酷的天气下，并且可能导致火车的延误。

很多年来，在铁路工业中已经发现，这些钩舌的接合部分的相对小的点对点接触表面由于在钩舌内建立的应力点而可能导致过早的故障。这些车钩钩舌通常由铸铁制成，并且在其自身的铸造操作中，模子和设置在模子中的模芯之间的相互关系对于生产令人满意的火车货运车辆钩舌是很关键的。例如，如果在这种铸造操作过程中，模子基于任何理由不可避免地恰巧沿着分型线滑动或移动，那么可能在所完成的钩舌中建立起有害的点对点表面接触。

通常难以制造不具有导致与其他钩舌的点对点接触表面接合的几何形状的车钩钩舌铸件。一个原因是通常需要牵引角以生产令人满意的铸件。通常，使用模型来制造模腔。该模型略微具有牵引角(通常在约2°到约3°之间)，以允许该模型被从模腔中拉出。在没有牵引角的状态下，从模腔中拉出模型可能导致限定模腔的外周界的侧壁部分地坍塌或者变形。

用于提供满意的表面的一种解决办法包括对钩舌的接触或支承表面进行打磨和/或机械加工。然而，这种表面的打磨和/或机械加工可能显著增加生产令人满意的车钩的成本。此外，对支承表面进行打磨也可能在许多其他位置建立了点对点的接触，并且如上所述，这增加了钩舌的应力，并且导致过早的和不可预测的钩舌故障。

发明内容

特定实施例提供了一种车钩钩舌方法和系统，其基本消除或减小了与上述方法和系统相关的缺点和问题的至少一部分。

根据本发明的特定实施例，一种用于制造有轨车车钩钩舌的方法包括提供第一模部分，其具有至少部分地限定了第一车钩钩舌模腔的周边界的内壁。该方法包括提供第二模部分，其具有至少部分地限定了第二车钩钩舌模腔的周边界的内壁。第二模部分的第二车钩模腔从第一模部分的第一车钩模腔偏移。该方法包括闭合第一模部分和第二模部分，并且利用熔化合金来至少部分地填充第一和第二车钩钩舌模腔，熔化合金在填充之后硬化以形成车钩钩舌。

根据本发明的另一个实施例，一种有轨车车钩钩舌包括钩尾部和毂部。该毂部具有形成在其中的钩舌销孔。该车钩也包括连接到所述毂部的前面部分。所述前面部分包括鼻部和从所述鼻部向内形成的牵引面部分。所述牵引面部分的至少一部分包括从所述牵引面部分的中线偏移的分型线。

特定实施例的技术优点包括消除了在车钩钩舌的负荷路径或支承表面中的分型线的车钩钩舌系统和方法。特定实施例的其他技术优点包括使用了在钩舌的牵引面部分处偏移的上、下模部分，以增加在这部分的钩舌的强度并且增加了承受高冲击操作力的能力，由此增加了钩舌寿命。牵引面部分可以包括基本平面的支撑表面区域，以更均匀西分散在两个相结合的钩舌之间的接触负荷。具有偏移的分型线的特定实施例在牵引面上方和下方的过渡区域中增添了材料。特定实施例也具有从牵引面向钩舌的其它部分无障碍并均匀的过渡。

对于本领域技术人员，其他技术优点也会通过附图、描述和权利要求而变得更加清楚。此外，虽然上文中已经列举了特定优点，但是各种各样的实施例可以包含上述优点中的全部、一部分或者没有上述优点。

附图说明

为了更加完整地了解本发明及其优点，现在结合附图进行以下描述，其中：

图1是车钩钩舌的俯视图；

图2是图1的车钩钩舌的立体图；

图3是图1的车钩钩舌的另一个立体图；

图4是车钩钩舌制造组件的示意图；

图5示出了与外制造模芯相邻的连接钩舌；

图6示出了根据特定实施例的车钩钩舌；

图7示出了根据特定实施例的用来形成根据特定实施例的车钩钩舌的上模子部分；

图8示出了根据特定实施例的用来形成车钩钩舌的下模子部分；

图9示出了根据特定实施例的车钩钩舌；

图10示出了根据特定实施例的用于形成模腔的模型，其中模腔适用于形成具有期望偏移的车钩钩舌；以及

图11示出了根据特定实施例的车钩钩舌。

具体实施方式

图1是示例车钩钩舌10的俯视图。车钩钩舌10包括钩尾部20、毂部30和正面部分18。毂部30包括形成在其中的钩舌销孔14(pivot pin hole)，用于接收枢轴销以将钩舌10枢轴连接到车钩，以连接到有轨车。枢轴销孔14可以具有大致圆柱形的侧壁并且可以具有缺乏中央部分的侧壁。车钩钩舌10也包括冲击台16(buffing shoulder)、尾止挡件21、牵引台26、锁定臂36、钩舌内腕38(throat)和全开止挡44(heel)。

正面部分18包括鼻部22，其包括形成在鼻部22的端区域中的大致圆柱形的下垂开口24(flag opening)。牵引面部分28设置在从鼻部22向内的位置。牵引面28的至少一部分包括支承面区域12，其支承相邻的有轨车的钩舌的相似表面以将轨道车连接到一起。

图2和图3是图1的示例车钩钩舌10的立体图。在图2和/或图3中明显看到钩尾部20、鼻部22、牵引台26、毂部30、支承面区域12、钩舌销孔14、下垂开口24、牵引面部分28、锁定壁36、钩舌内腕38和分型线32。钩尾部20包括开口35。所示实施例也包括护销凸缘保护部分15，以在钩舌的使用过程中对于钩舌销(pivot pin)提供保护。

车钩钩舌包括符合由标准车钩制造商委员会(Standard Coupler Manufacturers Committee)所设置的标准规格的多个表面和空腔。设计了铸造量规来以指定方式确认钩舌的特定尺寸落入可允许的变化或公差范围内。量规具有确保所有制造商的钩舌一致的基本功能。在从一辆火车转换到另一辆火车的互换交通中工作的有轨车需要安装有将会与其他组装组件可靠地配合的车钩和其他缓冲系统。

可以制造符合标准规格的车钩钩舌的一种方式是通过钢和合金的铸造工艺。铸造工艺通常包括使用上模部分和下模部分以及帮助在车钩内和车钩外表面形成适当的空腔的一个或多个模芯。模芯通常由树脂或硬化模砂制成。

上模部分和下模部分都包括使用模型等由砂制成的内壁，其限定了车钩钩舌模腔的周边界的一部分。砂(例如湿型砂)可以被用来定义模腔的内边界壁。模腔对应于要使用上、下模部分铸造的车钩钩舌的期望形状和构造。上、下模部分被放置在一起，使得它们各自的模腔形成被填充有钢或其他合金的一个大腔，钢或其他合金硬化来形成车钩钩舌。模腔可以包括用于允许熔化的合金进入模腔的浇注系统。如上所述，一个或多个模芯可以被定位在模腔中，以形成内腔或车钩钩舌的其他表面。

该传统的制造工艺在钩舌上、在上、下部分相会的位置处产生分型线32。该分型线大致地在钩舌的上、下之间的中途，因为在上模部分中的模腔的深度可以大致等于下模部分中的模腔的深度。因此，分型线32可以在钩舌的牵引面部分处基本沿着钩舌的中线行进。分型线可以进一步以模型牵引角(通过通常在约2°到约3°之间)来突出，通常需要模型牵引角以允许将模型从模腔中拉出。这增加了形成具有在分型线处穿过支承表面区域的升起的点的支承表面区域的机会。分型线32在支承来自连接到相邻的有轨车的钩舌的大部分力的支承表面区域12内延伸。分型线很多时候导致升起的表面，这增加了这些钩舌的接合部分的有害的点对点接触表面的机会，可能导致由于在钩舌点内建立应力点而引起过早的故障。在一些情况下，支承表面区域12可以具有大约4英寸的高度并且通常中心定位在所示出的车钩钩舌的顶部与底部之间。在一些情况下，车钩钩舌可以在支承表面区域处具有约11英寸的整体高度。

图4是传统的车钩钩舌制造组件的示意图。钩舌制造组件200包括上模部分210、车钩钩舌的上部220、用在制造工艺中产生内部钩舌腔的模芯230、钩舌的下部240和下模部分250。

上模部分210和下模部分250分别包括模腔212和252。模腔212和252被构造为对应于将要使用上模部分210和下模部分250制造的车钩钩舌的期望的外部表面。模芯130包括指部、钩舌销和肾形部，以在车钩钩舌内形成相应的腔。一旦将模芯放置到位，可以将上、下模部分靠近并闭合。可以以熔化合金填充腔，其占据了在上、下模部分和模芯之间开放的所有空间。在硬化之后，上、下模部分被分离，并且之后将铸件振动脱砂，使得模芯破碎并且从铸件中设计的开口离开。如上所述，这些传统的制造工艺在上、下模部分的模腔相会的位置处在钩舌上产生了分型线232。

如美国专利No.7,337,826中所述的(通过引用将其全部结合在这里)，在一些车钩钩舌的制造中，可以使用额外的模芯来限定在两个有轨车连接到一起时将会支承相邻的钩舌的撞击和力的支承表面。图5示出了与用于在铸造过程中形成支承表面的这样的额外的模芯335相邻的车钩钩舌310。该模芯可以定位在上模部分或下模部分中意者的模腔内，以形成支承表面。明显地，模芯335的使用可以排除延伸到车钩钩舌的支承表面区域的分型线332。然而，由于模芯在铸造期间可能的移动，在制造工艺中使用诸如这种外模芯的模芯存在变化性的问题。此外，使用这种模芯对于制造工艺增加了形成模芯并将其放置在模子中的时间和费用。也从图5中可以明显地看到钩尾部320、鼻部322、毂部330、钩舌销孔314、下垂开口324和钩舌内腕338。

图6示出了根据特定实施例的车钩钩舌350。钩舌350包括从传统的钩舌中的分型线通常中心定位的位置偏移的分型线360。例如，分型线360从钩舌350的牵引面部分处的中心线362偏移。因此，分型线360不穿过钩舌的支承表面。这增加了钩舌的负荷支承一致性并且导致更长的钩舌寿命。在一些实施例中，分型线360可以在牵引面部分处离开钩舌的上、下部分之间的中心线2英寸以上。

图7示出了根据特定实施例的用于形成车钩钩舌的上模部分400。上模部分400包括上模腔410。虽然由于附图的角度，形成支承表面区域和牵引面部分的具体模腔表面的面被部分地隐藏，但是所参照的腔的高度420基本对应于在牵引面部分处的高度。在一些实施例中，所参照的高度420可以约为3.1875英寸或约3.5英寸。在一些实施例中，该高度可以在约3到4英寸或约2.5到5英寸的范围内。

图8示出了根据特定实施例的用于形成车钩钩舌的下模部分440。下模部分440包括下模腔450。虽然由于附图的角度，形成支承表面区域和牵引面部分的具体模腔表面的面被部分地隐藏，但是所参照的腔的高度460基本对应于在牵引面部分处的高度。在一些实施例中，所参照的高度460可以约为7.8125英寸或约7.5英寸。在一些实施例中，该高度可以在约7到8英寸或约6到8.5英寸的范围内。

因为上、下模腔410和450的所参照的高度420和460分别对应于它们在钩舌牵引面部分处各自模腔的高度，所以它们的高度的结合统称对应于在牵引面处钩舌的高度。明显地，这些高度不相等(高度460大于高度420)——这产生了在钩舌的牵引部分处上、下模腔的偏移。因为在钩舌中形成分型线的位置时这些模腔相会的位置，所以通过使用上模部分400和下模部分440形成的钩舌中的分型线在牵引面部分处将会从钩舌的通常中心线偏移。这可以确保分型线不延伸通过牵引面部分的支承表面区域(诸如图1-3的钩舌10的支承表面区域12)。

在一些实施例中，在上模部分400和下模部分440中示出的偏移可以被颠倒，使得在上模部分400中的偏移可以发生在下模部分中，反之亦然。

图9示出了根据特定实施例的车钩钩舌480。钩舌480由具有偏移模腔的上、下模部分形成，使得分型线490在钩舌上的特定位置从钩舌的大致中心线偏移。例如，虽然钩舌的特定牵引面部分在附图中部分地隐藏，但是很明显，分型线在牵引面部分处在钩舌的中心线的下方行进。参照的距离494可以对应于在钩舌的该位置处上模腔的高度，并且参照的距离492可以对应于在钩舌的该位置处下模腔的高度，反之亦然。

在一些实施例中，在支承表面区域处的车钩的总竖直距离约为11英寸。在一些实施例中，在支承表面区域处的参照的距离494可以约为7.5英寸，或者在一些实施例中，约为7又13/16英寸；并且在支承表面区域处的参照的距离492可以约为3.5英寸，或者在一些实施例中，约为3又3/16英寸。在一些实施例中，在支承表面区域处的参照的距离492可以在约3到4英寸的范围内或者在约2.5到5的范围内。在一些实施例中，在支承表面区域处的参照的距离494可以在约7到8英寸的范围内或者在约6到8.5的范围内。

如在其他地方讨论的，在一些实施例中，分型线的位置可以颠倒，使得在支承表面处的参照的距离492可以大于在支承表面处的参照的距离494。

图10示出了根据特定实施例的用于形成模腔的模型500，其中该模腔用于形成具有上述偏移的钩舌。在形成模腔时，模型自身可以在模型板上倾斜。为了避免如上所述和所示的通过从偏移分型线进行拖拽而引起的点，该模型可以相对于偏移分型线倾斜1°，使得可以将在基准502与504之间的钩舌模型的“平面”部分被从模子中拉出而不对其进行拖拽。这增加了实现具有偏移分型线的更平坦的支承表面的可能性。因此，在一些情况下，模型和/或模腔可以绕分型线倾斜(例如，约1度)，以在钩舌的支承表面区域确保更平坦的表面。

图11示出了根据特定实施例的车钩钩舌610。车钩钩舌610包括钩尾部620、鼻部622、毂部630、支承面区域612、钩舌销孔614、下垂开口624、牵引面部分628、锁定壁636、钩舌内腕638、护销凸缘保护部分15和分型线632。钩尾部620包括开口635。

很明显地，分型线632(示出为仅穿过鼻部和牵引面部分并且因此仅部分地示出)不穿过在牵引面部分处的钩舌的中线。在一些实施例中，分型线632可以在牵引面部分处远离钩舌的中心线2英寸以上。在该实施例中，分型线632不穿过支承表面612，这导致了比具有分型线从其中穿过的支承表面的传统钩舌更平坦的支承表面区域。这导致了在支承表面中点对点接触的风险、减小了在操作期间钩舌故障的机会以及更长的寿命。用于形成钩舌610的上、下模部分的模腔可以偏移，以如上所述地形成在牵引面部分处远离钩舌的中心线的分型线。在各种实施例中，偏移分型线632可以绕钩舌连续并且在适当的位置返回，并且还提供这里讨论的优点。具体地，在一些实施例中，偏移分型线可以延伸到鼻部中，并且进一步绕车钩钩舌的前面部分并且返回到钩舌上别的位置处的中心线。

虽然这里描述了具有在各种位置的分型线的特定钩舌，应当理解根据各种实施例，车钩钩舌可以形成为具有在牵引面部分任何适当偏移位置处的分型线。上、下模腔可以具有任何适当的构造，以形成这种偏移分型线。在一些情况下，可以使用不具有上、下模部分的其他的制造工艺来产生不包括穿过其支承表面区域的分型线的钩舌。

根据特定实施例制造的车钩钩舌可以设置在其中结合有如所示铸造的车钩钩舌的轨道火车车钩(未示出)的组合中。钩舌也可以被构造为适合于改进已有的轨道火车车钩(未示出)。

尽管已经参考特定实施例详细描述了本发明，但是应该理解可以在不超出本发明的精神和范围的情况下作出各种修改、替换和改变。本发明在钩舌和形状的制造工艺、用在制造工艺中的一个或多个内模芯的构造和配置中预期到很大的灵活性。

本领域技术人员可以确定很多其他的修改、替换、变化和改变，并且本发明意图包括落入权利要求的精神和范围内的所有的这种修改、替换、变化和改变。

Claims (17)

1.一种有轨车车钩钩舌，包括：

钩尾部；

毂部，所述毂部具有形成在其中的钩舌销孔；以及

连接到所述毂部的前面部分，所述前面部分包括鼻部和从所述鼻部向内形成的牵引面部分，所述牵引面部分的至少一部分包括从所述牵引面部分的中线偏移的分型线。

2.根据权利要求1所述的有轨车车钩钩舌，其中，所述分型线在所述牵引面部分处距离所述钩舌的中线约2英寸。

3.根据权利要求1所述的有轨车车钩钩舌，其中，所述分型线在所述牵引面部分处距离所述钩舌的中线超过2英寸。

4.根据权利要求1所述的有轨车车钩钩舌，其中，所述分型线在所述牵引面部分处距离所述钩舌的顶部约3.1875英寸，并且在所述牵引面部分处距离所述钩舌的底部约7.8125英寸。

5.根据权利要求1所述的有轨车车钩钩舌，其中，所述分型线在所述牵引面部分处距离所述钩舌的顶部约7.8125英寸，并且在所述牵引面部分处距离所述钩舌的底部约3.1875英寸。

6.根据权利要求1所述的有轨车车钩钩舌，其中，所述分型线在所述牵引面部分处距离所述钩舌的顶部的第一距离与所述分型线在所述牵引面部分处距离所述钩舌的底部的第二距离的比率约为2.14比1。

7.一种有轨车车钩钩舌，包括：

钩尾部；

毂部，所述毂部具有形成在其中的钩舌销孔；以及

连接到所述毂部的前面部分，所述前面部分包括鼻部和从所述鼻部向内形成的牵引面部分，所述牵引面部分的至少一部分包括支承表面区域；并且

其中，所述钩舌包括不在所述牵引面部分的所述支承表面区域中行进的分型线。

8.一种用于制造有轨车车钩钩舌的方法，包括：

提供第一模部分，其具有至少部分地限定了第一车钩钩舌模腔的周边界的内壁；

提供第二模部分，其具有至少部分地限定了第二车钩钩舌模腔的周边界的内壁，其中，所述第二模部分的所述第二车钩模腔从所述第一模部分的所述第一车钩模腔偏移；

闭合所述第一模部分和所述第二模部分；以及

利用熔化合金来至少部分地填充所述第一和第二车钩钩舌模腔，所述熔化合金在填充之后硬化以形成所述车钩钩舌。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，由于在牵引面部分处所述第二模部分的所述第二车钩模腔从所述第一模部分的所述第一车钩模腔偏移，所形成的车钩钩舌包括在所述钩舌的牵引面部分处从所述钩舌的中心线偏移的分型线。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述分型线在所述牵引面部分处距离所述钩舌的中线约2英寸。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述分型线在所述牵引面部分处距离所述钩舌的中线超过2英寸。

12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一模部分包括上模部分，并且所述第二模部分包括下模部分。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一模部分包括下模部分，并且所述第二模部分包括上模部分。

14.根据权利要求8所述的方法，还包括将一个或多个内模芯定位在所述第一模部分或所述第二模部分内，使得通过所述熔化合金围绕所述一个或多个内模芯硬化，而使一个或多个内腔形成在所述车钩钩舌中。

15.根据权利要求8所述的方法，其中：

在所述模腔的、形成所述钩舌的牵引面部分的外表面的部分处所述第一模部分的所述第一模腔的第一深度约为3.1875英寸；并且

在所述模腔的、形成所述钩舌的牵引面部分的外表面的部分处所述第二模部分的所述第二模腔的第二深度约为7.8125英寸。

16.根据权利要求8所述的方法，其中，

在所述模腔的、形成所述钩舌的牵引面部分的外表面的部分处所述第一模部分的所述第一模腔的第一深度与在所述模腔的、形成所述钩舌的牵引面部分的外表面的部分处所述第二模部分的所述第二模腔的第二深度的比率约为2.14比1。

17.一种用于制造有轨车车钩钩舌的系统，包括：

用于提供第一模部分的装置，所述第一模部分具有至少部分地限定了所述第一车钩钩舌模腔的周边界的内壁；

用于提供第二模部分的装置，所述第二模部分具有至少部分地限定了所述第二车钩钩舌模腔的周边界的内壁，其中，所述第二模部分的所述第二车钩模腔从所述第一模部分的所述第一车钩模腔偏移；

用于闭合所述第一模部分和所述第二模部分的装置；以及

用于利用熔化合金来至少部分地填充所述第一和第二车钩钩舌模腔的装置，所述熔化合金在填充之后硬化以形成所述车钩钩舌。

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