CN103068663A - 具有内部支撑结构的铁路车钩钩舌 - Google Patents

Abstract

本文描述了铁路车钩钩舌设备。一种示例性的铁路车钩钩舌包括：尾部、毂部以及连接尾部和毂部的过渡部。所述毂部包括具有纵向轴线的大体上圆柱状的枢转销通道。所述铁路车钩钩舌具有形成在所述过渡部的至少一部分和所述尾部的内部的腔室。第一壁邻近所述过渡部在所述腔室的表面之间延伸。

Description

具有内部支撑结构的铁路车钩钩舌

技术领域

本发明大体涉及铁路车钩，尤其涉及具有内部支撑结构的铁路车钩钩舌设备。

背景技术

铁路车厢连接系统中通常采用美国铁路协会（AAR）类型E、类型F和/或类型E/F车钩。类型E车钩典型地包括经由过渡部连接到尾部的钩舌部。毂部将钩舌部可枢转地连接到车钩头，使得尾部在车钩头的通道内枢转或旋转以接合牵引表面，从而使得在前的铁路车厢的车钩系统牵引在后的铁路车厢。尾部和车钩头的牵引表面大体称为牵引台。

通常，将钩舌形成为具有实心尾部，这导致更容易产生内部空隙的沉重部件,该内部空隙能减弱或减少钩舌的操作寿命。因而，钩舌的尾部的剖面典型地具有开放的中心区域以减少钩舌的重量（即使钩舌变轻）同时提供可接受的内部坚固性。开放的中心区域典型地具有管状或矩形剖面。然而，尾部可能在操作期间易受疲劳破坏，因为当钩舌与另一铁路车厢的配合钩舌互锁时相对高的应力被赋予尾部。AAR标准和规范（例如AAR规范M-211）指出钩舌的尾部是关键区域，且要求对使用过的钩舌进行定期破坏性试验——通过切割尾部以露出尾部的剖面，以检查裂纹、裂缝和/或其它损坏来进行。

发明内容

示例性的铁路车厢车钩钩舌包括：尾部、毂部以及连接尾部和毂部的过渡部。所述毂部包括具有纵向轴线的大体上圆柱状的枢转销通道。所述铁路车钩钩舌具有形成在所述过渡部的至少一部分和所述尾部的内部的腔室。第一壁邻近所述过渡部在所述腔室的表面之间延伸。

在另一实施例中，铁路车钩钩舌包括：尾部、毂部以及连接所述尾部和所述毂部的过渡部，所述毂部包括具有纵向轴线的枢转销通道。所述铁路车钩钩舌具有形成在所述过渡部的至少一部分和所述尾部的内部的腔室。肋位于所述腔室内以增加所述铁路车钩钩舌的疲劳寿命。

在又另一示例中，铁路车钩钩舌包括尾部和与所述尾部相邻的过渡部，从而所述尾部和所述过渡部限定内部腔室。支撑结构在所述内部腔室的表面之间延伸以增加所述过渡部的壁的强度，从而增加所述铁路车钩钩舌的疲劳寿命。

附图说明

图1是以本文描述的示例性钩舌设备实现的铁路车钩系统的俯视图。

图2A示出本文描述的可用于实现图1的车钩系统的示例性铁路车钩钩舌的俯视图。

图2B是图2A的示例性铁路车钩钩舌的侧视的部分剖视图。

图3A示出图2A和图2B的示例性铁路车钩钩舌设备的剖面俯视图。

图3B示出沿图3A的线3B-3B截取的图2A、2B和3A的示例性铁路车钩钩舌设备的剖面侧视图。

图4A示出本文描述的另一示例性铁路钩舌设备的剖面俯视图。

图4B示出沿线4B-4B截取的图4A的示例性铁路车钩钩舌设备的剖面侧视图。

具体实施方式

本文描述的示例性铁路车钩钩舌设备包括支撑结构以增加钩舌的强度和对疲劳破坏的抵抗性能。更具体地，本文描述的示例性钩舌设备包括经由过渡部连接到尾部的毂部。尾部和/或过渡部限定包括支撑结构的内部腔室。支撑结构可以是在内部腔室的表面之间延伸的肋、壁和/或任何其它结构，以增加尾部和/或过渡部的壁的强度，从而增加铁路车钩钩舌的疲劳寿命而不显著增加钩舌的重量。

图1示出本文描述的铁路车钩系统100的俯视图。车钩系统100包括示出处于开放位置104的第一铁路车钩组件102和示出处于闭合位置108的第二铁路车钩组件106。第二铁路车钩组件106与第一铁路车钩组件102基本相似或相同，因而不再详细描述。

铁路车钩组件102包括经由例如枢转销114可枢转地连接到车钩头112A的钩舌110A。车钩头112A是具有C形剖面的大体上一体式结构。车钩头112A包括防护臂116、钩舌侧部118和使钩舌侧部118与引导臂116互连或连接的前表面或喉部区域120。尽管未示出，车钩头112A包括在车钩头112A的上表面122和与该上表面112相对的下表面之间形成通道或腔室的凹窝。当钩舌110A在打开位置104和闭合位置108之间移动时，钩舌110A相对于车钩头112A枢转，且钩舌110A的尾部124在车钩头112A的腔室或通道内移动，以接合车钩头112A的牵引表面（未示出）。

使车钩组件102、106彼此接触以连接在前的铁路车厢126和在后的铁路车厢128。特别地，后钩舌110A与前钩舌110B接合且相对于相应的车钩头112A和112B枢转到互锁的接合位置。当接合且互锁时，锁定机构（未示出）将钩舌110A和110B的位置相对于相应车钩头112A和112B机械地锁定，从而第一和第二铁路车钩组件102和106互锁。这种车钩锁定机构的细节和钩舌110A或110B和相关锁定结构的相互作用是公知的，因而不再详细描述。

当钩舌110A处于闭合位置108时，尾部124的牵引台（pulling lug）130与车钩头112A的牵引表面（未示出）相接合以提供牵引台连接。根据铁路车厢126、128的负载和/或速度，相对大的负载或应力可被赋予尾部124的牵引台130。赋予尾部124的相对大的负载或应力随着时间的流逝可能引起钩舌110的尾部124和/或过渡部或区域形成裂缝或被损坏（例如疲劳）。如下面更详细地描述，钩舌110A的尾部124设置有位于尾部124和/或过渡部132的腔室内的支撑结构以增加尾部124和/或过渡部132的强度，从而增加钩舌110A的疲劳寿命。

图2A和2B示出可被用于实现图1的示例性车钩系统100的示例性钩舌200。图2A是钩舌200的俯视图，图2B是钩舌200的部分剖视侧视图。参考图2A和2B，钩舌200是具有大体上L形轮廓或形状的一体式结构。钩舌200包括鼻部202、尾部204以及连接鼻部202和尾部204的毂部206。毂部206包括大体上圆柱状的具有纵向轴线210的枢转销通道或开口208，以将钩舌200可枢转地连接到车钩头（例如图1的车钩头112A）。钩舌200的前表面212具有在鼻部202上延伸的弯曲表面。尽管未示出，在一些示例中，鼻部202可包括标记孔（flag hole）和/或腔室，以进一步减少钩舌200的重量。钩舌200的前表面212和/或鼻部202滑动抵靠配合钩舌的前表面和/或鼻部以使得钩舌相对于它们相应的车钩头枢转进入互锁的接合位置。

钩舌200还包括与鼻部202（例如位于其内侧）相邻的牵引表面214，该牵引表面214被构造成当钩舌200被连接到处在锁定条件下的配合钩舌时与配合钩舌的同样的牵引表面接合。过渡区域或部分216从牵引表面214朝尾部204延伸且连接毂部206和尾部204。过渡部216典型地是具有从鼻部202朝尾部204增加的曲率半径的弓形剖面。例如，过渡部216包括通向尾部204的相对的上、下弯曲（例如抛物线形）壁218和220。尾部204提供升高的牵引台，该牵引台包括在过渡区域216的相应上、下壁218和220和尾部204的后表面226之间的牵引表面222和224（例如大致竖直的牵引表面）。尾部204包括上表面228和下表面230以连接相应牵引表面222、224和后表面226。如上所述，当钩舌200在打开位置（例如图1的打开位置104）和闭合位置（例如图1的闭合位置108）之间旋转时，尾部204和牵引表面222、224在车钩头（例如车钩头112A）的通道或腔室内旋转。当钩舌200相对于车钩头处于闭合位置时，牵引表面222、224与车钩头的牵引表面接合。这种接合通常被称为“牵引台连接”。在操作中，在钩舌200相对于相邻或在前的铁路车厢的配合钩舌处于牵引条件的情况下，主牵引力作用到牵引表面222、224上。因而，这种牵引力可相对高，且在牵引表面222、224处存在应力集中。

图3A示出图2A和2B的钩舌200的剖面图。图3B示出沿图3A的线3B－3B截取的钩舌200的剖面图。参考图3A和图3B，示例性钩舌200在过渡部216和/或尾部204的至少一部分之间包括腔室302。支撑结构304被形成（例如一体形成）在腔室302内，处于尾部204的上表面228和下表面230之间，邻近过渡部216。换言之，支撑结构304在内部腔室302的表面306和308之间延伸以增加尾部204（例如牵引表面222和224）和/或过渡部216（例如上壁218和下壁220）的强度，从而增加钩舌200的疲劳寿命。在该示例中，支撑结构304是邻近过渡部216在腔室302的表面306、308之间延伸的大体上竖直壁或肋310。

如示出的，壁或肋310位于腔室302内的大约中央处，且具有与枢转销通道208的纵向轴线210（图2B）大体上平行的侧面或表面312和314。在一些示例中，壁或肋310可相对于钩舌200的纵向轴线318位于任何适当距离316处。例如，肋310相对于纵向轴线318可偏离一定距离（例如横向距离），或肋相对于纵向轴线可径向地隔开一定角度（例如在约20度和40度之间）。而且，在该示例中，壁或肋310具有弯曲的相对端320和322。在一些示例中，壁或肋310可具有直的端部或任何其它适当形状的端部。壁或肋310可具有约0.25英寸和0.50英寸之间的厚度324。更具体地，在该示例中，壁或肋310的厚度324是约0.38英寸。此外，壁或肋310可具有在约1.5英寸和3.5英寸之间的长度326。更具体地，在该示例中，壁或肋310的长度是约3.19英寸。在一些示例中，壁或肋310可被设置在尾部的表面328、330和/或过渡部216的表面332、334之间。例如，作为壁或肋310的附加或不设置壁或肋310，结构可被设置在表面328、330之间和/或结构可被设置在表面332、334之间。在其它示例中，钩舌200可在尾部204和/或过渡部216的腔室302内包括多个支撑结构（例如支撑结构304）。

图4A和图4B是本文描述的另一示例性钩舌的剖面图。下文中将不详细描述图4A和图4B的示例性钩舌400的与上述示例性钩舌200大致类似或相同、且具有类似或相同的功能的那些部件。取而代之地，感兴趣的读者可参考上面与图2A、2B、3A和3B结合的对应描述。那些大致类似或相同的部件将用与图2A、2B、3A和3B结合描述的那些部件相同的附图标记表示。

参考图4A和4B，示例性的钩舌400包括位于尾部204的腔室302内的多个支撑结构402以增加钩舌400的疲劳寿命。例如，支撑结构402可以是第一壁或肋404和第二壁或肋406。在该示例中，壁或肋404、406邻近过渡部216在尾部204的腔室302的表面306、308之间延伸。第一壁或肋404与第二壁或肋406径向地隔开（radiallyspaced）。例如，第一壁或肋404可与第二壁或肋406径向地隔开，其距离或角度408在约例如20度和30度之间。更具体地，如示出的，第一壁或肋404与第二壁或肋406径向地隔开约30度。然而，在其它示例中，第一和第二壁或肋404、406可径向地隔开任意适当角度。例如，第一壁或肋404可相对于钩舌400的纵向轴线318径向地隔开第一角度410，第二壁或肋406可相对于纵向轴线318隔开与第一角度410不同的第二角度412。

如示出的，第一和第二壁或肋404、406具有大致相同的厚度414和大致相同的长度416。例如，第一和第二壁或肋404、406可具有约0.25英寸和0.5英寸之间的厚度414且具有约1.5英寸和3.5英寸之间的长度416。更具体地，在该示例中，第一和第二壁或肋404、406的厚度是约0.38英寸且长度是约1.75英寸。然而，在其它示例中，第一和第二壁或肋404、406的每一个可具有不同厚度和/或长度。

铁路车厢车钩钩舌110A、110B、200和400可由钢或金属组成，且可经由铸造操作而制造成为一体式的结构。铸造操作典型地包括由型砂形成的顶或芯模具部分和也由型砂形成的底或下模具部分。在通过将顶模具部分放置在下模具部分的顶部上以封闭模具组件之前，树脂或其它硬化砂的型芯被设置在下模具部分中。例如，钩舌的枢转孔经由枢转销型芯形成。同样，腔室经过牵引台型芯形成。此外，本文描述的支撑结构或多个结构（例如肋310、404和406）经过牵引台型芯也与钩舌一体形成。例如熔融金属的钢被注入到模具中，占据在上型箱、下型箱和型芯之间开放的所有空隙。例如，牵引台型芯可包括形成尾部的腔室的主体，该主体可包括在铸造期间接收熔融材料的开口或孔（或多个开口）以在腔室302内形成壁或肋310（或多个壁或肋404、406）。而且，主体可包括上、下弯曲表面（例如抛物线形表面）以形成钩舌200和400的过渡部216。

在固化之后，模具被打开且铸件被取出，从而型芯被打碎且从铸件的开口中取出。结果，钩舌包括位于尾部和/或过渡部的腔室内的内部支撑结构，例如壁或肋（或多个肋），以增加铁路车钩钩舌的疲劳寿命。在铸造之后可以提供第二制造操作。例如，钩舌的表面可被火焰硬化，或过渡区域中的任何表面间断可经由例如研磨或任何其它适当方法去除。

本文描述的示例性铁路车钩钩舌大大减少了钩舌的尾部和/或过渡部的疲劳。特别地，所描述钩舌的内支撑结构大大增加尾部和/或过渡部的强度以使钩舌更坚固，且在使用中更耐疲劳破坏，同时保持减少的钩舌重量。通过增加钩舌的疲劳寿命，与在尾部和/或过渡部的腔室中不具有支撑结构或肋的钩舌相比，大大减少每AAR规范可执行的破坏性测试。尽管本文描述的示例性钩舌被示出为ARR型E钩舌，支撑结构304、402可应用于铁路车钩系统的AAR型F钩舌和/或任何其它适当钩舌。

尽管本文已经描述了特定的设备，本发明的覆盖范围不限于此。相反，本发明覆盖完全落入所附权利要求既包括字面上的也包括等价教导的范围内的所有设备。

Claims (20)

1.一种铁路车钩钩舌，包括：

尾部、毂部以及连接尾部和毂部的过渡部，其中所述毂部包括具有纵向轴线的大体上圆柱状的枢转销通道，且其中所述铁路车钩钩舌具有形成在所述过渡部的至少一部分和所述尾部的内部的腔室，以及

第一壁，所述第一壁邻近所述过渡部在所述腔室的表面之间延伸。

2.如权利要求1限定的铁路车钩钩舌，其中所述第一壁的相对的表面与所述枢转销通道的所述纵向轴线大体上平行。

3.如权利要求1限定的铁路车钩钩舌，其中所述第一壁相对于所述腔室的纵向轴线径向地隔开。

4.如权利要求1限定的铁路车钩钩舌，其中第一壁与所述尾部和所述过渡部一体地形成。

5.如权利要求1限定的铁路车钩钩舌，其中第一壁基本延伸穿过整个过渡部。

6.如权利要求1限定的铁路车钩钩舌，其中所述第一壁具有在约0.25英寸和约0.5英寸之间的厚度。

7.如权利要求1限定的铁路车钩钩舌，其中所述第一壁具有在约1.5英寸和约3.5英寸之间的长度。

8.如权利要求1限定的铁路车钩钩舌，其中所述第一壁具有弯曲的相对端。

9.如权利要求1限定的铁路车钩钩舌，其中所述第一壁在所述腔室内大致居中地定位。

10.一种铁路车钩钩舌，包括：尾部、毂部以及连接所述尾部和所述毂部的过渡部，所述毂部包括具有纵向轴线的枢转销通道，其中所述铁路车钩钩舌具有形成在所述过渡部的至少一部分和所述尾部的内部的腔室，和

肋，所述肋位于所述腔室内以增加所述铁路车钩钩舌的疲劳寿命。

11.如权利要求10限定的铁路车钩钩舌，其中所述肋邻近所述过渡部在所述腔室的相对的表面之间延伸。

12.如权利要求10限定的铁路车钩钩舌，其中所述肋具有与所述枢转销通道的所述纵向轴线大体上平行的侧部或表面。

13.如权利要求10限定的铁路车钩钩舌，其中所述肋与所述铁路车钩钩舌一体形成。

14.如权利要求10限定的铁路车钩钩舌，其中所述肋相对于所述腔室的纵向轴线径向地隔开。

15.一种铁路车钩钩舌，包括：

尾部和与所述尾部相邻的过渡部，其中所述尾部和所述过渡部限定内部腔室；和

支撑结构，所述支撑结构在所述内部腔室的表面之间延伸以增加所述过渡部的壁的强度，从而增加所述铁路车钩钩舌的疲劳寿命。

16.如权利要求15限定的铁路车钩钩舌，其中所述支撑结构包括在所述内部腔室的表面之间延伸的壁或肋。

17.如权利要求16限定的铁路车钩钩舌，其中所述壁或肋具有弯曲端部。

18.如权利要求15限定的铁路车钩钩舌，其中所述支撑结构相对于所述腔室的纵向轴线径向地间隔开。

19.如权利要求16限定的铁路车钩钩舌，其中所述支撑结构具有与通过所述过渡部与所述尾部相连的毂部中的枢转销开口大体上平行的表面。

20.如权利要求15限定的铁路车钩钩舌，其中所述支撑结构邻近所述过渡部定位。

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