CN103492253A - 铁路车辆钩尾框 - Google Patents

Abstract

铁路车辆钩尾框（100）包括鼻端部（102）和邻接所述鼻端部（102）至少两个框板（150）。至少一个上框板（150B）邻接所述鼻端部（102）的上部并且至少一个下框板（150A）邻接所述鼻端部（102）的下部。铁路车辆钩尾框（100）还包括与所述至少两个框板（150）邻接的尾端部（101），使得所述鼻端部（102）与所述尾端部（101）通过所述至少两个框板（150）分开。所述尾端部（101）包括沿着所述尾端部（101）的外表面的至少一个内凹轮廓（110）。所述外表面是与所述鼻端部（102）相对、沿所述尾端部（101）从所述至少一个上框板（150B）的上表面向所述至少一个下框板（150A）的下表面延伸的表面。

Description

铁路车辆钩尾框

技术领域

本公开涉及铁路车辆连接，并且更具体地涉及铁路车辆钩尾框（railway car yoke）。

背景技术

铁路车辆钩尾框用于形成缓冲器的容纳部并且将缓冲器维持为接近连接器的后端部，以使得施加到连接器头部的力通过缓冲器得到衰减。在标准货运车辆牵引布局中，将矩形钢块插入在连接器柄的尾部（butt）和缓冲器的前工作端之间。该钢块横向地延伸通过钩尾框缓冲器容纳部的前端，并且被称为前托板。前托板和缓冲器与连接器尾部的相对位置由于钩尾框通过连接键或销固定到连接器柄而被维持。

钩尾框设计的前提是缓冲器和连接器柄端部。钩尾框的缓冲器容纳部在长度上可兼容缓冲器长度和缓冲器所带来的行程。钩尾框的前端部的形状必须适合于以适当的准备容纳连接器柄的尾端部以连接钩尾框和连接器柄。因此，可使用不同的钩尾框来与不同类型的连接器柄的尾端部搭配。

在使用期间，随着铁路车辆被结合并且沿着轨道被牵引，极大的力被施加到钩尾框。这些力能够在钩尾框的各个位置处产生弯曲应力。随着时间推移，这些弯曲应力可能导致钩尾框失效。

发明内容

本公开的教导涉及一种铁路车辆钩尾框，其包括鼻端部和邻接所述鼻端部的至少两个框板。至少一个上框板邻接所述鼻端部的上部并且至少一个下框板邻接所述鼻端部的下部。铁路车辆钩尾框还包括与所述至少两个框板邻接的尾端部，使得所述鼻端部与所述尾端部通过所述至少两个框板分开。所述尾端部包括沿着所述尾端部的外表面的至少一个内凹轮廓。所述外表面是与所述鼻端部相对、沿所述尾端部从所述至少一个上框板的上表面向所述至少一个下框板的下表面延伸的表面。

特定实施例的技术优势包括改善钩尾框在操作期间分布被施加到钩尾框的力的能力。因此，弯曲应力减小并且钩尾框更不容易失效。特定实施例的另一个技术优势是在没有相应地明显削弱钩尾框的情况下减小钩尾框的重量。

从下面的附图、说明书和权利要求书中，本领域的技术人员将容易地明白其他技术优势。而且，虽然上面已经枚举了具体的优势，但各个实施例可以包括所枚举的优势的全部或一些或不包括所枚举的优势。

附图说明

从结合附图进行的详细描述中，将更完整地理解特定实施例，其中：

图1是根据特定实施例的钩尾框的立体图；

图2是根据特定实施例的钩尾框的侧面的侧视图；

图3是根据特定实施例的钩尾框的顶部的俯视图；

图4是用于制造根据特定实施例的钩尾框的方法。

具体实施方式

图1示出了根据特定实施例的钩尾框的立体图。钩尾框100包括通过框板150彼此连接的尾端部101（butt end）和鼻端部102。钩尾框100的形状和特征可有助于减小在钩尾框100的不同位置处（例如，框板150连接到尾端部101和鼻端部102的位置处）的弯曲应力，同时还减小钩尾框100的重量。

与诸如传统的E型车钩钩尾框等传统的钩尾框相比，钩尾框100可以增加寿命并且减小重量。这可以通过包括新的开口和内凹轮廓以及增加某些内凹轮廓的尺寸/半径来实现。例如，在所描述的实施例中，钩尾框100包括开口180和120以及110、130、160和170。这些特征可以被包括在符合特定车钩标准的钩尾框上。例如，钩尾框100可用于代替传统的E型车钩钩尾框。将参考图2和图3更详细地描述上述各种元件。

在特定实施例中，本文所讨论的各种特征改变中的一些可以应用于除E型车钩钩尾框以外的车钩，诸如F型车钩钩尾框、旋转车钩钩尾框或其他类型的车钩钩尾框等。例如，对尾端部101（包括内部和外部轮廓）的改变可以应用于E型、F型、旋转型或其他类型的车钩钩尾框。

图2是根据特定实施例的钩尾框的侧面的侧视图。虽然仅描述了钩尾框100的一个侧面，但另一个侧面也可以包括类似的特征。如图2所示，内凹轮廓110沿着在尾端部101的上角部和下角部处的外表面布置。在某些实施例中，内凹轮廓110的半径可以在从约4.5英寸（inch）到5.0英寸的范围内。在特定实施例中，内凹轮廓110的半径可以为约4.75英寸。在某些实施例中，尾端部101的包括内凹轮廓110的外表面可以通过样条曲线（spline）来生成。与诸如传统的E型车钩钩尾框等传统钩尾框相比，内凹轮廓110的这种内凹形状可有助于使施加到钩尾框100的尾端部101的力更好地分布。这反过来可以有助于减小钩尾框100所受的弯曲应力，从而可能延长钩尾框100的预期寿命。

点线111示出了传统钩尾框（例如，E型钩尾框）的尾端部的外表面的形状。与传统钩尾框的尾端部（通过点线111来描绘）相比，内凹轮廓110减小了尾端部101的尺寸。这可有助于减小钩尾框100的重量。

开口120通过了尾端部101的整个宽度（即，进入页面）。在特定实施例中，开口120可布置在后托板140与内凹轮廓110之间。在传统钩尾框中，尾端部包括四个腔（每侧两个），其中每个腔延伸到尾端部的一部分中，但并不延伸通过尾端部的全部。使用开口120还可以有助于减小钩尾框100的重量。

后托板140构成尾端部101的内表面。后方从动件140还形成缓冲器容纳部的边界的一部分（剩余的边界包括框板150和前托板175的内表面）。在传统钩尾框中，在后托板140连接到框板150的角部内可能存在高应力区域。特定实施例包括内部内凹轮廓130，以有助于减小和/或分布施加到上角部和下角部区域的应力的量。在某些实施例中，内部内凹轮廓130可以是圆锥形的。更具体地，随着内部内凹轮廓130延伸通过尾端部101的宽度，内部内凹轮廓130呈圆锥形而不是圆筒形。在圆锥形轮廓实施例中，轮廓可各个基于两个半径。在特定实施例中，这两个半径可以具有对于圆锥形轮廓的第一半径约0.25英寸到约0.75英寸的范围、以及对于圆锥形轮廓的第二半径约1.0英寸到约1.5英寸的范围。在某些实施例中，圆锥形内部内凹轮廓130的两个半径可以是约0.5英寸和1.25英寸。内部内凹轮廓130的半径范围可以大于传统钩尾框的相似区域的半径。与传统钩尾框相比，半径的增大可有助于改善在各个角部处的力的分布。

如上所述，框板150可连接到鼻端部102和尾端部101。在传统钩尾框中，框板是锥形的，以使得它们在钩尾框的鼻端部比在尾端部彼此更加靠近。然而，在钩尾框100中，框板150的锥形与传统钩尾框中的锥形（例如，距离d1大于距离d2）相反。例如，在特定实施例中，框板150b的上表面与框板150a的下表面之间在鼻端部102处的距离d1可以为约十一又四分之三英寸，并且框板150b的上表面与框板150a的下表面之间在尾端部101处的距离d2可以为约十一又二分之一英寸。

前托板175构成鼻端部102的内表面。如上所述，前托板175还形成缓冲器容纳部的边界的一部分。在传统钩尾框中，在前托板175连接到框板150的角部内可能存在高应力区域。特定实施例包括内部内凹轮廓170，以有助于减小和/或分布施加到上角部和下角部区域的应力的量。在特定实施例中，内部内凹轮廓170可以在约0.025英寸到约1.125英寸之间。在某些实施例中，内部内凹轮廓170的半径可以为约0.875英寸。内部内凹轮廓170的半径可以大于传统钩尾框的相似区域的半径。与传统钩尾框相比，半径的增大可有助于改善在各个角部处的力的分布。在某些实施例中，内部内凹轮廓170可以是圆锥形的。更具体地，随着内部内凹轮廓170延伸通过鼻端部102的宽度，内部内凹轮廓170呈圆锥形而不是圆筒形。然而，某些实施例可仅在轮廓130处包括圆锥型轮廓。

侧延伸部183在鼻端部102的两个侧边上向外延伸。根据实施例，侧延伸部183可包括相似或不同的特征。侧延伸部183可形成鼻容纳部185，如图3所示。内凹轮廓160沿着各个侧延伸部183的上部和下部外表面布置。在某些实施例中，内凹轮廓160的半径可以从约0.5英寸到约1.0英寸。例如，在某些实施例中，内凹轮廓160的半径可以为约0.75英寸。内凹轮廓160可有助于分布施加在钩尾框100的鼻端部102的力。这反过来有助于减小弯曲应力。

点线161示出了传统钩尾框的鼻端部的外表面的形状。通过与传统钩尾框的鼻端部（通过点线161来描绘）相比较可以看出，利用鼻端部102的内凹轮廓160可以减小鼻端部102的尺寸。这可有助于减小钩尾框100的重量。

图3是根据特定实施例的钩尾框的顶部的俯视图。虽然图3仅描述了钩尾框100的顶部，但在钩尾框100的底部上可以发现相似的特征。从该俯视图中可以看出，尾端部101包括圆形或椭圆形轮廓190。在特定实施例中，椭圆形轮廓可基于如下所述椭圆，该椭圆具有从椭圆的中心到椭圆的顶点的5.75英寸的长半径和从椭圆的中心到椭圆的另一个顶点（co-vertex）的2.5英寸的短半径。该椭圆的长半径可以基本上沿着钩尾框100的中心线对准，其中钩尾框100的中心线从鼻端部102延伸到尾端部101。点线191示出了传统钩尾框的方形轮廓。与传统钩尾框相比，轮廓190尺寸的减小可进一步减小钩尾框100的重量。

此外，重量的减小哈可以通过位于鼻端部102的顶表面和底表面处的开口180来实现。在传统钩尾框中，鼻端部在容纳部开口上方和下方的区域是实心的。通常，钩尾框的这些区域不会经受高水平的力。因此，与其中鼻端部102的顶表面和底表面为实心的传统钩尾框相比，从钩尾框100去除材料以形成开口180可在最低限度地削弱钩尾框100的情况下减小重量。在某些实施例中，与约215磅（pound）的传统钩尾框相比，钩尾框100具有约205磅的重量。

图4示出了用于制造根据特定实施例铁路车辆钩尾框的方法。钩尾框在配合部分和拖拽部分之间的铸造箱内的模腔中生产。诸如湿砂等砂土用于限定模腔的内部边界壁。模腔可以利用模型来形成，并且可包括使熔融合金能够进入模腔的浇注系统。方法在步骤400处开始，在不遵守400处，提供配合模部分和拖拽模部分。配合模部分和拖拽模部分可各个包括内壁，该内壁利用模型等由砂土形成，并且至少部分地限定钩尾框的表面。模腔对应于要利用配合模部分和拖拽模部分铸造的钩尾框（诸如本文参考特定实施例所描述的钩尾框等）的期望形状和构造。

在步骤402处，使用任何适合的机械装置将配合模部分和拖拽模部分闭合。在步骤404处，使用任何适合的机械装置利用熔融合金至少部分地填充模腔，其中熔融合金固化以形成钩尾框。在某些实施例中，一个或多个模芯（core）可插入到模腔中、或者彼此连接和/或与模腔连接，以形成钩尾框的各个开口或腔体。在将模具填充了熔融合金之后，合金最终冷却并固化为具有如上参考图1-3所述的一个或多个特征的铁路车辆钩尾框。

如上所述的各个实施例可以改善钩尾框在操作期间分布施加到其上的力的能力。因此，弯曲应力减小并且钩尾框更不容易失效。与传统钩尾框相比，这可以在减小钩尾框重量的同时来实现。

虽然已经详细描述了特定实施例和它们的优点，但应该理解，在不脱离如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种改变、替代和变更。

Claims (17)

1.一种铁路车辆钩尾框，其包括：

鼻端部；

与所述鼻端部邻接的至少两个框板，所述至少两个框板包括与所述鼻端部的上部邻接的至少一个上框板和与所述鼻端部的下部邻接的至少一个下框板；

尾端部，所述尾端部与所述至少两个框板邻接，使得所述鼻端部和所述尾端部通过所述至少两个框板分开，其中所述尾端部包括沿着所述尾端部的外表面的至少一个内凹轮廓，所述外表面是与所述鼻端部相对、沿所述尾端部从所述至少一个上框板的上表面向所述至少一个下框板的下表面延伸的表面。

2.根据权利要求1所述的铁路车辆钩尾框，其中所述尾端部包括两个内凹轮廓，所述两个内凹轮廓包括沿所述外表面的上部布置的上内凹轮廓和沿所述外表面的下部布置的下内凹轮廓。

3.根据权利要求1所述的铁路车辆钩尾框，其中

所述鼻端部、所述至少两个框板和所述尾端部包围缓冲器容纳部；并且

所述尾端部还包括：

后托板，所述后托板形成所述缓冲器容纳部的边界，所述后托板从所述至少一个上框板的下表面延伸到所述至少一个下框板的上表面；以及

至少一个开口，所述至少一个开口在所述后托板和所述尾端部的所述外表面之间延伸通过所述尾端部的宽度。

4.根据权利要求3所述的铁路车辆钩尾框，其中所述尾端部包括两个开口，所述两个开口在所述后托板和所述尾端部的所述外表面之间延伸通过所述尾端部的宽度。

5.根据权利要求3所述的铁路车辆钩尾框，其中所述后托板包括围绕所述缓冲器容纳部的内表面的上内部内凹轮廓和下内部内凹轮廓，其中：

所述上内部内凹轮廓在所述后托板邻接所述上框板的位置处延伸过所述尾端部的宽度；并且

所述下内部内凹轮廓在所述后托板邻接所述下框板的位置处延伸过所述尾端部的宽度。

6.根据权利要求5所述的铁路车辆钩尾框，其中两个内部内凹轮廓是圆锥形的。

7.根据权利要求1所述的铁路车辆钩尾框，其中所述至少两个框板从所述鼻端部到所述尾端部呈锥形，使得所述上框板的所述上表面到所述下框板的所述下表面在所述鼻端部处的距离大于在所述尾端部处的距离。

8.根据权利要求1所述的铁路车辆钩尾框，其中所述至少两个框板从所述鼻端部到所述尾端部呈锥形，使得所述上框板的所述上表面到所述下框板的所述下表面的距离在所述鼻端部处约为十一又四分之三英寸，并且在所述尾端部处约为十一又二分之一英寸。

9.根据权利要求1所述的铁路车辆钩尾框，其中从俯视图观看，所述尾端部包括椭圆形轮廓。

10.根据权利要求9所述的铁路车辆钩尾框，其中所述椭圆形轮廓基于如下所述椭圆，该椭圆具有从所述椭圆的中心到所述椭圆的顶点的5.75英寸的长半径、以及从所述椭圆的中心到所述椭圆的另一个顶点的2.5英寸的短半径，所述长半径基本上与所述铁路车辆钩尾框的中心线对准，所述铁路车辆钩尾框的所述中心线从所述鼻端部延伸到所述尾端部。

11.根据权利要求1所述的铁路车辆钩尾框，其中所述鼻端部包括至少两个侧延伸部，所述至少两个侧延伸部通过鼻容纳部彼此分开，其中所述至少两个侧延伸部中的至少一个侧延伸部包括沿着所述至少一个侧延伸部的外表面的至少一个内凹轮廓。

12.根据权利要求11所述的铁路车辆钩尾框，其中所述至少一个侧延伸部包括沿着所述至少一个侧延伸部的外表面的上内凹轮廓、以及沿着所述至少一个侧延伸部的外表面的下内凹轮廓，其中所述上内凹轮廓具有0.75英寸的半径并且在所述铁路车辆钩尾框的中心线的上方，并且其中所述下内凹轮廓具有0.75英寸的半径并且在所述中心线的下方，所述铁路车辆钩尾框的中心线从所述鼻端部延伸到所述尾端部。

13.根据权利要求1所述的铁路车辆钩尾框，其中所述鼻端部包括上开口和下开口，所述上开口延伸通过所述鼻端部的所述上部的厚度，并且所述下开口延伸通过所述鼻端部的所述下部的厚度。

14.一种用于制造铁路车辆钩尾框的方法，所述方法包括以下步骤：

提供一个或多个铁路车辆钩尾框的模部分，所述铁路车辆钩尾框的模部分被配置成在被填充熔融合金时构造：

邻接至少两个框板的鼻端部，所述至少两个框板包括与所述鼻端部的上部邻接的至少一个上框板和与所述鼻端部的下部邻接的至少一个下框板；和

尾端部，所述尾端部连接到所述至少两个框板，使得所述鼻端部和所述尾端部通过所述至少两个框板分开，其中所述尾端部包括沿着所述尾端部的外表面的至少一个内凹轮廓，所述外表面是与所述鼻端部相对、沿所述尾端部从所述至少一个上框板的上表面向所述至少一个下框板的下表面延伸的表面，以及

利用熔融合金至少部分的填充所述模，其中所述熔融合金在填充之后固化以形成所述铁路车辆钩尾框。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述铁路车辆钩尾框的模部分还被配置为构造：

通过所述鼻端部的上表面的至少一个上开口；以及

通过所述鼻端部的下表面的至少一个下开口。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述铁路车辆钩尾框的模部分还被配置为构造在所述鼻端部中的至少两个侧延伸部，所述至少两个侧延伸部通过鼻容纳部彼此分开，其中所述至少两个侧延伸部中的至少一个侧延伸部包括沿所述至少一个侧延伸部的外表面的至少一个内凹轮廓。

17.根据权利要求14所述的方法，其中所述铁路车辆钩尾框的模部分还被配置为构造延伸通过所述尾端部的宽度的至少两个开口。

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