CN104321580A - 用于轨道车辆设备的组合式支撑框架 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于连接到轨道车辆主体的组合式支撑框架组件。组合式支撑框架组件大体包括支撑框架，该支撑框架包括多个管状框架元件和多个连接托架，连接托架连接管状框架元件以形成立体结构。连接托架包括法兰元件，法兰元件接收管状框架元件的相应的端部以形成立体结构。管状框架元件的端部锻造于连接托架的法兰元件上。诸如由驱动电动机驱动的空气压缩机的机械装置由所述管状框架元件来支撑。

Description

用于轨道车辆设备的组合式支撑框架

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年5月9日提交的，名称为“用于轨道车辆设备的组合式支撑框架”的美国临时申请号61/644,521的权益。

技术领域

本发明涉及用于机械设备的支撑框架，并且特别涉及用于将诸如空气压缩机、电动机和类似设备的机械装置支撑到轨道车辆和类似车辆的支撑框架。

背景技术

可发现用于机械设备或其他组件的支撑框架或安装框架的许多例子。布雷德格姆(Bridigum)的美国专利号3,918,850公开了用于将轨道车辆电动机-压缩机单元弹性支撑在车辆下的安装框架。该框架包括单个纵向元件，该纵向元件连接了两个管状端元件和一个中间元件。诸如电动机和/或空气压缩机的零件通过托架安装到框架上。巴宾(Babin)等人的美国专利号5,074,122公开了用于铁路列车的空调系统。该系统的零件安置在由壁构成的外壳内以形成组合式单元，该单元被安装在铁轨车的底板的下面。

福田(Fukuda)等人的美国专利号5,965,949公开了发动机式发电机。该发电机的零件安置在由整体竖直元件和把手构成的框架结构内，零件通过整体支撑元件和固定在竖直元件上的侧梁接合。

李的中国实用新型号CN201787288公开了用于接合框架的结构用管元件的管状支架系统。该系统包括通过穿过板材的扣件而相互铰接的多个管材，该板材从管材延伸出。该结构用管元件放置在管材内，并且由扣件夹紧。

刘等人的中国实用新型号CN201206324公开了格构承重支架，其中该支架的结构元件通过将元件与连接钢环相互焊接而接合。

安德森等人的美国专利号3,272,582公开了用于构建由支柱制成的柜橱的组装零件。该支柱通过角元件、铰接件和T形元件接合，该T形元件包括沿不同的轴延伸的支脚，支脚插入支柱的端部，使支柱与角元件、铰接件以及T形元件相互连接。

斯金纳的美国专利申请公开号2004/0057845公开了一种用于压缩机的安装托架，该托架包括安装元件和支撑元件，二者的端部通过锻造技术相互连接。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种适于支撑空气压缩机或类似机械设备的支撑框架结构。支撑框架结构可以是用于安装到诸如铁轨车的较大的建构上的组合式单元。在一个例子中，支撑框架可以由多个结构元件装配而成，这些结构元件的相应的端部通过角架接合，这些结构元件的端部固定在角架上，例如通过锻造固定。

在另一个实施例中，用于将机械装置支撑到轨道车辆主体的支撑框架包括多个管状框架元件和多个连接托架，连接托架连接管状框架元件以形成立体结构。连接托架包括法兰元件，法兰元件容纳有管状框架元件的相应的端部以形成立体结构。管状框架元件的端部锻造于连接托架的法兰元件上。

连接托架可以包括角架，角架连接管状框架元件以形成直角状立体结构。位于直角状立体结构的顶面的角架配置用于连接到轨道车辆主体。角架可以包括三个基本正交的法兰元件，以连接三个管状框架元件以形成直角状立体结构的一个角。法兰元件形成有用于管状框架元件的容纳口，并且管状框架元件的端部锻造于容纳口的适当位置。可以锻造管状框架元件的端部以形成端法兰，用来将端部固定在容纳口内。

在另一个实施例中，提供了用于连至轨道车辆主体的组合式支撑框架组件。组合式支撑框架组件一般包括支撑框架，支撑框架包括多个管状框架元件和多个连接托架，连接托架连接管状框架元件以形成立体结构。连接托架包括法兰元件，法兰元件容纳有管状框架元件的相应的端部以形成立体结构。管状框架元件的端部锻造于连接托架的法兰元件上。机械装置，诸如由驱动电动机驱动的空气压缩机，由管状框架元件来支撑。

连接托架可以包括角架，角架连接管状框架元件以形成直角状立体结构。位于直角状立体结构的顶面的角架配置用于连接到轨道车辆主体。角架可以包括三个基本正交的法兰元件，以连接三个管状框架元件以形成直角状立体结构的一个角。法兰元件形成有用于管状框架元件的容纳口，并且管状框架元件的端部锻造于容纳口的适当位置。可以锻造管状框架元件的端部以形成端法兰，用来将端部固定在容纳口内。

另一个实施例是针对形成组合式支撑框架组件的方法，该方法包括如下步骤：提供多个管状框架元件；利用多个连接托架使管状框架元件相互连接，使得管状框架元件形成立体结构，连接托架包括法兰元件，法兰元件配置用于容纳管状框架元件的相应的端部以形成立体结构；将管状框架元件的相应的端部连接至法兰元件；以及将管状框架元件的端部锻造至连接托架的法兰元件。

该方法还可以包括将机械装置支撑在管状框架元件之间。例如，机械装置可以是由驱动电动机驱动的空气压缩机。连接托架可以是角架，角架连接管状框架元件以形成直角状立体结构。位于直角状立体结构的顶面的角架配置用于连接到轨道车辆主体。角架可以包括三个基本正交的法兰元件，以连接三个管状框架元件以形成直角状立体结构的一个角。法兰元件可以形成有管状框架元件的容纳口，并且该方法还可以包括将管状框架元件的端部锻造于容纳口的适当位置。可以锻造管状框架元件的端部以形成端法兰，用来将端部固定在容纳口内。

在对这些实施例的结合附图的下述具体描述的基础上，在此描述的这些实施例的具体细节和优点将变得清楚。

附图说明

图1是根据一个实施例的由组合式支撑框架支撑的空气压缩机和驱动电动机的透视图。

图2是图1中所示的由组合式支撑框架支撑的空气压缩机和驱动电动机的俯视图。

图3是图1中所示的由组合式支撑框架支撑的空气压缩机和驱动电动机的后视图。

图4是图1中所示的由组合式支撑框架支撑的空气压缩机和驱动电动机的侧视图。

图5是图1中所示的组合式支撑框架的单独透视图。

图6是图1中所示的组合式支撑框架中所使用的角架的透视图。

图7是图6中所示的角架沿7-7线的横截面图。

图8是图1中所示的组合式支撑框架的上部透视图。

具体实施方式

在下文中出于描述的目的，如所使用的空间定向术语将与附图中定向的或在下述详细说明中所描述的参考实施例有关。然而，应当理解的是下文中所描述的实施例可以呈现多种替换方案和构造。也应当理解附图中显示的以及在此描述的具体的零件、装置和特征只是示例性的，不应理解为限制。

参考图1-4，组合式支撑框架组件10一般包括装配成的集成式或组合式支撑框架100，其配置用于支撑机械元件或装置，诸如由驱动电动机30驱动的空气压缩机20。空气压缩机20和驱动电动机30作为可以由支撑框架100支撑的示例性的机械设备，不应理解为限制或可以由支撑框架100支撑的机械设备的全部类型。适合的空气压缩机20和驱动电动机30可见于2012年1月16日提交的，名称为“用于轨道车辆的无油空气压缩机”的美国专利申请号13/350,980，其公开内容通过应用合并于此。

图5-7示出了组合式支撑框架100(下文称为“支撑框架100”)的细节。支撑框架100支撑空气压缩机20和驱动电动机30，并通常适于作为可以连至图4中示意性示出的轨道车辆主体50的支撑结构。一般地，支撑框架100由多个管状框架元件110和多个连接托架120形成，连接托架120连接管状框架元件110以形成立体结构。连接托架120包括单个的法兰元件122，以容纳管状框架元件110的相应的端部112以形成立体结构。管状框架元件110的端部112锻造至连接托架120的法兰元件122。尽管在此描述的锻造作为一种将管状框架元件110的端部112固定到法兰元件122的理想的连接方法，但是这样的连接方法不应被认为可以用于将管状框架元件110的端部112固定到法兰元件122的全部可能的连接方法。作为例子，机械扣件、焊接以及类似的技术都是将管状框架元件110的端部112固定到法兰元件122的适合的连接方法。

连接托架120以角架的形式连接管状框架元件110，以形成直角状立体结构。由支撑框架100所形成的直角状立体结构的顶面102的角连接托架120配置用于连接到图4中示意性示出的轨道车辆主体50。角连接托架120可以包括三(3)个基本正交的法兰元件122，以连接三(3)个管状框架元件110以形成支撑框架100的直角状立体结构的一个角104。法兰元件122形成有容纳口124，用于容纳管状框架元件110。特别地，管状框架元件110的相应的端部112锻造在容纳口124的位置上。可以锻造管状框架元件110的端部112以形成端法兰114，用来将端部112固定在容纳口124内。管状框架元件110的开口端部112可以使用可移除的或永久性安装的端帽116来密封。作为例子，可以通过搭扣配合或简单的摩擦配合连接将塑料端帽116安装到管状框架元件110的开口端部112。

单个管状框架元件110包括设置在端法兰114的对侧的对接法兰126，其可以在锻造管状框架元件110的端部112之前形成或作为锻造过程的结果而形成。管状框架元件110的锻造端部112和对侧的对接法兰126支撑端法兰114，使得端法兰114是锻造端部112和对接法兰126之间的夹层结构。由支撑框架100形成的直角状立体结构的顶面102的角连接托架120可以由设有开口或孔132的顶法兰130形成，开口或孔132用于将支撑框架100连接至轨道车辆的主体(未示出)。然而，如图中所示，顶法兰130可以是连接至形成或围成的支撑框架100的顶端102的管状框架元件110的单独的法兰元件。例如，单独形成的顶法兰130可以固定到轨道车辆主体50上设置的相应的法兰134上，以将组合式支撑框架100固定到轨道车辆主体50上。

作为一般的生产程序，锻造可以分为两类。锻造的第一类涉及被压后穿过狭窄的冲模的工件，以减小其直径，类似于拉丝的过程。这也可以称为“管挤压”。第二类涉及用于将圆形工件锤击成较小直径的两个或多个冲模。该过程通常称为“旋转模锻”。管材可以减小直径，使管材最初传入冲模，然后利用旋转锻造机从另一侧拉入，旋转锻造机允许在拉拔工作台上拉伸管材。锻造的一般用途是将配件连接到管道或钢丝绳。在利用间隙配合将部件装配到一起时，机械或液压工具压缩并挤压配合，以产生永久接合。

在本文的组合式支撑框架100中，支撑框架100是由多个管状框架元件110构建而成。管状框架元件110的端部112插入相应的角连接托架120的法兰元件122上的容纳口124，以利用多个角连接托架120使管状框架元件110相互连接。管状框架元件110和连接托架120形成立体结构，诸如所示的立体直角结构。一旦管状框架元件110的端部112插入相应的角连接托架120的法兰元件122上的容纳口124，端部112可锻造以形成阻止端部112从法兰元件122中移除的端法兰114。如前所述，单个管状框架元件110包括设置在端法兰114的对侧的对接法兰126，其可以在锻造管状框架元件110的端部112之前形成或作为锻造过程的结果而形成。如前所述，管状框架元件110的锻造端部112和对侧的对接法兰126支撑端法兰114，使得端法兰114是锻造端部112和对接法兰126之间的夹层结构。

如图1中清楚示出的，空气压缩机20和驱动电动机30可以利用托架元件或构件40支撑到管状框架元件110，托架元件或构件40具有与相应的管状框架元件110配合的管形端件42。另外，横向延伸的支撑元件46可以固定到空气压缩机20和驱动电动机30上。支撑元件46也可以具有管形端件48，其与位于支撑框架100顶面的相应的管状框架元件110相配合。支撑元件46也可以配置为连接至轨道车辆的主体(未示出)，由此轨道车辆主体可以直接支撑空气压缩机20和驱动电动机30的部分重量，而不是这些部件的全部重量都由支撑框架100来支撑。一旦空气压缩机20和驱动电动机30固定到支撑框架100上，组装的或组合式支撑框架100可以作为一个组件被提升并通过顶法兰130和前述的横向延伸的支撑元件46固定到轨道车辆的主体(未示出)上。与相应的管状框架元件110配合的管形端件42是有利的，因为，例如，可保持管状框架元件110的完整性，并且无需在管状元件110上形成用于机械扣件的孔，该机械扣件用来将托架元件或构件40固定到管状框架元件110上。这样的“钻”孔会为湿气提供通路，湿气可能腐蚀管状元件110的内部。管形端件42的使用可克服该不利因素。

如图8所示，关于前述的支撑元件46，这些元件46可以具有中心部分52，中心部分52特别设置用于支撑诸如空气压缩机20或驱动电动机30的机械设备。支撑元件46可以具有可裁剪的平板端54，使得支撑元件46具有合适的长度，以在位于由支撑框架100形成的直角状立体结构的顶面102的管状框架元件110之间延伸。平板端54可利用管形端件48，如前所述，使用搭板连接器56和类似的连接器元件固定到管状框架元件110上。

尽管上述说明提供了用于将机械元件或装置支撑到轨道车辆和类似车辆上的支撑框架及其组装的方法的实施例，但是本领域技术人员可以在不背离本发明的范围和精神的基础上作出修改和替换。因此，上述说明旨在示例，而非限制。如上描述的本发明由所附的权利要求所限定，并且落入权利要求的等同形式的意义和范围的所有变化均包含在该范围内。

Claims (21)

1.一种用于将机械设备支撑到轨道车辆主体上的支撑框架，所述支撑框架包括：

多个管状框架元件；以及

多个连接托架，所述连接托架连接所述管状框架元件以形成立体结构，所述连接托架包括法兰元件，所述法兰元件容纳所述管状框架元件的相应的端部以形成所述立体结构；

其中所述管状框架元件的端部锻造于所述连接托架的所述法兰元件上。

2.根据权利要求1所述的支撑框架，其中所述连接托架包括角架，所述角架连接所述管状框架元件以形成直角状立体结构。

3.根据权利要求2所述的支撑框架，其中位于所述直角状立体结构的顶面的角架被配置用于连接到轨道车辆主体。

4.根据权利要求2所述的支撑框架，其中所述角架包括三个基本正交的法兰元件，以连接三个管状框架元件以形成所述直角状立体结构的一个角。

5.根据权利要求1所述的支撑框架，其中所述法兰元件形成有用于所述管状框架元件的容纳口，并且所述管状框架元件的端部锻造于所述容纳口的适当位置。

6.根据权利要求5所述的支撑框架，其中所述管状框架元件的端部被锻造以形成端法兰，用来将所述端部固定在所述容纳口内。

7.一种用于连至轨道车辆主体的组合式支撑框架组件，所述组合式支撑框架组件包括：

支撑框架，所述支撑框架包括：

多个管状框架元件；

多个连接托架，所述连接托架连接所述管状框架元件以形成立体结构，所述连接托架包括法兰元件，所述法兰元件容纳所述管状框架元件的相应的端部以形成所述立体结构；以及

其中所述管状框架元件的端部锻造于所述连接托架的所述法兰元件上；以及

机械装置，所述机械装置由所述管状框架元件来支撑。

8.如权利要求7所述的组合式支撑框架组件，其中所述连接托架包括角架，所述角架连接所述管状框架元件以形成直角状立体结构。

9.如权利要求8所述的组合式支撑框架组件，其中所述直角状立体结构的顶面的角架用于连接到轨道车辆主体。

10.如权利要求9所述的组合式支撑框架组件，其中所述角架包括三个基本正交的法兰元件，以连接三个管状框架元件以形成所述直角状立体结构的一个角。

11.如权利要求7所述的组合式支撑框架组件，其中所述法兰元件形成有用于所述管状框架元件的容纳口，并且所述管状框架元件的端部锻造于所述容纳口的适当位置。

12.如权利要求11所述的组合式支撑框架组件，其中所述管状框架元件的端部被锻造以形成端法兰，用来将所述端部固定在所述容纳口内。

13.如权利要求7所述的组合式支撑框架组件，其中所述机械装置包括由驱动电动机驱动的空气压缩机。

14.一种形成组合式支撑框架组件的方法，所述方法包括：

提供多个管状框架元件；

利用多个连接托架使所述管状框架元件相互连接，使得所述管状框架元件形成立体结构，连接托架包括法兰元件，所述法兰元件配置用于容纳所述管状框架元件的相应的端部以形成立体结构；

将所述管状框架元件的相应的端部连接至所述法兰元件；以及

将所述管状框架元件的端部锻造至所述连接托架的法兰元件。

15.如权利要求14所述的方法，还包括将机械装置支撑在所述管状框架元件之间。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述机械装置包括由驱动电动机驱动的空气压缩机。

17.如权利要求14所述的方法，其中所述连接托架包括角架，所述角架连接所述管状框架元件以形成直角状立体结构。

18.如权利要求17所述的方法，其中位于所述直角状立体结构的顶面的角架配置用于连接到轨道车辆主体。

19.如权利要求17所述的方法，其中所述角架包括三个基本正交的法兰元件，以连接三个管状框架元件以形成所述直角状立体结构的一个角。

20.如权利要求14所述的方法，其中所述法兰元件形成有用于所述管状框架元件的容纳口，并且所述管状框架元件的端部锻造于所述容纳口的适当位置。

21.如权利要求20所述的方法，其中所述管状框架元件的端部被锻造以形成端法兰，用来将所述端部固定在所述容纳口内。