專利名稱:在轉(zhuǎn)向節(jié)架座上具有增加斜面的改進(jìn)型軌道車廂耦合器鎖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明大體上涉及鐵路耦合器的領(lǐng)域,且更具體來(lái)說(shuō)涉及改進(jìn)型耦合器鎖,其以 轉(zhuǎn)向節(jié)架座上的增加斜面改進(jìn)了轉(zhuǎn)向節(jié)從鎖緊的旋轉(zhuǎn)。
背景技術(shù):
軌道車廂耦合器鎖通常具有三個(gè)位置鎖定、解鎖和鎖緊。鎖緊位置允許在軌道車 廂被牽拉分開時(shí)釋放耦合器。耦合器組合件有時(shí)并不在鎖緊中適當(dāng)?shù)夭僮?,其中耦合器?轉(zhuǎn)向節(jié)堵住鎖,從而阻止適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向節(jié)旋轉(zhuǎn)。在一些情況下,在鎖緊中發(fā)生轉(zhuǎn)向節(jié)與鎖過(guò)盈 配合。這要求用戶提起解耦杠桿且將其固持在其升到最高的位置以促進(jìn)解耦,而不是提起 把手以將鎖定位于鎖緊中且保留在所述位置以便操作者可放開解耦杠桿。在車廂正在耦合 或解耦的同時(shí)將解耦杠桿固持在升高位置以確保耦合器解鎖可能在安全性方面引起問(wèn)題 且并不推薦。當(dāng)解決轉(zhuǎn)向節(jié)與鎖之間的鎖緊堵塞問(wèn)題時(shí),解決問(wèn)題的傳統(tǒng)重點(diǎn)在于鎖及其 與投擲器的界面。在重點(diǎn)僅在于先前專利中的組件的情況下選擇可為有限的,所述專利例如第 2,350,470 號(hào)、第 2,709,007 號(hào)、第 3,850,312 號(hào)、第 4,084,705 號(hào)和第 4,363,414 號(hào)美國(guó)專 利,其全部以全文引用方式并入本文。當(dāng)重點(diǎn)僅在于系統(tǒng)的配合部分時(shí)選擇也是有限的。其它缺點(diǎn)可能還包含無(wú)法在非常準(zhǔn)確的水平(+/-0. 001 “)下完全測(cè)量(掃描) 每一組件(理論上或根據(jù)實(shí)際制造零件)的所有表面以創(chuàng)建每一零件的非常準(zhǔn)確的CAD模 型(+/-0. 001 “),且隨后創(chuàng)建系統(tǒng)的工作CAD組合件。此外,設(shè)計(jì)者可能無(wú)法使用所述模 型來(lái)調(diào)查問(wèn)題且建模并接著模擬提出的設(shè)計(jì)改變以優(yōu)化模型。在過(guò)去,估計(jì)具有設(shè)計(jì)工程 化能力的公司不關(guān)注、無(wú)法保證時(shí)間、投入工程化資源和/或?qū)⒄{(diào)查問(wèn)題所必要的金錢花 費(fèi)于識(shí)別問(wèn)題所必要的細(xì)節(jié),且隨后設(shè)計(jì)對(duì)這些問(wèn)題的解決方法。當(dāng)今計(jì)算機(jī)軟件和硬件 現(xiàn)在是可用的(以可達(dá)到的成本)且提供必要的工具以使得此項(xiàng)領(lǐng)域中的專家可使用這些 工具來(lái)解決迄今尚未解決的這些問(wèn)題。需要在不顯著區(qū)別于已被接受的耦合器組合件的情況下改進(jìn)轉(zhuǎn)向節(jié)旋轉(zhuǎn)以消除 在鎖緊中時(shí)的堵塞。
發(fā)明內(nèi)容
在第一實(shí)施例中,提供一種用于鐵路耦合器的改進(jìn)的鎖,包括提供轉(zhuǎn)向節(jié)架座上 的增加斜面。在第二實(shí)施例中,提供一種用于鐵路耦合器的改進(jìn)的鎖,包括提供所述鎖的轉(zhuǎn)向節(jié)架座上的增加半徑。在第三實(shí)施例中,提供一種用于鐵路耦合器的改進(jìn)的鎖,包括提供引起減小用以 打開轉(zhuǎn)向節(jié)的力或者減少或消除轉(zhuǎn)向節(jié)堵塞的發(fā)生的至少一個(gè)修改。
可參考以下圖式和描述更好地理解系統(tǒng)。圖中的組件不一定按比例繪制,而是重 點(diǎn)在于說(shuō)明本發(fā)明的原理。而且,在圖中,相同參考標(biāo)號(hào)在全部不同視圖中指定對(duì)應(yīng)的部
分。
圖1是分解的鐵路耦合器的透視圖。
圖2是圖1的耦合器在經(jīng)組裝配置中的透視圖。
圖3a是圖1的耦合器在鎖定位置中的橫截面圖。
圖北是圖1的耦合器在鎖緊位置中的橫截面圖。
圖3c是圖1的耦合器在鎖緊位置中的特寫橫截面圖。
圖3d是圖1的耦合器在鎖緊位置中的特寫橫截面圖。
圖3e是圖1的耦合器在解鎖位置中的橫截面圖。
圖4是現(xiàn)有技術(shù)鎖的側(cè)視圖。截面A-A展示所述鎖的斜面。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的鎖的側(cè)視圖。截面B-B展示所述鎖的斜面。
圖6是圖4的現(xiàn)有技術(shù)鎖的透視圖。
圖7是圖5的鎖的透視圖。
圖8是鎖與轉(zhuǎn)向節(jié)之間的界面的視圖。
圖9是鎖與轉(zhuǎn)向節(jié)之間的界面的替代視圖。
圖10是圖8和9中的畫圈區(qū)域的示意圖。
圖11是詳細(xì)描述由于本發(fā)明而使轉(zhuǎn)向節(jié)中打開所需的力減小的等式。
圖12是包含可變半徑圓角的鎖的透視圖。
圖13是鎖與轉(zhuǎn)向節(jié)之間的界面的替代視圖。
具體實(shí)施例方式圖1展示經(jīng)分解的耦合器10,以便將本發(fā)明置于上下文中。圖2展示處于經(jīng)組裝 配置中的同一耦合器10。展示主體12、轉(zhuǎn)向節(jié)14、鎖16、投擲器18、樞軸銷20和鎖提起組 合件22。圖3a到!Be為了參考而說(shuō)明處于“鎖定”、“鎖緊”或“解鎖”配置中的鎖16。在圖 3e中,鎖16處于解鎖配置中。在圖北、3c和3d中,鎖16處于鎖緊位置中,且在圖3a中,鎖 16處于鎖定位置中。當(dāng)兩輛貨運(yùn)車廂耦合在一起時(shí),不可能將轉(zhuǎn)向節(jié)14投擲到打開位置。鎖緊功能允 許鐵路員工使用從車的側(cè)面延伸到耦合器10的解耦杠桿(未圖示)來(lái)升高鎖16而無(wú)需將 轉(zhuǎn)向節(jié)14投擲到打開位置。一旦鎖16已被置于鎖緊位置中,則可能將貨運(yùn)車廂中的一者 牽拉遠(yuǎn)離另一者且使轉(zhuǎn)向節(jié)14旋轉(zhuǎn)到貨運(yùn)車廂正在分離的打開位置而無(wú)需鐵路員工的干 預(yù)。然而,如果鎖16未適當(dāng)?shù)嘏c轉(zhuǎn)向節(jié)尾部M介接,那么轉(zhuǎn)向節(jié)14向打開位置的旋轉(zhuǎn)可 能不會(huì)發(fā)生,且鎖緊功能的優(yōu)點(diǎn)未實(shí)現(xiàn)。對(duì)與轉(zhuǎn)向節(jié)尾部M介接的鎖表面和/或型面和/ 或輪廓的改進(jìn)經(jīng)設(shè)計(jì)以確保鎖緊功能的改進(jìn)操作。
當(dāng)鎖16被升高到鎖緊位置時(shí),重要的是鎖16與轉(zhuǎn)向節(jié)尾部M之間的接觸區(qū)域允 許當(dāng)在轉(zhuǎn)向節(jié)14的牽拉面沈處施加牽拉時(shí)轉(zhuǎn)向節(jié)尾部M在鎖16表面下方旋轉(zhuǎn)。如果鎖 16與轉(zhuǎn)向節(jié)尾部對(duì)之間的接觸區(qū)域使得接觸力的垂直分量稍微升高鎖16而使得其無(wú)法克 服抵抗轉(zhuǎn)向節(jié)14旋轉(zhuǎn)的水平力,那么當(dāng)在轉(zhuǎn)向節(jié)14的牽拉面沈處施加牽拉力時(shí)轉(zhuǎn)向節(jié)14 將不旋轉(zhuǎn)到打開位置。如圖5和7所示在轉(zhuǎn)向節(jié)架座34上添加斜面觀確保這些力避免剛 才提到的狀況且允許改進(jìn)的鎖緊操作。圖4和6展示現(xiàn)有技術(shù)鎖以用于比較。本發(fā)明考慮整個(gè)耦合器系統(tǒng)而不是僅僅鎖16和投擲器18。通過(guò)使用計(jì)算機(jī)輔助 設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù),對(duì)每一零件進(jìn)行建模且作為完整系統(tǒng)來(lái)檢查其操作。先前,可能已對(duì)交互 作用建立原型,且接著對(duì)每一變量的所有不同排列和不同組合建立原型。這使得對(duì)兩個(gè)以 上特征相對(duì)于彼此的分析極為費(fèi)力、耗時(shí)且完成起來(lái)較昂貴。另外,如果解決方案依賴于可 裝卸零件中的一者,那么當(dāng)零件從主體移除時(shí),固定裝置也移除。配合鎖緊功能的特定應(yīng)用而進(jìn)行包含各家制造商的耦合器的物理互換測(cè)試。在鎖 緊功能未適當(dāng)工作或勉強(qiáng)成功工作的那些例子中進(jìn)行觀察。發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)逆i緊操作中的關(guān)鍵 因素是鎖16與轉(zhuǎn)向節(jié)尾部M之間的接觸區(qū)域32。(圖8和9)。參見(jiàn)圖5和7,本發(fā)明通過(guò)在鎖16的轉(zhuǎn)向節(jié)架座34上添加斜面28而改進(jìn)轉(zhuǎn)向節(jié) 14從鎖緊的旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地,轉(zhuǎn)向節(jié)架座斜面觀的長(zhǎng)度增加高達(dá)約3. 5",但在從2. 5"到 3.5"的范圍中的任一點(diǎn)都是可接受的。圖4中的現(xiàn)有技術(shù)鎖16與利用本發(fā)明的斜面觀的鎖16的比較說(shuō)明了在斜面觀 長(zhǎng)度增加之后鎖面上的角度的差異。此改變減小了打開轉(zhuǎn)向節(jié)14所必需的力。與圖6中 的現(xiàn)有技術(shù)鎖16相比,還在圖7中以三維方式說(shuō)明增加的斜面觀。圖8和9中展示轉(zhuǎn)向節(jié) 14與鎖界面。圖10是展示圖8和9的畫圈區(qū)域的示意圖。圖10說(shuō)明接觸力“W”的垂直分量和 抵抗轉(zhuǎn)向節(jié)14旋轉(zhuǎn)的水平力“F2”。圖13從不同的角度說(shuō)明圖10中的力且包含在轉(zhuǎn)向節(jié) 14的牽拉面上的牽拉力或牽引力“F1”。圖11所示的等式說(shuō)明由于增加的斜面觀引起的 打開轉(zhuǎn)向節(jié)14所需的力減小。如果角度θ為0°,那么存在鎖16與轉(zhuǎn)向節(jié)14之間的過(guò)量 重疊的等效且需要無(wú)限的力,或可導(dǎo)致轉(zhuǎn)向節(jié)堵塞。如果角度θ為90°,那么在鎖16與轉(zhuǎn) 向節(jié)14之間存在無(wú)過(guò)量重疊的等效且轉(zhuǎn)向節(jié)14需要極小或不需要力來(lái)打開。在圖12中說(shuō)明的本發(fā)明的替代實(shí)施例中,在轉(zhuǎn)向節(jié)架座34上包含可變半徑圓角 40而不是增加斜面觀來(lái)實(shí)現(xiàn)相同效果。圖中說(shuō)明的可變半徑圓角在鎖16的轉(zhuǎn)向節(jié)面36 附近約.9"的半徑處開始,遠(yuǎn)離鎖的轉(zhuǎn)向節(jié)面36逐漸縮小成約.35"的半徑,且隨后在圓 角的最遠(yuǎn)離鎖16的轉(zhuǎn)向節(jié)面36的末端處逐漸縮小成約.1"的半徑。然而,其它半徑是可 能的。應(yīng)注意,在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做出各種各樣的改 變。可向指定區(qū)域添加更多或更少的材料。只要材料不引起對(duì)耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)或任何其它耦 合器組件的旋轉(zhuǎn)的進(jìn)一步干擾,所述區(qū)域也可變化。也可使用不同的型面和或形狀和或斜 面-型面-形狀的組合來(lái)代替復(fù)合斜面。因此既定將上述詳細(xì)描述視為說(shuō)明性而不是限制性的,且應(yīng)了解,既定是包含所 有均等物的所附權(quán)利要求書來(lái)界定本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于鐵路耦合器的改進(jìn)型鎖,所述改進(jìn)包括轉(zhuǎn)向節(jié)架座上的增加斜面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型鎖,其中所述轉(zhuǎn)向節(jié)架座的長(zhǎng)度增加至少約2.5"。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型鎖,其中所述轉(zhuǎn)向節(jié)架座斜面的長(zhǎng)度增加高達(dá)約 3 · 5 ο
4.一種用于鐵路耦合器的改進(jìn)型鎖,所述鎖包括所述鎖的轉(zhuǎn)向節(jié)架座上的增加半徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改進(jìn)型鎖,其中所述增加半徑在所述鎖的轉(zhuǎn)向節(jié)面附近從 約.9"的半徑逐漸縮小,遠(yuǎn)離所述鎖的所述轉(zhuǎn)向節(jié)面逐漸縮小成約.35"的半徑,且接著 在圓角的最遠(yuǎn)離所述鎖的轉(zhuǎn)向節(jié)面的末端處逐漸縮小成約.1"的半徑。
6.一種用于鐵路耦合器的改進(jìn)型鎖,所述鎖包括引起減小用以打開轉(zhuǎn)向節(jié)的力或者減 少或消除轉(zhuǎn)向節(jié)堵塞的發(fā)生的至少一個(gè)修改。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于鐵路耦合器(10)的改進(jìn)型鎖(16),所述改進(jìn)包括轉(zhuǎn)向節(jié)架座(34)上的增加斜面(28)。
文檔編號(hào)B61G3/06GK102083673SQ200980123771
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月22日
發(fā)明者埃里克·W·拉森, 托馬斯·A·馬切塞, 杰里·R·斯梅雷茨基 申請(qǐng)人:貝德洛工業(yè)公司