專利名稱：輕質(zhì)牽引臂的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明總體上涉及鐵路機(jī)車的改進(jìn)牽引臂。特別是，不受所示出和描述的特殊用途的限制，本發(fā)明涉及較輕質(zhì)牽引臂。
相關(guān)技術(shù)描述有軌車牽引臂是一種位于中心梁和有軌車聯(lián)接器之間的盒狀件。牽引臂位于中心梁的每一端，作為下部機(jī)身的一部分，沿著有軌車體的長(zhǎng)度延伸；因此每一輛有軌車都采用兩個(gè)牽引臂。牽引臂和中心梁一樣焊接在有軌車體的下部機(jī)身上。牽引臂起到將中心梁與有軌車聯(lián)接器聯(lián)接起來(lái)和將牽引與緩沖(縱向)負(fù)荷通過(guò)此節(jié)有軌車傳送到下一節(jié)有軌車的多重作用。此外，牽引臂提供有軌車體與轉(zhuǎn)向架之間的聯(lián)接，這種方式在有軌車的兩端支持了有軌車體。
在中心梁的每一端，牽引臂的內(nèi)側(cè)端安裝焊接在中心梁上。牽引臂的外側(cè)端具有一個(gè)澆鑄成一體的撞錘或安裝焊接在牽引臂上的分離撞錘組件。組合聯(lián)接器及其軛鐵安置在牽引臂的外側(cè)端，通過(guò)撞錘形成的開(kāi)口。組合聯(lián)接器與軛鐵由牽引鍵固定在牽引臂上，牽引鍵延伸通過(guò)一對(duì)對(duì)齊的牽引鍵槽、撞錘的鍵孔和聯(lián)接器與軛鐵中的配合孔。
除了傳統(tǒng)上位于牽引臂的各側(cè)壁的一對(duì)對(duì)齊的牽引臂鍵槽，牽引臂也包括在牽引臂內(nèi)的前端和后端的牽引突出部，中央板，一個(gè)為容納從鐵路機(jī)車轉(zhuǎn)向架向外延伸的中樞銷或螺栓的中空中樞銷孔。中央板在轉(zhuǎn)向架承梁上為中央轉(zhuǎn)筒提供聯(lián)接。
常規(guī)上，牽引臂由鑄鋼制造。牽引臂因此占據(jù)了鐵路機(jī)車總重量的相當(dāng)大一部分。由于保證安全和軌道條件在運(yùn)輸貨物時(shí)有重量上的限制，那些放置在有軌車內(nèi)或車上的貨物的數(shù)量受到有軌車體，轉(zhuǎn)向架和其它有軌車部件的影響。由此，鐵路機(jī)車的減重，包括牽引臂的減重，將會(huì)導(dǎo)致鐵路線業(yè)主貨物總?cè)萘康脑黾?。故降低牽引臂重量而不削減強(qiáng)度具有很強(qiáng)的可取性。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目的是通過(guò)降低牽引臂的整體重量來(lái)降低鐵路機(jī)車的重量。此發(fā)明的另一個(gè)目的是在不降低強(qiáng)度的前提下降低牽引臂的重量。
簡(jiǎn)言之，本發(fā)明涉及的是通過(guò)在中央板的中樞銷孔周圍和中樞鞘柱上去掉金屬，同時(shí)在中央板上的中樞銷孔的內(nèi)側(cè)和外側(cè)設(shè)置支撐件而減輕牽引臂。支撐件和中央板組成一體并從中央板向位于牽引臂的上表面和下表面之間的近似中點(diǎn)延伸。在中樞銷孔的內(nèi)側(cè)和外側(cè)設(shè)置支撐件更好地處理來(lái)自有軌車體承梁的橫向負(fù)荷，要比傳統(tǒng)的牽引臂更有效。由此，所形成的牽引臂結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)的牽引臂更輕，更好地承受來(lái)自有軌車體的負(fù)荷。
本發(fā)明的全部目的、方面和優(yōu)點(diǎn)只有在全面閱讀此詳細(xì)說(shuō)明和透徹理解發(fā)明后才能被理解。因此，為完成此詳細(xì)說(shuō)明，關(guān)于發(fā)明的詳細(xì)描述和優(yōu)選的實(shí)施例在附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明之后給出。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例將針對(duì)附圖進(jìn)行描述。附圖中，以下各圖具有下述特點(diǎn)

圖1是本發(fā)明的牽引臂的平面2是圖1中牽引臂的側(cè)視3是圖1中牽引臂的端視4是圖1中牽引臂沿4-4線的局部剖視圖在附圖中，各圖中的相同結(jié)構(gòu)使用了相同的標(biāo)號(hào)。
優(yōu)選實(shí)施例的描述參考圖1，其示出了本發(fā)明的牽引梁或者牽引臂20的平面圖。圖2說(shuō)明了牽引臂20的側(cè)視圖。參考圖1和圖2，牽引臂20是澆鑄的且通常是由高強(qiáng)度B級(jí)鋼制造。牽引臂20絕大部分是中空的細(xì)長(zhǎng)的長(zhǎng)方體，通常包括一個(gè)垂直開(kāi)口內(nèi)側(cè)端22和垂直開(kāi)口外側(cè)端24，一對(duì)相對(duì)的豎直側(cè)面26和28，水平上表面30和局部開(kāi)口的水平下表面32。每一側(cè)面26和28沿著下表面32終止于向外延伸的下部凸緣34，凸緣34上限定了許多安裝孔60。
沿著下表面靠近內(nèi)側(cè)端22的是一個(gè)中央板36，它形成具有中樞銷孔38的中樞銷柱76。中央板36可與有軌車轉(zhuǎn)向架承梁上的中央滾筒相配合，而中樞銷孔38的大小和形狀制成用來(lái)容納中樞銷(未示出)，中樞銷從有軌車轉(zhuǎn)向架伸出，由此可旋轉(zhuǎn)地將牽引臂20與有軌車轉(zhuǎn)向架承梁連接。內(nèi)側(cè)端22配合在中心粱內(nèi)并焊接在其上(未示出)，外側(cè)端24或者配合并焊接在撞錘組件上(未示出)或與撞錘40鑄造成一體。在底層32上外側(cè)端24處上安置了一個(gè)鑄造的一體彈簧架41，用來(lái)容納聯(lián)接器托架組件(未示出)。運(yùn)轉(zhuǎn)中，由于安裝并焊接在鐵路機(jī)車的下部機(jī)身上，牽引臂20位于中心梁和撞錘之間并通過(guò)中樞銷孔38連接到有軌車轉(zhuǎn)向架上。
與傳統(tǒng)的形式一樣，牽引臂20的下表面32是開(kāi)口的，在牽引空槽區(qū)54中無(wú)金屬層，以安置牽引齒輪(未示出)。此外，通過(guò)下表面32的開(kāi)口56位于前牽引突出部58與后牽引突出部46之間以安置軛鐵(未示出)。如同傳統(tǒng)牽引臂，底層的其余部分仍用金屬層密閉。
前牽引突出部58幫助吸收有軌車的緩沖負(fù)荷。前牽引突出部58與側(cè)壁26和28形成一體并從側(cè)壁26和28的內(nèi)表面向外伸出。前牽引突出部58形成一個(gè)支撐面，此面能在運(yùn)轉(zhuǎn)中提供一個(gè)阻止?fàn)恳X輪縱向運(yùn)動(dòng)的壁(未示出)。牽引突出部58從側(cè)壁26和28彼此相對(duì)并且在突出部58之間留出一個(gè)縫隙或開(kāi)口，以用來(lái)安裝牽引齒輪。
后牽引突出部46與牽引臂20鑄成一體并且從側(cè)壁26和28的內(nèi)表面突出出來(lái)，同時(shí)沿著底表面遠(yuǎn)離側(cè)壁26和28的內(nèi)表面而向牽引臂20的縱軸橫向延伸。后牽引突出部46形成了一個(gè)支撐面，在運(yùn)轉(zhuǎn)中能阻止軛鐵的縱向運(yùn)動(dòng)。后牽引突出部46從側(cè)壁26和28彼此相對(duì)并且在突出部之間留出一個(gè)縫隙或開(kāi)口，以用來(lái)安裝軛鐵。
牽引臂20的外側(cè)端24包括了撞錘區(qū)42。撞錘區(qū)42可包括一個(gè)鑄成的撞錘40或一個(gè)安裝并焊接在牽引臂20上的撞錘組件。當(dāng)有軌車經(jīng)受嚴(yán)重的緩沖負(fù)荷時(shí)，即，牽引齒輪接觸到底或走完全部行程時(shí)，撞錘40緩沖來(lái)自聯(lián)接器頭(未示出)的撞擊。參考圖3，撞錘40的外側(cè)端開(kāi)口以容納聯(lián)接器組件。側(cè)壁26和28的下端部通過(guò)用作聯(lián)接器托架的一體的彈簧架聯(lián)接，因此用來(lái)支撐聯(lián)接器組件。撞錘40的外側(cè)端上是一個(gè)與側(cè)壁26和28及撞錘40的水平頂壁72連成一體的撞錘面70。撞錘面70用作在經(jīng)受嚴(yán)重緩沖負(fù)荷過(guò)程中撞錘40與聯(lián)接器接觸時(shí)的一個(gè)支撐面。
正如在圖2中所說(shuō)明的，中央板36沿著下表面32與牽引臂20是一體的并且從水平下表面32向外突出，末端形成與水平下表面32構(gòu)成平行關(guān)系的中央板表面94。注意到在與此發(fā)明的思想和范圍相一致的情況下，中央板36可以是焊在牽引臂20的下表面32的獨(dú)立平板。
參考圖4，優(yōu)選的實(shí)施例中，材料中大部分從中央板36中，中樞銷柱76及中樞銷孔38周圍去掉。從結(jié)構(gòu)上考慮，支撐件48和50定位在中樞銷孔38的內(nèi)側(cè)和外側(cè)。支撐件48和50與牽引臂20的底表面32和側(cè)壁26及28鑄成一體。如圖1所示，一體的支撐件48和50垂直地從側(cè)壁26和28橫向向外延伸。再參照?qǐng)D4，支撐件48和50從下表面32和中央板36向外延伸進(jìn)入牽引臂20內(nèi)，達(dá)到上表面30與下表面32之間的近似中點(diǎn)處。支撐件48和50被設(shè)計(jì)成厚度及強(qiáng)度均足以承受來(lái)自有軌車體的置于中央板36的橫向負(fù)荷，并且仍盡可能在結(jié)構(gòu)上保持輕質(zhì)。此外，支撐件48和50不僅為牽引臂20提供在側(cè)壁26和28之間的橫向支撐，也給中樞銷柱76及附帶的中樞銷孔38以縱向支撐。優(yōu)選的是，支撐件48和50的厚度為1和1／4英寸。
參考圖1，2和4，中央板36呈圓狀并且包括設(shè)于中央的限定垂直中樞銷孔38的內(nèi)中樞銷柱76。中樞銷柱76連接到包括多個(gè)橫向延伸、縱向取向的肋80、82、84、86的連接板78上，這些肋為中樞銷柱提供足夠的縱向和橫向支撐，而且同時(shí)降低圍繞中央板的牽引臂的重量。在肋的一端，每一個(gè)肋與中樞銷柱76連成一整體。在相對(duì)的另一端，肋80和84與側(cè)壁26和28連成一整體，肋82和86與支撐件48和50連成一整體。每個(gè)肋之間是由肋、中樞銷柱76及中央板內(nèi)壁85形成的凹部83。
參考圖2和4，中樞銷孔38包括設(shè)于中樞銷柱76中央的上圓柱段88。中樞銷孔76的上圓柱段88延伸并終止在由牽引臂20的下表面32所形成的同一個(gè)平面上。中樞銷孔38進(jìn)一步包括一個(gè)與上圓柱段88同軸設(shè)置并且直徑稍小一些的中圓柱段90。中樞銷孔38更進(jìn)一步包括一個(gè)與中圓柱段90同軸設(shè)置并且直徑稍大一些的下圓柱段92。中樞銷孔38的下圓柱段92延伸到中央板表面94。
很明顯，從傳統(tǒng)牽引臂的中央板上削減材料降低了牽引臂的重量而支撐件48和50保持著牽引臂的強(qiáng)度。降低牽引臂重量而保持恒定的牽引臂強(qiáng)度能夠增加鐵路機(jī)車載重量。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例能使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員利用本發(fā)明。在本發(fā)明范圍內(nèi)的優(yōu)選實(shí)施例的變形都是可行的。例如，為了更進(jìn)一步降低牽引臂的重量，牽引臂20的水平上表面30可以在中央板上和牽引臂的其他部位上開(kāi)口。因此，為了具體指出并明確要求保護(hù)本發(fā)明的主題，用如下的權(quán)利要求書(shū)作為說(shuō)明書(shū)的結(jié)尾。
權(quán)利要求
1．一種相對(duì)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的鑄造牽引臂，設(shè)置在中心梁和撞錘之間并與它們縱向?qū)R，用于鐵路機(jī)車，包括一對(duì)終止于一對(duì)向外延伸的下部凸緣的豎直側(cè)壁，水平上表面和部分開(kāi)口的水平下表面，水平上表面和水平下表面均垂直于由一對(duì)豎直側(cè)壁所形成的平面，限定中樞銷柱并形成位于水平下表面上的中樞銷孔的中央板，和至少一個(gè)與中央板和所述一對(duì)側(cè)壁形成一體的支撐件，所述支撐件橫過(guò)所述一對(duì)豎直側(cè)壁，伸向水平上表面和水平下表面之間的近似中點(diǎn)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造牽引臂，其特征在于，中樞銷柱從中央板延伸進(jìn)入牽引臂并終止于由水平下表面所形成的平面。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造牽引臂，其特征在于，所述至少一個(gè)支撐件是配置在中央板相對(duì)兩側(cè)上的一對(duì)橫向延伸的支撐件。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造牽引臂，其特征在于，進(jìn)一步包括與中樞銷柱和中央板形成一體的多個(gè)肋。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的鑄造牽引臂，其特征在于，所述多個(gè)肋和中樞銷柱圍繞中樞銷柱在中央板上形成多個(gè)凹部。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造牽引臂，其特征在于，中樞銷孔包括限定直徑的上圓柱段和一個(gè)與上圓柱段同軸并且比其直徑小的中圓柱段。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造牽引臂，其特征在于，中樞銷孔限定了一個(gè)與中圓柱段同軸并且比其直徑大的下圓柱段。
8．一種相對(duì)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的鑄造牽引臂，設(shè)置在中心梁和撞錘之間并與它們縱向?qū)R，用于鐵路機(jī)車，包括一對(duì)終止于一對(duì)向外延伸的下部凸緣的豎直側(cè)壁，部分開(kāi)口的水平上表面和部分開(kāi)口的水平下表面，部分開(kāi)口的水平上表面和部分開(kāi)口的水平下表面均垂直于所述一對(duì)豎直側(cè)壁，配置在水平下表面的中央板，中央板限定了中央板內(nèi)壁、多個(gè)肋、中樞銷柱和中樞銷孔，所述多個(gè)肋、中央板的內(nèi)壁和中樞銷柱形成多個(gè)凹部，和一對(duì)與中央板和部分開(kāi)口的水平下表面形成一體的支撐件，所述一對(duì)支撐件橫越所述一對(duì)豎直側(cè)壁而配置在中央板相對(duì)側(cè)，所述一對(duì)支撐件從中央板向部分開(kāi)口的水平上表面和部分開(kāi)口的水平下表面之間的近似中點(diǎn)延伸。
9．根據(jù)權(quán)利要求8所述的鑄造牽引臂，其特征在于，中樞銷柱從中央板向牽引臂延伸并終止于由水平下表面所形成的平面。
10．根據(jù)權(quán)利要求8所述的鑄造牽引臂，其特征在于，中樞銷孔包括限制直徑的上圓柱段和一個(gè)與上圓柱段同軸并且比其直徑小的中圓柱段。
11．根據(jù)權(quán)利要求8所述的鑄造牽引臂，其特征在于，中樞銷孔限定了與中圓柱段同軸并且比其直徑大的下圓柱段。
12．一種相對(duì)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的鑄造牽引臂，設(shè)置在中心梁和撞錘之間并與它們縱向?qū)R，用于鐵路機(jī)車，包括一對(duì)終止于一對(duì)向外延伸的下部凸緣的豎直側(cè)壁，水平上表面和部分開(kāi)口的水平下表面，水平上表面和部分開(kāi)口的水平下表面均垂直于所述一對(duì)豎直側(cè)壁，位于水平下表面的中央板，中央板限定了中央板內(nèi)壁、多個(gè)肋、中樞銷柱及中樞銷孔，所述多個(gè)肋、中央板的內(nèi)壁和中樞銷柱形成多個(gè)凹部，中樞銷柱從中央板向外延伸并終止于由部分開(kāi)口的水平下表面所形成的平面，和一對(duì)與中央板和部分開(kāi)口的水平下表面形成一體的支撐件，所述一對(duì)支撐件橫越所述一對(duì)豎直側(cè)壁而配置在中央板相對(duì)側(cè)，所述一對(duì)支撐件從中央板向水平上表面和部分開(kāi)口的水平下表面之間的近似中點(diǎn)延伸。
13．根據(jù)權(quán)利要求12所述的鑄造牽引臂，其特征在于，中樞銷孔包括限定直徑的上圓柱段和一個(gè)與上圓柱段同軸并且比其直徑小的中圓柱段。
14．根據(jù)權(quán)利要求12所述的鑄造牽引臂，其特征在于，中樞銷孔限定了與中圓柱段同軸并且比其直徑大的下圓柱段。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可用于鐵路機(jī)車上的輕質(zhì)牽引臂。牽引臂包括去掉了大量材料的中央板和橫過(guò)側(cè)壁的在中央板內(nèi)側(cè)及外側(cè)的橫向支撐件。去掉中央板周圍材料及采用橫向支撐件,使得牽引臂的整體重量降低而強(qiáng)度仍保持不變。除了圍繞中央板進(jìn)行的改進(jìn)以外,牽引臂仍是常規(guī)型的。
文檔編號(hào)B61G9/22GK1293628SQ99804002
公開(kāi)日2001年5月2日 申請(qǐng)日期1999年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月18日
發(fā)明者約翰·R·唐斯, 托德·W·斯特克 申請(qǐng)人:巴克伊鑄鋼公司