軌道車輛承梁楔的非金屬嵌件的製作方法

2023-05-08 02:42:26 1

專利名稱：軌道車輛承梁楔的非金屬嵌件的製作方法
技術領域：
本發明涉及軌道車輛轉向架，其具有一對橫向間隔開的側架，所述側架承載一對間隔開的輪組，其中每個側架具有位於輪組之間的開口，用於接納橫向延伸的承梁的一個端部。承梁的端部由安裝在側架開口中的彈簧組來支撐。更具體地，本發明涉及對於安裝在側架開口中用來抑制承梁和側架之間相對運動的楔設備的改進，從而維持轉向架的方形形狀和減少振蕩。
背景技術：
在其類型為本發明所涉及的軌道車輛承梁組件中，已知的是將容納在位於承梁相對側上成對的承梁承窩內的摩擦楔提供為鄰近其端部。摩擦楔優選地成對地提供，其被將它們相對於軌道車輛承梁的承窩內的一個斜面和一個在側架開口的一端處限定出側架柱的摩擦面進行推壓的彈簧向上地偏置。
在其類型為可特別應用本發明的軌道車輛承梁組件中，承梁承窩具有傾斜的背面並使用支承在斜面上的耐磨嵌件。該耐磨嵌件是一個分離的部件，其與一對拼合楔相應地傾斜的表面相接觸。已知給傾斜的承窩表面提供橫向延伸的錐部或斜面以使得施加在楔上的偏置力使得其靠在承梁承窩的側壁表面上。楔在承窩內的動作從而產生了共同地相對於承窩的斜面、側架開口的側緣以及相對於承窩側壁的偏置力，這樣就產生了將轉向架保持為方形形狀的阻尼力，從而抵消轉向架的振蕩和減少車輪磨損。
1981年1月13日出版的美國專利No.4,244,298和1999年8月31日出版的美國專利No.5,943,961構成了現有技術，本發明相對它們而言是一種改進。在這兩項專利中，楔被示出為被劈分為兩個並排且彼此間隔開的部件。根據這兩項專利，這兩個楔被偏置為與承窩相應地傾斜的區段全面地接合。在這兩項專利中，每個楔區段的一側還被偏置為與承梁承窩側壁的一個側面面對面地接合。
在美國專利No.4,244,298中，承窩的斜面與承梁整體地形成。實際上，這通過將鍛制嵌件焊接入具有所需形狀的承窩、通過將承窩澆鑄為具有相應形狀或者通過藉助於焊接來構造承窩而實現。在`961專利中，通過提供一個具有所需形狀的可移除嵌件就避免了所需焊接操作的問題和費用，所述嵌件支撐在承窩內而無需將其焊接就位。
在使用中，在增大楔將轉向架保持為方形形狀的能力時，相對於承窩側面保持楔側面的力就導致了相應承窩側壁的磨損。最終，在轉向架的正常使用期間，這種磨損將高達1/8``至3/16``或者更大，這就需要重建承梁承窩。
重建已磨損的承窩是最多是困難且耗時的操作。所採用的一種方法是通過焊接來用熔融材料構建承窩，然後將通過焊接增加的材料磨光至原始承窩尺寸。一種替代的方法是將一個小的焊接片焊接到承窩的側壁表面上。然而，通過上述任一方法構建承窩都是困難的事情，因為承窩的內部相對而言不能進入，其對於通常的運輸車輛承梁而言僅為5-3/4``至約7-1/2``寬。

發明內容
根據本發明，通過在楔上與承梁承窩側壁相接觸的側面上提供非金屬嵌件就解決了上述問題。非金屬嵌件優選地為聚合物材料，其避免了承梁承窩上的磨損，因為這裡不存在著金屬-金屬接觸，僅有聚合物嵌件與承窩側壁的接觸。本發明的非金屬嵌件每個都可分離地緊固至一對楔中每個的一個側壁，並且能在定期檢查轉向架時根據需要容易地更換。通過使用這種嵌件，可以合理地預期，承梁承窩將維持到軌道車輛的壽命。
這種嵌件的使用實現了明顯降低維護成本和延長轉向架部件壽命的目標，同時促進了轉向架的方形形狀並且從而減少了車輪磨損。
從以下結合附圖對於優選實施例的詳細描述中，本發明的前述和其它目標和優點將會很明顯。


圖1是結合有本發明原理的一個優選形式的拼合楔組件的分解透視圖；和圖2是局部剖面的片斷側視圖，示出了拼合楔組件就位時的一段轉向架側架和承梁承窩。
具體實施例方式
圖1示出了一種現有技術中的楔組件，其為美國專利No.5,943,961所示類型，其被修改為包括了本發明的教導。如圖1所示，楔組件優選地包括一對拼合楔10和12，每個楔具有面朝上的負荷承載斜面14。拼合楔在圖1中可以看出為由嵌件16的腹板15所分隔，所述腹板安裝在圖2所示承梁22中的一對承窩22a之一內。如本申請的圖1所示，嵌件16具有一對分別用附圖標記18和20標記的斜面以及靠在承窩22a的傾斜後壁上的面朝上的斜面21。斜面18和20還朝著嵌件的側緣遠離定位在中心的腹板15地朝著承窩的側緣向外傾斜並向內延伸入承窩後面的空間。在所示的組件中，嵌件16完全與承窩22a分離，但是其上表面21將與承窩的傾斜後壁面對面地相接觸。在其它組件中，例如，在`298專利中的承窩的組件中，楔可直接靠在承窩的傾斜後壁上或者靠在一個焊接至(或者用其它方法附接至)後壁的嵌件上。從圖1中能看出，嵌件16遠離其中心部朝著其側緣傾斜。
圖2是朝著轉向架側架26看的視圖，並且承梁22的端部以剖面的形式示出。承梁22橫向於一對側架地延伸，並且每個端部橫向地延伸穿過側架開口24。圖2中僅示出了一個這樣的側架、側架開口和一部分承梁。承梁的每個端部具有一對承窩22a，所述承窩面朝著側架開口24的相對側。
進一步參照圖2，每個側架26還包括間隔開的側架柱28，圖中僅示出了其中之一。每個柱28具有摩擦面30，該摩擦面30面對承梁承窩22a地向內伸入開口24。如上所述，嵌件16具有中心定位的分隔腹板15。拼合楔12在圖2中背離觀察者地以側視圖的形式示出，並且其側面位於腹板15的後面。兩個楔都由比如一個或多個盤簧44之類的偏置裝置所支撐。如圖2所示，一個楔能看出為其相對側靠在承梁承窩22a遠離觀察者的那一側上。如美國專利No.5,943,961中更詳細地說明和圖1中所示，拼合楔相對於嵌件16上相應的表面18和20偏置。拼合楔還相對於承梁22a的側壁向外偏置。
在圖1中，該對墊片34之一示出為定位為安裝在楔12側面中的凹陷36內，可以理解第二個類似形狀的墊片34附接在楔10背離觀察者的側面中形狀類似的凹陷中。墊片34用作與承梁承窩22a的側面相接觸的耐磨元件。墊片34由非金屬材料構成，優選的材料為聚合物，下面將進一步描述。墊片的厚度使得其突出超過楔的側面一個明顯的量並且形成了楔與承梁承窩側壁之間的整個接觸面。在本發明目前視為優選的實施例中，每個楔中的凹陷的深度為約0.25``並且墊片的厚度為0.31``，從而允許墊片的外表面突出超過楔的外表面約0.06``。一旦墊片已經磨損至很可能很快就要出現楔側面的磨損時，準備更換墊片。
為了將墊片緊固在楔中的凹陷內，每個墊片34優選地設有埋頭孔38，該埋頭孔大致中心地定位為與楔側壁中的螺紋孔徑40對準。平頭螺紋緊固件42裝配在孔38內並螺旋入螺紋孔徑40以將墊片附接至楔的側壁。緊固件的頭部應當與楔的表面平齊或者在緊固件被緊固時稍微凹陷。優選地，緊固件由與墊片相同的材料製成。如果使用的是金屬緊固件，則孔38應當足夠地下沉以避免緊固件頭部與承窩側壁在一般磨損狀況下相接觸。墊片還具有與拼合楔10和12中的開口48以及嵌件腹板中的凹陷36相對準的孔46，用來臨時地插入如`961專利所述的安裝期間所使用的閉鎖銷。
在本發明的優選實施例中，墊片由尼龍構成，不過也可以應用其它耐磨聚合物，比如迭爾林(Delrin)、尿烷或UHMW。UHMW表示超高分子量的聚乙烯，優選地具有介於約3百萬至約6百萬的分子量。墊片優選地具有範圍在約700至約900內的硬度，並且最優選地具有約800的硬度。
由這種材料製成的墊片可通過澆鑄或模塑來提供。
在使用中，楔10和12被比如盤簧44之類的偏置裝置向上偏置靠在承窩22a內的斜面18和20、摩擦面30和承窩側壁上，從而為承梁和車體提供支撐並且提供了促進轉向架為方形形狀和降低振蕩的阻尼力。在使用耐磨的非金屬墊片的情況下，基本上消除了承窩側壁的磨損。墊片34非常耐用並且在使用中顯示了極少的磨損，但是如果遇到了顯著的磨損仍然能易於更換。墊片相對廉價、能快速且容易地更換而無需焊接，並且通過定期檢查和必要的更換，可以無限地延長承梁承窩的壽命。
權利要求
1.一種用於運輸車輛轉向架中的楔組件，所述轉向架具有一對橫向間隔開的側架元件，所述側架元件支撐多個間隔開的輪組，每個側架具有位於所述輪組之間的側架開口，用於接納跨過所述側架的運輸車輛承梁的突出端部，每個所述側架開口包括位於承梁突出端部的相對側上的縱向間隔開的相對摩擦面，所述突出的承梁端部具有一對承窩，每個所述承窩面對一個所述摩擦面，所述承窩包括向下且向內傾斜的傾斜背面部分和基本上平狀的豎直定向的側壁，所述傾斜背面部分從中心升高部朝著承窩的側面漸細並且一對楔布置在每個所述承窩內，每個所述楔具有布置在所述承梁承窩內的斜面，所述楔由置於中心升高部的相對側上的斜面間隔開，其中所述斜面與傾斜背面部分的斜面以及豎直表面相接合，並且所述豎直表面與所述縱向延伸的摩擦面之一相接合，每個所述漸細表面與相應傾斜的楔表面相配合以將所述楔偏置為與承窩相應的側壁相接合；以及用於將所述楔在相關的摩擦面和背面部分的斜面之間向上偏置的偏置裝置，其改進包括附接至楔的豎直側壁的聚合物耐磨墊片，每個所述耐磨墊片布置為與所述承窩側壁相接合，並且所述墊片具有一個用作楔和承窩側壁之間唯一耐磨麵的耐磨麵。
2.根據權利要求1的楔組件，還包括用來將耐磨墊片可分離地緊固至楔側面的裝置。
3.根據權利要求2的楔組件，其中耐磨墊片具有介於約700至約900之間的硬度。
4.根據權利要求3的楔組件，其中耐磨墊片由選自於包括尼龍、迭爾林、UHMW和尿烷的組中的聚合物材料構成。
5.根據權利要求4的楔組件，其中耐磨墊片是澆鑄的。
6.根據權利要求1的楔組件，其中耐磨墊片的豎直布置的表面包括大致與墊片形狀相一致的凹陷，所述凹陷接納該墊片，該墊片的厚度大於凹陷的深度，從而墊片表面延伸超出凹陷。
7.根據權利要求6的楔組件，其中墊片表面突出超過凹陷一個約為0.06″的距離。
8.根據權利要求6的楔組件，其中所述凹陷和所述耐磨墊片具有大致三角形的形狀，並且三角形的底邊沿著楔的底面布置。
9.根據權利要求2的楔組件，其中用於將墊片可分離地緊固至楔的裝置包括由與墊片相同的材料製成的緊固件；延伸穿過該墊片的孔徑，所述孔徑為埋頭孔，所述緊固件具有凹陷在孔徑的埋頭孔部分內且與墊片耐磨麵平齊的頭部。
10.一種摩擦楔組件，其包括用於軌道車輛轉向架組件中的拼合摩擦楔，該轉向架組件包括一對側架，每個側架具有中心定位的側架開口；延伸穿過所述側架對的每個所述開口的承梁，該承梁包括定位在側架開口內並面對側架開口側面的承梁承窩，每個所述承窩具有傾斜的後壁部分，所述傾斜的後壁部分遠離中心區域地朝著與承梁承窩側壁相鄰的側緣漸細；一對位於每個所述承窩內的拼合楔，每個楔具有可與所述漸細壁部之一相接合的斜面；用於將所述楔相對於漸細部分向上地且相對於承窩側壁遠離中心區域地偏置的偏置裝置；以及聚合物耐磨墊片，每個所述耐磨墊片具有一個位於承窩側壁和楔的一個側面之間並且用於與承窩側壁表面相接合的耐磨麵。
11.根據權利要求10的楔組件，還包括用來將耐磨墊片可分離地緊固至楔側面的裝置。
12.根據權利要求11的楔組件，其中所述用於可分離地緊固所述耐磨墊片的裝置包括由聚合物材料製成的螺紋緊固件，所述耐磨墊片具有延伸貫穿其中用於接納所述緊固件的埋頭孔徑，該緊固件具有位於孔徑的埋頭孔部分內的頭部，頭部的外表面不突出超過墊片的耐磨麵。
13.根據權利要求11的楔組件，其中耐磨墊片具有介於約700至約900之間的硬度。
14.根據權利要求13的楔組件，其中耐磨墊片由選自於包括尼龍、Delrin、UHMW和尿烷的組中的聚合物材料構成。
15.根據權利要求14的楔組件，其中耐磨墊片是澆鑄的。
16.一種用於軌道車輛轉向架組件的楔中的聚合物耐磨墊片，其中楔在承梁承窩內被彈性地向上偏置並且具有與承梁承窩內相應斜面相配合的斜面，所述楔還具有面對承窩一個側面的側面並且其中楔被相對於承窩側壁偏置，所述耐磨墊片以面對承窩側面的方式可移除地附接至楔的側面，所述耐磨墊片將楔維持為不與承窩側壁相接觸，所述耐磨墊片與承窩側壁摩擦接合併且由摩擦係數相對較低的聚合物材料製成。
17.根據權利要求16的耐磨墊片，還包括螺紋孔徑，並且具有用於將所述耐磨墊片可分離地緊固至所述楔的螺紋緊固件。
18.根據權利要求17的耐磨墊片，其中耐磨墊片是硬度介於約700和約900之間且滑動摩擦係數介於約0.10至約0.30之間的鑄件。
19.根據權利要求16的耐磨墊片，其中耐磨墊片由選自於包括尼龍、Delrin、UHMW和尿烷的組中的聚合物材料構成。
20.根據權利要求19的耐磨墊片，其中耐磨墊片是澆鑄的。
全文摘要
相對於軌道車輛轉向架的承梁端部中的承窩的傾斜上表面和側壁偏置的拼合楔設有非金屬耐磨板，其於承窩側壁相接觸以減少或避免承窩側壁的磨損。耐磨板通常為澆鑄的聚合物墊片，其材料選自於由尼龍、Delrin、UHMW和尿烷所構成的組，其硬度在約700至約900的範圍內並且滑動摩擦係數約為0.10至約0.30。墊片安裝在楔的側壁內的凹陷中並且藉助於比如螺紋緊固件之類的裝置保持就位以便於更換。
文檔編號B61F5/02GK1911718SQ20061011095
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月11日 優先權日2005年8月12日
發明者J·W·拉迪鮑, C·L·范奧克恩 申請人:Asf-基斯通公司