专利名称：带有卸载控制系统的有轨车的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及有轨车，并且更具体地涉及卸载诸如煤、矿石、碎石、谷物以及适合于用有轨车运输的任何其它装载物之类的货物或装载物的有轨车。
背景技术：
带有一个或多个料斗的铁路斗车已经被用于运输并且有时用于存储干燥的散装材料许多年了。斗车被频繁地用于运输煤、沙、金属矿石、碎石、混凝料、谷物以及可以满足通过形成在一个或多个料斗中的各个开口卸载的任何其他类型装载物。各个卸料口典型地设置在每个料斗的底部或靠近料斗的底部以快捷地卸载货物。各种门组件和通道组件与各种操作机构一起用于打开和关闭与铁路斗车关联的卸料口。
斗车可以区分为开放式和封闭式。斗车可以具有相对短的侧壁和端壁或相对长或高的侧壁和端壁。许多料斗的侧壁和端壁典型地由多个竖直的侧柱来加强。侧壁和端壁典型地由钢板或铝板形成。一些斗车包括内框架结构或支架来对侧壁提供附加的支撑。
美国铁路协会(AAR)的可应用标准对任何有轨车(包括棚车、运货汽车、斗车、敞篷火车以及在长、宽、高的指定范围内的温度控制车辆等)设定了在轨道上的最大总重量。在美国的商业轨道线上运行的所有有轨车辆必须具有满足相关的AAR间隙板(clearance plate)的外部尺寸。因此，可以由任何有轨车运输的最大装载典型地由可应用的AAR间隙板和有轨车的空车重量来限制。减小有轨车的空车重量或增大外部尺寸可以增大有轨车的体积容量和最大装载容量两者，同时还满足对于轨道上总重量和间隙板的可应用AAR标准。
用于打开和关闭斗车上通道的现有系统通常包括附加的联动装置，其在需要更大的操作力和更高的复杂性的共面或正交面上操作。一些现有技术的系统包括转矩管和其它类型的受拉构件。
发明内容
根据本发明的教导，已经基本上减少或消除了与带有卸载控制系统的有轨车辆相关联的一些缺点和问题。本发明的一个实施例包括具有至少一个料斗和靠近料斗的底部或下部形成的一个卸料口的斗车。包含本发明教导的卸载控制系统可以用于打开和关闭靠近每个卸料口布置的各个门组件或通道。
本发明的一个方面包括卸载控制系统，其可以安装在各种类型的有轨车辆上以当有轨车辆静止在卸料设备处或有轨车辆相对于卸料设备运动时控制装载物的卸载。卸载控制系统可以满足用于具有纵向卸料口和关联的通道或门组件的斗车。
本发明的技术意义包括充分地减小有轨车辆的空车重量，同时通常增大装载运输能力、减小维护需求并增长有轨车的运行寿命。对一个应用来说，与具有相同可应用AAR间隙板和AAR规格的现有煤斗车相比，根据本发明教导形成的煤斗车的空车重量减小了大约2400磅(2400lbs)。
包含本发明教导的卸载控制系统可以用于操作门或通道，其中所述门或通道铰接到具有至少一个料斗的有轨车辆、公路货车或其它设备的中间梁或其它位于中间的结构。所述卸载控制系统使多个通道的同步简单化，在装载、运输和卸载过程中保持卸载控制系统的部件在货物的外面以最小化污染。纵向朝向的常用气缸或其它类似的致动器可以用于移动沿纵向轴运动并且在有轨车的中间梁之下的常用联动装置。所述卸载控制系统去除了转矩管和其它以前已经被用于使门和通道的打开和关闭同步化的其它相对昂贵的技术。当各个门联动装置大致垂直于常用纵向联动装置，并且通道正在向它们的关闭位置移动时，所述卸载控制系统通常提供最大的机械优点。与用于卸载门的许多现有操作组件相比，所述卸载控制系统具有较少的枢轴点和联动装置，并且没有转矩元件，包含了过中心锁和简化了的调节器。
本发明进一步的技术意义包括相对容易的调节，可以对气缸或类似的致动器进行所述调节以限制纵向门的打开用于控制装载物卸载速率。也可以对主要联动装置和/或次级联动装置进行调节以控制各个纵向门的打开和装载物卸载的速率。
对于一个实施例来说，可调扼流器或可调控制阀可以附装到气缸以控制纵向门打开或关闭的速率。此外，一个或多个机械制动器可以被包含作为气缸的一部分以允许限制相关的纵向门的打开。对一些应用来说，可以优选装载物从斗车的快速开口来迅速卸载。对另一些应用来说，可以对另一些类型的装载物优选纵向门的相对慢、局部的开口。
为了更完全地理解本发明及其优点，将以以下的书面描述结合附图作为参考，其中图1是被拆开部分的正面示意图，示出包含本发明教导的有轨车辆的侧视图；图2是示出沿图1的线2-2所取拆开部分俯视图的示意图；图3是沿图1的线3-3所取的拆开部分截面的示意图，其示出包含本发明教导的卸载控制系统的带有在它们第一、关闭位置的一对门组件的部分；图4是拆开部分截面的示意图，示出图3的卸载控制系统，其中门组件的部分在它们的第二、打开位置；图5是沿图4的线5-5所取的拆开部分截面的示意图，示出内部支撑结构的俯视图；图6是拆开部分的截面的放大示意图，示出包含本发明教导的卸载控制系统的一个示例，其满足用于在门组件的第一、关闭位置和它们的第二、打开位置之间移动门组件；图7是拆开部分正面的示意图，示出包含本发明教导的斗车的侧视图；图8是沿图7的线8-8所取拆开部分俯视图的示意图；
图9是沿图7的线9-9所取拆开部分截面的示意图，示出内部支撑结构、纵向卸料口以及在它们的第一、关闭位置中的各个门组件的另一个示例；图10是被拆开部分截面的放大示意图，示出内部支撑结构、纵向卸料口以及在它们的第一、关闭位置中的各个门组件的另一个示例；图11是拆开部分截面的示意图，示出纵向卸料口和在它们的第二、打开位置中的图9的各个门组件；图12A是示出包含本发明教导的内部支撑结构正面的示意图；图12B是示出图12A的内部支撑结构俯视图的示意图；图12C是示出图12A的内部支撑结构侧视图的示意图；图12D是示出图12A的内部支撑结构的拆开部分的等距示图的示意图；图13是拆开部分截面的示意图，示出满足用于在第一、关闭位置和第二、打开位置之间移动包含本发明教导的门组件的操作机构的一个示例；图14是示出图13的操作机构的拆开部分等距示图的示意图；图15是示出操作机构的另一个示例的拆开部分等距示图的示意图，所述操作机构满足用于在第一、关闭位置和第二、打开位置之间移动包含本发明教导的门组件；和图16A至16C是被拆开部分截面的放大示意图，示出纵向卸料口和在第一、关闭位置与第二、打开位置之间移动的各个门组件的一个示例。
具体实施例方式
通过参考附图的图1-16C可以最好地理解本发明的实施例及其优点。类似的标号可以用于各个附图的类似及相应部分。
将根据斗车20描述本发明的各种特征，斗车20可以满足用于运输煤和其它类型装载物。包含本发明教导的斗车20的一个实施例的典型尺寸可以具有货车中心之间的长度为40英尺6英寸、斗刮上的长度为50英尺2.5英寸、牵引面上的长度为53英尺1英寸。斗车20可以满足用于运输诸如煤和其它类型装载物的散装材料。附加装载物的示例包括但不限于沙、谷物、金属矿石、混凝料和碎石。
斗车20通常被描述成带有底部卸料口或出口的开放式斗车。各个门组件或通道可以打开和关闭以控制装载物从斗车20的卸料口或出口的卸载。但是，本发明并不限于开放式斗车或运输煤的斗车。例如，本发明的各种特征可以满足用于敞篷货车、封闭式斗车、铰接的斗车、运输谷物的斗车或其它类型斗车和碎石车。通过这样的斗车运输的装载物示例可以包括但不限于干燥谷物酒糟(DDG)、浓缩酒糟液(CDS)、干燥谷物酒糟/可溶物(DDGS)和带有可溶物的湿状谷物酒糟(WDGS)。这些产品与从玉米和/或其它类型的谷物生产酒精紧密相关。
本发明的教导可以满足用于具有许多种内部支撑结构的其它类型有轨车辆。本发明不限于具有内部交叉支架组件的斗车或具有纵向卸料口的斗车。
包含本发明教导的斗车20可以包括安装在有轨车辆底架50上的成对侧壁组件30a、30b、底部斜面板组件40a及40b和倾斜的端壁组件80a及80b。对于如图1-16C所示本发明的实施例来说，斗车20通常可以被描述成具有单个、开放式的料斗，其中所述料斗由安装在有轨车辆底架50上的侧壁组件30a、30b、底部斜面板组件40a及40b和端壁组件80a及80b部分地限定。根据本发明教导形成的其它有轨车，可以包括两个或多个料斗。
有轨车辆底架50包括中间梁52和侧梁54a及54b。见图3、4和9-11。侧梁54a及54b大致平行于中间梁52延伸并且横向地间隔在中间梁52的相对侧。在一些实施例中，多个交叉托架60可以安装在中间梁52上。对于如图1和2所示本发明的实施例来说，斗车20可以包括四个交叉托架60。侧梁54a和54b可以附装到交叉托架60的相对端。为了描述本发明各种特征的目的，交叉托架60被命名为60a、60b、60c和60d。
对一些应用来说，有轨车可以根据本发明的教导由任意数量的交叉托架形成。本发明并不限于具有交叉托架的有轨车。此外，与交叉托架60相比，与包含本发明教导的有轨车相关联的交叉托架的构造和设计可以进行本质上的修改。
成对有轨车滚轮22和24可以紧靠中间梁52的相对端来附装。对于如斗车20所代表的本发明的实施例来说，中间梁52可以具有大致矩形的截面，其上布置有大致三角形状的顶或盖56。本发明可以用于具有除矩形截面之外的大量构造和设计的中间梁。本发明可以用于没有顶或盖的中间梁。本发明不限于中间梁52或盖56。
侧壁组件30a和30b可以具有大致相同的整体构造和尺寸。因此，将仅详细描述侧壁组件30b。侧壁组件30b优选地包括顶部弦杆32b并带有在顶部弦杆32b和侧梁54b之间延伸的多个侧柱34。侧柱34还可以沿顶部弦杆32b和侧梁54b的长度彼此纵向间隔开。多个金属板36可以牢固地与顶部弦杆32b的内部部分、侧柱34和侧梁54b附装。以类似的方式侧壁组件30a优选地包括顶部弦杆32a、侧柱34和金属板36。
为了描述与本发明相关的各种特征的目的，形成侧壁组件30a内表面的金属板36被命名为36a。以类似的方式形成侧壁组件30b内表面的金属板36被命名为36b。见图3和5。
底部斜面板组件40a和40b可以具有大致相同的整体尺寸和构造。因此，将仅更详细描述底部斜面板组件40b。底部斜面板组件40b优选地包括从侧梁54b向内延伸到底部弦杆44b的多个斜角42。底部弦杆44b和顶部弦杆32b可以用具有大致矩形构造的中空金属管来形成。多个金属板46可以与各个斜角42的内表面和底部弦杆44b一起附装。金属板36和46可以具有相似的规格和厚度。
对于一些应用来说，附加的斜角48b可以附装到底部弦杆44b并与斜角42相对，以为斗车20提供附加的结构强度。底部弦杆44b和斜角48b优选地大致沿斗车20的整个长度延伸。以类似的方式底部斜面板组件40a优选地包括斜角42、金属板46、底部弦杆44a和附加的斜角48a。
底部斜面板组件40a和40b可与各个侧梁54a和54b一起附装。斜面板组件40a和40b优选地以从各个侧梁54a和54b至相对于关联铁路轨迹(未明确示出)斗车20的靠近底部间隙或最小间隙的位置的角度向内延伸。对于由斗车20所代表的本发明的实施例来说，斜面板组件40a和40b可以以相对于各个侧壁组件30a和30b大约45度(45°)的角度延伸。
底部斜面板组件40a的部分和与中间梁52和顶56相邻的部分协作以界定纵向卸料口26a。以类似的方式，底部斜面板组件40b的部分和与中间梁52和顶56相邻的部分协作以部分地界定纵向卸料口26b。见图4和11。纵向卸料口26a和26b优选地沿中间梁52的相对侧布置。对一些应用来说，斗车可以依照本发明的教导形成多于一个料斗和多于两个纵向卸料口。本发明不限于仅具有两个纵向卸料口的斗车。
多个纵向门组件90a和90b优选地接近中间梁52的上部(靠近顶组件56)来铰接。纵向门组件90a和90b还可以描述成“摆动的纵向斜面板”。纵向门组件90a和90b可以形成为与底部斜面板组件40a和40b相似的整体尺寸及构造。依照本发明的教导，附装纵向门组件90a和90b接近中间梁52的上部可以增大在斗车20内运输的装载物的体积，并且还可以在装载斗车20时降低重心。
各种类型的机械铰链可以满足用于分别啮合门组件90和靠近中间梁52上部的顶组件56。对于如图3、4和9-11所示本发明的实施例来说，钢琴铰链92可以用于可旋转地附装或可枢轴旋转地附装门组件90接近中间梁52的上部。
可替换地，铰链组件92可以包括任意合适的铰链(诸如弹簧、万向节、对接、滑移分离以及焊接铰链)以允许门组件90在打开和关闭位置之间移动。例如，铰链组件92优选地包括平板铰链，其插在门组件90和中间梁52的上部之间以可枢轴旋转地在打开和关闭位置之间移动门组件90。
为了描述本发明各种特征的目的，门组件90被命名为90a和90b，铰链组件92被命名为92a和92b。
每个门组件90a和90b优选地包括第一(关闭)位置，其防止装载物从斗车20卸载(见图3和9)；和第二(打开)位置，其允许装载物从斗车20卸载(见图5和11)。对于一些应用来说，纵向门组件90a和90b可以直接附装到中间梁52的上部或直接与中间梁52的上部耦合。对一些应用来说，纵向开口26a和26b以及门组件90a和90b的长度可以大约为29英尺。
根据本发明的教导形成的门组件90可以大致沿各个纵向卸料口26a和26b的整个长度延伸。与现有的斗车相比，可以减少斗车20的整个空车重量。同样地，与斗车20的制造和保养相关联的成本也可以减少。门组件90可以使用与金属板36和46具有相似的厚度和其它相关特征的金属板96a和96b来形成。各个斜角98a和98b可以与每个门组件98a和98b的纵向边缘一起附装并与各个铰链92a和92b相对。对于一些应用来说，斜角98a和98b可以用I型梁、Z型梁或任何其它合适的结构形状来替代。
如图4和11所示，各个纵向凹入99a和99b可以沿每个门组件90a和90b的边缘形成并与各个铰链92a和92b相对。凹入99a和99b的整体尺寸和构造可以选择成与各个斜角48a和48b的尺寸和构造相适应。在一些实施例中，当门组件90a和90b被移动到关闭的位置时，凹入99a和99b的外边缘可以围绕斜角48a和48b延伸。
如图3、9和10所示，凹入99a和99b与各个斜角48a和48b协作以帮助密封各个纵向卸料口26a和26b，以消除或基本上最小化装载物从斗车20的泄露。根据本发明的教导，各种类型的密封机构可以满足用于啮合门组件和底部斜面板组件的相邻部分。本发明不限于使用凹入99和斜角48。
端壁组件80a和80b可以具有大致相同的整体构造和尺寸。因此，将仅描述端壁组件80a。对一些应用来说，端壁组件80a可以包括倾斜部分82a和大致竖直的部分84a。端壁组件80a可以由一个或多个金属板86形成。金属板86可以具有与金属板36和46相似的厚度和其它相关特征。
多个内部支撑结构或内部交叉支架组件100和200可以布置在斗车20内在侧壁组件30a及30b和底部斜面板组件40a及40b之间延伸。与内部支撑结构100和200相关联的各种部件互相协作以为底部斜面板组件40a和40b提供足够的强度和负载运输能力，同时在靠近中间梁52处提供相对大的纵向卸料口26a和26b。
内部支撑结构典型地由结构元件形成，诸如板、角钢、杆、槽钢、梁、管道、锁链、绳索、金属线、不同结构的组合或任何其它结构元件。
参考图1至6，为了描述本发明各种特征的目的，内部交叉支架组件100被命名为100a、100b、100c和100d。对于其它的应用来说，更多或更少根据本发明教导形成的内部支架组件可以布置在包含本发明教导的有轨车内。
对于图1至6中所示本发明的实施例，内部交叉支架组件100a、100b、100c和100d可以具有大致相同的构造和尺寸。因此，将对内部交叉支架组件100c描述本发明的各种特征。对一些应用来说，布置在斗车内的内部支架组件的尺寸和/或构造可以根据本发明的教导变化。例如，与和斗车相关联的其它交叉支架组件相比，可以以更大或更小的部件来形成一个或多个交叉支架组件。
斗车可以由少于四个的交叉支架组件100来形成，并且也可以由多于五个的交叉支架组件100来形成。在本发明的一些实施例中，斗车20由三个交叉支架组件100形成。此外，间隔(未明确示出)可以用于替代内部交叉支架组件。
对于每个内部交叉支架组件100a、100b、100c及100d，各个对角支架110和120优选地在侧壁组件30a及30b和底部斜面板组件40a及40b之间延伸。对于由图3所示内部支架组件100c所代表的本发明实施例来说，对角支架110的第一端111可以通过连接器101a紧固以靠近底部斜面板组件40a的底部弦杆44a和斜角48a。对角支架110的第二端112可以通过连接器102b与侧壁组件30b紧固在一起。以类似的方式，对角支架120的第一端121可以通过连接器101b紧固靠近底部斜面板组件40b的底部弦杆44b和斜角48b。对角支架120的第二端122可以通过连接器102a紧固到侧壁组件30a。
如图5所示，对角支架110可以与交叉托架60c的一侧耦合在一起。对角支架120可以与交叉托架60c的相对侧耦合在一起。对一些应用来说，交叉托架60c可以包括大致三角形状的构造以适应装载物从车辆平面的卸载。
水平横梁或支架130优选地在侧壁组件30a和30b之间延伸。水平横梁或支架130的第一端131可以与连接器102a啮合。水平支架130的第二端132可以紧固地与连接器102b啮合。连接器102a和102b优选地安装在侧壁组件30a和30b的内表面上，在与各个水平交叉托架60a、60b、60c和60d大致对齐的位置处与顶部弦杆32a和32b间隔开。每个水平支架130相对于中间梁52的竖直位置可以与端壁部分82a及84a和/或端壁部分82b及84b的交点大致对应。
图7-12D示出内部支撑结构或内部支架组件200的另一个示例，其可以布置在斗车20内，在侧壁组件30a及30b与底部斜面板组件40a及40b之间延伸。与内部支撑结构200相关联的各种部件互相协作以为底部斜面板组件40a及40b提供足够的强度和负载运输能力，同时在靠近中间梁52处提供相对大的纵向卸料口26a和26b。
对于图7-12D中所示的本发明实施例来说，内部交叉支架组件200a、200b、200c和200d可以具有大致相同的构造和尺寸。因此，将对内部交叉支架组件200c描述本发明的各种特征。对一些应用来说，布置在斗车内的内部支架组件的尺寸和/或构造可以根据本发明的教导变化。
例如，与和斗车相关联的其它交叉支架组件相比，可以以较大或较小的部件形成一个或多个交叉支架组件。在一些实施例中，交叉支架组件100由不同尺寸的元件或部件形成。例如，在一个实施例中，交叉支架组件100包括诸如锁链的截面减小的元件(下面更详细地示出)以形成支架部件。
可以用少于四个的交叉支架组件200，并且也可以用多于五个的交叉支架组件200来形成斗车。在本发明的一些实施例中，斗车20由三个交叉支架组件200形成。但是在其它实施例中，斗车20由支架组件100、支架组件200或其任意组合形成。此外，间隔(未明确示出)可以用于代替内部交叉支架组件。
内部交叉支架组件200有时可以称作“肋板组件”。内部交叉支架组件200c优选地包括定位在中心并在托架210a处耦合到中间梁52的肋板210。
肋板210可以紧固地安装在中间梁52上，并与中间梁52一起附装。大致U型的托架210a可以形成为肋板210的一体部件。托架210a优选地包括与中间梁52的上部相适应的尺寸。
各种类型的机械紧固件(诸如螺钉、哈克紧固件和/或焊接技术)可以满足用于紧固地将托架210a和中间梁52啮合在一起。
每个内部支架组件200优选地包括从各个侧梁54a及54b延伸并连接到肋板210的各个水平交叉托架230和235。典型地，水平交叉托架230和235优选地附装到肋板210并从肋板210大致横向延伸。各种类型的机械紧固件(诸如螺钉、哈克紧固件和/或焊接技术)可以满足用于紧固地附装内部支架组件200。例如，水平交叉托架230可以利用板元件231b在交叉托架230的第一端230a处螺栓连接到各个侧梁54b，并且交叉托架230的第二端230b与肋板210耦合在一起。类似地，交叉托架235可以利用板元件231a在交叉托架235的第一端235a处连接到各个侧梁54a，并且交叉托架235的第二端235b与肋板210耦合在一起。
上部对角支架220和225优选地在侧壁组件30a及30b与肋板210之间延伸。对于如图8所示的本发明实施例来说，上部对角支架220的第一端220a可以在连接板202b处紧固靠近侧壁组件30b，并且对角地延伸以在第二端220b处与肋板210连接在一起。类似地，上部对角支架225的第一端225a可以通过连接板202a紧固靠近侧壁组件30a，并对角地延伸以在第二端225b处与肋板210连接在一起。
下部对角支架240和245优选地在底部斜面板组件40a及40b和肋板210之间延伸。下部对角支架240的第一端240a优选地耦合到底部斜面板组件40b的底部弦杆44b和斜角48b(通过连接板241b来紧固)。下部对角支架240的第二端240b可以与肋板210紧固在一起。以类似的方式，下部对角支架245的第一端245a可以通过连接板241a与斜面板组件40a的底部弦杆44a及斜角48b连接在一起。下部对角支架245的第二端245b可以与肋板210紧固在一起。
水平横梁205优选地在侧壁组件30a和30b之间延伸。水平横梁205的第一端205a可以与连接板202a啮合在一起。水平横梁205的第二端205b可以与连接板202b紧固地啮合在一起。成对的连接板202a和202b优选地在与各个水平交叉托架230和235大致对齐的位置处安装在侧壁组件30a及30b的内表面上。
在内部支撑结构200的一些可选实施例中，交叉支架组件200可以包括截面减小的元件(未明确示出)。例如，诸如航空质量不锈钢锁链之类的锁链可以代替诸如下部对角支架240和245的一个或多个支架。通过减小某些内部元件的截面，斗车20可以迅速地卸载装载物。
各种类型的操作组件和门关闭机构可以满足用于打开和关闭纵向门组件或通道90a及90b。对于图1-16C所示的实施例来说，卸载控制系统160可以包括与门连接器组件170一起的操作组件或打开和关闭组件150。
包含本发明教导的卸载控制系统160通常具有枢轴点和联动装置且没有扭转元件，包含过中心锁(over center locking)和简化的调节器。包含本发明教导的卸载控制系统160可以通过经由常用联动装置(诸如纵向定位在有轨车20或公路货车(未明确示出)的中间梁52之下中部的U型夹180)推或拉气缸152、液压缸或其它类型致动器来操作通道或门90a和90b。常用联动装置或U型夹180可以附装到诸如杆162和臂174a及174b的次级联动装置，其在两侧上连接到依靠常用联动装置的方向摆上或摆下的门组件70或通道90a和90b。
通道90a和90b可以用纵向定位并在常用联动装置上方的铰链92a和92b铰接靠近中间梁52或其它位于中间的结构。诸如臂174a和174b的每个次级联动装置提供三角形状机构的下部水平直角边，该三角形状的机构是在关闭位置时由作为斜边的通道90a及90b和作为直立直角边的常用联动装置(诸如杆162和中间定位的机构或中间梁52)组成的。诸如臂174a和174b的次级联动装置可以推或拉穿过中心，以在通道90a和90b上设置正向锁(positive lock)，即通常所知的过中心锁。次级联动装置可以互相对称，并且在操作时和在锁定的位置提供横向力的平衡。
仅需要相对简单的调整，例如伸长或缩短诸如臂174a和174b的次级联动装置，直到用足够的预载荷关闭各个通道90a和90b。过中心锁由在诸如杆162的常用联动装置端部处的制动器(未明确示出)来调整。其中制动器可以被纵向地调整以增大或减小常用联动装置所需的行程。当通道90a和90b在打开位置时，次级联动装置或臂174a和174b转动到以与常用联动装置平行的纵向方向大致定位的复角，并且当通道90a和90b在关闭的位置时，其转动到大致与常用联动装置垂直的位置。附加的次级连接(未明确示出)可以增加到通道90a及90b和诸如杆162的常用中心联动装置之间以运输较重的载荷。多个通道弧行程(未明确示出)可以通过改变次级联动装置的长度来完成。
如图1、3、4、6、7、9-11、13、14和16A-16C所示，操作组件150优选地包括带有可滑动地布置在其中的活塞154和活塞杆156的气缸152。活塞154将气缸152的内部划分成两个容积可变的流体腔158a和158b。气压可以施加到腔158a或158b。如图13和14所示，气压可以从另一个容积可变的流体腔158a或158b释放或排出，以使活塞杆156相对于中间梁52以及与有轨车辆底架50相关联的其它部件纵向地移动或往复运动。
典型地，气缸152形成为靠近料斗的下部，例如靠近中间梁52。但是，气缸152可以与斗车20的任何部分一起形成、定位、放置、耦合或布置。在本发明的一个实施例中，气缸152位于中间梁52的下方。
在本发明的可选实施例中，操作组件150可以用任何合适的驱动致动器替换或补充气缸152，用于提供相对于中间梁52以及与有轨车辆底架50相关联的其它部件的纵向往复运动。例如，操作组件150可以包括电操作的电动机(未明确示出)。驱动致动器的其它示例包括但不限于液压致动器、气动致动器、电力致动器、诸如齿轮传动驱动器的手动致动器和任何其它合适的驱动致动器。
可选操作组件的一个示例可以包括满足用于在第一、关闭位置和第二、打开位置之间移动门组件90a和90b的操作机构250，如图15所示。操作机构250优选地包括诸如液压发动机之类的发动机252。发动机252可以包括用于提供动力以驱动发动机252的进油口256和出油口258。发动机252还可以利用连接板254耦合到中间梁52。
有轨车20优选地包括可以与发动机252耦合在一起的变速箱253。典型地，变速箱253提供了用于转动或移动杆262的机械优点。同样地，变速箱253可以使用发动机耦合器260，用于经由变速箱253将发动机252与杆262耦合或连接在一起。
在一些实施例中，分离的发动机(未明确示出)驱动变速箱253。通常，分离的发动机耦合到从变速箱253延伸的驱动轴(未明确示出)上，其提供了用于移动杆262的转动运动。在另一些实施例中，变速箱253可以容纳从能够驱动变速箱253的分离的发动机延伸的发动机驱动轴(未明确示出)。在另一些实施例中，分离的发动机可以包括手动激励，其中手动驱动变速箱253，以打开和关闭门组件90。
杆262通常利用螺纹(未明确示出)经由连接点272a和274a与凸起272a和274a相互作用。同样地，杆262可以提供扭转运动，该扭转运动经由在凸起272和274内部相互作用的螺纹转换成凸起272和274的纵向运动。
在一些实施例中，杆262可以形成为两部分，即杆262a和杆262b。因为杆262a和262b可以经由变速箱253耦合到发动机252，所以杆262a和262b可以以相似的方向转动。这样，杆262a和262b可以使用反向螺纹来区分。
在杆262a和262b中的一个上的反向螺纹可以引起凸起274以相反的方向被驱动。例如，杆262a可以包括反向螺纹并且在连接274a处与凸起274耦合在一起。但是，杆262b不包括反向螺纹并且在连接272a处与凸起272耦合在一起。通过以共同的方向旋转杆262，凸起272和274可以以相反的方向被驱动。在一个实施例中，凸起272和274相互朝向地驱动以引起门组件90经由臂174移动到关闭位置。与操作机构150类似，操作机构250可以包括过中心锁位置。
诸如气缸152和发动机252之类的驱动致动器可以移动门组件90并将门组件90保持在关闭位置和打开位置之间的大致中间位置处。例如，如图16B所示门组件90的位置可以图示将门组件90保持在中间位置处的实施例的一个示例。在另一些实施例中，制动器(未明确示出)可以耦合到诸如杆162和262之类的主要连接的部分，用于将门组件90保持在部分打开的位置或中间位置处。
活塞杆156的一端优选地连接以与U型夹180安装在一起，其中U型夹180与板或连接板161的相邻端连接在一起。对于如图13和14所示本发明的实施例来说，连接板或板161优选地包括与U型夹180(例如与穿过板161的孔眼161a插入的销181)互连的连接端。连接板161的相反端包括连接到杆162的大致矩形截面部分。对一些应用来说，连接板161可以相对于中间梁52沿卸载控制系统160的整个长度大致纵向地延伸。对于另一些应用来说，根据本发明的教导，两个或多个操作组件可以与中间梁52耦合在一起。但是对于另一些应用来说，连接板161可以形成为杆162的一部分，使得杆162直接与U型夹180连接在一起。
连接器或托架164可以与中间梁52附装在一起，并分别与杆162耦合在一起。通常，托架164的尺寸被优选地选择为允许杆162相对于中间梁52在托架164内纵向滑动或移动。托架164可以用于保持杆162在距中间梁的各个距离范围内并且相对于中间梁52以及门组件90成直线。在一些实施例中，插入元件164a可以布置在杆162和托架164之间，以减小滑动运动的摩擦。
对于如图3、9、10、13、14和16A-16C所示本发明的实施例来说，每个门90a和90b可以包括一个或多个各自的门连接器组件170。每个门连接器组件170优选地包括在与中间梁52相对的耦合点172a处与杆162附装在一起的各个凸起或凹入172。每个门连接器组件170还优选地包括一对臂174a和174b，其可以从操作组件150横向地延伸以啮合各个纵向门组件90a和90b。
通常，臂174a和174b的长度是可调的。例如，臂174a和174b可以包括形成臂174a和174b的一部分的螺丝扣175。螺丝扣175优选地与形成在臂174a和174b上的螺纹177啮合在一起。通过利用凹槽175a旋转螺丝扣175，螺丝扣175可以延伸或缩短臂174a或174b的长度。同样地，可以调节门组件90的位置在打开位置还是在关闭位置。通常，螺丝扣175调节臂174a和174b的长度以提供门组件90的充分封闭。但是，在一些实施例中，螺丝扣175可以调节臂174a和174b的长度使得门组件90的打开位置变化。
每个臂174a和174b的第一端176a和176b优选地包括可以与凹入或凸起172可旋转地啮合的各个球连接(未明确示出)。每个臂174a和174b的与相关联铰链相对的第二端178a和178b可以与从各个铰链92a和92b间隔开的每个门组件90a和90b可旋转地啮合。臂174相对于关联的中间梁52可以进行例如纵向、横向和竖向的三维旋转(通常称为三个运动自由度的机械联动装置)。图16B图示在部分打开位置的门组件90，使得臂174a和174b在门组件90的整个运动范围内一直控制它们的运动。
包含本发明教导的卸载控制系统160可以用气缸152、液压缸252或其它类型致动器(纵向定位在有轨车20或公路货车的中间梁52之下中间的常用联动装置)通过推或拉来操作通道或门90。常用联动装置可以附装到连接至两侧上的门组件或通道90的次级联动装置，其中门组件或通道90摆动或枢轴旋转，并依赖于常用联动装置的方向打开和关闭。通道90可以用纵向朝向并靠近常用联动装置的铰链92铰接靠近中间梁52或其它中心定位的结构。每个次级联动装置提供在关闭位置处使通道90作为斜边的三角形状机构的下部水平直角边，并提供常用联动装置和中间定位的结构或中间梁52作为直立直角边。次级联动装置可以被推或拉穿过中心以在通道90上设置正向锁或过中心锁。次级联动装置可以互相对称，并在操作时和在锁定位置时提供横向力的平衡。
直到用足够的预载荷或力使各个通道90关闭，仅需要诸如伸长或缩短次级联动装置的相对简单的操作。同样地，过中心锁由在诸如杆162和262的常用联动装置端部处的制动器(未明确示出)来调整，其可以被纵向地调整以增大或减小常用联动装置所需的行程。当通道90在打开位置时，次级联动装置转动到以与常用联动装置平行的纵向方向大致定位的复角，并且当通道在关闭的位置时，其转动到与常用联动装置大致垂直的位置。可以增加附加的次级连接以在通道90和常用中心联动装置之间运输较重的载荷。多个通道弧行程可以通过改变次级联动装置的长度来完成。
包含本发明教导的卸载控制系统160可以用在公路货车、有轨车和需要纵向通道(单个或多个)的其它设备上。此外，卸载控制系统160可以用诸如杆162和262的常用联动装置操作以相反方向摆动的多个通道，其中常用联动装置利用常用气缸或致动器大致垂直于通道摆动的方向延伸。此外，包含本发明教导的卸载控制系统160可以通过增加或去除次级联动装置容易地适合于各种货物和通道尺寸。
参考图16A至16C，杆162的纵向运动将导致臂174a和174b的径向延伸，以将门组件90a和90b从它们的第二(打开)位置(见图4、11和16C)移动到它们的第一(关闭)位置(见图3、6、9和16A)。如图16C所示，杆162相对于中间梁52以相反方向的运动将导致将门组件90a和90b从它们的第一位置拉或移动到它们的第二(打开)位置，其允许容纳在有轨斗车20内的任何装载物的迅速卸载。
尽管已经详细描述了本发明及其优点，但应当理解的是，在不脱离由以下权利要求所限定的本发明精神和范围的条件下，可以进行各种变化、替代和修改。
权利要求
1.一种有轨车辆，具有底架和用于运输装载物的至少一个料斗，所述有轨车辆包括底架，其包括部分地限定所述有轨车辆纵向轴的中间梁；靠近所述料斗的下部形成的至少一个卸料口；靠近至少一个卸料口可枢轴旋转地安装以控制装载物从所述料斗的流动的各个门组件；所述门组件可操作用于相对于所述卸料口在第一、关闭位置和第二、打开位置之间移动；卸载控制系统，其可操作以在所述第一位置和所述第二位置之间移动所述门组件；并且所述卸载控制系统的至少一部分可操作以相对于所述有轨车辆的轴大致纵向移动，以在所述第一、关闭位置和所述第二、打开位置之间移动每个门组件。
2.如权利要求1所述的有轨车辆，还包括开放式斗车。
3.如权利要求1所述的有轨车辆，还包括封闭式斗车。
4.如权利要求1所述的有轨车辆，其中所述卸载控制系统还包括布置在所述中间梁之下的气缸和操作活塞。
5.如权利要求1所述的有轨车辆，还包括位于所述中间梁之下的所述卸载控制系统。
6.如权利要求1所述的有轨车辆，还包括形成所述卸载控制系统的一部分的板，其中该部分可操作以相对于所述有轨车辆的轴大致纵向移动；并且所述板经由机械联动装置可操作地耦合到所述门组件。
7.如权利要求6所述的有轨车辆，其中所述机械联动装置包括一对臂。
8.如权利要求6所述的有轨车辆，其中所述机械联动装置包括三个运动自由度的机械联动装置。
9.如权利要求6所述的有轨车辆，还包括形成所述机械联动装置的一部分的螺丝扣，其中该部分可操作以调节在所述板和所述门组件之间延伸的机械联动装置的长度。
10.一种斗车，具有安装在有轨车辆底架上的成对侧壁和成对端壁，其中在所述侧壁组件和所述端壁组件之间形成有至少一个料斗，所述斗车包括具有由中间梁和成对侧梁部分地限定的具有大致矩形构造的有轨车辆底架，所述成对侧梁互相横向间隔开，其中所述中间梁布置在所述侧梁之间并在纵向方向上延伸；靠近所述中间梁形成的至少一个卸料口，其中每个卸料口在纵向方向上延伸；靠近每个卸料口安装以控制装载物从所述料斗的流动的各个门组件；每个门组件可操作以相对于所述卸料口在第一、关闭位置和第二、打开位置之间移动；卸载控制系统，其可操作以沿所述斗车的大致纵向轴移动板；并且所述板可操作地耦合到每个门组件以引起在所述第一位置和所述第二位置之间的运动。
11.如权利要求10所述的斗车，其中所述卸载控制系统还包括可操作地与常用联动装置耦合在一起的气缸和操作活塞；以及用于调整所述活塞在所述气缸内的运动以控制每个门组件的打开和装载物通过所述各个卸料口卸载的相关速率的装置。
12.如权利要求10所述的斗车，还包括可调部分，其设置在常用联动装置内以控制每个门组件的打开和装载物通过各个卸料口卸载的相关速率。
13.如权利要求10所述的斗车，还包括可调部分，其设置在次级联动装置内以控制各个门组件的打开和装载物通过各个卸料口卸载的相关速率。
14.如权利要求13所述的斗车，其中所述次级联动装置包括螺丝扣。
15.如权利要求10所述的斗车，其中所述卸载控制系统还包括气缸和与所述气缸可操作地耦合在一起以控制每个门组件打开速率的操作活塞。
16.如权利要求10所述的斗车，还包括形成所述卸载控制系统一部分的发动机；所述发动机可操作地控制每个门组件打开的速率；耦合到所述发动机并在转动方向被可操作地驱动的杆；形成所述板的一部分的凸起；并且所述凸起可操作以与所述杆相互作用，使得所述凸起沿所述斗车的轴大致纵向移动，使得所述门组件在所述打开和关闭位置之间移动。
17.如权利要求16所述的斗车，还包括安装在所述发动机上的变速箱，所述变速箱可操作地耦合在所述发动机和所述杆之间。
18.如权利要求16所述的斗车，其中所述杆还包括螺纹，其可操作以与所述凸起上的接受螺纹相互作用。
19.如权利要求18所述的斗车，还包括在所述杆的部分上的反向螺纹。
20.如权利要求10所述的斗车，还包括可操作地耦合到所述卸载控制系统的变速箱；并且所述变速箱由位于所述斗车外的分离的发动机可操作地驱动。
21.一种从有轨车辆卸载装载物的方法，包括相对于所述有轨车辆的大致纵向轴移动板；并且基于所述板的运动在第一、关闭位置和第二、打开位置之间枢轴旋转卸载门组件。
22.如权利要求21所述的方法，还包括利用过中心锁防止装载物从在关闭位置的所述卸载门组件卸载，以防止装载物从有轨车辆的释放。
23.如权利要求21所述的方法，还包括三维旋转耦合在所述板和所述卸载门组件之间的机械联动装置。
24.如权利要求21所述的方法，还包括从形成在所述有轨车辆内的至少两个料斗同步卸载装载物。
25.如权利要求21所述的方法，还包括用多个料斗形成有轨车辆，所述多个料斗可操作以从其它料斗分离与每个料斗相关联的装载物；并且从每个料斗单独地卸载装载物。
26.如权利要求21所述的方法，还包括用发动机在所述关闭和打开位置之间驱动所述板。
27.如权利要求21所述的方法，还包括用气缸在所述关闭和打开位置之间驱动所述板。
28.如权利要求19所述的方法，还包括用发动机在所述关闭和打开位置之间驱动所述板。
29.如权利要求21所述的方法，还包括相对于卸料口调整所述卸载门组件的位置。
30.如权利要求29所述的方法，其中调整所述位置还包括旋转形成机械联动装置一部分的螺丝扣。
全文摘要
本发明公开了一种带有卸载控制系统的有轨车。在一个实施例中，有轨车辆包括底架(50)和用于运输装载物的至少一个料斗。所述有轨车辆还包括底架，其包括部分地限定所述有轨车辆纵轴的中间梁(52)；靠近所述料斗的下部形成的卸料口。各个门组件(90a、90b)靠近所述卸料口可枢轴旋转地安装以控制装载物从所述料斗的流动。所述门组件(90a、90b)可操作用于相对于所述卸料口在第一、关闭位置和第二、打开位置之间移动。卸载控制系统(160)可操作以在所述第一位置和所述第二位置之间移动所述门组件。所述卸载控制系统(160)沿所述有轨车辆的轴可操作地大致纵向移动，以在所述第一、关闭位置和所述第二、打开位置之间移动所述门组件(90a、90b)。
文档编号B61D7/24GK1842457SQ200480024606
公开日2006年10月4日 申请日期2004年8月25日 优先权日2003年8月26日
发明者约翰·C·赫组戈, 布鲁斯·D·菲特曼, 罗伯特·J·森瑟, 约瑟夫·M·斯德拉, 乔治·S·克雷戈托恩 申请人:特里尼蒂工业有限公司