专利名称：轨道车辆承梁楔的非金属嵌件的制作方法
技术领域：
本发明涉及轨道车辆转向架，其具有一对横向间隔开的侧架，所述侧架承载一对间隔开的轮组，其中每个侧架具有位于轮组之间的开口，用于接纳横向延伸的承梁的一个端部。承梁的端部由安装在侧架开口中的弹簧组来支撑。更具体地，本发明涉及对于安装在侧架开口中用来抑制承梁和侧架之间相对运动的楔设备的改进，从而维持转向架的方形形状和减少振荡。
背景技术：
在其类型为本发明所涉及的轨道车辆承梁组件中，已知的是将容纳在位于承梁相对侧上成对的承梁承窝内的摩擦楔提供为邻近其端部。摩擦楔优选地成对地提供，其被将它们相对于轨道车辆承梁的承窝内的一个斜面和一个在侧架开口的一端处限定出侧架柱的摩擦面进行推压的弹簧向上地偏置。
在其类型为可特别应用本发明的轨道车辆承梁组件中，承梁承窝具有倾斜的背面并使用支承在斜面上的耐磨嵌件。该耐磨嵌件是一个分离的部件，其与一对拼合楔相应地倾斜的表面相接触。已知给倾斜的承窝表面提供横向延伸的锥部或斜面以使得施加在楔上的偏置力使得其靠在承梁承窝的侧壁表面上。楔在承窝内的动作从而产生了共同地相对于承窝的斜面、侧架开口的侧缘以及相对于承窝侧壁的偏置力，这样就产生了将转向架保持为方形形状的阻尼力，从而抵消转向架的振荡和减少车轮磨损。
1981年1月13日出版的美国专利No.4,244,298和1999年8月31日出版的美国专利No.5,943,961构成了现有技术，本发明相对它们而言是一种改进。在这两项专利中，楔被示出为被劈分为两个并排且彼此间隔开的部件。根据这两项专利，这两个楔被偏置为与承窝相应地倾斜的区段全面地接合。在这两项专利中，每个楔区段的一侧还被偏置为与承梁承窝侧壁的一个侧面面对面地接合。
在美国专利No.4,244,298中，承窝的斜面与承梁整体地形成。实际上，这通过将锻制嵌件焊接入具有所需形状的承窝、通过将承窝浇铸为具有相应形状或者通过借助于焊接来构造承窝而实现。在`961专利中，通过提供一个具有所需形状的可移除嵌件就避免了所需焊接操作的问题和费用，所述嵌件支撑在承窝内而无需将其焊接就位。
在使用中，在增大楔将转向架保持为方形形状的能力时，相对于承窝侧面保持楔侧面的力就导致了相应承窝侧壁的磨损。最终，在转向架的正常使用期间，这种磨损将高达1/8``至3/16``或者更大，这就需要重建承梁承窝。
重建已磨损的承窝是最多是困难且耗时的操作。所采用的一种方法是通过焊接来用熔融材料构建承窝，然后将通过焊接增加的材料磨光至原始承窝尺寸。一种替代的方法是将一个小的焊接片焊接到承窝的侧壁表面上。然而，通过上述任一方法构建承窝都是困难的事情，因为承窝的内部相对而言不能进入，其对于通常的运输车辆承梁而言仅为5-3/4``至约7-1/2``宽。
发明内容
根据本发明，通过在楔上与承梁承窝侧壁相接触的侧面上提供非金属嵌件就解决了上述问题。非金属嵌件优选地为聚合物材料，其避免了承梁承窝上的磨损，因为这里不存在着金属-金属接触，仅有聚合物嵌件与承窝侧壁的接触。本发明的非金属嵌件每个都可分离地紧固至一对楔中每个的一个侧壁，并且能在定期检查转向架时根据需要容易地更换。通过使用这种嵌件，可以合理地预期，承梁承窝将维持到轨道车辆的寿命。
这种嵌件的使用实现了明显降低维护成本和延长转向架部件寿命的目标，同时促进了转向架的方形形状并且从而减少了车轮磨损。
从以下结合附图对于优选实施例的详细描述中，本发明的前述和其它目标和优点将会很明显。
图1是结合有本发明原理的一个优选形式的拼合楔组件的分解透视图；和图2是局部剖面的片断侧视图，示出了拼合楔组件就位时的一段转向架侧架和承梁承窝。
具体实施例方式
图1示出了一种现有技术中的楔组件，其为美国专利No.5,943,961所示类型，其被修改为包括了本发明的教导。如图1所示，楔组件优选地包括一对拼合楔10和12，每个楔具有面朝上的负荷承载斜面14。拼合楔在图1中可以看出为由嵌件16的腹板15所分隔，所述腹板安装在图2所示承梁22中的一对承窝22a之一内。如本申请的图1所示，嵌件16具有一对分别用附图标记18和20标记的斜面以及靠在承窝22a的倾斜后壁上的面朝上的斜面21。斜面18和20还朝着嵌件的侧缘远离定位在中心的腹板15地朝着承窝的侧缘向外倾斜并向内延伸入承窝后面的空间。在所示的组件中，嵌件16完全与承窝22a分离，但是其上表面21将与承窝的倾斜后壁面对面地相接触。在其它组件中，例如，在`298专利中的承窝的组件中，楔可直接靠在承窝的倾斜后壁上或者靠在一个焊接至(或者用其它方法附接至)后壁的嵌件上。从图1中能看出，嵌件16远离其中心部朝着其侧缘倾斜。
图2是朝着转向架侧架26看的视图，并且承梁22的端部以剖面的形式示出。承梁22横向于一对侧架地延伸，并且每个端部横向地延伸穿过侧架开口24。图2中仅示出了一个这样的侧架、侧架开口和一部分承梁。承梁的每个端部具有一对承窝22a，所述承窝面朝着侧架开口24的相对侧。
进一步参照图2，每个侧架26还包括间隔开的侧架柱28，图中仅示出了其中之一。每个柱28具有摩擦面30，该摩擦面30面对承梁承窝22a地向内伸入开口24。如上所述，嵌件16具有中心定位的分隔腹板15。拼合楔12在图2中背离观察者地以侧视图的形式示出，并且其侧面位于腹板15的后面。两个楔都由比如一个或多个盘簧44之类的偏置装置所支撑。如图2所示，一个楔能看出为其相对侧靠在承梁承窝22a远离观察者的那一侧上。如美国专利No.5,943,961中更详细地说明和图1中所示，拼合楔相对于嵌件16上相应的表面18和20偏置。拼合楔还相对于承梁22a的侧壁向外偏置。
在图1中，该对垫片34之一示出为定位为安装在楔12侧面中的凹陷36内，可以理解第二个类似形状的垫片34附接在楔10背离观察者的侧面中形状类似的凹陷中。垫片34用作与承梁承窝22a的侧面相接触的耐磨元件。垫片34由非金属材料构成，优选的材料为聚合物，下面将进一步描述。垫片的厚度使得其突出超过楔的侧面一个明显的量并且形成了楔与承梁承窝侧壁之间的整个接触面。在本发明目前视为优选的实施例中，每个楔中的凹陷的深度为约0.25``并且垫片的厚度为0.31``，从而允许垫片的外表面突出超过楔的外表面约0.06``。一旦垫片已经磨损至很可能很快就要出现楔侧面的磨损时，准备更换垫片。
为了将垫片紧固在楔中的凹陷内，每个垫片34优选地设有埋头孔38，该埋头孔大致中心地定位为与楔侧壁中的螺纹孔径40对准。平头螺纹紧固件42装配在孔38内并螺旋入螺纹孔径40以将垫片附接至楔的侧壁。紧固件的头部应当与楔的表面平齐或者在紧固件被紧固时稍微凹陷。优选地，紧固件由与垫片相同的材料制成。如果使用的是金属紧固件，则孔38应当足够地下沉以避免紧固件头部与承窝侧壁在一般磨损状况下相接触。垫片还具有与拼合楔10和12中的开口48以及嵌件腹板中的凹陷36相对准的孔46，用来临时地插入如`961专利所述的安装期间所使用的闭锁销。
在本发明的优选实施例中，垫片由尼龙构成，不过也可以应用其它耐磨聚合物，比如迭尔林(Delrin)、尿烷或UHMW。UHMW表示超高分子量的聚乙烯，优选地具有介于约3百万至约6百万的分子量。垫片优选地具有范围在约700至约900内的硬度，并且最优选地具有约800的硬度。
由这种材料制成的垫片可通过浇铸或模塑来提供。
在使用中，楔10和12被比如盘簧44之类的偏置装置向上偏置靠在承窝22a内的斜面18和20、摩擦面30和承窝侧壁上，从而为承梁和车体提供支撑并且提供了促进转向架为方形形状和降低振荡的阻尼力。在使用耐磨的非金属垫片的情况下，基本上消除了承窝侧壁的磨损。垫片34非常耐用并且在使用中显示了极少的磨损，但是如果遇到了显著的磨损仍然能易于更换。垫片相对廉价、能快速且容易地更换而无需焊接，并且通过定期检查和必要的更换，可以无限地延长承梁承窝的寿命。
权利要求
1.一种用于运输车辆转向架中的楔组件，所述转向架具有一对横向间隔开的侧架元件，所述侧架元件支撑多个间隔开的轮组，每个侧架具有位于所述轮组之间的侧架开口，用于接纳跨过所述侧架的运输车辆承梁的突出端部，每个所述侧架开口包括位于承梁突出端部的相对侧上的纵向间隔开的相对摩擦面，所述突出的承梁端部具有一对承窝，每个所述承窝面对一个所述摩擦面，所述承窝包括向下且向内倾斜的倾斜背面部分和基本上平状的竖直定向的侧壁，所述倾斜背面部分从中心升高部朝着承窝的侧面渐细并且一对楔布置在每个所述承窝内，每个所述楔具有布置在所述承梁承窝内的斜面，所述楔由置于中心升高部的相对侧上的斜面间隔开，其中所述斜面与倾斜背面部分的斜面以及竖直表面相接合，并且所述竖直表面与所述纵向延伸的摩擦面之一相接合，每个所述渐细表面与相应倾斜的楔表面相配合以将所述楔偏置为与承窝相应的侧壁相接合；以及用于将所述楔在相关的摩擦面和背面部分的斜面之间向上偏置的偏置装置，其改进包括附接至楔的竖直侧壁的聚合物耐磨垫片，每个所述耐磨垫片布置为与所述承窝侧壁相接合，并且所述垫片具有一个用作楔和承窝侧壁之间唯一耐磨面的耐磨面。
2.根据权利要求1的楔组件，还包括用来将耐磨垫片可分离地紧固至楔侧面的装置。
3.根据权利要求2的楔组件，其中耐磨垫片具有介于约700至约900之间的硬度。
4.根据权利要求3的楔组件，其中耐磨垫片由选自于包括尼龙、迭尔林、UHMW和尿烷的组中的聚合物材料构成。
5.根据权利要求4的楔组件，其中耐磨垫片是浇铸的。
6.根据权利要求1的楔组件，其中耐磨垫片的竖直布置的表面包括大致与垫片形状相一致的凹陷，所述凹陷接纳该垫片，该垫片的厚度大于凹陷的深度，从而垫片表面延伸超出凹陷。
7.根据权利要求6的楔组件，其中垫片表面突出超过凹陷一个约为0.06″的距离。
8.根据权利要求6的楔组件，其中所述凹陷和所述耐磨垫片具有大致三角形的形状，并且三角形的底边沿着楔的底面布置。
9.根据权利要求2的楔组件，其中用于将垫片可分离地紧固至楔的装置包括由与垫片相同的材料制成的紧固件；延伸穿过该垫片的孔径，所述孔径为埋头孔，所述紧固件具有凹陷在孔径的埋头孔部分内且与垫片耐磨面平齐的头部。
10.一种摩擦楔组件，其包括用于轨道车辆转向架组件中的拼合摩擦楔，该转向架组件包括一对侧架，每个侧架具有中心定位的侧架开口；延伸穿过所述侧架对的每个所述开口的承梁，该承梁包括定位在侧架开口内并面对侧架开口侧面的承梁承窝，每个所述承窝具有倾斜的后壁部分，所述倾斜的后壁部分远离中心区域地朝着与承梁承窝侧壁相邻的侧缘渐细；一对位于每个所述承窝内的拼合楔，每个楔具有可与所述渐细壁部之一相接合的斜面；用于将所述楔相对于渐细部分向上地且相对于承窝侧壁远离中心区域地偏置的偏置装置；以及聚合物耐磨垫片，每个所述耐磨垫片具有一个位于承窝侧壁和楔的一个侧面之间并且用于与承窝侧壁表面相接合的耐磨面。
11.根据权利要求10的楔组件，还包括用来将耐磨垫片可分离地紧固至楔侧面的装置。
12.根据权利要求11的楔组件，其中所述用于可分离地紧固所述耐磨垫片的装置包括由聚合物材料制成的螺纹紧固件，所述耐磨垫片具有延伸贯穿其中用于接纳所述紧固件的埋头孔径，该紧固件具有位于孔径的埋头孔部分内的头部，头部的外表面不突出超过垫片的耐磨面。
13.根据权利要求11的楔组件，其中耐磨垫片具有介于约700至约900之间的硬度。
14.根据权利要求13的楔组件，其中耐磨垫片由选自于包括尼龙、Delrin、UHMW和尿烷的组中的聚合物材料构成。
15.根据权利要求14的楔组件，其中耐磨垫片是浇铸的。
16.一种用于轨道车辆转向架组件的楔中的聚合物耐磨垫片，其中楔在承梁承窝内被弹性地向上偏置并且具有与承梁承窝内相应斜面相配合的斜面，所述楔还具有面对承窝一个侧面的侧面并且其中楔被相对于承窝侧壁偏置，所述耐磨垫片以面对承窝侧面的方式可移除地附接至楔的侧面，所述耐磨垫片将楔维持为不与承窝侧壁相接触，所述耐磨垫片与承窝侧壁摩擦接合并且由摩擦系数相对较低的聚合物材料制成。
17.根据权利要求16的耐磨垫片，还包括螺纹孔径，并且具有用于将所述耐磨垫片可分离地紧固至所述楔的螺纹紧固件。
18.根据权利要求17的耐磨垫片，其中耐磨垫片是硬度介于约700和约900之间且滑动摩擦系数介于约0.10至约0.30之间的铸件。
19.根据权利要求16的耐磨垫片，其中耐磨垫片由选自于包括尼龙、Delrin、UHMW和尿烷的组中的聚合物材料构成。
20.根据权利要求19的耐磨垫片，其中耐磨垫片是浇铸的。
全文摘要
相对于轨道车辆转向架的承梁端部中的承窝的倾斜上表面和侧壁偏置的拼合楔设有非金属耐磨板，其于承窝侧壁相接触以减少或避免承窝侧壁的磨损。耐磨板通常为浇铸的聚合物垫片，其材料选自于由尼龙、Delrin、UHMW和尿烷所构成的组，其硬度在约700至约900的范围内并且滑动摩擦系数约为0.10至约0.30。垫片安装在楔的侧壁内的凹陷中并且借助于比如螺纹紧固件之类的装置保持就位以便于更换。
文档编号B61F5/02GK1911718SQ20061011095
公开日2007年2月14日 申请日期2006年8月11日 优先权日2005年8月12日
发明者J·W·拉迪鲍, C·L·范奥克恩 申请人:Asf-基斯通公司