不具有指形芯而形成的转向节的制作方法
【专利摘要】本申请涉及不具有指形芯而形成的转向节。一种用于制造轨道车厢耦合器转向节（16）的方法包含：提供上模具部分（110）和下模具部分（150），所述上模具部分和下模具部分具有至少部分界定耦合器转向节模具腔的周边边界的内部壁，其中所述模具腔包含指形区段（114）；将至少一个内部芯定位于所述上模具部分（110）或所述下模具部分（150）内，所述至少一个内部芯经配置以在耦合器转向节（16）内界定肾形腔和枢轴销腔；在所述单个芯在所述上模具部分与下模具部分之间的情况下闭合所述上模具部分和下模具部分；以及以熔融合金至少部分填充所述模具腔，所述熔融合金在填充之后固化以形成所述耦合器转向节（16），其中所述至少一个芯界定所述肾形腔和枢轴销腔，且所述模具腔的所述指形区段（114）界定所述耦合器转向节（16）的至少一个指形腔（40）。
【专利说明】不具有指形芯而形成的转向节
[0001]分案申请的相关信息
[0002]本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2009年5月22日、申请号为200980123762.8、发明名称为“不具有指形芯而形成的转向节”的发明专利申请案。
[0003]相关申请案
[0004]本申请案主张2008年5月23日申请的第61/055，891号和2008年5月23日申请的第61/055，460号美国临时申请案的优先权，所述美国临时申请案的揭示内容以全文引用的方式并入本文。
【技术领域】
[0005]本发明实施例大体上涉及铁路耦合器的领域，且更具体来说涉及铁道耦合器转向节的制造，其中用于转向节的前部部分的芯已经消除。
【背景技术】
[0006]轨道车厢耦合器安置于铁道车厢的每一末端处以实现将此铁道车厢的一端接合到另一铁道车厢的邻近安置的末端。这些耦合器中的每一者的可啮合部分在铁道【技术领域】中称为转向节(knuckle)。
[0007]通常，转向节制造有三个芯，通常称为转向节的前部部分中的指形芯、转向节的中心的枢轴销芯，以及转向节的后部处的肾形芯。指形芯和肾形芯减少了转向节的重量。然而转向节仍可重达约80磅，且在更换期间必须从机车携载列车长度的至少一部分。此距离的长度可在从25个直到100个或100个以上轨道车厢的范围内。
[0008]耦合器转向节大体上是使用模具和所述三个芯而由铸钢制造的。在铸造工艺本身期间，模具与安置于模具内的三个芯的相互关系对于制造令人满意的铁道货运车厢耦合器转向节来说是关键的。许多转向节由于在整个转向节上的金属的内部和/或外部不一致性而发生故障。如果在铸造工艺期间一个或一个以上芯移动，那么一些转向节壁可能变得比其它壁薄，从而导致在转向节使用期间的偏移加载和增加的故障风险。
[0009]此外，多个薄肋部已定位于与转向节前部处的指形腔相关联的前面区段内。这些多个薄肋部已知是如此设计的耦合转向节的过早故障的来源。
【发明内容】
[0010]在第一实施例中，一种用于制造轨道车厢耦合器转向节的方法包含:提供上模具部分和下模具部分，所述上模具部分和下模具部分具有至少部分界定耦合器转向节模具腔的周边边界的内部壁，其中所述模具腔包含指形区段；将至少一个内部芯定位于所述上模具部分或所述下模具部分内，所述至少一个内部芯经配置以在耦合器转向节内界定肾形腔和枢轴销腔；在单个芯在所述上模具部分与下模具部分之间的情况下闭合所述上模具部分和下模具部分；以及以熔融合金至少部分填充所述模具腔，所述熔融合金在填充之后固化以形成所述耦合器转向节，其中所述至少一个芯界定所述肾形腔和枢轴销腔，且所述模具腔的所述指形区段界定所述耦合器转向节的至少一个指形腔。
[0011]在第二实施例中，一种用于制造轨道车厢耦合器转向节的方法包括以下步骤:提供上模具部分和下模具部分，所述上模具部分和下模具部分具有至少部分界定耦合器转向节模具腔的周边边界的内部壁；将单个内部芯定位于所述上模具部分或所述下模具部分内，所述单个内部芯经配置以在耦合器转向节内界定肾形腔和枢轴销腔；在所述单个芯在所述上模具部分与所述下模具部分之间的情况下闭合所述上模具部分和所述下模具部分；以及以熔融合金至少部分填充所述模具腔，所述熔融合金在填充之后固化以形成所述耦合器转向节，其中所述单个芯界定所述耦合器转向节的所述肾形腔和所述枢轴销腔。
[0012]在第三实施例中，一种轨道车厢耦合器转向节包括:尾部区段、毂区段和鼻部区段；所述尾部、毂和鼻部区段界定包括(i)肾形腔、(ii)枢轴销腔和(ii)指形腔的内部腔；所述肾形腔和枢轴销腔在所述耦合器转向节的制造期间使用至少一个内部芯形成；且所述指形腔在所述耦合器转向节的制造期间由上模具部分和下模具部分的指形区段形成。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]参考以下附图和描述可更好地理解系统。图中的组件不一定按比例绘制，而是重点在于说明本发明的原理。而且在图中，相同参考标号在全部不同的图中指定对应的部分。
[0014]图1是用以界定枢轴销腔和肾形腔的转向节芯的俯视图。
[0015]图2和3是图1的转向节芯的透视图。
[0016]图4是用于使用图1到3的转向节芯制造耦合器转向节的耦合器转向节制造组合件的示意性说明。
[0017]图5是使用图4的耦合器转向节制造组合件和图1到3的转向节芯模制的耦合器转向节的俯视图，其指示沿着线A-A的横截面图。
[0018]图6是沿着图5的转向节的线A-A的横截面图。
[0019]图7和8分别为在模制工艺完成之后图5到6的转向节的实心俯视图和划线俯视图。
[0020]图9和10分别为在模制工艺完成之后图5到6的转向节的实心仰视图和划线仰视图。
[0021]图11和12分别为在模制工艺完成之后图4到9的转向节的实心透视图和划线透视图。
[0022]图13是说明用于制造图5到12的轨道车厢耦合器转向节的方法的流程图。【具体实施方式】
[0023]在一些情况下，未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作。此外，在一个或一个以上实施例中可以任一合适方式组合所描述的特征、结构或特性。还将容易了解，本文在图中大体上描述和说明的实施例的组件可在各种各样不同配置中布置和设计。
[0024]参见图1到3，铁路耦合器转向节的本发明实施例将枢轴销芯10和肾形芯12组合为在制造耦合器转向节中使用的单个芯。不需要指形芯。如图4中可见，在模制工艺期间由上下模具的部分形成至少一个指形腔40 (和/或40’)，因此消除了对形成指形腔原本将需要的另一芯或芯的部分的需要。所述至少一个指形腔40帮助减少耦合器转向节的重量。在不使用指形芯的情况下制造耦合器转向节的优点包含使用较少的芯，或如果使用一个芯，那么单个芯需要较少的砂。芯的数目或单个芯的总体大小的减小减少了制造成本。
[0025]更具体来说，图4是用于制造耦合器转向节(图5到6中的16)的耦合器转向节制造组合件100的示意性说明。转向节制造组合件100包含上模具区段110、耦合器转向节的上部区段120、制造工艺中使用的单个枢轴销芯10和肾形芯12、耦合器转向节的下部区段140，和下模具区段150。当然，可使用两个单独的芯一枢轴销芯10和肾形芯12来代替单个枢轴销芯10和肾形芯12。
[0026]上模具区段110和下模具区段150分别包含模具腔112和152，熔融合金被倾倒入所述模具腔以铸造耦合器转向节。模具腔112和152经配置以对应于待使用上模具区段110和下模具区段150制造的耦合器转向节的所需外部表面。在本发明实施例中，上模具腔112的上指形区段114和下模具腔152的对应的下指形区段154在模制工艺期间形成至少一个指形腔40。另外，可通过包含圆柱形销作为上指形模具区段114和下指形模具区段154的部分来在至少一个指形腔40内形成圆柱形旗孔(图5中的54)。上指形区段114和下指形区段154可在模具腔112、152的中心接合，从而一旦上模具部分110和下模具部分150闭合便形成单个指形区段。单个内部芯10、12包含枢轴销和肾形部分以形成对应的枢轴销和肾形腔。
[0027]图5是使用图4的耦合器转向节制造组合件100和图1到3的单个转向节芯10、12模制的耦合器转向节16的俯视图。耦合器转向节16包含尾部区段20、毂区段22和前面区段24。毂区段22包含形成于其中的枢轴销孔30，用于接纳枢轴销以将转向节16枢转地耦合到用于耦合到轨道车厢的耦合器。枢轴销孔30由单个内部芯10、12的至少一部分形成。枢轴销孔30包含大体上圆柱形侧壁。转向节16还在前面区段24中包含在模制期间以上指形区段114和下指形区段154产生的至少一个指形腔40。耦合器转向节16还包含顶部牵拉凸耳46和底部牵拉凸耳46a，用以在附接到列车时牵拉转向节16。
[0028]前面区段24包含鼻部区段52，其包含形成于鼻部区段52的末端区中的大体上圆柱形的旗孔54开口。牵拉面部分58从鼻部区段52向内安置，其至少一部分抵靠在邻近轨道车厢的耦合器转向节的类似表面上以将轨道车厢耦合在一起。
[0029]如图6所示，上模具腔112和下模具腔152分别的上指形区段114和下指形区段154经设计以在所述至少一个指形腔40内产生单个连续的实心无中断厚肋部60，其沿着转向节16的穿过枢轴销毂区段22的水平中心线64定位。一对侧鳍(或壁)66附接到厚肋部60且沿着前面区段24延伸。
[0030]单个厚肋部60替代了现有技术转向节的多个薄肋部，因此辅助防止由于多个薄肋部的破裂引起的过早转向节故障。单个厚肋部60可从旗孔54近似地延伸到转向节16的另一侧。在一个实施例中，单个厚肋部的横截面的深度D和长度L分别近似为1.9"和
1.7"，如图5和6中所示。如图6所示的单个厚肋部60的厚度T在一个实施例中可近似为
3.0"。单个厚肋部60将列车的牵引负载沿着直接路径传送到牵拉凸耳46。
[0031]图7和8分别为在模制工艺完成之后图5到6的转向节16的实心俯视图和划线俯视图。图9和10分别为在模制工艺完成之后图5到6的转向节16的实心仰视图和划线仰视图。应注意，在此实施例中，转向节16包含位于其顶部和底部的每一者中的两个单独指形腔40、40’。这些指形腔40’中的一者包含旗孔54，水可穿过所述孔从转向节16排出。在所展示内容的替代方案中，在另一实施例中，可将所述两个单独指形腔40、40’组合为单个接合fe 40。
[0032]图11和12分别为在使用耦合器转向节制造组合件100完成模制工艺之后图5到9的转向节16的实心透视图和划线透视图。应注意，由参考图4的制造组合件100所论述的上模具腔112和下模具腔152的上指形区段114和下指形区段154形成指形腔40、40’。
[0033]图13是说明用于制造图5到12的轨道车厢耦合器转向节16的方法的流程图，且所述方法使用图4的耦合器转向节制造组合件100。方法在步骤200处开始，其中提供产生模具腔的上模具部分和下模具部分，所述模具腔的至少一部分包含指形区段。上模具部分和下模具部分可各自包含使用图案或以其它方式由砂形成的内部壁，其至少部分界定耦合器转向节模具腔的周边边界。模具腔对应于将使用上模具部分和下模具部分铸造的耦合器转向节的所需形状和配置。指形区段形成耦合器转向节的至少一个指形腔。
[0034]在步骤210处，将至少一个内部芯定位于上模具部分或下模具部分内，其中所述至少一个内部芯经配置以在耦合器转向节内界定肾形腔和枢轴销腔。在步骤220处，使用任何合适的机器在所述一个或两个内部芯位于上模具部分与下模具部分之间的情况下闭合上模具部分和下模具部分。在步骤230处，使用任何合适的机器用熔融合金至少部分填充包含所述至少一个内部芯的模具腔，所述熔融合金固化以形成耦合器转向节。所述至少一个内部芯界定肾形和枢轴销腔，且模具腔的指形区段界定耦合器转向节的至少一个指形腔。
[0035]图13中说明的步骤中的一些可在适当情况下经组合、修改或删除，且也可将额外步骤添加到流程图。另外，在不脱离本文描述的实施例的精神和范围的情况下可以任一合适次序执行步骤。
[0036]本文使用的术语和描述是仅借助于说明来陈述而不是有意作为限制。所属领域的技术人员将认识到，在不脱离所揭示实施例的基本原理的情况下可对上述实施例的细节做出许多变化。举例来说，除非经指定，否则方法的步骤无需以某一次序执行，尽管本揭示内容中可能已用所述次序来呈现。因此本发明的范围应仅由所附权利要求书(及其均等物)确定，其中所有术语应在其最广泛的合理意义上来理解，除非另外指示。
【权利要求】
1.一种轨道车厢耦合器转向节制造组件，其包括: 上模具部分，其界定上模具腔； 下模具部分，其界定下模具腔，所述上模具腔和所述下模具腔界定一铸造转向节的外部表面； 其中所述上模具腔和所述下模具腔被配置为还界定全部的内部指形腔，包括用于界定所述铸造转向节中的旗孔的圆柱形销以及成形为界定所述铸造转向节的单一、无中断的肋的开口，所述开口从所述指形腔的所述圆柱形销朝向所述指形腔的与所述圆柱形销相对的侧延伸。
2.根据权利要求1所述的轨道车厢耦合器转向节制造组件，其中所述开口包括约3.0"厚、约1.7"深和约1.9"长的尺寸。
3.根据权利要求1所述的轨道车厢耦合器转向节制造组件，其进一步包括:至少一个内部芯，其定位在所述上模具腔和所述下模具腔内以形成内部肾形腔和内部枢轴销腔。
4.根据权利要求3所述的轨道车厢耦合器转向节制造组件，其中所述至少一个内部芯包括单个组合的枢轴销与肾形芯。
5.根据权利要求3所述的轨道车厢耦合器转向节制造组件，其中所述至少一个芯包括两个单独内部芯，第一芯用于形成所述内部枢轴销腔，且第二芯用于形成所述内部肾形腔。
【文档编号】B61G3/04GK103625503SQ201310711060
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2009年5月22日 优先权日:2008年5月23日
【发明者】杰里·R·斯梅雷茨基 申请人:贝德洛工业公司