方向， "水平的"是平行于轨道的平面，包括横轴和纵轴。当转向架的轮子在平行轨道上对齐并且 轴相互平行且垂直于侧架时其是"正方形"。转向架的"前"侧指在轨道车遇到转弯时转向 架的第一侧；"后"侧与前侧相对。
[0030] "弹性体"和"弹性的"指具有弹性从而在被压缩时具有回复力的聚合物材料。这 种材料的实例包括但不限于天然橡胶、氯丁橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、丁苯橡胶 (SBR)，以及衍生物。
[0031] "摩擦系数"指两个表面之间的静摩擦系数。除非上下文清楚地另外要求，"减小的 摩擦系数"意思是，与钢与钢的摩擦系数相比，摩擦系数减小，钢是轴箱顶和轴承接合器之 间的传统界面。"最小摩擦"定义为不大于〇. 10、优选地小于〇. 08的两个滑动表面之间的 静摩擦系数。比较而言，两个滑动钢表面之间的静摩擦系数为0. 40或更大。
[0032] "等效阻尼（equivalent damping) "指每个运动周期的计算的能耗，用于比较轴承 接合器和侧架之间不同的互连，该互连是通过滑动表面、弹性材料的剪切或压缩或者其他 方式。
[0033] 侧架和轴承接合器之间的"互连"指在侧架和轴承接合器之间接触并传送力的任 何元件。
[0034] 在根据本发明的轨道车转向架包括多个基本相同元件例如两个侧架、两个轮副、 四个轮子等的地方，应理解本文中一个元件的描述用于描述它们所有元件。
[0035] 美国轨道协会（Association of American Railroads) ("AAR"）在标准 M-976 中 提出了轨道转向架的标准。提及M-976和其他AAR标准指的是在本申请的申请日有效的标 准。
[0036] 本发明考虑在轮副和侧架之间可提供互连的多种方式，以给轮副轴承接合器提供 最佳和相称的弹簧力。互连控制轴承接合器（以及从而也有轮副）相对于转向架侧架的纵 向和横向运动，以优化操纵和稳定性。另外，互连提供回复力，由此小的运动以最小的摩擦 或等效阻尼形成相称小的弹簧回复力。
[0037] 图1以侧视图描绘轨道车转向架10。滚柱轴承16、轴承接合器18、轮子14和轴 (在图1侧视图中未显示）一起形成轮副。滚柱轴承16抵靠接纳在轴承接合器18的弯曲 表面并且轴承接合器的平坦表面面对轴箱切口的轴箱顶21 (图2中显示）。
[0038] 图2描绘图1转向架的等距透视图，其中轮副的一部分被移除以显示止推凸块22。 类似的止推凸块在前后侧从轴箱切口的垂直侧壁突出，具有邻近轴箱顶的弯曲凹口 23和 倾斜下表面25。
[0039] 图4描绘轴承接合器，其在前后侧上具有槽41以配接于轴箱的侧壁上的各自止推 凸块22并防止轴承接合器的过度横向运动。轴承接合器可以利用板43。无论是否有板43， 轴承接合器的顶表面19接触轴箱顶。
[0040] 图3是轴承接合器插入轴箱切口的横截面视图。根据本发明的一个实施方式，侧 架和轴承接合器之间的偏差设置有一个或多个弹性元件24(图3中显示两个这种元件）。 [0041] 弹性元件24可由氯丁橡胶制成，使得当安装轴承接合器时插入弹性元件到轴承 接合器和止推凸块之间的槽中压缩该元件大于1/8英寸（3. 175mm)，导致弹簧力的范围在 大约 5001bs (226. 796kg)至大约 1000 lbs (453. 592kg)，优选地大约 7501bs (340. 194kg)。 在显示的实施方式中，相同的弹性元件类似地放置在轴承接合器的相对纵向侧上的槽41 中，使得在转向架不移动时轴承接合器上的净力为零。在优选的实施方式中，弹性元件不接 触轴承接合器的侧面。在一些情况，可能期望提供与轴承接合器的侧面的弹性接触，但仍提 供具有与纵向弹簧刚性相比更低的横向弹簧刚性的互连。
[0042] 根据本发明，轴承接合器和侧架之间的互连提供的横向弹簧常数不超过大约 50001b/in(875. 634N/mm)，优选地小于大约 30001b/in(525. 380N/mm)，同时提供纵向弹簧 常数的范围在大约 20, 0001b/in(3502. 536N/mm)至大约 40, 0001b/in(7005. 071N/mm)，优 选地范围在大约 25, 0001b/in(4378. 169N/mm)至大约 35, 0001b/in(6129. 437N/mm)。互连 也响应于施加的负荷以最小的摩擦或等效阻尼提供回复力。优选地，侧架和轮副之间的响 应于施加的负荷的摩擦系数，或者等效阻尼，小于0. 1，或者更优选地小于0. 08。
[0043] 根据本发明的实施方式，以预先偏置的弹性元件将轴承接合器啮合在轴箱切口 中，通过该预先偏置的元件在纵向和横向上提供回复力，其中横向回复力比纵向回复力小 得多。例如，侧架和轴承接合器之间的力形成每个轴承接合器和每个侧架之间的纵向弹簧 刚性为大约 25, 0001b/in(4378. 169N/mm)至大约 35, 0001b/in(6129. 437N/mm)以及侧架和 轴承接合器之间的横向弹簧刚性不超过纵向弹簧刚性的10%。
[0044] 在图5A、5B和5C显示的其他实施方式中，每个轴箱切口中的一个或多个止推凸块 22使用安装在轴箱侧壁后面的弹簧装配有预先偏置的元件。侧架通常具有与轴箱侧壁相对 的预先存在的空腔29。在轴箱侧壁中钻有一个或多个孔以容纳螺钉，并且钻有另外的孔以 便支承元件51可以附接至弹簧。在图5B的横截面视图中，描绘了扭簧55,其具有用螺钉 53固定至轴箱壁的第一端和与所述第一端相对的附接至支承元件51的第二端。可选地，可 使用片簧57,如图5C描绘。该弹簧适合于提供纵向上的力为大约5001bs (226. 796kg)至大 约1000 lbs (453. 592kg)，优选地大约7501bs (340. 194kg)。如同前面实施方式，可安装弹 簧至前后轴箱侧壁，以在纵向上提供相等并且相反的力，在轴承接合器上形成零净力。
[0045] 在本发明的另一方面，当结合本文描述的预先偏置的止推凸块时可以改进转向架 设计的容差，以提高性能，其包括改进轴箱本身。传统轴箱的轴承接合器和止推凸块之间 的总纵向间隙为大约0. 10英寸（2. 54mm)。本发明人发现大约0. 20至0. 25英寸（5. 08至 6. 35mm)的间隙允许轮副更好的被动操纵。
[0046] 传统上，将弹性垫提供在轴箱顶和轴承接合器的顶表面之间。传统的弹性垫允许 在横向和纵向上都有更软的弹簧刚性。根据本发明，将与纵向上弹簧刚性相比在横向上更 软的弹簧刚性提供在轴承接合器和侧架之间。在本上下文中"弹簧刚性"指使轴承接合器 相对于侧架移动给定距离所需力的量。
[0047] 在实施方式中，转向架不包括在轴箱顶和轴承接合器之间的弹性垫。然而，结合预 先偏置的止推凸块元件在轴箱顶界面使用弹性垫是可能的，并且在一些情况下可能是期望 的。
[0048] 再次参看图3,可以通过在轴承接合器的顶部提供具有减小的摩擦系数的表面30 获得较软的横向弹簧刚性，例如Teflon?!(聚四氟乙烯），尽管满足本发明要求的其他已 知低摩擦材料也可能是合适的。相似的摩擦减小的表面28可以提供在轴箱顶上。在图3 显示的实施方式中，在界面26处，低摩擦系数表面提供在两个表面上。优选地，在界面处 的摩擦系数小于大约0. 08,更优选地等于或小于大约0. 04。在界面26处的两个表面都是 Teflon?的实例中，摩擦系数大约〇. 04。
[0049] 在进一步的实施方式中，上述的改进的轮副与侧架互连可结合在具有横梁的转向 架中，该横梁如在与本申请同一天提交并且通过引用并入的美国申请13/600,560中描述。 所述横梁提供的转向架的总体刚性结合轴承接合器和轴箱切口改进提供的提高的纵向与 横向弹簧刚性之比导致振荡阈值、冲角和其他重要性能参数的协同改进。
[0050] 根据本发明的转向架与现有技术相比改进的性能使用计算机模型评估。根据本发 明模拟第一转向架，其将弹性元件结合在轴承接合器的前后侧并将Teflon?表面结合 在轴箱顶以及在轴承接合器的顶部表面上，所有都如上所述。另外，模拟具有横梁的转向 架。模拟弹性元件以在侧架和轴承接合器之间相反的纵向上施加7501bs(340. 194kg)的 力。弹性元件没有与轴承接合器的侧面接触的表面。模拟该第一转向架以使轴箱顶和轴承 接合器之间的摩擦系数为0. 08。为了反映比较性性能，类