改进的滚动式车辆的轨道的制作方法_3

文档序号:9242434阅读:来源:国知局
轨道的许多管子必须承受多个弯曲加工,有时是在相同的位置上。
[0054]图3A是在之前的图2A-2C中的Y维度弯曲加工之后必须承受第二弯曲加工的这种现有技术的过山车轨道的一部分的图示。管300代表之前在图2A-2C中在Y维度弯曲的管 200。
[0055]翻到下一幅图,图3B是之前弯曲的图3A的管300的所述部分的图示,其承受在第二 Z维度的弯曲加工。该第二弯曲加工因而造成了在轨道中的混合弯曲,一个弯曲在Y维度(图2A-2C),另一个弯曲在Z维度,正如在维度表征218中所表示出的。
[0056]可以意识到管310在Z维度中在位置311处具有施加其上的向外(自纸面)的力312、在Z维度中在位置313处施加其上的向内(进入纸面)的力314和在Z维度中在位置315处施加其上的向内(进入纸面)的力316。这些力312,314和316相结合将管310在Z维度中弯曲成第二弯曲部。
[0057]与对于Y维度在图2A-2C中描述的类似,图3B中的管310承受第二组应力,即在位置311处的压缩和在位置317处的扩张或拉伸。因此,由于管310在管310的中央部分中承受具有多个压缩和扩张的两种弯曲,所以严重危及其结构完整性。
[0058]类似于图2C,图3C图示了管320,管320受到这种弯曲,以达到所需形状和形式。特别地,管320可以在位置321处经历结构上的压缩以及在位置327处经历结构上的扩张或拉伸,形成了与原产的、直的钢管(起初不承受这些力)相比被弱化了的过山车轨道。
[0059]图4A是现有技术的直的矩形管400的一部分的图示,其是用于刚性直的结构目的的合适材料,但是对于弯曲应用难于弯曲或操纵。虽然这种管相比于圆形管用于过山车轨道是有利的,但是这种矩形管正如进一步描述的难于弯曲或操作。
[0060]翻到下一幅图,图4B是图4A中的现有技术的矩形管的所述部分在Y维度中的弯曲加工期间的图示,从而造成管的形状的变形。更具体地,矩形管410在Y维度中在位置411处承受向下的力412,在Y维度中在位置413处承受向上的力414,在Y维度中在位置415处承受向上的力416。
[0061]正如所绘出的,危及矩形管410的截面形状的这些力将矩形管压扁、变平或变形。更具体地,在位置411处有压缩力,使矩形管410的顶部永久变形。类似地,当从视觉上观察边缘417时,通过边缘417的轮廓的不一致,可以在视觉上确定矩形管410的结构完整性。
[0062]类似地,图4C是图4A中的现有技术的矩形管的所述部分在Y维度中弯曲加工期间的图示,从而造成了管的完整性上的断裂。更具体地,矩形管420在Y维度中在位置421处承受向下的力422,在Y维度中在位置423处承受向上的力424,在Y维度中在位置425处承受向上的力426。正如可以意识到的,在位置428处,作用在矩形管420上的压缩力造成矩形管420的表面(可能是内部)上起皱或成波形。同样地,在矩形管420的材料中发生扩张或拉伸的位置上观察到裂缝427。
[0063]正如本领域技术人员完全可以意识到的,使用实心棒或空心管形式的圆形钢是在传统现有实践下开发过山车轨道的最有效的设备一一但是该工艺需要许多进步。列出几条,但是是非限制性的,第一,用在圆形形式中的材料本身是昂贵的。第二,材料难于合适地弯曲成所需的形式,通常导致一种“反复试验”的方法来构造所需的轨道。如图2A-2C和图3A-3C中所示,该制造过程还在轨道材料中引入了应力并且最终使轨道材料被弱化。
[0064]第三,当将材料(例如钢)放置成圆形形式(比如棒或管)时,在与三角形、矩形、I形梁或其它形式相比时,材料在结构上强度不大。特别地,圆形材料在承受横向力(横向于材料长度的力)时刚度较小。
[0065]遗憾的是,正如在图4A-4C中绘出的,使用矩形(或其它形式,比如三角形或I形梁)管,在直段中虽然结构上比圆形棒或管更有效,但是弯曲成曲线是相当复杂的。更不足的是,通常无论使用什么材料或管,在混合曲线中必须在多个维度中弯曲,以及可能需要材料本身的扭曲来适应合适的所需的结构。
[0066]新结构及其构造
[0067]图5是根据本发明的一个实施方式的过山车的正视图。过山车500包括底盘502,底盘502包括导轮架504,导轮架504因而连接到一个或多个主轮506、一个或多个横向轮508和一个或多个底轮510。所述一个或多个主轮506、一个或多个横向轮508和一个或多个底轮510沿着正如根据本发明的一个实施方式绘出的矩形截面(或“I形梁”)轨道512滚动。该过山车500能够利用刚度更大、更耐用和更容易制造的轨道512,所述轨道512是由单独的平面材料分段构造并成型成矩形截面(或“I形梁”)轮廓。
[0068]这种轨道512的另一个显著的优点是将轨道512连接到地面或水平表面520的能力,这在传统的现有技术的过山车(未示出)中一般是不可取的或不使用的。即,这种连接能够与连接到表面520的一个或多个大螺栓相适应。
[0069]翻到下一幅图,图6是根据本发明的一个实施方式的细长弯曲结构的透视图。图示出了根据本发明的一个实施方式的过山车轨道600,即具有第一竖直构件601、第二竖直构件602、顶部水平构件603、底部水平构件604、内部竖直构件605和内部水平构件606。正如通过参照图5和6指出的,所述一个或多个主轮506沿着顶部表面609滚动,所述一个或多个横向轮508沿着横向表面610滚动,所述一个或多个底轮510沿着底表面611滚动。可以利用一个或多个螺栓608将轨道600连接到支撑件607。
[0070]当材料与刚度进行对比时这种轨道的刚度显著大于其圆形对应件的刚度。此外,这种材料如果在制造期间不承受应力(比如加热或弯曲)其本身的强度就较大并且更耐用。
[0071]为了以细长弯曲的形式构造这样的轨道600,轨道600包括多个单独的平面材料分段(例如厚钢板),它们被切成精确的、具体所需的尺寸和形状。
[0072]翻到下一幅图,图7是根据本发明的一个实施方式的细长弯曲结构的分解透视图,其表明了这种过山车轨道700是如何能由单独的诸如厚钢板之类的平面材料分段构造而成的。更具体地,第一竖直构件701、第二竖直构件702、顶部水平构件703、底部水平构件704、内部竖直构件705和内部水平构件706均被切割,并利用传统的连接方式(例如焊接、粘结、螺栓和螺母、等等)连接在一起。
[0073]在优选的实施方式中,这种单独分段的永久连接可以通过自动焊接机实现。根据应用和可用的自动机器,为了实现永久连接通常利用一个或多个专用装配架来将多个轨道分段保持在给定的方向上是理想的。接下来简要讨论这种已经成功开发并利用的装配架。
[0074]图8是根据本发明的一个实施方式的装配架的透视图。装配架800包括基座802、竖直支腿804、水平横梁806和各种调节器。例如,竖直支腿804优选地是可配置的并且能合适地设计成允许将横梁
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