专利名称：对接车钩及列车的制作方法
技术领域：
本发明涉及列车联挂技术，尤其涉及一种对接车钩及列车。
背景技术：
目前，为了列车自动重联编组运行或调车方便的需要，列车两端采用了全自动车钩系统，以实现两列车车钩机械、气路和电气系统的自动联挂。全自动车钩系统本身具有自动“对中”功能，可保证两车的车钩在机械上和气路上的自动联挂。但其“对中”的精度对于车钩电气连接器联挂的对接要求远远不够，为保证电气连接器在车钩联挂时各插针能准确对接并顺利联挂，需对车钩联挂精度进一步提高或采取两阶段的联挂方式，来保证车钩电气连接器联挂集合范围的要求。目前城轨车辆全自动车钩系统的联挂多采用两阶段联挂方式，即在联挂过程中首先实现机械和气路的自动联挂，此时车钩所带的电气连接器并不接触，待确认机械和气路联挂可靠后，再操作相关控制单元使电气连接器部分向前伸出，进而对接完成电气连接器的连接。采用该种方案可完成全自动钩缓系统的顺利联挂，但车钩结构相对复杂，成本较高，并需要在车钩前端设置一套专门的气动控制单元来控制电气连接器的连接，控制操作相对复杂。
发明内容
本发明多方面提供一种对接车钩及列车，以实现机械、气路和电气系统的一次联挂，且结构简单。本发明的第一个方面是提供一种对接车钩，所述对接车钩的对接端面上设有二次定位导向结构，所述二次定位导向结构在垂直于所述对接端面方向上的高度小于所述对接车钩的钩头凸锥的高度。本发明的另一个方面是提供一种列车，所述列车的前后均设有本发明实施例提供的所述对接车钩。由上述技术方案可知，本发明实施例通过在所述对接车钩的对接端面上设置二次定位导向结构，使得对接车钩在进行联挂过程中，先进行钩头的一次对中，再在车钩的二次定位导向结构的作用下，迫使两对接车钩二次对中，使两对接车钩接触面小于一定距离直到两车钩接触面完全贴合前，两对接车钩中心的偏移量一直稳定在微小的范围内，确保电气连接器所要求的联挂集合范围，实现了对接车钩的机械、气路和电气系统一次性联挂，且对接车钩的结构简单。
图1为本发明提供的对接车钩实施例一的立体结构示意图；图2为本发明提供的对接车钩实施例一的平面主视图的结构示意图3为本发明提供的对接车钩实施例一的平面侧视图的结构示意图；图4为在本发明提供的对接车钩实施例一上安装有空气管路和电气连接器的结构示意图；图5为采用现有技术进行联挂时车钩偏移量与两车钩间距离的对应关系图表；图6为采用本发明实施例提供的对接车钩在进行联挂时车钩偏移量与两车钩间距尚的对应关系图表。
具体实施例方式如图1、2和3所示，本发明提供的对接车钩实施例一的结构示意图。如图所示，所述对接车钩的对接端面I的对称轴101的两侧分别设有钩头凸锥11和钩头凹锥12。在所述对接端面I还设有二次导向结构2。其中所述二次定位导向结构2在垂直于所述对接端面I方向上的高度小于所述对接车钩的钩头凸锥11的高度。具体地，在两对接车钩联挂过程中，第一对接车钩的钩头凸锥插入第二对接车钩的钩头凹锥中，所述第二对接车钩的钩头凸锥插入所述第一对接车钩的钩头凹锥中，完成一次对中的过程。当第一对接车钩和第二对接车钩在钩头凸锥和钩头凹锥的导向下，逐渐靠近达到二次定位导向结构的高度时，所述二次定位导向结构开始起作用。所述第一对接车钩和第二对接车钩在所述二次定位导向结构的作用下，迫使进行二次对中。由于第一对接车钩和第二对接车钩经过两次对中，所以当两对接车钩间的两对接端面完全贴合前，可有效的确保电气连接器联挂所要求的联挂集合范围，进而就可完成车钩机械、气路和电气系统的一次性联挂。其中，如图2所示，所述二次定位导向结构的高度H可具体为5(T70mm。本实施例通过在所述对接车钩的对接端面上设置二次定位导向结构，使得对接车钩在进行联挂过程中，先进行钩头的一次对中，再在车钩的二次定位导向结构的作用下，迫使两对接车钩二次对中，使两对接车钩接触面小于一定距离直到两车钩接触面完全贴合前，两对接车钩中心的偏移量一直稳定在微小的范围内，确保电气连接器所要求的联挂集合范围，实现了对接车钩的机械、气路和电气系统一次性联挂，且对接车钩的结构简单。进一步地，如图1、2和3所示，所述述二次定位导向结构2设置在所述对接端面I的设有电气连接器安装座3的一端。本实施例将二次定位导向结构2设置在近电气连接器安装座3的一端，在二次定位导向结构进行对中时，能进一步地确保电气连接器所要求的联挂结合范围，通过二次导向结构的对中作用，使得两对接车钩在完全接触的同时，安装在所述电气连接器安装座上的电气连接器所有触点完全对接并导通，进而能一次性的完成对接车钩的机械、气路和电气系统的联挂。再进一步地，如图2和3所示，上述所述二次定位导向结构2包括垂直固定在所述对接端面I上的定位导向销201，以及设置在所述对接车钩上的轴线垂直于所述对接端面I的定位导向孔202。具体地，本实施例所述的二次定位导向结构不仅限于此，所述二次定位导向结构还可以是其他结构，只要是能实现自动对中功能的结构。更具体地，如图3所示，所述定位导向销201和所述定位导向孔202分设在所述对接端面的对称轴101两侧，所述对接车钩的对接端面I设置有钩头凸锥11的一侧为定位导向孔202，所述对接车钩的对接端面I设置有钩头凹锥12的一侧为定位导向销201。其中，所述定位导向销为圆柱形，如图1和图2所示。或者，所述定位导向销为圆柱台阶轴形(图中未示出)。所述圆柱台阶轴形的定位导向销的大径段的高小于小径段的高，所述圆柱台阶轴形的定位导向销的大径端与所述对接端面固连。进一步地，为了便于所述定位导向销的顺利对中，上述圆柱形的定位导向销或圆柱台阶轴形的定位导向销的顶端均设有倒角面，如图2所示。本发明各实施例主要以对接车钩主体结构为基础，在对接车钩的对接端面上设置定位导向销和定位导向孔的来进行强迫修正“对中”的二次定位方案，即当两对接车钩联挂过程中，如图4所示，一个对接车钩的钩头凸锥11和另一个对接车钩的钩头凹锥先接触，实现两对接车钩的首次对中，即实现了机械联挂，同时两对接车钩的空气管路4也完成了对接联挂。随着对接车钩对接端面距离缩小，两对接车钩的中心偏差逐渐收窄。当两对接车钩的对接端面缩小到一定距离，如60_时，对接车钩的二次定位导向结构开始作用，其中一个对接车钩上的定位导向销201与另一对接车钩相对应的定位导向孔(图中未示出)相接触形成小间隙配合并在一起做活塞推进运动，迫使两对接车钩的中心再次对中，使安装在对接车钩的电气连接器安装座3上的电气连接器4实现精确定位，进而顺利的完成了电气连接器的连接。具体地，本发明实施例所述的二次定位导向结构采用与对接车钩钩体一起整体铸造成型方式，在一个加工定位基准下一次加工完成，以保证钩体连挂定位与二次定位之间的一致性和精确度，即如图4所示的，在一个加工基准5下一次加工钩体及二次定位导向结构。如图4所示，二次定位导向结构的定位导向销201可具体为直径为35mm，高为60mm的圆柱形，保证定位时两对接车钩中心线左右和上下均一致。同时，定位导向销201的顶部进行倒边处理，保证导向功能的顺利实现。定位导向孔的内径尺寸与定位导向销的外径尺寸相匹配，定位导向孔的孔上边缘也作倒边处理(图中未示出)。所述定位导向销与所述定位导向孔的接触表面均采用精加工。实际上，定位导向孔和定位导向销的长度、直径大小可根据对接车钩联挂的特性及联挂冲击力确定，并对其强度行和刚度进行有限元分析，保证联挂过程中二次定位导向结构不受损坏。二次定位导向结构下部为车钩电气连接器安装座，用于安装电气连接器。所述电气连接器安装座的下表面作为整个钩体的加工基准面。下面在实验台上模拟不同工况对本发明实施例提供的所述对接车钩进行了车钩连接集合范围的试验。如图5和图6所示，二次定位导向结构加装前后连接集合范围试验对比。从图5中可以看出，未加装二次定位导向结构两车钩联挂的偏移量随着联挂距离缩小而逐渐减少，直到两车钩联挂面相接触才达到0. 3_。从图6中可以看出，加装二次定位导向结构后，两车钩在连挂距离小于36_直到两车钩联挂面完全贴合，车钩的偏移量一直稳定在0. 2mm范围内，保证了电气连接器的精确定位与顺利联挂。最后应说明的是以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
权利要求
1.一种对接车钩，其特征在于，所述对接车钩的对接端面上设有二次定位导向结构，所述二次定位导向结构在垂直于所述对接端面方向上的高度小于所述对接车钩的钩头凸锥的高度。
2.根据权利要求1所述的对接车钩，其特征在于，所述二次定位导向结构设置在所述对接端面的设有电气连接器安装座的一端。
3.根据权利要求1所述的对接车钩，其特征在于，所述二次定位导向结构的高度为 50 70mmo
4.根据权利要求Γ3中任一所述的对接车钩，其特征在于，所述二次定位导向结构包括垂直固定在所述对接端面上的定位导向销，以及设置在所述对接车钩上的轴线垂直于所述对接端面的定位导向孔。
5.根据权利要求4所述的对接车钩，其特征在于，所述定位导向销和所述定位导向孔分设在所述对接端面的对称轴两侧，所述对接车钩的钩头凸锥和钩头凹锥分设在所述对接端面的对称轴两侧，所述定位导向销与所述钩头凹锥处于同侧，所述定位导向孔与所述钩头凸锥处于同侧。
6.根据权利要求4所述的对接车钩，其特征在于，所述定位导向销为圆柱形。
7.根据权利要求4所述的对接车钩，其特征在于，所述定位导向销为圆柱台阶轴形，所述定位导向销的大径段的高小于小径段的高，所述定位导向销的大径端与所述对接端面固连。
8.根据权利要求6或7所述的对接车钩，其特征在于，所述定位导向销的顶端设有倒角面。
9.一种列车，其特征在于，所述列车的前后均设有上述权利要求Γ8中任一所述的对接车钩。
全文摘要
本发明提供一种对接车钩及列车。其中，所述对接车钩的对接端面上设有二次定位导向结构，所述二次定位导向结构在垂直于所述对接端面方向上的高度小于所述对接车钩的钩头凸锥的高度。本发明实施例通过在所述对接车钩的对接端面上设置二次定位导向结构，使得对接车钩在进行联挂过程中，先进行钩头的一次对中，再在车钩的二次定位导向结构的作用下，迫使两对接车钩二次对中，使两对接车钩接触面小于一定距离直到两车钩接触面完全贴合前，两对接车钩中心的偏移量一直稳定在微小的范围内，确保电气连接器所要求的联挂集合范围，实现了对接车钩的机械、气路和电气系统一次性联挂，且对接车钩的结构简单。
文档编号B61G1/36GK102991526SQ201210559110
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月19日 优先权日2012年12月19日
发明者周传谊, 刘辉, 吴英帅 申请人:中国北车集团大连机车车辆有限公司