钩舌的制作方法
【专利摘要】一种改进的钩舌组件，其由车钩钩体、转向节、以及至少两个转向节保持栓构成。转向节具有内部取心几何结构，其与先前设计相比提高了转向节喉部的横截面积。本发明的转向节设计包括转向节中的顶部和底部锥形孔，其中在各个锥形孔的底部上具有锁定凹槽以便转向节保持栓咬入。转向节保持栓被插入穿过车钩钩体且插入转向节中的锥形孔。本发明的改进的钩舌组件减少了车钩、转向节和转向节销上的疲劳，阻止了钩舌组件的不对准，并且阻止转向节销断裂。
【专利说明】钩舌
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及铁路车辆的连接系统，更具体地涉及改进的铸造金属钩舌组件。
[0002]本发明适用于美国铁路协会(AAR)的E、F和H型车钩。在标准的铁路钩舌组件中，转向节销枢转连接车钩钩体和转向节。车钩钩体和转向节均具有销孔，其允许单个转向节销以可枢转的方式将车钩和转向节固定到一起。
【背景技术】
[0003]在铁路工业上目前使用的钩舌组件设计中，转向节上最弱的部分在用于转向节销的孔洞周围的喉部区域上。该孔洞具有I 21/32英寸的直径，且完全贯通车钩和转向节。该销孔使得转向节喉部区域的横截面积变小，而该喉部区域为钩舌组件上受到应力作用最大的位置。由于转向节喉部区域上的这种减弱，当前的AAR铸造金属钩舌组件设计不能始终满足AAR最新采用的有关钩舌组件的M-216疲劳测试。
[0004]当前的单一型转向节销设计为金属或非金属的。在使用时，转向节销会因为设在车钩钩体和转向节上的牵引台和销孔的不对准而受到负载作用。这种不对准导致转向节销和钩舌组件在使用过程中产生疲劳，并且会使销或组件受损或者断裂。
[0005]本发明提供一种改进的铁路钩舌组件，其增强钩舌组件并且减少钩舌组件的所有部件上的疲劳。
【发明内容】
[0006]根据本发明，提供了一种改进的通过两个转向节栓而非单个转向节销固定的铁路车辆金属铸造钩舌组件以供使用。
[0007]该钩舌组件由车钩钩体、转向节和至少两个转向节保持栓构成。该转向节具有内部开孔几何结构，其去除了先前转向节设计中完全贯穿转向节的转向节销孔。本发明的转向节设计包括转向节中的顶部锥形孔和底部锥形孔，且在每个锥形孔的底部上具有锁定凹槽以便转向节保持栓咬入。
[0008]该转向节保持栓具有顶端和底端，其中顶端上有头部，底端上为锥形。在锥形底端上具有锁定突部，其咬合到转向节中锥形孔底部处的锁定凹槽中，从而确保转向节与车钩钩体牢固附连。转向节保持栓在栓的头部上具有挖切部或切除部，以允许轻易从钩舌组件上拆除。
[0009]本发明的目的是提供一种在转向节中具有更大横截面积的钩舌组件，其通过转向节喉部区域更强且始终通过AAR M-216疲劳测试。
[0010]本发明的另一目的是提供一种钩舌组件，其具有与标准的E、F或H型车钩联接的转向节。
[0011]本发明的另一目的是提供一种采用多转向节栓设计的钩舌组件，其中这些栓彼此独立，从而允许顶部和底部牵引台的一致对准，从而减少钩舌组件和转向节栓上的疲劳。[0012]本发明的另一目的是提供一种采用多转向节栓设计的钩舌组件，其消除了转向节销负载，并且防止转向节销的弯曲和断裂。
[0013]本发明的另一目的是提供一种采用多转向节栓设计的钩舌组件，其允许转向节栓保持不受负载，以及车钩和转向节牵引台在使用过程中保持一致对准。
[0014]本发明的又一目的是提供一种多转向节栓钩舌组件，其可以被用在目前的OEM车钩生产中或者当在目前的收入服务中需要更换转向节时用于现场更换。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为现有技术中已知的标准E型钩舌组件的顶视图；
[0016]图2是现有技术中已知的标准钩舌组件的侧视图；
[0017]图3是沿图1的线3-3截取的现有技术中已知的标准钩舌组件的剖面图；
[0018]图4是本发明的钩舌组件的顶视图；
[0019]图5是本发明的钩舌组件的端视图；
[0020]图6是本发明的钩舌组件的侧视图；
[0021]图7是沿图4的线7-7截取的本发明的钩舌组件的剖面图；
[0022]图8是本发明的转向节保持栓的顶部透视图；
[0023]图9是本发明的转向节保持栓的侧视图；
[0024]图10是本发明的转向节保持栓的顶视图；以及
[0025]图11是本发明的转向节保持栓的底视图。
【具体实施方式】
[0026]现在参见图1-3,现有技术中已知的E型钩舌组件总体上标以10,且包括车钩钩体U、转向节22和转向节销32。车钩钩体11通常包括车钩头12和车钩柄14，车钩柄14适于被安装在铁路车辆(未示出)上。钩舌组件10起到以不损坏转向节销32的方式将使用过程中施加到组件10上的缓冲和牵引负载从转向节22转移到车钩钩体11上的作用。
[0027]车钩头12具有转向节侧16和护臂侧18。车钩头12具有正面24，其具有以朝向上钩耳28和下钩耳30弯曲的方式朝向转向节侧16延伸的喉部26。车钩头12包括分别从上钩耳28的顶部表面38和下钩耳30的底部表面64向外突出的凸缘部分34和36。与使用过程中，在车钩头12上有拉引和缓冲负载的同时还存在有弯曲负载，其起到将上钩耳28拉离下钩耳30的作用。凸缘部分34和36提供必要的强度以阻止钩耳28和30朝向远离对方的方向弯曲。
[0028]在上、下钩耳28和30中的上、下销孔50和52与转向节22上的销孔54对准的情况下，转向节22被插入到上钩耳28和下钩耳30之间。转向节22通过被插入穿过上、下钩耳中的销孔50和52且穿过转向节22中的销孔54的转向节销32被可枢转地固定在合适位置上。上、下钩耳28和30中的销孔50和52以及贯穿转向节22的销孔54通常具有圆形横截面，其横截面积比转向节销32的横截面积大。
[0029]转向节销32包括纵向圆柱形构件，其长度大于上、下钩耳28和30之间的距离长度，从而允许转向节销32的底部42延伸超过下钩耳30。开口销46或其它锁定机构将转向节销32固定在钩舌组件10中的合适位置上。开口销46阻止转向节销32在使用过程中意外向上移动，并且允许转向节销32转动。在与底部42相对的末端上，转向节销32具有在直径上比上销孔50大的头部44，从而阻止转向节销32在使用过程中向下运动。头部44还允许维护工人在将转向节销32安装到钩舌组件10中的过程中在转向节销32上进行向下打击，而没有对转向节销32造成损害。
[0030]由于使用过程中缓冲和牵引运动的结果，作用力和应力被施加到转向节22的顶部牵引台60、62和底部牵引台64、66上，从而导致它们与车钩钩体11的顶部牵引台68、70和顶部牵引台72、74形成接触。然而在使用中，当不均勻的作用力被施加到车钩和转向节的顶部和底部牵引台上时，钩舌组件会变得不对准，因为刚性的单一转向节销只允许车钩和转向节上的一组牵引台(上牵引台或下牵引台)发生接触。这在车钩、转向节和转向节销上形成不希望的作用力。这种作用力导致转向节22相对于车钩钩体11发生移动，从而将作用力施加到转向节销32、以及转向节22和车钩钩体11上。转向节22的因车钩和转向节的不对准而受到应力作用最多的区域为喉部区域76。转向节22的喉部区域76为转向节22的紧接围绕转向节销孔54的内部区域。单一转向节销32的使用在牵引台不对准时在转向节销32上形成负载，从而对车钩、转向节和转向节销造成疲劳和损害。
[0031]现在参见图4-7,体现本发明的改进设计的钩舌组件总体上标以100,且包括车钩钩体102、转向节112、以及两个转向节保持栓122、124。这种转向节和转向节保持栓设计可以被用在目前的OEM车钩生产中或者当在目前的收入服务中需要更换转向节时用于现场更换。这种改进的转向节与任何E、F或H型车钩联接。
[0032]本发明的车钩钩体102包括与图1-3中示出的现有技术的车钩钩体11相同的部件，且具有相同的设计。因此，车钩钩体102包括车钩头104和车钩柄106。车钩头104具有转向节侧108和护臂侧110。车钩头104具有正面114，其包括以朝向上钩耳118和下钩耳120弯曲的方式朝向转向节侧108延伸的喉部116。车钩钩体102的所有部件均以与前面关于现有技术的车钩钩体11所述相同的方式运作。
[0033]本发明的转向节112包含顶部锥形孔130和底部锥形孔132，它们伸入转向节中且朝向对方延伸，但是不发生连接。锥形孔130和132是对称的，且在各相应孔洞的底部上包含顶部锥形孔130中的顶部锁定凹槽138和底部锥形孔132中的底部锁定凹槽140。这两个锁定凹槽138、140是相同的。锁定凹槽138、140以可枢转的方式将转向节112固定到车钩钩体102中，且确保转向节栓138、140在使用过程中保持在合适位置上。在直径上比锥形孔134、136小的中空轴杆142连接顶部锥形孔134和底部锥形孔136。中空轴杆142允许转向节112的内部取心几何结构(coring geometry) 144在转向节112的喉部145中具有更大横截面积。这种内部取心几何结构变化导致强度增强且使用过程中转向节上的疲劳持续时间变少，同时仍使转向节就安装目的而言足够轻。
[0034]本发明的转向节112被插入到车钩头104的上钩耳118和下钩耳120之间，且通过上保持栓122和下保持栓124被固定在合适位置上。保持栓122、124包括纵向构件，其用于将转向节112锁入车钩钩体102中，并且允许转向节112相对于车钩钩体102枢转运动。上保持栓122被插入穿过上钩耳118中的顶部插孔130和插入转向节112的顶部锥形孔134，下保持栓124被插入穿过下钩耳120中的底部插孔132和插入底部锥形孔136。上保持栓122和下保持栓124通过顶部锁定凹槽138和底部锁定凹槽140被固定在合适位置上。通过在保持栓122、124上施加压力驱动其进入转向节来使转向节保持栓122、124咬合在合适位置上，其中转向节保持栓122、124的锁定突部208 (图8)通过转向节112中的锁定凹槽138、140被固定在合适位置上。
[0035]在通过上、下保持栓122、124将转向节112固定在合适位置上之后，转向节112的顶部牵引台146、148和底部牵引台150、152分别与车钩钩体102的顶部牵引台154、156和底部牵引台158、160对准。
[0036]在使用过程中，当不均匀的作用力被施加到车钩和转向节的顶部牵引台上时，钩舌组件会变得不对准，从而在车钩、转向节和转向节销上形成作用力。本发明的利用保持栓设计的钩舌组件允许保持栓彼此独立地运动，从而确保转向节的上牵引台和车钩的上牵引台与转向节的下牵引台和车钩的下牵引台之间的接触。车钩和转向节上的这两组牵引台(上和下)保持对准，从而允许转向节保持栓在使用过程中保持未受到负载作用，从而防止转向节保持栓断裂以及确保在缓冲和牵引运动过程中均匀的负载分布。
[0037]现在参见图8-11，标记为200的本发明的转向节保持栓包括轴杆202，其具有锥形的底端204和顶端206。转向节保持栓200可以由金属或者塑料材料制成。轴杆202为纵向构件，其具有比钩耳118、120中的插孔130、132小的圆形横截面积。在锥形底端204上具有锁定突部208，其允许转向节保持栓200锁入转向节112的锁定凹槽138、140。锁定突部208确保在打开、关闭或旋转位置上转向节与车钩钩体牢固附连，同时仍允许转向节旋转。位于轴杆202的顶端206上的是头部210。头部210为圆顶形，且通常具有圆形横截面形状，其横截面积比轴杆202和钩耳118、120中的插孔130、132的横截面积大。还设想本发明可以具有非圆形的头部210。该头部210包括至少一个退切部或切除部212，其允许人们利用杠杆、标准的一字槽螺丝刀、或者任何其它轴杆状工具轻易地移动转向节保持栓200。为了将转向节保持栓移离车钩，将拆卸工具的尖端插入到转向节栓头部下方的挖切区域，并且推动拆卸工具抵靠车钩钩体，从而促使栓与转向节中的锁定凹槽脱离咬合。所拆下的转向节保持栓可以重复使用，并且重新插入到另一钩舌组件中。转向节保持栓200的轴杆202也包含挖切区域214。这些挖切区域214允许轴杆在模制过程中使用较少材料，并且允许转向节保持检200在|吴制过程完成之后更快冷却。
[0038]尽管文中已描述了本发明的转向节销的具体实施例，但是本领域技术人员将认识到可以对其进行改变和修改，同时在更广泛的方面不与本发明相背离。
【权利要求】
1.一种由金属成分构成的改进的铁路钩舌组件，包括: 包括多个销孔的车钩钩体； 包括多个销孔的转向节； 多个转向节保持栓； 其中通过所述车钩钩体中的所述多个销孔与所述转向节中的所述多个销孔对准、以及所述多个转向节保持栓穿过所述车钩钩体中的所述多个销孔且插入到所述转向节中的所述多个销孔，所述转向节被固定到所述车钩钩体中。
2.如权利要求1所述的由金属成分构成的改进的铁路钩舌组件，其中所述车钩钩体中的所述多个销孔包括顶部车钩销孔和底部车钩销孔，所述转向节中的所述多个销孔包括顶部转向节销孔和底部转向节销孔，且所述多个转向节保持栓包括顶部转向节保持栓和底部转向节保持栓。
3.如权利要求2所述的由金属成分构成的改进的铁路钩舌组件，其中通过所述顶部转向节保持栓穿过所述顶部车钩销孔插入所述顶部转向节销孔、以及所述底部转向节保持栓穿过所述底部车钩销孔插入所述底部转向节销孔，所述转向节被固定到所述车钩钩体中。
4.如权利要求1所述的由金属成分构成的改进的铁路钩舌组件，其中所述多个转向节保持栓中的每一个具有纵向轴杆，所述纵向轴杆包括顶端和锥形底端。
5.如权利要求4所述的由金属成分构成的改进的铁路钩舌组件，其中所述多个转向节保持栓中的每一个包括所述锥形底端上的锁定机构。
6.如权利要求4所述的由金属成分构成的改进的铁路钩舌组件，其中所述多个转向节保持栓中的每一个包括所述轴杆的所述顶端上的头部，其中在所述头部中具有至少一个挖切区域。`
7.如权利要求1所述的由金属成分构成的改进的铁路钩舌组件，其中所述转向节中的所述多个销孔为锥形的。
8.如权利要求1所述的由金属成分构成的改进的铁路钩舌组件，其中所述转向节中的所述多个销孔具有底部表面，在所述底部表面上具有锁定凹槽。
9.如权利要求7所述的由金属成分构成的改进的铁路钩舌组件，其中所述多个销孔的所述底部表面通过中空轴杆连接。
10.一种由金属成分构成的改进的铁路钩舌组件，包括: 包括顶部销孔和底部销孔的车钩钩体； 包括顶部销孔和底部销孔的转向节； 第一转向节保持栓和第二转向节保持栓； 其中通过所述第一转向节保持栓穿过所述车钩钩体的所述顶部销孔插入所述转向节的所述顶部销孔、以及所述第二转向节保持栓穿过所述车钩钩体的所述底部销孔插入所述转向节的所述底部销孔，所述转向节被固定到所述车钩钩体中。
11.如权利要求10所述的由金属成分构成的改进的铁路钩舌组件，其中所述转向节与所述车钩钩体枢转连接。
12.如权利要求10所述的由金属成分构成的改进的铁路钩舌组件，其中所述顶部销孔和所述底部销孔为锥形的并且不贯穿所述转向节，而是具有底部表面。
13.如权利要求10所述的由金属成分构成的改进的铁路钩舌组件，其中所述转向节的所述底部销孔包括锁定机构。
14.如权利要求10所述的由金属成分构成的改进的铁路钩舌组件，其中所述第一保持栓和所述第二保持栓是相同的，并且包括具有顶端和锥形底端的主体、在所述主体的所述顶端上的、且直径比所述车钩钩体销孔的直径大的头部、所述头部中的至少一个挖切区域、以及所述锥形底端上的锁定机构。
15.如权利要求10所述的由金属成分构成的改进的铁路钩舌组件，其中所述转向节保持栓相对于所述钩舌组件彼此独立地运动。
16.如权利要求10所述的由金属成分构成的改进的铁路钩舌组件，其中所述钩舌组件能够被用在目前的OEM车钩 生产中或者当需要更换转向节时用于现场更换。
【文档编号】B61G3/10GK103786743SQ201310382758
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2012年10月26日
【发明者】J·哈尔福德, M·托特, T·杜米 申请人:阿母斯替德铁路公司