在转向节架座上具有增加斜面的改进型轨道车厢耦合器锁

摘要

本发明提供一种用于铁路耦合器(10)的改进型锁(16)，所述改进包括转向节架座(34)上的增加斜面(28)。

说明书

相关申请案

本申请案主张2008年5月22日申请的第61/055,713号和2008年5月22日申请的第61/055,403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方式并入本文。

技术领域

本发明大体上涉及铁路耦合器的领域，且更具体来说涉及改进型耦合器锁，其以转向节架座上的增加斜面改进了转向节从锁紧的旋转。

背景技术

轨道车厢耦合器锁通常具有三个位置：锁定、解锁和锁紧。锁紧位置允许在轨道车厢被牵拉分开时释放耦合器。耦合器组合件有时并不在锁紧中适当地操作，其中耦合器的转向节堵住锁，从而阻止适当的转向节旋转。在一些情况下，在锁紧中发生转向节与锁过盈配合。这要求用户提起解耦杠杆且将其固持在其升到最高的位置以促进解耦，而不是提起把手以将锁定位于锁紧中且保留在所述位置以便操作者可放开解耦杠杆。在车厢正在耦合或解耦的同时将解耦杠杆固持在升高位置以确保耦合器解锁可能在安全性方面引起问题且并不推荐。当解决转向节与锁之间的锁紧堵塞问题时，解决问题的传统重点在于锁及其与投掷器的界面。

在重点仅在于先前专利中的组件的情况下选择可为有限的，所述专利例如第2,350,470号、第2,709,007号、第3,850,312号、第4,084,705号和第4,363,414号美国专利，其全部以全文引用方式并入本文。当重点仅在于系统的配合部分时选择也是有限的。

其它缺点可能还包含无法在非常准确的水平(+/-0.001″)下完全测量(扫描)每一组件(理论上或根据实际制造零件)的所有表面以创建每一零件的非常准确的CAD模型(+/-0.001″)，且随后创建系统的工作CAD组合件。此外，设计者可能无法使用所述模型来调查问题且建模并接着模拟提出的设计改变以优化模型。在过去，估计具有设计工程化能力的公司不关注、无法保证时间、投入工程化资源和/或将调查问题所必要的金钱花费于识别问题所必要的细节，且随后设计对这些问题的解决方法。当今计算机软件和硬件现在是可用的(以可达到的成本)且提供必要的工具以使得此项领域中的专家可使用这些工具来解决迄今尚未解决的这些问题。

需要在不显著区别于已被接受的耦合器组合件的情况下改进转向节旋转以消除在锁紧中时的堵塞。

发明内容

在第一实施例中，提供一种用于铁路耦合器的改进的锁，包括提供转向节架座上的增加斜面。

在第二实施例中，提供一种用于铁路耦合器的改进的锁，包括提供所述锁的转向节架座上的增加半径。

在第三实施例中，提供一种用于铁路耦合器的改进的锁，包括提供引起减小用以打开转向节的力或者减少或消除转向节堵塞的发生的至少一个修改。

附图说明

可参考以下图式和描述更好地理解系统。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视图中指定对应的部分。

图1是分解的铁路耦合器的透视图。

图2是图1的耦合器在经组装配置中的透视图。

图3a是图1的耦合器在锁定位置中的横截面图。

图3b是图1的耦合器在锁紧位置中的横截面图。

图3c是图1的耦合器在锁紧位置中的特写横截面图。

图3d是图1的耦合器在锁紧位置中的特写横截面图。

图3e是图1的耦合器在解锁位置中的横截面图。

图4是现有技术锁的侧视图。截面A-A展示所述锁的斜面。

图5是根据本发明的锁的侧视图。截面B-B展示所述锁的斜面。

图6是图4的现有技术锁的透视图。

图7是图5的锁的透视图。

图8是锁与转向节之间的界面的视图。

图9是锁与转向节之间的界面的替代视图。

图10是图8和9中的画圈区域的示意图。

图11是详细描述由于本发明而使转向节中打开所需的力减小的等式。

图12是包含可变半径圆角的锁的透视图。

图13是锁与转向节之间的界面的替代视图。

具体实施方式

图1展示经分解的耦合器10，以便将本发明置于上下文中。图2展示处于经组装配置中的同一耦合器10。展示主体12、转向节14、锁16、投掷器18、枢轴销20和锁提起组合件22。图3a到3e为了参考而说明处于“锁定”、“锁紧”或“解锁”配置中的锁16。在图3e中，锁16处于解锁配置中。在图3b、3c和3d中，锁16处于锁紧位置中，且在图3a中，锁16处于锁定位置中。

当两辆货运车厢耦合在一起时，不可能将转向节14投掷到打开位置。锁紧功能允许铁路员工使用从车的侧面延伸到耦合器10的解耦杠杆(未图示)来升高锁16而无需将转向节14投掷到打开位置。一旦锁16已被置于锁紧位置中，则可能将货运车厢中的一者牵拉远离另一者且使转向节14旋转到货运车厢正在分离的打开位置而无需铁路员工的干预。然而，如果锁16未适当地与转向节尾部24介接，那么转向节14向打开位置的旋转可能不会发生，且锁紧功能的优点未实现。对与转向节尾部24介接的锁表面和/或型面和/或轮廓的改进经设计以确保锁紧功能的改进操作。

当锁16被升高到锁紧位置时，重要的是锁16与转向节尾部24之间的接触区域允许当在转向节14的牵拉面26处施加牵拉时转向节尾部24在锁16表面下方旋转。如果锁16与转向节尾部24之间的接触区域使得接触力的垂直分量稍微升高锁16而使得其无法克服抵抗转向节14旋转的水平力，那么当在转向节14的牵拉面26处施加牵拉力时转向节14将不旋转到打开位置。如图5和7所示在转向节架座34上添加斜面28确保这些力避免刚才提到的状况且允许改进的锁紧操作。图4和6展示现有技术锁以用于比较。

本发明考虑整个耦合器系统而不是仅仅锁16和投掷器18。通过使用计算机辅助设计(CAD)技术，对每一零件进行建模且作为完整系统来检查其操作。先前，可能已对交互作用建立原型，且接着对每一变量的所有不同排列和不同组合建立原型。这使得对两个以上特征相对于彼此的分析极为费力、耗时且完成起来较昂贵。另外，如果解决方案依赖于可装卸零件中的一者，那么当零件从主体移除时，固定装置也移除。

配合锁紧功能的特定应用而进行包含各家制造商的耦合器的物理互换测试。在锁紧功能未适当工作或勉强成功工作的那些例子中进行观察。发现适当的锁紧操作中的关键因素是锁16与转向节尾部24之间的接触区域32。(图8和9)。

参见图5和7，本发明通过在锁16的转向节架座34上添加斜面28而改进转向节14从锁紧的旋转。优选地，转向节架座斜面28的长度增加高达约3.5″，但在从2.5″到3.5″的范围中的任一点都是可接受的。

图4中的现有技术锁16与利用本发明的斜面28的锁16的比较说明了在斜面28长度增加之后锁面上的角度的差异。此改变减小了打开转向节14所必需的力。与图6中的现有技术锁16相比，还在图7中以三维方式说明增加的斜面28。图8和9中展示转向节14与锁界面。

图10是展示图8和9的画圈区域的示意图。图10说明接触力“W”的垂直分量和抵抗转向节14旋转的水平力“F2”。图13从不同的角度说明图10中的力且包含在转向节14的牵拉面上的牵拉力或牵引力“F1”。图11所示的等式说明由于增加的斜面28引起的打开转向节14所需的力减小。如果角度θ为0°，那么存在锁16与转向节14之间的过量重叠的等效且需要无限的力，或可导致转向节堵塞。如果角度θ为90°，那么在锁16与转向节14之间存在无过量重叠的等效且转向节14需要极小或不需要力来打开。

在图12中说明的本发明的替代实施例中，在转向节架座34上包含可变半径圆角40而不是增加斜面28来实现相同效果。图中说明的可变半径圆角在锁16的转向节面36附近约.9″的半径处开始，远离锁的转向节面36逐渐缩小成约.35″的半径，且随后在圆角的最远离锁16的转向节面36的末端处逐渐缩小成约.1″的半径。然而，其它半径是可能的。

应注意，在不脱离本发明的范围的情况下可对本发明实施例做出各种各样的改变。可向指定区域添加更多或更少的材料。只要材料不引起对耦合器转向节或任何其它耦合器组件的旋转的进一步干扰，所述区域也可变化。也可使用不同的型面和或形状和或斜面-型面-形状的组合来代替复合斜面。

因此既定将上述详细描述视为说明性而不是限制性的，且应了解，既定是包含所有均等物的所附权利要求书来界定本发明的精神和范围。