專利名稱：用于鐵路車輛的摩擦楔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉄路車輛的阻尼系統(tǒng)，具體涉及摩擦楔，所述摩擦楔彈簧裝載于車輛承梁與相關(guān)側(cè)架的柱之間。
背景技術(shù)：
典型的“三件式”鉄路車輛包括兩個平行的側(cè)架，這兩個側(cè)架由橫向延伸于側(cè)架之間的承梁連接。承梁的每一端都包含至少ー個，通常情況是兩個，楔形的凹腔，以容納彈簧裝載式摩擦楔或摩擦鑄件。所述三件式鐵路車輛的側(cè)架至承梁連接的設(shè)計通常是通過一三角形的摩擦楔來 實現(xiàn)的，其中，摩擦楔的一側(cè)與承梁凹腔接觸并被容納在承梁凹腔內(nèi)，摩擦楔的另ー側(cè)與側(cè)架的豎直面接觸，同時摩擦楔的第三側(cè)則與ー彈簧接觸。所述連接包括三個承重面底面，前表面及后表面。楔塊的表面為直角三角形，而底面與前表面相互構(gòu)成直角，后表面與前表面構(gòu)成銳角。所述楔塊的前表面呈豎直以允許承梁由于車身的動カ引起的相對于側(cè)架的滑動。楔塊的后表面則支撐承梁的ー個斜面，以將彈簧上來自底面的カ傳導(dǎo)到楔塊前表面。這樣通過楔塊的構(gòu)型及導(dǎo)向可以在摩擦楔的三個界面上獲得カ的平衡，并且這種邊的平衡取決于承梁至側(cè)架的相對位置及移動。在使用鐵路車輛的過程中，多數(shù)處于高速運作的狀態(tài)，會發(fā)生“搖擺”的情況。所述“搖擺”指的是ー個側(cè)架移位到了另ー個側(cè)架前面，這種不重合導(dǎo)致承梁繞ー豎向軸、從其相對于側(cè)架的理想垂直方位旋轉(zhuǎn)。承梁的這種解取向(disorientation)會引起許多問題。其中之一就是作用于承梁和側(cè)架的力會引起兩者相互間橫向的相對位移，而這種位移又將引起摩擦楔與承梁之間的橫向的相對位移。這種位移會引起凹腔側(cè)壁和/或摩擦楔的側(cè)面的磨損，尤其是當(dāng)摩擦楔重復(fù)并強有力地壓住凹腔或與之摩擦吋。另外ー個因“搖擺”引起的問題是支撐摩擦楔的彈簧的會偏斜其理想的豎直趨向。這種偏斜會引起摩擦楔在凹腔里旋轉(zhuǎn)，此時壓住楔塊上方的一個角而楔塊的下方對面的角則頂在凹腔對面的壁上，從而產(chǎn)生一個擠壓力磨損凹腔和楔塊。鐵路車輛抵抗這種變形力的能力指的是其抗彎性或是抗翹曲性。有多種不同的摩擦楔，每種摩擦楔都有不同的抗翹曲特性。這些不同類型的摩擦楔一般分為一體的或是組合結(jié)構(gòu)的；單體的或是分體結(jié)構(gòu)的。一體的摩擦楔是鑄造的単體金屬，通常是鐵或者鋼。而在組合的摩擦楔里，一塊板或是插件位于支撐楔體與承梁凹腔之間，以提供前述的后表面或是減緩支撐楔體與凹腔間的相互作用。關(guān)于磨耗板或插件的使用請參見以下美國專利3，559，589 (發(fā)明人為 Williams)、4，426，934 (發(fā)明人為 Geyer)、4，974，521 (發(fā)明人為Eungard), 5, 555,817 (發(fā)明人為 Taillon 等)和 5，850，795 (發(fā)明人為 Taillon);所有這些專利在此通過弓I用結(jié)合到本發(fā)明中。單體結(jié)構(gòu)的摩擦楔被設(shè)計為占據(jù)整個承梁凹腔。而與此不同的，當(dāng)多個楔塊(通常的情形為ー個彈簧支撐2個一半尺寸的楔塊)設(shè)置于一個承梁凹腔內(nèi)時，這種通常稱為分體結(jié)構(gòu)。單體楔塊和分體楔塊都可以是單一式楔快也或以是組合式楔塊，所以摩擦楔的種類很多。美國專利號6，895，866闡述了許多不同的單一式、組合式、單件式、分體式的摩擦楔。一般地，已知的單件式的摩擦楔將提供豎直阻尼和中等的形成矩形的能力，但是這種楔塊會比凹腔稍窄，使它們能在承梁凹腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)。因而它們不能提供最大的抗翹曲性。相比之下，分體式楔塊提供了豎直阻尼和較高的形成矩形的能力，由于這種方式在承梁凹腔內(nèi)將カ相互分散到了鄰接的側(cè)壁上，因此阻止了凹腔內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。所述分體式楔塊可以相互間上下移動從而増加了抗翹曲性。然而如上所述，鄰接承梁凹腔的側(cè)壁會引起凹腔和/或摩擦楔的磨損，因此具有高的形成矩形的能力且不與側(cè)壁接觸的摩擦楔是有益的
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主題有多個方面，將在以下的實施例的裝置和系統(tǒng)中闡述。這些方面可以單獨應(yīng)用，也可以與其它方面結(jié)合應(yīng)用。一方面，單件式的摩擦楔用于抑制承梁與火車車廂的轉(zhuǎn)向架的側(cè)架之間的相對運動。所述摩擦楔包括一基本水平的底面，一基本豎直的前表面，以及一與前表面成鋭角的后表面；所述后表面包括第一和第二斜面，兩者互成角度。另ー方面，阻尼系統(tǒng)可用于抑制鉄路車輛的承梁與側(cè)架之間的相對運動。所述阻尼系統(tǒng)包括一單件式的摩擦楔和一承梁凹腔插件。所述摩擦楔包括基本水平的底面，基本豎直的前表面，以及與前表面成鋭角的后表面；所述后表面包括第一和第二斜面，兩者互成角度。所述承梁凹腔插件設(shè)計為至少部分收納于承梁凹腔內(nèi)，并包括一內(nèi)表面與承梁凹腔接合，一外表面與摩擦楔的后表面的第一和第二斜面中的至少ー個面接合。再一方面，單件式的摩擦楔用于抑制鉄路車輛的承梁與側(cè)架之間的相對運動。所述摩擦楔包括基本水平的底面，基本豎直的前表面，以及與前表面成鋭角的后表面；所述后表面包括第一和第二斜面以及兩個斜面之間的凹糟。第一和第二斜面為平坦的且兩者互成角度。此外兩個斜面互為基本相同的鏡像，且兩者間形成的第二夾角約為90° 175°，以凹槽為第二夾角的頂點。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的摩擦楔及承梁凹腔插件的正面透視圖。圖2是圖I中摩擦楔及承梁凹腔的背面透視圖。圖3是圖I中摩擦楔的側(cè)視圖。圖4是圖I中摩擦楔的后視圖。圖5是圖I中摩擦楔的仰視圖。圖6是圖I中摩擦楔的俯視圖。圖7是圖I中承梁凹腔插件的透視圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的已經(jīng)裝入承梁凹腔的摩擦楔的正面視圖，圖中顯示了作用于摩擦楔上的旋轉(zhuǎn)力。
具體實施例方式在此公開的具體實施例僅用于闡述本發(fā)明的發(fā)明主題，僅作為例證。故在此公開的具體細(xì)節(jié)不能被解釋為對本發(fā)明的限制。
根據(jù)本發(fā)明的摩擦楔可應(yīng)用于現(xiàn)有的鉄路車輛的阻尼系統(tǒng)。三件式鉄路車輛的典型元件及其阻尼系統(tǒng)(即側(cè)架、承梁、彈簧等)均為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，并不在此詳細(xì)描述。然而對這些元件的描述可以參見標(biāo)準(zhǔn)汽車公司(Standard Car Truck Company)的相關(guān)專利。其中可參見美國專利號5,511 ,489和5，850，795。圖I 一 6闡述了本發(fā)明公開的摩擦楔10。圖I和圖2顯示了與摩擦楔10 —起使用的承梁凹腔插件12，以下將作詳細(xì)闡述。與分體式的楔塊設(shè)計不同，摩擦楔10為單 件式結(jié)構(gòu)，包括基本水平的底面14 (圖5)，基本豎直的前表面16 (圖I)，后表面18 (圖2、4和6)以及側(cè)面20 (于圖I 一 3中只能看到其中之一)。根據(jù)傳統(tǒng)的設(shè)計，三個表面及側(cè)面基本成直角三角形的結(jié)構(gòu)，后表面18與前表面16成第一夾角a，a為銳角(圖3)。所述第一夾角a的角度可變化，在本實施例里約為25° 75°之間。摩擦楔10的底面14 (圖5)適合于以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方式安裝在彈簧或是其它彈性元件上。摩擦楔10的前表面16 (圖I)為平坦的，且以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方式與安裝于鐵路車輛側(cè)架柱上的磨耗板鄰接。摩擦楔10的后表面18 (圖2、4和6)包括第一斜面22和第二斜面24。圖示的斜面22和24為平坦的，互為基本相同的鏡像。于圖示的實施例中，于斜面22和24之間有ー個凹槽26,后表面18關(guān)于凹槽26對稱。斜面22和24的特征在于有兩個夾角前面所述的第一夾角a (圖3)和第二夾角^ (圖5和6)。斜面22和24之間的夾角為第二夾角P。如果背面18帶有凹槽26，則凹槽26為所述第二夾角P的頂點。第二夾角P為可變的，本實施例中P約為90° 175°。摩擦楔10的后表面18適合于按本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方式至少部分地安裝于承梁凹腔內(nèi)，面向凹腔的傾斜面。典型的，承梁凹腔的傾斜面為平坦的且以相同于摩擦楔10的后表面18的角度(S卩第一夾角a )傾斜。然而如果凹腔的傾斜面為平坦的，則不適合帶有兩個角度的摩擦楔10的后表面18，故于凹腔的傾斜面與摩擦楔10的后表面18之間插入一插件以提供合適的接觸面。圖1、2和7中公開了ー種具代表性的承梁凹腔插件12。所示的承梁凹腔插件12帶有ー內(nèi)表面28 (圖2)和一外表面30 (圖I和7)。內(nèi)表面28為平坦的以適合承梁凹腔的傾斜面；而外表面30則設(shè)計為與摩擦楔10的后表面18匹配。承梁凹腔插件12的外表面30帶有第三斜面32和第四斜面34以及之間的隆起部36(圖7)。所示的第三斜面32和第四斜面34互為基本相同的鏡像，且承梁凹腔插件12的外表面沿隆起部36對稱。第三斜面32和第四斜面34相互成角度，以使形成的外表面30與摩擦楔10的后表面18互補，這樣第三斜面32與第三斜面22接合；而第四斜面34與第二斜面24接合。從而使摩擦楔10的凹槽26可以至少部分地容納承梁凹腔插件12的隆起部36。這種緊密配合的斜面可以防止摩擦楔10在承梁凹腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)，而緊密配合的隆起部36和凹槽26可以更好地防止旋轉(zhuǎn)。于最佳實施例中，斜面32和斜面34各自形成一定程度的凸起，而楔塊的斜面22和24相交可構(gòu)成楔塊的凹處(斜面22和24間的夾角為第二夾角P )，斜面22和24各自均為平坦的。與楔塊的斜面相接觸的插件的兩個斜面形成凸起形狀，斜面32和34與相對應(yīng)的斜面22和24分別以線接觸接合。另ー種可選的設(shè)置為凸起和平面可以反過來，即斜面22和24各自形成凸起，并與插件的平坦的表面32和34相接合。要注意的是此處所述凸起表面指的是所述每個表面自身構(gòu) 成凸起，而非與相鄰的表面構(gòu)成凸起。因此，在此可選的設(shè)置中，表面22和24 —起構(gòu)成后表面18上的凹處,而姆一表面本身呈凸起狀。應(yīng)用時，摩擦楔10按常規(guī)的阻尼關(guān)系設(shè)置在鉄路車輛側(cè)架與承梁之間，且摩擦楔10的水平底平面14安裝在彈簧或是彈性元件上，豎直的前表面16與柱磨耗板接合，而后表面18面向承梁凹腔的斜面。承梁凹腔插件12按前述方式設(shè)置在摩擦楔10的后表面18與承梁凹腔的斜面之間。承梁凹腔插件12的內(nèi)表面28可通過焊接或是其它方式固定在承梁凹腔的斜面上。圖8顯示了從相關(guān)的柱磨耗板方向看，摩擦楔10安裝承梁38的凹腔內(nèi)的情形。如圖8中所示，摩擦楔10可以比承梁凹腔稍窄，因此而在摩擦楔10的側(cè)面20與承梁凹腔相鄰的側(cè)壁之間存在ー間隙G。這樣摩擦楔10的寬度取決于承梁凹腔的寬度，但是在ー實施例中其變化范圍為約3至15英寸。圖8還顯示了在使用鉄路車輛過程中會產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)カF，該カ試圖旋轉(zhuǎn)摩擦楔10直到上角及對面的下角頂住了承梁凹腔的邊。這種由承梁凹腔插件12的外表面30的斜面(及隆起部和凹槽，如果有的話)與摩擦楔10的后表面18之間的緊密配合所形成的幾何約束防止了摩擦楔10在承梁凹空內(nèi)旋轉(zhuǎn)。而且，所述幾何約束還可以保持摩擦楔10在承梁凹腔中居中，以防止摩擦楔10的側(cè)面與承梁凹腔側(cè)壁之間的接觸。從而根據(jù)本發(fā)明公開的摩擦楔提供了最佳的阻尼和翹曲剛度以穩(wěn)定在高速動作時的鉄路車輛，同時也防止了承梁凹腔側(cè)壁的磨損。于另一可選的實施例中，于承梁凹腔的平坦斜面與摩擦楔10之間沒有提供插件12，承梁凹腔的斜面可有兩個夾角以提供ー個與摩擦楔10的后表面18形狀互補的表面。除了這種承梁凹腔一摩擦楔的接觸方式的變化外，所述阻尼系統(tǒng)按以上的描述動作。根據(jù)本發(fā)明的摩擦楔與承梁凹腔可以為任何材料，雖然如果它們含有金屬會更有利。它們也可以含有與“基本”材料(典型的為金屬材料)不同的“第二的”合成材料。如所述摩擦楔和/或承梁凹腔插件可以是金屬結(jié)構(gòu)，帶有合成材料的外表面或涂層。在ー個實施例中，摩擦楔為金屬的，帶有非金屬的材料，如ー種人造橡膠材料，覆蓋或固定在摩擦楔的底面、前表面、后表面和/或側(cè)面的部分。以上所述的實施例是對本發(fā)明主題的說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明可以在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)作很多的修改，但是均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。為此，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于以上說明書的描述，而是由后附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種用于抑制鐵路車輛的承梁與側(cè)架之間的相對運動的單件式摩擦楔，所述摩擦楔包括一基本水平的底面；一基本豎直的前表面；和一后表面，該后表面與所述前表面成一銳角，且所述后表面包括第一和第二斜面，該第一和第二斜面互成角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的摩擦楔，其特征在于，所述第一和第二斜面互為基本相同的鏡像。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的摩擦楔，其特征在于，所述第一和第二斜面均為平坦的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的摩擦楔，其特征在于，所述第一和第二斜面之間形成第二夾角，所述第二夾角約為90° 175°。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的摩擦楔，其特征在于，所述后表面進(jìn)一步包括位于第一和第二斜面之間的凹槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的摩擦楔，其特征在于，所述第一和第二斜面之間形成第二夾角，所述凹槽界定第二夾角的頂點。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的摩擦楔，其特征在于，所述后表面關(guān)于所述凹槽對稱。
8.一種用于抑制鐵路車輛的承梁與側(cè)架之間的相對運動的阻尼系統(tǒng)，所述阻尼系統(tǒng)包括一單件式的摩擦楔，所述摩擦楔包括一基本水平的底面；一基本豎直的前表面；及一后表面，該后表面與所述前表面成一銳角，且所述后表面包括第一和第二斜面，該第一和第二斜面互成角度；和一承梁凹腔插件，用于至少部分地容納于承梁凹腔內(nèi)；所述承梁凹腔插件包括一內(nèi)表面，用于與承梁凹腔接合，和一外表面，用于與摩擦楔的后表面的第一和第二斜面中的至少一個斜面接合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的阻尼系統(tǒng)，其特征在于，所述摩擦楔的后表面的第一和第二斜面互為基本相同的鏡像。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的阻尼系統(tǒng)，其特征在于，所述摩擦楔的后表面的第一和第二斜面均為平坦的。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的阻尼系統(tǒng)，其特征在于，所述摩擦楔的后表面的第一和第二斜面之間形成第二夾角，所述第二夾角約為90° 175°。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的阻尼系統(tǒng)，其特征在于，所述摩擦楔的后表面進(jìn)一步包括位于第一和第二斜面之間的凹槽。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的阻尼系統(tǒng)，其特征在于，所述摩擦楔的后表面的第一和第二斜面之間形成第二夾角，所述凹槽界定第二夾角的頂點。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的阻尼系統(tǒng)，其特征在于，所述摩擦楔的后表面關(guān)于所述凹槽對稱。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的阻尼系統(tǒng)，其特征在于，所述承梁凹腔插件的外表面包括第三和第四斜面，所述第三和第四斜面互成夾角，第三斜面與摩擦楔的后表面的第一和第二斜面中的其中一個斜面接合；第四斜面則與所述摩擦楔的后表面的第一和第二斜面中的另一個斜面接合。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的阻尼系統(tǒng)，其特征在于，所述摩擦楔的后表面進(jìn)一步包括第一和第二斜面之間的凹槽，所述承梁凹腔插件的外表面進(jìn)一步包括一位于第三和第四斜面之間的隆起部；所述隆起部至少部分地被容納于所述凹槽內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的阻尼系統(tǒng)，其特征在于，所述摩擦楔的后表面沿所述凹槽對稱；而所述承梁凹腔插件的外表面則關(guān)于所述隆起部對稱。
18.一種用于抑制鐵路車輛的承梁與側(cè)架之間的相對運動的單件式摩擦楔，所述摩擦楔包括一基本水平的底面；一基本豎直的前表面；及一后表面，該后表面與所述前表面成一銳角，且所述后表面包括第一和第二斜面以及第一和第二斜面之間的凹槽；且所述第一和第二斜面互成角度；均為平坦的；互為基本相同的鏡像；形成第二夾角，所述第二夾角約為90° 175°，且所述凹槽界定第二夾角的頂點。
全文摘要
一種用于抑制鐵路車輛的承梁與側(cè)架之間的相對運動的單件式摩擦楔，包括一基本水平的底面，一基本豎直的前表面及一與前表面成銳角的后表面，所述后表面帶有互成角度的第一和第二斜面。一種使用所述摩擦楔的阻尼系統(tǒng)包括一承梁凹腔插件，所述承梁凹腔插件可以至少部分地容納于承梁凹腔內(nèi)，并包括一內(nèi)表面，以接合承梁的凹腔，和一外表面，以接合摩擦楔的后表面的第一和第二斜面中的至少一個斜面。
文檔編號B61F5/12GK102625759SQ201080046281
公開日2012年8月1日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月13日
發(fā)明者朱塞佩·薩馬蒂諾 申請人:韋伯太克控股公司