具有后芯支撐件的有軌車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)芯的制作方法
【專利摘要】一種用于在有軌車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)中創(chuàng)建內(nèi)部空間的芯組件，所述芯被設(shè)計(jì)以安裝在包括上模段和下模段的腔內(nèi)。所述腔被成形以形成有軌車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)，所述腔包括第一壁，所述第一壁形成轉(zhuǎn)向節(jié)尾段基本垂直的外壁。所述芯包括具有后芯支撐件段（156）的腎形段（50），當(dāng)所述芯被安裝在下模中時(shí)，所述后芯支撐段延伸出所述腔的所述第一壁的外部至少0.5"。
【專利說(shuō)明】具有后芯支撐件的有軌車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)芯
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鐵道耦合器領(lǐng)域，尤其涉及用于產(chǎn)生鐵路耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)內(nèi)部空間的芯及芯的制備方法，以及轉(zhuǎn)向節(jié)本身的結(jié)構(gòu)及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]軌道車耦合器位于各軌道車的端部，使得這種軌道車車廂的一端能夠連接到另一輛軌道車車廂的與之相鄰配置的端部。每個(gè)耦合器的彼此能相互配合(engagable)的部分在軌道領(lǐng)域被稱為轉(zhuǎn)向節(jié)(knuckles)。例如，美國(guó)專利4024958、4206849、4605133、5582307均提及了軌道貨運(yùn)車廂耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)。
[0003]I禹合器轉(zhuǎn)向節(jié)(coupler knuckles)通常由鑄鋼(cast steel)生產(chǎn)，生產(chǎn)過(guò)程中使用一個(gè)模具和三個(gè)用以產(chǎn)生轉(zhuǎn)向節(jié)內(nèi)部空間的芯。這三個(gè)芯通常構(gòu)成后部芯或“腎形”區(qū)段，中間芯或“C-10”或“樞軸銷”("pivot pin")區(qū)段以及前部芯或“指形”區(qū)段。在鑄造過(guò)程中，模具和位于模具內(nèi)部的三個(gè)芯之間本身的相互關(guān)系在生產(chǎn)令人滿意的軌道貨車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)中是至關(guān)重要的。
[0004]生產(chǎn)這些組件最常見(jiàn)的技術(shù)是通過(guò)砂型鑄造。砂型鑄造為制造復(fù)雜的中空形狀如率禹合器主體、轉(zhuǎn)向節(jié)、側(cè)架(side frames)和承梁(bolsters)提供了一種低成本、高產(chǎn)量的生產(chǎn)方法。一個(gè)典型的砂型鑄造包括:(I)圍繞模樣(pattern)填充砂形成模具(mold), —般包括澆注系統(tǒng)；(2)從模具中拿出模樣；(3)將芯放入模具中，芯是封閉的；(4)用熱的金屬液體澆注所述模具；(5)使金屬在模具中冷卻；(6)將凝固的金屬(也稱為原始鑄件)通過(guò)分離(breaking away)模具取出；(7)鑄件完成和處理,其可能包括使用研磨機(jī)、焊機(jī)、熱處理和機(jī)械加工。
[0005]在砂型鑄造操作中，模具的制造是通過(guò):用砂作為基礎(chǔ)材料，并且使用粘結(jié)劑與之混合以保持其形狀。模具分成兩部分制造一上模(頂部)和下模(底部)，沿著分型線(parting line)分開(kāi)。砂圍繞模樣填充，當(dāng)模樣從模具中移除后，砂仍然保持模樣的形狀。模樣中機(jī)械制備(machined)撥模角度(draft angles),以確保模樣從模具中取出。在某些砂型鑄造操作中，在注模過(guò)程中通過(guò)澆注工藝使用一個(gè)砂箱支撐砂。芯被插入到模具中，上模被放在下模上以封閉模具。
[0006]當(dāng)鑄造復(fù)雜或中空的部件時(shí)，芯用來(lái)確定所述中空內(nèi)部或復(fù)雜區(qū)段，它們不能隨模樣一起制造。這些芯通常是由砂和粘結(jié)劑混合在一起制造，然后填充到一個(gè)具有該芯形狀的盒子里。該芯盒可以手工充填也可以利用吹芯機(jī)(core blower)填充。將芯從盒中移除，然后放入模具中。利用型芯座(core prints)將芯定位到模具內(nèi)，以及澆注金屬時(shí)防止芯移動(dòng)。此外，可能利用芯撐(chaplets)來(lái)支撐芯或限制芯的移動(dòng)，以及在金屬凝固過(guò)程中融合到基體金屬(base metal)中。
[0007]模具通常包含澆注系統(tǒng)，澆注系統(tǒng)為熔化的金屬提供了一個(gè)通道，控制金屬流動(dòng)到腔內(nèi)。澆注系統(tǒng)包括了一個(gè)下澆口，控制金屬的流動(dòng)速度，下澆口與澆道連接。澆道是金屬通過(guò)注入口流動(dòng)到腔內(nèi)的通道。注入口可以控制金屬進(jìn)入腔內(nèi)的流速，防止液體的湍流。[0008]在金屬被注入模具后，在接近固態(tài)時(shí)，鑄件冷卻和收縮。當(dāng)金屬收縮時(shí)，額外的液態(tài)金屬必須繼續(xù)加入到收縮的地方，否則最終的組件將會(huì)出現(xiàn)空洞。在厚重的金屬區(qū)段，模具中放置冒口(risers)，以提供液態(tài)金屬的輔助庫(kù)。冒口是最后凝固的區(qū)域，從而使其內(nèi)的液體保持液體狀態(tài)的時(shí)間比空腔或正被澆鑄的部分更長(zhǎng)。隨著腔的內(nèi)容物冷卻，冒口能夠在區(qū)域內(nèi)補(bǔ)充液體，確保生產(chǎn)一個(gè)結(jié)實(shí)的最終鑄件。在上模頂部開(kāi)口的冒口還可以在澆注和冷卻過(guò)程中充當(dāng)通風(fēng)孔使空氣排掉。
[0009]在各種鑄造技術(shù)中，使用不同的砂粘結(jié)劑使砂保留模樣的形狀。這些砂粘結(jié)劑對(duì)最終產(chǎn)品有很大的影響，因?yàn)樗鼈兛刂瓶臻g穩(wěn)定性、表面光潔度以及在每個(gè)具體過(guò)程中的鑄造細(xì)節(jié)。兩種最典型的砂型鑄造方法包括:(I)濕型砂，由娃砂、有機(jī)粘結(jié)劑和水組成；
(2)自硬或空氣硬化砂型，由硅砂和快速固化化學(xué)粘合劑組成。傳統(tǒng)上，耦合器主體和轉(zhuǎn)向節(jié)采用濕型砂工藝制造，因?yàn)槠涑尚筒牧铣杀镜汀ｋm然采用該方法有效地制備這些組件已有許多年，然而這種工藝存在一些缺陷。
[0010]由于貫穿轉(zhuǎn)向節(jié)的金屬的內(nèi)部和/或外部不一致，許多轉(zhuǎn)向節(jié)是不合格的。這些不一致通常由鑄造過(guò)程中一個(gè)或多個(gè)芯移動(dòng)而引起，引起轉(zhuǎn)向節(jié)壁的厚度差異。這些差異可能導(dǎo)致偏載以及增加轉(zhuǎn)向節(jié)使用過(guò)程中失效的風(fēng)險(xiǎn)。
[0011]傳統(tǒng)上，三個(gè)芯的每一個(gè)都需要被設(shè)置在模具中一個(gè)單獨(dú)的型芯座上，型芯座有助于固定每個(gè)芯的位置。此外，額外的支撐機(jī)制，如手動(dòng)插入釘子，是必要的，以避免移動(dòng)。這些技術(shù)是勞動(dòng)密集型的，還存在人為失誤。
[0012]早期的設(shè)計(jì)還可能在澆注過(guò)程中，由于某些區(qū)域的形狀過(guò)渡(sharptransitions)而引起流動(dòng)的鋼液產(chǎn)生瑞流。當(dāng)金屬高速填充模具時(shí)會(huì)產(chǎn)生瑞流。模具或芯中任何尖銳或突然的過(guò)渡也會(huì)產(chǎn)生湍流和/或壓力梯度，它們也可以導(dǎo)致芯移位。此外，湍流和壓力梯度會(huì)導(dǎo)致侵蝕、夾雜物和再氧化的缺陷。這些問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致凝固問(wèn)題，例如收縮和孔隙度問(wèn)題，轉(zhuǎn)而會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向節(jié)失效。
[0013]以上問(wèn)題都可 能導(dǎo)致轉(zhuǎn)向節(jié)的芯表面的鑄造不一致(castinginconsistencies)。這種不一致以及所產(chǎn)生的低疲勞強(qiáng)度的代價(jià)可能會(huì)非常昂貴，因?yàn)楫?dāng)某個(gè)部分必須報(bào)廢或替換時(shí)，美國(guó)鐵路協(xié)會(huì)(AAR)有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。AAR在2011年現(xiàn)場(chǎng)手冊(cè)的A部分16條規(guī)定:“在轉(zhuǎn)向節(jié)任何區(qū)域發(fā)現(xiàn)損壞或裂縫……通過(guò)目測(cè)檢查和/或利用AAR規(guī)格M-220定義的無(wú)損檢測(cè)應(yīng)被廢棄(強(qiáng)調(diào))?！庇捎谶@些嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)以及更換這些零部件的開(kāi)支，迫切需要提高耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)的強(qiáng)度和/或疲勞壽命，以及需要改善的用于制備轉(zhuǎn)向節(jié)的芯的設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，一種用于在有軌車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)中創(chuàng)建內(nèi)部空間的芯組件，所述的芯被設(shè)計(jì)以安裝在包括上模段和下模段的腔內(nèi)。所述腔被塑形以形成有軌車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)，且所述的腔包括第一壁，所述第一壁形成所述轉(zhuǎn)向節(jié)尾部的基本垂直的外壁。所述芯包括具有后芯支撐段的腎形段；以及當(dāng)所述芯被置于所述下模中時(shí)，所述后芯支撐段至少向所述腔的所述第一壁外部延伸0.5"。
[0015]在第二個(gè)實(shí)施例中，一種用于在有軌車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)中創(chuàng)建內(nèi)部空間的芯組件，所述芯組件包括具有后芯支撐件段的腎形段，所述后芯支撐段底部的半徑小于所述后芯支撐件段頂部的半徑。
[0016]在第三個(gè)實(shí)施例中，有軌車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)具有一個(gè)尾段，所述尾段有一個(gè)界定于其中的開(kāi)口，其中所述開(kāi)口的高度介于約I?1.8〃之間，其寬度介于約I?2.2〃之間。
[0017]在第四個(gè)實(shí)施例中，有軌車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)具有一個(gè)尾段，所述尾段有一個(gè)界定于其中的開(kāi)口，其中所述開(kāi)口的圓角半徑大于約0.25"。
[0018]在第五個(gè)實(shí)施例中，有軌車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)具有一個(gè)尾段，所述尾段有一個(gè)界定于其中的開(kāi)口，其中所述開(kāi)口的高度與寬度的比值介于約1:0.4?1: 1.3之間。
[0019]在第六個(gè)實(shí)施例中，有軌車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)具有一個(gè)尾段，所述尾段有一個(gè)界定于其中的開(kāi)口，其中所述開(kāi)口的圓角半徑介于約0.1?0.8〃之間。
[0020]在第七個(gè)實(shí)施例中，有軌車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)具有一個(gè)尾段，所述尾段有一個(gè)界定于其中的開(kāi)口，其中所述開(kāi)口的高度與最大圓角半徑的比值介于約1:1.25?1:1.18之間。[0021 ] 在第八個(gè)實(shí)施例中，有軌車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)具有一個(gè)尾段，所述尾段有一個(gè)界定于其中的開(kāi)口，其中所述開(kāi)口的寬度與最大圓角半徑的比值介于1: 1.75?1: 1.22之間。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]參考下列附圖和描述可能更好理解本系統(tǒng)。附圖中的部件不必要按比例，重點(diǎn)則在于圖解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。而且，在各附圖中，相類似的附圖標(biāo)記指代不同視圖中的相應(yīng)部件。此外，附圖中的尺寸僅僅只是實(shí)施例，不應(yīng)理解為對(duì)于本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
[0023]圖1為完整轉(zhuǎn)向節(jié)的俯視圖；
[0024]圖2為完整轉(zhuǎn)向節(jié)的側(cè)視圖；
[0025]圖3A為完整轉(zhuǎn)向節(jié)的透視圖；
[0026]圖3B為完整轉(zhuǎn)向節(jié)的與圖3A相反方向的透視圖；
[0027]圖4為本發(fā)明的指形芯部分插入本發(fā)明腎形芯/C-1O的透視圖；
[0028]圖5為圖4中的指形芯和腎形芯完全拼接的示意圖；
[0029]圖6為圖4中的指形芯和腎形芯的剖視圖；
[0030]圖7顯示了圖4中的指形芯和腎形芯，第一過(guò)渡段被突出顯示；
[0031]圖8為圖4中的指形芯的側(cè)視圖；
[0032]圖9為圖4中的C-1O/腎形芯的C-1O/側(cè)的側(cè)視圖；
[0033]圖10為圖4中的C-1O腎形芯的C-1O/側(cè)的側(cè)視圖；
[0034]圖11為現(xiàn)有的C-1O/腎形芯與現(xiàn)有的指形芯拼接在一起的剖視圖；
[0035]圖12顯示了圖11中的腎形芯與指形芯，第一過(guò)渡段被突出顯示；
[0036]圖13顯示了圖11中的腎形芯與指形芯的俯視圖，第一過(guò)渡段被突出顯示；
[0037]圖14顯示了圖4中的腎形芯與指形芯的俯視圖，第一過(guò)渡段被突出顯示；
[0038]圖15為圖4中的芯位于轉(zhuǎn)向節(jié)內(nèi)部圖，顯示圍繞芯形成的轉(zhuǎn)向節(jié)的形狀；
[0039]圖16顯示圖11中的芯位于轉(zhuǎn)向節(jié)腔內(nèi)，顯示圍繞芯形成的轉(zhuǎn)向節(jié)的形狀；
[0040]圖17為圖4中的指形芯和腎形芯組裝后的側(cè)視圖；
[0041]圖18為圖11中的指形芯和腎形芯組裝后的側(cè)視圖；
[0042]圖19為圖11中的指形芯和腎形芯組裝后的俯視圖；
[0043]圖20為圖4中的指形芯和腎形芯組裝后的俯視圖；[0044]圖21為圖4和圖11中的在腎形芯/C-1O和指形芯之間的第二過(guò)渡段的俯視對(duì)比圖；
[0045]圖22顯示了圖4中的芯,后芯支撐件(rear core support)被附加上示例性的測(cè)
量值；
[0046]圖23為圖4中的指形芯和腎形芯組裝后的側(cè)視圖；
[0047]圖24為圖4中的后芯支撐件的放大側(cè)視圖；
[0048]圖25為圖4中的后芯支撐件的放大透視圖；
[0049]圖26為圖11中的組合的芯的俯視圖，添加了角度；
[0050]圖27為圖11中的芯位于轉(zhuǎn)向節(jié)腔恰當(dāng)位置的俯視圖，顯示腔外后芯支撐件的延伸；
[0051]圖28為圖4中的芯位于轉(zhuǎn)向節(jié)腔恰當(dāng)位置的俯視圖，顯示腔外后芯支撐件的延伸；
[0052]圖29為本發(fā)明的芯制造的轉(zhuǎn)向節(jié)的后視圖；
[0053]圖30為現(xiàn)有技術(shù)的芯制造的現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)向節(jié)的后視圖；
[0054]圖31顯示了圖11中的芯的側(cè)視圖，并顯示了水平分型線；
[0055]圖32顯示了圖4中的芯的俯視圖，并顯示了垂直分型線；
[0056]圖33為在恰當(dāng)位置具有活動(dòng)件的打開(kāi)的垂直分開(kāi)(open vertically parted)的芯盒俯視圖；
[0057]圖34為圖33的活動(dòng)件的側(cè)視圖；
[0058]圖35為圖33的活動(dòng)件的俯視圖；
[0059]圖36為圖33的活動(dòng)件的透視圖；
[0060]圖37為現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)向節(jié)的側(cè)橫截面圖，顯示由現(xiàn)有技術(shù)的腎形芯形成的開(kāi)口 ；
[0061]圖38為利用圖4中的芯制造的轉(zhuǎn)向節(jié)的側(cè)橫截面圖；
[0062]圖39為本發(fā)明轉(zhuǎn)向節(jié)的橫截面圖，顯示C-1O銷孔(pin hole)。
[0063]附圖的詳細(xì)說(shuō)明及優(yōu)選實(shí)施例
[0064]本發(fā)明的一個(gè)目的是利用具有獨(dú)特的互鎖結(jié)構(gòu)的兩個(gè)芯，以減少在鑄件過(guò)程中發(fā)生芯變形，從而提高耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)的強(qiáng)度和疲勞壽命。圖1?3顯示了一個(gè)完整的轉(zhuǎn)向節(jié)10以作參考。通過(guò)【背景技術(shù)】，此處結(jié)合圖1?3描述該完整的轉(zhuǎn)向節(jié)的一般部件。一個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)10包括拋光肩部(buffing shoulders) 12、C-10銷孔14、標(biāo)識(shí)孔16、前面18、后跟部20、中心22、鎖架24、鎖定面26、突出部28、銷保護(hù)套30、牽引面32、牽引支托34、脊柱36、脊柱過(guò)渡38、尾部40、尾部截止件42、甩油環(huán)墊44以及喉46。參考圖4，第一個(gè)專用芯為指形芯48，其在轉(zhuǎn)向節(jié)10側(cè)的前面18形成空間，以及第二個(gè)專用芯為組合C-10/腎形芯50，其在轉(zhuǎn)向節(jié)10的C-10銷孔14和尾部40段形成空間。
[0065]在該轉(zhuǎn)向節(jié)10的前面部分，本發(fā)明使用一個(gè)如圖4?8所示的被稱為指形芯48的獨(dú)特形狀的第一芯。圖5、6和7顯示了該指形芯48連接腎形芯50。圖4顯示了該指形芯48通過(guò)指形芯48的壁54上形成的支托52和形成在C-10/腎形芯50的C-10部60的第一壁58上的槽56的相互作用，而將連接到第二或C-10/腎形芯50。圖8單獨(dú)顯示了指形芯48。
[0066]繼續(xù)參考圖5，7和14，支托52和槽56的設(shè)計(jì)在芯48、50之間形成一個(gè)互鎖結(jié)構(gòu)，或者第一過(guò)渡段62，在過(guò)渡段62中形成一個(gè)從C-1O/腎形芯50到指形芯48的平滑過(guò)渡。這個(gè)平滑過(guò)渡段62的作用是能夠減少鑄造過(guò)程中的熔化金屬的湍流，從而減少例如夾雜物、再次氧化缺點(diǎn)和以及金屬的孔隙度等凝固問(wèn)題，以及減少模具腐蝕的可能性。這個(gè)結(jié)構(gòu)還能減少轉(zhuǎn)向節(jié)10的內(nèi)部特征的熱撕裂(hot tears)發(fā)生,熱撕裂在現(xiàn)有的鑄造過(guò)程中是一個(gè)問(wèn)題。此外，其能夠有效的控制整個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)10的C-1O銷孔14、牽引支托34和拋光肩部12相互之間的距離。
[0067]與圖11、12和13所示的現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)渡段62相比，該段62發(fā)生了改變:通過(guò)在水平方向和垂直方向上均增大了這個(gè)區(qū)域的厚度。例如，如圖11和12所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，尖拐角64形成在過(guò)渡段62的第一末端66且鄰近C-1O芯50的端壁68，此處指形芯48的支托52進(jìn)入C-1O芯50的槽56。而在本發(fā)明中，除去這個(gè)尖拐角，取而代之的是大約0.10英寸的第一半徑(first radius)70,該半徑從芯50的C-1O部60的第一垂直壁58到該芯的C-1O部60的端壁68,后面將被稱為第一主動(dòng)截止面(first positive stop surface)74且進(jìn)一步描述。圖中該第一半徑70顯不為R1。第二半徑(second radius)80形成在指形芯48上，且從指形芯48的第二主動(dòng)截止面(second positive stop surface)76的垂直壁和指形芯48的外側(cè)垂直部78延伸出。該第二半徑80優(yōu)選大約0.10英寸或更大，且在圖中標(biāo)示為R2。該第一半徑70也可以被描述為大約0.10英寸，從芯50的C-10部60的第一垂直壁58到其與第二半徑的切點(diǎn)。該第二半徑80也可以被描述為大約0.10英寸，從指形芯48的外側(cè)垂直部78到其與芯50的第一半徑70的切點(diǎn)。
[0068]如圖7和14所示，相比于現(xiàn)有技術(shù)(參考圖12和13)，芯50的C-10部60和指形芯48之間的第一過(guò)渡段62也通過(guò)增大過(guò)渡段62的寬度W和高度H來(lái)進(jìn)行改良。該過(guò)渡段62包括形成垂直軸86 (圖7)的第一側(cè)82和第二側(cè)84以及形成水平軸92 (圖14)的第三側(cè)88和第四側(cè)90。半徑Rl和R2在過(guò)渡段62的頂側(cè)94的結(jié)合點(diǎn)到半徑Rl和R2在過(guò)渡段62的底側(cè)96的結(jié)合點(diǎn)之間構(gòu)成過(guò)渡段62的高度H。如圖14所示，過(guò)渡段62的第三側(cè)88和第四側(cè)90之間構(gòu)成過(guò)渡段62的寬度W。該第三側(cè)88形成于轉(zhuǎn)向節(jié)10的內(nèi)側(cè)或喉偵U 98，而第四側(cè)90形成于轉(zhuǎn)向節(jié)10的尾部截止側(cè)100。圖12和13顯示現(xiàn)有技術(shù)中相應(yīng)的高度Hl大約為2.40英寸以及寬度Wl大約為0.922英寸。
[0069]這個(gè)過(guò)渡段62的高度H優(yōu)選大于約2.5英寸以及寬度W優(yōu)選大于約0.925英寸?？蛇x的，相比現(xiàn)有技術(shù)中的高度，該高度H至少可以增大75%，而相比現(xiàn)有技術(shù)中的寬度，該寬度W至少可以增大50%。在優(yōu)選實(shí)施例中，該高度H大約為3.98英寸以及寬度W大約為1.33英寸。
[0070]相比現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)渡段，這些改變能夠?qū)е聫腃-10/腎形芯50到指形芯48的更平滑過(guò)渡。如圖15所示，現(xiàn)有技術(shù)的尖拐角64被除去，這個(gè)更平滑的過(guò)渡區(qū)62形成一個(gè)在完成的轉(zhuǎn)向節(jié)10的相應(yīng)區(qū)域104內(nèi)的厚度更均勻的壁102。在該區(qū)域通過(guò)該過(guò)渡段62形成的轉(zhuǎn)向節(jié)10的開(kāi)口優(yōu)選為高度大約3.0英寸以及寬度大約0.8英寸。
[0071]本發(fā)明的第一過(guò)渡段62的其他方面的設(shè)計(jì)為增加一個(gè)主動(dòng)截止(件)。該主動(dòng)截止件形成于c-10/腎形芯50的C-10部60和指形芯48各自對(duì)應(yīng)的垂直壁74、76上。如圖5?7所示，該主動(dòng)截止件允許指形芯48和C-10/腎形芯50在準(zhǔn)確的安裝下能夠彼此完全地齊平(seat)，進(jìn)一步減少芯的移動(dòng)。另外，該主動(dòng)截止面74、76的設(shè)計(jì)形成一個(gè)環(huán)繞整個(gè)連接點(diǎn)108的360°的半徑。這樣，減少整個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)10的壓力以及提高整個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)10的凝固，以及減少熱撕裂的可能性。這個(gè)主動(dòng)截止件結(jié)構(gòu)還有助于形成前述的大的半徑Rl和R2。更大的半徑也能減少轉(zhuǎn)向節(jié)10的壓力，以及提供一個(gè)當(dāng)模具填充時(shí)的更平滑的、更少的金屬湍流。相應(yīng)的，減少熱撕裂的可能性。
[0072]圖4，圖6，以及圖8?10顯示了 C-10/腎形芯50的第一主動(dòng)截止面74的優(yōu)選結(jié)構(gòu)。該槽56被確定在C-1O/腎形芯50的C-1O部60的第一壁58上，可優(yōu)選為0.6?1.0英寸之間的寬度以及2.00?3.5英寸之間的高度。該槽56的深度略大于1.0英寸以容納該支托52。該第一主動(dòng)截止面74形成于C-1O/腎形芯50的第一壁58上并環(huán)繞該槽56作360°延伸，優(yōu)選為延伸出槽56外的約0.10-0.35英寸，而且基本上平行于第一壁58。
[0073]相應(yīng)的第二主動(dòng)截止面76具有與第一主動(dòng)截止面74相同的尺寸，以保持準(zhǔn)確安裝。該第二主動(dòng)截止面76被確定為環(huán)繞從指形芯48的壁54延伸出的支托52作360°延伸，且基本平行于指形芯48的壁54。該第二主動(dòng)截止面76優(yōu)選為延伸出支托52表面外的約0.10-0.35英寸。該支托52包括錐形(taper)的頂壁110和底壁112，從而使進(jìn)入槽56內(nèi)的支托52的末端114的高度少于與其對(duì)立的支托52的末端116。該支托52優(yōu)選為大于約1.0英寸，從指形芯48的壁54延伸到支托52的末端114。該支托52優(yōu)選為0.60-0.90英寸之間的寬度和2.75-3.25英寸之間的高度。該錐形角(taper angle)A優(yōu)選為大于1°。圖4顯示了指形芯48正被插入C-1O/腎形芯50，圖5顯示了指形芯48和C-1O/腎形芯50完全合并在一起，連同第一主動(dòng)截止面72和第二主動(dòng)截止面74齊平的固定一起，并顯示了指形芯48和C-1O/腎形芯50之間平滑的且基本上連續(xù)的過(guò)渡段62。當(dāng)指形芯48和C-1O/腎形芯50合并(seated)—起時(shí)，這個(gè)互鎖結(jié)構(gòu)62有效地形成一個(gè)過(guò)渡段62，該過(guò)渡段62的高度大于約2.5英寸且寬度大于約0.75英寸。
[0074]更大尺寸的過(guò)渡段形成一個(gè)更穩(wěn)健的結(jié)合點(diǎn)，從而減少芯在裝配前的處理或者芯在裝配到模具內(nèi)的時(shí)候發(fā)生結(jié)合點(diǎn)損壞的可能。
[0075]在另一個(gè)可選的實(shí)施例中(圖未示)，腎形芯和C-1O芯是分離的。支托和第一主動(dòng)截止面形成于C-1O芯的第二壁118上。在這個(gè)實(shí)施例中，槽和第二主動(dòng)截止面形成于腎形芯上。該支托和槽以及它們相應(yīng)的截止面設(shè)計(jì)為如上述實(shí)施例的支托和槽的相同方式合并
在一起。
[0076]在另一個(gè)可選的實(shí)施例中(圖未示)，槽上形成的袢扣(tab)和支托上形成的對(duì)應(yīng)孔(反之亦然)作為破損安全配合，從而使芯無(wú)法逆向裝配。
[0077]本發(fā)明的另一方面是對(duì)腎形芯和C-1O芯50的C-1O部60之間的第二過(guò)渡段120(如圖17和20所示的陰影部分)的改良。如圖11?13所示，現(xiàn)有技術(shù)包括一個(gè)陡峭的過(guò)渡122，置于這些芯部59、60之間。這種類型的過(guò)渡在鑄造過(guò)程中無(wú)法推動(dòng)好的金屬流動(dòng)整個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)10，并且當(dāng)鑄造冷卻時(shí)會(huì)促進(jìn)熱撕裂形成。
[0078]當(dāng)從前面18進(jìn)行鑄造時(shí)，液態(tài)金屬傾向于在更薄(thinner)的段中更快冷卻。在現(xiàn)有設(shè)計(jì)中，這個(gè)段的壁厚度變化相當(dāng)大，尤其在圖16所示的陡峭過(guò)渡段122。由于液態(tài)金屬到達(dá)由所述陡峭過(guò)渡段122形成的較厚的壁前先通過(guò)較薄的段，在此其會(huì)更快冷卻，從而會(huì)導(dǎo)致最后的部分出現(xiàn)瑕疵。
[0079]與圖11?13、16、18和19所示的現(xiàn)有技術(shù)的芯中相同的區(qū)域相比，圖4?7、14、15、17和20所示的本發(fā)明的第二過(guò)渡段120增加了材料。如圖17所示，第二過(guò)渡段120被確定于頂壁124上，該頂壁124在C-1O芯部60的上部的腎側(cè)壁126和轉(zhuǎn)向節(jié)的尾部側(cè)132之間延伸。底壁128在C-1O芯部60的底壁和轉(zhuǎn)向節(jié)的尾部側(cè)132之間延伸。第一側(cè)134和第二側(cè)136相應(yīng)的在轉(zhuǎn)向節(jié)10的喉側(cè)138和轉(zhuǎn)向節(jié)10的尾部側(cè)132之間延伸。至少約1.93英寸的材料被增加到這個(gè)區(qū)域的垂直高度H2以使其至少為3.50英寸高，以及至少0.97英寸的材料被增加到這個(gè)區(qū)域的水平寬度W2以使其至少為I英寸寬。如圖15所示，這個(gè)更平滑的過(guò)渡導(dǎo)致更均勻厚度的喉側(cè)壁140。
[0080]這種平滑的過(guò)渡和更均勻的喉側(cè)壁140位于所述轉(zhuǎn)向節(jié)10的所述喉部142，且包括最接近所述轉(zhuǎn)向節(jié)尾部40的第一段A144、最接近所述轉(zhuǎn)向節(jié)牽引面32的第三段C148、以及介于所述第一段144和第三段148之間的第二段B146 (圖16顯示了分別使用144a、146a和148a的典型現(xiàn)有技術(shù)部分的相同區(qū)域)。重要的是應(yīng)注意，每個(gè)段的長(zhǎng)度已經(jīng)概括在圖中以備參考，并且并不意味著權(quán)利要求被如圖中所示這些段的確切尺寸限制。
[0081]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一段144的所述喉側(cè)壁140的厚度優(yōu)選為大于所述第二段146的所述喉側(cè)壁140的厚度，所述第二段146的所述喉側(cè)壁140的厚度優(yōu)選為大于所述第三段148的所述喉側(cè)壁140的厚度。此外，在所述第一段144中的所述喉側(cè)壁140的至少一部分的厚度與在所述第三段148中所述喉側(cè)壁140的至少一部分的厚度之間的差異約小于17%，在所述第一段144中的所述喉側(cè)壁140的至少一部分的厚度與在所述第二段146中的所述喉側(cè)壁140的至少一部分的厚度之間的差異約小于11%，以及在所述第二段146中的所述喉側(cè)壁140的至少一部分的厚度與在所述第三段148的所述喉側(cè)壁140的至少一部分的厚度之間的差異約小于11%。在另一個(gè)實(shí)施例中，在所述第一段144中的所述喉側(cè)壁140的至少一部分的厚度與在所述第二段146中的所述喉側(cè)壁140的至少一部分的厚度之間的差異約小于17%，在所述第二段146中的所述喉側(cè)壁140的至少一部分的厚度與在所述第三段148中的所述喉側(cè)壁140的至少一部分的厚度之間的差異約小于30%。在又一實(shí)施例中，在所述第一段144中的所述喉側(cè)壁140的至少一部分的厚度與在所述第二段146中的所述喉側(cè)壁140的至少一部分的厚度之間的差異約小于4%，在所述第二段146中的所述喉側(cè)壁140的至少一部分的厚度與在所述第三段148中的所述喉側(cè)壁140的至少一部分的厚度之間的差異約小于11%。
[0082]例如，在所述段A144內(nèi)的所述喉側(cè)壁140的至少一部分的厚度可至少約為1.39英寸，在所述段B內(nèi)的所述喉側(cè)壁140的至少一部分的厚度可至少約為1.34英寸，以及在所述段C內(nèi)的所述喉側(cè)壁140的至少一部分的厚度可至少約為1.19英寸。作為參考，如圖16所示的現(xiàn)有技術(shù)轉(zhuǎn)向節(jié)，在所述段A144內(nèi)的所述喉側(cè)壁140的至少一部分的厚度可至少約為1.40英寸，在所述段B內(nèi)的所述喉側(cè)壁140的至少一部分的厚度可至少約為1.69英寸，在所述段C內(nèi)的所述喉側(cè)壁140的至少一部分的厚度可至少約為1.19英寸。
[0083]在附加的實(shí)施例中，所述第一段144的所述喉側(cè)壁140的厚度優(yōu)選為小于所述第二段146的所述喉側(cè)壁140的厚度，并且所述第二段146的所述喉側(cè)壁140的厚度優(yōu)選為小于所述第三段148的所述喉側(cè)壁140的厚度。在本實(shí)施例中，在所述喉段(throat section)的包括A、B、C段的所述整個(gè)喉側(cè)壁142中的所述壁的厚度包括穿過(guò)所述喉段的變化小于10%。在又一實(shí)施例中，包括A、B、C段的所述整個(gè)喉側(cè)壁140貫穿所述尾部截止側(cè)壁141的變化小于17%。在又一實(shí)施例中，包括A、B、C段的所述整個(gè)喉側(cè)壁140貫穿所述尾部截止側(cè)壁141的變化小于3.5%。
[0084]類似的改變已經(jīng)被應(yīng)用到所述芯的所述尾部截止側(cè)(tail stop side) 133。材料已被添加到這一段的垂直高度H2及水平寬度為W2。這種平滑的過(guò)渡致使如圖15所示的尾部截止側(cè)壁141的厚度更均勻。這種平滑的過(guò)渡位于所述轉(zhuǎn)向節(jié)10的所述喉部的所述尾部截止側(cè)壁141，且具有最接近所述轉(zhuǎn)向節(jié)40的第一段X145、最接近所述轉(zhuǎn)向節(jié)牽引面的第三段Z149、以及介于所述第一段145和第三段149的第二段Y147 (圖16顯示了分別使用145a、147a和149a的典型現(xiàn)有技術(shù)部分的相同區(qū)域)。重要的是應(yīng)注意，每段的長(zhǎng)度已經(jīng)概括在圖中以備參考，并且并不意味著權(quán)利要求被如圖中所示這些段的確切尺寸所限制。
[0085]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一段145的至少一部分的所述尾部截止側(cè)壁141的厚度優(yōu)選為大于所述第二段147的所述尾部截止側(cè)壁141的厚度，所述第二段147的所述尾部截止側(cè)壁141的厚度優(yōu)選為大于所述第三段149的所述尾部截止側(cè)壁141。此外，在所述第一段145中的所述尾部截止側(cè)壁141的至少一部分的厚度與在所述第二段147中的所述尾部截止側(cè)壁141的至少一部分的厚度之間的差異約為32%，在所述第二段147中的所述尾部截止側(cè)壁141的至少一部分的厚度與在所述第三段149中的所述尾部截止側(cè)壁141的至少一部分的厚度之間的差異約為68%。在另一個(gè)實(shí)施例中，在所述第一段145中的所述尾部截止側(cè)壁141的至少一部分的厚度與在所述第二段147的所述尾部截止側(cè)壁141的至少一部分的厚度之間的差異約為4%，在所述第二段147中的所述尾部截止側(cè)壁141的至少一部分的厚度與在所述第三段149中的所述尾部截止側(cè)壁141的至少一部分的厚度之間的差異約為 51%。
[0086]例如，在所述段X144內(nèi)的所述尾部截止側(cè)壁141的至少一部分的厚度可約為至少
1.23英寸，在段Y內(nèi)的所述尾部截止側(cè)壁141的至少一部分的厚度可約為至少1.19英寸，以及在段Z內(nèi)的所述尾部截止側(cè)壁141的至少一部分的厚度可約為至少0.58英寸。作為參考，如圖16所示的現(xiàn)有技術(shù)轉(zhuǎn)向節(jié)，在所述段X144內(nèi)的所述尾部截止側(cè)壁141的至少一部分的厚度可約為至少1.23英寸，在段Y內(nèi)的所述尾部截止側(cè)壁141的至少一部分的厚度可約為至少1.81英寸，以及在所述段Z內(nèi)的所述尾部截止側(cè)壁141的至少一部分的厚度可約為至少0.58英寸。
[0087]在又一實(shí)施例中，包括X、Y和Z段的整個(gè)尾部截止側(cè)壁141貫穿尾部截止側(cè)壁141的變化小于32%。在又一實(shí)施例中，包括X、Y和Z段的整個(gè)尾部截止側(cè)壁141貫穿尾部截止側(cè)壁141的變化小于3.2%。
[0088]此外，在另一個(gè)實(shí)施例中，所述第一段145的所述尾部截止側(cè)壁141的厚度優(yōu)選為小于所述第二段147的所述尾部截止側(cè)壁141的厚度，并且所述第二段147的所述尾部截止側(cè)壁141的厚度優(yōu)選為小于所述第三段149的所述尾部截止側(cè)壁141的厚度。此外，在此可替換的實(shí)施例中，優(yōu)選為所述尾部截止側(cè)壁141貫穿包括Χ、Υ和Z段的整個(gè)喉段，其厚度變化小于17%。在又一個(gè)可替換的實(shí)施方案中，優(yōu)選為所述尾部截止側(cè)壁141貫穿包括X、Y、和Z段的整個(gè)喉段，其厚度變化小于3.5%的。這些變化導(dǎo)致了在鑄造高應(yīng)力區(qū)域中的一個(gè)具有稍厚的橫截面面積。所述較厚的區(qū)域降低了所述應(yīng)力。
[0089]如圖15，這個(gè)新設(shè)計(jì)的第二過(guò)渡段120導(dǎo)致轉(zhuǎn)向節(jié)10具有這樣一個(gè)壁150，其約為1.0英寸厚或更厚。此外，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的材料其厚度約為0.070英寸，小于如圖21所示的所述C-1O芯60的所述喉側(cè)138上的現(xiàn)有技術(shù)的芯，圖21顯示了疊加在本發(fā)明的芯上的現(xiàn)有技術(shù)的芯。如圖21所示，這導(dǎo)致了一個(gè)芯的產(chǎn)生，其從所述尾部截止側(cè)壁152到所述喉側(cè)壁154的距離被測(cè)得為2.370英寸。如圖39所示，這一改變導(dǎo)致了在所述產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向節(jié)10的所述C-10銷孔14中的中心減緩區(qū)域(centrally relief area)155,其比所述樞軸銷孔直徑大108%。
[0090]在本發(fā)明的另一替換實(shí)施例中，于現(xiàn)有技術(shù)中使用三個(gè)芯，但是伴隨著如上文所詳述的過(guò)渡部分的結(jié)構(gòu)變化。此外，關(guān)于利用單獨(dú)的C-1O芯和腎形芯，可以設(shè)想:具有在C-1O/腎形和指狀芯之間的主動(dòng)截止面的支托-槽連接方式，其也可以用于:具有在每個(gè)芯垂直壁上的主動(dòng)截止面的支托-槽連接基機(jī)制，如之前所述。這可形成在所述腎形芯和C-1O芯之間的一個(gè)具有主動(dòng)截止面的過(guò)渡段、一個(gè)支托和一個(gè)槽。所述支托優(yōu)選為從所述C-1O芯延伸進(jìn)所述腎形芯上的相應(yīng)的槽。
[0091]在本發(fā)明的另一個(gè)方面，為了提高芯的支撐并減少移位，所述C-1O/腎形芯50的所述腎形段59的所述后芯支撐件156已被重新設(shè)計(jì)。在鑄造過(guò)程中，形成所述零件的內(nèi)部空間的芯位于模具160的型芯座中，所述模具包括上型箱(cope)段和下型箱(drag)段，而所述芯48、50固定在所述下型箱中。所述重新設(shè)計(jì)的后芯支撐段156還消除了尖角162，所述尖角162通常由于所述平面166的銳角164而出現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)中，在平面166上，后芯支撐件156突出所述上型箱(cope)段和下型箱(drag)。圖26和27顯示了一個(gè)典型的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)。
[0092]下文所用的術(shù)語(yǔ)“腔”是指所述上、下型箱的部分，其形成所述轉(zhuǎn)向節(jié)10的外壁168。圖28顯示了通過(guò)將芯48、50合并在位置上，所述下型箱中所述腔的形狀。所述后芯支撐段156包括一個(gè)筆直段170和喇叭形(flared)段，當(dāng)所述芯48、50在所述下型箱中的合適位置時(shí)，優(yōu)選地向所述腔的所述平面166外延伸至少0.5英寸，其形成所述轉(zhuǎn)向節(jié)10的所述尾部40的所述垂直外壁168。此外，所述后芯支撐件156的所述壁174(其延伸出平面166外)向外張開(kāi)，以致鈍角176在所述壁174和如圖22和24顯示的從所述腔的所述后芯支撐件156的所述垂直和水平出口平面(exit plane)166，178之間形成。這些朝外喇叭形壁174增加了所述芯48、50的穩(wěn)定性，有助于所述金屬在所述轉(zhuǎn)向節(jié)10的這些區(qū)域中的凝固，并且降低在所述轉(zhuǎn)向節(jié)尾部40中的所述孔188周圍邊緣的應(yīng)力集中，以及降低熱裂(hot tears)的可能性。由于現(xiàn)有技術(shù)中所述銳角的消除,應(yīng)力梯級(jí)也在這些區(qū)域被降低。
[0093]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，后芯支撐件156包括喇叭形段172和筆直段170。所述后芯支撐件156的筆直段170的頂180和底182壁至少約2.12英寸寬。所述后芯支撐件156的筆直部份170的側(cè)壁184、186至少約1.76英寸高。出口平面166到型芯座(cor印rint)的端部186的距離優(yōu)選至少為0.25英寸。所述后芯支撐件156的筆直段170的轉(zhuǎn)角196的半徑優(yōu)選為約0.3-0.6英寸。所述后芯支撐件156的寬度W3優(yōu)選為約2.12英寸且高度優(yōu)選為約1.76英寸。此外，值得注意的是，這些測(cè)量尺寸是可以改變的，以適應(yīng)不同型芯座的尺寸。所述后芯支撐件156的面積約為1.5-4.0平方英寸。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述后芯支撐件156包括:所述后芯支撐件156底部半徑要小于所述后芯支撐件156的頂部半徑。
[0094]芯組合48、50的使用產(chǎn)生了一個(gè)如圖29所示的轉(zhuǎn)向節(jié)10，在轉(zhuǎn)向節(jié)尾部40中具有一個(gè)開(kāi)口 188，其高度與寬度的比值在1:0.4至1:1.3之間，其高度與最大拐角半徑在1: 1.25至1:18之間，其寬度與最大拐角半徑在1: 1.75至1:22之間。在轉(zhuǎn)向節(jié)尾部40中的開(kāi)口 188的寬度為約1.4-2.2英寸、高度為約1.0-1.8英寸。在另一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)角半徑196，197大于約0.25英寸。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述開(kāi)口的轉(zhuǎn)角半徑在0.1-0.8英寸之間。在另一個(gè)實(shí)施例中，上部的轉(zhuǎn)角半徑196優(yōu)選至少為0.65英寸且下部的轉(zhuǎn)角半徑197優(yōu)選至少為0.4英寸。
[0095]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)的芯的形成方法。傳統(tǒng)上，芯形成于模具(mold)內(nèi)，這導(dǎo)致了具有水平分型線199 (見(jiàn)圖31)的零件(part)的產(chǎn)生。傳統(tǒng)上，芯的形成是通過(guò)熱樹(shù)脂法(heated resin process)和Isocure法形成。本發(fā)明使用殼芯法(shell core process)。正如本領(lǐng)域中已知的,殼芯發(fā)是一種熱激活的系統(tǒng),其利用了涂覆的砂(coated sand)。通過(guò)將樹(shù)脂與砂混合然后加熱,將所述樹(shù)脂融化以涂覆砂，所述砂可以被熱涂覆上薄片狀的酹醒清漆樹(shù)脂(flaked phenolic novolak resin)。用六亞甲基四胺的水溶液冷浸(quench)樹(shù)脂涂覆的砂,研磨,直到砂團(tuán)(sand mass)分解。然后充入空氣使之微?；?。另外，砂可以被溫暖地涂層。將硬脂酸鈣，酚醛清漆樹(shù)脂的六方粉末和酚醛清漆樹(shù)脂的水/乙醇溶液加入到所述砂,并將之加熱。然后將該混合物冷卻,充氣使之微?；?particulate)。將這些過(guò)程中得到的被涂覆的砂放置于熱的芯盒中，使所述砂一直置于芯盒中，直至熱的芯盒中的融化的砂的殼達(dá)到理想的厚度。固化后，從盒中取出所述殼。通常，在更傳統(tǒng)的過(guò)程中使用Isocure法，這些芯盒沿水平軸分開(kāi)，這形成了水平的分模線，并且所述壁對(duì)應(yīng)地是有錐度的(drafted)。
[0096]本發(fā)明的方法可以并入一個(gè)垂直定向的分型線190，其大致位于芯的中部，沿后芯延伸198至芯60的C-1O部分的末端。在圖32中，這條分型線顯示于一個(gè)完整的芯上。圖33以打開(kāi)的位置顯示了芯盒192的兩半。所述芯盒的192的第一半和第二半被制備，它們具有C-10/腎形芯的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)囊话耄?。芯的撥模角度也可以適當(dāng)?shù)刈兓赃m用于由于分型線190調(diào)整而導(dǎo)致的變化。垂直分開(kāi)的芯的C-10部分60的產(chǎn)生的撥模角度優(yōu)選小于3°，這導(dǎo)致當(dāng)鑄件時(shí)，最終轉(zhuǎn)向節(jié)的C-10部分的撥模角度小于3°。進(jìn)一步的實(shí)施方式無(wú)錐度(no draft)。
[0097]盡管當(dāng)前設(shè)計(jì)中避免了 C-10銷的荷載，當(dāng)轉(zhuǎn)向節(jié)10荷載表面磨損后發(fā)生荷載，將會(huì)導(dǎo)致一個(gè)均勻荷載的C-10銷，這是因?yàn)闊o(wú)錐度(zero draft)C_10銷孔14。作為比較，水平分開(kāi)的芯的C-10孔其撥模角度通常至多為3°，并導(dǎo)致了 C-10銷和轉(zhuǎn)向節(jié)C-10銷孔14的點(diǎn)荷載。C-10銷的點(diǎn)荷載更易于導(dǎo)致銷的彎曲或故障，任何一種均可能使耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)10很難正確運(yùn)作或無(wú)法正確運(yùn)作。點(diǎn)荷載也可能發(fā)生在有錐度的(drafted)c-1o轉(zhuǎn)向節(jié)銷孔14中，這也可導(dǎo)致在C-10銷孔14中的高于預(yù)期的荷載情況。相比有錐度的(drafted)C-1O銷孔，分型線的90°轉(zhuǎn)變可以實(shí)現(xiàn)非常精確的C-10銷孔標(biāo)尺尺寸。
[0098]通過(guò)殼芯法、常溫自硬法(風(fēng)硬造模法,air set process)或現(xiàn)有技術(shù)中的任何芯制備方法，上述方法可以用來(lái)形成芯。
[0099]此外，如果所述芯48, 50包括一個(gè)互鎖結(jié)構(gòu)，如上所述,一個(gè)單獨(dú)的活動(dòng)件194可以被在芯盒192中被使用，其位于芯盒192的C-10部分的外側(cè)的凹部，在該側(cè)，指形芯48可以包括一個(gè)對(duì)應(yīng)的支托(lug)52。所述活動(dòng)件194包括至少在一側(cè)的延伸198,其延伸進(jìn)所述開(kāi)口，其形成芯的C-10部分。測(cè)得所述活動(dòng)件194的延伸198的高度優(yōu)選至少約3.0英寸，寬至少約0.8英寸。此外，活動(dòng)件194包括與延伸198相鄰的平坦面200，其在芯的C-10部分上形成所述第一主動(dòng)截止面74。測(cè)得所述平坦面的高度優(yōu)選至少約4.0英寸，寬至少約1.3英寸，在所述延伸198周圍延伸360°
[0100]與現(xiàn)有技術(shù)中的芯的相同部位比較(圖37)，如圖38所示，頂部轉(zhuǎn)向節(jié)牽引支托34被重新設(shè)計(jì)，以創(chuàng)造一個(gè)更加一致的壁厚度。這導(dǎo)致了一個(gè)具有牽引支托垂直壁(pullinglug vertical wall) 202的轉(zhuǎn)向節(jié)10的產(chǎn)生,而所述牽引支托(pulling lug) 34的前面(front face) 204的壁厚度一致。如圖37所示,傳統(tǒng)的牽引支托面(pulling lug face)32的壁厚度從牽引支托面32的頂部206至所述面32的底部208是變化的。在所示的例子中，壁面32從牽引支托面的頂部206的0.560英寸至牽引支托面32的底部208的0.49英寸。如圖38所示，在本發(fā)明的重新設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向節(jié)10中，從頂部206直至底部208，壁厚度基本上保持一致。在一個(gè)實(shí)施例中，從牽引支托面32的頂部206直至底部208，壁厚度保持在約0.47-0.53英寸?？蛇x地，所述牽引支托34的前面32的一致厚度可能通過(guò)使用適當(dāng)?shù)?、重新設(shè)計(jì)的、水平分開(kāi)的芯而形成。
[0101]由于所述牽引支托34傳遞了施加于所述耦合器的縱向負(fù)載的主要部分，所述一致的壁厚度，尤其是頂部牽引支托34的底部半徑210，導(dǎo)致了更強(qiáng)大的設(shè)計(jì)結(jié)果。所述一致的截面壁厚度也允許了更加一致的金屬填充和更一致的金屬冷卻，提高了這方面的鑄造的堅(jiān)固性或穩(wěn)固性，并減少了熱裂的可能性。這是十分重要的，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)向節(jié)方面，AAR將它們置于很高的標(biāo)準(zhǔn)。它們需要通過(guò)一個(gè)靜態(tài)的拉力試驗(yàn)，其最低極限載荷為650，OOOlbs。這些必須通過(guò)所述牽引支托34的大的荷載可以導(dǎo)致非常高的應(yīng)力和變形，更不用說(shuō)反復(fù)加載此荷載會(huì)產(chǎn)生極度疲勞的條件，而此條件需要近乎完美的表面和下層面材料條件。
[0102]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所述的任何修改、等同替換、改進(jìn)均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在有軌車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)中創(chuàng)建內(nèi)部空間的芯組件，所述的芯被設(shè)計(jì)以安裝在包括上模段和下模段的腔內(nèi)； 所述腔被成形以形成有軌車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)，且所述的腔包括第一壁，所述第一壁形成所述轉(zhuǎn)向節(jié)尾部的基本垂直的外壁； 所述芯包括具有后芯支撐段的腎形段；以及 當(dāng)所述芯被置于所述下模中時(shí)，所述后芯支撐段延伸出所述腔的所述第一壁的外部至少0.5英寸。
2.如權(quán)利要求1所述的芯組件，其中所述的后芯支撐段包括一個(gè)直線段和一個(gè)朝外喇叭形展開(kāi)段。
3.如權(quán)利要求2所述的芯組件，其中所述的朝外喇叭形展開(kāi)段與所述腔的所述第一壁的一個(gè)平面形成鈍角。
4.如權(quán)利要求3所述的芯組件，其中所述的鈍角是由所述腔的所述第一壁的垂直面形成的。
5.如權(quán)利要求4所述的芯組件，其中所述的鈍角是由所述腔的水平面形成的。
6.如權(quán)利要求2所述的芯組件，其中所述的鈍角是由所述腔的水平面和垂直面形成的。
7.如權(quán)利要求2所述的芯 組件，其中一個(gè)圍繞整個(gè)所述朝外喇叭形展開(kāi)段的小于或等于360°的鈍角形成于所述的朝外喇叭形展開(kāi)段與所述腔壁之間。
8.如權(quán)利要求2所述的芯組件，其中所述的直線段的高度至少約為1.76英寸，寬度至少約為2.12英寸。
9.如權(quán)利要求2所述的芯組件，其中延伸到所述腔的所述第一壁外部的所述后芯支撐件的部分的長(zhǎng)度至少約為0.25英寸。
10.如權(quán)利要求2所述的芯組件，其中由穿過(guò)所述后芯支撐段的截面的垂直面產(chǎn)生的面積在1.5?4.0平方英寸之間。
11.如權(quán)利要求2所述的芯組件，其中在所述腔的所述第一壁外部的所述后芯支撐件的部分的面積大于在所述腔的所述第一壁內(nèi)部的所述后芯支撐件的部分的面積。
12.如權(quán)利要求1所述的芯組件，其中所述的芯組件是一個(gè)連續(xù)的芯。
13.如權(quán)利要求1所述的芯組件，其中所述的芯組件是由多個(gè)連接在一起的芯組成。
14.一種用于在有軌車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)中創(chuàng)建內(nèi)部空間的芯組件，所述的芯包括: 具有后芯支撐段的腎形段；以及 所述后芯支撐段的底部的半徑小于所述后芯支撐段的頂部的半徑。
15.如權(quán)利要求14所述的芯組件，其中所述的芯組件是一個(gè)連續(xù)的芯。
16.如權(quán)利要求4所述的芯組件，其中所述的芯組件是由多個(gè)連接在一起的芯組成。
17.一種具有尾部的軌道車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)，所述的尾部有一個(gè)界定于其中的開(kāi)口，所述開(kāi)口的高度介于I?1.8英寸之間，其寬度介于1.0?2.2英寸之間。
18.一種具有尾部的軌道車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)，所述尾部有一個(gè)界定于其中的開(kāi)口，所述開(kāi)口的圓角半徑大于約0.25英寸。
19.一種具有尾部的軌道車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)，所述尾部有一個(gè)界定于其中的開(kāi)口，所述開(kāi)口的高度與寬度比值介于約1:0.4?1: 1.3之間。
20.一種具有尾部的軌道車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)，所述尾部有一個(gè)界定于其中的開(kāi)口，所述開(kāi)口的圓角半徑介于約0.1?0.8英寸之間。
21.一種具有尾部的軌道車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)，所述尾部有一個(gè)界定于其中的開(kāi)口，所述開(kāi)口的高度與最大圓角半徑的比值介于約1:1.25?1:1.18之間。
22.—種具有尾部的軌道車耦合器轉(zhuǎn)向節(jié)，所述尾部有一個(gè)界定于其中的開(kāi)口，所述開(kāi)口的寬度與最大圓角半 徑的比值介于約1:1.75?1: 1.22之間。
【文檔編號(hào)】B61G3/04GK103442963SQ201280003841
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月20日
【發(fā)明者】F·安德魯·尼鮑爾, 杰里·R.·斯梅雷茨基, 凱利·戴, 沃恩·馬卡里, 尼克·薩拉瑪西克 申請(qǐng)人:貝德洛工業(yè)公司