車鉤緩衝裝置的橡膠緩衝器及其緩衝單元的製作方法
2023-05-07 17:12:16 1
車鉤緩衝裝置的橡膠緩衝器及其緩衝單元的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種橡膠緩衝器的緩衝單元，包括中部支撐板以及硫化在所述中部支撐板兩側的底部橡膠層，兩側的所述底部橡膠層關於所述中部支撐板對稱設置，且每側的所述底部橡膠層上均設置有可在預緊力的作用下與所述底部橡膠層平齊的橡膠凸起。採用該種緩衝單元組裝而成的橡膠緩衝器在工作過程中的初始階段即具有較大的剛度，並且還可以有效增大橡膠緩衝器的線性剛度階段的行程，因而橡膠緩衝器需要經過較長的行程後才會達到額定阻抗力，這就有效提高了橡膠緩衝器吸收能量的能力。本發明同時還公開了一種車鉤緩衝裝置的橡膠緩衝器，該橡膠緩衝器中包括多個層疊串接的上述緩衝單元。
【專利說明】車鉤緩衝裝置的橡膠緩衝器及其緩衝單元
【技術領域】
[0001]本發明涉及軌道車輛【技術領域】，尤其涉及一種車鉤緩衝裝置的橡膠緩衝器及其緩衝單元。
【背景技術】
[0002]車鉤緩衝裝置是用於列車各車廂之間連接、傳遞牽引力、制動力並緩和縱向衝擊力的部件，車鉤緩衝裝置內設置有緩衝器，緩衝器的類型包括盤型緩衝器、彈簧摩擦式緩衝器、橡膠緩衝器和液壓緩衝器等，其中橡膠緩衝器由於具有結構簡單、維修方便、價格低廉以及緩衝效果突出等優點，因而其獲得了越來越廣泛的應用。
[0003]阻抗力是指車鉤緩衝器作用在車鉤或者車體的力，行程是指車鉤緩衝器被壓縮的量，隨著大軸重以及重載專線列車的開通，對緩衝器的性能要求提出了越來越高的吸收能量的要求。通常情況下，緩衝器均具有額定阻抗力以及額定行程要求，緩衝器能夠發揮其最大吸能效果的條件是整個壓縮過程阻抗力儘可能大，並且當達到緩衝器的額定行程時，阻抗力也剛好達到額定阻抗力。
[0004]目前的橡膠緩衝器由層疊串接在一起的多個緩衝單元構成，其中緩衝單元是在鋼板的兩面各硫化一層橡膠，並且目前的橡膠緩衝器中橡膠的截面呈梯形，梯形的大端與鋼板的表面貼合，在組裝時給緩衝單元一個預壓縮量，當組裝完成後，各個緩衝單元中橡膠的小端相互接觸。在使用過程中隨著載荷的增加，緩衝單元中的橡膠在變形的過程中接觸面積越來越大，因而產品的剛度也就會越來越大。
[0005]為了保證安裝時的預緊力適度，目前的橡膠緩衝器的初始剛度偏小，因而在壓縮初始階段，其阻抗力的增加由於剛度偏小而增加緩慢，並且由於各個緩衝單元在組裝時已經施加了一定的預壓量，硫化在鋼板兩面的橡膠已經產生了一定的應變，隨著壓縮量的增大，各個緩衝單元的橡膠層的應變很快就達到了極限，因而剛度急劇增加，阻抗力也就在很短的行程內迅速達到並超過了額定值，而此時緩衝器的行程還遠未達到額定值，這就造成了橡膠緩衝器所能吸收的能量較小，無法滿足大軸重以及重載專線列車對緩衝器的要求。
[0006]因此，如何能夠提高橡膠緩衝器對能量的吸收能力是目前本領域技術人員亟需解決的技術問題。
【發明內容】
[0007]本發明的目的之一是提供一種橡膠緩衝器的緩衝單元，以便於能夠提高目前的橡膠緩衝器對能量的吸收能力。
[0008]本發明的另一目的還在於提供一種包括上述緩衝單元的緩衝器。
[0009]為解決上述現有技術問題，本發明提供的橡膠緩衝器的緩衝單元包括中部支撐板以及硫化在所述中部支撐板兩側的底部橡膠層，兩側的所述底部橡膠層關於所述中部支撐板對稱設置，且每側的所述底部橡膠層上均設置有可在預緊力的作用下與所述底部橡膠層平齊的橡膠凸起。[0010]優選的，在上述緩衝單元中，每側的所述底部橡膠層上均設置有多個所述橡膠凸起，且多個所述橡膠凸起分散設置於所述底部橡膠層上。
[0011 ] 優選的，在上述緩衝單元中，所述中部支撐板為鋼板。
[0012]優選的，在上述緩衝單元中，所述中部支撐板為矩形鋼板，硫化在所述矩形鋼板兩側的底部橡膠層均為矩形橡膠層。
[0013]優選的，在上述緩衝單元中，每側的所述底部橡膠層上均設置有四個所述橡膠凸起，且所述橡膠凸起分別設置在所述底部橡膠層的四角部位。
[0014]優選的，在上述緩衝單元中，所述中部支撐板為圓形鋼板，硫化在所述圓形鋼板兩側的底部橡膠層均為圓形橡膠層。
[0015]優選的，在上述緩衝單元中，每側的所述底部橡膠層上均設置有至少三個所述橡膠凸起，且所述橡膠凸起沿所述底部橡膠層的圓周方向均勻分布。
[0016]優選的，在上述緩衝單元中，所述橡膠凸起呈錐臺狀，且所述橡膠凸起的大端與所述底部橡膠層相接。
[0017]本發明中所公開的車鉤緩衝裝置的橡膠緩衝器包括層疊串接的多個緩衝單元，且任意一個緩衝單元均與其相鄰的緩衝單元通過預緊力相互壓緊，所述緩衝單元為如上任意一項所公開的緩衝單元。
[0018]優選的，在上述緩衝器中，相鄰兩個所述緩衝單元的接觸面上還設置有相互配合的定位凸起和定位凹槽。
[0019]由以上技術方案可以看出，本發明所公開的橡膠緩衝器的緩衝單元包括中部支撐板，並且中部支撐板的兩側硫化有關於中部支撐板對稱的底部橡膠層，並且每側的底部橡膠層上均設置有可在預緊力的作用下與底部橡膠層平齊的橡膠凸起。
[0020]預緊力是在橡膠緩衝器組裝過程中對各個緩衝單元所施加的力，由於本發明中所提供的緩衝單元在底部橡膠層上設置有橡膠凸起，而基於底部橡膠層上所設置的凸起的剛度顯然小於底部橡膠層的剛度，緩衝單元在組裝成為緩衝器的過程中，預緊力僅需克服剛度較小的橡膠凸起的彈性阻力，這將有效避免橡膠緩衝器初裝過程中出現預緊力超標的情況，有效提高橡膠緩衝器的組裝效率；
[0021]當橡膠緩衝器完成初裝後，由於橡膠凸起已經與底部橡膠層平齊，因而底部橡膠層和橡膠凸起將一起受壓，這就使得橡膠緩衝器在工作過程中的初始階段即具有較大的剛度，這就使得阻抗力在橡膠緩衝器的變形初期即可較快增大，並且在組裝狀態時，底部橡膠層還處於應變基本為零的狀態，因此橡膠緩衝器需要更大的變形其底部橡膠層才能達到應變極限，這就可以有效增大橡膠緩衝器的線性剛度階段的行程，因而橡膠緩衝器需要經過較長的行程後才會達到額定阻抗力，這就有效提高了橡膠緩衝器吸收能量的能力。
[0022]本發明中所公開的車鉤緩衝裝置的橡膠緩衝器由於採用了上述緩衝單元，因而有效提高了該緩衝器吸收能量的能力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明一種實施例所提供的緩衝單元的側面結構示意圖；
[0024]圖2為圖1中所示的緩衝單元的主視示意圖；
[0025]圖3為本發明實施例中所提供的橡膠緩衝器的結構示意圖；[0026]圖4為本發明另一實施例所提供的緩衝單元的主視示意圖。
[0027]其中，I為中部支撐板，2為底部橡膠層，3為橡膠凸起。
【具體實施方式】
[0028]本發明的核心之一是提供一種橡膠緩衝器的緩衝單元，以便於能夠提高目前的橡膠緩衝器對能量的吸收能力。
[0029]本發明的另一核心是提供一種包括上述緩衝單元的緩衝器。
[0030]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本發明的方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細說明。
[0031]請參考圖1、圖2和圖4，圖1為本發明一種實施例所提供的緩衝單元的側面結構示意圖，圖2為圖1中所示的緩衝單元的主視示意圖，圖4為本發明另一實施例所提供的緩衝單元的主視示意圖。
[0032]本發明實施例中所提供的橡膠緩衝器的緩衝單元，包括中部支撐板I和關於中部支撐板I對稱設置的底部橡膠層2，其中底部橡膠層2通過硫化工藝硫化在中部支撐板I的兩側，並且每側的底部橡膠層2上均設置有可在預緊力的作用下與底部橡膠層2平齊的橡膠凸起3。
[0033]需要進行說明的是，橡膠凸起3是設置在底部橡膠層2上的，因而其面積要小於底部橡膠層2，通常情況下，橡膠凸起3與底部橡膠層2為一體式結構。
[0034]預緊力是在橡膠緩衝器組裝過程中對各個緩衝單元所施加的力，即相鄰兩個緩衝單元之間的作用力，由於上述實施例中所提供的緩衝單元在底部橡膠層2上設置有橡膠凸起3，而基於底部橡膠層2上所設置的橡膠凸起3的剛度顯然小於底部橡膠層2的剛度，緩衝單元在組裝成為緩衝器的過程中，預緊力僅需克服剛度較小的橡膠凸起3的彈性阻力，這將有效避免橡膠緩衝器初裝過程中出現預緊力超標的情況，有效提高橡膠緩衝器的組裝效率；
[0035]當橡膠緩衝器完成初裝後，由於橡膠凸起3已經與底部橡膠層2平齊，因而底部橡膠層2和橡膠凸起3將一起受壓，這就使得橡膠緩衝器在工作過程中的初始階段即具有較大的剛度，這就使得阻抗力在橡膠緩衝器的變形初期即可較快增大，並且在組裝狀態時，底部橡膠層還處於應變基本為零的狀態，因此橡膠緩衝器需要更大的變形其底部橡膠層才能達到應變極限，這就可以有效增大橡膠緩衝器的線性剛度階段的行程，因而橡膠緩衝器充分利用允許的額定行程後才會達到額定阻抗力，這就有效提高了橡膠緩衝器吸收能量的能力。
[0036]可以理解的是，每側的底部橡膠層2上可以僅設置有一個橡膠凸起3，並且該橡膠凸起3應當設置在底部橡膠層2的中心位置，以便保證由多個緩衝單元組成的緩衝器具有可靠的穩定性，為了進一步優化方案，本實施例中所提供的底部橡膠層2上均設置有多個橡膠凸起3，並且多個橡膠凸起3分散設置在底部橡膠層2上。
[0037]在滿足使用要求的前提下，中部支撐板I的形狀不受限制，可以為矩形、圓形甚至正六邊形等等。從簡化生產工藝的角度考慮，本發明中提供了矩形的中部支撐板1，如圖2中所示，並且硫化在矩形中部支撐板兩側的底部橡膠層2也呈矩形，底部橡膠層2上設置有四個橡膠凸起3，這四個橡膠凸起3均位於底部橡膠層2的四角部位，當然，在任意兩個橡膠凸起3之間還可以增設一個或者多個橡膠凸起3，優選的，底部橡膠層2上設置的多個橡膠凸起3關於底部橡膠層2的中心對稱。
[0038]本發明實施例中還提供了一種圓形的中部支撐板1，並且硫化在圓形支撐板兩側的底部橡膠層2也為圓形橡膠層，每個底部橡膠層2上均設置有至少三個橡膠凸起3，並且多個橡膠凸起3沿底部橡膠層2的圓周方向均勻分布。如圖4中所示，圖4中所示的緩衝單元中設置有四個橡膠凸起3，並且四個橡膠凸起3沿底部橡膠層2的周向均勻分布，相鄰兩個橡膠凸起3之間的夾角為90°。
[0039]通常情況下，中部支撐板I為鋼板，當然，本領域技術人員還可以根據需要採用其他材質的板材作為中部支撐板1，只要強度滿足使用要求即可。
[0040]為了進一步優化上述實施例中的技術方案，本發明實施例中所提供的橡膠凸起3優選的呈錐臺狀，如方形錐臺或者圓錐臺等，並且錐臺狀的橡膠凸起3的大端與底部橡膠層2相接，如圖1中所示。
[0041]本發明實施例中還公開了一種車鉤緩衝裝置的橡膠緩衝器，如圖3中所示，該橡膠緩衝器包括層疊串接的多個緩衝單元，任意一個緩衝單元均與其相鄰的緩衝單元通過預緊力相互壓緊，並且該緩衝器中的緩衝單元為上述任意一實施例中所公開的緩衝單元。
[0042]由於上述實施例中所公開的橡膠緩衝器中，任意一個緩衝單元均與其相鄰的緩衝單元通過預緊力相互壓緊，因而每個緩衝單元中的橡膠凸起3均與底部橡膠層2平齊，當橡膠緩衝器處於工作狀態時，底部橡膠層2和橡膠凸起3將一起受壓，這就使得橡膠緩衝器在初始階段即具有較大的剛度，並且還可以有效增大橡膠緩衝器的線性剛度階段的行程，因而橡膠緩衝器需要經過較長的行程後才會達到額定阻抗力，這就有效提高了橡膠緩衝器吸收能量的能力。
[0043]單個緩衝單元中橡膠凸起3的高度應當根據橡膠緩衝器在組裝過程中壓縮總量以及橡膠凸起3的層數來進行設計，橡膠凸起3的高度與橡膠凸起3的層數的乘積應為壓縮總量。
[0044]更進一步的，為了提高橡膠緩衝器的組裝效率，本發明實施例中還在相鄰兩個緩衝單元的接觸面上設置有相互配合的定位凸起和定位凹槽，在組裝過程中，設置在一個緩衝單元上的定位凸起需嵌入到另外一個緩衝單元的定位凹槽中，如圖3中所示，這可以有效防止緩衝單元之間產生錯位。
[0045]本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種橡膠緩衝器的緩衝單元，其特徵在於，包括中部支撐板(I)以及硫化在所述中部支撐板(I)兩側的底部橡膠層(2 )，兩側的所述底部橡膠層(2 )關於所述中部支撐板(I)對稱設置，且每側的所述底部橡膠層(2)上均設置有可在預緊力的作用下與所述底部橡膠層(2)平齊的橡膠凸起(3)。
2.根據權利要求1所述的橡膠緩衝器的緩衝單元，其特徵在於，每側的所述底部橡膠層(2)上均設置有多個所述橡膠凸起(3)，且多個所述橡膠凸起(3)分散設置於所述底部橡膠層(2)上。
3.根據權利要求2所述的橡膠緩衝器的緩衝單元，其特徵在於，所述中部支撐板(I)為鋼板。
4.根據權利要求3所述的橡膠緩衝器的緩衝單元，其特徵在於，所述中部支撐板(I)為矩形鋼板，硫化在所述矩形鋼板兩側的底部橡膠層(2)均為矩形橡膠層。
5.根據權利要求4所述的橡膠緩衝器的緩衝單元，其特徵在於，每側的所述底部橡膠層(2)上均設置有四個所述橡膠凸起(3)，且所述橡膠凸起(3)分別設置在所述底部橡膠層(2)的四角部位。
6.根據權利要求3所述的橡膠緩衝器的緩衝單元，其特徵在於，所述中部支撐板(I)為圓形鋼板，硫化在所述圓形鋼板兩側的底部橡膠層(2)均為圓形橡膠層。
7.根據權利要求6所述的橡膠緩衝器的緩衝單元，其特徵在於，每側的所述底部橡膠層(2)上均設置有至少三個所述橡膠凸起(3)，且所述橡膠凸起(3)沿所述底部橡膠層(2)的圓周方向均勻分布。
8.根據權利要求1所述的橡膠緩衝器的緩衝單元，其特徵在於，所述橡膠凸起(3)呈錐臺狀，且所述橡膠凸起(3)的大端與所述底部橡膠層(2)相接。
9.一種車鉤緩衝裝置的橡膠緩衝器，包括層疊串接的多個緩衝單元，且任意一個緩衝單元均與其相鄰的緩衝單元通過預緊力相互壓緊，其特徵在於，所述緩衝單元為如權利要求1-8任意一項所述的緩衝單元。
10.根據權利要求9所述的車鉤緩衝裝置的橡膠緩衝器，其特徵在於，相鄰兩個所述緩衝單元的接觸面上還設置有相互配合的定位凸起和定位凹槽。
【文檔編號】B61G11/08GK103863353SQ201410140259
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年4月9日 優先權日:2014年4月9日
【發明者】林立鈿, 丁緯, 龔紅霞 申請人:株洲時代新材料科技股份有限公司