车钩缓冲装置的橡胶缓冲器及其缓冲单元的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种橡胶缓冲器的缓冲单元，包括中部支撑板以及硫化在所述中部支撑板两侧的底部橡胶层，两侧的所述底部橡胶层关于所述中部支撑板对称设置，且每侧的所述底部橡胶层上均设置有可在预紧力的作用下与所述底部橡胶层平齐的橡胶凸起。采用该种缓冲单元组装而成的橡胶缓冲器在工作过程中的初始阶段即具有较大的刚度，并且还可以有效增大橡胶缓冲器的线性刚度阶段的行程，因而橡胶缓冲器需要经过较长的行程后才会达到额定阻抗力，这就有效提高了橡胶缓冲器吸收能量的能力。本发明同时还公开了一种车钩缓冲装置的橡胶缓冲器，该橡胶缓冲器中包括多个层叠串接的上述缓冲单元。
【专利说明】车钩缓冲装置的橡胶缓冲器及其缓冲单元
【技术领域】
[0001]本发明涉及轨道车辆【技术领域】，尤其涉及一种车钩缓冲装置的橡胶缓冲器及其缓冲单元。
【背景技术】
[0002]车钩缓冲装置是用于列车各车厢之间连接、传递牵引力、制动力并缓和纵向冲击力的部件，车钩缓冲装置内设置有缓冲器，缓冲器的类型包括盘型缓冲器、弹簧摩擦式缓冲器、橡胶缓冲器和液压缓冲器等，其中橡胶缓冲器由于具有结构简单、维修方便、价格低廉以及缓冲效果突出等优点，因而其获得了越来越广泛的应用。
[0003]阻抗力是指车钩缓冲器作用在车钩或者车体的力，行程是指车钩缓冲器被压缩的量，随着大轴重以及重载专线列车的开通，对缓冲器的性能要求提出了越来越高的吸收能量的要求。通常情况下，缓冲器均具有额定阻抗力以及额定行程要求，缓冲器能够发挥其最大吸能效果的条件是整个压缩过程阻抗力尽可能大，并且当达到缓冲器的额定行程时，阻抗力也刚好达到额定阻抗力。
[0004]目前的橡胶缓冲器由层叠串接在一起的多个缓冲单元构成，其中缓冲单元是在钢板的两面各硫化一层橡胶，并且目前的橡胶缓冲器中橡胶的截面呈梯形，梯形的大端与钢板的表面贴合，在组装时给缓冲单元一个预压缩量，当组装完成后，各个缓冲单元中橡胶的小端相互接触。在使用过程中随着载荷的增加，缓冲单元中的橡胶在变形的过程中接触面积越来越大，因而产品的刚度也就会越来越大。
[0005]为了保证安装时的预紧力适度，目前的橡胶缓冲器的初始刚度偏小，因而在压缩初始阶段，其阻抗力的增加由于刚度偏小而增加缓慢，并且由于各个缓冲单元在组装时已经施加了一定的预压量，硫化在钢板两面的橡胶已经产生了一定的应变，随着压缩量的增大，各个缓冲单元的橡胶层的应变很快就达到了极限，因而刚度急剧增加，阻抗力也就在很短的行程内迅速达到并超过了额定值，而此时缓冲器的行程还远未达到额定值，这就造成了橡胶缓冲器所能吸收的能量较小，无法满足大轴重以及重载专线列车对缓冲器的要求。
[0006]因此，如何能够提高橡胶缓冲器对能量的吸收能力是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的之一是提供一种橡胶缓冲器的缓冲单元，以便于能够提高目前的橡胶缓冲器对能量的吸收能力。
[0008]本发明的另一目的还在于提供一种包括上述缓冲单元的缓冲器。
[0009]为解决上述现有技术问题，本发明提供的橡胶缓冲器的缓冲单元包括中部支撑板以及硫化在所述中部支撑板两侧的底部橡胶层，两侧的所述底部橡胶层关于所述中部支撑板对称设置，且每侧的所述底部橡胶层上均设置有可在预紧力的作用下与所述底部橡胶层平齐的橡胶凸起。[0010]优选的，在上述缓冲单元中，每侧的所述底部橡胶层上均设置有多个所述橡胶凸起，且多个所述橡胶凸起分散设置于所述底部橡胶层上。
[0011 ] 优选的，在上述缓冲单元中，所述中部支撑板为钢板。
[0012]优选的，在上述缓冲单元中，所述中部支撑板为矩形钢板，硫化在所述矩形钢板两侧的底部橡胶层均为矩形橡胶层。
[0013]优选的，在上述缓冲单元中，每侧的所述底部橡胶层上均设置有四个所述橡胶凸起，且所述橡胶凸起分别设置在所述底部橡胶层的四角部位。
[0014]优选的，在上述缓冲单元中，所述中部支撑板为圆形钢板，硫化在所述圆形钢板两侧的底部橡胶层均为圆形橡胶层。
[0015]优选的，在上述缓冲单元中，每侧的所述底部橡胶层上均设置有至少三个所述橡胶凸起，且所述橡胶凸起沿所述底部橡胶层的圆周方向均匀分布。
[0016]优选的，在上述缓冲单元中，所述橡胶凸起呈锥台状，且所述橡胶凸起的大端与所述底部橡胶层相接。
[0017]本发明中所公开的车钩缓冲装置的橡胶缓冲器包括层叠串接的多个缓冲单元，且任意一个缓冲单元均与其相邻的缓冲单元通过预紧力相互压紧，所述缓冲单元为如上任意一项所公开的缓冲单元。
[0018]优选的，在上述缓冲器中，相邻两个所述缓冲单元的接触面上还设置有相互配合的定位凸起和定位凹槽。
[0019]由以上技术方案可以看出，本发明所公开的橡胶缓冲器的缓冲单元包括中部支撑板，并且中部支撑板的两侧硫化有关于中部支撑板对称的底部橡胶层，并且每侧的底部橡胶层上均设置有可在预紧力的作用下与底部橡胶层平齐的橡胶凸起。
[0020]预紧力是在橡胶缓冲器组装过程中对各个缓冲单元所施加的力，由于本发明中所提供的缓冲单元在底部橡胶层上设置有橡胶凸起，而基于底部橡胶层上所设置的凸起的刚度显然小于底部橡胶层的刚度，缓冲单元在组装成为缓冲器的过程中，预紧力仅需克服刚度较小的橡胶凸起的弹性阻力，这将有效避免橡胶缓冲器初装过程中出现预紧力超标的情况，有效提高橡胶缓冲器的组装效率；
[0021]当橡胶缓冲器完成初装后，由于橡胶凸起已经与底部橡胶层平齐，因而底部橡胶层和橡胶凸起将一起受压，这就使得橡胶缓冲器在工作过程中的初始阶段即具有较大的刚度，这就使得阻抗力在橡胶缓冲器的变形初期即可较快增大，并且在组装状态时，底部橡胶层还处于应变基本为零的状态，因此橡胶缓冲器需要更大的变形其底部橡胶层才能达到应变极限，这就可以有效增大橡胶缓冲器的线性刚度阶段的行程，因而橡胶缓冲器需要经过较长的行程后才会达到额定阻抗力，这就有效提高了橡胶缓冲器吸收能量的能力。
[0022]本发明中所公开的车钩缓冲装置的橡胶缓冲器由于采用了上述缓冲单元，因而有效提高了该缓冲器吸收能量的能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明一种实施例所提供的缓冲单元的侧面结构示意图；
[0024]图2为图1中所示的缓冲单元的主视示意图；
[0025]图3为本发明实施例中所提供的橡胶缓冲器的结构示意图；[0026]图4为本发明另一实施例所提供的缓冲单元的主视示意图。
[0027]其中，I为中部支撑板，2为底部橡胶层，3为橡胶凸起。
【具体实施方式】
[0028]本发明的核心之一是提供一种橡胶缓冲器的缓冲单元，以便于能够提高目前的橡胶缓冲器对能量的吸收能力。
[0029]本发明的另一核心是提供一种包括上述缓冲单元的缓冲器。
[0030]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本发明的方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0031]请参考图1、图2和图4，图1为本发明一种实施例所提供的缓冲单元的侧面结构示意图，图2为图1中所示的缓冲单元的主视示意图，图4为本发明另一实施例所提供的缓冲单元的主视示意图。
[0032]本发明实施例中所提供的橡胶缓冲器的缓冲单元，包括中部支撑板I和关于中部支撑板I对称设置的底部橡胶层2，其中底部橡胶层2通过硫化工艺硫化在中部支撑板I的两侧，并且每侧的底部橡胶层2上均设置有可在预紧力的作用下与底部橡胶层2平齐的橡胶凸起3。
[0033]需要进行说明的是，橡胶凸起3是设置在底部橡胶层2上的，因而其面积要小于底部橡胶层2，通常情况下，橡胶凸起3与底部橡胶层2为一体式结构。
[0034]预紧力是在橡胶缓冲器组装过程中对各个缓冲单元所施加的力，即相邻两个缓冲单元之间的作用力，由于上述实施例中所提供的缓冲单元在底部橡胶层2上设置有橡胶凸起3，而基于底部橡胶层2上所设置的橡胶凸起3的刚度显然小于底部橡胶层2的刚度，缓冲单元在组装成为缓冲器的过程中，预紧力仅需克服刚度较小的橡胶凸起3的弹性阻力，这将有效避免橡胶缓冲器初装过程中出现预紧力超标的情况，有效提高橡胶缓冲器的组装效率；
[0035]当橡胶缓冲器完成初装后，由于橡胶凸起3已经与底部橡胶层2平齐，因而底部橡胶层2和橡胶凸起3将一起受压，这就使得橡胶缓冲器在工作过程中的初始阶段即具有较大的刚度，这就使得阻抗力在橡胶缓冲器的变形初期即可较快增大，并且在组装状态时，底部橡胶层还处于应变基本为零的状态，因此橡胶缓冲器需要更大的变形其底部橡胶层才能达到应变极限，这就可以有效增大橡胶缓冲器的线性刚度阶段的行程，因而橡胶缓冲器充分利用允许的额定行程后才会达到额定阻抗力，这就有效提高了橡胶缓冲器吸收能量的能力。
[0036]可以理解的是，每侧的底部橡胶层2上可以仅设置有一个橡胶凸起3，并且该橡胶凸起3应当设置在底部橡胶层2的中心位置，以便保证由多个缓冲单元组成的缓冲器具有可靠的稳定性，为了进一步优化方案，本实施例中所提供的底部橡胶层2上均设置有多个橡胶凸起3，并且多个橡胶凸起3分散设置在底部橡胶层2上。
[0037]在满足使用要求的前提下，中部支撑板I的形状不受限制，可以为矩形、圆形甚至正六边形等等。从简化生产工艺的角度考虑，本发明中提供了矩形的中部支撑板1，如图2中所示，并且硫化在矩形中部支撑板两侧的底部橡胶层2也呈矩形，底部橡胶层2上设置有四个橡胶凸起3，这四个橡胶凸起3均位于底部橡胶层2的四角部位，当然，在任意两个橡胶凸起3之间还可以增设一个或者多个橡胶凸起3，优选的，底部橡胶层2上设置的多个橡胶凸起3关于底部橡胶层2的中心对称。
[0038]本发明实施例中还提供了一种圆形的中部支撑板1，并且硫化在圆形支撑板两侧的底部橡胶层2也为圆形橡胶层，每个底部橡胶层2上均设置有至少三个橡胶凸起3，并且多个橡胶凸起3沿底部橡胶层2的圆周方向均匀分布。如图4中所示，图4中所示的缓冲单元中设置有四个橡胶凸起3，并且四个橡胶凸起3沿底部橡胶层2的周向均匀分布，相邻两个橡胶凸起3之间的夹角为90°。
[0039]通常情况下，中部支撑板I为钢板，当然，本领域技术人员还可以根据需要采用其他材质的板材作为中部支撑板1，只要强度满足使用要求即可。
[0040]为了进一步优化上述实施例中的技术方案，本发明实施例中所提供的橡胶凸起3优选的呈锥台状，如方形锥台或者圆锥台等，并且锥台状的橡胶凸起3的大端与底部橡胶层2相接，如图1中所示。
[0041]本发明实施例中还公开了一种车钩缓冲装置的橡胶缓冲器，如图3中所示，该橡胶缓冲器包括层叠串接的多个缓冲单元，任意一个缓冲单元均与其相邻的缓冲单元通过预紧力相互压紧，并且该缓冲器中的缓冲单元为上述任意一实施例中所公开的缓冲单元。
[0042]由于上述实施例中所公开的橡胶缓冲器中，任意一个缓冲单元均与其相邻的缓冲单元通过预紧力相互压紧，因而每个缓冲单元中的橡胶凸起3均与底部橡胶层2平齐，当橡胶缓冲器处于工作状态时，底部橡胶层2和橡胶凸起3将一起受压，这就使得橡胶缓冲器在初始阶段即具有较大的刚度，并且还可以有效增大橡胶缓冲器的线性刚度阶段的行程，因而橡胶缓冲器需要经过较长的行程后才会达到额定阻抗力，这就有效提高了橡胶缓冲器吸收能量的能力。
[0043]单个缓冲单元中橡胶凸起3的高度应当根据橡胶缓冲器在组装过程中压缩总量以及橡胶凸起3的层数来进行设计，橡胶凸起3的高度与橡胶凸起3的层数的乘积应为压缩总量。
[0044]更进一步的，为了提高橡胶缓冲器的组装效率，本发明实施例中还在相邻两个缓冲单元的接触面上设置有相互配合的定位凸起和定位凹槽，在组装过程中，设置在一个缓冲单元上的定位凸起需嵌入到另外一个缓冲单元的定位凹槽中，如图3中所示，这可以有效防止缓冲单元之间产生错位。
[0045]本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种橡胶缓冲器的缓冲单元，其特征在于，包括中部支撑板(I)以及硫化在所述中部支撑板(I)两侧的底部橡胶层(2 )，两侧的所述底部橡胶层(2 )关于所述中部支撑板(I)对称设置，且每侧的所述底部橡胶层(2)上均设置有可在预紧力的作用下与所述底部橡胶层(2)平齐的橡胶凸起(3)。
2.根据权利要求1所述的橡胶缓冲器的缓冲单元，其特征在于，每侧的所述底部橡胶层(2)上均设置有多个所述橡胶凸起(3)，且多个所述橡胶凸起(3)分散设置于所述底部橡胶层(2)上。
3.根据权利要求2所述的橡胶缓冲器的缓冲单元，其特征在于，所述中部支撑板(I)为钢板。
4.根据权利要求3所述的橡胶缓冲器的缓冲单元，其特征在于，所述中部支撑板(I)为矩形钢板，硫化在所述矩形钢板两侧的底部橡胶层(2)均为矩形橡胶层。
5.根据权利要求4所述的橡胶缓冲器的缓冲单元，其特征在于，每侧的所述底部橡胶层(2)上均设置有四个所述橡胶凸起(3)，且所述橡胶凸起(3)分别设置在所述底部橡胶层(2)的四角部位。
6.根据权利要求3所述的橡胶缓冲器的缓冲单元，其特征在于，所述中部支撑板(I)为圆形钢板，硫化在所述圆形钢板两侧的底部橡胶层(2)均为圆形橡胶层。
7.根据权利要求6所述的橡胶缓冲器的缓冲单元，其特征在于，每侧的所述底部橡胶层(2)上均设置有至少三个所述橡胶凸起(3)，且所述橡胶凸起(3)沿所述底部橡胶层(2)的圆周方向均匀分布。
8.根据权利要求1所述的橡胶缓冲器的缓冲单元，其特征在于，所述橡胶凸起(3)呈锥台状，且所述橡胶凸起(3)的大端与所述底部橡胶层(2)相接。
9.一种车钩缓冲装置的橡胶缓冲器，包括层叠串接的多个缓冲单元，且任意一个缓冲单元均与其相邻的缓冲单元通过预紧力相互压紧，其特征在于，所述缓冲单元为如权利要求1-8任意一项所述的缓冲单元。
10.根据权利要求9所述的车钩缓冲装置的橡胶缓冲器，其特征在于，相邻两个所述缓冲单元的接触面上还设置有相互配合的定位凸起和定位凹槽。
【文档编号】B61G11/08GK103863353SQ201410140259
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年4月9日 优先权日:2014年4月9日
【发明者】林立钿, 丁纬, 龚红霞 申请人:株洲时代新材料科技股份有限公司