橡胶堆以及空气弹簧的制作方法

1.本实用新型属于轨道车辆用空气弹簧领域，尤其涉及一种橡胶堆以及空气弹簧。


背景技术：

2.空气弹簧安装于轨道车辆的转向架与车体之间，用于传递垂向载荷、横向载荷以及扭矩等，吸收垂向和水平振动，提供水平复原力等，对车辆的平稳性和舒适度具有较大的影响。
3.目前，随着轨道车辆的空气弹簧的橡胶堆受垂向载荷产生形变时，会出现打褶的现象，打褶后的橡胶堆的疲劳强度变低，疲劳性能差，橡胶堆频繁打褶不利于车辆运行的安全性。
4.有鉴于此，提出本实用新型。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，
6.本实用新型一方面在于提出一种橡胶堆，以有利于橡胶堆在受到垂向载荷时的非线性压缩变形的效果更好，减小了橡胶堆在空载和重载下的挠度差，提高了空载的舒适性。同时橡胶堆不会出现打褶现象，提高了橡胶堆的疲劳寿命。
7.本实用新型另一方面在于提出一种空气弹簧，有利于有效避免车体受载时下沉过大而损坏车下部件。
8.为达到上述目的，本实用新型实施例一方面提出了一种橡胶堆，包括：橡胶组件，所述橡胶组件具有内孔，所述内孔为所述橡胶组件上呈上下设置的垂向孔，所述内孔由上到下先减小后增大。
9.由此，本实用新型的橡胶堆在受到垂向载荷时，靠近内孔处的橡胶组件向内孔中心翻鼓，因此不会出现打褶现象，提高了橡胶堆的疲劳寿命。同时，将内孔由上到下先减小后增大的设置使得本实用新型橡胶堆在受到垂向载荷时的非线性压缩变形的效果更好，减小了橡胶堆在空载和重载下的挠度差，提高了空载的舒适性。
10.另外，根据本实用新型上述实施例的橡胶堆还可以具有如下附加的技术特征：
11.根据本实用新型的一个实施例，所述内孔包括第一内孔面和第二内孔面，所述第一内孔面与所述第二内孔面呈上下设置，所述第一内孔面与所述第二内孔面的连接处为所述内孔的最小处，可防止橡胶堆的打褶现象，提高橡胶的疲劳强度和使用寿命。
12.根据本实用新型的一个实施例，所述第一内孔面和所述第二内孔面均设置为由直线绕所述内孔的中心轴旋转形成的圆弧面，能避免橡胶堆出现打褶现象，提高橡胶堆的疲劳强度和使用寿命。
13.根据本实用新型的一个实施例，所述第一内孔面设置为由直线绕所述内孔中心轴旋转形成的圆弧面；所述第二内孔面设置为由向所述内孔的中心凹陷的圆弧绕所述内孔的中心轴旋转形成的圆弧面，能避免橡胶堆出现打褶现象，提高橡胶堆的疲劳强度和使用寿
命。
14.根据本实用新型的一个实施例，所述第一内孔面设置为由向所述内孔的中心凹陷的圆弧绕所述内孔的中心轴旋转形成的圆弧面；所述第二内孔面设置为由直线绕所述内孔中心轴旋转形成的圆弧面，能避免橡胶堆出现打褶现象，提高橡胶堆的疲劳强度和使用寿命。
15.根据本实用新型的一个实施例，所述第一内孔面和所述第二内孔面均设置为由向所述内孔的中心凹陷的圆弧绕所述内孔的中心轴旋转形成的圆弧面，能避免橡胶堆出现打褶现象，提高橡胶堆的疲劳强度和使用寿命。
16.根据本实用新型的一个实施例，所述橡胶组件的水平截面为圆周对称，从而保证橡胶堆的横向刚度性能均匀，同时有利于出模成型，减少成本。
17.根据本实用新型的一个实施例，所述橡胶组件包括：
18.顶板；
19.底板；以及
20.橡胶件，所述橡胶件连接所述底板和顶板，所述内孔贯穿所述橡胶件。
21.根据本实用新型的一个实施例，所述顶板的上方设置有上支承座，所述底板的下方设置有下支承座，所述上支承座的底面与所述顶板的底面处于同一水平面上，所述下支承座的顶面和所述底板的顶面处于同一水平面上，从而有利于保证橡胶堆在部分变形后不被顶板和底板的金属边缘切割，进而提高了橡胶堆的安全性和使用寿命。
22.本实用新型另一方面提出了一种空气弹簧，包括气囊、上盖和橡胶堆，所述气囊一端与所述橡胶堆相连接，另一端通过扣环与所述上盖相连接，所述橡胶堆为以上任一项所述的橡胶堆，因此本实用新型的空气弹簧具有上述橡胶堆的全部性能。当空气弹簧在受到垂向载荷时，橡胶堆发生非线性压缩变形，减小了橡胶堆在空载和重载下的挠度差，有利于有效避免车体受载时下沉过大而损坏车下部件。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为现有的空气弹簧的结构示意图；
25.图2为图1中橡胶堆无载荷的结构简图；
26.图3为图1中橡胶堆受载时的结构简图；
27.图4为根据本实用新型第一实施例提供的橡胶堆的结构示意图；
28.图5为根据本实用新型第一实施例提供的橡胶堆受载时的结构示意图；
29.图6为根据本实用新型第一实施例提供的橡胶堆的垂向位移
‑
载荷曲线；
30.图7为根据本实用新型第二实施例提供的橡胶堆的结构示意图；
31.图8为根据本实用新型第三实施例提供的橡胶堆的结构示意图；
32.图9为根据本实用新型第四实施例提供的橡胶堆的结构示意图。
33.以上各图中：1、橡胶堆；11、橡胶组件；111、底板；1111、开孔；112、顶板；113、上支
承座；114、下支承座；115、内孔；1151、第一内孔面；1152、第二内孔面。
具体实施方式
34.下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
35.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
36.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，垂向是指垂直方向；纵向方向是指轨道车辆运行的方向，横向方向是指与轨道车辆运行方向相互垂直的水平方向。
39.参见图1，为现有的空气弹簧的结构示意图，空气弹簧包括上盖1’、气囊2’和橡胶堆3’，上盖1’、气囊2’和橡胶堆3’依次串联连接，正常工作时，上盖1’承担车体载荷，气囊2’内部的压力和橡胶堆3’共同起到支承减震的作用。
40.参考图1
‑
图3，现有的橡胶堆3’和空气弹簧在受到载荷产生形变时，会出现打褶的现象，打褶后的橡胶堆疲劳性能差，不利于轨道车辆运行的安全性。
41.针对现有的橡胶堆3’和空气弹簧受到载荷产生形变时，会出现打褶现象的技术问题，本实用新型提供了一种橡胶堆，应用于空气弹簧，本实用新型所提供的橡胶堆，在受到垂向载荷时，靠近内孔处的橡胶组件向内孔中心翻鼓，因此不会出现打褶现象，提高了橡胶堆的疲劳寿命。同时，本实用新型橡胶堆在受到垂向载荷时的非线性压缩变形的效果较现有的橡胶堆更好，减小了橡胶堆在空载和重载下的挠度差，提高了空载的舒适性。下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案做具体说明。
42.第一实施例
43.参见图1
‑
图6，第一实施例提供了一种橡胶堆1，包括：
44.橡胶组件11，橡胶组件11具有内孔115，内孔115为橡胶组件11上呈上下设置的垂向孔，内孔115由上到下先减小后增大。
45.第一实施例所提供的橡胶堆1，当空气弹簧正常工作(气囊正常充气)时，气囊提供垂向刚度和水平刚度性能，橡胶堆1也提供垂向刚度和水平刚度性能，从而保证空气弹簧的舒适性和安全性。
46.在气囊失效时，车体下降至第一实施例所提供的橡胶堆1上，橡胶组件11受到垂向
载荷后发生压缩变形，靠近内孔115处的橡胶组件11向内孔115中心翻鼓，因此不会出现打褶现象，提高了橡胶堆1的疲劳寿命。同时，本实用新型橡胶堆1在受到垂向载荷时的非线性压缩变形的效果比现有的橡胶堆1’的效果更好，减小了橡胶堆1在空载和重载下的挠度差，提高了空载的舒适性。
47.具体地说，第一实施例所提供的橡胶堆1包括橡胶组件11，橡胶组件11具有内孔115，内孔115由上到下先减小后增大。其中，内孔115包括第一内孔面1151和第二内孔面1152，第一内孔面1151与第二内孔面1152呈上下设置，第一内孔面1151与第二内孔面1152的连接处为内孔115的最小处。
48.进一步的，第一实施例所提供的橡胶堆1中，橡胶组件11的水平截面为圆周对称，第一内孔面1151和第二内孔面1152均设置为由向内孔115的中心凹陷的圆弧绕内孔115的中心轴旋转形成的圆弧面。通过将内孔115设置为中间小，两端大的垂向孔，使得橡胶堆1在受到垂向载荷发生压缩变形时，靠近内孔115处的橡胶组件11即第一内孔面1151和第二内孔面1152向内孔115的中心外凸翻鼓，因此不会出现打褶现象，从而提高了橡胶堆1的疲劳强度，进而提高了橡胶堆1的使用寿命。
49.第一实施例所提供的橡胶堆1包括橡胶组件11。橡胶组件11为空气弹簧提供垂向和水平刚度。更具体地说，橡胶组件11包括顶板112、底板111和橡胶件。橡胶件连接于底板111和顶板112上。底板111为橡胶件提供稳固支承的作用。作为优选，底板111和顶板112均为金属件，橡胶件分别与底板111和顶板112硫化连接。
50.橡胶组件11上设置有内孔115，内孔115为贯穿橡胶件的垂向孔。橡胶组件11的内孔115设置为中间小，上下两端大。此时在橡胶堆1硫化出模时，模具配合设置于内孔115处，存在模具无法单边出模的问题。为解决模具无法单边出模的问题，本实施例将位于内孔115处的模具采用双向出模，具体为，顶板112和底板111上分别设置有开孔1111，该开孔1111的直径不小于模具的直径，即该开孔1111的直径不小于橡胶堆1的内孔115的最大直径，以便于内孔115中的模具出模时能方便地从上下两侧的开孔1111处取出模具。
51.橡胶组件11受力压缩后发生变形，靠近内孔115处的橡胶组件11在受压后向内孔115中心外凸翻鼓。由于橡胶组件11的变形，使得顶板112和底板111内侧的金属边缘与橡胶接触，从而切割橡胶，造成橡胶的损坏。增加了上支承座113和下支承座114，上支承座113的底面与顶板112的底面处于同一水平面上，下支承座114的顶面和底板111的顶面处于同一水平面上，可防止橡胶与顶板112和底板111内侧的金属边缘接触，从而保证橡胶堆1在部分变形后不被顶板112和底板111的金属边缘切割，进而提高了橡胶堆1的安全性和使用寿命。
52.参考图6，为进一步说明技术效果，对现有技术中的橡胶堆1’和第一实施例所提供的橡胶堆1分别进行模拟分析，得到垂向位移
‑
载荷曲线。分析可知，第一实施例所提供的橡胶堆1在受载荷后非线性的压缩变形效果得到了明显的改善，从而可提高空载的舒适性，减小空载和重载的挠度差。
53.第一实施例还提供了一种空气弹簧，包括上述橡胶堆1。还包括气囊、上盖和扣环。气囊的一端与橡胶堆1相连接，气囊的另一端通过扣环与上盖相连接。气囊和橡胶堆1处于串联状态。正常工作时，向气囊内部冲入压力空气，气囊内部的压力空气和橡胶堆1共同承担车体的载荷，起到减震的作用。当气囊失效时，车体下降至橡胶堆1上。
54.由于本实施例的空气弹簧采用了第一实施例中的橡胶堆1，因此本该空气弹簧具
有上述橡胶堆1的全部性能。当空气弹簧在受到垂向载荷时，橡胶堆1发生非线性压缩变形，减小了橡胶堆1在空载和重载下的挠度差，有利于有效避免车体受载时下沉过大而损坏车下部件。
55.第二实施例
56.结合图7，第二实施例与第一实施例的区别在于，第二实施例提供的橡胶堆1，内孔115包括第一内孔面1151和第二内孔面1152，第一内孔面1151设置为由直线绕内孔115中心轴旋转形成的圆弧面，第二内孔面1152设置为由向内孔115的中心凹陷的圆弧绕内孔115的中心轴旋转形成的圆弧面。通过将内孔115设置为中间小，两端大的垂向孔，使得橡胶堆1在受到垂向载荷发生压缩变形时，靠近内孔115处的橡胶组件11向内孔115中心翻鼓，因此不会出现打褶现象，从而提高了橡胶堆1的疲劳强度，进而提高了橡胶堆1的使用寿命。
57.其余部分同第一实施例。
58.第三实施例
59.结合图8，第三实施例与第一实施例的区别在于，第三实施例提供的橡胶堆1，内孔115包括第一内孔面1151和第二内孔面1152，第一内孔面1151设置为由向内孔115的中心凹陷的圆弧绕内孔115的中心轴旋转形成的圆弧面。第二内孔面1152设置为由直线绕内孔115中心轴旋转形成的圆弧面。通过将内孔115设置为中间小，两端大的垂向孔，使得橡胶堆1在受到垂向载荷发生压缩变形时，靠近内孔115处的橡胶组件11向内孔115中心翻鼓，因此不会出现打褶现象，从而提高了橡胶堆1的疲劳强度，进而提高了橡胶堆1的使用寿命。
60.其余部分同第一实施例。
61.第四实施例
62.结合图9，第四实施例与第一实施例的区别在于，第四实施例提供的橡胶堆1，内孔115包括第一内孔面1151和第二内孔面1152，第一内孔面1151和第二内孔面1152均设置为由直线绕内孔115的中心轴旋转形成的圆弧面。通过将内孔115设置为中间小，两端大的垂向孔，使得橡胶堆1在受到垂向载荷发生压缩变形时，靠近内孔115处的橡胶组件11向内孔115中心翻鼓，因此不会出现打褶现象，从而提高了橡胶堆1的疲劳强度，进而提高了橡胶堆1的使用寿命。
63.其余部分同第一实施例。
64.以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。