EA 025964B1 20170228

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000025964b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Поглощающий аппарат (10) грузового железнодорожного вагона, содержащий открытый на первом конце (24) и закрытый на втором конце (22) полый корпус (16), продольная ось которого является продольной осью (18) указанного поглощающего аппарата; три фрикционных элемента (42), расположенных вокруг указанной продольной оси (18) на одинаковом угловом расстоянии друг от друга и взаимодействующих с открытым концом (24) указанного корпуса; клин (50), взаимодействующий с указанными фрикционными элементами (42) с возможностью его аксиального перемещения относительно открытого конца (24) указанного корпуса (16) и с возможностью приложения к клину (50) внешнего усилия; удлиненный пружинный блок (60), расположенный внутри указанного полого корпуса (16) для возвращения энергии, передаваемой указанному клину (50) во время аксиального сжатия указанного поглощающего аппарата, причем первый конец (61) указанного пружинного блока (60) установлен в контакте с закрытым концом (22) указанного корпуса; и составной узел (80) гнезда пружины, установленный внутри указанного корпуса (16) и включающий в себя гнездо (90) пружины, расположенное в целом перпендикулярно к продольной оси (18) указанного поглощающего аппарата и выполненное с поверхностью, установленной в контакте со вторым концом (63) указанного пружинного блока (60), верхнюю пластину (100), установленную между указанным гнездом (90) пружины и каждым фрикционным элементом (42), и три эластомерные пружины (210), расположенные вокруг указанной продольной оси (18) на одинаковом расстоянии друг от друга в рабочем положении между указанным гнездом (90) пружины и указанной верхней пластиной (100), которая имеет три расположенных на одинаковом угловом расстоянии друг от друга опорных выступа (106), радиально расходящихся наружу от центра верхней пластины (100), а расстояние между указанными опорными выступами (106) равно расстоянию между указанными фрикционными элементами (42).

2. Поглощающий аппарат по п.1, отличающийся тем, что указанное гнездо пружины выполнено с карманом (96), в котором размещены одни из концов указанных пружин.

3. Поглощающий аппарат по п.1, отличающийся тем, что указанный пружинный блок (60) состоит из ряда эластомерных подушек (64), уложенных друг на друга вдоль оси (18).

4. Поглощающий аппарат по п.1, отличающийся тем, что каждая пружина (210) указанного составного узла (80) гнезда пружины включает в себя эластомерную подушку (212), имеющую первую и вторую в целом плоские поверхности, расположенные в целом параллельно друг другу.

5. Поглощающий аппарат по п.1, отличающийся тем, что продольный участок указанного корпуса (16) включает в себя две пары сопряженных боковых стенок (26, 26', 28, 28'), простирающихся в целом от указанного закрытого конца (22) к открытому концу (24) указанного корпуса (16) с образованием в целом прямоугольной формы поперечного сечения камеры пружины.

6. Поглощающий аппарат по п.5, отличающийся тем, что периферийная сторона указанного гнезда (90) пружины имеет в целом прямоугольную в плане форму для обеспечения точной ориентации гнезда пружины, когда оно установлено в рабочем положении внутри указанного корпуса.

7. Поглощающий аппарат (10) грузового железнодорожного вагона, содержащий открытый на первом конце (24) и закрытый на втором конце (22) полый корпус (16), продольная ось которого является продольной осью (18) указанного поглощающего аппарата; три фрикционных элемента (42), расположенных на одинаковом угловом расстоянии друг от друга радиально вокруг указанной продольной оси (18) и взаимодействующих с открытым концом (24) указанного корпуса; клин (50), взаимодействующий с указанными фрикционными элементами (42) с возможностью его аксиального перемещения относительно открытого конца (24) указанного корпуса (16) и с возможностью приложения к клину (50) внешнего усилия; удлиненный пружинный блок (60), расположенный внутри указанного полого корпуса (16) для возвращения энергии, передаваемой указанному клину (50) во время аксиального сжатия указанного поглощающего аппарата, причем первый конец (61) указанного пружинного блока (60) установлен в контакте с закрытым концом (22) указанного корпуса; и составной узел (80) гнезда пружины, установленный внутри указанного корпуса (16) и включающий в себя гнездо (90) пружины, расположенное в целом перпендикулярно к продольной оси (18) указанного поглощающего аппарата, выполненное с поверхностью, установленной в контакте со вторым концом (63) указанного пружинного блока (60) и имеющее карман (96), на боковой стороне которого выполнено несколько опорных столбиков (98), расположенных радиально на расстоянии друг от друга, причем, когда указанный узел (80) гнезда пружины установлен в рабочем положении внутри указанного корпуса, один опорный столбик (98) указанного гнезда (90) пружины расположен под одним из указанных фрикционных элементов (42), при этом указанный узел (80) гнезда пружины содержит также верхнюю пластину (100), установленную между указанным гнездом (90) пружины и каждым фрикционным элементом (42), и пружину (110), один конец которой помещен в указанный карман (96) и которая установлена в рабочем положении между указанным гнездом (90) пружины и указанной верхней пластиной (100), которая имеет три расположенных на одинаковом угловом расстоянии друга от друга опорных выступа (106), радиально расходящихся наружу от центра верхней пластины, а расстояние между указанными опорными выступами (106) равно расстоянию между указанными фрикционными элементами (42).

8. Поглощающий аппарат по п.7, отличающийся тем, что, по меньшей мере, указанное гнездо (90) пружины или указанная верхняя пластина (100) указанного узла (80) гнезда пружины имеет вместе с пружиной (110) указанного узла гнезда пружины взаимодействующие средства (220) для позиционирования указанной пружины относительно указанного узла гнезда пружины.

9. Составной узел (80) гнезда пружины для поглощающего аппарата по п.1 грузового железнодорожного вагона, содержащий гнездо (90) пружины, выполненное с возможностью контакта с одним концом пружинного блока (60) поглощающего аппарата грузового железнодорожного вагона; верхнюю пластину (100), имеющую три расположенных на одинаковом угловом расстоянии друга от друга опорных выступа (106), радиально расходящихся наружу от центра верхней пластины (100), причем каждый опорный выступ выполнен с возможностью контакта с соответствующим дальним концом каждого из трех фрикционных элементов, расположенных радиально на одинаковом угловом расстоянии друг от друга в указанном поглощающем аппарате грузового железнодорожного вагона, а расстояние между указанными опорными выступами (106) равно расстоянию между указанными фрикционными элементами; и три эластомерные пружины (210), установленные в рабочем положении между указанным гнездом (90) пружины и указанной верхней пластиной (100).

10. Составной узел по п.9, отличающийся тем, что периферийная сторона указанного гнезда (90) пружины имеет в целом прямоугольную в плане форму для обеспечения точной ориентации гнезда пружины, когда оно установлено в рабочем положении внутри корпуса поглощающего аппарата.

11. Составной узел по п.9, отличающийся тем, что пружина (110) указанного узла (80) гнезда пружины содержит эластомерную подушку, имеющую первую и вторую в целом плоские поверхности, расположенные в целом параллельно друг другу.

12. Составной узел (80) гнезда пружины для поглощающего аппарата по п.7 грузового железнодорожного вагона, содержащий гнездо (90) пружины, выполненное с возможностью контакта с одним концом пружинного блока (60) поглощающего аппарата грузового железнодорожного вагона; верхнюю пластину (100), имеющую три расположенных на одинаковом угловом расстоянии друга от друга опорных выступа (106), радиально расходящихся наружу от центра верхней пластины (100), причем каждый опорный выступ выполнен с возможностью контакта с соответствующим дальним концом каждого из трех фрикционных элементов поглощающего аппарата, расположенных радиально на одинаковом угловом расстоянии друг от друга, а расстояние между указанными опорными выступами (106) равно расстоянию между указанными фрикционными элементами; пружину (110), установленную в рабочем положении между указанным гнездом (90) пружины и указанной верхней пластиной (100) и включающую в себя эластомерную подушку, имеющую первую и вторую в целом плоские поверхности, расположенные в целом параллельно друг другу; причем гнездо (90) пружины выполнено с карманом (96) для размещения в нем одного конца указанной пружины (110), а на боковой стороне кармана (96) гнезда (90) пружины выполнено несколько опорных столбиков (98), расположенных радиально на одинаковом угловом расстоянии друг от друга, чтобы ограничивать радиальное расширение указанной эластомерной подушки в результате действия аксиальной нагрузки на указанный узел гнезда пружины.

13. Составной узел по п.12, отличающийся тем, что, по меньшей мере, указанное гнездо (90) пружины или указанная верхняя пластина (100) имеет вместе с указанной пружиной (110) указанного узла (80) гнезда пружины взаимодействующие средства (220) для позиционирования указанной пружины (110) относительно указанного узла (80) гнезда пружины.

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Евразийское 025964 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.02.28
(21) Номер заявки 201200589
(22) Дата подачи заявки 2012.05.14
(51) Int. Cl. B61G 9/06 (2006.01) B61G11/14 (2006.01) F16F 7/08 (2006.01)
(54) ПОГЛОЩАЮЩИЙ АППАРАТ ГРУЗОВОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА
Область техники
Изобретение в целом относится к поглощающим аппаратам грузовых железнодорожных вагонов и, в частности, к поглощающему аппарату железнодорожного вагона, имеющему сборный узел гнезда пружины, установленный в рабочем сочетании с поглощающим аппаратом.
Уровень техники
Поглощающие аппараты грузовых железнодорожных вагонов много лет использовались на противоположных концах железнодорожного вагона для поглощения и амортизации ударных нагрузок. Большинство поглощающих аппаратов железнодорожных вагонов содержат корпус, имеющий на открытом конце сужающееся внутрь отверстие, удлиненную пружину, расположенную внутри корпуса, комплект металлических фрикционных башмаков или элементов, установленных в сужающемся отверстии корпуса, которые могут давить на пружину при сжатии поглощающего аппарата, и клин или рабочий орган, расположенный в рабочем сочетании с фрикционными элементами таким образом, что направленный на клин динамический удар аксиально передается пружине и радиально корпусу. В большинстве поглощающих аппаратов железнодорожных вагонов гнездо пружины установлено между концом каждого фрикционного элемента и пружиной.
В последнее время в качестве замены стальным пружинам использовались и получили распространение эластомерные материалы. Эластомерный пружинный блок, дающий хорошие результаты, описан в патенте США № 5351844 на имя R.A. Carlstedt и содержит несколько эластомерных пружинящих подушек, уложенных друг на друга вдоль оси. Такой пружинный блок успешно использовался в течение многих лет в сочетании с поглощающими аппаратами железнодорожных вагонов. Во время эксплуатации и, в частности, при сборке вагонного состава на сортировочной станции железнодорожные вагоны подвергаются воздействию больших ударных нагрузок. Хотя традиционные поглощающие аппараты имеют высокую поглощающую способность, желательно, чтобы такие поглощающие аппараты также поглощали и возвращали передаваемые им усилия большие, чем представлены на относительно плавной гистере-зисной кривой "усилие-ход", которая в целом не имеет ударных пиков.
Кроме поглощения, накопления и возвращения энергии, одной из основных функций пружины поглощающего аппарата является поддержание взаимного расположения фрикционных башмаков и сужающегося внутрь отверстия в корпусе поглощающего аппарата, которые находятся в скользящем контакте. Хотя эластомерный материал, используемый для изготовления пружины поглощающего аппарата, имеет многочисленные преимущества по сравнению с металлическими пружинами, а также способен поглощать относительно большие ударные нагрузки, передаваемые ему, он имеет тенденцию более медленно реагировать на приложенные к нему относительно большие сжимающие усилия, чем металлические пружины. То есть эластомерные пружины, используемые в поглощающих аппаратах, обычно более медленно, чем металлические пружины, возвращаются к своей номинальной или первоначальной рабочей форме после поглощения относительно большой ударной нагрузки. Соответственно неспособность эластомерной пружины быстро возвращаться к своей первоначальной форме при действии относительно большой ударной нагрузки, прикладываемой к ней во время обычной работы поглощающего аппарата, неблагоприятно влияет на позиционирование и относительное положение металлических фрикционных башмаков внутри сужающегося внутрь фрикционного отверстия корпуса поглощающего аппарата. В связи с этим, если на поглощающий аппарат действует очередная относительно большая ударная нагрузка или усилие до того, как пружина поглощающего аппарата смогла полностью восстановиться после предшествующей ударной нагрузки, общие рабочие характеристики поглощающего аппарата ухудшаются.
Поглощающий аппарат железнодорожного вагона устанавливается внутри гнезда железнодорожного вагона и располагается в целом параллельно его продольной оси. Следовательно, когда железнодорожный вагон движется по кривой, он имеет тенденцию передавать неравные усилия свободному концу клина или рабочего органа, расположенному за пределами корпуса поглощающего аппарата. Такие неравные усилия, приложенные к свободному концу клина или рабочего органа поглощающего аппарата, также передаются фрикционным элементам или башмакам, что заставляет некоторые башмаки перемещаться аксиально внутрь относительно свободного конца поглощающего аппарата на большее расстояние, чем другие. Гнездо пружины известных до настоящего времени поглощающих аппаратов железнодорожного вагона не может и не компенсирует неравные аксиальные перемещения фрикционных элементов во время работы поглощающего аппарата, результатом чего также является неприемлемые общие рабочие характеристики поглощающего аппарата железнодорожного вагона.
Таким образом, сохраняется необходимость и потребность в создании поглощающего аппарата железнодорожного вагона, который имеет экономичную конструкцию и высокую ударопоглощающую способность, демонстрируя в то же время улучшенные рабочие характеристики.
Сущность изобретения
В связи с вышеизложенным и согласно одному аспекту предложен поглощающий аппарат грузового железнодорожного вагона, содержащий полый корпус, который имеет открытый конец и закрыт на втором конце, причем продольная ось корпуса является продольной осью поглощающего аппарата. Три фрикционных элемента расположены вокруг продольной оси на одинаковом угловом расстоянии друг от друга и установлены во взаимодействии с открытым концом корпуса. Установлен клин, который может аксиального перемещаться относительно открытого конца корпуса и к которому могут быть приложены внешние усилия. Клин установлен во взаимодействии с фрикционными элементами. Внутри корпуса расположен удлиненный пружинный блок для возвращения энергии, передаваемой клину во время аксиального сжатия поглощающего аппарата. Первый конец пружинного блока контактирует с закрытым концом корпуса. Поглощающий аппарат имеет также составной узел гнезда пружины, установленный внутри корпуса и содержащий гнездо пружины, расположенное в целом перпендикулярно к продольной оси поглощающего аппарата и выполненное с поверхностью, установленной в контакте со вторым концом пружинного блока. Узел гнезда пружины также содержит верхнюю пластину, расположенную между гнездом пружины и каждым фрикционным элементом, и три эластомерные пружины, расположенные вокруг продольной оси на одинаковом расстоянии друг от друга в рабочем положении между гнездом пружины и верхней пластиной и обеспечивающих приложение вспомогательного пружинного усилия к каждому из фрикционный элементов и тем самым быстрое возвращение всех фрикционных элементов в рабочее положение относительно корпуса поглощающего аппарата после того, как на поглощающий аппарат была направлена относительно большая ударная нагрузка. Верхняя пластина имеет три расположенных на одинаковом угловом расстоянии друг от друга опорных выступа, радиально расходящихся наружу от центра верхней пластины, а расстояние между опорными выступами равно расстоянию между фрикционными элементами.
Предпочтительно, продольный участок корпуса поглощающего аппарата включает в себя две пары сопряженных боковых стенок, простирающихся в целом от закрытого конца к открытому концу корпуса с образованием в целом прямоугольной формы поперечного сечения камеры пружины. В тех поглощающих аппаратах, в которых полая камера имеет в целом прямоугольную форму поперечного сечения, периферийная сторона гнезда пружины имеет в целом прямоугольную в плане форму для обеспечения точной ориентации гнезда пружины, когда оно установлено в рабочем положении внутри корпуса. В одном из вариантов гнездо пружины выполнено с карманом, в котором размещены одни из концов пружин. На боковой стороне кармана гнезда пружины предпочтительно имеется несколько вертикальных опор, расположенных радиально на расстоянии друг от друга. Когда узел гнезда пружины установлен в рабочем положении внутри корпуса поглощающего аппарата, опоры гнезда пружины предпочтительно расположены под верхней пластиной узла гнезда пружины и под нижними концами фрикционных элементов, чтобы аксиальное усилие, направленное на верхнюю пластину, передавалось гнезду пружины. Для облегчения установки узла гнезда пружины внутри корпуса поглощающего аппарата, на гнезде пружины предпочтительно имеется указатель.
В одном из вариантов удлиненный пружинный блок поглощающего аппарата состоит из ряда эла-стомерных подушек, уложенных друг на друга вдоль оси. Каждая эластомерная подушка, входящая в состав удлиненного пружинного блока, имеет дюрометрическую твердость по Шору D в интервале приблизительно между 40 и 65.
В одном из вариантов пружина составного узла гнезда пружины содержит эластомерную подушку, имеющую первую и вторую в целом плоские поверхности, расположенные в целом параллельно друг другу. Эластомерная подушка составного узла гнезда пружины имеет дюрометрическую твердость по Шору D в интервале приблизительно между 40 и 50. В другом варианте пружина составного узла гнезда пружины содержит несколько эластомерных подушек, которые действуют синхронно друг с другом и с удлиненным пружинным блоком поглощающего аппарата.
Согласно другому аспекту предложен поглощающий аппарат грузового железнодорожного вагона, содержащий открытый на первом конце и закрытый на втором конце полый металлический корпус, продольная ось которого является продольной осью поглощающего аппарата, три фрикционный элемента, расположенных на одинаковом угловом расстоянии друг от друга радиально вокруг продольной оси и взаимодействующих с открытым концом корпуса, а также клин, взаимодействующий с фрикционными элементами с возможностью его аксиального перемещения относительно открытого конца указанного корпуса (16) и с возможностью приложения к клину внешнего усилия. Для возвращения энергии, передаваемой клину во время аксиального сжатия поглощающего аппарата, внутри полого корпуса расположен удлиненный пружинный блок, первый конец которого установлен в контакте с закрытым концом корпуса. Внутри корпуса установлен также составной узел гнезда пружины, включающий в себя гнездо пружины, расположенное в целом перпендикулярно к продольной оси поглощающего аппарата, выполненное с поверхностью, установленной в контакте со вторым концом пружинного блока и имеющее карман, на боковой стороне которого выполнено несколько опорных столбиков, расположенных радиально на расстоянии друг от друга. Когда узел гнезда пружины установлен в рабочем положении внутри корпуса, один опорный столбик гнезда пружины расположен под одним из фрикционных элементов. Узел
гнезда пружины содержит также верхнюю пластину, установленную между гнездом пружины и каждым фрикционным элементом, и пружину, один конец которой помещен в карман и которая установлена в рабочем положении между гнездом пружины и верхней пластиной, которая имеет три расположенных на одинаковом угловом расстоянии друга от друга опорных выступа, радиально расходящихся наружу от центра верхней пластины, а расстояние между опорными выступами равно расстоянию между фрикционными элементами.
В одном из вариантов для упрощения сборки, по меньшей мере, гнездо пружины или верхняя пластина узла гнезда пружины имеет вместе с пружиной узла гнезда пружины взаимодействующие средства для позиционирования пружины относительно узла гнезда пружины.
Карман расположен предпочтительно соосно с продольной осью корпуса поглощающего аппарата. Когда узел гнезда пружины установлен в рабочем положении внутри корпуса поглощающего аппарата, гнездо пружины и верхняя пластина образуют жесткий упор для узла гнезда пружины. Предпочтительно, когда узел гнезда пружины установлен в рабочем положении внутри корпуса поглощающего аппарата, опоры гнезда пружины расположены под нижними концами фрикционных элементов, чтобы аксиальное усилие, направленное на свободные концы фрикционных элементов, посредством гнезда пружины также направлялось к многоярусному пружинному блоку поглощающего аппарата.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложен составной узел гнезда пружины для поглощающего аппарата грузового железнодорожного вагона, содержащий гнездо пружины, верхнюю пластину и три эластомерные пружины. Гнездо пружины выполнено с возможностью контакта с одним концом пружинного блока поглощающего аппарата грузового железнодорожного вагона. Верхняя пластина имеет три расположенных на одинаковом угловом расстоянии друга от друга опорных выступа, радиально расходящихся наружу от центра верхней пластины. Каждый опорный выступ выполнен с возможностью контакта с соответствующим дальним концом каждого из трех фрикционных элементов, расположенных радиально на одинаковом угловом расстоянии друг от друга в поглощающем аппарате грузового железнодорожного вагона. Расстояние между опорными выступами равно расстоянию между фрикционными элементами. Три эластомерные пружины установлены в рабочем положении между гнездом пружины и верхней пластиной.
В одном из вариантов периферийная сторона гнезда пружины имеет в целом прямоугольную в плане форму для обеспечения точной ориентации гнезда пружины, когда оно установлено в рабочем положении внутри корпуса поглощающего аппарата. Кроме того, на гнезде пружины имеется указатель для облегчения ориентации узла гнезда пружины внутри корпуса поглощающего аппарата.
Предпочтительно, по меньшей мере, гнездо пружины или верхняя пластина вместе имеет с пружиной узла гнезда пружины: взаимодействующие средства для позиционирования указанной пружины относительно узла гнезда пружины. Гнездо пружины предпочтительно выполнено с карманом для размещения в нем одного конца пружины.
Пружина узла гнезда пружины предпочтительно содержит эластомерную подушку, имеющую первую и вторую в целом плоские поверхности, расположенные в целом параллельно друг другу. На боковой стороне кармана гнезда пружины имеется несколько вертикальных опор, расположенных радиально на расстоянии друг от друга, чтобы ограничивать радиальное расширение эластомерной подушки в результате действия аксиальной нагрузки на узел гнезда пружины. Предпочтительно, эластомерная подушка пружины составного узла гнезда пружины имеет дюрометрическую твердость по Шору D в интервале приблизительно между 40 и 50. В альтернативном варианте пружина узла гнезда пружины может содержать несколько пружинящих подушек, установленных в рабочем сочетании друг с другом. Согласно другому варианту предпочтительно выполненный в гнезде пружины карман, в котором установлена пружина, может иметь радиальные выступы, которые специально сделаны для того, чтобы контактировать с пружиной узла гнезда пружины и контролировать ее радиальное расширение.
Согласно другому аспекту предложен составной узел гнезда пружины для поглощающего аппарата грузового железнодорожного вагона, содержащий гнездо пружины, верхнюю пластину и пружину. Гнездо пружины выполнено с возможностью контакта с одним концом пружинного блока поглощающего аппарата. Верхняя пластина имеет три расположенных на одинаковом угловом расстоянии друга от друга опорных выступа, радиально расходящихся наружу от центра верхней пластины, причем каждый опорный выступ выполнен с возможностью контакта с соответствующим дальним концом каждого из трех фрикционных элементов поглощающего аппарата, расположенных радиально на одинаковом угловом расстоянии друг от друга. Расстояние между опорными выступами равно расстоянию между фрикционными элементами. Пружина установлена в рабочем положении между гнездом пружины и верхней пластиной (100) и содержит эластомерную подушку, имеющую первую и вторую в целом плоские поверхности, расположенные в целом параллельно друг другу. Гнездо пружины выполнено с карманом для размещения в нем одного конца пружины, а на боковой стороне кармана гнезда пружины выполнено несколько опорных столбиков, расположенных радиально на одинаковом угловом расстоянии друг от друга для ограничения радиального расширения эластомерной подушки в результате действия аксиальной нагрузки на узел гнезда пружины. Предпочтительно, по меньшей мере, гнездо пружины или верхняя пластина имеет вместе с пружиной узла гнезда пружины взаимодействующие средства для позициони
рования пружины относительно узла гнезда пружины.
Перечень чертежей
Фиг. 1 - вертикальная проекция одного из вариантов поглощающего аппарата железнодорожного вагона, воплощающего принципы и идеи настоящего изобретения; фиг. 2 - вид в разрезе по линии 2-2 на фиг. 1;
фиг. 3 - продольный разрез поглощающего аппарата, показанного на фиг. 1;
фиг. 4 - увеличенный вид в разрезе одного конца поглощающего аппарата, показанного на фиг. 3;
фиг. 5 - увеличенная вертикальная проекция одного из вариантов составного узла гнезда пружины, воплощающего принципы и идеи настоящего изобретения и показанного отдельно от поглощающего аппарата, изображенного на фиг. 1-4;
фиг. 6 - вид сверху гнезда пружины, являющегося частью настоящего изобретения, по линии 6-6 на фиг. 5;
фиг. 7 - вид сверху альтернативного варианта гнезда пружины и пружины;
фиг. 8 - увеличенный вид сверху другого альтернативного варианта пружины, которая может использоваться в сочетании с узлом гнезда пружины по настоящему изобретению;
фиг. 9 - вертикальная проекция пружины, изображенной на фиг. 8; и
фиг. 10 - вид в разрезе по линии 10-10 на фиг. 8.
Подробное описание изобретения
Хотя возможны различные варианты осуществления настоящего изобретения, на чертежах показаны и ниже будут описаны предпочтительные варианты с условием, что в настоящем описании изложены иллюстративные примеры изобретения, которые не предназначены для ограничения изобретения конкретными проиллюстрированными и описанными вариантами.
Со ссылкой на чертежи, где на нескольких видах одинаковые части обозначены одинаковыми номерами позиций, на фиг. 1 показан поглощающий аппарат железнодорожного вагона, в целом обозначенный позицией 10, который размещается внутри тягового хомута 12, установленного в рабочем сочетании с хребтовой балкой (не показана) железнодорожного вагона 14. Поглощающий аппарат 10 содержит удлиненный вдоль оси полый металлический корпус 16, продольная ось 18 которого является продольной осью поглощающего аппарата 10. Корпус 16 на своем первом или закрытом конце 22 закрыт торцевой стенкой 20 (фиг. 3), а на соосном втором или открытом конце 24 открыт.
Конкретный размер и форма корпуса поглощающего аппарата несущественны для данного изобретения, и должно быть понятно, что показанный корпус поглощающего аппарата не является единственным в ряду всевозможных форм и размеров, для которых настоящее изобретение найдет свое применение. В варианте, показанном в качестве примера на фиг. 2, корпус 16 содержит две пары сопряженных, в целом параллельных стенок 26, 26' и 28, 28' на протяжении от закрытого конца 22 к открытому концу 24 (фиг. 1) и образуют внутри корпуса 16 (фиг. 1 и 3) полую камеру 30 пружины. В примере, показанном на фиг. 2, стенки 26, 26' и 28, 28' образуют в целом прямоугольную или коробообразную форму поперечного сечения основной продольной части камеры 30 пружины в корпусе.
Как показано на фиг. 3 и 4, на конце 24 корпуса 16 поглощающего аппарата имеется фрикционное отверстие 32, которое выходит к камере 30 пружины и к концу 24 корпуса 16 поглощающего аппарата. Кроме того, как показано на фиг. 3, внутреннее фрикционное отверстие 32 имеет несколько расположенных на одинаковом угловом расстоянии друг от друга и вытянутых в продольном направлении конических внутренних наклонных фрикционных поверхностей 36 (на фиг. 3 и 4 показана только одна). Конические внутренние наклонные фрикционные поверхности 36 корпуса 16 сходятся по направлению к продольной оси 18 и закрытому концу 22 корпуса 16 поглощающего аппарата. Корпус 16 имеет предпочтительно три расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга вытянутых в продольном направлении конических внутренних наклонных фрикционных поверхностей 36, однако в пределах сущности и новой концепции настоящего изобретения таких конических поверхностей может быть больше.
В варианте, показанном на фиг. 3, поглощающий аппарат 10 также содержит фрикционную муфту 40 для поглощения тяговых или ударных усилий, аксиально направленных на поглощающий аппарат 10. В варианте, показанном на фиг. 3, фрикционная муфта 40 содержит несколько фрикционных элементов или башмаков 42, установленных вокруг оси 18 в рабочем сочетании с коническими внутренними наклонными фрикционными поверхностями 36 на открытом конце корпуса 16 поглощающего аппарата. Фрикционная муфта 40 может иметь три расположенных на одинаковом угловом расстоянии друг от друга фрикционных элемента 42, однако фрикционных элементов может быть больше в пределах сущности и новой концепции настоящего изобретения. В варианте, показанном в качестве примера на фиг. 3 и 4, число фрикционных элементов 42, являющихся частью фрикционной муфты 40, равно числу конических внутренних наклонных фрикционных поверхностей 36 корпуса 16. Каждый фрикционный элемент 42 (фиг. 4) имеет расположенные на некотором расстоянии в аксиальном или продольном направлении первый и второй концы 44 и 46 соответственно. Кроме того, каждый фрикционный элемент 42 имеет внешнюю коническую скользящую поверхность 48. Когда поглощающий аппарат 10 собран, каждая внутренняя наклонная фрикционная поверхность 36 корпуса 16 вместе с каждой внешней конической скользящей поверхностью 48 каждого фрикционного элемента образуют между собой первую наклон- 4
ную фрикционную скользящую поверхность 49. Первая фрикционная скользящая поверхность 49 расположена под углом к продольной оси 18 поглощающего аппарата 10. Специалистам в данной области будет понятно, что этот угол относительно продольной оси 18 поглощающего аппарата 10 определяют исходя из конкретных характеристик графика "усилие-ход", требуемых для поглощающего аппарата 10.
В показанном варианте фрикционная муфта 40 также содержит клин или рабочий орган 50, способный перемещаться вдоль оси относительно открытого конца 24 корпуса 16. Как показано на фиг. 1, 3 и 4, внешний конец 52 клина 50 предпочтительно имеет, по существу, плоскую торцевую поверхность, которая выступает за пределы открытого конца 24 корпуса 16 и соприкасается с обычной упорной плитой (не показана) железнодорожного сцепного устройства так, что во время эксплуатации железнодорожного вагона 14 к поглощающему аппарату 10 могут быть аксиально приложены тяговые или ударные усилия. Как известно, клин 50 устанавливают в рабочем сочетании с фрикционными элементами 42.
Клин 50 (фиг. 4) имеет несколько внешних конических или наклонных фрикционных поверхностей 57, расположенных в рабочем сочетании с фрикционными элементами 42 муфты 40. Хотя на фиг. 3 и 4 показана только одна фрикционная поверхность 57, количество фрикционных поверхностей 57 клина 50 равно количеству фрикционных элементов 42, используемых как часть фрикционной муфты 40. Когда поглощающий аппарат 10 собран, каждая внешняя наклонная фрикционная поверхность 57 клина 50 вместе с внутренней наклонной скользящей поверхностью 47 каждого фрикционного элемента 42 образуют между собой вторую наклонную фрикционную скользящую поверхность 59. Фрикционная скользящая поверхность 59 расположена под углом к продольной оси 18 поглощающего аппарата 10. Специалистам будет понятно, что этот угол относительно продольной оси 18 поглощающего аппарата 10 определяют исходя из конкретных характеристик графика "усилие-ход", требуемых для поглощающего аппарата 10.
Клин 50 изготовлен из любого подходящего металлического материала. В предпочтительном варианте клин 50 изготовлен из ковкого железа, подвергнутого изотермической закалке (аустемперингу). Кроме того, как показано на фиг. 3 и 4, клин или рабочий орган 50 имеет расположенное в целом в центре продольное отверстие 54. Как показано на фиг. 3 и 4, на открытом конце 24 корпуса 16 имеется ряд направленных радиально внутрь ограничительных выступов 38, которые расположены по окружности на одинаковом угловом расстоянии друг от друга. На заднем или внутреннем конце клина 50 имеется ряд выступающих радиально наружу выступов 58, которые расположены на одинаковом угловом расстоянии друг от друга между соседними фрикционными элементами 42 для того, чтобы входить в рабочее зацепление с задней стороной выступов 38 на корпусе 16 и упрощать сборку поглощающего аппарата 10.
Для накопления, рассеяния и возвращения энергии, переданной или приложенной к внешнему концу 52 клина 50 во время аксиального сжатия поглощающего аппарата 10, в целом по центру камеры 30 пружины в корпусе 16 поглощающего аппарата установлен с возможностью скольжения удлиненный вдоль оси эластомерный пружинный блок 60, образующий упругий столбик. Как известно, пружинный блок 60 предварительно сжат во время сборки поглощающего аппарата 10 и служит для того, чтобы поддерживать компоненты фрикционной муфты 40, в частности фрикционные элементы 42 и клин 50, в рабочем сочетании друг с другом внутри корпуса 16 поглощающего аппарата. В показанном варианте пружинный блок 60 развивает усилие предварительной нагрузки на поглощающий аппарат около 10000 фунтов и способен поглощать, рассеивать и возвращать аксиально приложенные к нему ударные усилия или энергию в пределах между 450000 фунтов и около 7000000 фунтов.
Пружинный блок 60 может иметь различные формы и размеры в пределах сущности и новой концепции настоящего изобретения. В варианте, показанном на фиг. 3, пружинный блок 60 имеет первый конец 61, который контактирует со стенкой 20 на закрытом конце 22 корпуса 16 поглощающего аппарата, и второй конец 63, расположенный соосно на некотором расстоянии от первого конца 61 пружинного блока. В варианте, показанном в качестве примера на фиг. 3, пружинный блок 60 состоит из нескольких отдельных элементов или пружин 62, уложенных друг на друга вдоль оси. В варианте, показанном на фиг. 3, каждый подушкообразный элемент или пружина 62 содержит эластомерную подушку 64, имеющую в целом прямоугольную форму, чтобы оптимизировать прямоугольное пространство полой камеры 30 пружины (фиг. 3), в центре которой установлен с возможностью скольжения пружинный блок 60, который может совершать перемещения в продольном направлении под действием нагрузок или ударных усилий, аксиально приложенных к поглощающему аппарату 10. Предпочтительно, каждая эластомерная подушка 64 изготовлена из полиэфирного материала, имеющего твердость по Шору D в интервале примерно от 40 до 60 и отношение упругой деформации к пластической деформации примерно 1,5 к 1. Противолежащие торцы или поверхности любых двух смежных в продольном направлении эластомерных подушек 64 предпочтительно снабжены взаимозацепляющимися элементами 66, поддерживающими общее выравнивание подушек 64 внутри камеры 30 пружины в корпусе 16.
Как показано на фиг. 1 и 2, в стенке 26 корпуса 16 поглощающего аппарата предпочтительно выполнено относительно большое прямоугольное отверстие 70. Отверстие 70 имеет такой размер, что в полую камеру 30 пружины в корпусе 16 через отверстие 70 может быть вставлен один или несколько пружинных элементов 62 в направлении, которое в целом перпендикулярно продольной оси 18 поглощающего аппарата. Кроме того, в предпочтительном варианте, показанном на фиг. 3, торцевая стенка 20
корпуса поглощающего аппарата имеет небольшой угол или наклон около 1,7 в направлении от отверстия 70 в корпусе 16.
Согласно настоящему изобретению предложен сборный узел 80 гнезда пружины, установленный внутри корпуса 16 поглощающего аппарата в рабочем положении между пружинным блоком 60 и нижним концом каждого фрикционного элемента или башмака 42 фрикционной муфты 40. Сборный узел 80 гнезда пружины содержит гнездо 90 пружины, которое находится в рабочем контакте со вторым концом 63 пружинного блока 60, верхнюю пластину 100, находящуюся в рабочем контакте с каждым из нескольких фрикционных элементов 42 фрикционной муфты 40 и служащую для них опорой, и пружину 110, которая установлена в рабочем положении между гнездом 90 пружины и верхней пластиной 100.
Как показано на фиг. 3, когда узел 80 гнезда пружины установлен в рабочем положении внутри полой камеры 30 пружины в корпусе 16 поглощающего аппарата, гнездо 90 пружины расположено в целом перпендикулярно к продольной оси 18 поглощающего аппарата 10. Как показано на фиг. 4, гнездо 90 пружины предпочтительно имеет в целом плоскую сцепляющуюся или контактирующую с пружиной поверхность 92, которая, когда гнездо 90 пружины установлено в рабочем сочетании с поглощающим аппаратом 10, прилегает ко второму концу 63 пружинного блока 60. В варианте, показанном на фиг. 2 и 6, часть гнезда 90 пружины имеет в целом прямоугольную в плане форму, соответствующую полой камере 30, внутри которой установлена эта часть гнезда (фиг. 2) и оптимизирующая контакт с пружинным блоком 60.
В варианте, показанном на фиг. 3-6, на стороне, противоположной контактирующей с пружиной поверхности 92, гнездо 90 пружины предпочтительно содержит вертикальный выступ 94, который, когда узел 80 гнезда пружины расположен в рабочем сочетании с поглощающим аппаратом 10, по меньшей мере, частично расположен внутри фрикционного отверстия 32 корпуса 16 поглощающего аппарата. Выступ 94 расположен предпочтительно в центре гнезда 90 пружины. Верхний конец выступа 94 имеет в целом плоскую поверхность 95, расположенную в целом параллельно сцепляющейся или контактирующей с пружиной поверхности 92. Как показано на фиг. 2, 3, 4 и 6, чтобы облегчить работу поглощающего аппарата 10 (фиг. 1), выступ 94 гнезда 90 пружины имеет внешнюю фаску или наклонную кромку 95', простирающуюся вниз от плоской поверхности 95 и, по меньшей мере, частично вокруг выступа 94. Гнездо 90 пружины изготовлено из любого подходящего металлического материала. В предпочтительном варианте гнездо 90 пружины изготовлено из ковкого железа, подвергнутого изотермической закалке (аустемперингу).
В предпочтительном варианте, показанном на фиг. 5 и 6, гнездо 90 пружины узла 80 выполнено также с глухим карманом или углублением 96, открытым только с одной стороны гнезда 90 пружины, по направлению к клину 50 фрикционной муфты 40 (фиг. 3 и 4). Как показано на фиг. 5, глухой карман или углубление 96, выполненное в гнезде 90 пружины, предпочтительно имеет в целом плоскую опорную поверхность 97, расположенную в целом параллельно контактирующей с пружиной поверхности 92 гнезда 90 пружины.
Кроме того, для целей, описанных ниже, и как показано на фиг. 6, на боковой стороне кармана или углубления 96 имеется ряд расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга опор или опорных столбиков 98. В показанном варианте один конец опор или опорных столбиков 98 гнезда 90 пружины прилегает к плоской в целом поверхности 95 гнезда 90 пружины и выступает из нее. Достаточно сказать, что количество опорных столбиков или опор 98, являющихся частью гнезда 90 пружины, и расстояние между ними предпочтительно равны количеству фрикционных башмаков или элементов 42, являющихся частью фрикционной муфты 40, и расстоянию между ними. Когда составной узел 80 гнезда пружины установлен в рабочем сочетании с поглощающим аппаратом 10, опорные столбики или опоры 98 гнезда 90 пружины, по существу, вертикально совмещены с фрикционными элементами 42 муфты 40.
Кроме того, гнездо 90 пружины предпочтительно содержит указатель 99, облегчающий установку гнезда 90 пружины внутри камеры 30 пружины в корпусе 16 поглощающего аппарата. Указатель 99 может иметь любую из множества конструкций в пределах настоящего изобретения. Однако в варианте, показанном в качестве примера, указатель 99 выполнен в виде углубления или желобка 99', расположенного на периферийной стороне гнезда 90 пружины и показывающего предпочтительное направление вставки гнезда 90 пружины и, в частности, ориентацию опорных столбиков или опор 98 гнезда 90 пружины относительно фрикционных элементов 42 фрикционной муфты 40.
Как показано на фиг. 3 и 4, верхняя пластина 100 составного узла 80 гнезда пружины контактирует с фрикционными элементами 42 фрикционной муфты 40 и служит для них опорой. Более конкретно, верхняя пластина 100 имеет верхнюю поверхность 102, которая, когда узел 80 гнезда пружины установлен в рабочем положении в поглощающем аппарате 10, поддерживает с возможностью скольжения нижний конец каждого фрикционного элемента 42. Когда составной узел 80 гнезда пружины установлен в рабочем сочетании с поглощающим аппаратом 10, верхняя поверхность 102 верхней пластины 100 расположена в целом перпендикулярно к продольной оси 18 поглощающего аппарата 10. Как показано на фиг. 5, верхняя пластина 100 также имеет нижнюю поверхность 104, расположенную в целом параллельно верхней поверхности 102 пластины 100. В процессе работы поверхность 104 верхней пластины 100 контактирует с поверхностью 95 гнезда 90 с получением жесткого упора для узла 80 гнезда пружины.
Верхнюю пластину 100 изготавливают из любого подходящего металлического материала. В предпочтительном варианте верхняя пластина 100 изготовлена из ковкого железа, подвергнутого изотермической закалке (аустемперингу). Во время работы поглощающего аппарата 10, помимо вертикальных движений внутри фрикционного отверстия 32 корпуса 16 поглощающего аппарата, фрикционные башмаки или элементы 42 совершают также радиальные движения внутрь и наружу относительно продольной оси 18 поглощающего аппарата 10. Изготовление верхней пластины 100 предпочтительно из ковкого железа, подвергнутого изотермической закалке (аустемперингу), увеличивает скользящие свойства контактирующих поверхностей фрикционных элементов или башмаков 42 и верхней опорной поверхности 102 верхней пластины 100. Когда составной узел 80 гнезда пружины установлен в рабочем положении внутри корпуса 16 поглощающего аппарата, верхняя пластина 100 расположена в целом соосно с гнездом 90 пружины. В варианте, показанном в качестве примера на фиг. 2, верхняя пластина 100 узла 80 гнезда пружины имеет несколько расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга опорных выступов или опор 106, радиально расходящихся наружу от центра верхней пластины 100.
Количество опорных выступов или опор 106, являющихся частью верхней пластины 100, и расстояние между ними предпочтительно равны количеству фрикционных элементов 42, используемых во фрикционной муфте 40, и расстоянию между ними. Кроме того, количество опорных выступов или опор 106, являющихся частью верхней пластины 100, и расстояние между ними предпочтительно равны количеству опорных столбиков или опор 98, являющихся частью гнезда 90 пружины, и расстоянию между ними.
Как указывалось выше, между гнездом 90 пружины и верхней пластиной 100 установлена в рабочем положении пружина 110. Пружина 110 предназначена для того, чтобы заданное усилие вспомогательной пружины составного узла 80 гнезда пружины могло действовать на фрикционную муфту 40 и обеспечивать быстрое возвращение фрикционных башмаков 42 и клина 50 на их установленную высоту после действия на поглощающий аппарат 10 относительно высокой аксиальной ударной нагрузки с сохранением при этом умеренного усилия пружины пружинного блока 60. Установка пружины 110 между гнездом 90 пружины и верхней пластиной 100 узла 80 гнезда пружины дополнительно компенсирует некоторые наклонные и неравные перемещения фрикционных башмаков 42 во время неаксиального сжатия клина или рабочего органа 50, то есть когда железнодорожный вагон движется по кривой.
Следует понимать, что форма пружины 110 может отличаться от той, что показана в качестве примера, в пределах истинной сущности и объема настоящего изобретения. В одном варианте пружина 110 способна развивать усилие предварительной нагрузки или предварительное усилие, действующее на фрикционную муфту 40, по меньшей мере 3000 фунтов. Кроме того, в показанном варианте пружина 110 способна выдерживать усилие торцевой нагрузки в интервале приблизительно между 15000 и 60000 фунтов. Понятно, что конкретные рабочие характеристики пружины 110 могут отличаться от тех, что указаны выше, в пределах истинной сущности и объема настоящего изобретения.
В варианте, показанном в качестве примера на фиг. 5 и 6, пружина 110 содержит формованный уп-ругодеформируемый элемент 112 из эластомерного материала, имеющий заданную длину и заданную форму поперечного сечения, способный развивать требуемое для узла 80 гнезда пружины усилие предварительной нагрузки. Когда составной узел 80 гнезда пружины установлен в рабочем положении в корпусе 16 (фиг. 3 и 4), пружина 110 расположена в целом соосно с продольной осью 18 поглощающего аппарата 10 и имеет расположенные на некотором расстоянии вдоль оси и в целом параллельные концы 114 и 116 (фиг. 5). Один конец 116 пружины 110 помещен внутри кармана или углубления 96 гнезда 90 пружины. Конец 116 пружины предпочтительно упирается торцом в опорную поверхность 97 гнезда 90 пружины и в целом параллелен ей. Другой конец 114 пружины предпочтительно упирается торцом в нижнюю поверхность 104 верхней пластины 100 и в целом параллелен ей. Чтобы узел 80 гнезда пружины мог успешно реализовать указанные выше цели, и как схематически показано на фиг. 5, до того, как составной узел 80 гнезда пружины установлен в рабочем сочетании с поглощающим аппаратом 10 (фиг. 1), осевое расстояние, разделяющее противоположные концы 114 и 116 пружины 110 является таким, что нижняя поверхность 104 верхней пластины 100 находится на некотором расстоянии вдоль оси от поверхности 95 гнезда 90 пружины. Предпочтительно, до того как составной узел 80 гнезда пружины установлен в рабочем сочетании с поглощающим аппаратом 10 (фиг. 1), осевое расстояние между концами 114 и 116 пружины 110 такое, что осевое расстояние, отделяющее поверхность 95 гнезда 90 пружины от нижней поверхности 104 верхней пластины 100, находится в интервале приблизительно от 0,50 до 0,987 дюймов. Понятно, что в зависимости от конкретных характеристик поглощающего аппарата точные размеры осевого расстояния, отделяющего поверхность 95 гнезда 90 пружины от нижней поверхности 104 верхней пластины 100, могут меняться в пределах сущности и объема настоящего изобретения. Термопластичный эластомерный элемент 112 пружины 110 может быть изготовлен из множества эла-стомерных материалов. Предпочтительно, термопластичный эластомерный элемент 112 пружины 110 изготовлен из сополиэфирного эластомера, продаваемого компанией DuPont под торговой маркой HY-TREL(tm). Обычно эластомер HYTREL(tm) обладает собственными физическими свойствами, которые делают его неподходящим для использования в качестве пружины. Однако заявитель настоящей заявки
успешно продемонстрировал, что эластомеру HYTREL(tm) можно придать пружиноподобные характеристики. В переуступленном патенте США № 4198037 на имя D.G. Anderson описывается вышеуказанный полимерный материал, а также процесс обработки для превращения его в пружину. Применимая часть патента США № 4198037 на имя D.G. Anderson включена в настоящее описание посредством ссылки. Достаточно сказать, что пружина 110 предпочтительно изготовлена из вышеописанного термопластичного материала и имеет отношение пластичной деформации к упругой деформации больше чем 1,5:1. Кроме того, в предпочтительном варианте эластомер, из которого изготовлен элемент 112 пружины 110, имеет ориентированную молекулярную структуру для улучшения рабочих характеристик пружины 110. Предпочтительно, эластомер, используемый для изготовления пружины 110, имеет дюрометрическую твердость по Шору D в интервале приблизительно между 40 и 50.
В варианте, показанном на фиг. 6, эластомерный элемент 112 пружины 110 в целом имеет цилинд-рообразную форму между его противоположными концами. Опорные столбики или опоры 98 у боковой стороны углубления 96 гнезда 90 пружины служат для захвата пружины 110 и установки ее в определенное положение относительно гнезда 90 пружины. Понятно, что опорные столбики или опоры 98 вокруг боковой кромки углубления 96 гнезда 90 пружины способны ограничивать радиальное расширение или выпучивание пружины 110 под действием аксиальной нагрузки, прикладываемой к узлу 80 гнезда пружины после установки в рабочем сочетании с поглощающим аппаратом 10, а также во время работы поглощающего аппарата 10, и что они могут быть сконструированы таким образом, чтобы иначе контролировать эффективность пружины 110.
В показанном варианте верхняя пластина 100 и пружина 110 взаимосвязаны между собой и имеют формы, позволяющие им сцепляться друг с другом. Однако было бы относительно просто, в качестве альтернативы, сконструировать взаимозацепляющиеся гнездо 90 пружины и пружину 110. В варианте, показанном на фиг. 5, верхняя пластина 100 и пружина 110 имеют взаимозацепляющиеся средства, в целом обозначенные номером 120, для закрепления верхней пластины 100 и пружины 110 в рабочем сочетании друг с другом. Как понятно из настоящего описания, закрепляя верхнюю пластину 100 и пружину 110 в рабочем сочетании друг с другом, также позиционируют верхнюю пластину 100 относительно гнезда 90 пружины. Для достижения требуемых целей взаимозацепляющиеся средства 120 могут быть различного типа. В варианте, показанном в качестве примера на фиг. 5, верхняя пластина 100 имеет выступ 108, который простирается вниз от нижней поверхности 104 на меньшее осевое расстояние, чем расстояние, разделяющее концы 114 и 116 пружины 110. Предпочтительно, выступ 108 составляет одно целое с верхней пластиной 100. В варианте, показанном в качестве примера на фиг. 6, пружина 110 имеет углубление 118, открытое по меньшей мере со стороны конца 114 пружины 110 (фиг. 5), размер которого позволяет помещать в него выступ 108 верхней пластины 100, чтобы удерживать верхнюю пластину 100 и пружину 110 в рабочем сочетании. На фиг. 7 показан альтернативный вариант пружины узла гнезда пружины. Вариант пружины, показанной на фиг. 7, в целом обозначен номером 210. В варианте, показанном в качестве примера на фиг. 7, пружина 210 содержит несколько формованных, упругодеформи-руемых и предпочтительно одинаковых эластомерных подушек 212. Каждая подушка 212 имеет заданные длину и форму поперечного сечения, и когда их используют в рабочем сочетании друг с другом, они способны развивать требуемое усилие предварительной нагрузки на узел 80 гнезда пружины. Хотя их внешний диаметр отличается от диаметра эластомерного элемента 112, образующего пружину 110 (фиг. 5), эластомер, используемый для изготовления каждой подушки 212, предпочтительно является подобным рассмотренному выше и предпочтительно так же усовершенствован, как описано выше в отношении эластомерного элемента 112 пружины 110.
Когда составной узел гнезда пружины установлен в рабочем положении в корпусе 16 поглощающего аппарата, подушки 212 пружины 210 расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, и предпочтительно один конец каждой подушки находится внутри открытого сверху отверстия гнезда 90 пружины. Противоположный конец каждой пружинящей подушки 212 предпочтительно упирается торцом в нижнюю поверхность 104 верхней пластины 100 (фиг. 5) и расположен в целом параллельно ей. Как показано на фиг. 7, чтобы дополнительно улучшить рабочие характеристики пружины 210, также можно модифицировать или иначе изменить гнездо 90 пружины, показанное на фиг. 6.
Как показано на фиг. 7, боковая сторона кармана отверстия или углубления 96 может содержать один или несколько выступов 218, расположенных между любыми двумя опорами или опорными столбиками 98 и направленных вдоль оси 18 поглощающего аппарата 10 для контакта с периферийной или внешней поверхностью каждой эластомерной подушки 212. В процессе работы выступы 218 на боковой стороне кармана или углубления 96 вместе с опорами 98 ограничивают и контролируют деформацию эластомера соответствующей пружинящей подушки 212 или ее радиальное выпучивание, изменяя таким образом нагрузку пружины или рабочую характеристику соответствующей пружинящей подушки 212, контактирующей с выступами 218. Кроме того, как показано на фиг. 7, гнездо 90 пружины и каждая пружинящая подушка 212 предпочтительно имеют взаимозацепляющиеся средства 220 для позиционирования и поддержания гнезда 90 пружины и пружинящих подушек 212 в рабочем сочетании друг с другом с возможностью их разъединения.
На фиг. 8-10 показан другой вариант пружины, которую можно использовать в сочетании с узлом гнезда пружины, показанном на фиг. 3. Пружина, показанная на фиг. 8-10, в целом обозначена номером 310. В варианте, показанном в качестве примера на фиг. 8-10, пружина 310 имеет воспроизводимую кривую зависимости "усилие-деформация" с заметно возрастающим коэффициентом. В одном варианте пружина 310 может развивать усилие предварительной нагрузки на узел опорного скользуна по меньшей мере 1000 фунтов. Кроме того, в показанном варианте пружина 310 может выдерживать усилие торцевой нагрузки в интервале приблизительно между 15000 и 60000 фунтов. Понятно, что рабочие характеристики пружины 310 могут отличаться от тех, что указаны выше в пределах истинной сущности и объема настоящего изобретения.
Как показано на фиг. 9 и 10, пружина 310 содержит удлиненный эластомерный элемент 312, который может упруго деформироваться под действием приложенной к нему аксиальной нагрузки. Пружинящий элемент 312 имеет ось 314 и расположенные на некотором расстоянии вдоль оси концы 316 и 318. Как показано, после формовки предпочтительно каждый конец 316, 318 пружины 310 имеет в целом выпуклую форму или конфигурацию и расположен в целом перпендикулярно к оси 314. При использовании в рабочем сочетании с узлом 80 гнезда пружины пружина 310 предпочтительно не имеет металлических пластин между противоположными концами 316 и 318, так что пружина 310 реагирует на приложенную к ней аксиальную нагрузку по существу по всей длине.
В варианте, показанном на фиг. 8 и 10, эластомерный элемент пружины 310 имеет расположенное в целом в центре углубление или отверстие 360, открытое по меньшей мере с одного и предпочтительно с обоих концов 316, 318 пружины 310. Однако следует понимать, что удлиненный пружинящий элемент 312 также может быть сплошным в пределах сущности и объема настоящего изобретения. Кроме того, элемент 312 может быть комбинированным, подобно описанному в переуступленном патенте США № 5868384, применимая часть которого включена в настоящее описание посредством ссылки.
Достаточно сказать, что термопластичный эластомерный элемент 312 пружины 310 может быть изготовлен из множества эластомерных материалов. Как и в рассмотренной выше пружине 110, термопластичный эластомерный элемент 312 изготовлен из сополиэфирного эластомера такого вида, который производится и продается компанией DuPont под торговой маркой HYTREL(tm). Как указано выше, эластомер HYTREL(tm) имеет физические свойства, которые делают его непригодным для использования в качестве пружины. Заявитель настоящей заявки успешно продемонстрировал, что эластомеру HYTREL(tm) можно придать пружиноподобные характеристики. Вышеуказанный переуступленный патент на имя Anderson более подробно описывает вышеуказанный полимерный материал и процесс обработки и включен в настоящее описание посредством ссылки. Достаточно сказать, что пружина 310 предпочтительно изготовлена из вышеописанного термопластичного материала и имеет отношение пластичной деформации к упругой деформации больше чем 1,5 к 1. Предпочтительно, эластомер, используемый для изготовления пружинящего элемента 312, имеет дюрометрическую твердость по Шору D в интервале приблизительно между 40 и 50.
Пружинящий элемент 312 также имеет в целом круглую внешнюю поверхность, обозначенную номером 372, на которой в показанном примере имеется несколько, по существу, одинаковых вертикальных разрывов или углублений 380а, 380b и 380с, которые выполнены на большей части вертикального расстояния между концами 316 и 318 и образованы во время предварительного сжатия эластомерного пружинящего элемента 312 первоначальной высоты (первое сжатие) в процессе формовки пружины, благодаря чему устраняется остаточная деформация сжатия эластомерного материала. В показанном варианте углубления 380а, 380b и 380с расположены на одинаковом расстоянии друг от друга в целом параллельно оси 314 пружины 310. В пружине, показанной в качестве примера, одинаковое радиальное расстояние между углублениями 380а, 380b и 380с в целом соответствует радиальному расстоянию между опорами или опорными столбиками 98 гнезда 90 пружины при использовании пружины 310 в рабочем сочетании с узлом 80 гнезда пружины.
В варианте, показанном в качестве примера на фиг. 8, в результате формовки пружины при воздействии ограниченной аксиальной нагрузки на пружину 310 или ее отсутствии пружинящий элемент 312 имеет волнообразный кольцевой выступ 356, расположенный вокруг конца 316 пружины 310, и волнообразный кольцевой выступ 358, расположенный вокруг конца 318 пружины 310. Как показано на фиг. 8, первая часть 356а кольцевого выступа 356 расположена между углублениями 380а и 380b. Как показано на фиг. 8, вторая часть 356b кольцевого выступа 356, длина которой в целом равна длине первой части 356а выступа 356, расположена между углублениями 380b и 380с. Кроме того, как показано на фиг. 8, третья часть 356с кольцевого выступа 356, длина которой в целом равна длине первой и второй части 356а и 356b соответственно выступа 356, расположена между углублениями 380с и 380а. Волнообразный кольцевой выступ 358, расположенный вокруг конца 318, сформированный при воздействии ограниченной аксиальной нагрузки на пружину 310 или ее отсутствии, имеет подобный ряд сегментов или частей.
Кроме того, в варианте, показанном в качестве примера на фиг. 8-10, внешняя поверхность 372 эла-стомерного элемента 312 имеет три, по существу, одинаковых выступающих радиально наружу участка 376а, 376b и 376с, расположенных в продольном направлении между концами 316, 318 эластомерного
элемента 312. Выступающий радиально наружу участок 376а, помимо того, что он расположен между концами 316 и 318 эластомерного элемента 312, образован между углублениями 380а и 380b. Подобным образом выступающий радиально наружу участок 376b, помимо того что он расположен между концами 316 и 318 эластомерного элемента 312, образован между углублениями 380b и 380с. Выступающий ради-ально наружу участок 376с, помимо того что он расположен между концами 316 и 318 эластомерного элемента 312, образован между углублениями 380с и 380а эластомерного элемента 312. Внешняя поверхность 372 на каждом выступающем участке, помимо того что она имеет в целом округлую форму между соответствующими углублениями, которые являются боковыми границами каждого выступающего участка, также имеет в целом вогнутую в продольном направлении форму.
После предварительного сжатия заготовки молекулярная структура эластомера выгодно ориентируется, в результате чего пружина 310 приобретает полезные свойства. Более того, в результате предварительного сжатия заготовки пружины, особенно в области углублений 380а, 380b и 380с, где радиальное расширение эластомера было ограничено, эластомер приобретает выгодно ориентированную молекулярную структуру, которая придает пружине 310 свойства, ранее не проявляющиеся в процессе формовки пружины.
Установленный в рабочем сочетании с поглощающим аппаратом 10 составной узел 80 гнезда пружины особенно эффективен при воздействия на поглощающий аппарат 10 относительно высокой ударной нагрузки. В период этого воздействия составной узел 80 гнезда пружины направляет заданное усилие вспомогательной пружины на фрикционную муфту 40, что обеспечивает поддержание определенного положения фрикционных башмаков 42 и клина 50 относительно фрикционного отверстия 32 корпуса поглощающего аппарата и их быстрое возвращение на установленную высоту. Кроме того, составной узел 80 гнезда пружины поддерживает умеренное усилие пружины пружинного блока 60. Установка пружины 110 между гнездом 90 пружины и верхней пластиной 100 узла 80 гнезда пружины также компенсирует некоторые наклонные и неодинаковые перемещения фрикционных башмаков 42 во время неаксиального сжатия клина или рабочего органа 50, то есть когда железнодорожный вагон движется по кривой.
Из вышеизложенного следует отметить, что могут быть сделаны и осуществлены многочисленные модификации и изменения настоящего изобретения в пределах его истинной сущности и новой концепции. Кроме того, следует учесть, что настоящее описание предназначено для изложения иллюстративного примера, который не ограничивает изобретение конкретным приведенным вариантом. Наоборот, настоящее описание охватывает посредством приложенной формулы изобретения все такие модификации и изменения, которые находятся в пределах сущности и объема формулы изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Поглощающий аппарат (10) грузового железнодорожного вагона, содержащий
открытый на первом конце (24) и закрытый на втором конце (22) полый корпус (16), продольная ось которого является продольной осью (18) указанного поглощающего аппарата;
три фрикционных элемента (42), расположенных вокруг указанной продольной оси (18) на одинаковом угловом расстоянии друг от друга и взаимодействующих с открытым концом (24) указанного корпуса;
клин (50), взаимодействующий с указанными фрикционными элементами (42) с возможностью его аксиального перемещения относительно открытого конца (24) указанного корпуса (16) и с возможностью приложения к клину (50) внешнего усилия;
удлиненный пружинный блок (60), расположенный внутри указанного полого корпуса (16) для возвращения энергии, передаваемой указанному клину (50) во время аксиального сжатия указанного поглощающего аппарата, причем первый конец (61) указанного пружинного блока (60) установлен в контакте с закрытым концом (22) указанного корпуса; и
составной узел (80) гнезда пружины, установленный внутри указанного корпуса (16) и включающий в себя гнездо (90) пружины, расположенное в целом перпендикулярно к продольной оси (18) указанного поглощающего аппарата и выполненное с поверхностью, установленной в контакте со вторым концом (63) указанного пружинного блока (60), верхнюю пластину (100), установленную между указанным гнездом (90) пружины и каждым фрикционным элементом (42), и три эластомерные пружины (210), расположенные вокруг указанной продольной оси (18) на одинаковом расстоянии друг от друга в рабочем положении между указанным гнездом (90) пружины и указанной верхней пластиной (100), которая имеет три расположенных на одинаковом угловом расстоянии друг от друга опорных выступа (106), ра-диально расходящихся наружу от центра верхней пластины (100), а расстояние между указанными опорными выступами (106) равно расстоянию между указанными фрикционными элементами (42).
2. Поглощающий аппарат по п.1, отличающийся тем, что указанное гнездо пружины выполнено с карманом (96), в котором размещены одни из концов указанных пружин.
3. Поглощающий аппарат по п.1, отличающийся тем, что указанный пружинный блок (60) состоит из ряда эластомерных подушек (64), уложенных друг на друга вдоль оси (18).
2.
4. Поглощающий аппарат по п.1, отличающийся тем, что каждая пружина (210) указанного составного узла (80) гнезда пружины включает в себя эластомерную подушку (212), имеющую первую и вторую в целом плоские поверхности, расположенные в целом параллельно друг другу.
5. Поглощающий аппарат по п.1, отличающийся тем, что продольный участок указанного корпуса (16) включает в себя две пары сопряженных боковых стенок (26, 26', 28, 28'), простирающихся в целом от указанного закрытого конца (22) к открытому концу (24) указанного корпуса (16) с образованием в целом прямоугольной формы поперечного сечения камеры пружины.
6. Поглощающий аппарат по п.5, отличающийся тем, что периферийная сторона указанного гнезда (90) пружины имеет в целом прямоугольную в плане форму для обеспечения точной ориентации гнезда пружины, когда оно установлено в рабочем положении внутри указанного корпуса.
7. Поглощающий аппарат (10) грузового железнодорожного вагона, содержащий
открытый на первом конце (24) и закрытый на втором конце (22) полый корпус (16), продольная ось которого является продольной осью (18) указанного поглощающего аппарата;
три фрикционных элемента (42), расположенных на одинаковом угловом расстоянии друг от друга радиально вокруг указанной продольной оси (18) и взаимодействующих с открытым концом (24) указанного корпуса;
клин (50), взаимодействующий с указанными фрикционными элементами (42) с возможностью его аксиального перемещения относительно открытого конца (24) указанного корпуса (16) и с возможностью приложения к клину (50) внешнего усилия;
удлиненный пружинный блок (60), расположенный внутри указанного полого корпуса (16) для возвращения энергии, передаваемой указанному клину (50) во время аксиального сжатия указанного поглощающего аппарата, причем первый конец (61) указанного пружинного блока (60) установлен в контакте с закрытым концом (22) указанного корпуса; и
составной узел (80) гнезда пружины, установленный внутри указанного корпуса (16) и включающий в себя гнездо (90) пружины, расположенное в целом перпендикулярно к продольной оси (18) указанного поглощающего аппарата, выполненное с поверхностью, установленной в контакте со вторым концом (63) указанного пружинного блока (60) и имеющее карман (96), на боковой стороне которого выполнено несколько опорных столбиков (98), расположенных радиально на расстоянии друг от друга, причем, когда указанный узел (80) гнезда пружины установлен в рабочем положении внутри указанного корпуса, один опорный столбик (98) указанного гнезда (90) пружины расположен под одним из указанных фрикционных элементов (42), при этом указанный узел (80) гнезда пружины содержит также верхнюю пластину (100), установленную между указанным гнездом (90) пружины и каждым фрикционным элементом (42), и пружину (110), один конец которой помещен в указанный карман (96) и которая установлена в рабочем положении между указанным гнездом (90) пружины и указанной верхней пластиной (100), которая имеет три расположенных на одинаковом угловом расстоянии друга от друга опорных выступа (106), радиально расходящихся наружу от центра верхней пластины, а расстояние между указанными опорными выступами (106) равно расстоянию между указанными фрикционными элементами
(42).
8. Поглощающий аппарат по п.7, отличающийся тем, что, по меньшей мере, указанное гнездо (90) пружины или указанная верхняя пластина (100) указанного узла (80) гнезда пружины имеет вместе с пружиной (110) указанного узла гнезда пружины взаимодействующие средства (220) для позиционирования указанной пружины относительно указанного узла гнезда пружины.
9. Составной узел (80) гнезда пружины для поглощающего аппарата по п.1 грузового железнодорожного вагона, содержащий
гнездо (90) пружины, выполненное с возможностью контакта с одним концом пружинного блока (60) поглощающего аппарата грузового железнодорожного вагона;
верхнюю пластину (100), имеющую три расположенных на одинаковом угловом расстоянии друга от друга опорных выступа (106), радиально расходящихся наружу от центра верхней пластины (100), причем каждый опорный выступ выполнен с возможностью контакта с соответствующим дальним концом каждого из трех фрикционных элементов, расположенных радиально на одинаковом угловом расстоянии друг от друга в указанном поглощающем аппарате грузового железнодорожного вагона, а расстояние между указанными опорными выступами (106) равно расстоянию между указанными фрикционными элементами; и
три эластомерные пружины (210), установленные в рабочем положении между указанным гнездом (90) пружины и указанной верхней пластиной (100).
10. Составной узел по п.9, отличающийся тем, что периферийная сторона указанного гнезда (90) пружины имеет в целом прямоугольную в плане форму для обеспечения точной ориентации гнезда пружины, когда оно установлено в рабочем положении внутри корпуса поглощающего аппарата.
11. Составной узел по п.9, отличающийся тем, что пружина (110) указанного узла (80) гнезда пружины содержит эластомерную подушку, имеющую первую и вторую в целом плоские поверхности, расположенные в целом параллельно друг другу.
12. Составной узел (80) гнезда пружины для поглощающего аппарата по п.7 грузового железнодо-
рожного вагона, содержащий
гнездо (90) пружины, выполненное с возможностью контакта с одним концом пружинного блока (60) поглощающего аппарата грузового железнодорожного вагона;
верхнюю пластину (100), имеющую три расположенных на одинаковом угловом расстоянии друга от друга опорных выступа (106), радиально расходящихся наружу от центра верхней пластины (100), причем каждый опорный выступ выполнен с возможностью контакта с соответствующим дальним концом каждого из трех фрикционных элементов поглощающего аппарата, расположенных радиально на одинаковом угловом расстоянии друг от друга, а расстояние между указанными опорными выступами (106) равно расстоянию между указанными фрикционными элементами;
пружину (110), установленную в рабочем положении между указанным гнездом (90) пружины и указанной верхней пластиной (100) и включающую в себя эластомерную подушку, имеющую первую и вторую в целом плоские поверхности, расположенные в целом параллельно друг другу;
причем гнездо (90) пружины выполнено с карманом (96) для размещения в нем одного конца указанной пружины (110), а на боковой стороне кармана (96) гнезда (90) пружины выполнено несколько опорных столбиков (98), расположенных радиально на одинаковом угловом расстоянии друг от друга, чтобы ограничивать радиальное расширение указанной эластомерной подушки в результате действия аксиальной нагрузки на указанный узел гнезда пружины.
13. Составной узел по п.12, отличающийся тем, что, по меньшей мере, указанное гнездо (90) пружины или указанная верхняя пластина (100) имеет вместе с указанной пружиной (110) указанного узла (80) гнезда пружины взаимодействующие средства (220) для позиционирования указанной пружины (110) относительно указанного узла (80) гнезда пружины.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
025964
025964
- 1 -
- 1 -
(19)
025964
025964
- 1 -
- 1 -
(19)
025964
025964
- 2 -
- 3 -
(19)
025964
025964
- 4 -
025964
025964
- 6 -
- 6 -
025964
025964
- 13 -
- 13 -