專利名稱：鐵路車能量吸收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種鐵路車能量吸收裝置，更特別的是涉及包括一個(gè)彈簧組件的鐵路車能量吸收裝置，該彈簧組件具有一個(gè)可操作排列的彈性體彈簧元件，該彈簧元件與一個(gè)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，這個(gè)結(jié)構(gòu)用于抑制所述彈性體彈簧元件的局部受熱退化。
背景技術(shù)：
已知能量吸收裝置是用于鐵路車的不同應(yīng)用和兩個(gè)主體之間的。舉個(gè)例子，能量吸收裝置典型地是以可操作的方式與鐵路車牽引裝置相結(jié)合排列的，用于吸收鐵路車相鄰端之間的力。鐵路車能量吸收裝置也通常構(gòu)造成側(cè)軸承。鐵路車側(cè)軸承典型地設(shè)置在有輪轉(zhuǎn)向架的中心件或枕梁和鐵路車車體的下表面之間的車體的相對的側(cè)面上。在鐵路車移動(dòng)期間，每個(gè)側(cè)軸承充當(dāng)一個(gè)能量吸收裝置，并且進(jìn)一步用于控制或限制鐵路車的“振蕩”運(yùn)動(dòng)。
振蕩是在鐵路車位于鐵軌或軌道上方移動(dòng)期間由有輪轉(zhuǎn)向架所產(chǎn)生的一種現(xiàn)象。每個(gè)轉(zhuǎn)向架的圓錐車輪沿著正切的或者直的軌跡行進(jìn)了一段蜿蜒的路徑，因?yàn)樗鼈冊谲囕嗗F度的轉(zhuǎn)向影響下不斷地尋求一個(gè)中心位置。在這種蜿蜒路徑的行程中，轉(zhuǎn)向架將以不穩(wěn)定的方式相對于車體圍繞著由轉(zhuǎn)向架枕梁的垂直中線所限定的一個(gè)軸線進(jìn)行循環(huán)搖擺。當(dāng)鐵路車在空載情況下以相對較高的速度行進(jìn)時(shí)，比如超過45英里每小時(shí)，振蕩以及因而發(fā)生的鐵路車車體的側(cè)面或側(cè)向位移或擺動(dòng)就具有特殊的重要性。當(dāng)然，轉(zhuǎn)向架也趨于相對于轉(zhuǎn)向架的過渡曲線部分的車體做半靜態(tài)的搖擺或旋轉(zhuǎn)。說過度的振蕩能造成包含車輪的有輪轉(zhuǎn)向架元件過早地磨損就是足夠的了。振蕩也能夠造成在鐵路車車體上運(yùn)輸?shù)呢浳锉粴摹?br> 我們知道鐵路車能量吸收裝置典型地使用壓縮的彈性構(gòu)件，像彈簧式鋼元件或者彈性塊或彈性柱或彈性柱塊。在鋼摩擦界面上使用鋼的彈簧式鋼元件在一些應(yīng)用中被證實(shí)是無效的，因?yàn)槌叽绾驼辰Y(jié)問題。最近，熱塑性彈性體的不同形式已經(jīng)有利地被使用，以形成為這種鐵路車使用所需的必要的力吸收特性。一種像這樣的彈性體是由本發(fā)明的受讓人以“TecsPak”商標(biāo)推入市場并出售的。
不管如何應(yīng)用，在最接近熱塑性彈簧處的熱量積累是一個(gè)嚴(yán)重的問題。在鐵路車操作期間以及這種能量吸收裝置的使用期間，熱量形成了。然而，除非這樣的熱量積累能夠被控制，熱塑性彈簧將趨于軟化和變形，因此，不利地影響了鐵路車元件的可操作性能，這些性能被發(fā)現(xiàn)是有用的。舉個(gè)例子，當(dāng)一個(gè)有輪轉(zhuǎn)向架前后搖擺時(shí)，側(cè)軸承的一個(gè)金屬頂板相對車體的下表面滑動(dòng)并且跨越該下表面，金屬頂板通過彈性體彈簧偏靠在車體上。所產(chǎn)生的摩擦有利地產(chǎn)生了一個(gè)反向的扭矩，這個(gè)扭矩阻止了搖擺運(yùn)動(dòng)。這種產(chǎn)生的摩擦也典型地造成了在頂板和車體下面之間的界面處的過度的熱量。這種熱量積累經(jīng)常超過熱塑性彈簧的熱偏轉(zhuǎn)溫度。正如在此處所使用的以及貫穿全部內(nèi)容所使用的那樣，術(shù)語“熱偏轉(zhuǎn)溫度”意味著并且指代一個(gè)溫度水平，在這個(gè)溫度水平下，相關(guān)的元件不管其成分如何都趨于軟化和變形。
當(dāng)由側(cè)軸承和車體之間的摩擦所產(chǎn)生的局部熱量超過其熱偏轉(zhuǎn)溫度時(shí)，彈性體彈簧將趨于變形，并且/或者當(dāng)溫度足夠高的時(shí)候，就造成了彈性體彈簧的熔化。彈性體彈簧的變形和熔化顯著地減少了彈簧施加合適預(yù)載力的能力，并且因此減少了側(cè)軸承的垂直懸掛特性，這反過來導(dǎo)致了有輪轉(zhuǎn)向架振蕩的增強(qiáng)。轉(zhuǎn)向架增強(qiáng)的振蕩以及/或者不穩(wěn)定的循環(huán)擺動(dòng)增加了鐵路車的合成側(cè)向位移/振蕩，導(dǎo)致進(jìn)一步增加熱量積累水平并進(jìn)一步使彈性體彈簧退化。
因此，需要并且持續(xù)期待有一種鐵路車能量吸收裝置，該裝置具有一個(gè)彈簧組件，彈簧組件包括以可操作的方式同一種結(jié)構(gòu)相結(jié)合地排列的一個(gè)彈性體彈簧，該結(jié)構(gòu)用于阻止由于局部熱量而導(dǎo)致的彈性體彈簧的退化。

發(fā)明內(nèi)容
由上面所述，提供了一種鐵路車能量吸收裝置，它被特殊設(shè)計(jì)以限制局部熱量對這種裝置產(chǎn)生的不利影響。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一個(gè)鐵路車側(cè)軸承組件適合于設(shè)置在一個(gè)延長的枕梁和鐵路車的車體中間。側(cè)軸承包括一個(gè)基座和一個(gè)頂蓋或頂板，頂蓋或頂板可移動(dòng)地靠近和離開基座?；晚斏w都包括壁結(jié)構(gòu)，當(dāng)頂蓋以可操作的方式與基座相結(jié)合排列的時(shí)候，兩者的壁結(jié)構(gòu)相互結(jié)合以在側(cè)軸承中限定出一個(gè)空腔或空間。一個(gè)彈性體彈簧容納在基座和頂蓋之間的空腔中，用來推進(jìn)頂蓋上的表面抵靠在車體的底部。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，基座壁結(jié)構(gòu)和頂蓋壁結(jié)構(gòu)每一個(gè)都被構(gòu)造成能促進(jìn)熱量從彈性體彈簧消散離開，藉此延長了側(cè)軸承組件有效的有用性。
彈性體彈簧優(yōu)選地由熱塑性彈性體制成，熱塑性彈性體能夠?qū)㈩A(yù)定的預(yù)載或預(yù)定的力賦予側(cè)軸承組件的頂蓋或頂板，以阻止有輪轉(zhuǎn)向架隨著鐵路車沿著軌道的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的振蕩運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，彈性體彈簧限定了一個(gè)通常位于中央的通孔，這個(gè)通孔開口于彈簧壓縮方向上的相對的兩端。
優(yōu)選地，基座壁結(jié)構(gòu)和頂蓋壁結(jié)構(gòu)每一個(gè)都構(gòu)造成能限制頂蓋相對于基座縱向軸的通常是水平的位移。而且，基座和頂蓋每一個(gè)都構(gòu)造成能允許頂蓋相對于基座移動(dòng)，同時(shí)阻止它們之間的旋轉(zhuǎn)。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，基座壁結(jié)構(gòu)具有一個(gè)靠近其自由端的不完整的結(jié)構(gòu)。在一種結(jié)構(gòu)中，基座壁結(jié)構(gòu)僅僅包含基座壁結(jié)構(gòu)的一個(gè)自由端邊界的大約30％到大約70％。更特別地，基座壁結(jié)構(gòu)優(yōu)選地限定了排列在側(cè)軸承縱向軸的相對的側(cè)邊上的開口，這些開口與頂蓋壁結(jié)構(gòu)上的開口相協(xié)作，以允許空氣流動(dòng)到側(cè)軸承內(nèi)部，圍繞著彈性體彈簧，并且最后從空腔中流出，藉此將熱量從彈性體彈簧中排出，藉此延長了側(cè)軸承組件有效的有用性。
優(yōu)選地，由頂蓋壁結(jié)構(gòu)限定的開口從頂蓋的一個(gè)平的表面伸出并且距離壁的自由端有一個(gè)距離，這個(gè)距離經(jīng)測量是頂蓋的平表面和頂蓋的壁結(jié)構(gòu)自由端之間的測量距離的35％到60％。而且，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，與頂蓋的表面接合的平面車體被構(gòu)造成能促進(jìn)熱的自由對流和強(qiáng)迫對流離開彈性體彈簧可操作地設(shè)置于其中的空腔。
在彈性體彈簧具有中央通孔的那個(gè)實(shí)施例中，基座和頂蓋至少有一個(gè)提供有一個(gè)導(dǎo)件，用以積極地設(shè)置彈性體彈簧相對于其它側(cè)軸承元件的位置。此外，基座和頂蓋至少有一個(gè)頂部，用于限制頂蓋逼近基座的運(yùn)動(dòng)，藉此控制在制鐵路車側(cè)軸承操作期間彈簧的壓縮。
根據(jù)另一方面，提供有一個(gè)彈簧組件，該彈簧組件包括一個(gè)彈性體彈簧，彈性體彈簧的延長軸線限定了所述彈簧組件的一個(gè)縱向軸線，并且彈性體彈簧具有一個(gè)與之可操作地結(jié)合排列的絕熱體或空氣間隔，用以限制傳導(dǎo)性熱量傳遞到彈簧上。絕熱體限定了彈簧組件的一個(gè)端部，并且構(gòu)造成能引導(dǎo)空氣以通常垂直于彈簧縱向軸線的方向橫穿，藉此促進(jìn)對流的熱傳遞離開彈性體彈簧，藉此延長所述彈簧組件的有用性。
由這個(gè)公開內(nèi)容的理解可以知道，提供與一鐵路車彈簧組件相結(jié)合的絕熱體的固有特征同樣可以應(yīng)用于同彈簧組件可操作地結(jié)合排列的熱塑性彈簧的任意形狀或設(shè)計(jì)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，熱塑性彈性體彈簧具有一個(gè)位于相對端部之間的通常是圓柱狀的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，彈性體彈簧限定了一個(gè)開口的端部凹穴，凹穴緊鄰著絕熱體排列。
在一個(gè)最優(yōu)選的形式中，彈性體彈簧具有一個(gè)通常位于中央的孔，這個(gè)孔開向于彈性體彈簧的相對端部。而且，在一個(gè)優(yōu)選的形式中，絕熱體同樣提供有一個(gè)開向相對端部的位于中央的通孔。
絕熱體優(yōu)選地是由尼龍或者其它合適的熱塑性材料制成，這些材料具有相對較高的沖擊強(qiáng)度和較低的熱傳導(dǎo)性。說用于形成絕熱體的材料具有比形成彈性體彈簧的彈性體顯著要高的熱偏轉(zhuǎn)溫度就是足夠的了。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，絕熱體通常包含彈簧組件相對端部之間距離的大約1/5到大約1/20。在一種形式中，絕熱體包含間隔的并且通常是平行的表面，表面之間限定了一段距離，這段距離是大約0.250英寸到大約1.0英寸之間。
絕熱體優(yōu)選地提供有用于將絕熱體可操作地緊固到彈性體彈簧上的結(jié)構(gòu)。為了方便彈簧的裝配，并且進(jìn)一步確保彈簧組件同發(fā)現(xiàn)有用性的鐵路車元件之間適當(dāng)?shù)呐浜?，絕熱體優(yōu)選地用顏色編碼，用以可視地指示出與其可操作地結(jié)合排列的彈性體彈簧的確定的特性。
在一種形式中，絕熱體的一個(gè)自由端包括一系列以統(tǒng)一的形式彼此相關(guān)排列的突緣或突扣，這樣相鄰?fù)豢鄣南鄬Φ膫?cè)邊就限定了位于它們之間的通道。在相鄰?fù)豢壑g限定的通道通常與彈簧組件的縱向軸線呈垂直關(guān)系橫穿地延伸。優(yōu)選地，一系列突扣的自由端相結(jié)合，以限定出一個(gè)通常是平的表面，突扣的自由端選擇性地包含彈簧組件的一個(gè)自由端的表面面積的大約30％到大約75％。在一個(gè)實(shí)施例中，突扣通常包含絕熱體的通常是平行的表面之間距離的大約3/8到大約3/4。作為選擇，一系列突緣或突扣從一個(gè)金屬板突出，并且與之可操作地結(jié)合，用以促進(jìn)熱量傳遞離開彈性體彈簧。
根據(jù)另一方面，用于吸收能量的裝置包括一個(gè)基座，該基座適合于同兩個(gè)主體之一可操作地結(jié)合排列。這種裝置進(jìn)一步包括以可操作的方式并且通常是同軸地安裝在基座上的一個(gè)構(gòu)件。這種構(gòu)件限定了一個(gè)表面，這個(gè)表面適合于同兩個(gè)主體的另一個(gè)可操作地結(jié)合排列。這種裝置進(jìn)一步包括一彈簧組件，該彈簧組件適合于設(shè)置在基座和用于吸收能量的構(gòu)件之間，被吸收的能量是通過所述第一主體和所述第二主體之一或通過這兩者而賦予到所述裝置中的。彈簧組件包括一個(gè)彈性體彈簧和一個(gè)絕熱體，該絕熱體限定了彈簧組件適合于與所述構(gòu)件緊鄰地設(shè)置的那個(gè)端部，并且其中絕熱體適合于抑制傳導(dǎo)性熱量從這種構(gòu)件傳導(dǎo)到彈性體彈簧中。而且，絕熱體被構(gòu)造成能引導(dǎo)空氣在絕熱體和所述構(gòu)件之間的界面處橫穿，藉此促進(jìn)對流的熱量從彈性體彈簧與所述構(gòu)件緊鄰的那個(gè)端部傳遞出去，這樣就延長了彈簧組件的有用性。
仍然根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供有一個(gè)彈性體彈簧組件，彈性體彈簧組件包括一個(gè)伸長的熱塑性彈簧，熱塑性彈簧具有第一和第二同軸間隔的端部以及相對于彈簧的第一端排列的一個(gè)囊狀物。如我們所知，在施加到熱塑性彈簧局部區(qū)域的反復(fù)熱循環(huán)的作用下，并且在250華氏度時(shí)，某些彈性體會(huì)趨于變形。同樣地，囊狀物的目的是阻止由于施加到熱塑性彈簧上的反復(fù)的熱量循環(huán)而導(dǎo)致彈簧第一端的退化和徑向偏移。
在一個(gè)優(yōu)選的形式中，囊狀物包括一個(gè)封閉帶，封閉帶沿著熱塑性彈簧的縱向同軸地延伸一段距離。如本領(lǐng)域有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員所知，封閉帶的軸向距離沿著彈性體彈簧的一個(gè)外表面延伸，在彈性體彈簧的操作特性從最小化到最大化過程中允許封閉帶保持有效，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目的。
仍然根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)目的，提供有一個(gè)彈簧組件，彈簧組件包括具有預(yù)定的負(fù)載偏轉(zhuǎn)特性并且設(shè)置在兩個(gè)主體之間的一個(gè)彈性體彈簧。彈簧組件進(jìn)一步包括一個(gè)囊狀物，用于阻止彈性體彈簧相關(guān)聯(lián)的局部部分在暴露于熱偏轉(zhuǎn)溫度以后變形，藉此幫助彈性體彈簧保持其預(yù)定的負(fù)載偏轉(zhuǎn)特性，而彈性體彈簧的變形通常會(huì)造成彈簧性能變形或退化。
當(dāng)用于吸收能量的裝置被設(shè)計(jì)成鐵路車側(cè)軸承的時(shí)候，在彈簧組件上的封閉帶向著彈簧的適于暴露在增加的熱量水平上的那個(gè)端部排列，增加的熱量水平通常是在鐵路車側(cè)軸承的操作期間產(chǎn)生的。同樣地，封閉帶阻止了彈簧的暴露于熱量下的那個(gè)端部由于鐵路車上的有輪轉(zhuǎn)向架的“振蕩”運(yùn)動(dòng)而變形。
當(dāng)能量吸收裝置被構(gòu)造成鐵路車側(cè)軸承的時(shí)候，并且進(jìn)一步著手解決彈性體彈簧的熱偏轉(zhuǎn)問題，除了具有被封閉帶環(huán)繞的彈簧一端以外，側(cè)軸承的基座和頂蓋還優(yōu)選地構(gòu)造成上面所描述的那樣，以允許熱量進(jìn)入到彈性體彈簧設(shè)置于其中的空腔，在彈簧周圍流通，并且最后從側(cè)軸承中流出，以消散積累的熱量，并且因此延長鐵路車側(cè)軸承的有用壽命。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種鐵路車能量吸收裝置，該裝置被設(shè)計(jì)成可以限制局部熱量對這種裝置的不利影響。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種彈性體彈簧組件，該組件包括一個(gè)彈性體彈簧，該彈性體彈簧包括用于抑制彈簧由于熱而產(chǎn)生退化的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種彈性體彈簧組件，該組件被設(shè)計(jì)成能提供可預(yù)定的負(fù)載特性并且被構(gòu)造成能保持彈簧的結(jié)構(gòu)以便于持續(xù)地提供這種可預(yù)定的負(fù)載特性，盡管在彈簧組件操作期間運(yùn)轉(zhuǎn)的熱量施加到該組件上。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種彈性體彈簧組件，該組件被設(shè)計(jì)成能限制彈性體彈簧的物理變形，盡管反復(fù)暴露在熱偏轉(zhuǎn)溫度下通常會(huì)造成彈性體彈簧的熱變形。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種包括一個(gè)彈性體彈簧的裝置，該彈性體彈簧適合于吸收并且返還兩個(gè)主體之間的能量，并且其中一個(gè)絕熱體同彈性體彈簧的一端可操作地結(jié)合排列，并且容易限制熱量傳遞到彈性體彈簧的這一端，這種熱量的傳遞是通過引導(dǎo)空氣橫穿絕熱體同所述裝置與之接觸的那個(gè)可移動(dòng)主體之間的界面來實(shí)現(xiàn)的，因此促進(jìn)了傳導(dǎo)性熱量從彈性體彈簧與可移動(dòng)主體最接近的那個(gè)端部傳導(dǎo)出去。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種鐵路車側(cè)軸承，它包括一個(gè)彈性體彈簧，用于將一頂蓋彈性地推進(jìn)并抵靠在鐵路車的一下表面上并且開始與之滑動(dòng)接觸，并且其中側(cè)軸承的基座和頂蓋上的壁結(jié)構(gòu)彼此相關(guān)構(gòu)建，因此促進(jìn)熱量對流離開彈性體彈簧，因此延長了鐵路車側(cè)軸承的有用性。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是設(shè)計(jì)一種鐵路車側(cè)軸承，以便于與之相結(jié)合排列的一個(gè)彈性體彈簧被保護(hù)不受熱損壞，這種熱損壞是由側(cè)軸承安裝于其上的有輪轉(zhuǎn)向架的振蕩運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提出一種利用了一個(gè)彈性體彈簧的經(jīng)濟(jì)的并且具有有效成本的鐵路車側(cè)軸承，其中的彈性體彈簧被保護(hù)不受熱損壞，這種熱損壞是由側(cè)軸承安裝于其上的有輪轉(zhuǎn)向架的振蕩運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的。
本發(fā)明的這些目的以及其它目的和目標(biāo)在隨后的詳細(xì)描述、所附的權(quán)利要求以及附圖中被更加充分地描述。


圖1是鐵路車有輪轉(zhuǎn)向架一部分的上平面圖，該有輪轉(zhuǎn)向架包括體現(xiàn)了本發(fā)明主旨的一個(gè)能量吸收裝置的一種形式；圖2是圖1所示的能量吸收裝置在圖1所示位置旋轉(zhuǎn)90°后的放大的上平面圖；
圖3是沿圖2的3-3線的剖視圖；圖4是圖2所示的能量吸收裝置的透視圖；圖5是用于鐵路車的能量吸收裝置或彈簧組件的作為一種選擇形式的側(cè)向正視圖；圖6圖5所示的彈簧組件的放大的上平面圖；圖7沿圖6的7-7線的放大的剖視圖；圖8是用于圖5所示的彈簧組件的作為一種選擇的絕熱體的部分剖視圖；圖9是用于鐵路車的能量吸收裝置或彈簧組件的另一種選擇形式的側(cè)向正視圖；圖10是圖9所示的彈簧組件部件彼此相互分離的透視圖；圖11是圖9所示的彈簧組件的上平面圖；圖12是沿圖10的11-11線的放大的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明能容許多種形式的實(shí)施例，并且將展示且隨后對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，通過理解，本發(fā)明所公開的內(nèi)容被認(rèn)為是提出了本發(fā)明的范例，這些范例不是為了將本發(fā)明限制在所解釋和描述的特殊實(shí)施例中。
現(xiàn)在參考附圖，其中在全部附圖中同樣的參考數(shù)字指代同樣的部件，圖1展示了一個(gè)鐵路車能量吸收裝置，該裝置由參考數(shù)字10概括地確定。所述鐵路車能量吸收裝置10在沒有轉(zhuǎn)移或者脫離本發(fā)明真正精神和范圍的情況下可以采取無數(shù)種不同的形狀。在一個(gè)實(shí)施例中，所述鐵路車能量吸收裝置10作為安裝在鐵路車12上的一個(gè)鐵路車側(cè)軸承10被展示(圖3)。更特別地，所述側(cè)軸承10是安裝在一個(gè)有輪轉(zhuǎn)向架14上并與之可操作地結(jié)合，該轉(zhuǎn)向架形成輪副15的一部分，輪副15允許鐵路車輛或鐵路車12沿著軌道T并在其上行駛。眾所周知，側(cè)軸承10是安裝在部分圖示的一個(gè)橫向設(shè)置的枕梁16上，枕梁16具有一個(gè)縱向軸線17并構(gòu)成所述有輪轉(zhuǎn)向架14的一部分，用來操作地支撐鐵路車車體18的一個(gè)側(cè)面和一個(gè)端部(圖3)，車體18構(gòu)成鐵路車12的一部分。
本發(fā)明并不重點(diǎn)考慮所述側(cè)軸承10的外部結(jié)構(gòu)。圖示的側(cè)軸承10只是用于解釋目的。然而，本發(fā)明的主題和教導(dǎo)同樣可以應(yīng)用于其它形式和形狀的側(cè)軸承。轉(zhuǎn)向圖2，側(cè)軸承10包括一個(gè)基座或機(jī)殼20，能相對所述基座20大體上同軸移動(dòng)而排列的一個(gè)頂蓋或元件40，以及在所述基座20和所述頂蓋40之間可操作地設(shè)置的一個(gè)彈簧組件50(圖3)。
如圖2所示，用于解釋目的而圖示的所述側(cè)軸承10的基座20優(yōu)選地是由金屬構(gòu)成，并且包括一個(gè)基座32，該基座結(jié)構(gòu)上適合于通過任意合適的裝置來與枕梁14連接，比如通過螺栓或類似物。在解釋性實(shí)施例中，基座32包括完全相反的開口或孔32a和32b，它們允許合適的緊固件穿過其中豎著延伸，用以將基座32緊固，并且因此將基座20緊固到枕梁16上。優(yōu)選地，基座30上的開口32a和32b沿著軸線33排列，因此當(dāng)基座20被緊固到枕梁16上時(shí)軸線33通常垂直于或者正交于枕梁16的縱向軸線17。
在圖示的實(shí)施例中，基座20進(jìn)一步包括從基座30延伸的壁結(jié)構(gòu)34，以為基座20確定一個(gè)軸線35(圖3)。壁結(jié)構(gòu)34優(yōu)選地具有通常的圓形橫斷面結(jié)構(gòu)，并且限定了一個(gè)空的或開口的間隙空腔36，彈簧組件50容納在該空腔內(nèi)部。如圖3所示，優(yōu)選地提供有一個(gè)彈簧導(dǎo)件或凸起38，并且設(shè)置在基座32的中央，位于基座20的空腔36內(nèi)部。而且，彈簧導(dǎo)件38優(yōu)選地限定了一個(gè)平面或者止塊39。
像基座20一樣，頂蓋或元件40優(yōu)選地是由金屬制成，并且適合于相對基座20可伸縮地移動(dòng)。頂蓋40的一個(gè)頂板42具有一個(gè)通常的平面結(jié)構(gòu)，用于同車體18的下面或者表面摩擦地接合并且建立金屬對金屬的接觸。在解釋性實(shí)施例中，頂蓋或元件40包括壁結(jié)構(gòu)44，該壁結(jié)構(gòu)44懸垂于頂板42，優(yōu)選地是與之形成一個(gè)整體，從而確定了一個(gè)軸線45，這個(gè)軸線通常與基座20的軸線35同軸地延伸。如圖所示，頂蓋40的壁結(jié)構(gòu)44具有通常的圓形橫斷面結(jié)構(gòu)，并且限定了一個(gè)空的或開口的間隙空腔46。在解釋性實(shí)施例中，基座壁結(jié)構(gòu)34和頂蓋壁結(jié)構(gòu)44被構(gòu)造得可以相互補(bǔ)充并且可以可操作地相互協(xié)作，以將彈簧組件50圍繞并容納于其中?？梢岳斫?，如果基座20的壁結(jié)構(gòu)34被設(shè)計(jì)成不同于通常的圓形橫斷面，那么頂蓋或元件20的壁結(jié)構(gòu)44的橫斷面形狀也將同樣地改變。
在解釋性實(shí)施例中，頂蓋或元件40也包括在中央設(shè)置的、位于空腔46內(nèi)部的、并且懸垂于頂板42的下表面4 7的一個(gè)彈簧導(dǎo)件或凸起48。優(yōu)選地，彈簧導(dǎo)件48優(yōu)選地限定了一個(gè)平面或者止塊49，該平面或者止塊49相對于基座20上的止塊39面對面地設(shè)置。
像所有的側(cè)軸承一樣，彈簧組件50的形態(tài)結(jié)構(gòu)能夠在不破壞或者偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下與用于示范性目的而解釋的形式有所不同或者有所改變。在解釋性實(shí)施例中，彈簧組件50限定了一個(gè)中心軸，并且包括一個(gè)成型的、彈性可變形的熱塑性彈性元件52，元件52的結(jié)構(gòu)適合于在基座20和頂蓋或元件40之間提供一種插入。作為例子而在圖3中圖示的熱塑性元件52優(yōu)選地包括一個(gè)垂直伸長的、位于相對端或相對表面54和56之間的通常是圓柱形的結(jié)構(gòu)。如圖所示，彈性元件52限定了一個(gè)通常位于中央的孔或通孔58，通孔58在相對端向表面54和56敞開。然而，應(yīng)該理解，熱塑性彈性元件52也能夠是實(shí)體結(jié)構(gòu)。而且，彈性元件52能夠形成與共同受理的專利號(hào)為5868384的美國專利所公開的結(jié)構(gòu)相類似的復(fù)合結(jié)構(gòu)；該結(jié)構(gòu)可應(yīng)用的部分在此合并以供參考。
說熱塑性彈性元件52能夠由若干種彈性材料制成就已經(jīng)足夠了。優(yōu)選地，熱塑性彈性元件52由共聚醚聚合體彈性體制成，并且杜邦公司(DuPont)以HYTREL商標(biāo)出售。然而，一般來講，HYTREL彈性體具有的固有物理屬性使得它不適合制造彈簧。然而，申請人的受讓人很容易地發(fā)現(xiàn)在把HYTREL彈性體制成合適的結(jié)構(gòu)以后，就有可能有利地把類似彈簧的屬性賦予彈性體元件。共同受理的D.G.安德森的專利號(hào)為4198037的美國專利更好地描述了上面提到的聚合體材料及其形成工藝，并且在此合并以供參考，已達(dá)到可應(yīng)用的范圍。當(dāng)用作彈簧的時(shí)候，熱塑性彈性體元件52具有一個(gè)彈性，彈性的拉伸率大于1.5到1。
彈簧組件50的目的是設(shè)置頂蓋40的頂板42相對于基座20的位置，并且形成一個(gè)預(yù)定的預(yù)載或懸浮力，因此推動(dòng)板42向著與車體18的下表面發(fā)生摩擦接合的方向移動(dòng)。在頂蓋或元件40上的預(yù)載或懸浮力在車體18趨于搖擺的時(shí)候允許將力的吸收傳給側(cè)軸承10，比如當(dāng)圍繞車體18的水平軸振蕩的時(shí)候，此外還抑制了有輪轉(zhuǎn)向架14相對于車體18的振蕩運(yùn)動(dòng)。
在鐵路車輛12的行進(jìn)期間，有輪轉(zhuǎn)向架14自然地圍繞轉(zhuǎn)向架的垂直軸振蕩或者擺動(dòng)，因此，在側(cè)軸承頂蓋或元件40的頂板42的內(nèi)表面和車體18的下表面并且沿著這些表面建立的摩擦滑動(dòng)因此產(chǎn)生了顯著的甚至是過度的熱量。如我們所知，當(dāng)在側(cè)軸承10的內(nèi)表面和車體18的下表面的熱量超過了熱塑性元件52退化的熱偏轉(zhuǎn)溫度時(shí)，熱塑性元件52產(chǎn)生了變形甚至熔化，因此不利地影響了由彈簧組件50提供的預(yù)定的預(yù)載特性。
因此，本發(fā)明的一個(gè)方面涉及構(gòu)建能量吸收裝置10來促進(jìn)能量從彈性體彈簧組件50消散，并因此延伸了裝置10的有用性。更加特別的是，并且如圖3和圖4所示，基座20的壁結(jié)構(gòu)34限定了開口60和62，開口60和62設(shè)置在由基座20限定的縱向軸心35的相對的側(cè)邊。特別地，由基座20限定的開口60、62通常相對于彼此呈一直線設(shè)置，并且沿著軸線64延伸，軸線64通常垂直于基座20的軸線35。每個(gè)開口60、62優(yōu)選地由一個(gè)溝槽確定，這個(gè)溝槽開口于壁結(jié)構(gòu)34的自由端并且遠(yuǎn)離自由端延伸，并且在一個(gè)示范性實(shí)施例中具有相對的通常是平行的邊66和68。同樣地，壁結(jié)構(gòu)34的自由端邊界具有一個(gè)不完整的結(jié)構(gòu)。這是為了促進(jìn)氣流進(jìn)入到側(cè)軸承10中并從中流出，由開口60、62的相對邊66、68之間所限定的總的面積累積起來測量僅僅是由在基座20上的壁結(jié)構(gòu)34的自由端邊界所限定的總面積的大約35％到70％。
能量吸收裝置10的頂蓋40以可以對基座20的通氣結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)足的方式構(gòu)造，藉此允許空氣進(jìn)入到側(cè)軸承10中，并且流向彈簧組件50的熱塑性彈簧元件52，圍繞著熱塑性彈簧元件52，并且最終從側(cè)軸承10中流出。如圖2、圖3、圖4所示，側(cè)軸承頂蓋40的壁結(jié)構(gòu)44限定了一對開口70和72，開口70和72設(shè)置在頂蓋40的軸心45的相對的側(cè)邊上。由頂蓋40限定的開口70和72通常相對于彼此呈一直線設(shè)置，并且以可以對基座20中的開口60、62進(jìn)行補(bǔ)足的方式構(gòu)造。特別地，盡管構(gòu)造得能促進(jìn)熱量從側(cè)軸承10中轉(zhuǎn)移，基座20的壁結(jié)構(gòu)34和44以及頂蓋40分別構(gòu)造得能夠彼此合作，并且強(qiáng)度足夠以在側(cè)軸承10操作期間限制頂蓋40相對于側(cè)軸承10的縱向軸線的移動(dòng)。
如圖2和圖4所示，由側(cè)軸承頂蓋40限定的開口70、72優(yōu)選地遠(yuǎn)離頂蓋40的頂板42延伸到距離壁44的自由端有一個(gè)距離，這個(gè)距離經(jīng)測量是頂板42的上表面和壁結(jié)構(gòu)44的自由端之間測量距離的35％到60％。如圖3所示，由頂蓋或元件40所限定的通風(fēng)口70、72的一部分優(yōu)選地開放于側(cè)軸承頂板42，藉此促進(jìn)側(cè)軸承10的對流冷卻。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，說能量吸收裝置的冷卻可以通過設(shè)計(jì)能導(dǎo)致熱量經(jīng)自由對流而排出彈性元件52以外的側(cè)軸承結(jié)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)就是足夠的了，這個(gè)自由對流是建立溫度梯度以及/或者由鐵路車移動(dòng)而產(chǎn)生的熱量離開彈性元件52的強(qiáng)制對流的基礎(chǔ)之上的。
在示范性實(shí)施例中，側(cè)軸承基座20和頂蓋40確定了共同操作的機(jī)構(gòu)，通常由標(biāo)號(hào)80確定。所述共同操作的機(jī)構(gòu)的目的是保持在頂蓋40中的開口70、72與在基座20中的開口60、62可以交流地發(fā)生關(guān)系，藉此允許自由的氣流進(jìn)入到側(cè)軸承10中并且流向彈性體彈簧組件50，圍繞著彈性體彈簧組件50，并且最終從彈性體彈簧組件50以及側(cè)軸承10中流出，藉此促進(jìn)加速的熱交換。
如我們所知，所述共同操作機(jī)構(gòu)80可以采取很多種形式和形狀來完成期望的目的。在示范性實(shí)施例中，如圖2、圖3、圖4所示，共同操作機(jī)構(gòu)80包括一對伸長的槽或溝槽82和83，它們設(shè)置在基座壁結(jié)構(gòu)34在直徑上相對的邊上并且從相對邊上凸出。像這樣的槽或溝槽82和84適合于滑動(dòng)地容納合適形狀的鍵或凸起92和94，凸起92和94各自地限定在頂蓋壁結(jié)構(gòu)44的直徑上相對的邊上，并從相對的邊上凸出。
本發(fā)明的另一個(gè)目的涉及為鐵路車能量吸收裝置提供一個(gè)熱保護(hù)的彈簧組件150。如圖5所示，彈簧組件150限定了一個(gè)中心軸151并且包括一個(gè)彈性體彈簧或構(gòu)件152以及一個(gè)絕熱體或空氣間隔155，絕熱體或空氣間隔155可操作地緊固到彈簧元件152上并且限定了彈簧組件150的一個(gè)端部。絕熱體155的目的是減少傳導(dǎo)性的熱量轉(zhuǎn)移到彈性體彈簧組件或元件152上，而且促進(jìn)對流的熱傳遞離開彈簧或構(gòu)件152。
說彈性體彈簧或構(gòu)件152實(shí)質(zhì)上并且在結(jié)構(gòu)上與上面所描述的彈簧或構(gòu)件52相似就足夠了。與上面所描述的彈性體彈簧或構(gòu)件52同樣的或功能類似的彈簧或構(gòu)件150的元件通過一些參考數(shù)字來指定，這些參考數(shù)字與彈簧或構(gòu)件的除了這個(gè)實(shí)施例以外的其它實(shí)施例中所使用的參考數(shù)字是同樣的，只是使用了100這個(gè)序列。
在彈簧組件150的這個(gè)形式中，彈簧或構(gòu)件152的端部適合于與熱源相鄰排列，這個(gè)熱源具有絕熱體155可操作地緊固其上。當(dāng)彈簧組件150被排列成與一個(gè)能量吸收裝置，比如上面描述的鐵路車側(cè)軸承，可以操作地結(jié)合在一起的時(shí)候，絕熱體155就必須具有兩個(gè)重要特性。首先，絕熱體155必須限制熱量通過其中進(jìn)行傳遞。第二，絕熱體155必須具有足夠的強(qiáng)度和耐用性，以抵抗施加于其上的機(jī)械循環(huán)載荷和沖擊載荷。具有比彈性體彈簧152的熱偏轉(zhuǎn)溫度高的熱偏轉(zhuǎn)溫度、較低的熱傳導(dǎo)率、相對較高的沖擊強(qiáng)度以抵抗機(jī)械循環(huán)載荷和沖擊載荷的尼龍材料看起來是能提供有利的性能特性的一種材料。當(dāng)然，其它具有相似特性的材料，比如塑料，用作絕熱體155也同樣是足夠的。
絕熱體155的結(jié)構(gòu)依賴于不同的因素。首先，彈性體彈簧152的構(gòu)造能夠影響絕熱體155的結(jié)構(gòu)。第二，絕熱體155相對于車體和彈性體彈簧152之間的界面的布置也能進(jìn)一步影響絕熱體155的結(jié)構(gòu)。
當(dāng)彈簧組件150被排列成與一個(gè)能量吸收裝置，比如上面描述的鐵路車側(cè)軸承，可以操作地結(jié)合在一起的時(shí)候，絕熱體155就設(shè)置在頂板42的下邊或下表面47(圖2)與彈性體彈簧152的端表面154之間。如圖所示，絕熱體155具有一個(gè)圓形的盤狀結(jié)構(gòu)，它的直徑通常等于或稍微大于彈性體彈簧或構(gòu)件152的端表面154的直徑。絕熱體155優(yōu)選地構(gòu)造有一對通常是平行的并且通常是平面的或平坦的表面157和159。
當(dāng)絕熱體155可操作地緊固到彈性構(gòu)件152上以形成彈簧組件150時(shí)，絕熱體表面157優(yōu)選地緊鄰彈性體彈簧或構(gòu)件152的表面154，而為彈簧組件150限定了一個(gè)暴露的端表面的表面159被推進(jìn)抵靠在側(cè)軸承頂板42(圖2)的下面或下表面47上。優(yōu)選地，表面157和159以足以抑制熱量向彈簧元件152上傳遞的一段距離最小地間隔開，同時(shí)將彈簧高度最大化。在一種形式中，表面157和159間隔開一段距離，這段距離的范圍是大約0.250英寸到大約1.0英寸之間。在最優(yōu)選的形式中，絕熱體155包含彈簧組件150的兩端之間距離的大約1/5到大約1/20。
如圖6所示，絕熱體155的自由端優(yōu)選地包含一系列突緣或突扣163，它們通常以統(tǒng)一的形式彼此相關(guān)排列并且相互結(jié)合，以為彈簧組件150確定出一個(gè)通常是平的表面端159。優(yōu)選地，突緣或突扣163的自由端選擇性地包含表面159的總表面面積的大約30％到大約75％。在一個(gè)優(yōu)選的形式中，將突緣或突扣163這樣構(gòu)造，使得它們的高度包含表面157與159之間距離的大約3/8到大約3/4，看起來有利地抑制了熱量向彈性體彈簧152傳遞。
特別地，突緣或突扣163彼此相關(guān)排列使得多個(gè)氣流引導(dǎo)通道165被限定在緊鄰的突緣或突扣163的相對邊之間。如圖所示，氣流引導(dǎo)通道165開口于絕熱體155的側(cè)邊，并且通常垂直于彈簧組件150的中心軸151延伸。同樣地，通道165被構(gòu)造得能通過引導(dǎo)氣流在絕熱體155和元件或頂蓋40的接合表面42之間的界面橫穿從而促進(jìn)熱量交換，藉此促進(jìn)從彈性體彈簧152的一個(gè)端部進(jìn)行對流的熱傳遞，以延長彈簧組件150的有用性，彈性體彈簧152的這個(gè)端部與熱產(chǎn)生源相鄰排列。如我們所知，空氣間隔155減少了彈簧構(gòu)件152對熱的暴露。
為了抑制熱塑性絕熱體155相對于彈性體彈簧152的移動(dòng)，熱塑性絕熱體155可操作地緊固到彈簧構(gòu)件152上。如圖7所示，熱塑性絕熱體155優(yōu)選地具有結(jié)構(gòu)171，結(jié)構(gòu)171用于將熱塑性絕熱體155積極地緊固到彈性體彈簧構(gòu)件152上。當(dāng)然，作為對結(jié)構(gòu)171的另一種選擇，熱塑性絕熱體155可以粘貼地緊固在彈簧構(gòu)件152的端部154上。而且，從熱塑性絕熱體155以及彈性體彈簧152分離開但卻經(jīng)過它們而且與它們接合的一個(gè)裝置可以作為選擇而使用，用來可操作地將熱塑性絕熱體155緊固到彈性體彈簧或構(gòu)件152上。
如圖7所示，彈簧152限定了至少開口于彈簧構(gòu)件152的端表面154的一個(gè)孔或凹穴158。在一種形式中，用于將熱塑性絕熱體155積極地緊固到彈性體彈簧構(gòu)件152上的結(jié)構(gòu)171包括一個(gè)管或凸起173，管或凸起173優(yōu)選地與絕熱體155形成一體，并且從絕熱體155的表面157通常垂直地伸出并且離開突緣或突扣163。管或凸起173的橫斷面形狀尺寸優(yōu)選地能與由彈簧構(gòu)件152限定的凹穴或孔158相配合，并且同軸地伸入到凹穴或孔158內(nèi)。而且，為了阻止同彈簧152無意中的分離，管或凸起173朝著其自由端方向提供有徑向的結(jié)構(gòu)或尖頭175，尖頭175積極地與孔或凹穴158的的內(nèi)表面接合，接合的方式是能積極地保持絕熱體155可操作地與彈性體彈簧或構(gòu)件152相結(jié)合。
優(yōu)選地，在絕熱體155上的凸起173限定了一個(gè)中空的通道177，通道177允許頂蓋40上的導(dǎo)件48穿過其中延伸并進(jìn)入到彈簧構(gòu)件152的孔或凹穴148內(nèi)部，藉此，影響彈簧組件152相對于鐵路車能量吸收裝置的保持元件的積極的布置。而且，用于制造絕熱體155的材料可以標(biāo)上有顏色的編碼，用來容易地辨別與之可操作地結(jié)合的彈性體彈簧組件150的預(yù)定的特性。
圖8解釋了絕熱體的一個(gè)作為選擇的實(shí)施例，這個(gè)實(shí)施例通常由參考數(shù)字155’確定。絕熱體的這個(gè)作為選擇的實(shí)施例包括一系列突緣或突扣163’，它們實(shí)質(zhì)上與上面所述的突緣或突扣163相似。在間隔155’上的突緣或突扣163’彼此相關(guān)排列，這樣就提供了一系列位于相鄰?fù)咕壍膫?cè)邊之間的空氣引導(dǎo)通道165’，通道165’通常垂直于彈簧組件150’的中心軸延伸。然而，在這個(gè)實(shí)施例中，突緣或突扣163’從金屬板180伸出，并且可操作地緊固到金屬板180上。突緣或突扣163’能夠以任意合適的方式緊固到金屬板180上，比如圖示的但只是一個(gè)示范性的通過配合螺紋緊固的穩(wěn)妥的形式。作為選擇，凸緣163’能夠模制到金屬板180中。使用金屬板作為絕熱體155’的一部分促進(jìn)了熱量的消散，離開彈性體彈簧或構(gòu)件152的最接近熱源設(shè)置的那一端。在這個(gè)實(shí)施例中，金屬板180限定了與結(jié)構(gòu)171類似的結(jié)構(gòu)181，用于將絕熱體155’可操作地緊固到彈性體彈簧或構(gòu)件152’上。
如圖9所示，根據(jù)另一個(gè)特征，為鐵路車能量吸收裝置提供了一個(gè)彈性體彈簧組件250。彈簧組件250限定了一個(gè)縱向軸251并且包括連同一個(gè)囊狀物261一起的一個(gè)熱塑性彈簧或構(gòu)件252，用于阻止彈性體彈簧252因?yàn)槭┘拥綇椥泽w彈簧或構(gòu)架252的局部區(qū)域上的反復(fù)的熱循環(huán)而退化。
用于彈簧組件250的彈簧或構(gòu)件252實(shí)質(zhì)上并且在結(jié)構(gòu)上與上面所述的彈簧52類似。而且，像彈簧52一樣，彈簧元件252具有與之結(jié)合的可預(yù)定的負(fù)載偏轉(zhuǎn)特性。與上面所描述的彈性體彈簧52同樣的或功能類似的彈簧的元件252的元件通過一些參考數(shù)字來指定，這些參考數(shù)字與彈簧或構(gòu)件的除了這個(gè)實(shí)施例以外的其它實(shí)施例中所使用的參考數(shù)字是同樣的，只是使用了200這個(gè)序列。
如圖9所示，說熱塑性彈簧構(gòu)件252具有兩個(gè)相對的端部254和256就是足夠的了。彈簧組件250的囊狀物261可操作地與彈簧或構(gòu)件252的承受反復(fù)熱循環(huán)的那個(gè)端部相結(jié)合。囊狀物261的結(jié)構(gòu)依賴于不同的因素。首先，彈性體彈簧252的構(gòu)造能夠影響囊狀物261的結(jié)構(gòu)。第二，彈簧252的軸向長度，即，彈簧252的相對端部254和256之間的軸向距離，也能進(jìn)一步影響囊狀物261的結(jié)構(gòu)。
在一種形式中，囊狀物261包括一個(gè)封閉帶263，封閉帶263沿著熱塑性彈簧承受反復(fù)熱循環(huán)的局部區(qū)域的外表面同軸地伸出。帶263由熱偏轉(zhuǎn)溫度顯著大于熱塑性彈簧元件或構(gòu)件252的熱偏轉(zhuǎn)溫度的材料制成。舉個(gè)例子，帶263可以由注塑塑料或者由具有通常統(tǒng)一厚度的合適的金屬材料制成，金屬材料的厚度范圍優(yōu)選地在大約0.062英寸到0.375英寸之間。優(yōu)選地，帶263圍繞著彈簧組件250的縱向部分有一段距離，這個(gè)距離的范圍是彈簧元件252的兩端254、256之間測量距離的大約10％到大約35％。作為選擇，帶263從熱塑性彈簧元件或構(gòu)件252暴露于反復(fù)的熱循環(huán)的那個(gè)端部伸出一個(gè)距離，這個(gè)距離的范圍是在大約0.250英寸到大約2.0英寸之間。
在圖9所示的示范性實(shí)施例中，熱塑性元件或彈簧252在相對端254和256之間具有通常是圓柱形或桶狀的結(jié)構(gòu)。同樣地，如圖10所示，封閉帶263具有一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)向圖11，在示范性實(shí)施例中，封閉帶263的尺寸允許帶253沿著熱塑性彈簧元件或構(gòu)件252的周圍舒適地與其配合，藉此可以以可操作結(jié)合的方式排列。換句話說，封閉的環(huán)形帶263的直徑稍微小于熱塑性彈簧元件或構(gòu)件252的那個(gè)端部的直徑，藉此可以以可操作結(jié)合的方式排列。
在帶263位于熱塑性構(gòu)件252的那個(gè)端部周圍以此實(shí)現(xiàn)可操作結(jié)合的排列以后，封閉帶263在其周圍配合的構(gòu)件252被壓縮。構(gòu)件252和帶263的壓縮提供了雙重目的。首先，正如上面提到的D.G.安德森的美國專利4,198,037所詳細(xì)描述的那樣，形成構(gòu)件252的材料的壓縮有利地將類似彈簧的屬性賦予構(gòu)件252。第二，構(gòu)件252和在其周圍配合的封閉帶263的壓縮將封閉帶263可操作地緊固到彈性體彈簧構(gòu)件252上。特別地，如圖9和圖12所示，在構(gòu)件252和環(huán)形帶或環(huán)263壓縮以后，帶263的一個(gè)暴露邊緣或自由邊緣265通常與熱塑性彈簧元件或構(gòu)件252的端部254共面。同樣地，被囊狀物261環(huán)繞的熱塑性彈簧元件或構(gòu)件252的那個(gè)局部區(qū)域或面積雖然暴露在反復(fù)的熱循環(huán)下，但仍將保持適當(dāng)?shù)男螤詈徒Y(jié)構(gòu)，并且能阻止熔化或變形以及損失它的負(fù)載偏轉(zhuǎn)特性。
而且，如圖9、圖11和圖12所示，彈簧252和環(huán)形帶263的壓縮導(dǎo)致帶263的中央部分從彈簧元件252向外徑向地凸出。帶或環(huán)形環(huán)狀物263像這樣的變形在壓縮力從彈簧元件252和環(huán)形帶263移開以后仍然保持。
如我們所知，環(huán)形帶263的變形的結(jié)構(gòu)減少了由囊狀物261圍繞的熱塑性彈簧或元件252的區(qū)域的“死區(qū)”。換句話說，環(huán)形帶263的變形允許彈簧元件252的那個(gè)部分與囊狀物261可操作地結(jié)合，以在確定彈簧組件252的可操作特性的時(shí)候保留可操作的有效性和考慮。
應(yīng)該理解，上面描述的那些結(jié)構(gòu)特征的任意一種或者任意結(jié)合可以結(jié)合鐵路車能量吸收裝置來實(shí)施，藉此能夠在將彈性體彈簧元件或構(gòu)件具體化的一個(gè)彈簧組件的局部區(qū)域上有利地減少有害的熱退化。根據(jù)一個(gè)方面，用于能量吸收裝置的基座被構(gòu)造得能夠促進(jìn)熱量從彈性體彈簧元件安裝于其中的結(jié)構(gòu)空腔中消散并且離開能量吸收裝置，藉此延長了這種裝置的有用性。在能量吸收裝置被構(gòu)造成一個(gè)側(cè)軸承的實(shí)施例中，圍繞著彈簧組件的基座和頂蓋每一個(gè)都構(gòu)造有排氣孔或開口，優(yōu)選地保持彼此流通，藉此允許空氣流動(dòng)到容納了彈性體彈簧元件的空腔中，允許空氣圍繞著并且在彈性體彈簧元件周圍以冷卻或者降溫的方式流動(dòng)，并且最后允許空氣從空腔中流出，藉此將熱量從彈性體彈簧元件中排出，以便于延長彈性體彈簧元件的有用性，并且因此帶來側(cè)軸承的有用性延伸。當(dāng)構(gòu)造成一個(gè)側(cè)軸承時(shí)，頂蓋的頂板優(yōu)選地進(jìn)一步通風(fēng)，以促進(jìn)熱量從容納了彈性體彈簧元件的空腔中自由對流。
盡管只是延伸了彈簧組件總距離的大約1/5到大約1/20，絕熱體的主要功能還是通過抑制由于安裝了彈簧組件的有輪轉(zhuǎn)向架的“振蕩”運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的傳導(dǎo)性熱傳遞，從而保護(hù)彈簧組件的彈性體彈簧元件抵抗受熱損壞。特別地，這種絕熱體提供了簡單化的且具有成本效率的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)用于保護(hù)彈性體彈簧元件抵抗局部熱損害，并且因此帶來的對彈簧組件的保護(hù)。此外，絕熱體優(yōu)選地緊固在彈性體彈簧元件上以阻止它們之間的分離，藉此方便了存貨以及適當(dāng)?shù)氖褂谩?br> 絕熱體的一個(gè)特征涉及在彈簧組件的那一端提供一系列通道，用于引導(dǎo)空氣橫穿彈簧組件和熱源之間的界面，藉此將熱量從彈性體彈簧與熱源緊鄰或最近的那個(gè)端部驅(qū)散。當(dāng)使用自己來提供有益結(jié)果的時(shí)候，橫穿絕熱體的一個(gè)端部延伸的空氣通道在這種絕熱體同一個(gè)彈性體彈簧組件以可操作結(jié)合的方式排列時(shí)提供了特殊的優(yōu)勢，該彈性體彈簧組件容納在能量吸收裝置結(jié)構(gòu)內(nèi)部，該能量吸收裝置以上面描述的方式通過促進(jìn)彈性體彈簧組件的暴露于局部熱積累的那一端的對流的熱傳遞從而實(shí)現(xiàn)通風(fēng)。
而且，由合適的塑料或尼龍材料形成絕熱體能容易地允許對絕熱體進(jìn)行有顏色的編碼，藉此辨別與之可操作地結(jié)合的彈性體彈簧組件的特殊特性。此外，給絕熱體提供了一系列突緣，這些突緣相對于彼此以預(yù)先安排的間隔模式設(shè)置，這樣減少了絕熱體的總重量。如果希望，可以使用一個(gè)金屬板來安放絕熱體的突緣，藉此進(jìn)一步將傳播的熱從彈性體彈簧組件的所述端部傳遞出去。
根據(jù)另一方面，提供了用于在兩個(gè)主體之間吸收并返還能量的彈簧組件。彈簧組件包括一個(gè)彈性體彈簧，該彈性體彈簧具有可操作地與彈簧的承受由反復(fù)熱循環(huán)而導(dǎo)致的局部變形和退化的那個(gè)端部相結(jié)合排列的一個(gè)囊狀物或封閉環(huán)。如我們所知，用于彈簧組件的彈性體彈簧具有預(yù)定的負(fù)載偏轉(zhuǎn)特性。囊狀物的目的是阻止彈性體彈簧的相關(guān)聯(lián)的局部部分在暴露于熱偏轉(zhuǎn)溫度下以后發(fā)生變形，熱偏轉(zhuǎn)溫度通常會(huì)造成彈簧性能變形或退化，通過囊狀物來幫助彈性體彈簧保持預(yù)定的負(fù)載特性，而彈簧就是為這個(gè)負(fù)載特性而設(shè)計(jì)的。
為了限制用于彈簧組件的“死區(qū)”特性，囊狀物或封閉環(huán)在彈簧組件相對的兩端之間延伸一個(gè)有限的軸向距離。換句話說，囊狀物或封閉環(huán)延伸彈簧組件總的軸向長度的大約10％到大約35％。而且，囊狀物或封閉環(huán)優(yōu)選地設(shè)計(jì)成在彈簧組件壓縮下變形，藉此進(jìn)一步減少與彈性體彈簧組件相關(guān)聯(lián)的任何“死區(qū)”。
從前述內(nèi)容可以很容易地認(rèn)識(shí)并注意到在沒有脫離本發(fā)明新穎概念的精神和范圍的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)無數(shù)修改和變化。應(yīng)該知道所公開的內(nèi)容旨在提出本發(fā)明的范例，這些范例并不是意圖將本發(fā)明限制在圖示的特殊實(shí)施例中。公開的內(nèi)容旨在通過所附的權(quán)利要求覆蓋落入本發(fā)明精神和范圍之內(nèi)的所有這樣的修改和豐富的變化。
權(quán)利要求
1.一種用于鐵路車輛的側(cè)軸承，包括一具有壁結(jié)構(gòu)的基座；一頂蓋，所述頂蓋通常可以相對于所述基座同軸地移動(dòng)，并且具有通常是平的表面，所述平表面具有懸垂于其上的壁結(jié)構(gòu)；一彈性體彈簧，容納在由所述基座和所述頂蓋可操作地限定的一個(gè)空腔內(nèi)；并且其中所述基座壁結(jié)構(gòu)和所述頂蓋壁結(jié)構(gòu)每一個(gè)都構(gòu)造成能夠促進(jìn)熱量從所述空腔中消散并且從所述彈性體彈簧中排出，因此延長了所述側(cè)軸承組件有效的有用性。
2.如權(quán)利要求1所述的側(cè)軸承，其中所述基座和所述頂蓋的壁結(jié)構(gòu)每一個(gè)都構(gòu)造成能夠限制所述頂蓋相對于所述基座的縱向軸線做通常是水平的位移。
3.如權(quán)利要求2所述的側(cè)軸承，其中所述基座和所述頂蓋中每一個(gè)的壁結(jié)構(gòu)限定了在所述直立軸線的相對的側(cè)邊上排列的開口，這些開口通常是彼此對準(zhǔn)地排列以促進(jìn)空氣穿過所述側(cè)軸承移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的側(cè)軸承，其中所述頂蓋的平表面被構(gòu)造成能夠促進(jìn)從所述基座和所述頂蓋之間可操作地限定的空腔的對流的和傳導(dǎo)的熱傳遞。
5.如權(quán)利要求1所述的側(cè)軸承，其中所述基座和所述頂蓋限定了用于阻止所述頂蓋相對于所述基座旋轉(zhuǎn)的配合結(jié)構(gòu)。
6.一種適于設(shè)置在鐵路車輛的車體和枕梁之間的側(cè)軸承組件，所述側(cè)軸承包括一基座，所述基座包括了一個(gè)底座，所述底座設(shè)置了有孔的安裝部分，用于允許所述基座的底座被緊固到所述枕梁上，位于所述安裝部分的孔沿著第一軸線直線排列，所述基座進(jìn)一步包括直立的壁結(jié)構(gòu)，所述直立壁結(jié)構(gòu)與所述底座形成一體，并且為所述基座限定了第二軸線，所述第二軸線實(shí)質(zhì)上垂至于所述第一軸線延伸并且通常與之相交；一通常是圓形的頂蓋，所述頂蓋包括一個(gè)通常是平的表面，該平表面被構(gòu)造成能夠與所述車體的一個(gè)下表面相接觸，并且沿著這個(gè)下表面滑動(dòng)，所述頂蓋進(jìn)一步包括與所述平表面一體形成并懸垂于其上的壁結(jié)構(gòu)，所述頂蓋壁結(jié)構(gòu)以可相對于所述基座壁結(jié)構(gòu)伸縮的方式布置，并且被基座壁結(jié)構(gòu)限定以在所述側(cè)軸承內(nèi)部限定出一個(gè)內(nèi)部空間；一熱塑性彈簧，在所述基座和所述頂蓋之間的所述內(nèi)部空間內(nèi)部可操作地布置，用于推進(jìn)所述頂蓋的平表面進(jìn)入與所述車體的所述下表面的滑動(dòng)接合；并且其中所述基座和所述頂蓋的壁結(jié)構(gòu)每一個(gè)都彼此相關(guān)地構(gòu)造，以允許熱量從所述內(nèi)部空間排出，因此延長了所述熱塑性彈簧的有用性。
7.如權(quán)利要求6所述的側(cè)軸承組件，其中所述所述基座和所述頂蓋限定了用于阻止所述頂蓋相對于所述基座旋轉(zhuǎn)的配合結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求6所述的側(cè)軸承組件，其中所述基座和所述頂蓋的壁結(jié)構(gòu)每一個(gè)都限定了在所述基座的第二軸線的相對的側(cè)邊上排列的開口，這些開口通常是彼此對準(zhǔn)地排列以促進(jìn)空氣穿過所述側(cè)軸承移動(dòng)。
9.如權(quán)利要求6所述的側(cè)軸承組件，其中所述頂蓋的平表面被構(gòu)造成能夠促進(jìn)從所述側(cè)軸承的內(nèi)部空間的對流的和傳導(dǎo)的熱傳遞。
10.如權(quán)利要求6所述的側(cè)軸承組件，其中所述熱塑性彈簧在其相對的兩端之間具有通常是圓柱形的構(gòu)造，所述彈簧的至少一端限定了一個(gè)開口的端部凹穴。
11.如權(quán)利要求10所述的側(cè)軸承組件，其中所述基座和所述頂蓋中至少一個(gè)限定了一通常位于中央的導(dǎo)件，該導(dǎo)件至少部分地容納在所述彈簧的所述凹穴內(nèi)部，藉此將所述彈簧正確地設(shè)置在所述側(cè)軸承的內(nèi)部空間內(nèi)部。
12.如權(quán)利要求11所述的側(cè)軸承組件，進(jìn)一步包括一個(gè)止塊，用于限制在所述鐵路車輛上的所述側(cè)軸承的操作期間所述頂蓋向著所述基座的底座的垂直位移。
13.一種鐵路車側(cè)軸承，包括一基座；以及一彈簧組件，該彈簧組件限定了一個(gè)縱向軸線，并且適于安裝在所述基座上并從所述基座向上延伸，所述彈簧組件具有相對的端部并且包括一個(gè)彈性體彈簧，該彈性體彈簧具有第一和第二端部，所述彈簧的第一端部緊鄰著所述基座安裝，并且所述彈簧的第二端部與所述第一端部在軸向上間隔開，一個(gè)絕熱體與所述彈性體彈簧的第二端部可操作地結(jié)合排列，藉此限定了所述彈簧組件的一個(gè)端部，所述絕熱體用于限制向所述彈性體彈簧的熱傳遞，所述絕熱體構(gòu)造有一系列通道，這些通道垂直于所述縱向軸線延伸并且開口于所述絕熱體的側(cè)邊，用于引導(dǎo)空氣橫穿所述絕熱體，因此使熱量從所述彈性體彈簧的第二端消散。
14.如權(quán)利要求13所述的鐵路車側(cè)軸承，其中所述絕熱體包含所述彈簧組件的所述相對端部之間距離的大約1/5到大約1/20。
15.如權(quán)利要求14所述的鐵路車側(cè)軸承，其中所述絕熱體包含間隔的并且通常是平行的表面，所述表面之間限定了大約0.250英寸到大約1.0英寸的距離。
16.一種彈簧組件，包括一狹長的彈性體彈簧，其長軸線限定了所述彈簧組件的一個(gè)縱向軸線，一個(gè)絕熱體與所述彈性體彈簧可操作地結(jié)合排列，因此抑制了傳導(dǎo)的熱量傳遞到所述彈性體彈簧中，并且限定了所述彈簧組件的一個(gè)端部，其中所述絕熱體被構(gòu)造成能夠引導(dǎo)空氣在通常與所述縱向軸線正交的方向上橫穿所述絕熱體，因此促進(jìn)對流的熱量從所述彈性體彈簧中傳遞出去，藉此延長所述彈簧組件的有用性。
17.如權(quán)利要求16所述的彈簧組件，其中所述彈性體彈簧在與所述絕熱體緊鄰排列的那個(gè)端部設(shè)有一個(gè)開口的端部凹穴，其中所述絕熱體與限定了所述凹穴的所述彈性體彈簧的那個(gè)端部可操作地結(jié)合排列。
18.如權(quán)利要求17所述的彈簧組件，其中所述絕熱體設(shè)有用于軸向延伸到位于所述彈性體彈簧一端的所述開口的端部凹穴中的結(jié)構(gòu)，藉此將所述絕熱體可操作地緊固到所述彈性體彈簧上。
19.如權(quán)利要求16所述的彈簧組件，其中所述絕熱體由具有相對較高的沖擊強(qiáng)度和較高的熱偏轉(zhuǎn)溫度的材料制成，其熱偏轉(zhuǎn)溫度顯著高于形成所述彈性體彈簧的材料的熱偏轉(zhuǎn)溫度。
20.如權(quán)利要求16所述的彈簧組件，其中所述彈性體彈簧和所述絕熱體每一個(gè)都提供有通常位于中央的通孔，通孔開口于其相對的端部。
21.如權(quán)利要求20所述的彈簧組件，其中所述絕熱體由彩色編碼的材料制成，通過在所述絕熱體上用顏色編碼來指示所述彈簧的確定的預(yù)定特性。
22.一種用于吸收兩個(gè)主體之間能量的裝置，所述裝置包括一基座，適于同所述主體之一可操作地結(jié)合排列；一構(gòu)件，可移動(dòng)地安裝在所述基座中，并且通常相對于所述基座同軸，所述構(gòu)件限定了一個(gè)表面，該表面適合于同所述另一個(gè)主體可操作地結(jié)合布置；以及一彈簧組件，適合于設(shè)置在所述基座和所述構(gòu)件之間，用于吸收由所述第一主體和第二主體之一或者由這兩個(gè)主體傳送給所述裝置的能量，所述彈簧組件包括一個(gè)彈性體彈簧和限定了所述彈簧組件一個(gè)端部的一個(gè)絕熱體，絕熱體適于同所述構(gòu)件相鄰設(shè)置，其中所述絕熱體適于抑制傳導(dǎo)的熱量在所述構(gòu)件和所述彈性體彈簧之間傳遞，其中所述絕熱體被構(gòu)造成能夠引導(dǎo)空氣橫穿所述絕熱體和所述構(gòu)件之間的界面，因此促進(jìn)對流的熱量從與所述構(gòu)件緊鄰排列的所述彈性體彈簧中傳遞出去，藉此延長所述彈簧組件的有用性。
23.一種彈性體彈簧組件，包括一狹長的熱塑性彈簧，具有第一和第二軸向間隔的端部并且限定了一個(gè)長軸線；以及一囊狀物，相對于所述彈簧的所述第一端呈圍繞關(guān)系布置，用于阻止由于施加到所述熱塑性彈簧上的反復(fù)的熱循環(huán)而導(dǎo)致的所述彈簧的所述第一端的退化和徑向偏轉(zhuǎn)。
24.如權(quán)利要求23所述的彈性體彈簧，其中所述囊狀物包括一個(gè)封閉帶，封閉帶沿著所述彈簧的外圍同軸地延伸，并且離開所述第一端一段距離，這個(gè)距離的范圍是所述熱塑性彈簧的所述第一端和軸向隔開的第二端之間距離的大約10％到大約35％。
25.如權(quán)利要求24所述的彈性體彈簧，其中所述環(huán)形帶的寬度范圍是大約0.062英寸到0.375英寸之間。
26.如權(quán)利要求24所述的彈性體彈簧，其中所述環(huán)形帶由金屬形成。
全文摘要
一種鐵路車能量吸收裝置。所述鐵路車能量吸收裝置包括一個(gè)彈簧組件，彈簧組件具有一個(gè)彈性體彈簧，同用于阻止所述彈性體彈簧元件的局部熱退化的結(jié)構(gòu)可操作地結(jié)合排列。
文檔編號(hào)F01M1/00GK1684864SQ200380100091
公開日2005年10月19日 申請日期2003年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月7日
發(fā)明者威廉·P·奧唐奈, 邁克爾·D·萬馬爾德佳姆, 埃里克·D·詹森, 唐納德·E·威爾特, 邁克爾·S·狄龍 申請人:采礦企業(yè)有限公司