СЖИМАЕМАЯ ЭЛАСТОМЕРНАЯ ПРУЖИНА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2017 года по МПК F16F1/373 F16F1/40 B61G9/14 B61G11/08 

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка тесно связана с находящейся на рассмотрении в США совместной заявкой на патент с серийным номером 13/233231, озаглавленной "Эластомерный поглощающий аппарат для железнодорожного вагона".

Данная заявка переуступлена правопреемнику настоящего изобретения, и раскрытие этой совместной заявки включено в описание в качестве ссылки.

Данная заявка дополнительно тесно связана с заявкой на патент США с серийным номером 12/150809, озаглавленной "Сжимаемая эластомерная пружина", с заявкой США с серийным номером 12/150928, озаглавленной "Эластомерная прокладка для сжимаемой эластомерной пружины", с заявкой США с серийным номером 12/150929, озаглавленной "Способ изготовления сжимаемой эластомерной пружины", с патентом США на изобретение номер 7981348, выданным 19 июля 2011 г., с заявкой США с серийным номером 12/150926, озаглавленной "Прокладка для сжимаемой пружины". Эти заявки переуступлены правопреемнику настоящего изобретения, и раскрытия этих заявок включены здесь в качестве ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, в целом, к сжимаемым эластомерным пружинам для поглощения и рассеивания энергии и, в частности, к сжимаемым эластомерным пружинам для, по меньшей мере, поглощения и рассеивания энергии во время работы пассажирского или грузового железнодорожного вагона, и еще более точно настоящее изобретение относится к эластомерной сжимаемой пружине, имеющей новое устройство для прикрепления эластомерных прокладок к пластинчатым элементам в осевом направлении, расположенным последовательно друг с другом.

Отчет, относящийся к федеральному финансированию научно-исследовательской работы, не предусматривается.

Ссылка на приложение с распечатками, таблицами или компьютерной программой на компакт диске не предусматривается.

Предшествующий уровень техники

До концепции и разработки данного изобретения были предприняты усилия для улучшения эластомерных пружин, в частности, используемых в узлах поглощающих аппаратов для смягчения толчковых и тяговых динамических ударных сил, возникающих во время формирования состава и работы железнодорожного транспортного средства. В то время как различные предварительные публикации, включая раскрытие в перекрестной ссылке на родственные заявки, описывают такие различные усовершенствования для эластомерных пружин, было обнаружено, что дополнительные улучшения необходимы в области прикрепления эластомерных прокладок к пластинчатым элементам для того, чтобы улучшить симметрию эластомерной прокладки и для обеспечения, по существу, одинакового сжатия каждой эластомерной прокладки, когда множество таких эластомерных прокладок и пластинчатых элементов расположены последовательно внутри пружинного пакета.

Сущность изобретения

Согласно одному аспекту, изобретение обеспечивает сжимаемую пружину. Сжимаемая пружина включает в себя эластомерную прокладку, имеющую, по существу, твердое тело, определяющее центральную ось и изготовленное из эластомерного материала. По существу, твердая опора выступает вверх в осевом направлении на одном конце, по существу, твердого тела. Существует выступ, который расположен на дальнем конце осевой опоры в плоскости, по существу, поперечной к центральной оси. Пружина может также включать в себя осевое отверстие, продолжающееся через толщину тела и опоры. В равной степени пружина может включать в себя жесткий пластинчатый элемент, который механически прикреплен к эластомерной прокладке в процессе формовки, при этом опора проходит через центральное отверстие в жестком элементе и где выступ заключает толщину участка жесткого элемента вокруг центрального отверстия.

В соответствии с другим аспектом, множество прокладок и жестких элементов устанавливаются последовательно друг за другом для образования пружинного пакета.

В соответствии с еще одним аспектом, изобретение обеспечивает способ изготовления сжимаемой эластомерной пружины. Способ включает в себя этап, при котором обеспечивают, по существу, твердую, единичную, цельную заготовку тела, включающую в себя заданное поперечное сечение, расположенное перпендикулярно к центральной оси заготовки тела, пару разнесенных осевых концов, определяющих толщину заготовки тела, причем каждый из пары осевых концов имеет, в общем, плоскую поверхность, расположенную перпендикулярно к центральной оси, оси, по существу, твердой опоры, выступающей вверх на одном из пары осевых концов, и осевое отверстие, образованное как через толщину, по существу, твердого тела, так и толщину, по существу, твердой опоры. Затем обеспечивают пару формовочных элементов, причем, по меньшей мере, один из пары формовочных элементов имеет средство смещения материала, по меньшей мере, либо образованное как единое целое, либо прикрепленное к одной его поверхности. Далее располагают, по существу, твердую заготовку тела между парой формовочных элементов. Вставляют средство смещения материала в осевое отверстие. Наконец, прикладывают осевое усилие к, по меньшей мере, одному из пары формовочных элементов.

Задачи изобретения

Следовательно, одной из главных задач настоящего изобретения является разработка новой эластомерной прокладки для сжимаемой эластомерной пружины.

Другой задачей настоящего изобретения является разработка новой эластомерной прокладки для сжимаемой эластомерной пружины, которая включает в себя осевой выступ, расположенный на одном конце прокладки с тем, чтобы заключить толщину участка пластинчатого элемента.

Еще одной задачей настоящего изобретения является разработка новой эластомерной прокладки для сжимаемой эластомерной пружины, которая включает в себя осевое отверстие.

Дополнительной задачей настоящего изобретения является создание эластомерной пружины, использующей множество вышеописанных эластомерных прокладок, прикрепленных к пластинчатым элементам с тем, чтобы образовать пружинный пакет.

В дополнение к нескольким задачам и преимуществам настоящего изобретения, которые были описаны выше с некоторой степенью конкретности, другие различные задачи и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны специалистам в данной области техники, в частности, если подобное описание рассматривать совместно с приложенными чертежами и совместно с приложенной формулой изобретения.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет вид в изометрии эластомерной пружины.

Фиг. 2 представляет вид в плоскости эластомерной пружины по фиг. 1.

Фиг. 3 представляет вид поперечного сечения эластомерной пружины вдоль линии III-III по фиг. 2; и

Фиг. 4 представляет вертикальную проекцию заготовки, используемой в изготовлении эластомерной пружины по фиг. 1-3;

Фиг. 5 представляет вертикальную проекцию формовочных пластин, используемых в формовании пружины по фиг. 1-3;

Фиг. 6 представляет вертикальную проекцию пружинного пакета, использующего эластомерные пружины по фиг. 1-3;

Фиг. 7 представляет вертикальную проекцию пружинного пакета по фиг. 6, в частности, иллюстрирующую пару концевых пластинчатых элементов; и

Фиг. 8 иллюстрирует частичное поперечное сечение вертикальной проекции пружинного пакета по фиг. 6, в частности иллюстрирующее жесткие упоры на жестких пластинчатых элементах, расположенных последовательно внутри пружинного пакета.

Краткое описание вариантов осуществления изобретения

Перед тем как приступить к более детальному описанию настоящего изобретения, необходимо отметить, что в целях ясности и понимания идентичные составляющие элементы, которые имеют одинаковые функции, были обозначены идентичными ссылочными позициями на нескольких видах, показанных на чертежах.

Обратимся теперь к фиг. 1-3, на которых показана сжимаемая пружина, в целом, обозначенная как 400. Такая сжимаемая пружина 400 включает в себя эластомерный сжимаемый элемент, в целом, обозначенный как 408 и обычно называемый прокладкой. Прокладка 408 включает в себя, по существу, твердое тело 410, определяющее центральную ось 412. Центральная ось 412 также определяет центральную ось сжимаемой пружины 400. По существу, твердое тело 410 определяет первый осевой конец 414, имеющий первую торцевую поверхность 416, расположенную в первой плоскости, в общем, поперечной к центральной оси 412. Второй осевой конец 418, по существу, твердого тела 410 имеет вторую торцевую поверхность 420, расположенную во второй плоскости, в общем, поперечной к центральной оси 412. Вторая торцевая поверхность 420 разнесена от первой торцевой поверхности 416 вдоль центральной оси 412. Расстояние между первой и второй торцевыми поверхностями 416 и 420, соответственно вдоль центральной оси 412, определяет толщину, по существу, твердого тела 410. Торцевые поверхности 416 и 420 предпочтительно, по существу, плоские, но могут включать в себя отклонения, такие как углубление(я) и выступ(ы). Снаружи искривленная периферийная поверхность 424 соединяет первый и второй осевые концы 414 и 418 соответственно для завершения основной традиционной формы, по существу, твердого тела 410. Периферийная поверхность 424 в данном изобретении определяется средней областью 424а и парой концевых областей 424b и 424с, каждая имеющая меньший радиус, чем радиус средней области 424а. Это не является необходимым для концевых областей 424b и 424с быть идентичными друг другу, при этом радиус концевой области 424с, расположенной на втором осевом конце 418 меньше, чем радиус концевой области 424b. Тем не менее, в настоящее время предполагается, что радиусы этих концевых областей 424b и 424C имеют размеры, по существу, смыкающиеся друг с другом с тем, чтобы обеспечить существенную симметрию периферийной поверхности 424 в плоскости, по существу, параллельной плоскости, имеющей центральную ось 412, расположенную в ней. Такая существенная симметрия признана предпочтительной во всестороннем сжатии эластомерной прокладки 408 вдоль центральной оси 412.

Другим важным элементом прокладки 408 является, по существу, твердая опора 426, выступающая вверх в осевом направлении на одном конце, по существу, твердого тела 410, обозначенном ссылочной позицией 414 на фиг. 3. Более точно, по существу, твердая опора 426 выступает на торцевой поверхности 416 такого осевого конца 414. В предпочтительном в настоящий момент варианте осуществления изобретения, по существу, твердая опора 426 имеет, в общем, круглое поперечное сечение в плоскости, по существу, пересекающей центральную ось 412, и дополнительно имеет везде, по существу, как одинаковую толщину, так и, по существу, одинаковый диаметр.

Еще одним существенным элементом прокладки 408 является периферийный выступ 428, который расположен на дальнем конце, по существу, твердой опоры 426 в плоскости, по существу, поперечной центральной оси 412. Должно быть понятно, что периферийный выступ 428 имеет кольцевую форму в плоскости, по существу, поперечной к центральной оси 412.

Окончательным существенным элементом прокладки 408 является осевое отверстие 430, которое образовано через толщину, по существу, твердого тела 410 и через толщину по существу, твердой опоры 426.

Важность выступа 428 и осевого отверстия 430 будет объяснена далее в этом документе.

По существу, твердое тело 410 может определять дополнительный выступ или гребень 434, расположенный в осевом направлении на противоположном осевом конце, по существу, твердого тела 410, обозначенном ссылочной позицией 418 на фиг. 3. Гребень 434 может быть предусмотрен секционным, сплошным или непрерывным и предпочтительно имеет кольцеобразную форму. Кроме того, кольцеобразный гребень 434 имеет, в общем, треугольное поперечное сечение в плоскости, по существу, параллельной плоскости центральной оси 412, посредством чего основание, в общем, треугольного поперечного сечения лежит на торцевой поверхности 420 противоположного осевого конца 418.

Второй дополнительный выступ или кольцеобразный гребень 436 может быть предусмотрен на осевом конце 414 в сочетании с, по существу, твердой опорой 426 и может быть дополнительно предусмотрен в сочетании с периферическим выступом 428.

В данном изобретении прокладка 408 изготовлена в виде единичного, цельного элемента, включающего в себя, по существу, твердое тело 410, по существу, твердую опору 426, периферический выступ 428 и кольцеобразный гребень 434.

Материалом такой прокладки 408 является эластомер, а более точно - термопластичный эластомер, который был модифицирован от первоначального исходного материала в ранних стадиях процесса производства. Как указано в патенте США с серийным номером 12/150928 под названием "Эластомерная прокладка для сжимаемой эластомерной пружины", включенном здесь посредством ссылки, термопластичный эластомерный материал до того, как он модифицируется, является сополиэфирным полимером. Такой сополиэфирный полимер может быть производства E. I. DuPont de Nemours & Co, of Wilmington, Delaware под торговой маркой HYTREL или DSM Plastics of Heerlen, NL под торговой маркой Arnitel.

В дальнейшем ссылаясь на фиг. 1-3, сжимаемая пружина 400 также включает в себя, по меньшей мере, один жесткий элемент, в целом обозначенный как 440. По меньшей мере, один жесткий элемент 440 является, по существу, пластинчатым элементом, имеющим пару, по существу, плоских поверхностей 442 и 444, разнесенных друг от друга вдоль центральной оси 412 для образования толщины, по меньшей мере, одного жесткого элемента 440. Одна из пары, по существу, плоских поверхностей со ссылочной позицией 442 расположена в непосредственном контакте с, по существу, сплошной торцевой поверхностью 416 на одном осевом конце 414, по существу, твердого тела 410. Центральное отверстие 448 образовано через толщину, по меньшей мере, одного жесткого элемента 440 и имеет такие размеры, что осевая опора 426 принимается оперативно в него. Термин "оперативно" означает здесь, что осевая опора 426 имеет возможность проходить через центральное отверстие 448 так, что дальний конец осевой опоры 426 продолжается на заданное расстояние за пределами противоположной одной из пары, в основном, плоских поверхностей, обозначенных ссылочной позицией 444, по меньшей мере, одного жесткого элемента 440. Что еще более важно, толщина участка, по меньшей мере, одного жесткого элемента 440 вокруг периферийной кромки центрального отверстия 448, является заключенной между одной торцевой поверхностью 416 осевого конца 418, по существу твердого тела 410 и внутренней поверхностью периферийного выступа 428, как лучше всего показано на фиг. 3.

По меньшей мере, один жесткий элемент 440 дополнительно включает в себя множество выступов 449, выступающих вверх по заданной схеме из одной из пары, по существу, плоских поверхностей, обозначенных ссылочной позицией 442, по меньшей мере, одного жесткого элемента 440, и множество отверстий 452, образованных через толщину, по меньшей мере, одного жесткого элемента 440, и выступы 449 с тем, чтобы образовать элементы или кольца 450 кольцеобразной формы. Как дополнительно показано на фиг. 3, существует, по меньшей мере, частичное проникновение каждым из множества колец 450, по меньшей мере, одного жесткого элемента 440 внутрь толщины, по существу, твердого тела 410.

Кроме того, в настоящее время предпочтительно обеспечить дополнительное множество выступов 453 выступающих вверх по заданной схеме на противоположной одной из пары, по существу, плоских поверхностей, обозначенных ссылочной позицией 444, по меньшей мере, одного жесткого элемента 440 и дополнительное множество отверстий 456, образованных через толщину, по меньшей мере, одного жесткого элемента 440, и выступы 453 и образующие кольцеобразную форму элементы или кольца 454.

Предпочтительно кольца 450 и 454 идентичны друг другу и размещены друг между другом по круговой схеме относительно центральной оси 412.

Было также обнаружено, что отверстия 452 и 456 без выступов 449 и 453 являются достаточными в некоторых применениях для обеспечения как механического крепления пластины 440 и прокладки 408, так и предотвращения или ограничения радиального расширения и сжатия эластомерной прокладки 408 во время соответствующего сжатия и освобождения пружины 400.

В данном изобретении периферийный выступ 428, заключая толщину участка вокруг периферийной кромки центрального отверстия 448, по меньшей мере, одного жесткого элемента 440, обеспечивает новое средство для прикрепления сжимаемого эластомерного тела 410, по меньшей мере, к одному жесткому элементу 440. Было установлено, что, по существу, малая толщина такого выступа 428 не требует компенсации такой толщины участка относительно остального участка, по меньшей мере, одного жесткого элемента 440 перед прикреплением к нему твердого тела 410. Дополнительное средство закрепления обеспечивается проникновением каждого из множества колец 450, по меньшей мере, одного жесткого элемента 440 в толщину, по существу, твердого тела 410 и/или любым другим традиционным способом.

В настоящее время предпочтительный способ изготовления (или формовки) вышеописанной сжимаемой эластомерной пружины 410 включает в себя этап обеспечения единичной, цельной заготовки, в целом обозначенной как 460, включающей, по существу, твердое тело 461, имеющее заданное поперечное сечение, расположенное перпендикулярно к центральной оси 462 заготовки 460. В настоящее время предпочтительно, что такое заданное поперечное сечение является, по существу, круглым, а диаметр такого, по существу, твердого тела 461 имеет размер немного меньше, чем диаметр результирующего кольцеобразного гребня 434 на его остроконечном участке. Пара разнесенных осевых концов 464, 466 определяет толщину тела 461 заготовки. Каждый из пары осевых концов 464, 466 имеет, в основном, плоскую поверхность, расположенную перпендикулярно к центральной оси 462. Осевая, по существу, твердая опора 468 выступает вверх на одном из пары осевых концов, обозначенном ссылочной позицией 464 на фиг. 4. Осевое отверстие 470 образовано через всю толщину тела заготовки 461 и толщину, по существу, твердой опоры 468. Осевое отверстие 470 имеет, по существу, одинаковый диаметр по всей его длине.

Способ дополнительно включает в себя этап обеспечения сборочного узла, включающего в себя пару формовочных элементов 480 и 492, деталь удлиненной формы, такую как стержень 482, имеющий один его конец, расположенный на одном из пары формовочных элементов, обозначенном ссылочной позицией 480 на фиг. 5, и углубление 484, также предусмотренное в формовочном элементе 480, соосное с удлиненным стержнем 482. Удлиненный стержень 482 продолжается, по существу, перпендикулярно к формовочному элементу 480 и определяет центральную ось формовочного сборочного узла. Далее способ включает в себя этап расположения заготовки 460 между парой формовочных элементов 480 и 492. Затем способ включает в себя этап вставки средства 482 смещения материала в осевое отверстие 470 и применение осевого усилия к, по меньшей мере, одному из пары формовочных элементов. После того как осевое усилие снимается, заготовка 460 образовывается в вышеописанную прокладку 408. Диаметр твердого тела 461 заготовки 460 выбирают таким образом, чтобы он перекрывал кольца 450, как лучше всего показано на фиг. 2.

В предпочтительном виде способ включает в себя дополнительный этап расположения жесткого элемента 440 на осевом конце 464, имеющем опору 468, расположенную на нем, перед приложением осевого усилия таким образом, чтобы механически сцепить жесткий элемент 440 с прокладкой 408 путем периферийного выступа 428, и далее проникновением каждого из множества дополнительных колец 450 жесткого элемента 440 в толщину, по существу, твердого тела 410. Предпочтительно углубление 484 имеет такие размеры, что оно образует выступ 428 во время приложения осевого усилия. Будет понятно, что, по существу, твердое тело 410 является результатом осевого сжатия по существу твердого тела 461 заготовки 460. Таким образом, прокладка 408 является предварительно сжатой во время процесса формовки. Формовочный элемент 480 является приспособленным с множеством штифтов 486, установленных в положение с возможностью сопряжения с соответствующими отверстиями 456 колец 454 с тем, чтобы, по существу, центрировать жесткий элемент 440 с прокладкой 408. Кольца 454 устанавливаются внутрь отверстий 488, которые расположены в осевом направлении со штифтами 486. Дополнительные магниты 490 могут быть вставлены в поверхность формовочного элемента 480 с тем, чтобы временно прикрепить жесткий элемент 440, изготовленный из металла, такого как сталь. Кроме того, противоположный формовочный элемент 492 является приспособленным с центральным каналом (или отверстием) 494, имеющим размер, чтобы принимать противоположный в осевом направлении конец стержня 482 для центрирующей и направляющей целей, где такой противоположный в осевом направлении конец стержня 482 движется взаимно и линейно внутри центрального отверстия 494.

Чтобы обеспечить существенную симметрию периферийной поверхности 424 в плоскости, по существу, параллельной к плоскости, имеющей центральную ось 412, расположенную в ней, было установлено, что крайне важно закрепить конец 464 тела 461 заготовки. Таким образом, данное изобретение предполагает множество скважин 496, предусмотренных внутри поверхности противоположного формовочного элемента 492, такого размера, чтобы закрепить конец 464, но позволить легкость отделения эластомерного материала образованного тела 410 от такого противоположного формовочного элемента 492, когда процесс формовки был завершен. Данное изобретение предполагает, что множество выступов 422 будут образованы на поверхности 420 осевого конца 418 после такого процесса формования и могут быть дополнительно образованы на кольцеобразном гребне 434. Данное изобретение также предполагает, что такие скважины 496 могут быть предусмотрены как отверстия в отдельном пластинчатом элементе (не показан).

Способ формовки также предусматривает устранение шероховатости, по меньшей мере, одной поверхности жесткого элемента 440 любым обычным способом.

Одним из преимуществ описанного выше способа и получающейся в результате эластомерной прокладки 408 является то, что осевое отверстие 430 имеет, по существу, повсюду одинаковый диаметр, по меньшей мере, пятнадцать процентов (15%) от его длины. В настоящее время предпочтительно, чтобы выбрать соотношение между диаметрами осевого отверстия 470 и внешним диаметром тела 461 заготовки так, чтобы результирующий осевой канал 430 имел, по существу, одинаковый сквозной диаметр, по меньшей мере, семьдесят пять процентов (75%) от его длины, прерываясь лишь расположенной в осевом направлении полостью 438.

Теперь, ссылаясь на фиг. 6, данное изобретение дополнительно предусматривает множество эластомерных сжимаемых пружин 400, каждая включающая эластомерные прокладки 408 (показаны без полости 438) и жесткий элемент 440, расположенные в осевом направлении друг над другом и образованные в сжимаемую эластомерную пружину, в целом, обозначенную как 500, предпочтительно путем приложения еще одного осевого усилия. Такая сжимаемая эластомерная пружина 500 общеизвестна как пружинный пакет. Во время формирования пружинного пакета 500, дополнительное множество колец 454 будут пронизывать толщину смежно расположенной прокладки 408, тем самым, предусматривая последовательность прокладок 408 и жестких элементов, 440 механически взаимосвязанных друг с другом. В предпочтительном в настоящий момент варианте осуществления сжимаемая эластомерная пружина 500 также включает в себя другую прокладку, в целом обозначенную как 409, которая выполнена, в основном, похожей на прокладку 408, за исключением того, что второй кольцеобразный гребень 436 предусмотрен на той же поверхности, имеющей, по существу, твердую опору 426', расположенную на ней. Опора 426' является в основном аналогичной описанной выше опоре 426, но может отличаться по длине. Кроме того, такая опора 426' предпочтительно лишена периферийного выступа 428.

Для того, чтобы изготовить однородный пружинный пакет, было обнаружено, что необходимо совместить осевые отверстия 430 перед приложением осевого усилия. Кроме того, было признано необходимым, в целом, совместить с перекрытием кольцеобразный гребень 434 с дополнительным множеством колец 454. Более точно диаметр кольцеобразного гребня 436 на его кончике может быть несколько меньше, равный или немного больше, чем диаметр круговой схемы колец 454.

Термин "однородный" подразумевает определение в этом документе, что все сжимаемые эластомерные прокладки 408, 409 сжимаются, по существу, одинаково вдоль центральной оси 412, чтобы каждая сжимаемая пружина 400 внутри пружинного пакета 500 рассеивала, по существу, одинаковую часть осевого усилия, приложенного к концу пружинного пакета 500, и подразумевает дополнительное определение, что все индивидуальные пружины 400 имеют, по существу, одинаковое радиальное расширение (поперечную устойчивость) во время приложения такого осевого усилия. Другими словами, каждая сжимаемая пружина 400 работает, по существу, одинаково с другими сжимаемыми пружинами 400 внутри пружинного пакета 500 во время его сжатия и растяжения.

Тем не менее, объем данного изобретения обеспечивает пружинный пакет 500, в котором, по меньшей мере, одна пружина 400 выбрана так, чтобы работать по-другому от остальных пружин 400, например, использованием другого материала для такой, по меньшей мере, одной сжимаемой пружины 400 или формовкой такой, по меньшей мере, одной пружины 400 с отличающейся высотой или отличающимся уровнем предварительного сжатия.

Дополнительным преимуществом вышеописанного пружинного пакета 500 является то, что осевые отверстия 430, расположенные последовательно друг с другом, позволяют вставлять деталь удлиненной формы (не показана) через них таким образом, чтобы правильно совместить все сжимаемые эластомерные пружины 400 внутри пружинного пакета 500.

Сейчас, с конкретной ссылкой на фиг. 7, на которой показан пружинный пакет, в целом обозначенный как 502, который, по существу, является пружинным пакетом 500, имеющим пару концевых жестких элементов 441. В таком виде одна эластомерная прокладка со ссылочной позицией 411 адаптирована с парой опор 426 и периферийных выступов 428 для механического сцепления с парой жестких элементов 440 и 441.

Наконец, с конкретной ссылкой на фиг. 8, на которой частично показан пружинный пакет, в целом обозначенный как 504, который, по существу, является пружинным пакетом 500 или 502, имеющим средство для ограничения сжатия и последующего радиального расширения каждой эластомерной прокладки 408. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления такое средство включает в себя периферийную загнутую кромку 510 или жестко прикрепленную к жестким элементам 440, 441, или образованную как одно целое с ними. Такая периферийная загнутая кромка 510 образует первый участок 512, который зависит от одной поверхности жестких элементов 440, 441 и имеет, по существу, повсюду одинаковое поперечное сечение. Средство дополнительно образует второй участок 516, который завершает первый участок 512 и сужается внутрь по направлению к центральной оси 412. Условно первый участок 512 имеет, по существу, трубчатую форму, а второй участок 516 имеет, в целом, форму усеченного конуса. При работе концевая кромка 518 второго участка 516 имеет такие размеры, чтобы примыкать к поверхности жесткого элемента 440, 441 при сжатии пружинного пакета 504, таким образом ограничивая сжатие соответствующей прокладки 408, расположенной внутри периферийной загнутой кромки 510, до заданной высоты.

Хотя все жесткие элементы 440 и 441 могут быть снабжены вышеописанной периферийной загнутой кромкой 510, предполагается, что только заданная часть жестких элементов 440, 441 внутри пружинного пакета 504 может быть выполнена с такой периферийной загнутой кромкой 510. Жесткие элементы 440, 441, имеющие такую периферийную загнутую кромку 510, могут быть расположены рядом друг с другом или могут быть разделены жесткими элементами 440, 441 с отсутствующей какой-либо периферийной загнутой кромкой 510. Эта конфигурация является особенно предпочтительной, когда соответствующие прокладки 408 изготовлены из более мягкого материала, чем остальные прокладки 408, и склонны к большему сжатию и даже сверхсжатию, когда осевое усилие или нагрузка приложена вдоль центральной оси 412. Таким образом, в пружинном пакете 504, имеющем такие мягкие прокладки 408, расположенные смежно с концом, близким к применяемому осевому усилию/нагрузке, более мягкие прокладки 408 будут использоваться для поглощения более легкого режима усилия/нагрузки, даже, возможно, по существу, минимизировать или исключить вклад остальных прокладок 408, и будут использоваться в сочетании с остальными прокладками 408 для поглощения максимальных режимов усилия/нагрузки. Другими словами, применение прокладок 408, изготовленных из, по меньшей мере, двух различных материалов, позволяет контролировать или приспосабливать жесткость пружины и поглощение энергии в слоях или сегментах пружинного пакета 504. В то время как периферийная загнутая кромка 510 обеспечивает уверенный контроль сжатия прокладки 408, прокладки 408 из различных материалов могут быть использованы без такой периферийной загнутой кромки 510.

После формования прокладка 408 также имеет свою молекулярную структуру, ориентированную выше семидесяти процентов (70%) в процессе формования, а заданный коэффициент формы достигается после завершения процесса формования, дающий возможность повторного поглощения и рассеивания динамических ударных нагрузок, превышающих сто тридцать процентов (130%) от предела прочности на разрыв такого сополиэфирного полимерного материала без использования фрикционного механизма захвата. Следует понимать, что динамические ударные нагрузки более чем сто тридцать процентов (130%) от предела прочности на разрыв означают здесь, что заданное множество прокладок 408 и жестких элементов 440, механически взаимосвязанных друг с другом, повторно поглощают и рассеивают динамические ударные усилия, приложенные к сжимаемой эластомерной пружине 400 вдоль ее центральной оси, при этом отношение между значением приложенных динамических ударных усилий и значением конечной прочности на разрыв заданного или заранее выбранного материала больше, чем 1,3 к 1.

Хотя пружины 400 и пружинные пакеты 500, 502 и 504 были описаны как имеющие кольца 450, 454, также предполагается, что такие кольца могут быть заменены зубцами в соответствии с идеями вышеупомянутых применений, включенных здесь в качестве ссылки.

Таким образом, настоящее изобретение было описано в таких полных, четких, сжатых и точных терминах, чтобы дать возможность любому специалисту в области техники, к которой оно относится, изготовить и использовать такое же. Следует понимать, что варианты, модификации, эквиваленты и замены для компонентов конкретно описанных вариантов осуществления изобретения могут быть изготовлены специалистами в данной области техники без отступления от сущности и объема изобретения, изложенного в прилагаемой формуле изобретения.

Группа изобретений относится к машиностроению. Пружина содержит твердое тело из эластомерного материала. Твердая опора выступает вверх в осевом направлении на одном конце твердого тела. Выступ расположен на противоположном конце осевой опоры. Пружина по первому варианту содержит кольцеобразный гребень треугольного поперечного сечения на противоположном конце осевой опоры. Пружина по второму варианту содержит жесткий элемент, прикрепленный к твердому телу в процессе формования, при этом опора проходит через центральное отверстие в жестком элементе. Пружина по третьему варианту содержит осевое отверстие, образованное через толщину твердого тела и опоры, и кольцеобразный гребень. Пружина по четвертому варианту содержит твердое тело с осевым отверстием и кольцеобразным гребнем, а также жесткий элемент с центральным отверстием, множеством кольцеобразных выступов и проходящих через них отверстий. Пружина по пятому варианту содержит множество эластомерных прокладок с осевой опорой и периферийным выступом, а также множество пластинчатых элементов с центральным отверстием и периферийной загнутой кромкой, сужающейся к центральной оси. Достигается создание эластомерной сжимаемой пружины с новым устройством для прикрепления эластомерных прокладок к пластинчатым элементам. 5 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Сжимаемая пружина, содержащая:

(a) по существу, твердое тело, определяющее центральную ось и изготовленное из эластомерного материала;

(b) по существу, твердую опору, выступающую вверх в осевом направлении на одном конце упомянутого, по существу, твердого тела; и

(c) выступ, расположенный на дальнем конце упомянутой осевой опоры в плоскости, по существу, поперечной к упомянутой центральной оси,

причем сжимаемая пружина содержит гребень, имеющий кольцеобразную форму и располагающийся в осевом направлении на противоположном конце упомянутого, по существу, твердого тела, при этом упомянутый кольцеобразный гребень имеет, в целом, треугольное поперечное сечение в плоскости, по существу, параллельной плоскости упомянутой центральной оси, посредством чего основание упомянутого, в целом, треугольного поперечного сечения располагается на торцевой поверхности упомянутого противоположного конца.

2. Сжимаемая пружина, содержащая:

(a) по существу, твердое тело, определяющее центральную ось и изготовленное из эластомерного материала;

(b) по существу, твердую опору, выступающую вверх в осевом направлении на одном конце упомянутого, по существу, твердого тела; и

(c) выступ, расположенный на дальнем конце упомянутой осевой опоры в плоскости, по существу, поперечной к упомянутой центральной оси,

причем сжимаемая пружина дополнительно содержит, по меньшей мере, один жесткий элемент, при этом упомянутый, по меньшей мере, один жесткий элемент включает в себя:

(i) пару, по существу, плоских поверхностей, разнесенных друг от друга вдоль упомянутой центральной оси, для образования толщины упомянутого, по меньшей мере, одного жесткого элемента, причем одна из упомянутой пары, по существу, плоских поверхностей, примыкая, зацепляет торцевую поверхность упомянутого одного конца упомянутого, по существу, твердого тела;

(ii) центральное отверстие, образованное через толщину упомянутого, по меньшей мере, одного жесткого элемента, при этом упомянутое отверстие имеет такой размер, что упомянутая осевая опора принимается оперативно в него;

(iii) причем упомянутый дальний конец упомянутой осевой опоры продолжается на заданное расстояние за пределы противоположной одной из упомянутой пары, по существу, плоских поверхностей упомянутого, по меньшей мере, одного жесткого элемента; и

(iv) причем участок толщины упомянутого, по меньшей мере, одного жесткого элемента заключен между упомянутой одной из упомянутых торцевых поверхностей упомянутого одного конца упомянутого, по существу, твердого тела и внутренней поверхностью упомянутого выступа.

3. Сжимаемая пружина по п. 2, в которой упомянутый заключенный участок толщины расположен в одной плоскости с остающимся участком толщины упомянутого, по меньшей мере, одного жесткого элемента.

4. Сжимаемая пружина по п. 2, в которой дополнительно предусмотрено:

(a) множество выступов, выступающих вверх по заданной схеме на упомянутой одной из упомянутой пары, по существу, плоских поверхностей упомянутого, по меньшей мере, одного жесткого элемента;

(b) множество отверстий, при этом каждое из упомянутого множества отверстий образовано через упомянутую толщину упомянутого, по меньшей мере, одного жесткого элемента и толщину соответствующего одного из упомянутого множества выступов и образованного в сочетании кольцеобразного выступа; и

(c) проникновение каждым из множества кольцеобразных выступов упомянутого, по меньшей мере, одного жесткого элемента внутрь упомянутой толщины упомянутого, по существу, твердого тела.

5. Сжимаемая пружина, содержащая:

(а) по существу твердое тело, определяющее центральную ось и изготовленное из эластомерного материала, при этом упомянутое, по существу, твердое тело включает в себя:

i. первый осевой конец упомянутого, по существу, твердого тела, имеющий первую торцевую поверхность, расположенную в первой плоскости, в целом, поперечной упомянутой центральной оси,

ii. второй осевой конец упомянутого, по существу, твердого тела, имеющий вторую торцевую поверхность, расположенную во второй плоскости, в целом, поперечной упомянутой центральной оси, причем упомянутая вторая торцевая поверхность разнесена от упомянутой первой торцевой поверхности вдоль упомянутой центральной оси,

iii. толщину упомянутого, по существу, твердого тела, образованную расстоянием между упомянутыми первой и второй торцевыми поверхностями вдоль упомянутой центральной оси, и

iv. снаружи искривленную периферийную поверхность, соединяющую упомянутые первый и второй осевые концы;

(b) опору, выступающую вверх в осевом направлении на одной из упомянутых первой и второй торцевых поверхностей, при этом упомянутая опора имеет, по существу, повсюду как одинаковую толщину, так и, по существу, одинаковый диаметр;

(c) осевое отверстие, образованное через упомянутую толщину упомянутого, по существу, твердого тела и через упомянутую толщину упомянутой опоры; и

(d) кольцеобразный гребень, расположенный в осевом направлении на противоположной одной из упомянутых первой и второй концевых поверхностей, при этом кольцеобразный гребень имеет, в целом, треугольное поперечное сечение в плоскости, по существу, параллельной плоскости упомянутой центральной оси, посредством чего основание упомянутого, в целом, треугольного поперечного сечения лежит на упомянутой противоположной одной из упомянутых первой и второй торцевых поверхностей.

6. Сжимаемая пружина, содержащая:

(а) единичное, цельное сжимаемое эластомерное тело, определяющее центральную ось и включающее в себя:

i. первый осевой конец, имеющий торцевую поверхность, расположенную в первой плоскости, в целом, поперечной упомянутой центральной оси,

ii. второй осевой конец, имеющий торцевую поверхность, расположенную во второй плоскости, в целом, поперечной упомянутой центральной оси, причем упомянутый второй конец отстоит от упомянутого первого осевого конца вдоль упомянутой центральной оси,

iii. толщину упомянутой сжимаемой эластомерной прокладки, образованную осевым расстоянием между упомянутыми первым и вторым осевыми концами,

iv. снаружи искривленную периферийную поверхность, соединяющую упомянутые первый и второй осевые концы,

v. опору, выступающую вверх в осевом направлении на упомянутой торцевой поверхности одного из упомянутых первого и второго осевых концов,

vi. осевое отверстие, образованное через упомянутую толщину упомянутого, по существу, твердого тела и через упомянутую толщину упомянутой опоры, и

vii. кольцеобразный гребень, расположенный в осевом направлении на упомянутой торцевой поверхности, противоположной одному из упомянутых первому и второму осевых концов, при этом кольцеобразный гребень имеет, по существу, треугольное поперечное сечение в плоскости, по существу, параллельной плоскости упомянутой центральной оси, посредством чего основание упомянутого треугольного поперечного сечения лежит на упомянутой торцевой поверхности упомянутого противоположного одного из упомянутых первого и второго осевых концов;

(b) по меньшей мере, один жесткий элемент, включающий в себя:

i. пару, по существу, плоских поверхностей, разнесенных друг от друга вдоль упомянутой центральной оси для образования толщины упомянутого, по меньшей мере, одного жесткого элемента, при этом одна из упомянутой пары, по существу, плоских поверхностей, примыкая, зацепляет упомянутую торцевую поверхность одного из упомянутых первого и второго осевых концов,

ii. центральное отверстие, образованное через толщину упомянутого, по меньшей мере, одного жесткого элемента, при этом упомянутое центральное отверстие имеет такие размеры, что упомянутая осевая опора получается оперативно в него, где дальний конец упомянутой осевой опоры продолжается на заданное расстояние за пределы противоположной одной из упомянутой пары, по существу, плоских поверхностей упомянутого жесткого элемента,

iii. множество выступов, выступающих вверх по заданной схеме на упомянутой одной из упомянутой пары, по существу, плоских поверхностей упомянутого, по меньшей мере, одного жесткого элемента;

iv. множество отверстий, образованных через упомянутую толщину упомянутого, по меньшей мере, одного жесткого элемента и упомянутые выступы и образующих кольцеобразные выступы; и

(с) средство для прикрепления упомянутой сжимаемой эластомерной прокладки к упомянутому, по меньшей мере, одному жесткому элементу, при этом упомянутое средство включает в себя:

i. кольцеобразный выступ, расположенный на упомянутом дальнем конце упомянутой осевой опоры в плоскости, по существу, поперечной к упомянутой центральной оси,

ii. кольцеобразный участок толщины упомянутого, по меньшей мере, одного жесткого элемента, заключенный между упомянутой одной из упомянутых торцевых поверхностей упомянутого одного из упомянутых первого и второго осевых концов упомянутой сжимаемой эластомерной прокладки и внутренней поверхностью упомянутого кольцеобразного выступа, и

iii. проникновение каждым из упомянутого множества кольцеобразных выступов упомянутого, по меньшей мере, одного жесткого элемента внутрь упомянутой толщины упомянутого сжимаемого эластомерного тела.

7. Сжимаемая пружина, по п. 6, в которой упомянутый, по меньшей мере, один жесткий элемент включает в себя дополнительное множество выступов, выступающих вверх по заданной схеме на противоположной одной из упомянутой пары, по существу, плоских поверхностей упомянутого, по меньшей мере, одного жесткого элемента, и дополнительно включает в себя дополнительное множество отверстий, образованных через упомянутую толщину упомянутого, по меньшей мере, одного жесткого элемента и упомянутое дополнительное множество выступов и образующих дополнительное множество кольцеобразных выступов.

8. Сжимаемая пружина по п. 6, в которой, по меньшей мере, пятнадцать процентов длины упомянутого осевого отверстия имеет, по существу, повсюду одинаковый диаметр.

9. Сжимаемая пружина по п. 6, в которой упомянутый заключенный кольцеобразный участок толщины расположен в той же плоскости, что и остальной участок толщины упомянутого, по меньшей мере, жесткого элемента.

10. Сжимаемая пружина, содержащая:

(a) множество эластомерных прокладок, расположенных последовательно друг с другом вдоль продольной оси упомянутой пружины;

(b) множество пластинчатых элементов, каждый из упомянутого множества пластинчатых элементов вставлен между парой расположенных смежно эластомерных прокладок так, что одна поверхность упомянутого каждого из упомянутого множества пластинчатых элементов расположена в непосредственном контакте с торцевой поверхностью каждой из упомянутой пары смежно расположенных эластомерных прокладок;

(c) центральное отверстие, образованное через толщину упомянутого каждого из упомянутого множества пластинчатых элементов;

(d) осевую опору, выступающую вверх на одной торцевой поверхности из упомянутых каждой из множества эластомерных прокладок и имеющую размеры для прохождения через соответственно расположенное центральное отверстие; и

(e) периферийный выступ, расположенный на дальнем конце упомянутой осевой опоры в плоскости, по существу, поперечной к упомянутой центральной оси, и заключающий участок толщины вокруг упомянутого центрального отверстия, причем, по меньшей мере, один из упомянутого множества пластинчатых элементов включает в себя периферийную загнутую кромку, при этом упомянутая периферийная загнутая кромка имеет первый участок и второй участок, суживающийся вовнутрь по направлению к продольной оси.