Сжимаемая упругая эластомерная прокладка (варианты)

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Предложена сжимаемая упругая эластомерная прокладка, включающая в себя тело, определяющее центральную ось, причем тело образовано из заданного материала и имеет периферийную боковую поверхность, первый осевой конец и второй осевой конец, причем каждый из первого и второго осевых концов имеет плоскую поверхность, расположенную перпендикулярно центральной оси. Первый выпуклый выступ расположен в центре на плоской поверхности первого осевого конца. Второй выпуклый выступ расположен в центре на плоской поверхности второго осевого конца. Первый паз образован в плоской поверхности первого осевого конца впритык к периферийной боковой поверхности первого выступа, и второй паз образован в плоской поверхности второго осевого конца впритык к периферийной боковой поверхности второго выступа.

Текст

Смотреть все

(51) 61 9/06 (2010.01) 16 1/40 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СЖИМАЕМАЯ УПРУГАЯ ЭЛАСТОМЕРНАЯ ПРОКЛАДКА (ВАРИАНТЫ)(57) Предложена сжимаемая упругая эластомерная прокладка, включающая в себя тело, определяющее центральную ось, причем тело образовано из заданного материала и имеет периферийную боковую поверхность, первый осевой конец и второй осевой конец, причем каждый из первого и второго осевых концов имеет плоскую поверхность,расположенную перпендикулярно центральной оси. Первый выпуклый выступ расположен в центре на плоской поверхности первого осевого конца. Второй выпуклый выступ расположен в центре на плоской поверхности второго осевого конца. Первый паз образован в плоской поверхности первого осевого конца впритык к периферийной боковой поверхности первого выступа, и второй паз образован в плоской поверхности второго осевого конца впритык к периферийной боковой поверхности второго выступа.(74) Русакова Нина Васильевна Жукова Галина Алексеевна Ляджин Владимир Алексеевич Настоящее изобретение, в целом, относится к сжимаемым эластомерным пружинам, и, в частности, это изобретение относится к сжимаемой эластомерной прокладке,используемой в сжимаемой эластомерной пружине для поглощения энергии, и, еще более конкретно, настоящее изобретение относится к способу изготовления такой эластомерной прокладки. Сополиэфирные полимеры широко использовались в эластомерных пружинах, или прокладках,установленных между парой металлических пластин, для поглощения энергии. Один такой полимер изготавливается Со, ,под торговой маркой. Как хорошо известно,распространенный способ изготовления пружины в начале содержит этап обработки такого полимера для получения того, что обычно называют блоком или заготовкой, представляющей собой по существу твердое тело, и, затем, этап предварительного сжатия блока или заготовки в по существу дисковую пружину или прокладку под действием осевых сил,приложенных к ней, на величину, превышающую на тридцать процентов ее начальную осевую высоту. После осевого предварительного сжатия сила снимается, пружина обретает ее нормальную рабочую высоту (толщину), которая меньше, чем начальная высота заготовки, но больше, чем высота предварительного сжатия. Высота предварительного сжатия также обычно называется высотой в сжатом состоянии. В патенте США 4198037 проиллюстрирован один тип такого способа, в котором заготовка отливается в форме цилиндрического блока, имеющего центральный выступ, образованный на одном осевом конце, и центральное гнездо,образованное на противоположном конце. В частности,патентообладатель патента США 4198037 озабочен работоспособностью такого сополиэфирного материала в сжатом режиме и обнаруживает,что оптимальная степень предварительного сжатия начального блока или заготовки составляет, приблизительно, пятьдесят процентов. Затем пружина располагается между парой металлических пластин и предварительно сжимается снова для сцепления гнезда и выступа с соответствующими элементами, предусмотренными в металлических пластинах для образования окончательной пружины,обладающей возможностью поглощения энергии. В патенте США 5351844 описана заготовка, которая отлита из эластомера с выпуклым выступом на каждом осевом конце. Тем не менее,поскольку существует непрекращающаяся потребность в увеличении энергии, которая может быть поглощена пружиной,особенно, когда пружина используется на железнодорожном транспортном средстве,существует потребность в дополнительных улучшениях способа изготовления сжимаемых эластомерных пружин. Согласно настоящему изобретению создан способ изготовления сжимаемой эластомерной 2 прокладки из заданного полимерного материала. Способ включает в себя эта обеспечения заготовки,включающей в себя по существу твердое тело,имеющее заданную форму поперечного сечения,расположенное перпендикулярно центральной оси заготовки, и пару осевых концов, причем каждый из пары осевых концов имеет как по существу плоскую поверхность, расположенную перпендикулярно к центральной оси, так и центральное гнездо,образованное в, по меньшей мере, одной по существу плоской поверхности. Далее,обеспечивают пару формовочных пластин, причем,по меньшей мере, одна из пары формовочных пластин имеет средство смещения материала, по меньшей мере, либо образованное как единое целое,либо прикрепленное к одной ее поверхности. Далее,осуществляют расположение заготовки между парой формовочных пластин и выполняют совмещение в осевом направлении каждого средства смещения материала с соответствующим центральным гнездом. Затем,выполняется формовка прокладки. Наконец, осуществляют извлечение прокладки из сцепления с парой формовочных пластин. Следовательно, одной из главных целей настоящего изобретения является разработка способа изготовления сжимаемой эластомерной прокладки из сополиэфирного полимерного материала, которая может быть использована в сжимаемой эластомерной пружине. Другой целью настоящего изобретения является разработка способа изготовления сжимаемой эластомерной прокладки для буферного устройства железнодорожного транспортного средства, которая может поглощать более высокую энергию, чем прокладки, используемые в настоящее время. Еще одной целью настоящего изобретения является разработка способа изготовления сжимаемой эластомерной прокладки, которая обеспечивает легкость прикрепления к металлическим пластинам. Дополнительной целью настоящего изобретения является разработка способа изготовления сжимаемой эластомерной прокладки, которая плавно распределяет нагрузки по всей поверхности осевого конца такой прокладки. Дополнительной целью настоящего изобретения является разработка способа изготовления сжимаемой эластомерной прокладки посредством процесса холодной формовки. В дополнение к нескольким целям и преимуществам настоящего изобретения, которые были описаны выше с некоторой подробностью,различные другие цели и преимущества изобретения станут легко понятны специалистам в соответствующей области техники, особенно, когда такое описание используется совместно с прилагаемыми чертежами и с прилагаемой формулой изобретения. Фиг.1 вид в плане заготовки,сконструированной согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения фиг.2 - вид сбоку в вертикальной проекции заготовки с фиг.1 фиг.3 - вид в вертикальной проекции заготовки с фиг.1 и формовочных пластин, выполненный для иллюстрирования производственного этапа предварительного сжатия заготовки, изображенной на фиг. 1 фиг.4 - вид в плане формовочной пластины,сконструированной согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения фиг. 5 - вид в плане сжимаемой эластомерной прокладки, полученной на этапе производства,проиллюстрированном на фиг. 3 фиг. 6 - вид в поперечном сечении сжимаемой эластомерной прокладки с фиг. 5 и фиг. 7 - частичный вид сжимаемой эластомерной прокладки, полученной на этапе производства,проиллюстрированном на фиг. 4. Перед продолжением более подробного описания настоящего изобретения следует отметить,что ради ясности и понятности одинаковые компоненты, которые имеют одинаковые функции,были обозначены одинаковыми ссылочными позициями везде на нескольких видах,изображенных на чертежах. Согласно настоящему изобретению разработан способ изготовления сжимаемой эластомерной прокладки, в целом обозначенной ссылочной позицией 110 на фиг. 5. Различные конструкции прокладки 110 подробно описаны в совместно находящейся на рассмотрении заявке на патент США 12/150,928, озаглавленной Эластомерная прокладка для сжимаемой эластомерной пружины. Предпочтительная конструкция прокладки 110 изображена на фиг.7-8 этой совместно находящейся на рассмотрении заявки на патент США 12/150,928. Способ начинается с этапа обеспечения заготовки, в целом обозначенной ссылочной позицией 106, как изображено на фиг. 1-2. Заготовка 106 имеет по существу твердое тело 106 а, имеющее заданную форму поперечного сечения,расположенную перпендикулярно центральной оси 106 заготовки, и пару осевых концов 106 с. Каждый из пары осевых концов 106 с имеет по существу плоскую поверхность,расположенную перпендикулярно центральной оси 106. Способ включает в себя этап выбора материала, такого как,по меньшей мере,либо сополиэфирный полимерный, либо сополиамидный материал, и литья или литья под давлением заготовки 106 из такого материала. В настоящее время предпочтительно отливать заготовку 106 из сополиэфирного эластомера. Таким сополиэфирным эластомером предпочтительно является тип,изготавливаемый Е.под общей торговой маркойи, более конкретно, под маркой 5556. Такой свежий материал 5556 отличается пределом прочности на разрыв,равным,приблизительно, 5800 фунтов на квадратный дюйм. Свежий материал 5556 модифицируется во время процесса экструзии для улучшения его стабильности. В предпочтительном варианте осуществления изобретения для изготовления прокладки 110,изображенной на фиг. 5-7, имеющей выступы 130 и пазы 140, заготовка 106 предусмотрена с центральным гнездом 106, которое образовано в каждом из пары осевых концов 106 с. Способ также включает в себя этап обработки на конус периферийной поверхности 106 е гнезда 106 вовнутрь под определенным углом относительно центральной оси 106 для улучшения концентричности итогового выступа 130 прокладки 110. Способ включает в себя дополнительный этап образования тела 106 а с круглым поперечным сечением, расположенным перпендикулярно оси 106 для равного распределения поперечных механических напряжений формовки. Затем, способ включает в себя этап обеспечения пары формовочных пластин, причем, по меньшей мере, одна из пары формовочных пластин 400 имеет средство смещения материала, по меньшей мере,либо образованное как единое целое, либо прикрепленное к одной своей поверхности 402. Опять-таки, для изготовления прокладки 110,изображенной на фиг.5-7, средство смещения материала предусмотрено в форме выпуклого кольца 404 и полости 406, совмещенной в осевом направлении с выпуклым кольцом 404. Выпуклое кольцо 404 и полость 406 выполнены с таким размером, что объем итогового выступа 130, по существу, равен объему итогового паза 140 прокладки 110. Было обнаружено, что эта конструкция является преимущественной для образования выступа 130 способом нейтрального смещения посредством выравнивания давления формовки по всей поверхности осевого конца 106 с. Перед использованием выпуклого кольца 404 и полости 406 было обнаружено, что центральный выступ 130 подвергался более сильным нагрузкам формовки, чем периферийные части прокладки 110. Далее, способ включает в себя этап расположения заготовки 106 между парой формовочных пластин 400 посредством противоположного расположения каждого из пары осевых концов 106 с около первой поверхности 402 соответствующей одной из пары формовочных пластин 400. Способ также включает в себя этап совмещения в осевом направлении каждого выпуклого кольца 404 с соответствующим центральным гнездом 106 и, более конкретно, совмещения внешней периферийной кромки 408 выпуклого кольца 404 с периферийной кромкой 106 соответствующего гнезда 106. После осевого совмещения заготовки 106 и пластин 400 способ включает в себя этап холодной формовки прокладки 110 до заданной ориентации молекулярных цепей модифицированного сополиэфирного полимера. Этап холодной формовки включает в себя этап приложения обычным способом заданной силывдоль оси 106 ко второй противоположной поверхности 410 одной из пары формовочных пластин 400. Такая сила предварительно сжимает заготовку 106, по меньшей мере, как до заданной высоты в сжатом состоянии,так и до заданного коэффициента формы. После предварительного сжатия прокладки 110 приложенная сила снимается. Высота в сжатом состоянии и коэффициент формы прокладки 110 определяются, основываясь на требованиях поглощения энергии и пространственных ограничениях конкретного применения. Далее, будет описана прокладка 110,используемая в узле поглощающего аппарата железнодорожного транспортного средства для поглощения толчковых и тяговых ударных сил и,более конкретно, в узле поглощающего аппарата,раскрытого в совместно находящейся на рассмотрении заявке на патент США 12/150,777. Такой узел поглощающего аппарата установлен в стандартное углубление поглощающего аппарата Американской ассоциации железных дорог ,составляющее, приблизительно, 9,0 дюймов в высоту, и ограничен разрешенным в настоящее время перемещением,составляющим,приблизительно, 3,25 дюймов во время смягчения толчковых динамических ударных сил. Для улучшения способности поглощения энергии узла 70 поглощающего аппарата, в то же время, отвечая требованиям, заготовка 106 имеет диаметр 106, равный, приблизительно 4,9 дюйма, и несжатую высоту 106, равную, приблизительно, 2,45 дюйма. Степень предварительного сжатия, на которую предварительно сжимается заготовка 106, и при которой молекулярные цепи модифицированного сополиэфирного материала ориентируются,превышает пятьдесят процентов. Оптимальная степень предварительного сжатия превышает,приблизительно, семьдесят процентов, и была обнаружена равной, приблизительно, семидесяти трем процентам. Ныне предпочтительный коэффициент формы прокладки 110 равен,приблизительно, 3,33. С таким коэффициентом формы и степенью предварительного сжатия диаметр прокладки 110 при ее высоте в сжатом состоянии равен, приблизительно, 8,9 дюйма, что отвечает разрешенной высоте углубления поглощающего аппарата. Также было обнаружено,что такое предварительное сжатие заготовки 106 требует приложения осевой силы, находящейся в диапазоне от, приблизительно, 750000 фунтов до,приблизительно, 800000 фунтов. Согласно другому варианту осуществления изобретения формовочные пластины 400 могут быть предусмотрены с множеством продолговатых штифтов 420, выполненных с возможностью образования углублений 148 прокладки 110,изображенной на фиг. 3-4, а также с комбинацией штифтов 420 и полости 406 для образования комбинации выступа 130 и углублений 148. Способ также включает в себя необязательный этап предоставления, по меньшей мере, одного упора 412 и сцепления противоположных концов упора с соответствующей одной из пары формовочных пластин 400 для контроля сжатия заготовки 106. Наконец, способ включает в себя этап извлечения прокладки 110 из сцепления с парой формовочных пластин 400. Таким образом, настоящее изобретение было описано настолько полно, ясно, лаконично и точно,чтобы позволить любому специалисту в данной области техники сделать и использовать то же самое. Следует понимать, что изменения,модификации, эквиваленты и замены компонентов конкретно описанных вариантов осуществления изобретения могут быть сделаны специалистами в данной области техники, не выходя за рамки сущности и объема изобретения, определенных в прилагаемой формуле изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Сжимаемая упругая эластомерная прокладка,отличающаяся тем, что она содержит по существу твердое тело, определяющее центральную ось прокладки, причем тело образовано из заданного материала и имеет периферийную боковую поверхность, первый осевой конец и второй осевой конец, причем каждый из первого и второго осевых концов имеет по существу плоскую поверхность, расположенную перпендикулярно центральной оси и паз,образованный в центре в плоской поверхности одного из первого и второго осевых концов, причем паз имеет заданную форму. 2. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что по существу твердое тело имеет круглое поперечное сечение,расположенное перпендикулярно центральной оси. 3. Прокладка по п.2, отличающаяся тем, что каждый из первого и второго осевых концов имеет заданный диаметр. 4. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что периферийная поверхность имеет проходящую наружу изогнутую форму. 5. Прокладка по п.4, отличающаяся тем, что проходящая наружу изогнутая форма образована во время процесса формовки прокладки. 6. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что прокладка дополнительно включает в себя выпуклый выступ, образованный в центре на поверхности одного из первого и второго осевых концов в сцеплении впритык с периферийной внутренней поверхностью паза, причем выступ имеет как заданную высоту, так и заданную форму. 7. Прокладка по п.6, отличающаяся тем, что поверхность свободного конца выступа имеет выпуклую форму. 8. Прокладка по п.6, отличающаяся тем, что выступ имеет круглое поперечное сечение,расположенное перпендикулярно центральной оси,при этом паз имеет кольцевую форму. 9. Прокладка по п.6, отличающаяся тем, что объем выступа по существу равен объему паза. 10. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно включает в себя выемку, 25504 образованную в одной из первой и второй плоских концевых поверхностей в сообщении с пазом,причем углубление имеет как заданную глубину, так и заданную форму. 11. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что заданным материалом является сополиэфирный полимерный и/или сополиамидный материал. 12. Сжимаемая упругая эластомерная прокладка,отличающаяся тем, что она содержит по существу твердое тело, определяющее центральную ось, причем тело образовано из заданного материала и имеет периферийную боковую поверхность, первый осевой конец и второй осевой конец, причем каждый из первого и второго осевых концов имеет по существу плоскую поверхность, расположенную перпендикулярно центральной оси и множество углублений, расположенных в плоской поверхности первого и/или второго осевых концов. 13. Сжимаемая эластомерная прокладка,выполненная с возможностью поглощения и рассеяния ударных динамических нагрузок,приложенных к ней, отличающаяся тем, что она образована из заданного материала, имеющего молекулярную структуру,которая получает ориентацию во время процесса формовки и имеет заданный коэффициент формы, полученный во время процесса формовки, так что, по меньшей мере, одна прокладка соответствующим образом поглощает и рассеивает прилагаемую ударную динамическую нагрузку, причем отношение между величиной прилагаемой ударной динамической нагрузкой и величиной предела прочности на разрыв указанного заданного материала составляет более 1,3 к 1. 14. Сжимаемая упругая эластомерная прокладка,отличающаяся тем, что она содержит по существу твердое тело, определяющее центральную ось, причем тело образовано из заданного материала и имеет периферийную боковую поверхность, первый осевой конец и второй осевой конец, причем каждый из первого и второго осевых концов имеет по существу плоскую поверхность, расположенную перпендикулярно центральной оси первый выпуклый выступ, расположенный в центре на, по существу, плоской поверхности первого осевого конца, причем первый выступ имеет заданную высоту и заданную форму второй выпуклый выступ, расположенный в центре на, по существу, плоской поверхности второго осевого конца, причем второй выступ имеет заданную высоту и заданную форму первый паз, образованный в, по существу,плоской поверхности первого осевого конца впритык к периферийной боковой поверхности первого выступа и второй паз, образованный в, по существу,плоской поверхности второго осевого конца впритык к периферийной боковой поверхности второго выступа. 15. Прокладка по п.14, отличающаяся тем, что второй выступ, по существу, идентичен первому выступу. 16. Прокладка по п.14, отличающаяся тем, что второй паз, по существу, идентичен первому пазу. 17. Прокладка по п.14, отличающаяся тем, что объем каждого из первого и второго пазов, по существу, равен объему соответствующего одного из первого и второго выпуклых выступов.

МПК / Метки

МПК: F16F 1/40, B61G 9/06

Метки: прокладка, сжимаемая, варианты, упругая, эластомерная

Код ссылки

<a href="https://kzpatents.com/7-25504-szhimaemaya-uprugaya-elastomernaya-prokladka-varianty.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Сжимаемая упругая эластомерная прокладка (варианты)</a>

Похожие патенты