CN101462547B - 带槽接头,尤其是用于驱动连杆的带槽接头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包括中心销(1)和外部管(3)的带槽接头,所述接头的特征在于其包括:两个弹性材料臂(5),所述弹性材料臂(5)形成沿直径方向相对的具有第一对称平面的圆柱形扇段(4),所述圆柱形扇段(4)结合于所述中心销(1)的曲线轮廓的一部分并结合于所述外部管(3),使得所述圆柱形扇段(4)被两个空间(8)分开;以及两个抵接件,所述抵接件容纳在所述空间(8)中并具有与所述第一对称平面垂直的第二对称平面,每个所述抵接件均包括结合于所述中心销(1)并结合于刚性材料抵接部分(2)的弹性材料圆柱形扇段(4),所述抵接部分(2)在所述接头不工作时与所述外部管(3)隔开。
Description
技术领域
本发明涉及一种带槽接头,特别是用于形成火车的车身转向架驱动装置的一部分的驱动连杆的带槽接头。
背景技术
带槽接头的用途是表现出沿垂直的负载轴差异很大的径向刚度。刚度的差异通常通过贯通或非贯通槽的尺寸来设定。
在预期的应用中,需要接头在第一方向上表现出高度的柔性,以提供舒适感和过滤作用,同时还表现出附加的功能,即当径向载荷变大时表现出非常高的刚度,其次是在与第一方向垂直的第二方向上表现出高度的刚性。
发明内容
通过根据本发明的抵接件实施带槽接头能够以小体积实现这一附加的功能。
本发明还提供包括中心销和外部管的带槽接头,所述接头的特征在于其包括:
第一弹性材料臂和第二弹性材料臂,所述第一弹性材料臂和所述第二弹性材料臂形成沿直径方向相对的具有第一对称平面的圆柱形扇段,所述第一弹性材料臂和所述第二弹性材料臂结合在具有曲线轮廓的所述中心销的一部分上和所述外部管的一部分上,使得所述第一弹性材料臂和所述第二弹性材料臂被第一空间和第二空间分开;以及
第一抵接件和第二抵接件,所述第一抵接件和所述第二抵接件具有与所述第一对称平面垂直的第二对称平面,所述第一抵接件定位在所述第一空间中并且所述第二抵接件定位在所述第二空间中,所述第一抵接件和所述第二抵接件包括由刚性材料制成的抵接部分和由弹性材料制成的圆柱形扇段,所述第一抵接件和所述第二抵接件的所述圆柱形扇段结合到所述中心销上并且结合到所述抵接部分的内侧面上,所述抵接部分的外侧面在所述接头不工作时与所述外部管隔开,其中,所述抵接部分在纵截面上呈指向所述外部管的外凸轮廓,以及其中,所述外凸轮廓具有圆形顶部区域,所述圆形顶部区域具有位于所述外部管的中部附近的顶部,并且所述圆形顶部区域以两条倾斜的直线段为边界,每条所述直线段与所述外部管的纵向轴线形成角度α。
在这种配置中,弹性材料臂在第一方向上提供高度的柔性,并且在第二方向上提供高刚度,而由橡胶制成的圆形部件用来在抵接件与外部管接触时提供期望的高刚度。经由优选由金属制成的刚性部分发生接触,从而避免了由于磨损造成的快速损耗。
为了满足附加的约束,即呈现出高度的锥形运动,接头的特征在于,抵接部分在纵截面上呈指向外部管的外凸轮廓。这避免了弹性材料在纵向端处局部收缩,当抵接部分为圆柱形时,可能发生局部收缩。
更具体地,外凸轮廓具有位于外部管的中部附近的顶部。优选地,外凸轮廓在纵截面上具有有利地以两条直线段为边界的圆形项部区域,每条直线段分别相对于外部管的轴线倾斜角度α,例如位于5°到12°范围内的角度,特别是等于10°的角度。
如果发生锥形运动,则圆形顶部的存在保证了抵接部分和外部管之间的接触点保持位于顶部附近,从而避免了橡胶层中的任何应力集中。
有利地,接头的特征在于,中心销与抵接件的圆柱形扇段和抵接部分一样从外部管的各端沿纵向突出。
为了避免弹性材料在抵接件被加载时膨胀,圆柱形扇段的端部有利地内凹,以便例如形成半圆形的部分。
有利地,限定所述空间的弹性材料臂的边缘在横截面上为内凹形
中心销可在其端部配合有组装元件,用以组装到轨道车辆的结构元件上。
附图说明
在参照附图阅读下面的描述后,本发明的其它特征和优点将更好地显现,在附图中:
图1a至1c分别是示出了本发明优选实施方式中的接头的横截面图、沿AA方向的纵截面图和沿AB方向的截面图;以及
图2a、2b和2c分别是用于车身转向架驱动装置并配合有两个如图1a至1c所示的接头的连杆的平面图、侧视图和沿AB方向的截面图。
具体实施方式
在图1a至1c中,本发明的带槽接头具有圆柱部分1,该圆柱部分1形成在端部处具有正方形截面的联轴器11和12的销,所述正方形截面的联轴器11和12通过各自的轴肩14与销1相连。这些联轴器11和12用来将接头紧固于轨道车辆的转向架或车身。与销1同轴(Y方向)的外部圆筒形管3设计为容纳在连杆的端部中。
具有抵接件(图1b和图1c)的带槽接头具有两个臂5,这两个臂5由结合于销1和管3的圆柱形扇段构成。在其对称平面(平行于在预期应用中为竖直方向的Z方向)的任一侧,所述两个臂中的每个臂都终止于内凹端6,所述内凹端6限定出两个构成圆柱形扇段的空间8,所述圆柱形扇段用来容纳抵接件。
抵接件包括由弹性材料制成的圆柱形扇段4,所述弹性材料结合于销1和由金属制成的抵接部分2,在如图所示的停止位置中,所述部分2通过区域9与外部管3的内侧边缘隔开,所述区域9在所述部分2的圆形顶部区域21的顶部24和管3的内侧轮廓之间限定出间隙。如图1b中以放大的比例示出的细节图所示,所述部分2在纵截面上呈现出具有顶部24的外凸顶部区域21,该顶部区域21以两条直线段22和23为边界,各直线段相对于Y方向形成角度α。
横向方向X是火车的行驶方向,接头的纵向方向Y是相对于火车的横向方向,而Z方向是竖直方向。
接头的功能是在竖直方向Z(第二方向)上表现出高径向刚度,并在X方向(第一方向)上表现出低刚度,用以提供舒适感并对噪声进行过滤,从而在强径向应力作用下具有高水平的刚度。
Z方向上的高刚度和X方向上的低刚度是由弹性材料臂5提供的。
由弹性材料制成的圆柱形扇段4提供针对高水平的应力而在X方向上所需的高刚度功能。
在这一点上应当注意到,与单个带槽弹性材料元件在两个正交方向上执行不同功能的已有带槽接头不同,抵接件2是与臂5区别开的元件,并且抵接件2容纳在臂5的端部6之间的槽或空间8中。
因此当沿轨道车辆的行驶方向X作用在接头上的应力水平较低时,由臂5提供弹性。
当沿X方向的载荷较高时,顶部24和管3之间的间隙消失,从而由圆柱形扇段4限定刚度。
该抵接作用是伴随着所述部分2和管3之间耐磨金属与金属的接触而出现的,由于接触产生的噪声被弹性材料制成的圆柱形扇段4阻尼掉,因此在实际中该抵接作用不存在任何缺点。
为了能够在X方向的径向应力作用下以例如10°的锥角来操作,将所述部分2的外部轮廓的形状设置成(沿纵截面)呈现出具有圆形顶部区域21的外凸轮廓,所述圆形顶部区域21具有位于管3沿Y方向的中部的顶部24,该区域21以两条直线段22和23为边界。
这两条直线段22和23相对于Y方向形成的角度α决定锥角的最大值。
在锥形变形的作用下,接头的纵向销不再平行于Y方向,但是抵接部分和管3的内侧之间的接触点仍位于顶部区域21中。
因此,即使在X方向的径向应力作用下以大的锥角受到重载,所述部分仍在其中部附近支承在圆柱形扇段4上,从而避免了圆柱形扇段4的端部处7的任何应力集中,并因此避免了构成圆柱形扇段4的弹性材料的疲劳。当达到最大角度时,直线段22或23中的一条线段平靠在管3上,从而同样避免了圆柱形扇段4的端部处7的任何应力集中。
为了提供更好的疲劳性能,可以增大抵接件的弹性材料表面面积,为此,圆柱形扇段4、所述部分2以及销1从管3的各端沿纵向突出。
为了限制弹性材料膨胀并延长其使用寿命,圆形部分4的端部7形成内凹形弯月面,例如半圆形弯月面。
Claims (25)
1.一种包括中心销和外部管的带槽接头,所述接头包括:
第一弹性材料臂和第二弹性材料臂,所述第一弹性材料臂和所述第二弹性材料臂形成沿直径方向相对的具有第一对称平面的圆柱形扇段,所述第一弹性材料臂和所述第二弹性材料臂结合在具有曲线轮廓的所述中心销的一部分上和所述外部管的一部分上,使得所述第一弹性材料臂和所述第二弹性材料臂被第一空间和第二空间分开;以及
第一抵接件和第二抵接件,所述第一抵接件和所述第二抵接件具有与所述第一对称平面垂直的第二对称平面,所述第一抵接件定位在所述第一空间中并且所述第二抵接件定位在所述第二空间中,所述第一抵接件和所述第二抵接件包括由刚性材料制成的抵接部分和由弹性材料制成的圆柱形扇段,所述第一抵接件和所述第二抵接件的所述圆柱形扇段结合到所述中心销上并且结合到所述抵接部分的内侧面上,所述抵接部分的外侧面在所述接头不工作时与所述外部管隔开,
其中,所述抵接部分在纵截面上呈指向所述外部管的外凸轮廓,以及
其中,所述外凸轮廓具有圆形顶部区域,所述圆形顶部区域具有位于所述外部管的中部附近的顶部,并且所述圆形顶部区域以两条倾斜的直线段为边界,每条所述直线段与所述外部管的纵向轴线形成角度α。
2.如权利要求1所述的接头,其特征在于,所述角度α位于5°至12°的范围内。
3.如权利要求1或2所述的接头,其特征在于,所述中心销(1)与所述第一抵接件和所述第二抵接件的圆柱形扇段(4)和所述抵接部分(2)一样从所述外部管(3)的各端沿纵向突出。
4.如权利要求1或2所述的接头,其特征在于,所述第一抵接件和所述第二抵接件的圆柱形扇段(4)的端部(7)是内凹的。
5.如权利要求3所述的接头,其特征在于,所述第一抵接件和所述第二抵接件的圆柱形扇段(4)的端部(7)是内凹的。
6.如权利要求4所述的接头,其特征在于,所述第一抵接件和所述第二抵接件的圆柱形扇段(4)的端部(7)形成半圆形的内凹半月面。
7.如权利要求5所述的接头,其特征在于,所述第一抵接件和所述第二抵接件的圆柱形扇段(4)的端部(7)形成半圆形的内凹半月面。
8.如权利要求1或2所述的接头,其特征在于,限定所述第一空间和所述第二空间(8)的所述第一弹性材料臂和所述第二弹性材料臂(5)的边缘(6)的横截面是内凹的。
9.如权利要求3所述的接头,其特征在于,限定所述第一空间和所述第二空间(8)的所述第一弹性材料臂和所述第二弹性材料臂(5)的边缘(6)的横截面是内凹的。
10.如权利要求4所述的接头,其特征在于,限定所述第一空间和所述第二空间(8)的所述第一弹性材料臂和所述第二弹性材料(5)的边缘(6)的横截面是内凹的。
11.如权利要求5所述的接头,其特征在于,限定所述第一空间和所述第二空间(8)的所述第一弹性材料臂和所述第二弹性材料臂(5)的边缘(6)的横截面是内凹的。
12.如权利要求6所述的接头,其特征在于,限定所述第一空间和所述第二空间(8)的所述第一弹性材料臂和所述第二弹性材料臂(5)的边缘(6)的横截面是内凹的。
13.如权利要求7所述的接头,其特征在于,限定所述第一空间和所述第二空间(8)的所述第一弹性材料臂和所述第二弹性材料臂(5)的边缘(6)的横截面是内凹的。
14.如权利要求1或2所述的接头,其特征在于,所述中心销(1)在其两端中的各端处均具有组装元件(11,12),用以组装到轨道车辆的结构元件上。
15.如权利要求3所述的接头,其特征在于,所述中心销(1)在其两端中的各端处均具有组装元件(11,12),用以组装到轨道车辆的结构元件上。
16.如权利要求4所述的接头,其特征在于,所述中心销(1)在其两端中的各端处均具有组装元件(11,12),用以组装到轨道车辆的结构元件上。
17.如权利要求5所述的接头,其特征在于,所述中心销(1)在其两端中的各端处均具有组装元件(11,12),用以组装到轨道车辆的结构元件上。
18.如权利要求6所述的接头,其特征在于,所述中心销(1)在其两端中的各端处均具有组装元件(11,12),用以组装到轨道车辆的结构元件上。
19.如权利要求7所述的接头,其特征在于,所述中心销(1)在其两端中的各端处均具有组装元件(11,12),用以组装到轨道车辆的结构元件上。
20.如权利要求8所述的接头,其特征在于,所述中心销(1)在其两端中的各端处均具有组装元件(11,12),用以组装到轨道车辆的结构元件上。
21.如权利要求9所述的接头,其特征在于,所述中心销(1)在其两端中的各端处均具有组装元件(11,12),用以组装到轨道车辆的结构元件上。
22.如权利要求10所述的接头,其特征在于,所述中心销(1)在其两端中的各端处均具有组装元件(11,12),用以组装到轨道车辆的结构元件上。
23.如权利要求11所述的接头,其特征在于,所述中心销(1)在其两端中的各端处均具有组装元件(11,12),用以组装到轨道车辆的结构元件上。
24.如权利要求12所述的接头,其特征在于,所述中心销(1)在其两端中的各端处均具有组装元件(11,12),用以组装到轨道车辆的结构元件上。
25.如权利要求13所述的接头,其特征在于,所述中心销(1)在其两端中的各端处均具有组装元件(11,12),用以组装到轨道车辆的结构元件上。
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