[发明专利]铁路车能量吸收装置

说明书

本发明是2003年10月8日提出的、名称为“铁路车能量吸收装置” 的发明专利申请No.200380100091.6的分案申请。

技术领域

本发明通常涉及一种铁路车能量吸收装置，更特别的是涉及包括一 个弹簧组件的铁路车能量吸收装置，该弹簧组件具有一个可操作排列的 弹性体弹簧元件，该弹簧元件与一个结构相结合，这个结构用于抑制所 述弹性体弹簧元件的局部受热退化。

背景技术

已知能量吸收装置是用于铁路车的不同应用和用于两个主体之间 的。举个例子，能量吸收装置典型地是以可操作的方式与铁路车牵引装 置相结合排列的，用于吸收铁路车相邻端之间的力。铁路车能量吸收装 置也通常构造成侧轴承。铁路车侧轴承典型地设置在有轮转向架的中心 件或枕梁和铁路车车体的下表面之间的车体的相对的侧面上。在铁路车 移动期间，每个侧轴承充当一个能量吸收装置，并且进一步用于控制或 限制铁路车的“振荡”运动。

振荡是在铁路车位于铁轨或轨道上方移动期间由有轮转向架所产 生的一种现象。每个转向架的圆锥车轮沿着正切的或者直的轨迹行进了 一段蜿蜒的路径，因为它们在车轮锥度的转向影响下不断地寻求一个中 心位置。在这种蜿蜒路径的行程中，转向架将以不稳定的方式相对于车 体围绕着由转向架枕梁的垂直中线所限定的一个轴线进行循环摇摆。当 铁路车在空载情况下以相对较高的速度行进时，比如超过45英里每小 时，振荡以及因而发生的铁路车车体的侧面或侧向位移或摆动就具有特 殊的重要性。当然，转向架也趋于相对于转向架的过渡曲线部分的车体 做半静态的摇摆或旋转。说过度的振荡能造成包含车轮的有轮转向架元 件过早地磨损就是足够的了。振荡也能够造成在铁路车车体上运输的货 物被毁坏。

我们知道铁路车能量吸收装置典型地使用压缩的弹性构件，像弹簧 式钢元件或者弹性块或弹性柱或弹性柱块。在钢摩擦界面上使用钢的弹 簧式钢元件在一些应用中被证实是无效的，因为尺寸和粘结问题。最近， 热塑性弹性体的不同形式已经有利地被使用，以形成为这种铁路车使用 所需的必要的力吸收特性。一种像这样的弹性体是由本发明的受让人以 “TecsPak”商标推入市场并出售的。

不管如何应用，在最接近热塑性弹簧处的热量积累是一个严重的问 题。在铁路车操作期间以及这种能量吸收装置的使用期间，热量形成了。 然而，除非这样的热量积累能够被控制，热塑性弹簧将趋于软化和变形， 因此，不利地影响了铁路车元件的可操作性能，这些性能被发现是有用 的。举个例子，当一个有轮转向架前后摇摆时，侧轴承的一个金属顶板 相对车体的下表面滑动并且跨越该下表面，金属顶板通过弹性体弹簧偏 靠在车体上。所产生的摩擦有利地产生了一个反向的扭矩，这个扭矩阻 止了摇摆运动。这种产生的摩擦也典型地造成了在顶板和车体下面之间 的界面处的过度的热量。这种热量积累经常超过热塑性弹簧的热偏转温 度。正如在此处所使用的以及贯穿全部内容所使用的那样，术语“热偏 转温度”意味着并且指代一个温度水平，在这个温度水平下，相关的元 件不管其成分如何都趋于软化和变形。

当由侧轴承和车体之间的摩擦所产生的局部热量超过其热偏转温 度时，弹性体弹簧将趋于变形，并且/或者当温度足够高的时候，就造 成了弹性体弹簧的熔化。弹性体弹簧的变形和熔化显著地减少了弹簧施 加合适预载力的能力，并且因此减少了侧轴承的垂直悬挂特性，这反过 来导致了有轮转向架振荡的增强。转向架增强的振荡以及/或者不稳定 的循环摆动增加了铁路车的合成侧向位移/振荡，导致进一步增加热量 积累水平并进一步使弹性体弹簧退化。

因此，需要并且持续期待有一种铁路车能量吸收装置，该装置具有 一个弹簧组件，弹簧组件包括以可操作的方式同一种结构相结合地排列 的一个弹性体弹簧，该结构用于阻止由于局部热量而导致的弹性体弹簧 的退化。

发明内容