本发明一般涉及能量吸收器,特别涉及一种牵引装置,它具有一个中心摩擦板,在中心摩擦板的两边设有摩擦楔形件,以对外力产生阻力,并使由随动件传送的非正交载荷产生较小的不利影响。 板式摩擦牵引装置在先有技术中是熟知的。美国专利No.4305514描述了这些装置中的一种装置的特征,它包括一个设置在其它各种部件之间的中心定位摩擦楔形件。这些部件包括一对可以移动的摩擦板,一对变窄的固定摩擦板,以及一对摩擦闸瓦,所有这些部件通常都设置在牵引装置座罩的敞开端内。在操作期间,起初随动件对中心定位摩擦楔形件施力,后者向内移动一预定量,而后啮合摩擦板。摩擦楔形件本身布置在牵引装置的中心线上,而摩摩板等距离地设置在两边。如先有技术中已经熟知的,当力正交于牵引装置主轴线时,板式摩擦牵引装置是最有效的。不用说,在实际商业环境中遇到的状况并非经常如此,特别是当使用一个单独中心定位摩擦楔形件时。任何牵引装置的一个附加的最关键因素是;当外部载荷(不管是正交的或非正交的)被撤消时,部件也会被释放。
简短说来,本发明是一种板式摩擦牵引装置,它有一对摩擦楔形件,分别安置在牵引装置的中心设置的主轴线的两边。一块摩擦板沿主轴中心线设置于一对隔板之间,隔板依次接触摩擦楔形件。这样,摩擦楔形件在主轴线的两边离开主轴线而设置,从而可以更为有效地处理非正交地力。这是由于摩擦楔形件和配合的闸瓦具有相当宽的位置。每个摩擦楔形件与其一边上设置的闸瓦机构相配合,闸瓦机构依次与第一或第二磨损衬垫板相配合,磨损衬垫板依次与牵引装置的座罩相接触并固定在座罩上。一个释放楔形件安置在摩擦板/摩擦楔形件结合体的下边,一个弹簧座被置于摩擦部件和一系列金属螺旋弹簧之间,金属螺旋弹簧以它们为人们熟知的方式起作用。我们发现,将摩擦楔形件分离为两个独立的部件,可以使牵引装置对非正交载荷更好地起反应。此外,摩擦楔形件和闸瓦之间的摩擦表面的角度,摩擦楔形件和释放楔形件之间的摩擦表面的角度,闸瓦和弹簧座之间的摩擦表面的角度,对于一旦载荷撤消时部件获得平稳的释放来说是重要的。
本发明的一个主要目的是提供一种包括两个独立的摩擦楔形件的牵引装置,它能够更好地处理非正交载荷,而且它在牵引装置压缩的初始半英寸期间啮合其六个摩擦表面中的四个,这导致一种更加平稳地运行的牵引装置,并使磨损分配在数目更多的部件上。但本发明的另一个目的是提供各个摩擦表面之间的特殊关系,从而在外部载荷一旦撤消时提供一种简单、有效而经济地消除牵引装置上附加作用的机构。本发明的又一个目的是提供一种其中摩擦楔形件安置在牵引装置主轴线以外的牵引装置,从而摩擦板受到保护,不受侧向载荷的作用。
本发明的另一个目的是提供隔板,它们包围摩擦板,使得摩擦板对牵引装置的座罩没有磨损。
参考附图可以更好地理解本发明的下列说明。附图中:
图1是表示与底梁和承梁相关联的牵引装置的分解图,为了简化图形,一部分部件被断开,另一部分部件被省略;
图2是牵引装置的剖面图;
图3是图2牵引装置的顶视图;
图4至图10是牵引装置部件的平面图
图11是牵引装置的第二幅剖面图,表示各种有关的角度。
图1举例说明摩擦牵引装置10,表示它与底梁机构12和一部分承梁机构14的关系。随动件机构16的位置紧靠摩擦楔形件18a和18b。线20代表牵引装置10的中心定位主轴线。应当理解,对于一切实用的目的来说,主轴线将牵引装置分为对称的两半,并如图2中可见,主轴线沿摩擦板机构22的中心延伸。
如图2中所示,牵引装置10包括一个空心座罩机构24,该座罩通常具有筒形体腔,带有第一敞开端部26和第二闭合端部或底部28,主轴线20沿空心座罩机构24的纵向中心设置。一个弹簧系统机构30设置在该空心座罩机构24的下部26a内,靠近上述第二闭合端部28。该弹簧系统机构30包括一个内部螺旋弹簧32,一个中间螺旋弹簧34,一个外部螺旋弹簧36,以及第一、第二、第三、第四角部弹簧38a、38b、38c、38d。
一个摩擦系统机构40设置在上述第一敞开端部26内,它包括随动的部件。首先,其中心沿上述主轴线20设置在摩擦板22有一个第一端部42和一个第二端部44,第一端部42从上述空心座罩机构24向外伸出,第二端部44如图所示与释放楔形件46相接触。该摩擦板22的两边设置有第一隔板48和第二隔板50。每个隔板具有位于上述第一敞开端部内的第一端部54a和54b与靠近上述摩擦板第二端部44的第二端部52a和52b。可以理解,上述第一和第二隔板48和50相对于座罩机构24固定,不能进行纵向运动,但可以承受侧向压力。
第一和第二摩擦楔形件18a和18b设置在上述隔板的两边,它们具有第一端部56a和56b与第二端部58a和58b。该第一端部56a和56b从上述空心座罩机构伸出,而上述第二端部58a和58b的位置紧靠上述释放楔形件46。在操作期间,楔形件18a和18b的角形表面59a和59b与上述释放楔形件46的角形表面61a和61b相配合。在上述第一和第二摩擦楔形件的两边设置有第一和第二闸瓦60a和60b。每个闸瓦具有第一角形端部62a和62b与第二角形端部64a和64b,第一角形端部62a和62b与上述摩擦楔形件的角形部分19a和19b相配合,第二角形端部64a和64b与弹簧座66的角形部分65a和65b相配合。上述第一和第二闸瓦的两边设置有第一和第二磨损衬垫68a和68b。每个衬垫固定在上述座罩机构24上,不能进行侧向和纵向运动。
释放楔形件46包括一个水平延伸的主体部分70与第一和第二变窄端部61a和61b,后者与上述摩擦楔形件的上述角形表面59a和59b相配合,由此形成一个相对于上述主轴线20的角度关系。
其中心有一个孔74的弹簧座66也包括角形表面65a和65b,它们如前所述是设计成与闸瓦的角形端部64a和64b相配合的,这样就形成了相对于上述主轴线或中心线20的角度关系。弹簧座66压靠在中间螺旋弹簧34和外部螺旋弹簧36上,并通过弹簧装具83a和83b压靠在角部螺旋弹簧38a、38b、38c、38d上。内部螺旋弹簧32穿过孔74,直接压靠在释放楔形件46上,由此可以带动其角形部分61a和61b压靠到摩擦楔形件的相应部分59a和59b上。
显然,当通过各个角形表面间的界线延伸到中心线20上时,各个角形表面就分别形成一个角度。
为了获得本发明的牵引装置实现商品化所必需的释放特性,我已经发现有三个角度是重要的。
参考图11,我已经鉴定了这些角度。第一个角度系统100或阿尔法角存在于摩擦楔形件的第一组角形部分19a和19b与上述闸瓦60a和60b的第一组角形部分62a和62b之间。我发现对于最佳性能来说,这个角度为47±2度。
闸瓦60a和60b的第二组角形部分64a和64b具有第二个角度系统102或贝塔角,该第二组角形部分与弹簧座66的角形部分65a和65b相配合。我发现对于牵引装置的最佳性能来说,贝塔角为66±2度。
我发现的第三个重要的角度系统104或伽马角存在于摩擦楔形件18a和18b的第二组角形表面59a和59b与释放楔形件46的角形部分61a和61b之间。我发现,为了获得最佳的释放特性,伽马角应当为约60±2度。
我的设计中找到的一个附加的特点是在第一和第二隔板48和50上装有唇形部分94a、94b、94c和94d。如图3和图7中所见,这些唇形部分围绕摩擦板22,从而在操作期间包住了摩擦板与座罩的摩擦接触点,防止了其后的磨损。
在牵引装置10受压缩期间,始终接触随动件板16的摩擦楔形件18a和18b被推入座罩机构24的敞开端26中。摩擦楔形件18a和18b作用在闸瓦60a和60b上,使它们楔住磨损衬垫板68a和68b。这样,在压缩的初始半英寸(这是在正常的牵引车运行中通常的移动量)期间,摩擦板是空着的。摩擦阻力只由楔形件和闸瓦产生,因此本发明在此处使用了六个摩擦表面中的四个,它们是第一、第二、第三、第四摩擦表面82、84、86、88,这四个摩擦表面是在摩擦楔形件移动的初始半英寸期间受到驱动的。这导致牵引装置较为平稳,磨损被分配在许多部件上,因而较为均匀地分配在那些承受磨损的部件上。最重要的是,因为摩擦楔形件18a和18b是离开装置的主轴线而设置的,它们能够更好地补偿非正交的压力。
在摩擦楔形件18a和18b移动约半英寸之后,随动件机构16接触中心定位摩擦板机构22,因而所有三个部件都开始移入座罩。显然,这半英寸的移动啮合了六个摩擦表面中的最后两个,这就是第五摩擦表面92和第六摩擦表面94。摩擦楔形件18a和18b对隔板48和50的加楔作用,导致摩擦板22被挤压在隔板之间,犹如摩擦板受力而挤入座罩。摩擦板22的两个侧面,每个摩擦楔形件18a和18b的平背面,以及每个闸瓦62a和62b对于每个磨损衬垫68a和68b的作用,形成每个牵引装置的六个主要表面。显然,这些表面分别啮合和摩擦每个隔板的两个侧面和每个磨损衬垫板的一个侧面。其它四个摩擦表面包括摩擦楔形件和闸瓦之间的摩擦表面与闸瓦和弹簧座接触面之间的摩擦表面,它们虽然对整个装置的操作仍很重要,但是影响比较小。
在此期间,始终保持与相应的闸瓦接触的弹簧座66被瓦推向座罩机构24的底壁。这导致压缩中间螺旋弹簧34、外部螺旋弹簧36和四个角部弹簧38。显然,弹簧座66与两个将四个角部弹簧38保持在位置中的弹簧装具83a,83b相配合。如前所述,内部弹簧32通过弹簧座66的孔74伸出,因而与弹簧座的任何运动都无关。
应当注意到,在摩擦楔形件18a和18b的轻微压缩运动之后,释放楔形件46受到其角形部分的接触而在其后作为整体产生运动。内部弹簧32受到释放楔形件的此种运动的压缩。对于摩擦楔形件18a和18b的给定位移来说,弹簧座66的稍大移动将导致摩擦板22在压缩期间与弹簧座66分离并相对于弹簧座66向外移动。因此,摩擦楔形件18a和18b受到弹簧力和摩擦阻力,而摩擦板22只受到摩擦阻力。
当压缩力从牵引装置撤消时,释放程序就开始了。起初,为了克服摩擦楔形件18a和18b与隔板48和50之间的初始静摩擦力,由于内部螺旋弹簧32的作用并由于部件之间的各种角形关系,释放楔形件46破坏了紧密的表面接触。而后摩擦楔形件由于独立的弹簧加在释放楔形件46上的附加推力而被闸瓦推出座罩。同时,返回的弹簧座托住摩擦板,使其返回到初始位置。闸瓦也被弹簧座退回,并同时推动摩擦楔形件。
虽然为了举例说明的目的上面只公开了本发明的一种特定的最佳实施例,但可以理解,处在附录的权利要求书范围内的本发明的各种变型或改型是完全可以预期的。