用于可压缩弹性体弹簧的板 【相关申请的交叉引用】
本申请涉及2007年5月1日提交的临时专利申请Serial No.60/926,987并要求该临时专利申请的优先权。本申请更进一步密切涉及与本申请同时提交的如下专利申请：名称为″CompressibleElastomeric Spring(可压缩弹性体弹簧)″的共同在审的U.S.SerialNumber______、名称为″Elastomeric Pad For A CompressibleElastomeric Spring(用于可压缩弹性体弹簧的弹性体垫)″的共同在审的U.S.Serial Number______、名称为″Method of MakingCompressible Elastomeric Spring(制造可压缩弹性体弹簧的方法)″的共同在审的U.S.Serial Number______、名称为″Method of MakingElastomeric Pad For A Compressible Elastomeric Spring(制造用于可压缩弹性体弹簧的弹性体垫的方法)″的共同在审的U.S.SerialNumber______、名称为″Combination Yoke and Elastomeric Draft Gear(组合轭架和弹性体牵引装置)″的共同在审的U.S.SerialNumber______、名称为″Combination Yoke and Elastomeric Draft GearHaving A Friction Mechanism(组合轭架和具有摩擦机构的弹性体牵引装置)″的共同在审的U.S.Serial Number______以及名称为″Elastomeric Draft Gear Having A Housing(具有外壳的弹性体牵引装置)″的共同在审的U.S.Serial Number______。这些专利申请都转让给本发明的受让人，并且通过引用方式将这些共同在审的专利申请的内容并入本文。
【技术领域】
本发明整体涉及可压缩弹性体弹簧，具体地说，本发明涉及设置在一对可压缩弹性体垫之间或者设置在可压缩弹性体弹簧的各端的板，更具体地说，本发明涉及一种板，该板采用具有新颖形状和定位的爪以改进板与邻接布置的可压缩垫之间的互锁式机械接合。
背景技术
通常在可压缩弹性体弹簧内采用金属板来为在使用中压缩/伸展的弹性体垫提供支撑，并且对弹簧列或弹簧组进行限定。在授予Carlstedt的美国专利No.5,351,844和授予Anderson的美国专利No.4,198,037中示出了多种可选择的金属板的设计。Carlstedt的专利具体解决Anderson的专利的同心度问题，其解决方案为：在板上设置中心环形突部和形成为贯穿中心环形突部的中心孔，从而在形成过程中与从弹性体垫一端伸出的中心突起形成中心互锁式的机械接合。
然而，仍然需要一种改进的金属板与可压缩垫之间的互锁式机械接合，以使弹簧能够吸收和缓冲更高的冲击载荷。
【发明内容】
根据一个方面，本发明提供一种用于可压缩弹性体弹簧的板，所述可压缩弹性体弹簧包括垫，所述垫限定中心轴线并且具有外周侧表面和一对轴向端部。所述轴向端部中的每个轴向端部都具有与所述中心轴线正交布置的平坦表面。板状部件由预定材料形成，并且具有第一基本平坦表面、与所述第一基本平坦表面相对的第二基本平坦表面、预定厚度和预定形状。多个预定数量的爪中的至少一个爪与所述板状部件一体形成并且固定在所述板状部件的一个基本平坦表面上。所述预定数量爪中的每个爪都具有梯形形状并且相对于所述一个基本平坦表面以预定角度向外伸出，以便使所述板状部件与所述垫的邻接所述一个基本平坦表面的轴向端部机械互锁。
根据另一个方面，本发明提供一种用于可压缩弹性体弹簧的板，所述可压缩弹性体弹簧包括垫，所述垫限定中心轴线并且具有外周侧表面和一对轴向端部。所述轴向端部中的每个轴向端部都具有与所述中心轴线正交布置的平坦表面。板状部件由预定材料形成，并且具有第一基本平坦表面、与所述第一基本平坦表面相对的第二基本平坦表面、预定厚度和预定形状。轴向孔形成为贯穿所述板状部件并与所述中心轴线同心。多个预定数量的爪中的至少一个爪与所述板状部件一体形成并且固定在所述板状部件的一个基本平坦表面上。所述多个预定数量的爪中的至少一个爪紧邻所述轴向孔的外周边缘地设置在该外周边缘上。所述多个预定数量的爪中的每个爪都相对于所述板状部件地一个基本平坦表面以预定角度向外伸出，以便使所述板与所述垫的邻接所述一个基本平坦表面的轴向端部机械互锁。
根据另一个方面，本发明提供一种用于可压缩弹性体弹簧的板。所述可压缩弹性体弹簧包括多个预定数量的弹性体垫，所述弹性体垫彼此同轴并且串联布置，以形成具有中心轴线和预定空载高度的多层弹簧组。由此，在缓冲动态冲击力时，每个弹性体垫都沿着所述中心轴线压缩，从而导致所述弹簧组的预定空载高度降低，并且所述每个弹性体垫都具有外周表面和一对轴向端部，每个轴向端部都具有与所述中心轴正交布置的平坦表面。所述板可以设置在一对弹性体垫之间并且包括板状部件，所述板状部件由预定材料形成并且具有第一基本平坦表面、与所述第一基本平坦表面相对的第二基本平坦表面、预定厚度和预定形状。多个预定数量的第一爪中的至少一个第一爪与所述板状部件一体形成并且固定在所述板状部件的所述第一基本平坦表面上。所述多个预定数量的第一爪中的每个第一爪都具有梯形形状并且相对于所述板状部件的所述第一基本平坦表面以第一预定角度向外伸出，以便使所述板与邻接所述板状部件的所述第一基本平坦表面的一个弹性体垫机械互锁。多个预定数量的第二爪中的至少一个第二爪与所述板状部件一体形成并且固定在所述板状部件的第二基本平坦表面上，所述多个预定数量第二爪中的每个第二爪都具有梯形形状并且相对于所述板状部件的所述第二基本平坦表面以第二预定角度向外伸出，以便使所述板与邻接所述板的所述第二基本平坦表面的与所述一个弹性体垫相对的相对弹性体垫机械互锁。
发明目的
因此，本发明的主要目的之一是提供一种可以设置在一对弹性体垫之间或者可压缩弹性体弹簧端部的板。
本发明的另一目的是提供一种用于可压缩弹性体弹簧的板，所述板具有设置在板的一个表面上的多个梯形中心爪，以便使该板与可压缩弹性体垫的邻接轴向端部机械互锁。
本发明的又一目的是提供一种用于可压缩弹性体弹簧的板，所述板具有设置在贯穿板的轴向孔的外围边缘上的多个中心爪。
本发明的再一目的是提供一种用于可压缩弹性体弹簧的板，所述板具有多个环形突起，以使所述板与邻接弹性体垫机械连接。
本发明的另一目的是提供一种用于可压缩弹性体弹簧的板，所述板采用多个第一中心爪和多个第二中心爪，所述第一中心爪设置在板的一个表面上，所述第二中心爪设置在板的与所述一个表面相对的相对表面上，以便使该板与一对弹性体垫的邻接轴向端部机械互锁。
本发明的另一目的是提供一种用于可压缩弹性体弹簧的板，在可压缩弹性体弹簧的形成过程中，所述板可以容易地与另一个板对准。
本发明的另一目的是提供一种用于可压缩弹性体弹簧的板，这种板的制造成本低。
除了上面在某种程度上具体描述的本发明的一些目的和优点以外，尤其是当结合所附附图和所附权利要求书阅读下面的描述时，相关领域的技术人员将很容易地看出本发明的各种其它目的和优点。
【附图说明】
图1是根据本发明的一个实施例构造的板的平面图；
图2是图1所示的板的端视图；
图3是根据本发明的另一个实施例构造的板的等轴测视图；
图4是图3所示的板的端视图；
图5是在制造图1或图3所示的板时使用的坯件的平面图；以及
图6是图3所示的板的平面图，具体示出了本发明的轴向引导部件。
【具体实施方式】
在对本发明进行更加详细的描述之前，应当注意，出于清楚和方便理解的目的，在附图所示的几张视图中，全部用相同的附图标记表示具有相同功能的相同部件。
结合图1至图6的本发明的当前优选实施例来示出实施本发明的最佳方式。然而，本发明不限于所述的实施例，并且本领域技术人员将会意识到，在不脱离本发明的基本概念的情况下可能存在本发明的许多其它实施例，并且围绕本发明基本概念的任何产品都将落入本发明的范围。可以预见，本发明的其它式样和构造都可以容易地并入本发明的教导，并且出于清楚和披露本发明的目的而不是对本发明的范围进行限制的目的，仅示出并描述一种具体构造。
本发明提供了一种板，该板可以设置在弹性体弹簧的一端或者设置在一对弹性体垫之间。本发明的板的各种用途见如下专利申请：名称为″Compressible Elastomeric Spring(可压缩弹性体弹簧)″的共同在审的U.S.Serial Number______、名称为″Combination Yoke andElastomeric Draft Gear(组合轭架和弹性体牵引装置)″的共同在审的U.S.Serial Number______、名称为″Combination Yoke and ElastomericDraft Gear Having A Friction Mechanism(组合轭架和具有摩擦机构的弹性体牵引装置)″的共同在审的U S.Serial Number______以及名称为″Elastomeric Draft Gear Having A Housing(具有外壳的弹性体牵引装置)″的共同在审的U.S.Serial Number______。
现在参考图1和图2，其中示出了整体标记为150的板。如名称为″Compressible Elastomeric Spring(可压缩弹性体弹簧)″的共同在审的专利申请U.S.Serial Number______中所述，板150设置在弹簧100或102的端部。简单地说，弹性体垫110具有一对轴向端部114和116，每个轴向端部分别具有平坦的端部表面118、120。
板150是板状部件，其具有第一基本平坦表面152和与第一基本平坦表面152相对的第二基本平坦表面154。板150由预定材料形成。这里优选的预定材料是金属，更具地说，例如是钢。板150具有预定厚度，该预定厚度在整个板上是基本均匀的。板150还具有预定形状。板150的预定厚度和预定形状都取决于其特定用途和制造方法，还取决于邻接弹性体垫110的设计。如仅用作实例的图1所示，板150呈通过斜切矩形的每个角而形成的大致八边形。
通常，设置预定数量的凸出突起160，每一个突起都限定突起主体162，所述突起主体固定在或者一体形成在板150的一个表面(如图2所示的第一表面152)上并且从该表面向外伸出。孔164形成为穿过相应的突起主体162并且进一步穿过板状部件，以便使板150与邻接第一表面152的相应轴向端部114、116机械互锁。通常，突起160呈环状。通过冲压法由目前优选的钢材料简单而低成本地形成具有孔164的突起160。根据垫110的材料和设计确定突起主体162的外径和孔164的直径，以便在这种弹簧100、102的冷成形过程中使垫的材料流入孔164并围绕突起主体162。因此，在形成弹簧100、102之后，突起160伸入到垫110的厚度中，并且以无粘合剂的方式实现板150与垫110之间的机械互锁。根据具体应用预先确定每个突起160的高度。例如，可以根据垫110的最大压缩行程(最大压缩高度)来确定所述突起160的高度，以防止垫110过压缩。本发明还包括如下设计：预定数量的突起160中的至少一个突起具有与其它突起不同的高度。
如图1最佳所示，以预定图案布置突起160，该预定图案优选为圆形。此外，突起160距离板的中心轴线的半径距离相同并且相对彼此以相等的夹角设置，选择突起的数量以使弹簧100、102在操作时具有侧向均匀性。
当将要把一对板状部件150设置成使它们的第二表面154彼此邻接时，可以把一个板150中的至少一对突起160定向为与贯穿相邻板150而形成的对准的孔168接合，以便使这对板状部件150之间机械互锁。在这种情况下，有利的是可以在整体上限制所述至少一对突起160的高度，以便防止其从邻接板150的第一表面152伸出。如图1的最佳所示，应当意识到孔168的图案相对于突起160的图案旋转预定角度。
还设置预定数量的爪170，至少一个所述爪与板150一体形成并且固定在板的一个表面(如图2所示的第一表面152)上。根据本发明的一种形式，每个爪170都具有端部172和一对倾斜的侧边174。端部172可以是尖端，从而使爪170呈三角形，然而，这里优选采用具有预定宽度的端部172，从而使爪170呈梯形。每个端部172还可以略微凹陷。每个爪170相对于第一表面152以预定角度向外伸出，以便在形成可压缩弹簧单元100、102的过程中，当沿着中心轴线向可压缩弹簧单元100、102的一个端部施加预定压缩力时，使板与这种垫110的邻接轴向端部114或116机械互锁。梯形形状能够使每个爪170在形成弹簧100、102的过程中刺破垫110的邻接轴向端部表面并进而穿入垫中。当爪170与垫110互锁时，梯形形状增加了爪170与垫110之间的表面接触。
爪170相对于第一表面152的角度被确定为使爪170能够充分伸入垫110，并且使垫110的材料能够在冷成形过程中围绕爪170相应流动。目前优选的是把爪170设置成基本垂直板150的第一表面152。
爪170相对于弹簧100、102的中心轴线相对彼此以相等的夹角设置，还被设置成与该中心轴线的距离相同并且紧靠该中心轴线。这种布置的关键点在于，爪170形成大致呈环形的突起环，突起环的侧表面由各个爪170的梯形形状限定，这有利于使弹簧100、102具有轴向直线性和侧向稳定性。还对爪170的数量进行选择，以使弹簧100、102在操作中具有轴向直线性和侧向稳定性。
爪170的梯形形状和定位的关键点还披露于名称为″Compressible Elastomeric Spring(可压缩弹性体弹簧)″的共同在审的U.S.Serial Number______的专利申请中。
在本发明中可以设想，例如在通过铸造法制造这种板时，爪170的厚度可以不同于板状部件的厚度。
根据图1至图2所示的本发明另一种形式，板150包括形成为贯穿该板并与该板150的中心轴线同心的轴向孔180，并且每个爪170都设置在轴向孔180的外周边缘182上或者紧邻轴向孔180的外周边缘182。在这种布置中，爪170的内表面176被设置成与该外周边缘182大致相切。
在本发明的这种形式中，目前优选的是每个爪170都与板150一体形成。除了使弹簧100、102具有轴向直线性和侧向稳定性的爪170的形状和定位的关键点以外，这种梯形形状的爪170有利地由目前优选的钢材料通过简单而经济的冲压法形成。如图5最佳所示，其中图5示出了在形成爪170之前的板的平面图案，在相对彼此以相等夹角设置爪170并且出于成形的目的去除一对相邻设置的爪170之间的材料之后，在冲压过程中自然地获得梯形形状。因此，在爪170成形后，这些爪如图1所示布置成圆形图案。
虽然爪170的梯形形状就上述原因而言是有利的，但是在本发明的范围内，可以使爪170连同孔180具有不同形状。
为了保证在组装弹簧100、102时每个板150正确定位，形成贯穿板150的对准孔188。更优选的是将该对准孔188设置在板150的边缘附近，以便在组装并形成弹簧100的过程中易于从视觉上识别对准。
在本发明的范围内，还可以设置预定数量的这种孔188，以便使板150机械紧固在相应的随动块50和60或中心板200上，所述随动块50和60或中心板200用在如下专利申请中：名称为″CombinationYoke and Elastomeric Draft Gear(组合轭架和弹性体牵引装置)″的共同在审的U.S.Serial Number______和名称为″Combination Yoke andElastomeric Draft Gear Having A Friction Mechanism(组合轭架和具有摩擦机构的弹性体牵引装置)″的共同在审的U.S.SerialNumber______。
此外，本发明设想可以利用任何常规方法(例如通过焊接法)使爪170与板150固定连接。这种连接方法可以有利于将板150设置为常规的随动块形式，所述常规的随动块的厚度大致在约1.25英寸与约2.00英寸之间。
现在参考图3至图5，其中示出了整体标记为190的板。除了板190的每个基本平坦表面192、194上都形成有突起160和爪170以外，板190的构造与上述板150基本相同。通常，板190设置在一对垫110之间，然而板190也可以设置在弹簧100和102的至少一个端部上，如名称为″Compressible Elastomeric Spring(可压缩弹性体弹簧)″的共同在审的U.S.Serial Number______的专利申请的图6中最佳所示。为了方便读者，将突起160标记为160a和160b，将爪170标记为170a和170b。
因此，板190包括预定数量的第一突起160a，至少一个第一突起106a与板190一体形成并固定在板190的第一表面192上。所述多个第一突起160a从第一表面192向外伸出。板190还包括预定数量的第二突起160b，至少一个第二突起106b与板190一体形成并固定在板190的第二表面194上。所述多个第二突起160b从第二表面194向外伸出，并且优选按照与多个第一突起160a交错的方式布置。
板190还具有预定数量的第一爪170a和预定数量第二爪170b，至少一个第一爪170a与板190一体形成并固定在板190的第一表面192上，并且相对于第一表面192以预定角度向外伸出；至少一个第二爪170b与板190一体形成并固定在板190的第二表面194上，并且相对于第二表面194以预定角度向外伸出。
同样，第二爪170b优选按照与第一爪170a交错的方式布置。因此，当形成弹簧100时，突起160a、160b和爪170a、170b穿透并伸入垫110的相应的相邻表面118、120中。
此外，多个突起160a、160b在径向上相对于相应的多个爪170a、170b以预定角度布置，以便提高弹簧100、102的轴向直线性和侧向稳定性或者刚度。
如名称为″Combination Yoke and Elastomeric Draft Gear(组合轭架和弹性体牵引装置)″的共同在审的U.S.Serial Number______和名称为″Combination Yoke and Elastomeric Draft Gear Having A FrictionMechanism(组合轭架和具有摩擦机构的弹性体牵引装置)″的共同在审的U.S.Serial Number______的专利申请中所披露，每个板190可包括至少一对部件199，该至少一对部件199用于引导板190的轴向运动，更具体地说用于在使用中引导弹簧100、102的轴向运动。根据本发明的一个实施例，可以例如通过穿过部件199中的孔199c并与板190中的螺纹孔199d接合的紧固件来将这种部件199固定在板190上，在板190被安装到轭架(yoke)20中时，部件199的伸出每个边缘195a、195b外面的一对端部199a水平设置。或者，部件199的这对端部可以与板190一体形成(如附图标记199b所示)。
呈独立形式或者凸缘形式的部件199的具体位置和尺寸取决于板190的尺寸、相应的轭带30、40的尺寸以及边缘195a和195b距部件199的距离。
如果需要提供用于防止垫110过压缩的外部止挡件290，那么该止挡件290可以通过例如焊接法固定在由可焊接材料(例如钢)形成的板190的至少一个边缘上(如图4最佳所示)。有利的是，无论是否存在对准孔188，实心止挡件290还可以用于对准目的。此外，可以设定实心止挡件290的尺寸并将其固定在板190上的与相应轭带30、40的侧边缘抵接的位置上，以便实现引导的目的。
止挡件290在与表面192和194垂直的方向上的宽度取决于垫110的最大压缩高度，还将取决于止挡件290的位置。止挡件290可以相对于板190的厚度居中，或者如附图标记290a所示，与板190的一个表面齐平。
如上文所述，突起160a、160b和爪170a、170b还可以用于防止垫110在使用中过压缩。
虽然以通过冲压法由钢材制成的板150、190示出了本发明，但是对本领域技术人员显而易见的是，本发明可以应用制造板150、190的各种材料和方法。例如，在共同在审的申请中，钢板150、190可以通过铸造法制造并用作随动块50、60或中心板200，随动块50、60或中心板200的厚度在约1.2英寸到约2.0英寸之间。板150、190也可以由例如纤维等复合材料并通过铸造法或注塑法制成。
因此，已经完整、清楚、简洁和准确地描述了本发明，以使本发明所属技术领域的任何技术人员能够制造和使用本发明。应当理解，在不脱离所附权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以制造具体描述的本发明实施例的部件的变化形式、修改形式、等同形式和替换形式。