专利名称：耐磨衬垫的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于易磨损表面并具有向外表面和厚度的耐磨村垫单 元，呈块或颗粒形式的材料例如粉碎的矿石和粉碎的岩石材料要在向 外表面上移动。耐磨衬垫单元包括主要用于吸收冲击能的弹性体材料 和主要用来抵抗磨损的耐磨构件。本发明还涉及由这种耐磨衬垫单元 构成的耐磨衬垫。
背景技术：
耐磨衬垫是已知的，用于斜槽和卡车平台，从而保护它们的基面。 耐磨衬垫通常由天然橡胶或合成橡胶构成，并且用于保护免受岩石的 硬沖击，以及防止材料在耐磨衬垫单元的表面上移动和接触所造成的 磨损。相对柔软的橡胶材料提供了良好的抵抗磨损的能力，但是为了 防止硬冲击破坏耐磨衬垫单元，耐磨衬垫单元必须采用大的厚度。较 硬的橡胶材料提供了较好的防冲击的保护能力，但是更易于研磨性磨 损。为了解决这个问题，耐磨衬垫单元已经得到了发展，其中，不同 的材料在衬垫单元的向外表面中结合。这种耐磨衬垫单元的例子可以在US-3607606中找到，其中，陶瓷体被嵌入到橡胶材料中。陶瓷体 具有高的抵抗磨损的性能，而橡胶材料作为减震器，从而减少当衬垫 单元受到材料块撞击时脆性陶瓷体发生破裂的危险。在这种类型的耐 磨衬垫单元中，存在不同材料相互发生分离的危险。在硬冲击的情况 下，也依然存在着耐磨构件破裂的危险。发明内容本发明的目的是提供解决上述问题的耐磨衬垫单元和耐磨衬垫。本发明的特殊目的是提供抵抗硬冲击的耐磨衬垫单元和耐磨衬塾。本发明更进一步的目的是提供一种耐磨衬垫单元和耐磨衬塾，其 中耐磨构件具有减小的从弹性体材料中分离的趋势。根据本发明，通过具有如权利要求1所述特征和在权利要求2~ 11中限定的优选实施例的耐磨衬塾单元实现这些目的，同时也可以依 据权利要求12所述的耐磨衬垫实现上述目的。在该创造性的耐磨衬垫单元中，耐磨构件在垂直于向外表面的平 面中被设计成在厚度方向至少部分地相互重叠。以这种方式，在耐磨 衬垫单元上的撞击所产生的力可以被分布到多个耐磨构件上，因此减 少了耐磨构件破裂的危险。耐磨构件有利地是用陶瓷材料制造，这类材料具有良好的抗磨损 能力，并且容易成型为所需要的形状。耐磨构件可以在向外表面中按行布置，以这种方式，沖击力易于 被在横向上分布到不同耐磨构件上，并且也易于在制造耐磨衬垫单元 时自动定位耐磨构件。在本发明的一个实施例中，耐磨构件在垂直于向外表面的平面中 具有类似瓶子的形状，具有窄的颈部和宽的底部，并列的耐磨构件布 置成颈部沿厚度的方向交替地向上和向下。这种布置方式可以使力很 好地分布，并且耐磨构件被非常可靠地安装在弹性体材料中。在另一个实施例中，耐磨构件在垂直于向外表面的平面中呈梯形， 具有窄端和宽端，并列的耐磨构件布置成窄端沿厚度的方向交替地向上和向下，这是提供良好的力分布作用的一个替代方式。在另一个实施例中，耐磨构件在垂直于向外表面的平面中呈倾斜的平行四边形，它的两条边相对于厚度的方向倾斜，并列的耐磨构件布置成每个耐磨构件的相对于厚度方向倾斜的其中一条边都互相平行，这是另一种确保良好的力分布的实用方式。在另一实施例中，耐磨构件在垂直于向外表面的平面中是T形的，具有腿部和头部，并列的耐磨构件布置成头部沿厚度的方向交替地向上和向下，这也是一种使力在耐磨构件上良好分布的方式。耐磨构件有利地是按行布置，每隔一个耐磨构件相对于同 一行中 相邻的耐磨构件偏移。因此在向外表面中将得到砌砖结构，这使得通 过在多个相邻的耐磨构件上分布冲击力，防止了沿直线的局部磨损。耐磨衬垫单元的向外表面有利地是主要由耐磨构件组成，这提高 了岩石或其它类似物撞击耐磨衬垫单元时撞击耐磨构件而非弹性体材 料的概率，耐磨单元的磨损面在使用过程中通常适合暴露在向外表面 中。创造性的耐磨衬垫由多个创造性的耐磨衬垫单元构成，因此该耐 磨衬垫具有良好的抵抗冲击和磨损的能力。
下面将通过实例并参考附图对本发明进行更详细的说明，其中 图1是本发明的耐磨衬垫单元的俯视图， 图2是沿II-II线的剖视图， 图3是沿III-III线的剖视图，图4是依据第一种实施例的图1中耐磨衬垫单元中多个耐磨构件 的剖视图，图5是依据本发明第二种实施例的耐磨构件的剖视图， 图6是依据本发明第三种实施例的耐磨构件的剖视图， 图7是依据本发明第四种实施例的耐磨构件的剖视图， 图8是由多个图1中的耐磨衬垫单元组成的耐磨衬垫的俯视图。
具体实施方式
图1中的耐磨衬垫单元l包括橡胶的芯部2，耐磨构件3在表面4 被嵌入芯部2中，当耐磨衬垫单元1处于安装好的状态时，表面4是 朝向外侧的。这里的"嵌入"可以意味着"完全嵌入"，但通常指如 图2和图3所示的状态，即耐磨构件3的一个表面实质上构成了表面 4的一部分，而每个构件3的其余部分沉入到芯部2中。耐磨衬垫单元1适合安装在易受磨损的壁上。当多个耐磨衬垫单元1在壁上并排安装时，它们就构成了耐磨衬垫，参见图8。从图2容易看出，在垂 直于朝外的表面4的平面P上，耐磨构件3具有类似瓶子的形状，具 有窄的颈部5和宽的底部6。耐磨构件3是并排布置的，颈部5和底 部6交替地布置在向外的表面4中。如果一块石头撞击在底部6朝向向外表面4的其中一个耐磨构件 3上，如图4中箭头Fi所示的撞击力将还被分布到两个相邻的耐磨构 件3上。但是，如果石头撞击到颈部5朝向向外表面4的其中一个耐 磨构件3上，力将不会被分布，而是仅仅通过耐磨衬垫单元直接传递 下去，如图中箭头F2所示。但是在大多数情况下，撞击耐磨衬垫l的 石头相对于耐磨构件3来说是非常大的，以致于它们会撞击不止一个 的耐磨构件3，这意味着撞击力会分布在多个耐磨构件3上。这就减 少了耐磨构件受撞击时破裂的危险，在重载情况下也是如此。另外， 实验表明瓶状耐磨构件3能够非常可靠地安装在橡胶材料上。直到 耐磨构件3已经被磨损到约高度h的一半时，它们才会开始脱离橡胶 材料。此外，如果耐磨构件3以砌砖的模式布置，其中各行13都大致平 行于剖面线II-II，且如图1所示在向外表面4中每隔一个耐磨构件3 都偏移，那么在底部6处于向外表面4中的其中一个耐磨构件3上的 撞击力实际上不仅仅被分布到了两个相邻的耐磨构件3上，而是被分 布到了 4个相邻的耐磨构件3上，这进一步减少了耐磨构件3发生破 裂的危险。偏移的行也减少了沿直线发生局部磨损的危险。图5所示是耐磨构件3a的替代设计。在平面P上耐磨构件3a呈 梯形，并按照窄端7和宽端8交替地朝向向外表面4的排列方式嵌入 到橡胶材料中。同样，在该设计中，如果撞击发生在宽端8处在向外 表面4中的其中一个耐磨构件3a上时(箭头F3)，撞击力将被分布 到两个相邻的耐磨构件3a上，而在窄端7a处在向外表面4中的耐磨 构件3a上的撞击力仅仅直接通过耐磨衬垫单元1传递下去。但是，与 图4所示的实施例类似，撞击耐磨衬垫单元1的石头一般相对于耐磨构件3a来说是非常大的，以致于它们会同时撞击多个耐磨构件3a。图6所示是另一种耐磨构件3b的实施例，耐磨构件3b在平面P 中呈斜平行四边形，平表面9平行于向外表面4,并且斜表面10相对 于厚度d方向倾斜。耐磨构件3b并排布置，相邻耐磨构件3b的斜表 面相互平行。当耐磨构件3b被撞击时，例如被石头撞击，撞击力将被 分布到其中一个相邻的耐磨构件3b上，如图中箭头F4所示。在图6 所示的耐磨构件3b的设计中，因此总是会产生力的分布，但是只会分 布到一个相邻的耐磨构件3b上。图7所示是第四种耐磨构件3c的实施例，在该例中，耐磨构件 3c在平面P中呈T形，并且具有腿部11和头部12。耐磨构件3c并 排布置，腿部ll和头部12在向外表面4中交替。当它们受到撞击时 的行为类似于图4中耐磨构件3和图5中耐磨构件3a的行为，即如果 石头撞击头部12处在向外表面4中的其中一个耐磨构件3c时，力将 被分布到两个相邻的耐磨构件上(箭头F5)，而撞击到腿部11处在 向外表面4中的耐磨构件3c上的力只会通过受撞击的耐磨构件3c往 下传递。但是，正如关于图4和图5所描述的，撞击耐磨构件3c的石 头通常相对于耐磨构件3c来说要大，以致于它们同时会撞击多个耐磨 构件3c。在所示的例子中，耐磨衬垫单元1的厚度d为65mm，并且耐磨 构件3的高度h是38mm, 这种耐磨衬垫单元1适合重载应用。对于 更大的应力，耐磨衬垫单元1的厚度d可以例如为95mm，在这种情 况下，耐磨构件的高度h可以是70mm。但是，如果耐磨衬垫单元1 将用于应力较小的应用，耐磨衬垫单元1的厚度d和耐磨构件的高度 h都可以选择得较小。可理解的是，在本发明范围内可以想到对上述本发明的实施例的 许多更改，在权利要求中对此进行了限定。例如，耐磨构件可以由陶瓷材料之外的其它材料制作，所有具有 良好的抵抗滑动磨损的材料均可以使用，例如刚玉和其它矿物材料， 以及钢和其它金属材料。构成耐磨衬垫单元1的芯部2的弹性体材料可以是天然橡胶和一 些合成材料，例如聚氨酯。应该注意的是，在本发明的内容中，壁当然不仅仅指大致竖直的 壁，也指水平的壁，例如底板和顶板，以及任何斜度的壁。因此该创 造性的耐磨衬垫单元可以用于例如卡车平台和斜槽，不仅可用于侧壁 也可以用于底部。前面所介绍的耐磨构件的形状仅仅作为可构想出的形状的例子， 本领域的技术人员了解其它形状也是可能的，只要这些形状使得在耐 磨衬垫单元的厚度方向可以具有重叠，这样撞击力就可被分布。基本 上可以按照窄部朝上宽部朝下以及宽部朝上窄部朝下交替布置的任何 形状都可以采用。如图6所示，耐磨构件的形状并非必须围绕耐磨衬 垫单元的厚度方向呈镜像对称，而是也可呈倾斜的对称。这种布置的 优点在于不管是哪一个耐磨构件受到撞击，总会发生力的分布，这 样就不仅仅是受撞击的耐磨构件受载荷。但是，缺点在于力总是分 布到仅仅一个相邻的耐磨构件上，而在镜像对称的情况中，力会被分 布到两个相邻的耐磨构件中。同样可以构想出耐磨构件的其它形状。例如，耐磨构件可以是L 形的，相当于图7所示T形耐磨构件3c的两半。L形的耐磨构件可以 很方便地布置成L的腿部交替地向上和向下，这种设计和布置意味着 如果L的腿部向下的耐磨构件受到撞击，撞击力将被分布到相邻的耐 磨构件上。但是，如果L的腿部向上的耐磨构件受到撞击，力不会被 分布到相邻的耐磨构件上。在所示的例子中，耐磨构件3、 3a、 3b、 3c仅设计为在一个平面 中有重叠，而在图3中，它们在平面P以及与向外表面4成直角延伸 的平面Q上相互平行。但是，也可能把耐磨构件3、 3a、 3b、 3c设计 成使得在厚度d方向上它们也在平面Q中部分重叠。如图l所示，耐磨构件3按行13布置，并且每隔一个耐磨构件3 偏移，但是本领域技术人员明白其它的布置方式也是可能的，例如， 耐磨构件可以按照直行布置。如图1所示，每个耐磨构件3、 3a、 3b、 3c都具有构成为向外表 面4的一部分的磨损面4，，其中向外表面4构成了耐磨衬垫单元1的 磨损面。正如前面所讨论的，耐磨构件3、 3a、 3b、 3c,皮嵌入到耐磨衬垫 单元l的弹性体材料中。前面已经联系用于斜槽、卡车平台等的壁衬介绍了耐磨衬垫单元 l的应用。然而，具有前面所介绍形式的耐磨构件3、 3a、 3b、 3c的 耐磨表面也可用于其它场合。例如，它们可用于提高筛的耐磨性。因 此，可以将耐磨构件结合到篩的表面中，设置在篩的开口之间。耐磨 衬垫单元也可以设计成在筛开口之间的凸条，称为滑条或游码，每个 条可以具有一行或多行耐磨构件。这种条也可以布置在用于壁的耐磨 衬垫上。
权利要求
1、一种耐磨衬垫单元，其用于易受磨损的表面，并具有向外表面(4)和厚度(d)，呈块或颗粒形式的材料例如粉碎的矿石和粉碎的岩石材料将在向外表面(4)上移动，该耐磨衬垫单元(1)包括主要用于吸收冲击能的弹性体材料(2)和主要用来抵抗磨损的耐磨构件(3；3a；3b；3c)，其特征在于，在垂直于向外表面(4)的平面(P)中的耐磨构件(3；3a；3b；3c)被设计成在厚度(d)方向至少部分地相互重叠。
2、 根据权利要求1所述的耐磨衬垫单元，其中，耐磨构件(3; 3a; 3b; 3c)由陶瓷材料制作。
3、 根据权利要求1或2所述的耐磨衬垫单元，其中，耐磨构件(3; 3a; 3b; 3c)在向外表面(4)中按行布置。
4、 根据前述任意一个权利要求所述的耐磨衬垫单元，其中，在垂 直于向外表面(4)的平面(P)中的耐磨构件(3)具有类似瓶子的 形状，具有窄的颈部(5)和宽的底部(6),并且并列的耐磨构件(3) 布置成颈部(5)沿厚度(d)方向交替地向上和向下。
5、 根据权利要求1到3中任意一项所述的耐磨衬垫单元，其中， 在垂直于向外表面(4)的平面(P)中的耐磨构件(3a)是梯形的， 具有窄端(7)和宽端(8),并且并列的耐磨构件(3a)布置成窄端(7)沿厚度(d)的方向交替地向上和向下。
6、 根据权利要求1到3中任意一项所迷的耐磨衬垫单元，其中， 在垂直于向外表面(4)的平面(P)中的耐磨构件(3b)的形状是倾 斜的平行四边形，它的两条边(10)相对于厚度(d)的方向倾斜，并 且并列的耐磨构件(3b)布置成使得每个耐磨构件相对于厚度(d) 方向倾斜的其中一条边都互相平行。
7、 根据权利要求1到3中任意一项所述的耐磨衬垫单元，其中， 在垂直于向外表面(4)的平面(P)中的耐磨构件(3c)是T形的， 具有腿部(11)和头部(12)，并且并列的耐磨构件(3c)布置成头部(12)沿厚度(d)的方向交替地向上和向下。
8、 根据权利要求3到7中任意一项所述的耐磨衬垫单元，其中， 耐磨构件(3; 3a; 3b; 3c)按行(13)排列，每隔一个耐磨构件(3; 3a; 3b; 3c)相对于同 一行(13 )中相邻的耐磨构件(3; 3a; 3b; 3c) 偏移。
9、 根据任意一项前述权利要求所述的耐磨衬垫单元，其中，向外 表面(4)主要由耐磨构件(3; 3a; 3b; 3c)构成。
10、 根据任意一项前述权利要求所述的耐磨衬垫单元，其中，每 个耐磨构件(3; 3a; 3b; 3c)都具有构成向外表面(4)的一部分的 磨损面(4，)，向外表面(4)构成了耐磨衬垫单元(1)的磨损面。
11、 根据任意一项前述权利要求所述的耐磨衬垫单元，其中，耐 磨构件(3; 3a; 3b; 3c)被嵌入到耐磨衬垫单元(1)的弹性体材料 中。
12、 一种用于易受磨损的壁的耐磨衬垫，呈块或颗粒形式的材料 例如粉碎的矿石和粉碎的岩石材料将在其上移动，其中耐磨衬垫由如 前述任一权利要求中所述的多个耐磨衬垫单元(1)构成。
全文摘要
一种用于易受磨损表面的耐磨衬垫单元(1)，其具有向外表面(4)，呈块或颗粒形式的材料例如粉碎的矿石和粉碎的岩石材料将在其上移动。耐磨衬垫单元还具有厚度(d)。耐磨衬垫单元(1)包括主要用于吸收冲击能的弹性体材料(2)和主要用来抵抗磨损的耐磨构件(3)。耐磨构件(3)位于垂直于向外表面(4)的平面(P)中，它被设计成在厚度(d)方向至少部分相互重叠。此外，公开了一种由多个耐磨衬垫单元(1)构成的耐磨衬垫。
文档编号B65G11/16GK101238050SQ200680025680
公开日2008年8月6日 申请日期2006年6月5日 优先权日2005年6月7日
发明者A·布斯特伦 申请人:美卓矿物(磨损保护)公司