AT517289A2

AT517289A2 - Luftfeder

Info

Publication number: AT517289A2
Application number: ATA136/2016A
Authority: AT
Inventors: Eijiro Honda; Kenji Fujimoto
Original assignee: Toyo Tire & Rubber Co
Priority date: 2015-03-17
Filing date: 2016-03-14
Publication date: 2016-12-15
Also published as: AT517289A3; DE102016104494A1; JP2016173122A; CN105987118A; JP6526991B2

Abstract

Es wird eine Luftfeder (1) bereitgestellt, welche in der Lage ist, ein Gummibauteil vor Funken und Feuer zu schützen, indem das Gummibauteil durch eine feuerfeste Abdeckung (5) abgedeckt wird, wobei gleichzeitig das Entstehen eines Unterdrucks im Inneren der feuerfesten Abdeckung (5) verhindert wird. Eine zylindrische Membran (4) ist zwischen einem oberen Element (2) und einem unteren Element angeordnet. Eine zylindrische, feuerfeste Abdeckung (5) ist an dem oberen Element (2) und dem unteren Element befestigt. Die zylindrische, feuerfeste Abdeckung (5) deckt die gesamte Membran (4) nach außen hin ab, um auf diese Weise die Membran (4) vor Funken und Feuer zu schützen. Die Innenseite und die Außenseite der feuerfesten Abdeckung (5) stehen miteinander über einen Verbindungskanal (6) in Verbindung. Wenn eine Luftfeder (1) verschoben wird, strömt Luft durch den Verbindungskanal (6) ein und aus. Die Entstehung eines Unterdrucks im Innern der feuerfesten Abdeckung (5) wird verhindert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftfeder, die zum Beispiel für ein Schienenfahrzeug, ein Automobil und verschiedene industrielle Maschinen bereitgestellt wird, welche einen Aufbau aufweist, bei dem eine zylindrische Membran zwischen einem oberen Element und einem unteren Element eingefügt ist.

Im Allgemeinen weist eine Luftfeder, welche für ein Schienenfahrzeug oder dergleichen vorgesehen ist, einen Aufbau auf, bei dem eine Membran, welche aus einer verstärkten, zylindrischen Gummischicht gebildet ist, zwischen einem oberen Element und einem unteren Element eingefügt ist wobei eine Gummikomponente wie die Membran dem Äußeren ausgesetzt ist.

Um die Eigenschaften betreffend die Feuerfestigkeit der Luftfeder zu verbessern, welche, wie oben beschrieben, die dem Äußeren ausgesetzte Gummikomponente enthält, ist es denkbar, die Eigenschaften betreffend die Feuerfestigkeit des Gummis selbst, welcher die Gummikomponente bildet, zu verbessern. In diesem Fall können jedoch andere Eigenschaften wie beispielsweise die Eigenschaften die Vibrationsfestigkeit betreffend und die Haltbarkeit der Gummikomponente im Austausch für die Verbesserung der Eigenschaften die Feuerfestigkeit des Gummis betreffend verschlechtert werden.

Um das zu umzugehen, offenbart die japanische

Offenlegungsschrift Nr. 11-94002 (Abschnitte 0014 und 0020 und Fig. 1) wie in Fig. 9 dargestellt, eine Luftfeder mit einer feuerfesten Abdeckung, bei der eine zylindrische, flammenfeste Abdeckung (feuerfeste Abdeckung) 102 von einer Deckplatte 101 herabhängend angeordnet ist und die untere Endkante der feuerfesten Abdeckung 102 unterhalb eines Gummibalgs (Membran) 103 angeordnet ist. Die Luftfeder mit der feuerfesten Abdeckung aus der Offenlegungsschrift Nr. 11- 94002 (Absätze 0014 und 0020 und Figur 1) kann den Gummibalg 103 vor Funken, Feuer und dergleichen schützen, ohne irgendeine Beeinflussung der Eigenschaften der Luftfeder als solche.

Bei der Luftfeder aus der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 11-94002 (Abschnitte 0014 und 0020 und Figur 1) besteht, obwohl die untere Endkante der flammfesten Abdeckung 102 unter dem Gummibalg 103 angeordnet ist, ein Spalt 104 unter der unteren Endkante der feuerfesten Abdeckung 102 und Feuer kann in den Bereich um eine Gummikomponente wie beispielsweise dem Gummibalg 103 durch den Spalt 104 eintreten (vgl. Fig. 9).

Um einen derartigen Eintritt von Feuer durch den Spalt 104 zu verhindern, ist es denkbar, die oberen und unteren Enden der flammfesten Abdeckung 102 an der Luftfeder zu fixieren und die gesamte Gummikomponente wie beispielsweise den Gummibalg 103 durch die flammfeste Abdeckung 102 abzudecken.

Jedoch verändert sich, beispielsweise wenn die Luftfeder während des Betriebs eines Schienenfahrzeuges verschoben wird, das Volumen des Raumes zwischen der flammfesten Abdeckung 102 und dem Gummibalg 103 gemeinsam mit der Verschiebung der Luftfeder. In diesem Fall, wenn die flammfeste Abdeckung 102 spaltfrei einen Bereich der Luftfeder abdeckt, um Luft am Ein- oder Ausströmen zu hindern, ändert sich der atmosphärische Druck im Inneren der flammfesten Abdeckung 102 und die flammfeste Abdeckung 102 kann durch einen Unterdrück in ihrem Inneren zerquetscht und beschädigt werden.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Luftfeder bereit zu stellen, welche in der Lage ist, eine Gummikomponente vor Funken und Feuer zu schützen, indem die Gummikomponente durch eine feuerfeste Abdeckung abgedeckt ist, während das Entstehen eines Unterdrucks im Inneren der feuerfesten Abdeckung verhindert wird.

Um das oben genannte Ziel zu erreichen, umfasst eine Luftfeder gemäß der vorliegenden Erfindung: ein oberes Element; ein unteres Element; und eine zwischen dem oberen Element und dem unteren Element angeordnete zylindrische Membran. Eine zylindrische, feuerfeste Abdeckung, welche die Membran nach außen hin abdeckt, ist an dem oberen Element und dem unteren Element fixiert. Ein Verbindungskanal, welche eine Innenseite und eine Außenseite der feuerfesten Abdeckung miteinander verbindet, ist vorgesehen.

Gemäß der oben genannten Ausführungsform ist die feuerfeste Abdeckung am oberen Element und am unteren Element fixiert. Folglich kann die gesamte Membran vom Äußeren abgedeckt sein, um so vor Funken und Feuer geschützt zu sein. Zusätzlich ist der Verbindungskanal, welcher die Innenseite und die Außenseite der feuerfesten Abdeckung miteinander verbindet, vorgesehen.

Folglich kann, wenn die Luftfeder verschoben wird, Luft durch den Verbindungskanal ein- und ausströmen, und das Entstehen eines Unterdrucks im Inneren der feuerfesten Abdeckung verhindert werden.

Darüber hinaus kann einfach ein kleines Loch, welches eine solche Größe aufweist, dass das Eintreten von Feuer verhindert werden kann, als der Verbindungskanal in der feuerfesten Abdeckung ausgebildet sein. Alternativ dazu kann eine Strömungskanallänge des Verbindungskanals größer gewählt sein, als eine Dicke der feuerfesten Abdeckung.

Gemäß dieser Ausführungsform ist die Strömungskanallänge des Verbindungskanals größer gewählt. Folglich kann, obwohl der Innere Durchmesser des Verbindungskanals relativ groß gewählt ist, Feuer am Eintritt in die feuerfeste Abdeckung durch den

Verbindungskanal gehindert werden. Zusätzlich kann, weil die Strömungskanallänge des Verbindungskanals groß ist, bei Bedarf ein Biegeabschnitt in dem Verbindungskanal ausgebildet sein. Folglich kann, wenn der innere Durchmesser des Verbindungskanals relativ groß gewählt ist, der Eintritt von Feuer noch zuverlässiger verhindert werden. Dementsprechend ist, während die Membran vor Funken und Feuer geschützt ist, das Ein- und Ausströmen von Luft in die feuerfeste Abdeckung erleichtert und das Entstehen eines Unterdrucks kann verhindert werden.

Zudem kann ein spezielles Bauteil, wie beispielsweise ein zylindrisches Metallanschlussstück, welches so einen kleinen Durchmesser aufweist, dass der Eintritt von Feuer blockiert wird, als Verbindungskanal an der feuerfesten Abdeckung angeordnet sein. Alternativ dazu kann der Verbindungskanal in dem unteren Element ausgebildet sein.

Gemäß dieser Ausführungsform ist der Verbindungskanal in dem unteren Element ausgebildet. Folglich kann auf ein separates Bauteil als Verbindungskanal verzichtet werden. Außerdem ist das untere Element ein Element, welches auf einem Stützsockel der Luftfeder platziert ist und eine auf die Luftfeder aufgebrachte Last aufnimmt, um diese Last an den Stützsockel zu übertragen und der Verbindungskanal wird in dem unteren Element gebildet, welches dementsprechend ausgestaltet ist. Infolgedessen kann eine Verschiebung des Verbindungskanals, wenn die Luftfeder verschoben wird, reduziert werden und der Verbindungsdurchgang und dessen Umgebung können davor geschützt werden, aufgrund der Massekräfte, die zusammen mit der Verschiebung des Verbindungskanals auftreten, beschädigt zu werden.

Darüber hinaus kann ein Abschnitt des unteren Elements, an welchem die feuerfeste Abdeckung fixiert ist, die obere Oberfläche oder die untere Oberfläche des unteren Elements sein.

Alternativ dazu kann die feuerfeste Abdeckung an einer Seitenfläche des unteren Elements fixiert sein.

Gemäß dieser Ausführungsform ist die feuerfeste Abdeckung an der Seitenfläche des unteren Elements fixiert. Dementsprechend kann der Abschnitt zum Fixieren der feuerfesten Abdeckung an dem unteren Element soweit wie möglich nach außen gesetzt sein. Entsprechend können der Raum im Inneren der feuerfesten Abdeckung im Bereich des unteren Elements und der Platz zum Anordnen des Verbindungskanals vergrößert werden.

Darüber hinaus kann eine spezifische Ausführungsform der Luftfeder bei Bedarf angepasst werden. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Luftfeder ist das untere Element ein konischer Stopfen, umfassend: einen äußeren Zylinder, an dem ein unteres Ende der Membran fixiert ist; einen Anschlagbereich, welcher an dem äußeren Zylinder angeordnet ist und eine Verschiebung des oberen Elements beschränkt; ein mittleres Element, welches eine von dem äußeren Zylinder übertragene Last aufnimmt; und eine zylindrische elastische Schicht, welche eine Kegelstumpfform aufweist und zwischen dem äußeren Zylinder und dem mittleren Element eingefügt ist, wobei die zylindrische, elastische Schicht durch die feuerfeste Abdeckung abgedeckt ist.

Gemäß dieser Ausführungsform kann nicht nur die Membran, sondern auch die zylindrische, elastische Schicht von der feuerfesten Abdeckung abgedeckt sein. Es sei angemerkt, dass die Luftfeder eine Ausführungsform sein kann, bei welcher ein Stopfen, der ein laminiertes Gummielement beinhaltet, das durch horizontales Laminieren von Gummischichten und Zwischenplatten gebildet ist, als das untere Element anstelle des konischen Stopfens verwendet wird, und weiters kann die Luftfeder eine Ausführungsform sein, bei der der konische Stopfen weggelassen wird und ein plattenartiges Element als das untere Element verwendet wird.

Darüber hinaus kann, für den Fall, dass die Ausführungsform übernommen wird, bei der der konische Stopfen als untere Element verwendet wird, der Verbindungskanal in einer Auflageplatte gebildet sein, welche das mittlere Element des konischen Stopfens stützt.

Gemäß dieser Ausführungsform ist der Verbindungskanal in der Auflageplatte gebildet, welche eine relativ einfache Form aufweist. Dementsprechend kann der Verbindungskanal relativ einfach ausgebildet sein. Zusätzlich kann der Verbindungskanal ausgebildet sein, ohne eine innere, zylindrische, elastische Schicht zu beeinträchtigen und eine Funktionsbehinderung des konischen Stopfens aufgrund des Vorhandenseins des Verbindungskanals kann vermieden werden.

Darüber hinaus kann, für den Fall, dass die Ausführungsform angepasst wird, bei der der konische Stopfen als unteres Element verwendet wird, der Verbindungskanal als Kernzapfen ausgebildet sein, welcher von der Auflageplatte, die das mittlere Element des konischen Stopfens stütz, nach unten absteht.

Nach dieser Ausführungsform ist der Verbindungskanal in dem Kernzapfen ausgebildet, welcher von der Auflageplatte nach unten absteht. Folglich kann die Strömungskanallänge des Verbindungskanals ausreichend groß gewählt sein, und der Eintritt von Feuer kann zuverlässig verhindert werden.

Zusätzlich ist der Kernzapfen ein Element, welches in den Stützsockel eingreift, wenn die Luftfeder auf dem Stützsockel platziert wird und der Verbindungskanal wird in dem dementsprechend ausgeformten Kernzapfen ausgebildet. Somit kann der Verbindungskanal bei Bedarf unterhalb des Stützsockels geöffnet werden.

Wie oben beschrieben, ist nach der vorliegenden Erfindung die gesamte Membran dadurch abgedeckt, dass die zylindrische, feuerfeste Abdeckung an dem oberen Element und dem unteren Element fixiert ist und der Verbindungskanal, welcher die Innenseite und die Außenseite der feuerfesten Abdeckung miteinander verbindet, vorgesehen ist. Somit kann, während die Membran durch die feuerfeste Abdeckung vor Funken und Feuer geschützt ist, Luft hinsichtlich der feuerfesten Abdeckung ein-und ausströmen, wenn die Luftfeder verschoben wird und die feuerfeste Abdeckung kann davor geschützt werden, durch einen in ihrem Inneren entstehenden Unterdrück beschädigt zu werden.

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer Luftfeder nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils der Fig. 1 und stellt einen Verbindungskanal dar;

Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils aus Fig. 2 mit kleinen Löchern;

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht einer Luftfeder nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils aus Fig. 4 und stellt einen Verbindungskanal dar;

Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang A-A aus Fig. 5;

Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht einer Luftfeder nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht einer Luftfeder nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht einer konventionellen Luftfeder mit einer feuerfesten Abdeckung.

Nachstehend werden eine erste bis vierte Ausführungsform einer Luftfeder gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 bis Fig. 3 zeigen eine Luftfeder 1, zum Beispiel für ein Schienenfahrzeug, umfassend: eine Deckplatte 2 als ein oberes Element, das zum Beispiel an einer Fahrzeugkarosserieseite befestigt ist; einen konischen Stopfen 3 als ein unteres Element, das zum Beispiel an einer Wagenseite befestigt ist; und eine zylindrische Membran 4, welche zwischen der Deckplatte 2 und dem konischen Stopfen 3 eingefügt ist. Eine zylindrische, feuerfeste Abdeckung 5, welche die Membran 4 nach außen hin abdeckt, ist an der Deckplatte 2 und dem konischen Stopfen 3 fixiert. Ein Verbindungskanal 6, welcher die Innenseite und die Außenseite der feuerfesten Abdeckung 5 miteinander verbindet, ist vorgesehen.

Die Deckplatte 2 ist beispielsweise aus Stahl gefertigt und hat eine Scheibenform, deren Randbereich eine größere Dicke aufweist. Das obere Ende der Membran 4 ist zwischen der Deckplatte 2 und einem Befestigungsring 7 eingeschlossen, um auf diese Weise an dem Randbereich der Deckplatte 2 befestigt zu sein. In der Mitte der Deckplatte 2 ist ein rundes Loch ausgeformt. Ein zylindrischer Nabenabschnitt 8 ist an dem runden Loch angeordnet. Der Nabenabschnitt 8 greift zum Beispiel in die Fahrzeugkarosserieseite ein und dient als Lufteinlass für die Zufuhr von Luft in das Innere der Membran 4.

Der konische Stopfen 3 umfasst: einen externen Zylinder 9, an welchem das untere Ende der Membran 4 befestigt ist; ein Anschlagelement 10 als Anschlagbereich, welches an dem externen Zylinder 9 befestigt ist und ein Verschieben der Deckplatte 2 einschränkt; ein mittleres Element 11, welches eine von dem externen Zylinder 9 übertragene Last aufnimmt; eine Auflageplatte 12, welche das mittleres Element 11 stützt; und eine Vielzahl von zylindrischen, elastischen Schichten 13A, 13B, und 13C und eine Vielzahl von Zwischenzylindern 14A, 14B, welche jeweils eine Kegelstumpfform aufweisen und alternierend in radialer Richtung angeordnet sind, um zwischen dem externen Zylinder 9 und dem mittleres Element 11 eingeschoben zu sein.

Der externe Zylinder 9 ist beispielsweise als ein Stahlzylinder angefertigt mit einer inneren Umfangsoberfläche, welche eine kreisförmige, kegelstumpfartige, konische Oberfläche mit einem sich nach unten hin vergrößernden Durchmesser ist. Ein unteres Endteil der Membran 4 liegt an einem oberen Endteil des externen Zylinders 9 an, wodurch das untere Ende der Membran 4 an dem externen Zylinder 9 befestigt ist. Ein ringförmig vorstehender Aufnahmeabschnitt 15 ist auf dem äußeren Umfang in der Nähe des oberen Endes des externen Zylinders 9 ausgeformt und nimmt das untere Endteil der Membran 4, welches an dem oberen Endteil des externen Zylinders 9 anliegt, auf.

Das Anschlagelement 10 hat eine Scheibenform, dessen äußerer Randbereich schräg nach unten gebogen ist. Ein Randbereich des Anschlagelements 10 ist mittels Bolzen an der oberen Endfläche des externen Zylinders 9 befestigt. Eine Anschlagfläche 16, welche mittig auf der oberen Fläche des Anschlagelements 10 vorgesehen ist, steht nach oben hin von dem externen Zylinder 9 ab. Wenn die Deckplatte 2 sich nach unten bewegt, schlägt die Anschlagfläche 16 gegen die untere Fläche der Deckplatte 2 an, wodurch das Anschlagelement 10 eine weitere Verschiebung der Deckplatte 2 einschränkt.

Das mittlere Element 11 ist zum Beispiel aus Stahl gefertigt, und hat eine Kegelstumpfform mit einer äußeren Umfangsfläche mit gleichem Neigungswinkel wie die innere Umfangsfläche des externen Zylinders 9. Die Länge der Mantellinie des mittleren Elements 11 ist größer gewählt als die Länge der Mantellinie der inneren Umfangsfläche des externen Zylinders 9. Ein äußerer

Randbereich der unteren Endfläche des mittleren Elements 11 ist abgesetzt, sodass ein mittlerer Bereich im Vergleich dazu absteht. Weiters ist im Inneren des mittleren Elements 11 ein Hohlraum 17 mit einer nach unten offenen Endfläche ausgeformt, um eine Gewichtsverminderung des mittleren Elements 11 zu erreichen.

Die Auflageplatte 12 ist beispielsweise aus Stahl gefertigt und hat eine Scheibenform mit einem Durchmesser der größer ist als jener der unteren Endfläche des mittleren Elements 11. Der abstehende mittlere Bereich der unteren Endfläche des mittleren Elements 11 ist in eine kreisförmige Ausnehmung, die auf der oberen Fläche der Auflageplatte 12 ausgeformt ist, eingepasst und der äußere Randbereich der unteren Endfläche des mittleren Elements 11 ist mit Bolzen rund um die Ausnehmung befestigt. Infolgedessen ist das mittlere Element 11 an der oberen Fläche der Auflageplatte 12 befestigt, und die Auflageplatte 12 stützt das mittlere Element 11.

Der säulenförmige Kernzapfen 18 ist an der unteren Fläche der Auflageplatte 12 befestigt. Der Kernzapfen 18 ragt nach unten über die Auflageplatte 12 hinweg, um beispielsweise in die Seite eines Wagens einzugreifen. Ein äußerer Randbereich der oberen Endfläche des Kernzapfens 18 ist abgesetzt, sodass ein mittlerer Bereich im Vergleich dazu absteht. Der abstehende Bereich des mittleren Teils ist in ein Passloch eingepasst, welches in der Mitte der Auflageplatte 12 ausgeformt ist, wodurch der Kernzapfen 18 an der Auflageplatte 12 befestigt ist. Darüber hinaus ist im Inneren des Kernzapfens 18 ein Hohlraum 19 mit einer nach oben offenen Endfläche ausgeformt, um eine Gewichtsverminderung des Kernzapfens 18 zu erreichen.

Jede der zylindrischen, elastischen Schichten 13A, 13B und 13C ist aus zylindrischem Gummi mit vibrationsfesten Eigenschaften hergestellt und hat eine Kegelstumpfform. Die Neigungswinkel der äußeren und der inneren Umfangsfläche jeder der zylindrischen, elastischen Schichten 13A, 13B und 13C sind gleich groß wie die Winkel der inneren Umfangsfläche des externen Zylinders 9 und der äußeren Umfangsfläche des mittleren Elements 11. Die äußere zylindrische, elastische Schicht 13A und die innere zylindrische, elastische Schicht 13C sind jeweils durch Vulkanisation mit dem externen Zylinder 9 und dem mittleren Element 11 verbunden.

Jeder der Zwischenzylinder 14A und 14B ist beispielsweise als Stahlzylinder mit einer Kegelstumpfform gefertigt. Die Neigungswinkel der Zwischenzylinder 14A und 14B sind gleich groß wie die Winkel der inneren Umfangsfläche des externen Zylinder 9 und der äußeren Umfangsfläche des mittleren Elements 11. Die Zwischenzylinder 14A beziehungsweise 14B sind jeweils zwischen den zylindrischen, elastischen Schichten 13A, 13B und 13C eingeschoben und gleichzeitig durch Vulkanisation mit diesen verbunden.

Die Länge der Mantellinie jedes der Zwischenzylinder 14A und 14B ist kleiner als jene des mittleren Elements 11, und sie erstrecken sich genauso weit nach oben wie das mittlere Element 11. Folglich sind die unteren Enden der zylindrischen, elastischen Schichten 13A, 13B und 13C und die der Zwischenzylinder 14A und 14B hinreichend höher angeordnet als das untere Ende des mittleren Elements 11, und oberhalb der Auflageplatte 12 ist ein ausreichender Raum ausgeformt.

Die Membran 4 hat eine verstärkte Struktur durch das Einbetten eines Verstärkungsstrangs oder etwas Ähnlichem in eine zylindrische Gummischicht. Die oberen und unteren Enden der Membran 4 sind jeweils an der Deckplatte 2 und dem externen Zylinder 9 des konischen Stopfens 3 fixiert, und die Innenseite der Membran 4 ist versiegelt. Im Inneren der Membran 4 ist Luft eingeschlossen, und das untere Ende der Membran 4 ist derart nach oben gedrückt, dass ein mittlerer Bereich derselben nach außen gewölbt ist. Die Membran 4 stützt, mittels des darin befindlichen Luftdrucks, elastisch eine Last ab, die beispielsweise von einer Fahrzeugkörperseite auf die Deckplatte 2 aufgebracht wird.

Die feuerfeste Abdeckung 5 ist beispielsweise aus einer herkömmlichen feuerfesten Gummiplatte hergestellt, welche zu einer zylindrischen Form geformt ist. Das obere Ende der feuerfesten Abdeckung 5 ist mittels eines Stahlbands 20 an der Seitenfläche des Befestigungsrings 7 der Deckplatte 2 befestigt, und das untere Ende derselben ist mittels eines Stahlbands 21 an der Seitenfläche der Auflageplatte 12 des konischen Stopfens 3 befestigt. Damit die feuerfeste Abdeckung 5 eine passende Form hat, die durch die Membran 4 bei der das mittlere Teil nach außen gewölbt ist und durch den konischen Stopfen 3 mit dem nach oben geschobenen unteren Ende definiert ist, hat ein oberer Teil der feuerfesten Abdeckung 5 einen gleichmäßigen Durchmesser, und ein unterer Teil derselben hat eine sich verjüngende, zylindrische Form. Die feuerfeste Abdeckung 5 deckt die Membran 4 und die zylindrischen elastischen Schichten 13A, 13B und 13C des konischen Stopfens 3 ab, sodass der Gummiabschnitt dem Äußeren nicht ausgesetzt ist.

Ein ziehharmonikaförmiger Abschnitt 22, welcher ein Ausdehnen und Zusammenziehen in radialer Richtung erleichtert, ist durchgehend in Umfangsrichtung in dem verjüngten Abschnitt des unteren Teils der feuerfesten Abdeckung 5 ausgeformt, wodurch auch der Durchmesser des unteren Endes der feuerfesten Abdeckung 5 angepasst werden kann. Folglich kann die feuerfeste Abdeckung 5 ganz einfach an den Seitenflächen der Auflageplatte 12 befestigt werden, und kann problemlos Verschiebungen der

Luftfeder 1 folgen. Eine Vielzahl von kleinen Löchern 23 ist in Talabschnitten des ziehharmonikaförmigen Abschnitts 22 ausgeformt, um die Innenseite und die Außenseite der feuerfesten Abdeckung 5 miteinander zu verbinden.

Der Verbindungskanal 6 umfasst: ein vertikales Loch 24, welches in einem äußeren Randbereich der Auflageplatte 12 ausgeformt ist und einen Ausschnitt 25, welcher auf der unteren Fläche des äußeren Randbereichs der Auflageplatte 12 ausgeformt ist, um die Seitenfläche der Auflageplatte 12 von dem unteren Ende des vertikalen Lochs 24 zu erreichen. Eine Vielzahl der Verbindungskanäle 6 ist in geeigneter Weise in dem äußeren Randbereich der Auflageplatte 12 ausgeformt, um die Innenseite und die Außenseite der feuerfesten Abdeckung 5 miteinander zu verbinden.

Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform können die Eigenschaften betreffend die Feuerfestigkeit der Luftfeder 1 verbessert werden, da die feuerfeste Abdeckung 5 die Membran 4 und die zylindrischen, elastischen Schichten 13A, 13B und 13C des konischen Stopfens 3 abdeckt, um so zu verhindern, dass der Gummiabschnitt dem Äußeren ausgesetzt ist. Zusätzlich, da die Innenseite und die Außenseite der feuerfesten Verbindungsplatte 5 miteinander in Verbindung stehen, indem der Verbindungskanal 6 und kleine Löcher 23 ausgebildet sind, kann Luft durch den Verbindungskanal 6 und die kleinen Löcher 23 ein- und ausströmen. Dadurch kann verhindert werden, dass sich der atmosphärische Druck im Innern der feuerfesten Abdeckung 5 zusammen mit Verschiebungen der Luftfeder 1 verändert, und es kann verhindert werden, dass die feuerfeste Abdeckung 5 durch einen in ihrem Inneren entstehenden Unterdrück beschädigt wird.

Weiters, da der Verbindungskanal 6 das vertikale Loch 24 und den Ausschnitt 25 umfasst, kann die Strömungskanallänge des

Verbindungskanals 6 größer als die Dicke der feuerfesten Abdeckung 5 sein, und der Verbindungskanal 6 kann an der Grenze zwischen dem vertikalen Loch 24 und dem Ausschnitt 25 gebogen sein. Folglich kann, während das Ein- und Ausströmen von Luft dadurch erleichtert wird, dass die

Strömungskanalquerschnittsflache des Verbindungskanals 6 größer ist als jene der kleinen Löcher 23, Feuer daran gehindert werden, in die feuerfeste Abdeckung 5 von außen einzutreten, sodass die Eigenschaften betreffend die Feuerfestigkeit der Luftfeder 1 verbessert werden können.

Wie in Fig. 4 bis Fig. 6 dargestellt, hat eine Luftfeder 26 gemäß der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Luftfeder 1 der ersten Ausführungsform, außer dass die Luftfeder 26 einen Verbindungskanal 27 aufweist, der durch die Verwendung des Hohlraums 19 des Kernzapfens 18, welcher nach unten über die Auflageplatte 12 hinausragt, ausgebildet ist, statt des Verbindungskanals 6, der das vertikale Loch 24 und den Ausschnitt 25 in der Auflageplatte 12 umfasst.

Der Verbindungskanal 27 umfasst: einen ringförmigen Durchgang 28, welcher auf einer Oberfläche der Auflageplatte 12 ausgeformt ist; den Hohlraum 19 des Kernzapfens 18; und einen Lufteinlass/-auslass 29, welcher an dem unteren Ende des Kernzapfen 18 ausgeformt ist. Der ringförmige Durchgang 28 ist dadurch gebildet, dass der Durchmesser einer kreisförmigen Ausnehmung auf der oberen Fläche der Auflageplatte 12 größer gewählt ist als jener des überstehenden mittleren Bereichs der unteren Endfläche des mittleren Elements 11, und eine ringförmige Öffnung 31 ist durch das Öffnen der oberen Fläche des ringförmigen Durchgangs 28 in einen äußeren Abschnitt einer äußeren Umfangskante 30 der inneren zylindrischen, elastischen Schicht 13c ausgebildet. Der Kernzapfen 18 ist exzentrisch angeordnet, wobei der ringförmige Durchgang 28 über eine Öffnung 32 mit dem oberen Ende des Hohlraums 19 des Kernzapfens 18 verbunden ist.

Luft wird durch die ringförmige Öffnung 31 des ringförmigen Durchgangs 28 aus dem Inneren der feuerfesten Abdeckung 5 ausgelassen. Die Luft durchströmt den ringförmigen Durchgang 28 um ausgehend von der Öffnung 32 in den Hohlraum 19 zu strömen. Die Luft wird zur Außenseite der feuerfesten Abdeckung 5 hin durch den am unteren Ende ausgeformten Lufteinlass/-auslass 29 ausgelassen. Darüber hinaus wird Luft dem Inneren der feuerfesten Abdeckung 5 über den entgegengesetzten Strömungsverlauf zugeführt, und die Entstehung eines Unterdrucks im Innern der feuerfesten Abdeckung 5 wird dadurch unterbunden. Der sonstige Aufbau ist der gleiche wie jener der ersten Ausführungsform.

Wie in Fig. 7 dargestellt, hat eine Luftfeder 33 gemäß der dritten Ausführungsform im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie jene Luftfeder 1 gemäß der ersten Ausführungsform, außer dass die Luftfeder 33 einen Verbindungskanal 34 aufweist, der umfasst: ein horizontales Loch 35, welches in dem mittleren Element 11 ausgeformt ist; und ein vertikales Loch 36, welches, ausgehend von dem horizontalen Loch 35, das untere Ende des Kernzapfen 18 erreicht, anstelle des Verbindungskanals 6, welcher in der Auflageplatte 12 ausgeformt ist. Da das horizontale Loch 35 in dem mittleren Element 11 ausgeformt ist, kann das untere Ende der feuerfesten Abdeckung 5 an einem großen Bereich an der oberen Fläche der Auflageplatte 12 befestigt werden. Der übrige Aufbau ist der gleiche wie jener der ersten Ausführungsform.

Wie in Fig. 8 dargestellt, hat eine Luftfeder 37 gemäß der vierten Ausführungsform im wesentlichen den gleichen Aufbau wie eine Luftfeder 1 gemäß der ersten Ausführungsform, außer dass die Luftfeder 37 einen Verbindungskanal 38 aufweist, welcher aus einem separaten, zylindrischen Metallanschlussstück hergestellt ist und in der Nähe des unteren Endes der feuerfesten Abdeckung 5 angeordnet ist, anstelle des Verbindungskanals 6, welcher in der Auflageplatte 12 ausgeformt ist. Der Verbindungskanal 38 ist lang genug, um den Eintritt von Feuer zu verhindern, und er ist 1-förmig gebogen.

Da der Verbindungskanal 38 aus einem speziellen zylindrischen Metallanschlussstück hergestellt ist, kann für die von der feuerfesten Abdeckung verschiedenen Bereiche der gleiche Aufbau wie für eine herkömmliche Luftfeder übernommen werden und das untere Ende der feuerfesten Abdeckung 5 kann an einem großen Bereich an der oberen Fläche der Auflageplatte 12 befestigt werden, ähnlich wie in der dritten Ausführungsform. Darüber hinaus kann, weil der Verbindungskanal 38 in der Nähe des unteren Endes der feuerfesten Abdeckung 5 angeordnet ist, eine Verschiebung des Verbindungskanals 38 zusammen mit einer Verschiebung der Luftfeder 37 vermindert werden und Beschädigungen an der feuerfesten Abdeckung 5 aufgrund von Massekräften, die in Verbindung mit der Verschiebung des Verbindungskanals 38 auftreten, können verhindert werden. Der übrige Aufbau ist der gleiche wie jener der ersten Ausführungsform.

Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und in geeigneter Weise und im Rahmen des Umfangs der vorliegenden Erfindung abgewandelt werden kann. Beispielsweise kann die Luftfeder bei einem Automobil, verschiedenen industriellen Maschinen und dergleichen zum Einsatz kommen, und ist nicht auf ein Schienenfahrzeug beschränkt. Darüber hinaus kann ein laminiertes Gummielement, hergestellt durch horizontales

Laminieren von Gummischichten und Zwischenplatten, anstelle des konischen Stopfens vorgesehen sein. Der konische Stopfen und dergleichen können weggelassen werden, und die Membran kann direkt an einer Bodenplatte befestigt sein. Darüber hinaus kann der Verbindungskanal· nicht ausgeformt sein und kleine Löcher können einfach in der feuerfesten Abdeckung ausgeformt sein.

Claims

Patentansprüche :

1. Eine Luftfeder umfasst: ein oberes Element; ein unteres Element; und eine zwischen dem oberen Element und dem unteren Element angeordnete zylindrische Membran, wobei eine zylindrische, feuerfeste Abdeckung, welche die Membran nach außen hin abdeckt, am oberen Element und am unteren Element fixiert ist, und die Luftfeder einen Verbindungskanal aufweist, welcher eine Innenseite und eine Außenseite der feuerfesten Abdeckung miteinander verbindet.
2. Die Luftfeder nach Anspruch 1, wobei eine Strömungskanallänge des Verbindungskanals größer ausgeführt ist als eine Dicke der feuerfesten Abdeckung.
3. Die Luftfeder nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Verbindungskanal in dem unteren Element ausgebildet ist.
4. Die Luftfeder nach den Ansprüchen 1, 2, oder 3, wobei die feuerfeste Abdeckung an einer Seitenoberfläche des unteren Elements fixiert ist.
5. Die Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das untere Element ein konischer Stopfen ist, der einen äußeren Zylinder, an dem ein unteres Ende der Membran fixiert ist, einen Anschlagbereich, welcher an dem äußeren Zylinder vorgesehen ist und eine Verschiebung des oberen Elements einschränkt; ein mittleres Element, welches eine von dem äußeren Zylinder übertragene Last aufnimmt und eine zylindrische, elastische Schicht, welche eine Kegelstumpfform aufweist und zwischen dem äußeren Zylinder und dem mittleren Element angeordnet ist, umfasst, und wobei die zylindrische, elastische Schicht von der feuerfesten Abdeckung abgedeckt ist.
6. Die Luftfeder nach Anspruch 5, wobei der Verbindungskanal in einer Auflageplatte ausgebildet ist, welche das mittlere Element des konischen Stopfens stützt.
7. Die Luftfeder nach Anspruch 5, wobei der Verbindungskanal in einem Kernzapfen ausgebildet ist, welcher von einer Auflageplatte nach unten absteht, welche das mittlere Element des konischen Stopfens stützt.