AT517290A2

AT517290A2 - Achsfeder

Info

Publication number: AT517290A2
Application number: ATA137/2016A
Authority: AT
Inventors: Takeshi Masuda
Original assignee: Toyo Tire & Rubber Co
Priority date: 2015-03-17
Filing date: 2016-03-14
Publication date: 2016-12-15
Also published as: DE102016104496B4; AT517290A3; CN105987177A; JP6506058B2; DE102016104496A1; CN105987177B; JP2016173121A; AT517290B1

Abstract

Eine Achsfeder (1) wird bereitgestellt, die in der Lage ist, eine zylindrische, elastische Schicht aus Gummi (4a, 4b) vor Funken und Feuer zu schützen, ohne dass sich die Eigenschaften wie beispielsweise die Eigenschaften betreffend die Vibrationsfestigkeit und die Haltbarkeit der zylindrischen, elastischen Schicht (4a, 4b) verschlechtern. Die Achsfeder (1) umfasst: einen äußeren Zylinder (2); ein zentrales Element (3), welches eine vom dem äußeren Zylinder (2) übertragene Last aufnimmt; und zylindrische, elastische Schichten (4a, 4b), welche zwischen dem äußeren Zylinder (2) und dem zentralen Element (3) eingefügt sind, und jeweils eine Kegelstumpfform aufweisen. Eine zylindrische, feuerfeste Abdeckung (6) ist an dem äußeren Zylinder (2) und dem zentralen Element (3) angeordnet. Die unteren Oberflächen der zylindrischen, elastischen Schichten (4a, 4b) werden durch die feuerfeste Abdeckung (6) abgedeckt. Auf die Eigenschaften der Achsfeder (1) an sich wird kein Einfluss ausgeübt. Die zylindrischen elastischen Schichten (4a, 4b) werden vor Funken, Feuer und dergleichen geschützt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine zwischen zum Beispiel einer Seite eines Wagenrahmens und einer Seite einer Achse eines Schienenfahrzeugs eingefügte Achsfeder.

Im Allgemeinen umfasst eine für ein Schienenfahrzeug oder dergleichen vorgesehene Achsfeder: einen an einer Seite eines Wagenrahmens befestigten, äußeren Zylinder; ein zentrales Element, welches an einer Seite einer Achse befestigt ist und eine von dem äußeren Zylinder übertragene Last aufnimmt; und eine zylindrische, elastische Schicht, welche zwischen dem äußeren Zylinder und dem zentralen Element eingefügt ist, aus Gummi besteht und eine Kegelstumpfform aufweist. Bei der Achsfeder, die eine wie oben beschriebene Struktur aufweist, ist die untere Oberfläche der aus Gummi bestehenden zylindrischen, elastischen Schicht dem Äußeren ausgesetzt. Dementsprechend wird die zylindrische, elastische Schicht leicht beschädigt und die Achsfeder ist als Ganzes anfällig für eine Beschädigung.

Mit Bezug auf die Achsfeder, welche wie oben beschrieben die dem Äußeren ausgesetzte, aus Gummi bestehende, zylindrische elastische Schicht umfasst, offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2007-278398 (Absätze 0026 und 0028) eine Technik, bei der eine Schutzabdeckung vorgesehen ist, welche das untere Ende eines elastischen Körpers zum Zwecke des Schutzes vor Dampf aus einer Schneeschmelze, einem Schneeschmelzmittel, Salzwasser und Meeresluft abdeckt.

Die Achsfeder gemäß der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2007-278398 (Absätze 0026 und 0028) kann den elastischen Körper vor Dampf aus einer Schneeschmelze, einem Schneeschmelzmittel, Salzwasser und Meeresluft schützen, aber sie kann den elastischen Körper nicht vor Funken und Feuer schützen.

Um damit umzugehen, ist es denkbar, die Eigenschaften betreffend die Feuerfestigkeit des Gummis, welcher die zylindrische, elastische Schicht bildet, an sich zu verbessern. In diesem Fall können sich jedoch andere Eigenschaften wie die Eigenschaften betreffend die Vibrationsfestigkeit und die Haltbarkeit der zylindrischen, elastischen Schicht im Austausch für verbesserte Eigenschaften betreffend die Feuerfestigkeit des Gummis verschlechtern.

Die vorliegende Erfindung hat als Aufgabe, eine Achsfeder bereitzustellen, welche in der Lage ist, eine aus Gummi bestehende zylindrische, elastische Schicht vor Funken und Feuer zu schützen, ohne dabei die Eigenschaften betreffend die Vibrationsfestigkeit und die Haltbarkeit der zylindrischen, elastischen Schicht zu verschlechtern.

Um die oben erwähnte Aufgabe zu erfüllen, umfasst eine Achsfeder nach der vorliegenden Erfindung: einen äußeren Zylinder; ein zentrales Element, welches eine von dem äußeren Zylinder übertragene Last aufnimmt; und eine zylindrische, elastische Schicht, welche zwischen dem äußeren Zylinder und dem zentralen Element eingefügt ist und eine Kegelstumpfform aufweist. Eine zylindrische, feuerfeste Abdeckung, die eine untere Oberfläche der zylindrischen, elastischen Schicht abdeckt, ist an dem äußeren Zylinder und dem zentralen Element befestigt.

Nach der oben genannten Ausführungsform ist die zylindrische, feuerfeste Abdeckung an dem äußeren Zylinder und dem zentralen Element befestigt, und die untere Oberfläche der zylindrischen, elastischen Schicht wird von der feuerfesten Abdeckung abgedeckt. Folglich kann die zylindrische, elastische Schicht vor Funken, Feuer und dergleichen geschützt werden ohne irgendeinen Einfluss auf die Eigenschaften der Achsfeder selber.

Darüber hinaus kann die Achsfeder zusätzlich einen Verbindungskanal umfassen, welcher eine Innenseite und eine Außenseite der feuerfesten Abdeckung miteinander verbindet. Eine

Strömungskanallänge des Verbindungskanals kann größer gewählt werden als eine Dicke der feuerfesten Abdeckung.

Nach dieser Ausführungsform umfasst die Achsfeder zusätzlich den Verbindungskanal, welcher die Innenseite und die Außenseite der feuerfesten Abdeckung miteinander verbindet. Folglich, beispielsweise wenn die Achsfeder während des Betriebs eines Schienenfahrzeuges verschoben wird, kann Luft durch den Verbindungskanal ein- und ausströmen. Dementsprechend wird verhindert, dass der atmosphärische Druck im Inneren der feuerfesten Abdeckung schwankt und es kann verhindert werden, dass die feuerfeste Abdeckung, zum Beispiel durch einen Unterdrück im Inneren derselben, zerdrückt und beschädigt wird.

Darüber hinaus ist nicht einfach ein kleines Loch, mit einer Größe die den Eintritt von Feuer blockiert, als Verbindungskanal in der feuerfesten Abdeckung gebildet, sondern die Strömungskanallänge des Verbindungskanals ist länger gewählt. Dadurch wird das Feuer daran gehindert, in die feuerfeste Abdeckung durch den Verbindungskanal einzutreten, weil der innere Durchmesser des Verbindungskanals relativ groß gewählt ist. Weiters, weil die Strömungskanallänge des Verbindungskanals lang ist, kann passender Weise ein Biegeabschnitt in dem Verbindungskanal ausgebildet sein. Daher kann, obwohl der innere Durchmesser des Verbindungskanals relativ groß gewählt ist, der Eintritt von Feuer noch zuverlässiger blockiert werden. Dementsprechend wird, während die zylindrische, elastische Schicht vor Funken und Feuer geschützt ist, das Ein- und Ausströmen von Luft in Bezug auf die feuerfeste Abdeckung erleichtert und es kann verhindert werden, dass der atmosphärische Druck im Inneren der feuerfesten Abdeckung schwankt.

Darüber hinaus kann ein gesondertes Teil wie ein zylindrisches Metallanschlussstück, welches einen kleinen Durchmesser aufweist, wodurch der Eintritt von Feuer blockiert werden kann, als Verbindungskanal an der feuerfesten Abdeckung befestigt sein. Alternativ dazu kann der Verbindungskanal in dem zentralen Element ausgebildet sein.

Gemäß dieser Ausführungsform ist der Verbindungskanal in dem zentralen Element ausgebildet. Folglich kann ein gesonderter Teil als Verbindungskanal weggelassen werden. Darüber hinaus ist das zentrale Element ein an einer Seite der Achse befestigtes Element und der Verbindungskanal ist in einem zentralen Zapfen des zentralen Elements ausgebildet. Dadurch kann eine Verschiebung des Verbindungskanals verringert werden, wenn die Achsfeder selbst verschoben wird und es kann verhindert werden, dass der Verbindungskanal und seine Umgebung, aufgrund der Massenkräfte die bei einer Verschiebung des Verbindungskanals auftreten beschädigt werden.

Wie oben beschrieben ist gemäß der vorliegenden Erfindung die zylindrische, feuerfeste Abdeckung an dem äußeren Zylinder und dem zentralen Element der Achsfeder befestigt. Daher ist die untere Oberfläche der zylindrischen, elastischen Schicht der Achsfeder durch die feuerfeste Abdeckung abgedeckt und die zylindrische, elastische Schicht kann vor Funken, Feuer und dergleichen geschützt werden ohne irgendeinen Einfluss auf die Eigenschaften der Achsfeder selber.

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht der Achsfeder gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht der Achsfeder nach einer weiteren Ausführungsform.

Nachstehend werden Ausführungsformen einer Achsfeder gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist eine Achsfeder 1 beispielsweise für ein Schienenfahrzeug vorgesehen und umfasst: einen äußeren Zylinder 2, welcher an einer Seite eines Wagenrahmens befestigt ist; ein zentrales Element 3, welches an einer Seite einer Achse befestigt ist und eine von dem äußeren Zylinder 2 übertragene Last aufnimmt; zwei zylindrische, elastische Schichten 4a und 4b, welche zwischen dem äußeren Zylinder 2 und dem zentralen Element 3 eingefügt sind und von denen jede eine Kegelstumpfform aufweist; und einen Zwischenzylinder 5, welcher zwischen die zylindrischen, elastischen Schichten 4a und 4b eingefügt ist und eine Kegelstumpfform aufweist. Eine zylindrische, feuerfeste Abdeckung 6, welche die untere Oberfläche der zylindrischen, elastischen Schichten 4a und 4b abdeckt, ist an dem äußeren Zylinder 2 und dem zentralen Element 3 angeordnet. Ein Verbindungskanal 7, welcher die Innenseite und die Außenseite der feuerfesten Abdeckung 6 miteinander verbindet, ist in dem zentralen Element 3 ausgebildet.

Der äußere Zylinder 2 ist zum Beispiel als Stahlzylinder ausgeformt, welcher eine Innenumfangsoberfläche aufweist, die als kreisförmige, kegelstumpfförmige Oberfläche mit einem Durchmesser gewählt ist, der nach unten hin zunimmt. Ein oberer Endabschnitt des äußeren Zylinders 2 ist in den Wagenrahmen eingepasst und daran angebracht. Eine Eingriffsnut für den Eingriff der feuerfesten Abdeckung 6 ist durchgängig entlang der Umfangsrichtung auf der Außenumfangsoberfläche eines unteren Endabschnitts des äußeren Zylinders 2 ausgebildet.

Das zentrale Element 3 besteht beispielsweise aus Stahl, weist eine Kegelstumpfform auf, welche eine Außenumfangsoberfläche mit dem gleichen Neigungswinkel wie der Neigungswinkel der Innenumfangsoberfläche des äußeren Zylinders 2 aufweist, und ist unterhalb des äußeren Zylinders 2 angeordnet. Eine Auflageplatte 8, welche nach außen in radiale Richtung absteht, ist in einem unteren Endabschnitt des zentralen Elements 3 gebildet und ein Kernzapfen 9, der von einem zentralen Abschnitt der Auflageplatte 8 nach unten absteht, ist in die Seite der Achse eingepasst und daran angebracht.

Jede der zylindrischen, elastischen Schichten 4a und 4b besteht aus zylindrischem Gummi, welcher vibrationssichere Eigenschaften und eine Kegelstumpfform aufweist. Die Neigungswinkel der Außenumfangsoberfläche und der Innenumfangsoberfläche von jeder der zylindrischen, elastischen Schichten 4a und 4b sind gleich groß gewählt, wie die Winkel der Innnenumfangsoberfläche des äußeren Zylinders 2 und der Außenumfangsoberfläche des zentralen Elements 3. Die zylindrischen elastischen Schichten 4a und 4b sind jeweils durch Vulkanisation mit dem äußeren Zylinder 2 und dem zentralen Element 3 verbunden.

Der Zwischenzylinder 5 ist zum Beispiel als Stahlzylinder ausgebildet, welcher eine Kegelstumpfform aufweist. Der Neigungswinkel des Zwischenzylinders 5 ist gleich groß gewählt, wie die Winkel der Innenumfangsoberfläche des äußeren Zylinders 2 und der Außenumfangsoberfläche des zentralen Elements 3. Der Zwischenzylinder 5 ist durch Vulkanisation mit den zylindrischen, elastischen Schichten 4a und 4b verbunden.

Die feuerfeste Abdeckung 6 besteht zum Beispiel aus einer feuerfesten Gummiplatte bekannter Art, welche zu einer zylindrischen Form geformt ist. Ein oberer Endabschnitt 10 der feuerfesten Abdeckung 6 steht im Eingriff mit der Eingriffsnut auf der Außenumfangsoberfläche des unteren Endabschnitts des äußeren Zylinders 2 und ist an diesem befestigt. Ein unterer Endabschnitt der feuerfesten Abdeckung 6 ist an dem unteren Ende des zentralen Elements 3 durch ein Stahlband 11 befestigt. Die feuerfeste Abdeckung 6 hat eine gekrümmte Oberfläche deren oberer Abschnitt im Wesentlichen vertikal und deren unterer Abschnitt im Wesentlichen horizontal ist, und die die unteren

Seiten der zylindrischen, elastischen Schichten 4a und 4b abdeckt, um zu verhindern, dass der Gummiabschnitt dem Äußeren ausgesetzt ist. Es sei angemerkt, dass ein ziehharmonikaförmiger Abschnitt in dem unteren Abschnitt der feuerfesten Abdeckung 6 ausgebildet sein kann, sodass die feuerfeste Abdeckung 6 einfacher der Bewegung der Achsfeder 1 folgen kann.

Der Verbindungskanal 7 umfasst: ein horizontales Loch 12, welches in dem zentralen Element 3 ausgebildet ist; und ein vertikales Loch 13, welches die untere Oberfläche des Kernzapfens 9 vom zentral angeordneten Ende des horizontalen Lochs 12 erreicht. Eine Vielzahl von Verbindungskanälen 7 kann bei Bedarf ausgeformt sein, um die Innenseite und die Außenseite der feuerfesten Abdeckung 6 miteinander zu verbinden.

Gemäß der oben genannten Ausführungsform, können Eigenschaften betreffend die Feuerfestigkeit der Achsfeder 1 verbessert werden, da die feuerfeste Abdeckung 6 die zylindrischen, elastischen Schichten 4a und 4b abdeckt und den Gummiabschnitt davor bewahrt, dem Äußeren ausgesetzt zu sein. Darüber hinaus, da die Innenseite und die Außenseite der feuerfesten Abdeckung 6 miteinander durch den ausgebildeten Verbindungskanal 7 verbunden sind, kann Luft durch den Verbindungskanal 7 ein- und ausströmen. Dementsprechend kann verhindert werden, dass sich der atmosphärische Druck im Inneren der feuerfesten Abdeckung 6 mit der Bewegung der Achsfeder 1 verändert und dass die feuerfeste Abdeckung 6 durch einen Unterruck im Inneren derselben beschädigt wird.

Weiters, da der Verbindungskanal 7 das horizontale Loch 12 und das vertikale Loch 13 umfasst, kann die Strömungskanallänge des Verbindungskanals 7 größer als die Dicke der feuerfesten Abdeckung 6 gewählt sein und der Verbindungskanal 7 kann an der Grenze zwischen dem horizontalen Loch 12 und dem vertikalen Loch 13 gebogen sein. Während das Ein- und Ausströmen der Luft dadurch erleichtert wird, dass die

Strömungskanalquerschnittsfläche des Verbindungskanals 7 groß ausgeführt ist, wird von außen kommendes Feuer am Eintreten in die feuerfeste Abdeckung 6 gehindert, sodass die Eigenschaften der Achsfeder 1 betreffend die Feuerfestigkeit verbessert sind.

Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben genannte Ausführungsform beschränkt ist und innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise geändert werden kann. Zum Beispiel kann, wie in Fig. 2 dargestellt, ein Verbindungskanal 14, welcher aus einem separaten, zylindrischen Metallanschlussstück besteht, in der Nähe des unteren Endabschnitts der feuerfesten Abdeckung 6 vorhanden sein, anstelle des Verbindungskanals 7, welcher in dem zentralen Element 3 gebildet ist. Der Verbindungskanal 14 ist lang genug, um den Eintritt von Feuer zu verhindern und ist L-förmig gebogen. In diesem Fall, da der Verbindungskanal 14 aus einem separaten, zylindrischen Metallanschlussstück besteht, kann für andere Teile als für die feuerfeste Abdeckung 6 die gleiche Struktur wie die einer konventionellen Achsfeder übernommen werden. Darüber hinaus, da der Verbindungskanal 14 in der Nähe des unteren Endes der feuerfesten Abdeckung 6 angeordnet ist, wird eine Verschiebung des Verbindungskanals 14 gemeinsam mit einer Verschiebung der Achsfeder 1 reduziert und Schaden an der feuerfesten Abdeckung 6 aufgrund der Massenkräfte die in Verbindung mit der Bewegung des Verbindungskanals 14 auftreten, kann verhindert werden.

Alternativ dazu kann ein Verbindungsloch, welches die Innenseite und die Außenseite der feuerfesten Abdeckung 6 miteinander verbindet, in einfacher Weise in der feuerfesten Abdeckung 6 ausgeformt sein, ohne dass die Verbindungskanäle 7 und 14 vorhanden sind. In einer weiteren Alternative können die Verbindungskanäle 7 und 14 und das Verbindungsloch unter der

Voraussetzung weggelassen werden, dass eine normale Verschiebung der Achsfeder 1 in einem solchen Ausmaß unterdrückt wird, dass die feuerfeste Abdeckung 6 nicht durch eine Veränderung des atmosphärischen Drucks im Inneren derselben beschädigt wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Eine Achsfeder, umfasst: einen äußeren Zylinder; ein zentrales Element, welches eine von dem äußeren Zylinder übertragene Last aufnimmt; und eine zylindrische, elastische Schicht, welche zwischen dem äußeren Zylinder und dem zentralen Element eingefügt ist und eine Kegelstumpfform aufweist, wobei eine zylindrische, feuerfeste Abdeckung, welche eine untere Oberfläche der zylindrischen, elastischen Schicht abdeckt, an dem äußeren Zylinder und dem zentralen Element befestigt ist.
2. Achsfeder nach Anspruch 1, zusätzlich umfassend einen Verbindungskanal, welcher eine Innenseite und eine Außenseite der feuerfesten Abdeckung miteinander verbindet, wobei eine Strömungskanallänge des Verbindungskanals größer gewählt ist als eine Dicke der feuerfesten Abdeckung.
3. Achsfeder nach Anspruch 2, wobei der Verbindungskanal in dem zentralen Element ausgebildet ist.