CN101101030A - 带止档限位装置的空气弹簧 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的一种带止档限位装置的空气弹簧，在其胶囊下端设有密封连接于胶囊底部外壁的刚性底座止挡，其止挡上制有环形盲孔凹槽，该环形盲孔凹槽从胶囊底部深入至胶囊空气室内腔，与带止档连接轴同轴线对应，形成一个径向限位和垂向限位的止档机构。本发明内部构件简洁，能够有效增大内腔空气柱的有效承载面积，避免了限位止档对胶囊内腔容积有限空间的占用，易于制造和维护，制造相对成本低。完全能够满足垂、横向最大静载荷，垂、横、纵向刚度，扭转角指标要求。使空气弹簧具有极低的固有频率，恒定的回弹频及优良稳定的加载力学特性曲线，使其呈现出优异的减振特性并能极大限度提高乘坐舒适度。

Description

带止档限位装置的空气弹簧

技术领域

本发明是关于在柔性密闭容器中加入压力空气，利用空气的可压缩性实现弹性作用的一种非金属空气弹簧，具体地说，本发明涉及一种主要用于轻型轨道车辆，具有限位移动自由度的空气弹簧装置。是一种自身带止档限位装置的空气弹簧。

背景技术

公知技术中的橡胶空气弹簧是一种由橡胶、网线贴合成的曲形胶囊。胶囊两端部需用两块钢板相连接，形成一个压缩空气室。橡胶与网线本身不提供对负荷的承载力，而是由充入胶囊内的压缩空气来完成的。橡胶空气弹簧为曲囊式结构，其曲囊数通常为1～3曲囊，通常的型体结构有一曲、二曲、三曲、四曲等形式。橡胶空气弹簧工作时，内腔充入压缩空气，形成一个压缩空气气柱。随着振动载荷量的增加，弹簧的高度降低，内腔容积减小，弹簧的刚度增加，内腔空气柱的有效承载面积加大，此时弹簧的承载能力增加。当振动载荷量减小时，弹簧的高度升高，内腔容积增大，弹簧的刚度减小，内腔空气柱的有效承载面积减小，此时弹簧的承载能力减小。这样，空气弹簧在有效的行程内，空气弹簧的高度、内腔容积、承载能力随着振动载荷的递增与减小发生了平稳的柔性传递。目前，我国橡胶空气弹簧主要侧重于铁路火车和造纸机械的配套与应用。产品种类相对比较单一，主要有长枕式、曲囊式和膜式三种，适用尺寸范围较窄(弹簧行程12厘米左右)。橡胶空气弹簧生产技术较领先的有德国CONTITCH空气弹簧制造厂和美国FIRESTONE空气弹簧制造厂，产品种类主要有：有膜式、葫芦式、囊式、长枕式。这种橡胶空气弹簧应用于汽车、火车、建筑、化工、机制、造纸机械行业对需要减震、隔震及行程控制的部位进行行程调节和张力控制是适用的。其使用的空气弹簧只带有减振作用，而目前发展的轻型轨道车辆，特别是中低速磁浮列车中安装在走行机构托臂上作为承受载车体重量和减震的核心部件，其空气弹簧需要自身带有限位装置。上述现有技术中具有轴向、横向和旋转向和综合隔振作用的空气弹簧是不能满足中低速磁悬浮列车对垂向刚度、横向刚度的要求和垂、横向及纵向弹性限位。因为空气弹簧是车辆的重要构件，轨道车辆专用的空气弹簧首先是为减轻列车车体的振动而设计的。必须满足无论所载乘客的多少都可使列车车体始终保持恒定的高度。针对这个问题，中国专利200610021124.3提出了一种名称为“用于低速磁悬浮列车的空气弹簧”，该空气弹簧筒的上部固定在磁悬浮列车滑台的盲孔中，橡胶囊和底座置于磁悬浮列车的磁悬浮架中部的盲孔中；橡胶囊上部中间的下凹开孔密封固定在空气弹簧筒中部环状凸起上，橡胶囊下部密封固定在底座上，且橡胶囊下部的开孔卡紧在底座中部的凸环外壁上；空气弹簧筒的下部紧密套合有圆筒状的柔性水平止挡，水平止挡的下部被嵌在空气弹簧筒上的档圈挡住；底座中部的凸环内嵌有柱状的柔性垂向止挡。该空气弹簧的不足之处是构件多，内部结构装配复杂，制造及安装橡胶空气弹簧困难、成本相对高。两个都设置在橡胶囊压缩空气室内部的水平止挡和垂向止挡占用空间大，相对减小了气室的内腔容积和内腔空气柱的有效承载面积，容压能力降低，且使空气弹簧的有效行程变短，充气压力和空气弹簧的有效冲程高度相对减小，从而减小了平稳的柔性传递。根据空气弹簧承载能力及弹簧刚度是大致与内压成正的关系，可以易见空气压力由此获得综合吸震、减震、隔震和缓冲，以及弹簧刚度和承载负荷的弹性支撑作用也就随之而减小。从而不能从根本上彻底解决车体高频振荡的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足之处，提供一种制造及安装相对成本低，内部构件简洁，能够有效增大内腔空气柱的有效承载面积，并能满足磁浮车垂、横向刚度要求和垂、横向及纵向弹性限位要求，具有减缓冲击作用的空气弹簧。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带止档限位装置的空气弹簧，至少包括一个带防尘罩的上端盖和底座连接板，以及密封连接在所述防尘罩和底座连接板之间的空气胶囊弹性体；一个由上下压板紧固密封，通过防尘罩深入到弹性胶囊空气室内腔并可连接外部构件的带止档连接轴，其特征在于：胶囊下端设有密封连接于胶囊底部外壁的刚性底座止挡，其上制有向上延伸的环形盲孔凹槽，该环形盲孔凹槽从胶囊底部深入至胶囊空气室内腔，与所述带止档连接轴同轴线对应，形成一个径向限位和垂向限位的止档机构，在所述刚性底座止挡的下端部还连接有一个被刚性挟持在底座止挡下部的弹性介质缓冲垫。为金属件的底座止挡，与连接轴上的凸台形成一套限位装置，可通过底座止档限制连接轴的横向位移、纵向位移和垂向位移。

所述的连接轴的轴心通气孔下部设有起节流作用，为空气弹簧工作增加一定阻尼作用的斜孔通道。

所述的弹性介质缓冲垫是减缓冲击的橡胶垫，该橡胶垫可保护频繁受到碰撞冲击的底座止档，减缓连接轴在作位移时对其的冲击力，延长底座止档的寿命。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明采用胶囊底部深入至胶囊空气室内腔的刚性底座止挡，用其向上延伸的环形盲孔凹槽与带止档连接轴形成的限位止档机构，既实现了对空气弹性胶囊的径向限位和垂向位移，又减少了胶囊压缩空气室内部构件和占用空间，还有效地增大了内腔空气柱的有效承载面积。其中把具有减缓冲击作用的橡胶垫置于胶囊的下底外测，不仅避免了限位止档对胶囊内腔容积有限空间的占用，同时也方便了空气弹簧有效行程的调节，使胶囊内腔结构简洁，更易于制造和维护，制造相对成本低。而且完全能够满足垂、横向最大静载荷，垂、横、纵向刚度，扭转角指标要求。使空气弹簧具有极低的固有频率，恒定的回弹频及优良稳定的加载力学特性曲线，使其呈现出优异的减振特性并能极大限度提高乘坐舒适度。采用本发明结构的轨道空气弹簧，平稳的柔性传递可以从根本上彻底解决车体高频振荡的问题和降低车辆噪音，使车辆能够在各种曲线上实现平稳运行，提高通过各种线路平稳运行的能力。能够保证列车最大速度下的运行安全并使列车行驶中具有较高平稳性。

附图说明

本发明的具体结构由以下的实施例及其附图给出。但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

图1本发明空气弹簧的剖视示意图。

具体实施方式

在图1中，密封连接在防尘罩3和底座连接板之间的空气胶囊弹性体为中心下凹形成压缩空气室的柱形胶囊4。作为空气胶囊弹性体上端盖的防尘罩3上有一个从其中心孔插入的带止档连接轴1。该轴通过防尘罩3深入到弹性胶囊空气室内腔并可连接外部构件8。连接轴1的上部外周设有压环，压环的下部设有盖板2，防尘罩3的一端夹在盖板2和压环之间，并用螺栓固定，防尘罩的另一端可通过螺钉固定连接在磁悬浮列车的磁悬浮架7，防尘罩可防止磁悬浮架上部的杂物落入橡胶囊外壁与磁悬浮架内壁之间的缝隙中，影响空气弹簧的工作，使本发明的稳定性和可靠性更好。在带止档连接轴1通气孔的下方制有连通下部两斜孔的轴心小孔1b，起到节流的作用，可增加空气弹簧的阻尼。与胶囊4底部相连接的底座连接板是一个密封连接于胶囊底部外壁的刚性底座止挡5，其上制有向上延伸的环形盲孔凹槽5a，该环形盲孔凹槽5a从胶囊4底部深入至胶囊空气室内腔，与垂向台阶轴1a同轴线对应，形成一个径向限位和垂向限位的止档装置。底座止挡5为金属件，与连接轴1上的垂向台阶轴1a凸台形成一套限位装置，通过底座止档5限制连接轴1的横向位移、纵向位移和垂向位移。

在刚性底座止挡5的下端制有一个向下连接弹性介质缓冲垫的凸台。被刚性挟持在底座止挡5下部的橡胶垫6可以减缓冲击。橡胶垫6下的锥形凸台6a与悬浮架7的凹台配合，保持空气弹簧下部的稳定性。连接轴1通过螺钉与支座8连接，起固定连接轴的作用。

Claims (4)

1.一种带止档限位装置的空气弹簧，至少包括一个带防尘罩的上端盖和底座连接板，以及密封连接在所述防尘罩和底座连接板之间的空气胶囊弹性体；一个由上下压板紧固密封，通过防尘罩深入到弹性胶囊空气室内腔并可连接外部构件的带止档连接轴，其特征在于：胶囊下端设有密封连接于胶囊底部外壁的刚性底座止挡，其上制有向上延伸的环形盲孔凹槽，该环形盲孔凹槽从胶囊底部深入至胶囊空气室内腔，与所述带止档连接轴同轴线对应，形成一个径向限位和垂向限位的止档机构，在所述刚性底座止挡的下端部还连接有一个被刚性挟持在底座止挡下部的弹性介质缓冲垫。

2.根据权利要求1所述的带止档限位装置的空气弹簧，其特征在于，所述的连接轴的轴心通气孔下部设有起节流作用，为空气弹簧工作增加一定阻尼作用的斜孔通道。

3.根据权利要求1所述的带止档限位装置的空气弹簧，其特征在于，所述弹性介质缓冲垫是减缓冲击的橡胶垫。

4.根据权利要求1或3所述的带止档限位装置的空气弹簧，其特征在于，连接轴下端制有可深入胶囊(4)下部底座止挡(5)环形盲孔凹槽(7)的垂向台阶轴(1a)。