CN111322339A - 一种无气囊式空气弹簧 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无气囊式空气弹簧，包括上弹性连接块和下弹性连接块，上弹性连接块的一端与车体连接，下弹性连接块的一端与转向架连接，其还包括设置在上弹性连接块另外一端上的上锥形簧、设置在下弹性连接块另外一端上的下锥形簧，上锥形簧和下锥形簧之间通过密封环连接，从而使得上锥形簧、下锥形簧和密封环之间围合形成气室，在上锥形簧和下锥形簧之间还设置有气孔开闭装置，通过所述气孔开闭装置能对气室进行充气或排气。本发明能避免出现气囊破损等问题，提高了车辆行驶的平顺行和乘座的舒适性。

Description

一种无气囊式空气弹簧

技术领域

本发明涉及一种空气弹簧，尤其涉及一种无气囊式空气弹簧。

背景技术

空气弹簧是利用压缩空气作弹簧的。囊式空气弹簧是由夹有帘线的橡胶气囊和密闭在其中压缩空气所组成。气囊内层用气密性好的橡胶制成，而外层则用耐油橡胶制成。气囊一般做成两节，节与节之间围有钢质的腰环，使中间部分不致有径向扩张，并防止两节之间相互摩擦，气囊的上下盖板将气囊密封。

机车上安装有空气弹簧，空气弹簧一般安装在车体和转向架之间，可以大大提高车辆行驶的平顺行和乘座的舒适性。但是一般的囊式空气弹簧在使用一段时间后，气囊经常会出现破损等问题，当气囊破损后，就降低了车辆行驶的平顺行和乘座的舒适性。

公开号为CN107131243B，公开日为2018年10月9日的中国发明专利公开了一种空气弹簧，包括间隔设置的上盖和底座，以及位于上盖和底座之间，与上盖和底座间隔设置的支撑座，还包括安装在上盖和支撑座之间的弹性胶囊体，沿上盖及底座的径向，所述弹性胶囊体包括间隔设置的弹性外囊和弹性内囊，弹性外囊和弹性内囊的周侧均具有开口，开口均分别与上盖和支撑座相接，并围成一个封闭空间；上盖及底座上设置有呈直线排列的用以安装所述空气弹簧的贯通安装孔；进一步包括安装轴套，所述安装轴套包括一筒体及环绕筒体外围的端面板；所述筒体穿过上盖上的贯通安装孔，弹性内囊靠近上盖一端的开口位于上盖与端面板之间；端面板与上盖连接，并将弹性内囊固定压在二者之间。

公开号为CN106337894B，公开日为2018年7月10日的中国发明专利公开一种空气弹簧，其具有：车体侧的上支撑部；设置于其下方的转向架侧的下支撑部；和由具有挠性的材料形成的跨越所述上支撑部和所述下支撑部而配备的隔膜；在所述上支撑部上设置有承接并支撑所述隔膜的以弹性材料制造的承接部，并安装有设置在所述隔膜和所述承接部上下之间的滑动板，同时在所述滑动板的外周部上形成有回入到所述承接部或所述上支撑部的外周部上侧的返还部，沿着所述车体的行进方向，所述承接部的厚度设定成前后方向的部位和左右方向的部位互不相同，所述返还部构造为设置在所述前后方向的部位和所述左右方向的部位中任一个厚度较厚的一方上的状态。

上述专利文献中的空气弹簧都包含有气囊，因此，在使用过久的时间后，都会出现气囊破损等问题，降低了车辆行驶的平顺行和乘座的舒适性。

综上，如何设计一种无气囊式空气弹簧，使其能避免出现气囊破损等问题，提高车辆行驶的平顺行和乘座的舒适性是急需解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种无气囊式空气弹簧，其能避免出现气囊破损等问题，提高了车辆行驶的平顺行和乘座的舒适性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种无气囊式空气弹簧，包括上弹性连接块和下弹性连接块，上弹性连接块的一端与车体连接，下弹性连接块的一端与转向架连接，其特征在于：还包括设置在上弹性连接块另外一端上的上锥形簧、设置在下弹性连接块另外一端上的下锥形簧，上锥形簧和下锥形簧之间通过密封环连接，从而使得上锥形簧、下锥形簧和密封环之间围合形成气室，在上锥形簧和下锥形簧之间还设置有气孔开闭装置，通过所述气孔开闭装置能对气室进行充气或排气。

优选的，所述上锥形簧和下锥形簧均包括连接板、底套和粘接在连接板与底套之间的橡胶体，在所述橡胶体中设置有一个或多个隔套；通过上锥形簧的底套和下锥形簧的底套分别与密封环的两端相连接，从而形成气室。

优选的，在上弹性连接块中设置有气道一，在下弹性连接块中设置有气道二，在上锥形簧和下锥形簧的连接板上分别开有通孔一和通孔二，通孔一与气道一相连通，通孔二与气道二相连通，所述气孔开闭装置包括设置在气室中的垂向连杆，垂向连杆的两端分别伸入到通孔一和通孔二中，在位于通孔一中的垂向连杆的一端上设置有密封块一，在位于通孔二中的垂向连杆的另外一端上设置有密封块二；当无气囊式空气弹簧安装到车体和转向架之间后，密封块一与通孔一相接触，从而使得气室与气道一之间相隔绝开来，密封块二与通孔二之间留有间隙，从而使得气室与气道二之间相连通。

优选的，所述密封块一和密封块二均设置成半球状，相应的，通孔一和通孔二的内周面也均设置成球面。

优选的，在半球状密封块一和半球状密封块二的球面上还设置有一层橡胶层。

优选的，在所述密封环的一端上还有密封凹槽一，在上锥形簧底套一端部的外侧面上开有台阶一，通过将上锥形簧的底套一端部和靠近上锥形簧底套一端部的橡胶体一起插入密封凹槽一中且利用密封凹槽一的一侧边与所述台阶一相接触，从而将插入密封凹槽一中的橡胶体压紧在密封凹槽一的另外一侧边上；

在所述密封环的另外一端上还有密封凹槽二，在下锥形簧底套一端部的外侧面上开有台阶二，通过将下锥形簧的底套一端部和靠近下锥形簧底套一端部的橡胶体一起插入密封凹槽二中且利用密封凹槽二的一侧边与所述台阶二相接触，从而将插入密封凹槽二中的橡胶体压紧在密封凹槽二的另外一侧边上。

优选的，所述上弹性连接块和下弹性连接块均为橡胶堆，包括顶板、底板和设置在所述顶板与底板之间的弹性橡胶，在弹性橡胶中设置有一层或多层隔板。

本发明的有益效果在于：本发明不采用气囊，而是采用上锥形簧、下锥形簧和密封环之间围合形成气室，利用气室替代气囊，从而避免了长期使用后出现气囊破损等问题，提高了车辆行驶的平顺行和乘座的舒适性。通过结构设计，使得在工作过程中，有一个气道始终与气室处于连通状态，从而使得气室内的气量能随着车体总重量的变化而变化，进一步提高了车辆行驶的平顺行和乘座的舒适性。另外，本发明通过对称结构设计，能迅速安装到车体和转向架之间，无需注意正反位置，既提高了安装效率也增加了实用性。

附图说明

图1为本发明实施例1的轴向剖视结构示意图；

图2为本发明实施例1中上锥形簧的轴向剖视结构示意图；

图3为本发明实施例1未安装时，图1中A部的放大结构示意图；

图4为本发明实施例1安装到车体和转向架之间后，图1中A部的放大结构示意图；

图5为本发明实施例1中气孔开闭装置的结构示意图；

图6为图2中B部的放大结构示意图；

图7为图1中C部的放大结构示意图；

图8为本发明实施例2的轴向剖视结构示意图；

图9为本发明实施例2中上弹性连接块的轴向剖视结构示意图；

图中：1. 上弹性连接块，2. 下弹性连接块，3. 上锥形簧，4. 下锥形簧，5. 密封环，511. 密封凹槽一，6. 气室，7. 气孔开闭装置，711. 垂向连杆，712. 密封块一，713. 密封块二，8.连接板，9. 底套，911. 台阶一，10. 橡胶体，11. 隔套，12. 气道一，13. 气道二，14. 通孔一，15. 通孔二，16. 间隙，17. 橡胶层，18. 顶板，19. 底板，20. 弹性橡胶。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细的阐述。

实施例1：如图1和图2所示，一种无气囊式空气弹簧，包括上弹性连接块1和下弹性连接块2，上弹性连接块1的一端与车体（图中未示出）连接，下弹性连接块2的一端与转向架（图中未示出）连接，其还包括设置在上弹性连接块1另外一端上的上锥形簧3、设置在下弹性连接块2另外一端上的下锥形簧4，上锥形簧3和下锥形簧4之间通过密封环5连接，从而使得上锥形簧3、下锥形簧4和密封环5之间围合形成气室6，在上锥形簧3和下锥形簧4之间还设置有气孔开闭装置7，通过所述气孔开闭装置7能对气室6进行充气或排气。本实施例不采用气囊，而是采用上锥形簧、下锥形簧和密封环之间围合形成气室，利用气室替代气囊，从而避免了长期使用后出现气囊破损等问题，提高了车辆行驶的平顺行和乘座的舒适性。

所述上锥形簧3包括连接板8、底套9和粘接在连接板8与底套9之间的橡胶体10，在所述橡胶体10中设置有一个或多个隔套11；在本实施例中，设置有两个隔套11。通过上锥形簧3的底套9和下锥形簧4的底套9分别与密封环5的两端相连接，从而形成气室6。下锥形簧4的结构和上锥形簧3的结构是一样的。

如图1至图5所示，在上弹性连接块1中设置有气道一12，在下弹性连接块2中设置有气道二13，在上锥形簧3和下锥形簧4的连接板8上分别开有通孔一14和通孔二15，通孔一14与气道一12相连通，通孔二15与气道二13相连通，所述气孔开闭装置7包括设置在气室6中的垂向连杆711，垂向连杆711的两端分别伸入到通孔一14和通孔二15中，在位于通孔一14中的垂向连杆711的一端上设置有密封块一712，在位于通孔二15中的垂向连杆711的另外一端上设置有密封块二713；当无气囊式空气弹簧安装到车体和转向架之间后，密封块一712与通孔一14相接触，从而使得气室6与气道一12之间相隔绝开来，密封块二713与通孔二15之间留有间隙16，从而使得气室6与气道二13之间相连通。当本实施例未安装到车体和转向架之间时，密封块一712与通孔一14相接触，密封块二713与通孔二15之间相接触。当将本实施例安装到车体和转向架之间时，由于上弹性连接块和上锥形簧受到车体的重力，上锥形簧会带动密封块一、垂向连杆和密封块二一起朝下移动，从而使得密封块二713与通孔二15之间留有间隙16，此时通过气道二13往气室6中充气，气体依次经过气道二13、密封块二713与通孔二15之间的间隙16和通孔二15最终进入到气室6中，在工作过程中，始终保持密封块一712和通孔一14之间处于相接触状态，密封块二713与通孔二15之间留有间隙16，即始终保持通孔二15处于打开状态，使得气室6与气道二13之间相连通，随着车体总重量的变化，气室6中的气体能从气道二13 中充入或排出。另外，当将本实施例倒转安装，即上弹性连接块1与转向架连接，下弹性连接块2与车体连接时，此时，在工作过程中，密封块二713与通孔二15之间处于相接触状态，密封块一712和通孔一14之间留有间隙，即始终保持通孔一14处于打开状态，使得气室6与气道一12之间相连通。因此，本实施例通过上述设计，使得在工作过程中，有一个气道始终与气室处于连通状态，从而使得气室内的气量能随着车体总重量的变化而变化，进一步提高了车辆行驶的平顺行和乘座的舒适性。另外，本实施例通过上述对称设计，能迅速安装到车体和转向架之间，无需注意正反位置，既提高了安装效率也增加了实用性。

如图4所示，所述密封块一712和密封块二713均设置成半球状，相应的，通孔一14和通孔二15的内周面也均设置成球面。这样设置便于密封块和通孔接触密封。

半球状密封块一712和半球状密封块二713可采用金属材料制成，在半球状密封块一712和半球状密封块二713的球面上还设置有一层橡胶层17。

如图6和图7所示，在所述密封环5的一端上还有密封凹槽一511，在上锥形簧底套9一端部的外侧面上开有台阶一911，通过将上锥形簧的底套9一端部和靠近上锥形簧底套9一端部的橡胶体10一起插入密封凹槽一511中且利用密封凹槽一511的一侧边与所述台阶一911相接触，从而将插入密封凹槽一511中的橡胶体10压紧在密封凹槽一511的另外一侧边上；

相同的道理，在所述密封环的另外一端上还有密封凹槽二，在下锥形簧底套一端部的外侧面上开有台阶二，通过将下锥形簧的底套一端部和靠近下锥形簧底套一端部的橡胶体一起插入密封凹槽二中且利用密封凹槽二的一侧边与所述台阶二相接触，从而将插入密封凹槽二中的橡胶体压紧在密封凹槽二的另外一侧边上（图中未示出）。本实施例通过设置上述密封结构，从而保证了气室的气密性。

如图6所示，所述上锥形簧3的底套9与水平线之间的夹角θ以及下锥形簧的底套与水平线之间的夹角均为70-90度。设置成这样的角度，能进一步增加密封时对橡胶体的挤压力，从而使得密封性能更好。

如图7所示，所述密封凹槽一511的一侧边的垂向高度小于密封凹槽一511的另外一侧边的垂向高度；密封凹槽二的一侧边的垂向高度小于密封凹槽二的另外一侧边的垂向高度。这样设置更加便于对橡胶体的压紧，保证密封性能。

上锥形簧3中的台阶一911与密封凹槽一511的另外一侧边的顶面之间留有间隙16；下锥形簧中的台阶二与密封凹槽二的另外一侧边的顶面之间也留有间隙。在工作时，需要利用上、下锥形簧实现垂向位移，本实施例通过在上述位置留有间隙，从而能在上、下锥形簧实现垂向位移时减小底套与密封环之间的碰撞力，避免损坏，进一步延长使用寿命。

实施例2：如图8和图9所示，与实施例1相比，不同之处在于：所述上弹性连接块1为橡胶堆，包括顶板18、底板19和设置在所述顶板18与底板19之间的弹性橡胶20，在弹性橡胶20中设置有一层或多层隔板21。在顶板、底板、弹性橡胶和隔板中部设置有贯通孔，即为气道。下弹性连接块的结构与上弹性连接块的结构一样。上弹性连接块1的底板19 与上锥形簧3连接，下弹性连接块2的底板19 与下锥形簧4连接。一般的囊式空气弹簧是利用气囊同时实现垂向位移和横向位移的，这样在工作一段时间后，容易缩短气囊的使用寿命，而本实施例采用上、下橡胶堆实现横向位移，利用上、下锥形簧实现垂向位移，这样就延长了空气弹簧的使用寿命，降低维护成本。

综上，本发明不采用气囊，而是采用上锥形簧、下锥形簧和密封环之间围合形成气室，利用气室替代气囊，从而避免了长期使用后出现气囊破损等问题，提高了车辆行驶的平顺行和乘座的舒适性。通过结构设计，使得在工作过程中，有一个气道始终与气室处于连通状态，从而使得气室内的气量能随着车体总重量的变化而变化，进一步提高了车辆行驶的平顺行和乘座的舒适性。另外，本发明通过对称结构设计，能迅速安装到车体和转向架之间，无需注意正反位置，既提高了安装效率也增加了实用性。通过设置密封结构，从而保证了气室的气密性。采用上、下橡胶堆实现横向位移，利用上、下锥形簧实现垂向位移，这样就延长了空气弹簧的使用寿命，降低维护成本。

以上实施例中所述的“多个”即指“两个或两个以上”的数量。以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。

Claims (7)

1.一种无气囊式空气弹簧，包括上弹性连接块和下弹性连接块，上弹性连接块的一端与车体连接，下弹性连接块的一端与转向架连接，其特征在于：还包括设置在上弹性连接块另外一端上的上锥形簧、设置在下弹性连接块另外一端上的下锥形簧，上锥形簧和下锥形簧之间通过密封环连接，从而使得上锥形簧、下锥形簧和密封环之间围合形成气室，在上锥形簧和下锥形簧之间还设置有气孔开闭装置，通过所述气孔开闭装置能对气室进行充气或排气。

2.根据权利要求1所述的无气囊式空气弹簧，其特征在于：所述上锥形簧和下锥形簧均包括连接板、底套和粘接在连接板与底套之间的橡胶体，在所述橡胶体中设置有一个或多个隔套；通过上锥形簧的底套和下锥形簧的底套分别与密封环的两端相连接，从而形成气室。

3.根据权利要求2所述的无气囊式空气弹簧，其特征在于：在上弹性连接块中设置有气道一，在下弹性连接块中设置有气道二，在上锥形簧和下锥形簧的连接板上分别开有通孔一和通孔二，通孔一与气道一相连通，通孔二与气道二相连通，所述气孔开闭装置包括设置在气室中的垂向连杆，垂向连杆的两端分别伸入到通孔一和通孔二中，在位于通孔一中的垂向连杆的一端上设置有密封块一，在位于通孔二中的垂向连杆的另外一端上设置有密封块二；当无气囊式空气弹簧安装到车体和转向架之间后，密封块一与通孔一相接触，从而使得气室与气道一之间相隔绝开来，密封块二与通孔二之间留有间隙，从而使得气室与气道二之间相连通。

4.根据权利要求2所述的无气囊式空气弹簧，其特征在于：所述密封块一和密封块二均设置成半球状，相应的，通孔一和通孔二的内周面也均设置成球面。

5.根据权利要求4所述的无气囊式空气弹簧，其特征在于：在半球状密封块一和半球状密封块二的球面上还设置有一层橡胶层。

6.根据权利要求2至5中任意一项权利要求所述的无气囊式空气弹簧，其特征在于：在所述密封环的一端上还有密封凹槽一，在上锥形簧底套一端部的外侧面上开有台阶一，通过将上锥形簧的底套一端部和靠近上锥形簧底套一端部的橡胶体一起插入密封凹槽一中且利用密封凹槽一的一侧边与所述台阶一相接触，从而将插入密封凹槽一中的橡胶体压紧在密封凹槽一的另外一侧边上；

在所述密封环的另外一端上还有密封凹槽二，在下锥形簧底套一端部的外侧面上开有台阶二，通过将下锥形簧的底套一端部和靠近下锥形簧底套一端部的橡胶体一起插入密封凹槽二中且利用密封凹槽二的一侧边与所述台阶二相接触，从而将插入密封凹槽二中的橡胶体压紧在密封凹槽二的另外一侧边上。

7.根据权利要求6所述的无气囊式空气弹簧，其特征在于：所述上弹性连接块和下弹性连接块均为橡胶堆，包括顶板、底板和设置在所述顶板与底板之间的弹性橡胶，在弹性橡胶中设置有一层或多层隔板。

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