CN114704580B - 空气弹簧 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种空气弹簧，其特征在于，包括：上盖组件；气囊，其一端连接于所述上盖组件；橡胶堆组件，连接于所述气囊的另一端，所述上盖组件、所述气囊及橡胶堆组件共同组成一个密闭腔体；芯轴，其设置在所述橡胶堆组件中心；高度调节机构，穿设于所述芯轴中，且所述高度调节机构的一端连接于所述上盖组件。本发明空气弹簧将高度控制结构集成在空气弹簧内部，安装空气弹簧时无需手动调整外置高度控制阀，可降低安装调试时间。

Description

空气弹簧

技术领域

本发明属于空气弹簧领域，具体涉及一种空气弹簧。

背景技术

本发明属于轨道车辆减振设备技术领域，具体涉及一种内置高度控制结构的空气弹簧。

空气弹簧是安装在车体和转向架之间的一种重要的减振部件，车辆在运行过程中的点头、摇头、蛇形以及侧倾动作，都作为激励振幅施加在空气弹簧上，而空气弹簧具有的多自由度形变和减振消能的功能使其在各种激励振幅条件下，都能起到良好的减振作用，保证车辆安全平稳的运行。

空气弹簧要完全发挥其减振消能的作用，必须工作在合理的工作高度上，工作高度过低或过高，都会严重影响车辆的舒适性，现有的空气弹簧本身不具有高度调节功能，其工作高度是由外置高度控制阀控制的，外置高度控制阀安装在车体和转向架之间，当车体和转向架之间的高度大于空气弹簧的工作高度时，外置高度控制阀打开排气开关，空气弹簧内部的压缩气体排出，从而使车体和转向架之间的高度降低，待车体和转向架之间的高度降低到正常工作高度时，外置高度控制阀关闭排气开关；当车体和转向架之间的高度小于空气弹簧的工作高度时，外置高度控制阀打开充气开关，将压缩空气充入空气弹簧内部，车体和转向架之间的高度上升，待车体和转向架之间的高度上升至正常工作高度，外置高度控制阀关闭充气开关；外置高度阀需要在车体和转向架上单独预留安装空间，对于安装空间有限的转向架，外置高度控制阀的安装会影响转向架上其它设备布局的合理性，且转向架在检修时都需对外置高度控制阀单独进行调整，大大增加检修工作量。

发明内容

本申请实施例提供了一种空气弹簧，以至少解决现有的空气弹簧无法提供较大的横向力而影响车辆的运行安全性的问题。

一种空气弹簧，其中，包括：

上盖组件；

气囊，其一端连接于所述上盖组件；

橡胶堆组件，连接于所述气囊的另一端，所述上盖组件、所述气囊及橡胶堆组件共同组成一个密闭腔体；

芯轴，其设置在所述橡胶堆组件中心；

高度调节机构，穿设于所述芯轴中，且所述高度调节机构的一端连接于所述上盖组件。

上述的空气弹簧，其中，所述上盖组件包括：

上盖板；

扣环，所述气囊的顶部、所述上盖板及所述扣环通过螺钉固定。

上述的空气弹簧，其中，所述高度调节机构包括：

滑动摩擦块，装设于所述上盖板的底部；

止挡块，其安装在所述芯轴上；

进气导杆，其安装在所述止挡块的内孔里，在所述止挡块的内孔里上下滑动；

排气导杆，其安装在所述进气导杆的内孔里，并且可以在所述进气导杆的内孔里上下滑动；

球轴承，其顶部固定在所述滑动摩擦块上，其底部通过螺纹固定在所述排气导杆上；

第一螺旋弹簧，其一端与所述止挡块接触，另一端与所述滑动摩擦板接触；

第二螺旋弹簧，其一端与所述芯轴接触，另一端与所述进气导杆接触。

上述的空气弹簧，其中，还包括：

摩擦块；

支撑座，所述摩擦块通过螺钉与所述支承座固定，所述支承座通过螺钉与所述橡胶堆组件固定。

上述的空气弹簧，其中，所述高度调节机构还包括：

第一密封圈，其安装在所述排气导杆的顶部。

上述的空气弹簧，其中，所述高度调节机构还包括：

第二密封圈，其安装在所述止挡块底部。

上述的空气弹簧，其中，所述高度调节机构还包括：

第三密封圈，其安装在所述进气导杆的中部；

第四密封圈，其安装在所述进气导杆的底部。

上述的空气弹簧，其中，所述高度调节机构还包括：

排气孔，其设置于空气弹簧内腔。

上述的空气弹簧，其中，所述高度调节机构还包括：

进气孔，其设置于空气弹簧内腔。

上述的空气弹簧，其中，所述高度调节机构还包括：

密封螺堵，其通过螺纹固定于所述芯轴上且远离所述上盖板的一端；

第五密封圈，其套设于所述密封螺堵上。

本发明的有益效果在于：

本发明的空气弹簧结构工作高度由被控式转为自控式；

将高度控制结构集成在空气弹簧内部，安装空气弹簧时无需手动调整外置高度控制阀，可降低安装调试时间；

将高度控制结构集成在空气弹簧内部，取消外置高度控制的安装空间，可以使转向架上其它设备的布局更为合理；

降低外置高度控制的损坏几率，降低检修成本；

空气弹簧机构并不限制气囊和橡胶堆组件的具体结构，只需在空气弹簧内部设置高度控制结构，即可控制空气弹簧的高度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

在附图中：

图1是本发明的空气弹簧结构示意图；

图2是本发明的空气弹簧高度控制结构示意图；

图3是充气工况下空气弹簧的结构状态图；

图4是排气工况下空气弹簧的结构状态图；

图5是空气弹簧上盖板发生水平位移的结构状态图。

其中：

气囊1、气囊顶部101、气囊底部102、橡胶堆组件2、芯轴201、上盖板3、扣环4、摩擦块5、支承座6、滑动摩擦板7、球轴承8、第一螺旋弹簧9、排气导杆10、第二排气孔1001；第一密封圈11、进气导杆12、止挡块13、第二进气孔1301、第二密封圈14、第三密封圈15、第二螺旋弹簧16、第四密封圈17、低俗密封圈18、密封螺堵19。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

在详细阐述本发明各个实施例之前，对本发明的核心发明思想予以概述，并通过下述若干实施例予以详细阐述。

具体实施例：

本发明针对现有的空气弹簧存在的上述技术问题，对传统空气弹簧的结构进行改进，提出一种内置高度控制结构的空气弹簧，在空气弹簧内部实现空气弹簧工作高度自控的功能。

如图1及图2所示，为实现上述目的，本发明提供了一种内置高度控制结构的空气弹簧，包括气囊1、橡胶堆组件2、上盖板3、扣环4、摩擦块5、支承座6、滑动摩擦板7、球轴承8、第一螺旋弹簧9、排气导杆10、第一密封圈11、进气导杆12、止挡块13、第二密封圈14、第三密封圈15、第二螺旋弹簧16、第四密封圈14、第五密封圈18、密封螺堵19；

所述气囊1位于上盖板3和橡胶堆2之间，气囊顶部101、上盖板3、扣环4通过螺钉固定在一起，气囊1下部通过过盈配合的方式和橡胶堆2固定在一起，上盖板3、气囊1、扣环4、橡胶堆2共同组成一个密闭的腔体；

摩擦块5通过螺钉与支承座6固定在一起，支承座6通过螺钉与橡胶堆组件2固定在一起；

球轴承8的顶部固定在滑动摩擦板7上，球轴承8的底部通过螺纹固定在排气导杆10上；

滑动摩擦板7的顶部与上盖板3的底部形成滑动摩擦配合；

排气导杆10安装在进气导杆12的内孔里，并且可以在进气导杆12的内孔里上下滑动，排气导杆10的顶部位置安装有第一密封圈11，其作用是防止空气弹簧在正常工作高度时空气弹簧内腔的气体通过排气导杆10和进气导杆12的之间的缝隙发生泄漏；

橡胶堆组件2的中心位置设置有芯轴201，芯轴201上设置有连接高压气源的第一进气口和连接大气的第一排气口；

止挡块13通过螺纹安装在芯轴201上，止挡块13底部安装第二密封圈14，其作用是防止第一进气口中的高压气体通过止挡块13和芯轴201配合处的间隙进入空气弹簧内腔中；

止挡块13顶部设置有第二进气孔1301；

进气导杆12安装在止挡块13的内孔上，并且可以在止挡块13的内孔里上下滑动；

第一螺旋弹簧9安装在止挡块13和滑动摩擦板7之间，第一螺旋弹簧9的顶部压紧在滑动摩擦板7上，第一螺旋弹簧9的底部压紧在止挡块13上，空气弹簧工作时，第一螺旋弹簧9始终处于压缩状态，第一螺旋弹簧9提供的弹力将滑动摩擦板7紧密贴合在上盖板3上，当空气弹簧处于正常工作高度时，第一密封圈11位于进气导杆12的内部，此时空气弹簧内腔的气体和第二排气孔1001之间被第一密封圈11隔断，当空气弹簧工作高度增加，如图4所示，上盖板1向上移动，第一螺旋弹簧9提供的弹力带动滑动摩擦板7向上移动，由于滑动摩擦板通过球轴承和排气导杆连接在一起，因此排气导杆也会向上移动，当第一密封圈11滑出进气导杆12的内孔时，空气弹簧内腔与第二排气孔1001连通，空气弹簧内腔的气体通过第二排气孔1001、第一排气孔排出。随着空气弹簧内腔的气体通过第二排气孔1001、第一排气孔排进大气中，上盖板1高度逐渐降低，上盖板1带动滑动摩擦板7、球轴承8、排气导杆10向下滑动，第一密封圈11滑动到进气导杆12的内孔内，隔断空气弹簧内腔和第二排气孔1001，此时空气弹簧恢复至标准的工作高度。

第二螺旋弹簧16安装在芯轴201和进气导杆12之间，第二螺旋弹簧16的顶部压紧在进气导杆12上，第二螺旋弹簧16的底部压紧在芯轴201上，空气弹簧工作时，第二螺旋弹簧16始终处于压缩状态，通过第二螺旋弹簧16的弹力将排气导杆10紧密贴合在止挡块13上，优选的，进气导杆12和止挡块13的配合面采用锥形面配合，当空气弹簧工作高度降低，如图3所示，上盖板1带动滑动摩擦板7、球轴承8、排气导杆10向下滑动，此时排气导杆10的底部与进气导杆12内孔上的台阶面接触，此时第二螺旋弹簧16提供的向上的弹力小于排气导杆10提供的向下的推力，因此进气导杆12随排气导杆10向下滑动，第三密封圈15也随进气导杆12向下移动，此时第二进气孔1301和第一进气口连通，空气弹簧外的高压气体通过第一进气孔、第二进气孔1301进入空气弹簧内腔，从而使空气弹簧高度增加，上盖板1向上移动，此时第一螺旋弹簧9压紧滑动摩擦板7随上盖板1一同向上移动，带动排气导杆10向上移动，第二螺旋弹簧16提供的向上的弹力带动进气导杆12向上移动，直至第三密封圈15接触到止挡块13，阻断第一进气孔和第二进气口1301之间的通路，空气弹簧恢复至标准工作高度。

进气导杆12的中部和底部分别安装有第三密封圈15和第四密封圈17，第三密封圈15用于阻断第一进气孔和第二进气孔1301之间的通路，第四密封圈17用于阻断第一排气口和第一进气口之间的通路。

密封螺堵19通过螺纹固定在芯轴201上，密封螺堵19上安装有第五密封圈18，用于第一排气孔和第一进气口之间的通路。

如图5所示空气弹簧上盖板发生水平位移时的结构示意图。

优选的，气囊1为小曲囊、大曲囊、双曲囊、腰带式气囊其中之一种；

优选的，橡胶堆组件2为锥形橡胶堆、沙漏橡胶堆或叠层橡胶堆其中之一种。

此外，本发明的结构对空气弹簧的垂向刚度和纵向刚度无影响，较好的继承了既有结构的优良特性。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种空气弹簧，其特征在于，包括：上盖组件，所述上盖组件包括上盖板；气囊，其一端连接于所述上盖组件；橡胶堆组件，连接于所述气囊的另一端，所述上盖组件、所述气囊及橡胶堆组件共同组成一个密闭腔体；芯轴，其设置在所述橡胶堆组件中心；高度调节机构，穿设于所述芯轴中，且所述高度调节机构的一端连接于所述上盖组件；所述高度调节机构包括：滑动摩擦板，装设于所述上盖板的底部；止挡块，其安装在所述芯轴上；进气导杆，其安装在所述止挡块的内孔里，在所述止挡块的内孔里上下滑动；排气导杆，其安装在所述进气导杆的内孔里，并且可以在所述进气导杆的内孔里上下滑动；球轴承，其顶部固定在所述滑动摩擦板上，其底部通过螺纹固定在所述排气导杆上；第一螺旋弹簧，其一端与所述止挡块接触，另一端与所述滑动摩擦板接触；第二螺旋弹簧，其一端与所述芯轴接触，另一端与所述进气导杆接触。

2.如权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于，所述上盖组件还包括：扣环，所述气囊顶部、所述上盖板及所述扣环通过螺钉固定。

3.如权利要求1的空气弹簧，其特征在于，还包括：摩擦块；支承座，所述摩擦块通过螺钉与所述支承座固定，所述支承座通过螺钉与所述橡胶堆组件固定。

4.如权利要求2所述的空气弹簧，其特征在于，所述高度调节机构还包括：第一密封圈，其安装在所述排气导杆的顶部。

5.如权利要求2所述的空气弹簧，其特征在于，所述高度调节机构还包括：第二密封圈，其安装在所述止挡块底部。

6.如权利要求2所述的空气弹簧，其特征在于，所述高度调节机构还包括：第三密封圈，其安装在所述进气导杆的中部；第四密封圈，其安装在所述进气导杆的底部。

7.如权利要求2所述的空气弹簧，其特征在于，所述高度调节机构还包括：排气孔，其设置于空气弹簧内腔。

8.如权利要求2所述的空气弹簧，其特征在于，所述高度调节机构还包括：进气孔，其设置于空气弹簧内腔。

9.如权利要求2所述的空气弹簧，其特征在于，所述高度调节机构还包括：密封螺堵，其通过螺纹固定于所述芯轴上且远离所述上盖板的一端；第五密封圈，其套设于所述密封螺堵上。