CN210769995U - 一种能在狭小空间内实现水平限位的空气弹簧及轨道车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种能在狭小空间内实现水平限位的空气弹簧，包括：上盖板和辅助簧，上盖板和辅助簧之间通过气囊气密性连接，在位于气囊内部的辅助簧端部上设置一个水平止挡环，在位于气囊内部的上盖板的下端面上设置一个锥形凸起，在非正常状态下，通过所述锥形凸起伸入到中空的水平止挡环的内腔中，利用锥形凸起的锥面与水平止挡环的内腔面相接触，实现水平限位。所述辅助簧还设有与所述气囊连通的通气道，可以实现辅助簧与空气弹簧一体化，简化空气弹簧系统的结构，降低空气弹簧系统的垂向高度，适用于狭小空间的减振。本实用新型还涉及一种采用上述空气弹簧的轨道车辆，能够降低车体地板高度，适用于城市的低地板轨道车辆。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆减振技术领域，具体涉及一种能在狭小空间内实现水平限位的空气弹簧及轨道车辆。
背景技术
空气弹簧是一种在柔性的橡胶气囊中充入压缩空气，利用空气的可压缩性，来实现弹性作用的非金属弹簧。与金属弹簧相比，空气弹簧具有较小的水平刚度和垂向刚度，较小的垂向刚度可以实现良好的减振效果、增加乘坐的舒适性。但较小的水平刚度将导致较大的水平位移，不利于车辆的稳定运行和行车安全；水平位移还会造成空气弹簧在无气时上盖与底座错位，不便于维修和安装。因此在设计空气弹簧时特别要考虑在气压低或无气等非正常状态时的水平限位功能。但是对于安装高度小的车型来说，实现狭小空间的限位较为困难。
经检索查到申请号为：201721503933 .8，名为“一种组合式空气弹簧系统”的实用新型专利。该专利公开一种组合式空气弹簧系统，包括上盖板、气囊、上端板和下端板，上盖板的外周通过气囊与上端板的外周连接，上端板和下端板之间连接有低位沙漏弹性体，上盖板底部装设有压板，上盖板和压板之间连接有高位弹性体，压板底部设有限位台，上端板顶面设有限位槽，无气状态时限位台位于限位槽内。
该专利具有横向限位功能，不具备纵向限位功能。而且该组合式空气弹簧系统采用上下可分离的自由组合结构，垂向结构尺寸大，不适合用于狭小空间。
经检索查到公开日为：2010.06.16，公开号为：CN101733629A，名为“一种空气弹簧系统安装与分离方式及装置”的中国发明专利。
该专利公开了一种空气弹簧系统安装与分离方式及装置，其特征在于：一种空气弹簧系统安装与分离方式，采用空气弹簧与辅助弹簧的自由连接方式，空气弹簧为二系空气弹簧系统总成的上部分，辅助弹簧为二系空气弹簧系统总成的下部分，上部分A先与车体连接在一起，下部分B先与转向架连接在一起；辅助橡胶弹簧的上端板通常为金属部件，空气弹簧气囊与上下金属部件连接好后，通过下金属部件与辅助橡胶弹簧上板之间的非橡胶的带锥面的凹形槽与凸台面及水平面进行装配连接。
该空气弹簧系统的安装与分离方式及装置采用上下可分离的自由组合结构，垂向结构尺寸大，不适合用于狭小空间。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供：一种能在狭小空间内实现水平限位的空气弹簧及轨道车辆。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：一种能在狭小空间内实现水平限位的空气弹簧，所述空气弹簧包括上盖板和辅助簧，上盖板和辅助簧之间通过气囊气密性连接，在位于气囊内部的辅助簧端部上设置有水平止挡环，所述水平止挡环包括：环形顶面及内腔面，在位于气囊内部的上盖板的下端面上设置一个锥形凸起，所述锥形凸起包括：顶平面、锥面及环形底面；在非正常状态下，通过所述锥形凸起伸入到水平止挡环的内腔中。利用锥形凸起的锥面与水平止挡环的内腔面相接触，实现水平限位。减少了空气弹簧的垂向尺寸，适用于在狭小空间内实现水平限位功能。
进一步地，所述水平止挡环的内腔面设置为与锥形凸起相匹配的锥面，具有导向功能，便于偏置的上盖板复位。
进一步地，所述辅助簧的芯轴为中空的，芯轴的通气道、水平止挡环的内腔和气囊之间相互连通。可以实现辅助簧与空气弹簧一体化，简化空气弹簧的结构，降低空气弹簧的整体重量；同时上盖板底部的锥形凸起和水平止挡环的锥面结构，可以在实现在较小的安装高度下进行止挡设计，同时保证上盖板与水平止挡环在正常安装高度下保持较大的垂向间隙，以便用于狭小空间的减振。
进一步地，所述辅助簧采用锥形簧。锥形弹簧具有较大的水平刚度，能够减少水平面位移。
进一步地，辅助簧的芯轴顶平面设置有包胶，在无气重载状态下，利用穿过水平止挡环内腔的锥形凸起的顶平面与辅助簧的芯轴顶平面的包胶相接触。以避免硬止挡时金属直接接触，避免金属摩擦产生金属颗粒。
进一步地，在所述芯轴下端的通气道的外周面还设置有用来与压缩空气输送管气密性连接的密封圈。
进一步地，所述水平止挡环包括下底环和能拆装连接在下底环上的上止挡环，利用锥形凸起的锥面与上止挡环的内腔面相接触，实现水平限位，以便在上止挡环磨损时能够更换。
进一步地，所述上止挡环采用PTFE材质，以避免硬止挡时金属直接接触，避免金属摩擦产生金属颗粒。
进一步地，在所述辅助簧的底部还设置有用来调节空气弹簧安装高度的调节垫板，方便安装和维修调节空气弹簧的安装高度。
本实用新型还涉及一种轨道车辆，包括车体、转向架以及设置在所述车体与所述转向架之间的起减振作用的空气弹簧，所述空气弹簧为上述的空气弹簧，采用本实用新型的空气弹簧的轨道车辆能够缩减车体与转向架之间的间隙，降低车体地板高度，适用于城市的低地板轨道车辆。
本实用新型的有益效果为：采用锥形凸起伸入到中空的环形水平止挡环中的方式实现水平限位，减少了空气弹簧的垂向尺寸，适用于在狭小空间内实现水平方向限位功能；在辅助簧上设置通气道，以实现辅助簧与空气弹簧一体化，简化空气弹簧的结构，进一步降低空气弹簧的垂向高度和整体重量；同时上盖板底部的锥形凸起和水平止挡环的锥面结构，可以在实现在较小的安装高度下进行止挡设计，同时保证上盖板与水平止挡环在正常安装高度下保持较大的垂向间隙；采用水平刚度较大的锥形簧能够减少水平位移；在空气弹簧无气时，由水平止挡的环形平顶面支撑锥形凸起的环形平底面，并保证锥面之间有一定的空隙，能够承受较大载荷，避免锥形凸起的锥面与水平止挡环的锥形内腔面接触而锁死，在无气重载时能够实现硬止挡，保证车辆安全。采用本实用新型的轨道车辆能够缩减车体与转向架之间的间隙，降低车体地板高度，适用于城市的低地板轨道车辆。
附图说明
图1为实施例结构示意图；
图中：1—上盖板、11—圆锥凸起、12—顶平面、13—锥面、14—环形平底面、2—气囊、3—辅助簧、31—金属外圈、32—橡胶金属叠层、33—芯轴、34—芯轴顶平面、35—通气道、36—密封件、37—连接管、38—调节垫板、4—水平止挡、41—内腔面、42—环形平顶面、43—下底环。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的描述：
如图1所示：一种能使空气弹簧在狭小空间内实现水平限位的方法，所述空气弹簧包括上盖板1和辅助簧3，上盖板1和辅助簧3之间通过气囊2气密性连接，在位于气囊2内部的辅助簧3端部上设置一个水平止挡环4，所述水平止挡环4包括：环形顶面42及内腔面41，在位于气囊2内部的上盖板1的下端面上设置一个锥形凸起11，所述锥形凸起11包括：顶平面12、锥面13及环形底面14；在非正常状态下，通过所述锥形凸起11伸入到中空的水平止挡环4的内腔中，利用锥形凸起11的锥面13与水平止挡环4的内腔面41相接触，实现水平限位。采用锥形凸起11伸入到中空的环形水平止挡环4中的方式实现水平限位，减少了空气弹簧的垂向尺寸，适用于在狭小空间内实现水平限位功能。
所述非正常状态包括：低气压状态、无气状态和无气重载状态。
所述低气压状态是指：气囊2内的气压低于额定压力范围，车体的荷载处在额定荷载范围。在低气压状态下，通过所述锥形凸起11伸入到水平止挡环4的内腔中，利用锥形凸起11的锥面13与水平止挡环4的内腔面41相接触，实现上盖板1的水平限位，此时，锥形凸起11与水平止挡环4之间留有间隙，可以实现低气压状态下上盖板1的水平限位。
所述无气状态是指：没有向气囊2内通压缩空气、或压缩空气泄漏气压很低的状态。在无气和上盖板1偏置状态下，通过所述锥形凸起11伸入到水平止挡环4的内腔中，利用锥形凸起11的锥面13与水平止挡环4的内腔面41相接触，偏置的上盖板1可以在锥形凸起11的锥面13的引导下复位，此时，锥形凸起11的环形底面14与水平止挡环4的环形顶面42之间接触承受荷载，而锥形凸起11的锥面13与水平止挡环4的内腔面41之间留有间隙。可以实现在无气、偏置状态下上盖板1自动复位。在空气弹簧无气时，由水平止挡4的环形平顶面42支撑圆锥凸起11的环形平底面14，能够承受较大载荷。
所述无气重载状态是指：没有向气囊2内通压缩空气、或压缩空气泄漏气压很低，同时车体的荷载超过允许荷载范围的状态。在无气重载的状态下，通过所述锥形凸起11伸入到水平止挡环4的内腔中，利用锥形凸起11的锥面13与水平止挡环4的内腔面41相接触，偏置的上盖板1可以在锥形凸起11的锥面13的引导下复位，此时，锥形凸起11的环形底面14与水平止挡环4的环形顶面42之间接触承受荷载，辅助簧3在无气重载的作用下产生弹性变形，所述锥形凸起11与水平止挡环4一同下降，直至伸入到水平止挡环4内腔的锥形凸起11的顶平面12与辅助簧3的芯轴顶平面34相接触。以便在无气重载时实现硬止挡功能，实现垂向限位功能，保证车辆安全。所述水平止挡环的内腔面41设置为与锥形凸起11相匹配的锥面。采用两个匹配的锥面能够更方便的进行导向，便于上盖板1和水平止挡环4配合从而实现水平限位。
所述水平止挡环4的内腔面41设置为与锥形凸起11相匹配的锥面，具有导向功能，便于偏置的上盖板复位。
所述辅助簧3的芯轴33为中空的，芯轴33的通气道35、水平止挡环4的内腔和气囊2之间相互连通。可以实现辅助簧3与空气弹簧一体化，简化空气弹簧的结构，降低空气弹簧的垂向高度和整体重量；同时上盖板底部的锥形凸起11和水平止挡环4的锥面结构41，可以在实现在较小的安装高度下进行止挡设计，同时保证上盖板1与水平止挡环4在正常安装高度下保持较大的垂向间隙，以便用于狭小空间的减振。
所述辅助弹簧3为锥形弹簧，包括：伞形的芯轴33、依次固接在芯轴33外侧的橡胶金属叠层32和金属外圈31；所述通气道35为设置在所述芯轴33底部轴向的连接管道，所述通气道35外周或内孔设置有O形密封圈36，所述O形密封圈36沿轴线设置多个。锥形弹簧3具有较大的水平刚度，能够减少水平方向位移。
所述水平止挡环4包括下底环43和能拆装连接在下底环43上的上止挡环，利用锥形凸起11的锥面13与上止挡环的内腔面41相接触，实现水平限位，以便在上止挡环磨损时能够更换。
所述上止挡环采用PTFE材质，以避免硬止挡时金属直接接触，避免金属摩擦产生金属颗粒。
辅助簧3的芯轴顶平面34设置有包胶，在无气重载状态下，利用穿过水平止挡环4内腔的锥形凸起11的顶平面12与辅助簧3的芯轴顶平面34的包胶相接触。以避免硬止挡时金属直接接触，避免金属摩擦产生金属颗粒。
在所述芯轴33下端的通气道35的外周面还设置有用来与压缩空气输送管气密性连接的密封圈36。
在所述辅助簧3的底部还设置有用来调节所述空气弹簧安装高度的调节垫板38，方便安装和维修调节空气弹簧的安装高度。
本实用新型还涉及一种轨道车辆，包括车体、转向架以及设置在所述车体与所述转向架之间的起减振作用的空气弹簧，所述空气弹簧为上述的能在狭小空间内实现水平限位的空气弹簧，采用本实用新型的空气弹簧的轨道车辆能够缩减车体与转向架之间的间隙，降低车体地板高度，适用于城市的低地板轨道车辆。
综上所述：本实用新型的有益效果为：采用锥形凸起伸入到中空的环形水平止挡环中的方式实现水平限位，减少了空气弹簧的垂向尺寸，适用于在狭小空间内实现水平方向限位功能；在辅助簧上设置通气道，以实现辅助簧与空气弹簧一体化，简化空气弹簧的结构，进一步降低空气弹簧的垂向高度和整体重量；同时上盖板底部的锥形凸起和水平止挡环的锥面结构，可以在实现在较小的安装高度下进行止挡设计，同时保证上盖板与水平止挡环在正常安装高度下保持较大的垂向间隙；采用水平刚度较大的锥形簧能够减少水平位移；在空气弹簧无气时，由水平止挡的环形平顶面支撑锥形凸起的环形平底面，并保证锥面之间有一定的空隙，能够承受较大载荷，避免锥形凸起的锥面与水平止挡环的锥形内腔面接触而锁死，在无气重载时能够实现硬止挡，保证车辆安全。采用本实用新型的轨道车辆能够缩减车体与转向架之间的间隙，降低车体地板高度，适用于城市的低地板轨道车辆。
以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型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实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应该由各权利要求限定。
Claims (10)
1.一种能在狭小空间内实现水平限位的空气弹簧，所述空气弹簧包括上盖板（1）和辅助簧（3），上盖板（1）和辅助簧（3）之间通过气囊（2）气密性连接，其特征在于：在位于气囊（2）内部的辅助簧（3）端部上设置有水平止挡环（4），所述水平止挡环（4）包括：环形顶面（42）及内腔面（41），在位于气囊（2）内部的上盖板（1）的下端面上设置有锥形凸起（11），所述锥形凸起（11）包括：顶平面（12）、锥面（13）及环形底面（14）；在非正常状态下，通过所述锥形凸起（11）伸入到水平止挡环（4）的内腔中，利用锥形凸起（11）的锥面（13）与水平止挡环（4）的内腔面（41）相接触，实现水平限位。
2.根据权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于：所述水平止挡环的内腔面（41）设置为与锥形凸起（11）相匹配的锥面。
3.根据权利要求2所述的空气弹簧，其特征在于：所述辅助簧（3）的芯轴（33）为中空的，芯轴（33）的通气道（35）、水平止挡环（4）的内腔和气囊（2）之间相互连通。
4.根据权利要求3所述的空气弹簧，其特征在于：所述辅助簧（3）采用锥形簧。
5.根据权利要求4所述的空气弹簧，其特征在于：辅助簧（3）的芯轴顶平面（34）设置有包胶，在无气重载状态下，利用穿过水平止挡环（4）内腔的锥形凸起（11）的顶平面（12）与辅助簧（3）的芯轴（33）的芯轴顶平面（34）的包胶相接触。
6.根据权利要求5所述的空气弹簧，其特征在于：在所述芯轴（33）下端的通气道（35）的外周面还设置有用来与压缩空气输送管气密性连接的密封圈（36）。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的空气弹簧，其特征在于：所述水平止挡环（4）包括下底环（43）和能拆装连接在下底环（43）上的上止挡环，利用锥形凸起（11）的锥面（13）与上止挡环的内腔面（41）相接触，实现水平限位。
8.根据权利要求7所述的空气弹簧，其特征在于：所述上止挡环采用PTFE材质。
9.根据权利要求7所述的空气弹簧，其特征在于：在所述辅助簧（3）的底部还设置有用来调节空气弹簧安装高度的调节垫板（38）。
10.一种轨道车辆，包括车体、转向架以及设置在所述车体与所述转向架之间的起减振作用的空气弹簧，其特征在于：所述空气弹簧为权利要求1至9任意一项所述的空气弹簧。
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|---|---|---|---|---|
| CN113685480A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-11-23 | 株洲时代瑞唯减振装备有限公司 | 复合锥形橡胶弹簧及其刚度设计方法 |
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