DE102016104496B4

DE102016104496B4 - Achsfeder

Info

Publication number: DE102016104496B4
Application number: DE102016104496.2A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Masuda
Original assignee: Nitta Chemical Industrial Products Co Ltd
Current assignee: Nitta Chemical Industrial Products Co Ltd
Priority date: 2015-03-17
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2023-10-12
Anticipated expiration: 2036-03-12
Also published as: JP2016173121A; AT517290B1; CN105987177B; DE102016104496A1; CN105987177A; AT517290A3; AT517290A2; JP6506058B2

Abstract

Eine Achsfeder (1), umfassend:
einen äußeren Zylinder (2);
ein zentrales Element (3), welches eine von dem äußeren Zylinder (2) übertragene Last empfängt; und
eine im Wesentlichen zylindrische elastische Schicht (4a, 4b), welche zwischen dem äußeren Zylinder (2) und dem zentralen Element (3) eingefügt ist und eine Kegelstumpfform aufweist;
eine im Wesentlichen zylindrische feuerfeste Abdeckung (6), welche eine untere Oberfläche der elastischen Schicht (4a, 4b) abdeckt und
an dem äußeren Zylinder (2) und dem zentralen Element (3) befestigt ist;
eine Verbindungspassage (7), welche eine Innenseite und eine Außenseite der feuerfesten Abdeckung (6) miteinander verbindet, wobei eine Strömungspassagenlänge (12, 13) der Verbindungspassage (7) größer gewählt ist als eine Dicke der feuerfesten Abdeckung (6).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine zwischen zum Beispiel einer Seite eines Wagenrahmens und einer Seite einer Achse eines Schienenfahrzeugs eingefügte Achsfeder.
Beschreibung des einschlägigen Stands der Technik
Im Allgemeinen umfasst eine für ein Schienenfahrzeug oder dergleichen vorgesehene Achsfeder: einen an eine 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 empfängt; und eine im Wesentlichen zylindrische elastische Schicht, welche zwischen dem äußeren Zylinder und dem zentralen Element eingefügt ist, besteht aus Gummi und weist eine Kegelstumpfform auf. Bei der Achsfeder, die eine wie oben beschriebene Struktur aufweist, ist die untere Oberfläche der aus Gummi bestehenden zylindrischen elastischen Schicht der Außenseite ausgesetzt. Dementsprechend wird die zylindrische elastische Schicht in einfacher Weise beschädigt und die Achsfeder ist als Ganzes anfällig gegenüber einer Beschädigung.
Mit Bezug auf die Achsfeder, welche wie oben beschrieben die der Außenseite ausgesetzte aus Gummi bestehende zylindrische elastische Schicht umfasst, offenbart die japanische Offenlegungsschrift JP 2007 - 278 398 A (Absätze 0026 und 0028) eine Methode, 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 einer Meeresbrise abdeckt.
[Dokument aus dem Stand der Technik]
[Patentdokument]
[Patentdokument 1] Japanische Offenlegungsschrift JP 2007- 278 398 A
Die Dokumente DE 10 2015 112 118 A1 und ES 2 507 466 A1 offenbaren jeweils eine feuerfeste Feder für Primärfederungen von Drehgestellen bei Eisenbahnen.
[Kurze Beschreibung der Erfindung]
[Probleme, die durch die Erfindung gelöst werden sollen]
Die Achsfeder gemäß der japanischen Offenlegungsschrift JP 2007 - 278 398 A (Absätze 0026 und 0028) kann den elastischen Körper vor Dampf aus einer Schneeschmelze, einem Schneeschmelzmittel, Salzwasser und einer Meeresbrise schützen, aber sie kann den elastischen Körper nicht vor Feuer schützen.
Um damit umzugehen, ist es denkbar, die Leistung hinsichtlich der Feuerfestigkeit des Gummis als solches, welches die zylindrische elastische Schicht bildet, zu verbessern. In diesem Fall können sich jedoch andere Leistungseigenschaften wie die Leistung hinsichtlich der Vibrationsfestigkeit und die Haltbarkeit der zylindrischen elastischen Schicht im Austausch für die verbesserte Feuerfestigkeit des Gummis verschlechtern.
Die vorliegende Erfindung hat als Ziel, eine Achsfeder vorzusehen, welche in der Lage ist, eine aus Gummi bestehende zylindrische elastische Schicht vor Funken und Feuer zu schützen, ohne dabei die Leistung hinsichtlich der Vibrationsfestigkeit und Haltbarkeit der zylindrischen elastischen Schicht zu verschlechtern.
[Mittel zur Lösung der Probleme]
Um das oben erwähnte Ziel zu erreichen, umfasst eine Achsfeder nach der vorliegenden Erfindung: einen äußeren Zylinder; ein zentrales Element, welches eine von dem äußeren Zylinder übertragene Last empfängt; und eine im Wesentlichen zylindrische elastische Schicht, welche zwischen dem äußeren Zylinder und dem zentralen Element eingefügt ist und eine Kegelstumpfform aufweist. Eine im Wesentlichen 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 Konfiguration ist die zylindrische feuerfeste Abdeckung an dem äußeren Zylinder und dem zentralen Element befestigt, und die äußere 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 Leistung der Achsfeder als solche.
Darüber hinaus umfasst die Achsfeder des Weiteren eine Verbindungspassage, welche eine Innenseite und eine Außenseite der feuerfesten Abdeckung miteinander verbindet. Eine Strömungspassagenlänge der Verbindungspassage ist größer gewählt als eine Dicke der feuerfesten Abdeckung.
Nach dieser Konfiguration umfasst die Achsfeder des Weiteren die Verbindungspassage, welche die Innenseite und die Außenseite der feuerfesten Abdeckung miteinander verbindet. Folglich, zum Beispiel wenn die Achsfeder während des Betriebs eines Schienenfahrzeuges verschoben wird, ist es der Luft gestattet, durch die Verbindungspassage ein- und auszuströmen. Dementsprechend wird der atmosphärische Druck daran gehindert, im Inneren der feuerfesten Abdeckung zu fluktuieren, und die feuerfeste Abdeckung kann daran gehindert werden zum Beispiel durch einen negativen Druck im Inneren davon zerdrückt oder beschädigt zu werden.
Darüber hinaus wird ein kleines Loch, welches eine Größe aufweist, die den Eintritt von Feuer blockiert, nicht in einfacher Weise als die Verbindungspassage in der feuerfesten Abdeckung gebildet, sondern die Strömungspassagenlänge der Verbindungspassage ist größer gewählt. Folglich, während der innere Durchmesser der Verbindungspassage relativ groß gewählt ist, wird das Feuer daran gehindert, in die feuerfeste Abdeckung durch die Verbindungspassage einzutreten. Weiterhin, weil die Strömungspassagenlänge der Verbindungspassage lang ist, kann ein Biegeabschnitt als geeignet in dem Verbindungsabschnitt gebildet werden. Weiterhin, während der innere Durchmesser der Verbindungspassage relativ groß gewählt ist, kann der Eintritt von Feuer noch zuverlässiger blockiert werden. Dementsprechend, während die zylindrische elastische Schicht vor Funken und Feuer geschützt ist, wird das Ein- und Ausströmen von Luft mit Bezug auf die feuerfeste Abdeckung erleichtert und der atmosphärische Druck im Inneren der feuerfesten Abdeckung kann daran gehindert werden, zu fluktuieren.
Darüber hinaus kann ein besonderes Teil wie ein zylindrisches Metallanschlussstück, welches einen kleinen Durchmesser aufweist, der den Eintritt von Feuer blockieren kann, als die Verbindungspassage an der feuerfesten Abdeckung befestigt werden. In alternativerweise kann die Verbindungspassage in dem zentralen Element gebildet sein.
Nach dieser Konfiguration ist die Verbindungspassage in dem zentralen Element gebildet. Folglich kann ein besonderes Teil als die Verbindungspassage vermieden werden. Darüber hinaus ist das zentrale Element ein an eine Seite der Achse befestigtes Element und die Verbindungspassage ist in einem zentralen Zapfen des zentralen Abschnitts gebildet. Daher kann die Verschiebung der Verbindungspassage verringert werden, wenn die Achsfeder verschoben wird. Und die Verbindungspassage und die Umgebung davon kann daran gehindert werden, aufgrund der Trägheitskräfte zusammen mit der Verschiebung des Verbindungspassages beschädigt zu werden.
[Wirkung der Erfindung]
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 Leistung der Achsfeder als solche.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 stellt einen Querschnitt der Achsfeder nach der vorliegenden Erfindung dar; und
2 stellt einen Querschnitt der Achsfeder nach einer weiteren Ausführungsform dar.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden Ausführungsformen einer Achsfeder nach der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1 dargestellt ist eine Achsfeder 1 zum Beispiel für ein Schienenfahrzeug vorgesehen und umfasst: einen äußeren Zylinder 2, welcher an einer Seite eines Wagenrahmens befestigt ist; ein zentrales Element 3, welches an eine Seite einer Achse befestigt ist und eine von dem äußeren Zylinder 2 übertragene Last empfängt; zwei im Wesentlichen zylindrische elastische Schichten 4a und 4b, welche zwischen dem äußeren Zylinder 2 und dem zentralen Element 3 eingefügt sind und jede eine Kegelstumpfform aufweisen; und einen Zwischenzylinder 5, welcher zwischen die zylindrischen elastischen Schichten 4a und 4b eingefügt ist und eine Kegelstumpfform aufweist. Eine im Wesentlichen 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 befestigt. Eine Verbindungspassage 7, welche die Innenseite und die Außenseite der feuerfesten Abdeckung 6 miteinander verbindet, ist in dem zentralen Element 3 gebildet.
Der äußere Zylinder 2 ist zum Beispiel als ein Stahlzylinder geformt, welcher eine Innenumfangsoberfläche aufweist, die als eine 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 befestigt. Eine Eingriffsnut zum Eingreifen mit der feuerfesten Abdeckung 6 ist kontinuierlich entlang der Umfangsrichtung auf der Außenumfangsoberfläche eines unteren Endabschnitts des äußeren Zylinders 2 gebildet.
Das zentrale Element 3 besteht aus zum Beispiel Stahl, weist eine Kegelstumpfform auf, welche eine Außenumfangsoberfläche mit demselben Neigungswinkel wie der der Innenumfangsoberfläche des äußeren Zylinders 2 aufweist, und ist unterhalb des äußeren Zylinders 2 angeordnet. Eine Auflageplatte 8, welche nach außen in der radialen Richtung vorsteht, wird in einem unteren Endabschnitt des zentralen Elements 3 gebildet und ein Kernzapfen, der von einem zentralen Abschnitt der Auflageplatte nach unten vorsteht, ist in die Seite der Achse eingepasst und befestigt.
Jede der zylindrischen elastischen Schichten 4a und 4b besteht aus zylindrischem Gummi, welches eine Leistungsfähigkeit hinsichtlich der Vibrationsfestigkeit aufweist, und eine Kegelstumpfform aufweist. Die Neigungswinkel der Außenumfangsoberfläche und der Innenumfangsoberfläche von jeder der zylindrischen elastischen Schichten 4a und 4b sind gewählt, dieselben zu sein, 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 mittels Vulkanisieren mit dem äußeren Zylinder 2 und dem zentralen Element 3 verbunden.
Der Zwischenzylinder 5 ist zum Beispiel als ein Stahlzylinder gebildet, welcher eine Kegelstumpfform aufweist. Der Neigungswinkel des Zwischenzylinders 5 ist gewählt, derselbe zu sein, wie die Winkel der Innenumfangsoberfläche des äußeren Zylinders 2 und der Außenumfangsoberfläche des zentralen Elements 3. Der Zwischenzylinder 5 ist mittels Vulkanisieren mit den zylindrischen elastischen Schichten 4a und 4b verbunden.
Die feuerfeste Abdeckung 6 besteht aus zum Beispiel einer bekannten feuerfesten Gummiplatte, welche zu einer im Wesentlichen zylindrischen Form geformt wurde. Ein oberer Endabschnitt 10 der feuerfesten Abdeckung 6 ist im Eingriff mit und an der Eingriffsnut 6 auf der Außenumfangsoberfläche des unteren Endabschnitts des äußeren Zylinders 2 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 weist eine gebogene Oberfläche auf, deren oberer Abschnitt im Wesentlichen vertikal ist und deren unterer Abschnitt im Wesentlichen horizontal ist, und die unteren Seiten der zylindrischen elastischen Schichten 4a und 4b abdeckt, um den Gummiabschnitt daran zu hindern, der Außenseite ausgesetzt zu sein. Es ist zu bemerken, dass ein Ziehharmonikaabschnitt in dem unteren Abschnitt der feuerfesten Abdeckung 6 gebildet sein kann, um der feuerfesten Abdeckung 6 zu gestatten, noch einfacher der Bewegung der Achsfeder 1 zu folgen.
Die Verbindungspassage 7 umfasst: ein horizontales Loch 12, welches in dem zentralen Abschnitt 3 gebildet ist; und ein vertikales Loch 13, welches die untere Oberfläche des Kernzapfens 9 von dem Ende der zentralen Seite des horizontalen Lochs 12 erreicht. Eine Vielzahl von Verbindungspassagen 7 werden bei Bedarf geformt, um die Innenseite und die Außenseite der feuerfesten Abdeckung 6 miteinander zu verbinden.
Gemäß der oben genannten Konfiguration, weil die feuerfeste Abdeckung 6 die zylindrischen elastischen Schichten 4a und 4b abdeckt und den Biegeabschnitt daran hindert, dass er der Außenseite ausgesetzt ist, kann die Leistung hinsichtlich der Feuerfestigkeit der Achsfeder 1 verbessert werden. Darüber hinaus, weil die Innenseite und die Außenseite der feuerfesten Abdeckung 6 miteinander durch die Bildung der Verbindungpassage 7 verbunden sind, ist es der Luft gestattet, durch die Verbindungspassage 7 ein- und auszuströmen. Dementsprechend kann der atmosphärische Druck im Inneren der feuerfesten Abdeckung 6 daran gehindert werden, sich mit der Bewegung der Achsfeder 1 zu verändern und die feuerfeste Abdeckung 6 kann daran gehindert werden, durch einen negativen Druck im Inneren davon beschädigt zu werden.
Des Weiteren, weil die Verbindungspassage 7 das horizontale Loch 12 und das vertikale Loch 13 umfasst, kann die Strömungspassagenlänge der Verbindungspassage 7 gewählt werden, größer als die Dicke der feuerfesten Abdeckung 6 zu sein, und die Verbindungspassage 7 kann an der Grenze zwischen dem horizontalen Loch 12 und dem vertikalen Loch 13 gebogen sein. Dementsprechend, während das Ein- und Ausströmen der Luft dadurch erleichtert wird, dass die Strömungspassagenfläche der Verbindungspassage 7 eingestellt wird, groß zu sein, wird Feuer am Eintritt in die feuerfeste Abdeckung 6 von außen blockiert, sodass die Leistung der Achsfeder 1 hinsichtlich der Feuerfestigkeit verbessert werden kann.
Es ist zu bemerken, 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, wie in 2 dargestellt, kann eine Verbindungspassage 14, welche aus einem separaten zylindrischen Metallanschlussstück besteht, in der Nähe des unteren Endabschnitts der feuerfesten Abdeckung 6 vorgesehen sein, anstelle der Verbindungspassage 7, welche in dem zentralen Element 3 gebildet ist. Die Verbindungspassage 14 ist lang genug, um den Eintritt von Feuer zu verhindern und sie ist zu einer L-förmigen Form gebogen. In diesem Fall, weil die Verbindungspassage 14 aus einem besonderen zylindrischen Metallanschlussstück besteht, kann die gleiche Struktur wie die einer konventionellen Achsfeder für einen anderen Abschnitt als die feuerfeste Abdeckung 6 übernommen werden. Darüber hinaus, weil die Verbindungspassage 14 in der Nähe des unteren Endes der feuerfesten Abdeckung 6 vorgesehen ist, kann eine Verschiebung der Verbindungspassage 14 zusammen mit einer Verschiebung der Achsfeder 1 reduziert werden und Schaden an der feuerfesten Abdeckung 6 aufgrund der Trägheitskraft in Verbindung mit der Bewegung der Verbindungspassage 14 wird verhindert.
In alternativer Weise kann ein Verbindungsloch, welches die Innenseite und die Außenseite der feuerfesten Abdeckung 6 miteinander verbindet, in einfacher Weise in der feuerfesten Abdeckung 6 gebildet sein, ohne dass die Verbindungspassagen 7 und 14 vorgesehen sind. In weiterer alternativer Weise können die Verbindungspassagen 7 und 14 und das Verbindungsloch unter der Prämisse vermieden werden, das normale Verschiebung der Achsfeder 1 in einem solchen Ausmaß unterdrückt wird, dass die feuerfeste Abdeckung 6 durch eine Veränderung des atmosphärischen Drucks im Inneren davon nicht beschädigt wird.

Claims

Eine Achsfeder (1), umfassend: einen äußeren Zylinder (2); ein zentrales Element (3), welches eine von dem äußeren Zylinder (2) übertragene Last empfängt; und eine im Wesentlichen zylindrische elastische Schicht (4a, 4b), welche zwischen dem äußeren Zylinder (2) und dem zentralen Element (3) eingefügt ist und eine Kegelstumpfform aufweist; eine im Wesentlichen zylindrische feuerfeste Abdeckung (6), welche eine untere Oberfläche der elastischen Schicht (4a, 4b) abdeckt und an dem äußeren Zylinder (2) und dem zentralen Element (3) befestigt ist; eine Verbindungspassage (7), welche eine Innenseite und eine Außenseite der feuerfesten Abdeckung (6) miteinander verbindet, wobei eine Strömungspassagenlänge (12, 13) der Verbindungspassage (7) größer gewählt ist als eine Dicke der feuerfesten Abdeckung (6).
Die Achsfeder (1) nach Anspruch 1, wobei die Verbindungspassage (7) in dem zentralen Element (3) gebildet ist.