TWI764746B - 二次懸吊系統之空氣彈簧 - Google Patents

Abstract

本發明一種二次懸吊系統之空氣彈簧，其包括：下底板一端延伸有下塞頭；大緊急彈簧一端安裝於下底板另一端，並以下隔板組蓋設大緊急彈簧另一端，又大緊急彈簧、下底板、下隔板組之間形成氣室；空氣囊皮以一端連接下隔板組，空氣囊皮另一端連接上蓋板底面，該空氣囊皮、下隔板組、上蓋板之間形成囊室；及上隔板設置在囊室內並組裝上蓋板底面，上隔板與下隔板組之間形成壓縮間隙，而上隔板與上蓋板之間形成上容室並設置有小緊急彈簧，小緊急彈簧兩端分別彈抵於上蓋板底面以及上隔板頂面。

Description

二次懸吊系統之空氣彈簧

本發明一種二次懸吊系統之空氣彈簧，詳指應用於火車領域之技術，其主要技術在於，減少二次懸吊系統中用以容置緊急簧裝置的空氣彈簧之組合、分解的複雜度，即為一種實用性極佳之發明。

交通工具成了人們往返各地的首選，而鐵道車輛為其中之一的重要系統，提供旅客的載運服務。然而，倘若無良好的避振系統，高速行駛下乘客將會感到身體不適，因此在設計上需要能提供舒適的乘車品質。為此，鐵道車輛在轉向架的部分加入了所謂的懸吊系統，並將其命名為「一次懸吊」與「二次懸吊」，其中一次懸吊，來達到減振的功能，尚未抵消的振動能量，將透過轉向架傳遞至車體，而二次懸吊能夠再度吸收振能，提升乘車品質，如今要探討的是二次懸吊，一般二次懸吊中常使用兩個空氣彈簧分別裝於轉向架兩側的側框來支撐車體。

請見第六圖所示為習知的空氣彈簧剖面示意圖，每個空氣彈簧除了原有的氣壓彈簧10外，還會在中心軸另外加裝橡膠彈簧20，橡膠彈簧20可以額外提供轉向架的二次懸吊彈性力，亦或者當空氣彈簧的氣囊被刺破時，還可以保有次懸吊系統的彈性；雖然每個空氣彈簧以氣壓彈簧10及橡膠彈簧20提供良好的彈性力，但是回頭檢視空氣彈簧在組裝、拆解的操作上，因空氣彈簧為鐵道 車輛極為重要的零組件之一，為了讓鐵道車輛具有較佳的安全性，因此空氣彈簧內的零組件再組裝上具有極高的複雜度，以至於要更換氣壓彈簧10的時候必須耗費一番時間，要先將橡膠彈簧20先拆卸下才可更換氣壓彈簧10，既耗費時間也費工。故，根據上述對於習用技術中所遇到的問題，本發明人需進一步的思考，該改善才可解決上述所產生的狀況及問題。

本發明主要目的在於，提在更換氣壓彈簧上更為簡易，且不會浪費過多的工時，其改善習知空氣彈簧中在氣壓彈簧及橡膠彈簧在組裝與拆卸上過於複雜且極浪費工時。然而，為了達到上述所說的功效並改善習知的缺失，本發明一種二次懸吊系統之空氣彈簧，其包括：一下底板，其一端延伸一下塞頭；一大緊急彈簧，其以一端安裝於該下底板的另一端，並以一下隔板組蓋設於該大緊急彈簧的另一端，又該大緊急彈簧內部係與該下底板、該下隔板組之間形成一氣室；一空氣囊皮，其以一端連接於該下隔板組，該空氣囊皮的另一端則連接於一上蓋板的底面，該空氣囊皮內部係與該下隔板組、該上蓋板之間形成一囊室，又該上蓋板頂面係凸設一上塞頭；及一上隔板，其設置在該囊室內並以一端組裝於該上蓋板的底面，又該上隔板與該下隔板組之間形成一壓縮間隙，而該上隔板與該上蓋板之間形成一上容室並於該上容室內設置有一小緊急彈簧，該小緊急彈簧的兩端分別彈抵於上蓋板底面以及該上隔板頂面，另設有一軸孔貫穿該上塞頭、該上蓋板、該小緊急彈簧、該下隔板組、該下底板及該下塞頭，且該軸孔連通該囊室、該氣室及該壓縮間隙中，將該大緊急彈簧及該小緊急彈簧分別設置，使其在進行組裝、拆卸作業時，該大緊急彈簧及該小 緊急彈簧能夠獨立作業，無須耗費工時的將上述兩種彈簧組裝、拆卸，以達到方便又省時之目的；該上蓋板底面進一步環設一上環架，該上隔板的周緣係架設於該上環架；另設有一止漏環件係環組於該上環架外側，又該空氣囊皮連接該上蓋板的一端係緊貼於該止漏環件；透過該大緊急彈簧及該小緊急彈簧的設置，使整體能夠沿軸孔的設置方向達到減緩軸向衝力，以及該空氣囊皮的設置，使該上蓋板能夠相對下隔板組橫向移動，此時該空氣囊皮會因為橫向的衝力而發生形變，藉此減緩橫向的衝力。

根據上述對於本發明之說明，其優點在於，該大緊急彈簧及小緊急彈簧分別兩個位置予以設置，使得在進行空氣彈簧在進行組裝、拆卸上，無須耗費時間進行該大緊急彈簧與該小緊急彈簧的拆組，省去過於複雜的步驟，讓維修、組裝者在作業上更順利與快速，節省時間成本上的消耗。可見本發明可說是一種相當具有實用性及進步性之發明，相當值得產業界來推廣，並公諸於社會大眾。

(本發明)

1:下底板

11:下塞頭

111:下墊圈

2:大緊急彈簧

3:下隔板組

31:氣室

32:第一板片

33:第二板片

34:第三架板

35:下墊片

36:第一階部

37:限位環肋

4:空氣囊皮

41:囊室

5:上蓋板

51:上塞頭

6:上隔板

61:上墊片

7:壓縮間隙

8:上容室

9:小緊急彈簧

100:軸孔

200:螺栓

300:外止洩環件

400:上環架

500:止漏環件

(習知技術)

10:氣壓彈簧

20:橡膠彈簧

第一圖為本發明立體示意圖。

第二圖為本發明另一視角立體示意圖。

第三圖為第一圖Ⅲ-Ⅲ線段剖面示意圖。

第四圖為第三圖上蓋板相對下隔板組橫向位移之動作示意圖。

第五圖為第三圖大緊急彈簧及小緊急彈簧伸縮動作示意圖。

第六圖為習知技術內部剖面示意圖。

為了清楚說明本發明所能達成上述之目的及功效，茲搭配圖示就本發明的實施例加以詳細說明其特徵與功效。請參閱第一圖至第五圖所示，本發明一種二次懸吊系統之空氣彈簧，其包括：一下底板1其截面係呈T字狀，其一端延伸一下塞頭11；一大緊急彈簧2係呈環狀，其以一端安裝於該下底板1的另一端，並以一下隔板組3蓋設於該大緊急彈簧2的另一端，又該大緊急彈簧2內部係與該下底板1、該下隔板組3之間形成一氣室31，該下隔板組3的設置係阻擋氣室31內的空氣排出；一空氣囊皮4，其以一端連接於該下隔板組3，該空氣囊皮4的另一端則連接於一上蓋板5的底面，該空氣囊皮4內部係與該下隔板組3、該上蓋板5之間形成一囊室41，該空氣囊皮4的設置係使上蓋板5可相對該下隔板組3橫向的位移，以減緩橫向位移的力道，又該上蓋板5頂面係凸設一上塞頭51；及一上隔板6，其設置在該囊室41內並以一端組裝於該上蓋板5的底面，又該上隔板6與該下隔板組3之間形成一壓縮間隙7(該壓縮間隙7係為囊室41的局部區域)，而該上隔板6與該上蓋板5之間形成一上容室8並於該上容室8內設置有一小緊急彈簧9，該小緊急彈簧9的兩端分別彈抵於上蓋板5底面以及該上隔板6頂面，另設有一軸孔100貫穿該上塞頭51、該上蓋板5、該小緊急彈簧9、該下隔板組3、該下底板1及該下塞頭11，且該軸孔100連通該囊室41、該氣室31及該壓縮間隙7；其中，將該大緊急彈簧2及該小緊急彈簧9分別設置，使其在進行組裝、拆卸作業時，該大緊急彈簧2及該小緊急彈簧9能夠獨立作業，無須耗費工時的將上述兩種彈簧組裝、拆卸，以達到方便又省時之目的。

根據上述說明，將本發明安裝於鐵道車輛時，透過該大緊急彈簧2及該小緊急彈簧9的設置，使整體能夠沿軸孔100的設置方向達到減緩軸向衝力，以及該空氣囊皮4的設置，使該上蓋板5能夠相對下隔板組3橫向移動，此時該空 氣囊皮4會因為橫向的衝力而發生形變，藉此減緩橫向的衝力；另外，透過該大緊急彈簧2與該小緊急彈簧9分開的設置，讓維修者、組裝者在進行維修、組裝、拆卸時，無須再花費額外的時間將大緊急彈簧2與小緊急彈簧9拆解分離、組裝結合，因為大緊急彈簧2與小緊急彈簧9之間的組裝、拆解過於複雜，再加上空氣彈簧本身屬於精密元件，所以內部極為複雜，故本發明將該大緊急彈簧2與小緊急彈簧9分開設置後，確實免去了過於複雜的工序，也減少工時上成本的支出，比起習知技術來說本發明確實改善了以往的問題，另一特點在於該大緊急彈簧2與小緊急彈簧9分開設置下，可以將原本小緊急彈簧9所設置的位置空出來，以便於製作者在安裝其他電子元件以達到偵測、感應之功效。

根據上述本發明主要的技術說明下，更進一步細數其他的技術特徵，請參閱第三至五圖所示，為了確實分隔該大緊急彈簧2及該小緊急彈簧9的設置，且保持原本的作動，因此在該下隔板組3的設置上極為重要，而該下隔板組3進一步包括一第一板片32、一第二板片33、一第三架板34及一下墊片35，上述元件皆呈圓盤(片)狀，其設置的方式為該第一板片32係疊組於該大緊急彈簧2，而該第二板片33則疊組於該第一板片32上，且該第二板片33之圓直徑小於該第一板片32之圓直徑，又該第二板片33外周圓處係與該第一板片32頂面形成一第一階部36，另外該第二板片33頂面係向上環設一限位環肋37，而該第三架板34係架設於該第二板片33頂面並限位於該限位環肋37內壁面，該下墊片35則貼設於該第三架板34頂面；另設有複數螺栓200係穿組該第一板片32及該第二板片33的疊設而防脫，並確實的與該大緊急彈簧2組合而形成密閉的氣室31(僅留有位在下隔板組3之軸孔100連通氣室31而已)。

另外，為了避免有外洩的情況發生，因此在該第一階部36的位置進一步組設有一外止洩環件300，該外止洩環件300係封阻該空氣囊皮4與該下隔板組3之間的縫隙，請見第三至五圖所示，此外，同樣在該上蓋板5的設置上，為了避免內部空氣從上蓋板5處外洩，因此於該上蓋板5底面進一步環設一上環架400，該上隔板6的周緣係架設於該上環架400；另設有一止漏環件500係環組於該上環架400外側，又該空氣囊皮4連接該上蓋板5的一端係緊貼於該止漏環件500，請見第三至五圖所示；另外，為了避免本發明在進行動作時發生碰撞，因此在該上隔板6的底面進一步貼設一上墊片61對應該下墊片35，又該上墊片61、該下墊片35進一步為防磨材質，亦可為橡膠、塑膠、耐磨材料或鐵氟龍中任一種所製成，該上墊片61與該下墊片35的設置係於該大緊急彈簧2及該小緊急彈簧9彈性作動時，防止該上隔板6及該下隔板組3之間的碰撞請見第三至五圖所示。

最後，為了讓本發明可確實的裝設於鐵道車輛的轉向器並順暢的提供緩衝之功用，因此該上塞頭51為錐狀；而該下塞頭11則為圓柱狀，並於該下塞頭11的外周側環設有複數下墊圈111，其主要配合轉向器的接頭(圖未示)，藉此能夠確實的安裝並達到緩衝之功用，並可藉由水平閥調整其中空氣壓力之大小，得到不同的彈簧特性，可不受車上旅客多寡之影響，使車廂地板保持在一定高度，以利旅客上下車。

1:下底板

11:下塞頭

111:下墊圈

2:大緊急彈簧

3:下隔板組

31:氣室

32:第一板片

33:第二板片

34:第三架板

35:下墊片

36:第一階部

37:限位環肋

4:空氣囊皮

41:囊室

5:上蓋板

51:上塞頭

6:上隔板

61:上墊片

7:壓縮間隙

8:上容室

9:小緊急彈簧

100:軸孔

200:螺栓

300:外止洩環件

400:上環架

500:止漏環件

Claims (5)

1. 一種二次懸吊系統之空氣彈簧，其包括：一下底板，其一端延伸一下塞頭；一大緊急彈簧，其以一端安裝於該下底板的另一端，並以一下隔板組蓋設於該大緊急彈簧的另一端，又該大緊急彈簧內部係與該下底板、該下隔板組之間形成一氣室；一空氣囊皮，其以一端連接於該下隔板組，該空氣囊皮的另一端則連接於一上蓋板的底面，該空氣囊皮內部係與該下隔板組、該上蓋板之間形成一囊室，又該上蓋板頂面係凸設一上塞頭；及一上隔板，其設置在該囊室內並以一端組裝於該上蓋板的底面，又該上隔板與該下隔板組之間形成一壓縮間隙，而該上隔板與該上蓋板之間形成一上容室並於該上容室內設置有一小緊急彈簧，該小緊急彈簧的兩端分別彈抵於上蓋板底面以及該上隔板頂面，另設有一軸孔貫穿該上塞頭、該上蓋板、該小緊急彈簧、該下隔板組、該下底板及該下塞頭，且該軸孔連通該囊室、該氣室及該壓縮間隙；其中，將該大緊急彈簧及該小緊急彈簧分別設置，使其在進行組裝、拆卸作業時，該大緊急彈簧及該小緊急彈簧能夠獨立作業，無須耗費工時的將上述兩種彈簧組裝、拆卸，以達到方便又省時之目的；該上蓋板底面進一步環設一上環架，該上隔板的周緣係架設於該上環架；另設有一止漏環件係環組於該上環架外側，又該空氣囊皮連接該上蓋板的一端係緊貼於該止漏環件； 透過該大緊急彈簧及該小緊急彈簧的設置，使整體能夠沿軸孔的設置方向達到減緩軸向衝力，以及該空氣囊皮的設置，使該上蓋板能夠相對下隔板組橫向移動，此時該空氣囊皮會因為橫向的衝力而發生形變，藉此減緩橫向的衝力。
2. 如請求項1所述之二次懸吊系統之空氣彈簧，其中該下隔板組進一步包括一第一板片、一第二板片、一第三架板及一下墊片，該第一板片係疊組於該大緊急彈簧，而該第二板片則疊組於該第一板片上，且該第二板片之圓直徑小於該第一板片之圓直徑，又該第二板片外周圓處係與該第一板片頂面形成一第一階部，另外該第二板片頂面係向上環設一限位環肋，而該第三架板係架設於該第二板片頂面並限位於該限位環肋內壁面，該下墊片則貼設於該第三架板頂面；另設有複數螺栓係穿組該第一板片及該第二板片的疊設而防脫。
3. 如請求項2所述之二次懸吊系統之空氣彈簧，其中在該第一階部的位置進一步組設有一外止洩環件，該外止洩環件係封阻該空氣囊皮與該下隔板組之間的縫隙。
4. 如請求項3所述之二次懸吊系統之空氣彈簧，其中在該上隔板的底面進一步貼設一上墊片對應該下墊片，又該上墊片、該下墊片進一步為防磨材質，亦可為橡膠、塑膠、耐磨材料或鐵氟龍中任一種，該上墊片與該下墊片的設置係於該大緊急彈簧及該小緊急彈簧彈性作動時，防止該上隔板及該下隔板組之間的碰撞。
5. 如請求項1所述之二次懸吊系統之空氣彈簧，其中該上塞頭為錐狀；而該下塞頭則為圓柱狀，並於該下塞頭的外周側環設有複數下墊圈。

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