TWI772052B

TWI772052B - 應用有止擋裝置的空氣彈簧

Info

Publication number: TWI772052B
Application number: TW110120438A
Authority: TW
Inventors: 巫衍毅
Original assignee: 中台橡膠工業股份有限公司
Priority date: 2021-06-04
Filing date: 2021-06-04
Publication date: 2022-07-21
Also published as: TW202248078A

Abstract

本發明一種應用有止擋裝置的空氣彈簧，其包括：下底板；大緊急彈簧一端安裝下底板，另下隔板組蓋設大緊急彈簧，大緊急彈簧、下底板、下隔板組間形成氣室；空氣囊皮一端連接下隔板組，空氣囊皮另端連接上蓋板的底面，及上隔板設置在囊室內並組裝上蓋板底面，而上隔板與上蓋板之間形成上容室並設置有小緊急彈簧，而上隔板包含組合面、斜導面、延伸面及上環面，小緊急彈簧一端係彈抵組合面，斜導面一端連接組合面外周緣並朝上向外延伸，另外該延伸面則以一端連接於該斜導面的另一端並垂直向上延伸，該上環面則以一端連接於該延伸面的另一端並水平向外延伸設置。

Description

應用有止擋裝置的空氣彈簧

本發明一種應用有止擋裝置的空氣彈簧，詳指應用於火車領域之技術，其主要技術在於，用以分隔且提供空氣彈簧中的小緊急彈簧可穩固架設，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。

請見第七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500外，還會在中心軸另外加裝橡膠彈簧600，橡膠彈簧600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，又上述為常見的空氣彈簧之內部結構特徵。為此本發明提供一種有別於前述不同的空氣彈簧。

本發明主要目的在於，提供一種新型態的空氣彈簧，其主要是區隔習知橡膠彈簧及氣壓彈簧的安裝，以配合日後的維修、汰換作業能夠更為順暢、便利。為此，本發明一種應用有止擋裝置的空氣彈簧，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，而該上隔板在對應該小緊急彈簧的一側進一步包含一組合面、一斜導面、一延伸面及一上環面，該小緊急彈簧的一端係彈抵於該組合面，又該斜導面一端係連接於該組合面的外周緣並朝上向外延伸，另外該延伸面則以一端連接於該斜導面的另一端並垂直向上延伸，該上環面則以一端連接於該延伸面的另一端並水平向外延伸設置，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，利用該上隔板的設置提供小緊急彈簧能夠穩固的設置在上容室內，並且有效的分隔該小緊急彈簧、該大緊急彈簧，以便於維修、拆組尚可獨立作業，以減少複雜的作業工序。

根據上述對於本發明之說明，其優點在於，利用該上隔板的裝設可提供小緊急彈簧確實的裝設於上容室內，並與大緊急彈簧確實的分設於兩個位置，藉此也方便製作者、維修者在針對小緊急彈簧、大緊急彈簧進行更換、組裝時，即可獨立作業，而不需要再經由複雜的拆裝過程。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。

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。請參閱第一圖至第六圖所示，本發明一種應用有止擋裝置的空氣彈簧，其包括：一下底板10係軸向截面呈T字狀，其一端延伸一下塞頭101；一大緊急彈簧20其彈性設置於該下底板10，且該大緊急彈簧20的位置係相反於該下塞頭101，該大緊急彈簧20以一端安裝於該下底板10的另一端，並以一下隔板組30蓋設於該大緊急彈簧20的另一端，又該大緊急彈簧20內部係與該下底板10、該下隔板組30之間形成一氣室40；一具可變形之空氣囊皮50，其以一端連接於該下隔板組30，該空氣囊皮50的另一端則連接於一上蓋板60的底面，該空氣囊皮50內部係與該下隔板組30、該上蓋板60之間形成一囊室70，又該上蓋板60頂面係凸設一上塞頭601；及一上隔板80，其設置在該囊室70內並組裝於該上蓋板60的底面，又該上隔板80與該下隔板組30之間形成一壓縮間隙801(該壓縮間隙801係為該囊室70局部部位的區段)，而該上隔板80與該上蓋板60之間形成一上容室802並於該上容室802內設置有一小緊急彈簧90，該小緊急彈簧90的兩端分別彈抵於上蓋板60底面以及該上隔板80頂面，而該上隔板80在對應該小緊急彈簧90的一側進一步包含一組合面803、一斜導面804、一延伸面805及一上環面806，該小緊急彈簧90的一端係彈抵於該組合面803，又該斜導面804一端係連接於該組合面803的外周緣並朝上向外延伸，另外該延伸面805則以一端連接於該斜導面804的另一端並垂直向上延伸，該上環面806則以一端連接於該延伸面805的另一端並水平向外延伸設置，又該上隔板80在相反於該組合面803的一側係為一貼合面807、相反於該斜導面804的一側為一斜引面808、相反於該延伸面805的一側為一頸接面809，以及相反於該上環面806的一側為一下環面810，該貼合面807、該斜引面808、該頸接面809及該下環面810的排序係對應前述的組合面803、斜導面804、延伸面805與上環面806，另外在該上環面806與該下環面810之間則以一側環面811將其連接。

另設有一軸孔100貫穿該上塞頭601、該小緊急彈簧90、該下隔板組30、該下底板10及該下塞頭101，且該軸孔100連通該囊室70、該氣室40及該壓縮間隙801；其中，利用該上隔板80的設置提供小緊急彈簧90能夠穩固的設置在上容室802內，並且有效的分隔該小緊急彈簧90、該大緊急彈簧20，以便於維修、拆組尚可獨立作業，以減少複雜的作業工序。

根據上述說明，因習知技術中所述的空氣彈簧在橡膠彈簧、氣壓彈簧設置上均為相同端，然而為了追求更科技化的空氣彈簧，因此本發明主要利用該上隔板80的設置提供小緊急彈簧90穩固的安裝於上容室802內，且該上隔板80與下隔板組30的設置亦可將小緊急彈簧90與大緊急彈簧20確實分開，使得在進行更換、維修、拆裝作業時，不用將小緊急彈簧90與大緊急彈簧20先進行組裝，可以各別彈簧進行作業，藉以減少過於複雜的工序以及浪費太多作業時間，又可確實地將各彈簧穩固的安裝/拆卸於所屬的位置區域內，既方便又省時；另外，原本小緊急彈簧90所安裝的位置，因小緊急彈簧90的挪動後得以空出空間以便於增添科技化用品，例如偵測器、感應器等。

根據上述說明下，本發明更進一步細述其他的技術特徵，首先請參閱第四至六圖所示，為了避免該小緊急彈簧90設置於上容室802內的時候，於本發明整體進行壓縮的過程中發生外斜而影響功能，因此本發明在該小緊急彈簧90的設計上，將該小緊急彈簧90的底面面積設置相同於該組合面803的面積，且該小緊急彈簧90的周緣係與該斜導面804、該延伸面805之間具有一緩衝間距200，該緩衝間距200位於該上容室802內，當本發明在承受軸向及橫向的衝力時，該小緊急彈簧90會反覆壓縮、舒張、歪斜，而該緩衝間距200得以於該小緊急彈簧90承受橫向衝力時，提供小緊急彈簧90具有變形之裕度，而不會讓本發明整體的彈性過於硬緊而影響鐵道車輛的使用。

請參閱第四至六圖所示，為了確實分隔該大緊急彈簧20及該小緊急彈簧90的設置，且保持原本的作動，因此在該下隔板組30的設置上極為重要，而該下隔板組30進一步包括一第一板片301、一第二板片302、一第三架板303及一下墊片304，上述元件皆呈圓盤(片)狀，其設置的方式為該第一板片301係疊組於該大緊急彈簧20，而該第二板片302則疊組於該第一板片301上，且該第二板片302之圓直徑小於該第一板片301之圓直徑，又該第二板片302外周圓處係與該第一板片301頂面形成一第一階部305，另外該第二板片302頂面係向上環設一限位環肋306，而該第三架板303係架設於該第二板片302頂面並限位於該限位環肋306內壁面，該下墊片304則貼設於該第三架板303頂面；另設有複數螺栓300係穿組該第一板片301及該第二板片302的疊設而防脫，並確實的與該大緊急彈簧20組合而形成密閉的氣室40(僅留有位在下隔板組30之軸孔100連通氣室40而已)。

另外，為了避免有外洩的情況發生，因此在該第一階部305的位置進一步組設有一外止洩環件400，該外止洩環件400係封阻該空氣囊皮50與該下隔板組30之間的縫隙，請見第四至六圖所示，此外，同樣在該上蓋板60的設置上，為了避免內部空氣從上蓋板60處外洩，因此於該上蓋板60底面進一步環設一上環架602，該上隔板80的周緣係架設於該上環架602；另設有一止漏環件603係環組於該上環架602外側，又該空氣囊皮50連接該上蓋板60的一端係緊貼於該止漏環件603，請見第四至六圖所示；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80的底面進一步貼設一上墊片812對應該下墊片304，又該上墊片812、該下墊片304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812與該下墊片304的設置係於該大緊急彈簧20及該小緊急彈簧90彈性作動時，防止該上隔板80及該下隔板組30之間的碰撞，又該上墊片812及該下墊片304係為橡膠、塑膠或其他軟性防撞材質所製成，請見第四至六圖所示。

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601為錐狀；而該下塞頭101則為圓柱狀，並於該下塞頭101的外周側環設有複數下墊圈102，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。

(本發明) 10:下底板 101:下塞頭 102:下墊圈 20:大緊急彈簧 30:下隔板組 301:第一板片 302:第二板片 303:第三架板 304:下墊片 305:第一階部 306:限位環肋 40:氣室 50:空氣囊皮 60:上蓋板 601:上塞頭 602:上環架 603:止漏環件 70:囊室 80:上隔板 801:壓縮間隙 802:上容室 803:組合面 804:斜導面 805:延伸面 806:上環面 807:貼合面 808:斜引面 809:頸接面 810:下環面 811:側環面 812:上墊片 90:小緊急彈簧 100:軸孔 200:緩衝間距 300:螺栓 400:外止洩環件 (習知技術) 500:氣壓彈簧 600:橡膠彈簧

第一圖為本發明立體示意圖。第二圖為本發明之上隔板立體示意圖。第三圖為本發明之上隔板另一視角立體示意圖。第四圖為第一圖Ⅳ－Ⅳ線段使用狀態剖面示意圖。第五圖為空氣彈簧進行橫向緩衝時，小緊急彈簧於上容室內的緩衝示意圖。第六圖為空氣彈簧進行軸向緩衝時，小緊急彈簧於上容室內的緩衝示意圖。第七圖為習知空氣彈簧剖面示意圖。

10:下底板

101:下塞頭

102:下墊圈

20:大緊急彈簧

30:下隔板組

301:第一板片

302:第二板片

303:第三架板

304:下墊片

305:第一階部

306:限位環肋

40:氣室

50:空氣囊皮

60:上蓋板

601:上塞頭

602:上環架

603:止漏環件

70:囊室

80:上隔板

801:壓縮間隙

802:上容室

803:組合面

804:斜導面

806:上環面

812:上墊片

90:小緊急彈簧

100:軸孔

200:緩衝間距

300:螺栓

400:外止洩環件

Claims

一種應用有止擋裝置的空氣彈簧，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，而該上隔板在對應該小緊急彈簧的一側進一步包含一組合面、一斜導面、一延伸面及一上環面，該小緊急彈簧的一端係彈抵於該組合面，又該斜導面一端係連接於該組合面的外周緣並朝上向外延伸，另外該延伸面則以一端連接於該斜導面的另一端並垂直向上延伸，該上環面則以一端連接於該延伸面的另一端並水平向外延伸設置，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，利用該上隔板的設置提供小緊急彈簧能夠穩固的設置在上容室內，並且有效的分隔該小緊急彈簧、該大緊急彈簧，以便於維修、拆組尚可獨立作業，以減少複雜的作業工序。
如請求項1所述之應用有止擋裝置的空氣彈簧，其中該小緊急彈簧的底面係與該組合面等面積，且該小緊急彈簧的周緣係與該斜導面、該延伸面之間具有一緩衝間距，該緩衝間距位於該上容室內，該緩衝間距得以於該小緊急彈簧承受橫向衝力時，提供小緊急彈簧具有變形之裕度。
如請求項1所述之應用有止擋裝置的空氣彈簧，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。
如請求項3所述之應用有止擋裝置的空氣彈簧，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。
如請求項4所述之應用有止擋裝置的空氣彈簧，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，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，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。
如請求項1所述之應用有止擋裝置的空氣彈簧，其中在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。
如請求項1所述之應用有止擋裝置的空氣彈簧，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。