WO2015139854A1 - Kältefeste luftfedereinrichtung - Google Patents

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WO2015139854A1
WO2015139854A1 PCT/EP2015/050722 EP2015050722W WO2015139854A1 WO 2015139854 A1 WO2015139854 A1 WO 2015139854A1 EP 2015050722 W EP2015050722 W EP 2015050722W WO 2015139854 A1 WO2015139854 A1 WO 2015139854A1
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ring
clamping
circumferential groove
spring device
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Volker Gedenk
Frank Von Levern
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Contitech Luftfedersysteme Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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    • F16F9/04—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall
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    • F16F9/0463—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall characterised by the assembling method or by the mounting arrangement, e.g. mounting of the membrane with separate crimping rings
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    • F16F2230/00—Purpose; Design features
    • F16F2230/30—Sealing arrangements

Definitions

  • the invention relates to an air spring device with an air spring bellows arranged between sprung body and unsprung suspension part, which has a bead ring for clamping the air spring bellows on body and unsprung suspension part at both ends, wherein at least the clamping of the air spring bellows connected to the body air spring cover by a correspondingly trained Clamping ring takes place, which receives the bead ring in a recess, substantially comprises and fixed under pressure on the cover.
  • the air spring bellows is provided with reinforcing elements embedded in the bellows material reinforcements, with one or more layers of
  • Reinforcements or fabric layers of reinforcements can be provided.
  • Air suspensions / air spring device with bellows which have special configurations of the bead rings and the attachment to the connection parts, are widely known in the art.
  • Stop rings or rim flanges of the car body or the chassis consists in capturing the relatively strong movements of such air suspension.
  • Air suspensions for rail vehicles in contrast to air springs at
  • Air springs for rail vehicles are increasingly used in regions where
  • the object was to provide a suitable for a rail vehicle air spring device, which is also at high loads and strong vertical, horizontal and torsional movements between car body and
  • Machining is to produce.
  • Sealing material is a tightness of the air spring guaranteed even at very low temperatures.
  • An advantageous development is that the sealing ring is formed in a circumferential groove, which serves as a circumferential groove in one of the clamping
  • connection component Components / connection component is arranged. Such a training makes additional special components unnecessary for providing the tightness.
  • a further advantageous embodiment is that the circumferential groove formed as a circumferential groove in the clamping ring and the sealing ring as an inserted into the groove O-ring.
  • This embodiment in particular in cooperation with a further advantageous embodiment, which consists in that the circumferential groove is formed in the recess for receiving the bead ring, simplifies the production very much, since the clamping ring is anyway to make as a press or rotary part with a special cross-section.
  • a further advantageous embodiment is that the circumferential groove is formed in one of the metallic connection components, in particular in the metallic
  • Air spring cover As a result, the groove can be produced by the simplest machining (turning).
  • a further advantageous embodiment is that the circumferential groove is formed as a circumferential groove in the air spring bellows or in the bead region.
  • the circumferential groove is formed as a circumferential groove in the air spring bellows or in the bead region.
  • an optional additional sealing ring can be inserted or not (identical parts principle).
  • a further advantageous embodiment is that the material forming the sealing ring vulcanized or injected / molded, preferably in the circumferential groove. This makes it possible, inter alia, safely avoid that the additional sealing ring is not considered during assembly about.
  • a further advantageous embodiment is that the sealing ring as a
  • silicone gasket is preferably formed in the groove inserted silicone gasket, as this material retains its elasticity even at low temperatures and also durable in a material combination with metals or other elastomers remains flexible and elastic.
  • the air spring device according to the invention is particularly suitable for a rail vehicle.
  • the sealing ring can be attached to both the outer and on the inner clamping of the air spring or the air spring bellows.
  • Fig. 2 shows a fiction, contemporary air spring device in an enlarged
  • Fig. 3 is an enlarged sectional view of the Einspann Schemees D of an air spring device according to the invention
  • FIG. 1 shows the front part of a rail-bound short-distance railcar 1 with a subframe or undercarriage 2, which has a vehicle according to the invention
  • Air spring device 3 is connected to the body of the railcar 1.
  • Fig. 2 shows the air spring device 3 in an enlarged sectional view.
  • the restraint (D) of the air spring bellows on the air spring cover 4 connected to the body is carried out by a correspondingly formed clamping ring 9, which receives the bead ring 7 in a recess substantially and fixed by means of a screw 10 under pressure on the cover 4.
  • FIG. 3 shows in an enlarged sectional view of the clamping region D, a sealing ring 11 sealingly inserted between the cover 4 and the clamping ring 9 is arranged in the region of the clamping D.
  • the sealing ring 11 is formed in a circumferential groove 12 which is arranged as a circumferential groove in the clamping ring 9 and is formed in or from the recess for receiving the bead ring 7.
  • FIG. 4 shows only for comparison once again a common embodiment of a
  • Air spring device of the prior art without the fiction, proper training of a sealing in the region of the clamping between the cover and bead ring or clamping ring sealingly inserted.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)
  • Diaphragms And Bellows (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

Luftfedereinrichtung mit einem zwischen gefederter Karosserie und ungefedertem Fahrwerksteil angeordnetem Luftfederbalg (6), welcher an beiden Enden einen Wulstring (7) zur Einspannung des Luftfederbalges an Karosserie und ungefedertem Fahrwerksteil aufweist, wobei mindestens die Einspannung (D) des Luftfederbalges an dem mit der Karosserie verbundenen Luftfederdeckel (4) durch einen entsprechend ausgebildeten Klemmrings (9) erfolgt, der den Wulstring (7) in einer Ausnehmung (12) aufnimmt, im Wesentlichen umfasst und unter Druck am Deckel (4) fixiert, wobei im Bereich der Einspannung (D) ein zwischen Deckel (4) einerseits und Wulstring (7) bzw. Luftfederbalg (6) oder Klemmring (9) andererseits abdichtend eingesetzter Dichtring (11) angeordnet ist.

Description

Beschreibung Kältefeste Luftfedereinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Luftfedereinrichtung mit einem zwischen gefederter Karosserie und ungefedertem Fahrwerksteil angeordnetem Luftfederbalg, welcher an beiden Enden einen Wulstring zur Einspannung des Luftfederbalges an Karosserie und ungefedertem Fahrwerksteil aufweist, wobei mindestens die Einspannung des Luftfederbalges an dem mit der Karosserie verbundenen Luftfederdeckel durch einen entsprechend ausgebildeten Klemmrings erfolgt, der den Wulstring in einer Ausnehmung aufnimmt, im Wesentlichen umfasst und unter Druck am Deckel fixiert. Der Luftfederbalg ist dabei mit im Balgmaterial eingebetteten Festigkeitsträgern als Verstärkungselemente versehen, wobei einzelne oder mehrere Lagen von
Festigkeitsträgern oder Gewebelagen aus Festigkeitsträgern vorgesehen sein können.
Luftfederungen/ Luftfedereinrichtung mit Luftfederbälgen, die besondere Ausbildungen der Wulstringe und der Befestigung an den Anschlussteilen aufweisen, sind im Stand der Technik vielfach bekannt.
Ein Problem der Befestigung bzw. Einspannung des Luftfederbalges an den
Anschlagringen bzw. Felgenhörnern des Wagenkastens oder des Fahrwerks besteht im Auffangen der relativ stark ausgeprägten Bewegungen einer solchen Luftfederung.
Luftfederungen für Schienenfahrzeuge müssen im Gegensatz zu Luftfedern bei
Kraftfahrzeugen starke vertikale, horizontale und torsionale Bewegungen aufnehmen. Dadurch entstehen im Bereiche der Einspannungen Relativbewegungen, die einerseits zu verstärkten Belastungen der Luftfeder führen können und andererseits zu Undichtigkeiten im Einspannrand der Luftfeder führen können, insbesondere bei tiefen Temperaturen. Die Luftfeder bläst dann ab, und der Betrieb des Fahrzeuges muss eingestellt werden. Luftfedern für Schienenfahrzeuge werden vermehrt in Regionen eingesetzt, wo
Temperaturen bis zu unter -40°C vorherrschen. Während das Material der Luftfeder bei diesen Temperaturen durchaus beständig ist, gibt es gelegentlich jedoch Probleme mit der Dichtigkeit der Luftfeder in der Einspannung. Die Elastizität der dort miteinander im Eingriff stehenden Materialien reicht nicht aus, um die bei diesen Bewegungen
entstehenden Spalte auszufüllen.
Für die Erfindung bestand also die Aufgabe, eine für ein Schienenfahrzeug geeignete Luftfedereinrichtung bereitzustellen, die auch bei hohen Belastungen und starken vertikalen, horizontalen und torsionalen Bewegungen zwischen Wagenkasten und
Fahrwerk auch noch bei niedrigsten Einsatztemperaturen sicher und verschleißfrei arbeitet und völlig luftdicht bleibt und die einfach und ohne wesentlichen zusätzliche
Bearbeitungsaufwand herzustellen ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
Dabei ist im Bereich der Einspannung (D) ein zwischen Deckel und Wulstring bzw.
Luftfederbalg und/oder Klemmring abdichtend eingesetzter Dichtring angeordnet.
Während üblicherweise im Stand der Technik das elastomere Material des Luftfederbalges unter Klemmung oder Pressung als ausreichend dichtend im Einspannbereich angesehen und keine weiteren Dichtmittel für nötig erachtet wurden, besteht der überaschende Effekt der erfindungsgemäßen Ausbildung darin, dass nun mit einer zusätzlichen Dichtung besonderer Anordnung auch ein Einsatz im Niedrigtemperaturbereich ermöglicht wird. Im Einspannbereich wird nämlich ein zusätzliches Material eingefügt, dass bei den genannten niedrigen Temperaturen seine
Elastizität beibehält. Der Platz für dieses Material wird durch eine geänderte Einspannung gewährleistet. Durch die verbesserte Einspannung in Kombination mit dem
Dichtungsmaterial ist eine Dichtigkeit der Luftfeder auch bei tiefsten Temperaturen gewährleistet. Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass der Dichtring in einer Umfangsnut ausgebildet ist, die als umlaufende Nut in einem der zur Einspannung dienenden
Bauteile/ Anschlussbauteil angeordnet ist. Durch eine solche Ausbildung erübrigen sich weitere spezielle Bauteile zur Bereitstellung der Dichtigkeit.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Umfangsnut als im Klemmring umlaufende Nut und der Dichtring als ein in die Nut eingelegter O-Ring ausgebildet sind. Diese Ausführung, insbesondere im Zusammenwirken mit einer weiteren vorteilhaften Ausbildung, die darin besteht, dass die umlaufende Nut in der Ausnehmung zur Aufnahme des Wulstrings ausgebildet ist, vereinfacht die Herstellung sehr, da der Klemmring sowieso als Press- oder Drehteil mit besonderem Querschnitt anzufertigen ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Umfangsnut in einem der metallischen Anschlussbauteile ausgebildet ist, insbesondere im metallischen
Luftfederdeckel. Dadurch lässt sich die Nut durch einfachste spanende Bearbeitung (Drehen) herstellen.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Umfangsnut als umlaufende Nut im Luftfederbalg bzw. in dessen Wulstbereich ausgebildet ist. Bei der Vulkanisation des Luftfederbalgs können damit durch einfache Formgebung in der Vulkanisationsform bereits alle Vorbereitungen für eine spätere Verwendung auch bei niedrigen Temperaturen getroffen werden. Sofern eine Umfangsnut vorhanden ist, kann je nach Anwendungsfall und Einsatzgebiet wahlweise ein zusätzlicher Dichtring eingelegt werden oder nicht (Gleichteileprinzip).
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass das den Dichtring bildende Material anvulkanisiert oder eingespritzt/angespritzt ist, vorzugsweise in der Umfangsnut. Hierdurch lässt sich u.a. sicher vermeiden, dass der zusätzliche Dichtring bei der Montage etwa nicht berücksichtigt wird. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Dichtring als eine
vorzugsweise in die Nut eingelegte Silikondichtung ausgebildet ist, da dieses Material auch bei tiefen Temperaturen seine Elastizität behält und zudem in einer Werkstoffpaarung mit Metallen oder andern Elastomeren langlebig flexibel und elastisch bleibt.
Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Luftfedereinrichtung, wie bereits einleitend dargestellt, für ein Schienenfahrzeug.
Der Dichtring kann dabei sowohl an der äußeren als auch an der inneren Einspannung der Luftfeder bzw. des Luftfederbalges angebracht sein.
Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1 den vorderen Teil eines schienengebundenen Kurzstrecken-
Triebwagens
Fig. 2 eine erfindungs gemäße Luftfedereinrichtung in einer vergrößerten
Schnittdarstellung
Fig. 3 eine vergrößerten Schnittdarstellung des Einspannbereiches D einer erfindungsgemäßen Luftfedereinrichtung
Fig. 4 zum Vergleich eine Ausführung einer Luftfedereinrichtung aus dem
Stand der Technik Fig. 1 zeigt den vorderen Teil eines schienengebundenen Kurzstrecken-Triebwagens 1 mit einen Fahrschemel bzw. Fahrgestell 2, welches über eine erfindungsgemäße
Luftfedereinrichtung 3 mit der Karosserie des Triebwagens 1 verbunden ist.
Fig. 2 zeigt die Luftfedereinrichtung 3 in einer vergrößerten Schnittdarstellung. Hier erkennt man den zwischen der gefederter Karosserie mit dem Luftfederdeckel 4 und der zum ungefedertem Fahrwerksteil gehörigen Felge 5 angeordnetem Luftfederbalg 6, welcher mit im Balgmaterial eingebetteten Festigkeitsträgern versehen ist und an beiden Enden Wulstringe 7 und 8 zur Einspannung aufweist.
Die Einspannung (D) des Luftfederbalges an dem mit der Karosserie verbundenen Luftfederdeckel 4 erfolgt durch einen entsprechend ausgebildeten Klemmring 9, der den Wulstring 7 in einer Ausnehmung aufnimmt, im Wesentlichen umfasst und mit Hilfe einer Verschraubung 10 unter Druck am Deckel 4 fixiert.
Wie die Fig. 3 in einer vergrößerten Schnittdarstellung des Einspannbereiches D zeigt, ist im Bereich der Einspannung D ein zwischen Deckel 4 und Klemmring 9 abdichtend eingesetzter Dichtring 11 angeordnet.
Der Dichtring 11 ist in einer Umfangsnut 12 ausgebildet, die als umlaufende Nut im Klemmring 9 angeordnet und in der bzw. ausgehend von der Ausnehmung zur Aufnahme des Wulstrings 7 ausgebildet ist.
Fig. 4 zeigt lediglich zum Vergleich noch einmal eine übliche Ausführung einer
Luftfedereinrichtung aus dem Stand der Technik ohne die erfindungs gemäße Ausbildung eines im Bereich der Einspannung zwischen Deckel und Wulstring oder Klemmring abdichtend eingesetzter Dichtrings.
Bezugszeichenliste
(Teil der Beschreibung)
1 Kurzstrecken-Triebwagen
2 Fahrgestell
3 Luftfedereinrichtung
4 Luftfederdeckel
5 Felge
6 Luftfederbalg
7 Wulstring
8 Wulstring
9 Klemmring
10 Verschraubung
11 Dichtring
12 Umfangsnut

Claims

Patentansprüche
1. Luftfedereinrichtung (3) mit einem zwischen gefederter Karosserie und ungefedertem Fahrwerksteil angeordnetem Luftfederbalg (6), welcher an beiden Enden einen Wulstring (7, 8) zur Einspannung des Luftfederbalges (6) an Karosserie und ungefedertem Fahrwerksteil aufweist, wobei mindestens die Einspannung (D) des Luftfederbalges an dem mit der Karosserie verbundenen Luftfederdeckel (4) durch einen entsprechend ausgebildeten Klemmrings (9) erfolgt, der den Wulstring (7) in einer Ausnehmung (11) aufnimmt, im Wesentlichen umfasst und unter Druck am Deckel (4) fixiert, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Einspannung (D) ein zwischen Deckel (4) einerseits und Wulstring (7) bzw. Luftfederbalg oder
Klemmring (9) andererseits abdichtend eingesetzter Dichtring (11) angeordnet ist.
2. Luftfedereinrichtung nach Anspruch 1, bei der der Dichtring (11) in einer Umfangsnut (12) ausgebildet ist, die als umlaufende Nut in einem der zur Einspannung dienenden Bauteile/ Anschlussbauteil (9, 4, 7) angeordnet ist.
3. Luftfedereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Umfangsnut als im
Klemmring (9) umlaufende Nut (12) und der Dichtring (11) als ein in die Nut eingelegter O-Ring ausgebildet sind.
4. Luftfedereinrichtung nach Anspruch 3, bei der die umlaufende Nut (12) in der
Ausnehmung des Klemmrings (9) zur Aufnahme des Wulstrings (7) ausgebildet ist.
5. Luftfedereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Umfangsnut (12) in einem der metallischen Anschlussbauteile ausgebildet ist, insbesondere im metallischen Luftfederdeckel.
6. Luftfedereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der die Umfangsnut als umlaufende Nut in der Luftfeder bzw. in deren Wulstbereich ausgebildet ist. Luftfedereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der das den Dichtring (11) bildende Material anvulkanisiert oder eingespritzt ist, vorzugsweise in der
Umfangsnut.
Luftfedereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der Dichtring (11) als eine vorzugsweise in die Nut eingelegte Silikondichtung ausgebildet ist
Verwendung einer Luftfedereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für ein Schienenfahrzeug (1).
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