专利名称：具对中作用的紧急充气弹簧的制作方法
技术领域：
本发明关于一用于轨道车辆的充气弹簧，其具有两个囊圈，其中一个被安排在另一个上面，且在组装状态中通过一气囊相互连接。
本发明进一步关于一轨道车辆，其带有一转向盘或转向架及一安排在其上面的货车厢体的。
背景技术：
开始时提到的此种充气弹簧LUF通常被安排在一轨道车辆SFZ的转向盘DRE及货车厢体WKA之间。现有技术所知的充气弹簧的安排或可通过图1中的例子显示出来。弹簧LUF当然亦可由一除空气以外的其他气体介质来填充。此即为什么本文中的“充气弹簧”一词相当普遍地被称为气弹簧。
已为人所知的充气弹簧LUF具有一个气囊LBA，其被安排在两个通常为钢铁制成的囊圈BF1，BF2之间。充气弹簧LUF通过囊圈BF1，BF2与货车厢体WKA或与转向盘DRE连接。通常设有一紧急弹簧NOT，例如一设于充气弹簧LUF及转向盘之间的橡胶层弹簧，两个囊圈BF1，BF2通常制成片状。
在操作过程中发生的横力被充气弹簧LUF及紧急弹簧NOT缓释且货车厢体WKA的横向运动通常被与一销栓ANS配合的横向缓冲器QPU，QPU’限制(图2)。
在已知的转向盘设计中，其在充气弹簧LUF上使用多个滑板GLP以在充气弹簧LUF故障时紧急操作，其横向刚性几乎被全部消除，因此货车厢体WKA在滑动磨擦滞后情况中的横向运动不能确定。
这意味着上部及下部囊圈BF1，BF2在横向滑动磨擦滞后情况中相对于彼此可假设为任何未确定的位置(图3)，因此轨道车辆SFZ的行驶性能将退化或损坏可允许定界外形。
发明内容
因此本发明的一个目的为当充气弹簧发生故障时将横向磨擦滞后情况尽可能减少。
根据本发明使用开始时提到的该种充气弹簧可解决此问题，其中一个囊圈具有一个凹槽而另一个囊圈具有一该凹槽的相对部分，一旦充气弹簧发生故障，其可使两囊圈在机车的横向上相对于彼此自动对中。本发明的一个优点为即使充气弹簧发生故障，其亦可保证两囊圈相对于彼此处于一设定的中间位置，因为一旦充气弹簧发生故障并由此造成上部囊圈向下部囊圈囊圈下沉，其仍可使凹槽及其相对部分互相啮合。由于凹槽与其相对部分的配合，可以极大地限制两囊圈相对于彼此在机车横向的相对运动。基于此发明的解决方法，即可通过使用凹槽及其相对部分自动对中的方法广泛地消除磨擦滞后情况。
在本发明的一项优选变体中，凹槽被设在囊圈上，在组装状态中位于另一囊圈的上面，而对于某些充气弹簧系统而言，向下排列凹槽亦可为有利的。
另外，至少其中一个囊圈可以具有至少一个滑动元件。
凹槽优选地具有一大致上呈三角形或梯形的截面，特别是所有滑动元件都被制为齐平表面，因此在滑动表面与相对表面之间可以有一相对大的表面接触，其对使用寿命可产生正面影响。
此外，凹槽与相对部分可以本质上被设计为彼此相配的形式。
另外，凹槽可呈弯状，据此该弯弧优选地适合于岔道运动。该相对部分基本可呈圆锥形，虽然其亦可呈其他形状。
一旦充气弹簧发生故障，两囊圈可依如下方法达到优化的对中凹槽及相对部分的顶点将实质上沿着其各自连接的囊圈的纵向中心面延伸。
如果凹槽具有一三角形截面，则滑动元件被安排在上部及/或下部囊圈的中段，一旦充气弹簧发生故障其可使两囊圈对中，而安排在上部及/或下部囊圈的侧段的滑动元件则被安排用来缓释纵向压力。另一方面，如果该凹槽具有一梯形截面，则在上部及/或下部囊圈的中段设有滑动元件，一旦充气弹簧故障其可缓释纵向压力，而在上部及/或下部囊圈的侧段设置滑动元件以使两囊圈对中。
滑板的功能模式从而被分为一承负功能及一对中功能。此功能区分由于对容许度的适当选择而发生并可防止对中滑板发生不必要的阻碍。
使用寿命因为滑动元件具有齐平的滑动表面而延长。
滑板的优化设计促进了中间空气连接，否则滑动元件会滑出空气连接孔洞，由此上部囊圈在组装状态中具有一安排在其上部中央的空气连接，且为使两囊圈对中而设的滑动元件可优选地制为于其面对空气连接的角部倾斜以防止开口被覆盖。
以上提到的问题亦可根据本发明使用开始时提到的一种轨道车辆解决，其中根据权利要求1至7其中之一，其具有至少一个充气弹簧被安排于转向盘及货车厢体之间。
当沿着一弧移动且同时保持凹槽对中运动时，纵向(即运动方向)排列的凹槽促进了由于转向盘的岔道运动而造成的滑动。
本发明及其他优点将在以下根据附图中所示的一些非限制性实施例进行进一步解释。
图中显示出
图4为一基于本发明的轨道车辆的基本略图；图5为一基于本发明的充气弹簧的囊圈上面的部分俯视图；图6为一基于本发明的充气弹簧的截面图；图7为显示出可能操作状态中一基于本发明的充气弹簧上面的俯视图；图8显示出一基于本发明的充气弹簧的第二变体；图9为一基于本发明的充气弹簧的第三变体及图10为一基于本发明的充气弹簧的第四变体。
具体实施例方式
根据图4，一基于本发明的轨道车辆SFZ具有一转向盘DRE及一安排于其上面的货车厢体WKA。一基于本发明的充气弹簧LUF被安排在货车厢体WKA及转向盘之间，在该充气弹簧下面为一紧急弹簧NOT，例如一橡胶薄膜弹簧。一旦充气弹簧LUF发生故障，紧急弹簧NOT使货车厢体WKA纵向弹簧悬置，而为限制最大横向偏离，可提供一安排在中央的销栓ANS，其横向偏离被两横向缓冲器QPU，QPU’限制。
如图6所示，基于本发明的充气弹簧LUF具有两个相对的囊圈BF1，BF2，其通过一气囊LBA相互连接。此等充气弹簧LUF或充气弹簧系统以很多不同的形式为专家所知，因此在此点上不再作更加详细的解释。此外，两个的其中一个囊圈BF1具有一凹槽NUT，其优选为具有一三角形或梯形的截面，亦可见于图8至10。另一囊圈BF2具有一凹槽NUT的相对部分GGS，据此该相对部分GGS在本发明的一项优选实施例中被制为与凹槽NUT相配。因此如果一凹槽NUT的截面呈三角形，则将相对部分GGS制为楔形。
可依以下方法简化制造将囊圈BF2及相对部分GGS制为一体，尽管将相对部分GGS与其囊圈BF2分开制造随后再组装亦基本可行。
一旦发生故障，可依以下方法使两囊圈BF1，BF2进行优质的对中运动并由此引致充气弹簧LUF随之运动凹槽NUT及相对部分GGS在其囊圈BF1，BF2上被如此安排凹槽NUT的顶点SCH及相对部分GGS的顶点SCH’将实质上沿着其各自连接的囊圈BF1，BF2的一纵向中心面ε延伸。因此，一旦充气弹簧发生故障，亦可保证凹槽NUT与其相对部分GGS的良好啮合。
当充气弹簧LUF在组装状态中时，凹槽NUT被如此安排凹槽NUT的顶点SCH将实质上平行于机车的纵向L延伸。由于此方法及对在上部囊圈BF1上的凹槽NUT作出此等安排，所以一旦充气弹簧发生故障，亦可保证两囊圈相对于彼此的自动对中。然而基本上亦可用其他实施例，其将凹槽NUT安排在下部囊圈BF2上而将相对部分GGS安排在上部囊圈BF1上。实质上是气囊及囊圈的形状决定凹槽是被安排在上部囊圈上还是下部囊圈上。
相对部分GGS在凹槽NUT内的滑动促进了两囊圈BF1，BF2由于岔道而相对于彼此所进行的纵向运动。任何围绕充气弹簧LUF的纵轴V所发生的旋转及在标为Q的方向上的横向移位均被紧急弹簧NOT缓释，而凹槽NUT将保持在其横向中央位置(图7)。这意味着对充气弹簧操作及对充气弹簧故障时的紧急操作而言，可凭非常相似的条件去考量限制，其对货车厢体WKA的设计(宽度)都起到一特别有利的作用。
此外，一旦两囊圈BF1，BF2因损坏而相对于彼此发生横向移位时，凹槽NUT及其相对部分GGS的楔形设计可保证凹槽NUT及相对部分GGS的啮合，因为一旦上部囊圈BF1下沉，相对部分GGS可被凹槽NUT的侧壁“抓住”。以该方法，可保证在紧急操作过程中两囊圈BF1，BF2或充气弹簧LUF的自动对中。由充气操作至紧急操作的转换阶段特别代表一关键情况，其中由于上面所提到的楔形设计使凹槽NUT在此转换时优化。
这意味着一旦充气弹簧LUF发生故障，两囊圈BF1，BF2在所有操作状态(横向运动，岔道，纵向运动及摆动)中都可以相对于彼此自动对中。
通过对两囊圈BF1，BF2在横向Q上相对于彼此的运动的限制，如果气囊LBA塌陷，其可使横向运动中的滑动滞后情况实质上最小化。另外，滑板GL1，GL2，GL3，GL4可被安排在相对部分GGS上，而根据图5，两滑板GL1，GL2，GL3，GL4可各自被安排在一个楔坡处，该滑板与凹槽NUT的侧壁相互配合。与楔坡相接的区段ABS，ABS’亦可设有滑板GL1，GL2，由此通过这些滑板GL1，GL2可引致纵向压力，而设于楔坡上的滑板GL3，GL4则主要为两囊圈BF1，BF2相对于彼此的对中而设。因此滑板GL1，GL2，GL3，GL4的功能区分为“承负”与“对中”。
如果凹槽具有一梯形截面，安排在中段的滑动元件GL3，GL4则被设定为一旦充气弹簧LUF故障时缓释纵向压力，而安排在侧段ABS，ABS’上的滑动元件GL1，GL2被设定为使两囊圈BF1，BF2对中(图9，10)。
当上部囊圈BF1在组装状态时，安排于其上面中央间的一压缩空气供给装置LFA，可具有一开口OEF。该充气空气供给装置LFA可通过将相对部分GGS上的滑板GL3至GL6彼此安排得尽量远的方法安排于中央，由此可以阻止滑板GL3至GL6与开口OEF接触。
另外，为两囊圈BF1，BF2在其朝向开口OEF的角部E3，E4，E5，E6处对中而设的滑动元件GL3，GL4，GL5，GL6，可优选地倾斜以防止开口OEF被覆盖(图5与7)。
总括地说一旦充气弹簧LUF发生故障时，通过对上部或下部囊圈BF1，BF2上的凹槽NUT及其相对部分GGS所做的安排，可以在所有可能的操作状态中对该两部分施加对中作用，且一旦发生故障时，可因此使充气弹簧LUF处于一清楚确定的横向对中状况。
权利要求
1.一种用于一轨道车辆(SFZ)的充气弹簧(LUF)，其具有两个囊圈(BF1，BF2)，在组装状态中其中一个被安排在另一个上面并通过一气囊(LBA)彼此连接，其特色体现于其中一囊圈(BF1)具有一凹槽(NUT)且另一囊圈(BF2)具有一该凹槽(NUT)的相对部分(GGS)，一旦充气弹簧(LUF)发生故障，其可使两囊圈(BF1，BF2)相对于彼此在机车的横向(Q)上自动对中。
2.根据权利要求1的充气弹簧，其特征在于该凹槽(NUT)被安排在一囊圈(BF1)上，其在组装状态中位于另一囊圈(BF2)上面。
3.根据权利要求1的充气弹簧，其特征在于凹槽(NUT)被安排在囊圈(BF2)上，其在组装状态中位于另一囊圈(BF1)下面。
4.根据权利要求1至3其中之一的充气弹簧，其特征在于囊圈(BF1，BF2)中的至少一个具有至少一个滑动元件(GL1，GL2，GL3，GL4)。
5.根据权利要求1至4其中之一的充气弹簧，其特征在于该凹槽(NUT)具有一实质上呈三角形的截面。
6.根据权利要求5的充气弹簧，其特征在于安排于上部及/或下部囊圈(BF1，BF2)的中段的滑动元件(GL3，GL4，GL5，GL6)，其为一旦充气弹簧故障时使两囊圈(BF1，BF2)对中而设，而设于上部及/或下部囊圈的一侧段(ABS，ABS’)上的滑动元件(GL1，GL2)被设置用来缓释纵向压力。
7.根据权利要求1至4其中之一的充气弹簧，其特征在于该凹槽(NUT)具有一实质上呈梯形的截面。
8.根据权利要求7的充气弹簧，其特征在于安排在上部及/或下部囊圈(BF1，BF2)的中段的滑动元件(GL3，GL4，GL5，GL6)为一旦充气弹簧故障时用来缓释纵向压力而设，而安排在上部及/或下部囊圈的侧段(ABS，ABS’)上的滑动元件(GL1，GL2)为使两囊圈(BF1，BF2)对中而设。
9.根据权利要求1至8其中之一的充气弹簧，其特征在于该凹槽(NUT)及相对部分(GGS)被制造为实质上彼此相配。
10.根据权利要求1至9其中之一的充气弹簧，其特征在于凹槽(NUT)及相对部分(GGS)的顶点(SCH)实质上沿着其各自连接的囊圈(BF1，BF2)的纵向中心面(ε)延伸。
11.根据权利要求4至10其中之一的充气弹簧，其特征在于滑动元件(GL1，GL2，GL3，GL4，GL5，GL6)具有齐平的滑动表面。
12.根据权利要求1至11其中之一的充气弹簧，其特征在于该凹槽(NUT)呈弯状。
13.根据权利要求12的充气弹簧，其特征在于凹槽(NUT)的弯曲适合于岔道运动。
14.根据权利要求1至13其中之一的充气弹簧，其特征在于该相对部分被制为一锥形。
15.根据权利要求1至14其中之一的充气弹簧，其特征在于上部囊圈(BF1)在组装状态中具有一安排于其上面中央的压缩供气装置(LFA)。
16根据权利要求15的充气弹簧，其特征在于为两囊圈(BF1，BF2)的对中而设的滑动元件(6L3，6L4，GL5，GL6)被制造为于其朝向压缩供气装置(LFA)的角部(E3，E4，E5，E6)处倾斜。
17.一种带有一转向盘(DRE)或转向架及一安排于其上的货车厢体(WKA)的轨道车辆(SFZ)，其特征在于在转向盘(DRE)与货车厢体(WKA)之间安排了至少一个根据权利要求1至16其中之一的充气弹簧(LUF)。
18.根据权利要求17的轨道车辆，其特征在于该凹槽(NUT)的顶点(SCH)实质上平行于机车的纵向(L)延伸。
全文摘要
本发明关于一用于轨道车辆(SFZ)的充气弹簧(LUF)。该弹簧包含两个囊圈(BF1，BF2)，其中一个装设于另一个上面，并由充气悬置气囊(LBA)连接的。其中一囊圈(BF1)包含一凹槽(NUT)且另一囊圈(BF2)包括一该凹槽(NUT)的相对部分(GGS)，其使得一旦充气弹簧(LUF)发生故障时两囊圈(BF1，BF2)可在机车的横向(Q)上相对于彼此自动对中运动。
文档编号F16F9/04GK1822975SQ200480020444
公开日2006年8月23日 申请日期2004年7月12日 优先权日2003年7月15日
发明者马田·泰希曼, 赫尔维·沃顿斯多法, 安德雷斯·金伯格, 赫伯特·哈斯, 约翰内斯·赫顿利纳, 克里斯蒂安·库特 申请人:西门子运输系统有限公司