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Title:
PNEUMATIC SPRING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/042429
Kind Code:
A1
Abstract:
A pneumatic spring, in particular for rail vehicles, trucks and busses, has a bellows (3) made of elastomer material, if required provided with reinforcing inserts; a pot (2) to whose upper part the bellows (3) are secured, the bellows preferably rolling on the outer wall of the pot; a plate-shaped cover (1) spaced apart from the pot (2) and to which the other end of the bellows (3) is secured; a central rod (A) firmly secured to the cover (1) and which projects out of the lid over a distance (B), extends parallel to the bellows (3) and enters the pot (2); a ball-and-socket joint (7) located between the pot (2) and the rod (A) and supported against the inner wall of the pot (2); an air pipe (19, 20); a slide bush (6) arranged between the ball-and-socket joint (7) and the rod (A) and guided on the outer wall of the rod; and an intermediate bush (5) arranged between the ball-and-socket joint (7) and the slide bush (6).

Inventors:
Lambrecht
Dirk, Oertel
Holger
Application Number:
PCT/DE1997/000854
Publication Date:
November 13, 1997
Filing Date:
April 28, 1997
Export Citation:
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Assignee:
PHOENIX AKTIENGESELLSCHAFT LAMBRECHT
Dirk, Oertel
Holger
International Classes:
F16C11/08; F16C23/04; F16C29/02; F16F9/05; F16F13/02; (IPC1-7): F16F9/05; F16C29/02; F16C23/04
Domestic Patent References:
WO1995009092A11995-04-06
WO1994013967A11994-06-23
Foreign References:
DE3828203A11990-03-01
US3765733A1973-10-16
GB2284237A1995-05-31
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 096, no. 001 31 January 1996 (1996-01-31)
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Claims:
Patentansprüche
1. Luftfeder, insbesondere für Schienenfahrzeuge, Nutzfahrzeuge und Busse, umfassend einen Balg (3) aus elastomerem Werkstoff, der gegebenenfalls mit Verstarkungsemlagen versehen ist, einen Topf (2), an dessem oberen Teil der Balg (3) befestigt ist, wobei der Balg vorzugsweise an der Außenwand des Topfes entlang abrollt, einen in Abstand zum Topf (2) angeordneten plattenformigen Deckel (1), an dem das andere Ende des Balges (3) befestigt ist, eine mittig angeordnete Stange (A), die mit dem Deckel (1) fest verbunden ist und dabei insbesondere in einem Überstand (B) aus dem Deckel herausragt, wobei ferner die Stange zu dem Balg (3) parallel verlaufend in den Topf (2) eintaucht, ein Kugelgelenk (7), das sich zwischen dem Topf (2) und der Stange (A) befindet und dabei an der Innenwand des Topfes anliegt, wobei das Kugelgelenk vorzugsweise ein MetallElastomerVerbund ist, der dreischichtig ist, und zwar gebildet aus zwei Metallschichten und einer mittig angeordneten Elastomerschicht, sowie eine Luftfuhrung (19, 20), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kugelgelenk (7) und der Stange (A) eine Gleitbuchse (6) angeordnet ist, die dabei gleitend an der Außenwand der Stange anliegt, sowie ferner eine Zwischenbuchse (5), die sich zwischen dem Kugelgelenk (7) und der Gleit¬ buchse (6) befindet, vorhanden ist, wobei die Zwischenbuchse (5), die Gleitbuchse (6) und das Kugelgelenk (7) die Stange (A) zylindrisch umlaufen Luftfeder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Starke der Elastomerschicht des Kugelgelenkes (7) 5 bis 15 mm insbesondere 6 bis 10 mm betragt Luftfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Kugelgelenkes (7) 100 bis 200 mm insbesondere 130 bis 150 mm, betragt, und zwar bezogen auf den durchmesserkleinsten Bauteil Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (A) rohrformig ausgebildet ist, insbesondere unter Bildung eines in Achsrichtung (X) durchgehend verlaufenden Stangeninnenraumes (21) Luftfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der rohrformigen Stange (A) im Bereich (C) der Gleitbuchse (6) konisch ausgebildet ist, und zwar unter Vergrößerung des Durchmessers des Stangeninnenraumes (21 ) Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbuchse (6) und die Zwischenbuchse (5) jeweils einstuckig ausgebildet sind Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbuchse (6) aus einem gleitfahigen Kunststoff, insbesondere aus Polytetrafluorethylen, besteht Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbuchse (6) eine Mmdestwandstarke von 0,1 mm aufweist Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbuchse (6) in Achsrichtung (X) einen schräg und durchgehend verlaufenden Schlitz aufweist 10 Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenbuchse (5) aus einem wärmeleitfähigen Werkstoff, insbesondere aus Aluminium, besteht.
2. 11 Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenbuchse (5) an ihrer Innenwand eine Aussparung (23) aufweist, in der die Gleitbuchse (6) mit etwa der halben Wandstärke einsitzt.
3. 12 Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenbuchse (5) an ihrer Außenwand eine Aussparung (24) aufweist, in der das Kugelgelenk (7) mit seinem Innenteil einsitzt.
4. 13 Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, insbesondere in Verbindung mit Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführung (19) wenigstens eine Öffnung umfaßt, die den Stangeninnenraum (21 ) mit dem Luftfederraum (22) verbindet.
5. 14 Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführung (20) wenigstens eine/n durchgehend verlaufende/n Kanal oder Außennut umfaßt, der/die innerhalb der Zwischenbuchse (5) in Achsrichtung (X) angeordnet ist und dabei mit dem Luftfederraum (22) in Verbindung steht.
6. 15 Luftfeder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführung (20) aus mehreren Kanälen oder Außennuten besteht, die im wesentlichen in gleichen Abständen über den gesamten Umfang der Zwischenbuchse (5) verteilt vorhanden sind.
7. 16 Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelgelenk (7) zum Luftfederunterteil hin abgesichert ist, insbesondere in Form von wenigstens einem Sicherungsring (9, 18).
8. 17 Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenbuchse (6) zum Luftfederunterteil hin abgesichert ist, insbesondere in Form eines Sicherungsringes (18), denn einer Einkerbung, die sich innerhalb der Außenwand der Zwischenbuchse (5) befindet, einrastet.
Description:
Luftfeder

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder, insbesondere für Schienenfahrzeuge, Nutzfahrzeuge und Busse umfassend einen Balg aus elastomerem Werkstoff, der gegebenenfalls mit Verstarkungsemlagen versehen ist, einen Topf, an dessem oberen Teil der Balg befestigt ist wobei der Balg vorzugsweise an der Außenwand des Topfes entlang abrollt, einen in Abstand zum Topf angeordneten plattenformigen Deckel, an dem das andere Ende des Balges befestigt ist, eine mittig angeordnete Stange, die mit dem Deckel fest verbunden ist und dabei insbesondere in einem Überstand aus dem Deckel herausragt, wobei ferner die Stange zu dem Balg paratlel verlaufend in den Topf eintaucht, ein Kugelgelenk das sich zwischen dem Topf und der Stange befindet und dabei an der Innenwand des Topfes anliegt, sowie eine Luftfuhrung (DE-A-38 28 203, EP-A- 0 554 573)

In modernen Schienenfahrzeugen beispielsweise werden häufig Luftfedern als Sekundarfedersystem eingesetzt Dieses Sekundarfedersystem soll nun horizontale Kräfte bis 20 KN statisch an das Drehgestell leiten können, und zwar vcm Wagenkasten Dabei sind Winkelauslenkungen bis 7° möglich Ferner werden bei geringen Bauhohen und bei einem geringen Gewicht große vertikale Verfahrwege gefordert

Zwecks Losung dieser Aufgabe wird nun erfindungsgemaß eine gattungsgemaße Luftfeder vorgeschlagen, die gemäß Kennzeichen des Patentanspruches 1 kombinativ folgende zusätzliche Teile umfaßt

eine Gleitbuchse, die zwischen dem Kugelgelenk und der Stange angeordnet ist und dabei gleitend an der Außenwand der Stange anliegt, sowie

- eine Zwischenbuchse, die zwischen dem Kugelgelenk und der Gleitbuchse vorhanden ist

Die Zwischenbuchse Gleitbuchse und das Kugelgelenk umlaufen dabei die Stange zylindrisch Die Stange (auch Fuhrungswelle genannt) bildet also den Kern des Gesamtsystemes

Die Gleitbuchse und die Zwischenbuchse sind vorzugsweise jeweils einstückig ausgebildet. Die Gleitbuchse mit einer Mindestwandstärke von 0,1 mm besteht dabei aus einem gleitfähigen Kunststoff, insbesondere aus Polytetrafluorethylen. Zwecks besserer Montage weist die Gleitbuchse in Achsrichtung einen schräg und durchgehend verlaufenden Schlitz auf. Was die Zwischenbuchse betrifft, so wird ein wärmeleitfähiger Werkstoff, insbesondere Aluminium, verwendet. Mit der Verwendung von Aluminium ist auch eine erhebliche Gewichtsreduzierung verbunden.

Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Zwischenbuchse an ihrer Innenwand eine Aussparung aufweist, in der die Gleitbuchse mit etwa der halben Wandstärke einsitzt. Die Außenfläche der Zwischenbuchse ist ebenfalls mit einer Aussparung versehen, in der das Kugelgelenk mit seinem Innenteil einsitzt.

Hinsichtlich der Luftführung kommen zweckmäßigerweise folgende Varianten zur Anwendung:

- Die Rohrstange ist mit wenigstens einer Öffnung versehen, die den in Achsrichtung durchgehend verlaufenden Stangeninnenraum mit dem Luftfederraum verbindet.

- Innerhalb der Zwischenbuchse ist in Achsrichtung wenigstens ein/e durchgehend verlaufende/r Kanal oder Außennut angeordnet, der/die mit dem Luftfederraum in Verbindung steht. Vorteilhafterweise sind dabei mehrere Kanäle oder Außennuten vorhanden, die im wesentlichen in gleichen Abständen über den gesamten Umfang der Zwischenbuchse verteilt vorhanden sind. Auf diese Weise wird zusätzlich für eine Luftkühlung gesorgt.

Auch die Kombination beider Luftführungsvarianten ist möglich.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Luftfeder sind:

- Die Innenwand der Rohrstange ist im Bereich der Gleitbuchse konisch ausgebildet, und zwar unter Vergrößerung des Durchmessers des Stangeninnenraumes, was zu einer Gewichtseinspraung führt. Auch eine Optimierung der Luftführung ist hiermit verbunden.

Der Durchmesser des Kugelgelenkes betragt 100 bis 200 mm, insbesondere 130 bis 150 mm und zwar bezogen auf den durchmesserklemsten Bauteil Bei Verwendung eines dreischichtigen Metall-Elastomer-Verbundes weist die mittig angeordnete Elastomerschicht eine Starke von 5 bis 15 mm insbesondere 6 bis 10 mm, auf

Das Kugelgelenk ist zum Luftfederunterteil hin abgesichert, insbesondere in Form von wenigstens einem Sicherungsring

Die Zwischenbuchse ist ebenfalls zum Luftfederunterteil hin abgesichert, insbesondere in Form eines Sicherungsringes, der in einer Einkerbung die sich innerhalb der Außenflac 1 a der Zwischenbuchse befindet, einrastet

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen erläutert Es zeigen

Fig 1 einen Achsialschnitt der Luftfeder,

Fig 2 einen Radialschnitt der Zwischenbuchse

In Verbindung mit diesen Figuren gilt dabei folgende Bezugsziffernhste

1 plattenformiger Deckel

2 Topf (Abrollkolben)

3 Balg aus elastomerem Werkstoff (Gummi oder gummiahnlichem Kunststoff)

4 Flansch

5 Zwischenbuchse

6 Gleitbuchse

7 Kugelgelenk als dreischichtiger Metall-Elastomer-Verbund

8 Paßscheibe

9 Sicherungsring

10 O-Ring

11 O-Ring

12 Einschweißschraube

13 Sechskantmutter

14 Scheibe

15 Gewmdeeinsatz

16 Gewmdeeinsatz

17 Innensechskant

18 Sicherungsring

19 Luftfuhrung innerhalb der Stange

20 Luftfuhrung innerhalb der Zwischenbuchse

21 Stangeninnenraum

22 Luftfederraum

23 Aussparung an der Innenwand der Zwischenbuchse

24 Aussparung an der Außenwand der Zwischenbuchse A Stange (Rohrstange)

B Überstand

C Konusbereich

X Achsrichtung

Nach Fig 1 besitzt die Zwischenbuchse (5) an ihrer Innenwand eine Aussparung (23, Fig 2), in der die Gleitbuchse mit etwa der halben Wandstarke einsitzt und dabei gleitend an der Außenwand der Rohrstange (A) anliegt Ferner ist die Zwischenbuchse (5) an ihrer Außenwand ebenfalls mit einer Aussparung (24, Fig 2) versehen, in der das Kugelgelenk (7) als dreischichtiger Metall-Elastomer- Verbund mit seinem Innenteil einsitzt Zwecks Absicherung des Kugelgelenkes (7) und der Zwischenbuchse (5) sind zum Luftfederunterteil hin zwei Sicherungsringe (9, 18) vorhanden, wobei der Sicherungsring (18) in einer Einkerbung, die sich innerhalb der Außenwand der Zwischenbuchse befindet, einrastet Die Rohrstange (A) umfaßt als Luftfuhrung (19) wenigstens eine Öffnung, die den Stangeninnenraum (21 ) mit dem Luftfederraum (22) verbindet Außerdem ist die Rohrstange (A) im Bereich (C) der Gleitbuchse (6) konisch ausgebildet, und zwar unter Vergrößerung des Durchmessers des Stangenmnenraumes (21 )

Fig 2 zeigt eine Luftfuhrung (20), die innerhalb der Zwischenbuchse (5) in Achsπchtung

(X, Fig 1) angeordnet ist und dabei mit dem Luftfederraum in Verbindung steht Die Luftfuhrung

besteht hier aus mehreren Außennuten, die im wesentlichen in gleichen Abstanden über den gesamten Umfang der Zwischenbuchse (5) verteilt vorhanden sind Die Zwischenbuchse ist an ihrer Innen- und Außenwand mit Aussp-ungen (23, 24) versehen, deren Bedeutung in Verbindung mit der Figurenbeschreibung 1 bereits dargelegt wurde




 
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