帶有高度傳感器的空氣彈簧的製作方法

2023-05-28 23:39:01

專利名稱：帶有高度傳感器的空氣彈簧的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種空氣彈簧，至少由下述部件構成一個上託板；一個下部分，該部分可以是活塞、疊板彈簧等並包括一個下面的固定板；一個由彈性材料構成的加有壓力的膜盒，該膜盒利用固定件(例如卡圈)將上託板和下面的部分連接在一起；以及一個高度傳感器。
出於此原因越來越多地採用那些用高度傳感器測量轉向架與車廂之間的高度變化的系統，其中所述的測量值在一控制單元中被處理，然後該控制單元產生對調節閥的控制信號，其中可以將瞬間的測量值的變化濾出。已知例如安裝在空氣彈簧內的高度傳感器利用感應的方式(DE 3446 411 A1、DE 40 35 784 A1、DE 44 13 559 A1)或利用超聲波(DE 36 20957A1、DE34 23 602A1、US 4 798 369)測出高度的變化。而且還已知一種壓力傳感器，該壓力傳感器設置在開卷活塞的外壁上並且通過該活塞在高度發生變化時對在開卷活塞上開卷的空氣彈簧膜盒進行控制(DE42 43 530 A2)。但所有這些方案的應用僅限於那些空氣彈簧膜盒為所謂的螺旋卷膜盒並且這類膜盒基本上只能在其縱軸方向進行垂直移動的情況。這類空氣彈簧主要用於汽車。
在鐵路車輛上會出現局部明顯的水平向偏移，即在垂直於空氣彈簧的工作方向上的偏移，該偏移只能由作為所謂的半螺旋膜盒的空氣彈簧膜盒加以吸收。在DE 296 20 721 U1中披露了一種將高度傳感器安裝到這類空氣彈簧的方法。其中一機械高度傳感器以如下方式安裝在由一下構件(通常為疊板彈簧)和一上構件(上託板)構成的空氣彈簧內，使一個由彈簧力控制的探杆頂住上託板，同時傳感器機殼固定安裝在下構件上。探杆的路徑變化被轉換成一個電信號並且該電信號被輸送給控制單元。在日本專利說明書4-266 632中公開了一種類似的解決方案。但在這種設計的高度傳感器的機械和電器件的條件下，勢必造成由結構決定的最小結構長度，該結構長度尤其是在扁平的空氣彈簧中將導致高度傳感器的部分突出於空氣彈簧。此點將造成安裝上的難題，尤其是，當空氣彈簧的下構件安裝在轉向架的橫梁上時，該橫梁必須具有透孔，以便為高度傳感器的由空氣彈簧中伸出的部分提供安裝空間。其它已知的安裝情況是，空氣彈簧直接通過下構件與輔助壓力容器連接。在這種情況下，安裝在空氣彈簧內的高度傳感器將阻礙空氣彈簧與輔助壓力容器之間的空氣交換，此問題只有在採取昂貴的下構件的結構方式的情況下才能得以解決，即在下構件上必須具有相應的用於空氣交換的管路。
例如在專利說明書DE 196 48 112 C1和DE 197 01 713 C1中提出了針對這種複雜的安裝條件的可能的解決方案。在專利說明書DE 196 48112 C1中提出了一種設置在車輛託梁旁側面的超聲波傳感器，該傳感器的反射器件具有一透鏡形凸起的表面，該表面的平面垂線對準發送/接收器件。除了這些反射器件的製造過於昂貴外，而且這種解決方案不能應用於諸如鐵路車輛上出現的空氣彈簧大的水平偏移的情況。同樣在專利說明書DE 197 01 713 C1中提出的解決方案中也存在上述問題，其中超聲波傳感器安裝在壓縮空氣饋送管路上。在上述兩種情況下空氣彈簧的水平偏移將不能保證在超聲波傳感器的發送和接收單元之間的連續穩定的信號路徑。
旨在實現該目的，本發明的根據權利要求1所述的空氣彈簧的特徵在於，分別由上託板向側面引出一上懸臂並由下固定板向側面引出一下懸臂，其中高度傳感器設置在兩個懸臂之間。
在權利要求2至7中對本發明的空氣彈簧的有益的設計做了描述。
例如當由於車廂的卸載使如圖2所示空氣彈簧的高度變化為h時，利用彈簧力繼續頂壓在設置在上懸臂1.1上的滑板1.2的探杆6.1的路徑變化在高度傳感器6上被轉換成一個電信號。所述的電信號在控制單元中被處理，所述控制單元將產生一個控制調節閥的信號，在本舉例中示出的是壓縮空氣被排放的情況。
在圖2中同時還示出，當同時在空氣彈簧上出現水平偏移時，探杆6.1將在被固定在上懸臂1.1上的滑板1.2上滑動，而不會因此造成誤測。在此，所述滑板1.2的直徑d必須大於在車輛上出現的最大水平偏移s值的兩倍。
對本發明的方案的應用並不僅限於在

圖1和2中示出的以機械檢測原理工作的高度傳感器的設備。同樣也可以採用其它的，例如以無接觸檢測原理工作的高度傳感器。
就實現車廂的高度不受車輛的承載和/或運行狀況影響始終恆定的保持在預定的容限範圍內或在空車時被調整到一預定值的目的而言，不管高度傳感器設置在空氣彈簧內，還是設置在空氣彈簧外基本上都是無關緊要的。關鍵的一點僅是，在採用機械檢測原理工作的高度傳感器6時，由探杆6.1與滑板1.2的接觸點展開形成一虛擬測量平面或在採用無接觸檢測原理工作的高度傳感器時，由發送出的測量信號的反射點在上懸臂1.1上展開形成一虛擬測量平面，其中該平面的與行駛方向平行和垂直的對稱軸與車輛的同類對稱軸一致。
所以在考慮到上述的先決條件下在本發明方案的進一步設計中可以聯想到，為了避開在空氣彈簧附近的障礙物，例如避開車廂的其它託架，上懸臂1.1或下懸臂2.2，或下懸臂或上懸臂或所有兩個懸臂彎曲有角度。所獲得的測量結果的正常的可處理性的前提僅是必須保證所述的對稱條件。
高度傳感器6宜具有一個機械保護構件，該保護構件可以是一個保護膜盒(波紋管)。保護構件或保護膜盒由一種聚合物材料，優選由一種彈性體、一種熱塑彈性體(TPE)或一種熱塑塑料構成。
除了所需的構件製作簡單和製造費用低廉外，本發明的優點還在於，採用該系統方案不必進行諸如鑽孔等對車輛的部件/組件的結構的改變，即可實現高度傳感器的安裝空間。甚至可以完全省去為了旋固傳感器的部件對車輛部件/組件上的鑽孔(或甚至省去對固定件的焊接)。
本發明的另外一個優點在於，空氣彈簧/傳感器-系統已由製造廠家預先組裝好，因而在將其安裝在車輛上時除了設置在轉向架上並將車體置放在其上外再也不需要做其它的工作。
最後，通過本發明對所有部件的設置，便於在安裝、拆卸和維護時人員對所有部件的接觸。
附圖標記對照表1 上託板1.1上懸臂1.2滑板2 下部分2.1下固定板2.2下懸臂3 膜盒4 託梁5 搖臺6 高度傳感器6.1探杆h 空氣彈簧的垂直偏移s 空氣彈簧的水平偏移d 滑板的直徑
權利要求
1.一種空氣彈簧，至少由下述部件構成一個上託板(1)；一個下部分(2)，該部分可以是活塞、疊板彈簧等並包括一個下面的固定板(2.1)；一個由彈性材料構成的加有壓縮空氣的膜盒(3)，該膜盒利用固定件將上託板(1)和下部分(2)連接在一起；以及一個高度傳感器，其特徵在於，由上託板(1)向側面引出一上懸臂(1.1)並由下固定板(2.1)向側面引出一下懸臂(2.2)，其中高度傳感器(6)設置在兩個懸臂之間。
2.按照權利要求1所述的空氣彈簧，其特徵在於，在一個由四個空氣彈簧構成的副減振系統中，應用一個採用機械檢測原理工作的高度傳感器時，由高度傳感器(6)的探杆(6.1)與上懸臂(1.1)的滑板(1.2)的接觸點構成的虛擬的測量平面的平行並垂直於車輛的行駛方向的對稱軸與車輛同類的對稱軸一致。
3.按照權利要求1所述的空氣彈簧，其特徵在於，在一個由四個空氣彈簧構成的副減振系統中，應用一個採用非接觸檢測原理工作的高度傳感器時，由高度傳感器(6)發送的探測信號在上懸臂(1.1)構成的虛擬的測量平面的平行並垂直於車輛的行駛方向的對稱軸與車輛同類的對稱軸一致。
4.按照權利要求1至3中任一項所述的空氣彈簧，其特徵在於，上懸臂(1.1)和/或下懸臂(2.2)為彎曲結構。
5.按照權利要求1至4中任一項所述的空氣彈簧，其特徵在於，高度傳感器具有一個機械保護構件。
6.按照權利要求5所述的空氣彈簧，其特徵在於，保護構件是一個保護膜盒，優選是一個波紋管。
7.按照權利要求5或6所述的空氣彈簧，其特徵在於，保護構件或保護膜盒由一種聚合物料，優選由一種彈性體、一種熱塑彈性體或一種熱塑塑料構成。
全文摘要
本發明涉及一種鐵路車輛的帶有高度傳感器的空氣彈簧。採用本發明的空氣彈簧將避免為了提供高度傳感器(6)的安裝空間對諸如車廂(4)的託架和/或由搖臺(5)構成的輔助壓力容器進行鑽孔或以其它方式改變其結構。本發明的空氣彈簧的特徵在於,由上託板(1)向側面引出一上懸臂(1.1)並由下固定板(2.1)向側面引出一下懸臂(2.2),其中高度傳感器(6)設置在兩個懸臂之間。
文檔編號F16F9/02GK1365322SQ01800589
公開日2002年8月21日 申請日期2001年3月7日 優先權日2000年3月20日
發明者京特·弗爾斯特, 烏韋·海貝爾, 卡斯藤·克拉特 申請人:因泰克圖林根有限公司