(57)【要約】本発明は、内側（２）および外側接続部（４）と、これらの間に配置され、かつ交互に一つのエラストマー層（９、１０、１１、１２）およびシートメタル層（５、６、７、８）で形成された少なくとも二つのスプリング層とを備える、特に鉄道車両用のリーフスプリング（１）に関する。エラストマー層は、接続部およびシートメタル層と共に加硫され、異なる厚さを備える。各エラストマー層は同じ材料で形成される。本発明のリーフスプリングは、応力が作用する方向において最も厚いスプリング層の上に配置される略円錐状外形の支持ディスク（１４）を更に備える。スプリングに負荷が作用したときに、最も柔軟な層の内側部分が最初に支持ディスク上に載置され、負荷が増大すると、連続的に増大する態様で、最も柔軟な層の外側部分も支持ディスクに載置され、他のスプリング層が続く。支持ディスクの外径はスプリングの特性曲線に影響する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側接続部（２）と、外側接続部（４）と、これらの間に配置され、かつ交互にエラストマー層（９、１０、１１、１２）およびシートメタル層（５、６、７、８）を備えているスプリング層とを有する特に鉄道車両用の多層ばね（１）であって、前記エラストマー層（９、１０、１１、１２）はそれぞれ前記接続部（２、４）および前記シートメタル層（５、６、７、８）と共に加硫され、前記スプリング層の前記エラストマー層（９、１０、１１、１２）は互いに異なる厚さを有し、それぞれのエラストマー層（９、１０、１１、１２）は同じ材料から製造されている、多層ばね（１）において、
前記多層ばね（１）は支持ディスク（１４）を有し、この支持ディスクは、略円錐形状の外形に形成され、負荷方向において最も厚いスプリング層（９）の上に配置され、かつ厚さの異なるスプリング層（９、１０、１１、１２）に対応して、最初に最も柔軟な層（９）が前記支持ディスク（１４）で支えられ、負荷が増大すると、前記最も柔軟な層（９）の外側部分および他のスプリング層（１０、１１、１２）が前記支持ディスク（１４）上に連続的に増大する態様で支えられるようになっている、多層ばね。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内側接続部と、外側接続部と、これらの間に配置され、かつ交互にエラストマー層およびシートメタル層を備えている少なくとも二つのスプリング層とを有する特に鉄道車両用の多層ばねであって、エラストマー層はそれぞれ接続部およびシートメタル層と共に加硫され、スプリング層のエラストマー層は互いに異なる厚さを有し、各エラストマー層は同じ材料から製造されている、多層ばねに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような多層ばねは、鉄道車両内で１次ばね段すなわち車輪と台車との間のばね段を形成することが多いため、１次ばねとも称されている。この多層ばねは、種々の形状とすることができる。例えば、個々のばね層を円筒状あるいは円錐状の形態に互いに同心円状に配置することもできる。しかし、多層ばねを、様々に配置された水平または垂直のスプリング層から形成することもできる。ここで、スプリング層の形状、位置および数はそれぞれの用途に適応される。
【０００３】
個々の多層ばねは、通常、それぞれの用途に合わせて製造されており、特定のばね特性曲線を実現する必要がある。低負荷の場合には、走行モード中の脱線に対する保護が重要であり、ばねを極めて柔軟に形成しなければならない。反対に、負荷が大きいときには、車両を自由空間プロファイル（ｆｒｅｅ  ｓｐａｃｅ  ｐｒｏｆｉｌｅ）内に維持するように、硬くする必要がある。
【０００４】
特許文献１（ＤＥ８５２０１８０Ｕ１号明細書）は、特定のばね特性を実現するために、他の層よりもショア硬度で硬度が低い追加ゴム層を有する多層ばねを開示する。しかし、この多層ばねは、この追加層のばね圧縮を制限するために、制限用ストッパを必要とする。このばね特性曲線は、これにより、ばねが制限用ストッパに当接するまでの、柔軟で平坦な部分と、硬く急傾斜の部分との二つの曲線部分からなる。したがって、一定しておらず、これはサスペンション作用に好ましくない影響を与えるものである。
【０００５】
多層ばねの最適の特性曲線を得るために、スプリング層のエラストマー層を異なる材料で形成することが知られている。このような多層ばねは、特許文献２（ＤＥ２８１９３０６Ａ１号明細書）または特許文献３（ＤＥ１０３０１７５６Ｂ４号明細書）に記載されている。
【０００６】
しかし、異なる材料を使用することは、製造、特に、一つの層内に異なる材料がある場合にかなりの費用を必要とする。
【特許文献１】独国実用新案出願公開第８５２０１８０号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第２８１９３０６号明細書
【特許文献３】独国特許第１０３０１７５６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の欠点を防止しつつ改良された一定のばね特性曲線を有する、冒頭に記載の形式の多層ばねを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、多層ばねが支持ディスクを有し、この支持ディスクは、略円錐形状の外形に形成され、負荷方向において最も厚いスプリング層の上に配置され、かつ厚さの異なるスプリング層に対応して、最初に最も柔軟は層の内側部分が支持ディスクで支えられ、負荷が増大すると、最も柔軟な層の外側部分および他のスプリング層が支持ディスク上に連続的に増大する態様で支えられるようにするという事実により達成される。
【０００９】
支持ディスクは、このデザインにより、比較的低負荷においては、多層ばねの内側の柔軟なスプリング層だけがばね圧縮され、比較的高負荷においては、他のスプリング層が連続的に次第にばね圧縮に関与するようになるため、連続的なばね特性曲線を生じさせる。この支持ディスクにより、最も厚く、最も柔軟な層に過負荷が作用するのが防止される。この特性曲線は、例えば連続的な漸進的な特性曲線として、支持ディスクの外形にしたがって用途に適応させることができる。
【００１０】
この発明の一つの発展例によると、内側スプリング層のエラストマー層は、他のスプリング層のエラストマー層よりも３倍だけ厚い。
【００１１】
結果として、内側スプリング層は、他のスプリング層よりもかなり柔軟である。このようなスプリング層の硬度は、材料の硬度と層の形状との両者によって定まり、この形状の影響は形状係数Ｆによって定まる。この形状係数Ｆは、結合されるべきエラストマー層の自由エラストマー領域にわたる比率を意味する。エラストマー層の自由表面が大きくなり、一方、永久的に加硫すなわち結合された領域が同じままの場合、形状係数はその結果増大する。Ｆの大きな値は、柔軟なばね特性を示し、一方、Ｆの小さな値は、硬いばね特性を示す。
【００１２】
このような多層ばねは、連続的な特性曲線を有する種々の用途に、独創的な態様で適用することができ、例えば一つまたは複数のシートメタル層を省略すると、これによる自由に変形可能なエラストマー領域を比較的厚いエラストマー層に容易に拡大することができるため、その手順は複雑な製造方法を必要としない。異なる材料を使用する必要がない。
【００１３】
この発明の例示的な実施形態について、図面を参照して以下に詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
単一の図１は、多層ばね１を長手方向断面で、負荷が作用してない状態の装着位置で示し、内側接続部２が接続ピン３と共に上方を指し、負荷（ここには図示してない）を支える。
【００１５】
更に、この多層ばね１は、外側接続部４と、多数の円錐状、同心円状に配置されて中心径が外側に向けて大きくなるシートメタル中間層５、６、７および８を有する。それぞれ円錐状のエラストマー層９、１０、１１および１２がシートメタル中間層５−８間に配置され、内側接続部２、シートメタル中間層５−８および／または外側接続部４の各々の表面上に、エラストマー層９、１０、１１、１２の各々の表面により永久的に加硫され、これらの表面は、多層ばね１の主軸１３の方向を向き、主軸１３から離れる方向を向く。
【００１６】
シートメタル中間層５−８およびエラストマー層９−１２は、多層ばね１が上方に向けて先細りする截頭台状の形状を有するように、互いに配置される。
【００１７】
支持ディスク１４は、エラストマー層９に向くその下側１５が円錐状形状を有し、接続ピン３上に、内側接続部２に対して同心円状に永久的に装着される。
【００１８】
内側エラストマー層９は、他のエラストマー層１０−１２よりもかなり大きな半径方向厚さを有する。この増大した厚さにより、他のエラストマー層１０−１２に比して増大した形状係数Ｆを生じさせる。これにより、内側エラストマー層９は、他のエラストマー層１０−１２よりもかなり柔軟である。
【００１９】
負荷が作用すると、内側接続部２が外側接続部４に対して下方に移動し、多層ばね１が圧縮される。この過程で、比較的柔軟なばね特性曲線を有するために、最初に内側エラストマー層９のみがばね圧縮される。前記エラストマー層９は支持ディスク１４に対して支持されている。支持ディスク１４の下側１５の構造も、ここで内側エラストマー層９のばね特性曲線を定める。内側エラストマー層９の厚さおよび支持ディスク１４の下側の形状は、内側エラストマー層９が完全にばね圧縮されたときに、支持ディスク１４が内側シートメタル中間層５に載置されるようになり、他のエラストマー層１０−１２がそれ以上のばね圧縮に連続的に取り込まれるように、互いに適合している。これにより、多層ばね１に対する連続的な漸進的なばね特性曲線となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】多層ばねを長手方向断面で、負荷が作用していない状態の装着位置で示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  多層ばね
２  内側接続部
３  接続ピン
４  外側接続部
５  シートメタル中間層
６  シートメタル中間層
７  シートメタル中間層
８  シートメタル中間層
９  内側エラストマー層
１０  エラストマー層
１１  エラストマー層
１２  エラストマー層
１３  多層ばね１の主軸
１４  支持ディスク
１５  支持ディスクの下側
【図１】
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【国際調査報告】
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