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Flüssigkeitsbremse, insbesondere für Eisenbahnpuffer.
Flüssigkeitsbremsen sind zur Erzielung eines bestimmten Bremsdruckdiagrammes gewöhnlich mit in Abhängigkeit vom Kolbenhub veränderlichen Durchflussquerschnitten für die verdrängte Flüssigkeit versehen. Die Grösse der Durchflussquerschnitte bestimmt sich nach den dem Verlauf der beabsichtigten Bremskraft entsprechenden Geschwindigkeiten der abzubremsenden Massen. Sollen diese z. B. nach Erreichen ihrer Höchstgeschwindigkeit mit konstanter Bremskraft abgebremst werden, so müssen ihre Geschwindigkeiten auf dem Bremswege nach einer gemeinen Parabel abfallen, was eine Verengerung der Durchflussquerschnitte ebenfalls nach diesem Gesetz erforderlich macht, wenn man zunächst vom Einfluss des Vorholmittels auf die Bremswirkung absieht.
Handelt es sich um ein System, bei dem noch grössere Geschwindigkeiten vorkommen können als diejenigen, für welche die Durchflussquerschnitte berechnet sind, so genügen diese nicht mehr, um die auftretende Bremskraft innerhalb der vorgesehenen Grenze zu halten ; die Bremskraft wird dann erheblich grösser werden. Dies tritt auch ein, wenn bei einer kleineren Masse, die aber eine grössere Geschwindigkeit besitzt, die abzubremsende Wucht nicht grösser ist als im vorgenannten Falle.
Um günstige Bremsverhältnisse zu bekommen, also insbesondere eine in allen Fällen konstante Bremskraft zu erreichen, müssten demnach für jede vorkommende Geschwindigkeit des Systems, bei der der Bremsvorgang einzusetzen hat, verschieden grosse, während des Bremsvorganges sich nach parabolischem Gesetz verengende Durchflussquerschnitte vorgesehen sein. Das ist nur mit praktisch ungünstigen und sehr verwickelten Einrichtungen möglich.
Man hat diese Schwierigkeit schon dadurch auf einfache Weise behoben, dass die Durchflussquerschnitte nicht zwangläufig in Abhängigkeit vom Hub der Bremse gesteuert werden, sondern durch Ventile geschlossen sind, die infolge hinreichender Federbelastung erst bei einem bestimmten höheren Druck der Bremsflüssigkeit auf sie öffnen. Damit ist für den ganzen Bremsvorgang eine konstante Bremskraft erreicht. Die Durchflussquerschnitte müssen dabei so weit bemessen sein. dass sie die grösste bei Einsetzen des Bremsvorganges vorkommende Geschwindigkeit der abzubremsenden Massen überhaupt zulassen. Jede andere Geschwindigkeit ergibt, eine gleich grosse kinetische Energie vorausgesetzt, dieselbe konstante Bremskraft.
Auch die Massen können hiebei innerhalb solcher Grenzen schwanken, dass die damit entwickelte kinetische Energie noch mit einem vollen Hub der Bremse aufzehrbar ist. Diese Eigenschaften machen eine derartige Flüssigkeitsbremse besonders geeignet für die Puffer von Eisenbahnfahrzeugen, weil hier beladene und leere Wagen und solche von verschiedenstem Eigengewicht vorkommen, die zudem mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aufeinanderprallen. Wenn also der Flüssigkeitspuffer nur überhaupt ausreicht, die abzubremsende Energie aufzunehmen, so geschieht dies mit stets konstanter Bremskraft.
Handelt es sich jedoch darum, auch kleinere Energien abzubremsen, so werden, da die Bremse stets mit der ihrer Konstruktion zugrunde gelegten Bremskraft arbeitet, dabei unnötig grosse Kräfte wirksam werden. Deshalb ordnet die Erfindung zwei Gruppen von Durchfluss- bremsquerschnitten verschiedener Art für die beim Hub der Bremse verdrängte Flüssigkeit an.
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Neben offenen Durchflussquerschnitten bekannter Art, die in der oben erwähnten Weise in Abhängigkeit vom Hub veränderlich sein können, sind noch ein oder mehrere, von federbelasteten Ventilen geschlossene Durchflussquerschnitte vorgesehen, deren Querschnittsgrösse und Ventilfederbelastung so abgestimmt sind, dass die Ventile nach Art von Sicherheitsventilen erst beim Auftreten des zulässigen HÏchstbremsdruckes öffnen und sodann dessen Über- schreiten verhindern. Bei kleineren Geschwindigkeiten der abzubremsenden Massen sind die offenen Drosselquerschnitte allein im Stande, die kinetische Energie aufzuzehren,
während die ventilbewehrten Durchflussöffnungen erst bei grösseren Geschwindigkeiten in Tätigkeit treten und dann den Bremsdruck und damit die Bremskraft konstant halten.
Die Bremskraftkurve einer solchen Bremseinrichtung würde zunächst steil ansteigen. Um nun bei Eisenbahnpuffem (Mittel- oder Seitenpuffera) ein sanftes Schwingen des Bremskolbens bei den kurzen Bewegungen, z. B. beim Fahren, zu erreichen,. siud erfindungsgemäss die offenen Durchflussquerschnitte auf dem ersten Teil des Bremskolbenhubes erweitert, so dass die Bremskraft im Anfang langsamer ansteigt.
Ein Flüssigkeitspuffer mit einer Bremseinrichtung in dieser Ausbildung ist den üblichen Federpuffern mit Reibungsfedern stark überlegen, da er grosse Energien abzubremsen und aufzuzehren vermag und trotzdem stets nur mässige Bremskräfte erzeugt, die schon auf kurzem Wege voll wirksam werden-sein Bremsdiagramm ist völliger. Ausserdem wird zur Energieverzehrung nicht die Reibung von Metallteilen aneinander benutzt, die bekanntlich einen grossen Verschleiss zur Folge hat.
Die Zeichnung veranschaulicht einen Eisenbahnpuffer mit einer Flüssigkeitsbremse nach der Erfindung.
In dem Stössel eines normalen Hülsenpuffers ist ein mit Flüssigkeit gefüllter Brems-
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Kolbenseite. Die Kanäle f sind durch das federbelastete Ringventil g geschlessen. Ausserdem sind in die Bremsczylinderinnenwandung Züge h eingeschnitten, an die sich nach dem Kolben b hin eine konische Erweiterung i des Zylinderraumes anschliesst.
Der Puffer vermag demnach schwächere Stosse bei nur geringer Verschiebung des Stössels anfzunehmen, ohne dass die Flüssigkeitsbremse besonders in Tätigkeit tritt. Erst bei einer solchen Verschiebung des Stössels, dass der Bremskolben b über die konisehe Brweitertmg i hinweg allmählich in die Züge h eintritt, kommt die Flüssigkeitsbremse zur Wirkung.
Erfolgt die Verschiebung mit kleiner Geschwindigkeit, so strömt die verdrängte Flüssigkeit'ausschliesslich' durch die Züge /t auf die linke Kolbenseite, und das Ventil y bleibt geschlossen. Wird jedoch durch einen kräftigen stoss der Stössel so rasch verscheben, dass die Züge y nicht ausreichen, die Flüssigkeit rasch genug vor Erreichen der der Bremse zugrunde gelegten Maximalkraft durchzuleiten, so offnet sich unter dem Druck der F'Hissigkei't das federbëlastete Ringventil g. und die Arbeitsverzehr'ung der Flüssigkeitsbremse erfolgt beim weiteren Stösselhub unter der konstant bleibenden Maximalbremskraft.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Flüssigkeitsbremse, insbesondere für Eisenbahnpuffer, dadurch gekennzeichnet, dass neben offenen Durchllussquerschnitten bekannter Art für die beim Hub der Bremse verdrängte Flüssigkeit noch ein oder mehrere von federbelasteten Ventilen geschlossene Durchflussquer- schnitte vorhanden sind, deren Querschnittsgrösse und Venlilfederbelastung so abgestimmt sind, dass die Ventile nach Art von Sicherheitsven61en erst beim Auftreten des zulässigen Höchst- bremsdruckes öffnen und sodann das Überschreiten des Höchstbremsdruckes verhindern.