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Die Erfindung bezieht sich auf einen
Hülsenpuffer
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1. Ein derartiger Hülsenpuffer ist allgemein bekannt.
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Bekannte Hülsenpuffer werden bei Lokomotiven,
Güterwagen
oder Reisezugwagen als sogenannte Seitenpuffer verwendet, um Stöße in Fahrzeuglängsrichtung
aufzunehmen und zu dämpfen.
Im Falle von schrägen
oder exzentrischen Stößen können zusätzliche
Querkräfte
auf die Hülsenpuffer
in Fahrzeugquerrichtung und/oder in vertikaler Richtung auftreten.
Konstruktiv bestehen bekannte Hülsenpuffer
aus einem Puffergehäuse
und einem innenliegenden Kraftübertragungsglied,
in der Regel dem Element mit Feder- und/oder Dämpfungseigenschaften. Das Gehäuse übernimmt
die Führung
in Längsrichtung
und die Abstützung
von Querkräften, während die
innenliegenden Feder- und/oder Dämpfungselemente
die Kräfte
in Längsrichtung übertragen.
Es gibt Bauformen, bei denen das fahrzeugfeste Teil des Gehäuses (Hülse) außen liegt,
und das geführte,
verschiebliche Teil (Stößel) innen
liegt. Es gibt aber auch Bauformen mit umgekehrter Anordnung, bei
denen die Hülse
innen liegt und der Stößel die Hülse außen umschließt. Die
Gleitflächen
sind in jedem Fall zylindrisch und in der Regel durchgehend im gesamten
Auflagebereich. Der Abstand zwischen der vorderen und der hinteren
Begrenzung des Auflagebereichs wird als Überdeckungslänge LÜ bezeichnet.
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Grundsätzlich wird bei allen Konstruktionen für Hülsenpuffer
versucht, die Überdeckungslänge zwischen
festem (Hülse)
und bewegtem Teil (Stößel) so
groß wie
möglich
auszuführen,
um Querkräfte besser
abstützen
zu können.
Eine große Überdeckungslänge verringert
die Reibungskräfte
und den Verschleiß zwischen
den Führungsteilen
(Hülse
und Stößel) und
verringert die Gefahr eines Verkantens oder Verklemmens der Führungsteile.
Die Überdeckungslänge sollte
zur Vermeidung einer Verkantung und einer Selbsthemmung von Hülse und Stößel deutlich
größer als
der Durchmesser der zylindrischen Führungsflächen sein. Üblicherweise beträgt sie ein
Mehrfaches des Pufferhubes. Die maximal mögliche Überdeckungslänge kann
höchstens
einen Wert annehmen, der sich ergibt aus der gesamten Baulänge des
Hülsenpuffers
abzüglich
der Dicke des Puffertellers, der Dicke des Gehäusebodens und des doppelten
Pufferhubs. Bei dieser maximalen Überdeckungslänge ist
ein Freigang sowohl des Stößels als auch
der Hülse
gewährleistet.
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Typischerweise haben bekannte Hülsenpuffer
eine Baulänge
von etwa 620 bis 650 mm und einen Pufferhub – dieser entspricht dem Federweg
des Federelementes – im
Bereich von 100 bis 110 mm, da dies für bestimmte Fahrzeugkategorien
in europäischen
Richtlinien (z.B. UIC-Merkblätter 526, 528) standardisiert
ist. Die Außendurchmesser
von Stößel und
Hülse liegen
zwischen Befestigungsflansch und Pufferteller typischerweise etwa
im Bereich von 200 bis 250 mm. Die Überdeckungslänge liegt
in der Regel im Bereich 250 bis 350 mm.
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Nach Erreichen des maximalen Pufferhubs stoßen die
Führungsteile
(Hülse
und Stößel) bekannter
Hülsenpuffer
auf definierte Anschläge.
Bei Auflaufstößen, welche
die Energieaufnahmefähigkeit der
Hülsenpuffer überschreiten,
geht der Hülsenpuffer
auf Anschlag und überträgt in der
Folge sehr hohe Spitzenkräfte
auf die steife Fahrzeugstruktur. Es treten dann oft erhebliche Schäden an der
Fahrzeugstruktur auf.
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Um derartige Schäden zu vermeiden oder zu vermindern,
ist es bekannt, die Führungsteile
des Hülsenpuffers
so auszubilden, daß nach
ihren Auftreffen auf definierte Anschläge eine zusätzliche Verkürzungsmöglichkeit
unter kontrollierter Deformation und Energieaufnahme vorhanden ist.
Beispielsweise ist in der DE-Patentschrift 462 539 eine Soll-Deformationsstelle
im Pufferstößel beschrieben.
Mit dieser Konstruktion läßt sich
indessen nur ein relativ kleiner zusätzlicher Deformationsweg erreichen,
der kleiner als der Pufferhub ist. Ferner muß wegen der Soll-Deformationsstelle
im Pufferstößel die Überdeckungslänge entsprechend
reduziert werden. Bei einem weiteren, aus der DE-Patentschrift 747
330 bekannten Hülsenpuffer
mit Zerstörungsglied
wird bei Überlastung
ein Teil des Pufferbodens abgeschert und dann der vordere Teil des
außen
liegenden Gehäuseteils durch
Umformung unter hohem Kraftaufwand auf einen kleineren Durchmesser
in den hinteren Teil hineingeschoben. Bei dieser Konstruktion kann
die Überdeckungslänge gegenüber einem
normalen Puffer unverändert
groß bleiben;
ferner sind relativ große Verschiebungen über den
normalen Pufferhub hinaus möglich.
Indessen muß für das Eintauchen
des gesamten Puffergehäuses
in die Fahrzeugstruktur eine Öffnung
und zusätzlicher
Bauraum freigehalten werden. Wesentliche Bestandteile des Puffers
werden als Ganzes verschoben; die gesamte Baulänge des Puffers wird nicht
verkürzt.
Schließlich
sind bei einem weiteren, in der
DE
100 37 050 beschriebenen Hülsenpuffer Bauelemente mit
Verkürzungsfähigkeit und
Energieaufnahmevermögen
vorgegeben. Diese Konstruktion ermöglicht ebenfalls relativ große Verschiebungswege über den
normalen Pufferhub hinaus, allerdings, im Unterschied zu
DE 747 330 , ohne zusätzlichen
Bauraum innerhalb der Fahrzeugstruktur zu beanspruchen. Nachteilig
ist jedoch, daß die Überdeckungslänge genau
in dem Maße
zurückgenommen
werden muß,
wie der Verschiebeweg über den
normalen Pufferhub hinaus zunimmt. Wenn große Verschiebewege realisiert
werden sollen, muß die Überdeckungslänge auf
ein sehr geringes Maß zurückgenommen
werden. Die Überdeckungslänge kann
sehr geringe Maße
erreichen, die deutlich geringer sind als die Durchmesser von Hülse und
Stößel, wodurch
die Gefahr des Verklemmens und Verkantens groß ist. Für die praktische Anwendung
dieses Prinzips ist man gezwungen, einen Kompromiß zwischen
Verschiebeweglänge
und Überdeckungslänge einzugehen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht
darin, bei einem Hülsenpuffer
der eingangs genannten Art sowohl eine große Verkürzungslänge für die kontrollierte Deformation
des Puffergehäuses
bei Überlast
zu erreichen als auch gleichzeitig eine ausreichend große Überdeckungslänge im Normalbetrieb
(Einfederung bis Pufferhub) einzuhalten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Hülsenpuffers ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
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Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Hülsenpuffers
sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen
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l einen
schematischen Längsschnitt durch
ein erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Hülsenpuffers
im ausgefederten Grundzustand, wobei in den beiden Hälften der
Darstellung zwei verschiedene Ausführungsalternativen veranschaulicht
sind;.
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2 einen
schematischen Längsschnitt durch
das Ausführungsbeispiel
nach 1 im Zustand maximaler
Verschiebung über
den normalen Pufferhub hinaus,
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3 einen
schematischen Längsschnitt durch
ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Hülsenpuffers,
und
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4 einen
schematischen Längsschnitt durch
das Ausführungsbeispiel
nach 3 im Zustand maximaler
Verschiebung über
den normalen Pufferhub hinaus,
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Die in den 1 bis 4 veranschaulichten Ausführungsbeispiele
eines Hülsenpuffers 1 nach der
Erfindung umfassen jeweils zwei koaxial angeordnete Führungsteile,
von denen das eine Führungsteil
eine feststehende Hülse 10 (1 und 2) bzw. 50 (3 und 4)
und das andere Führungsteil ein
in Achsrichtung beweglicher Stößel 20 ist.
Es ist zweckmäßig und
entspricht dem Stand der Technik, den beiden Führungsteilen, insbesondere
im Bereich ihrer Gleitflächen,
zylindrische, rohrförmige
Gestalt zu geben. Die Beschreibung des Ausführungsbeispiels beschränkt sich
im folgenden daher auf diese Bauweise.
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Im folgenden soll zunächst die
erste Ausführungsform
nach 1 und 2 nach ihrem Aufbau und ihrer
Funktionsweise erläutert
werden.
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Die rohrförmige Hülse 10 ist an ihrem
rechten axialen Ende mit einem Befestigungsflansch 11 (Pufferboden)
abgeschlossen, welcher an einer Tragstruktur 2 eines nicht
gezeigten Schienenfahrzeugs befestigt, beispielsweise angeschraubt
ist. Der Befestigungsflansch 11 trägt die Hülse 10 und ist vorzugsweise
mit der einen Stirnseite der Hülse 10 einstöckig verbunden,
beispielsweise verschweißt.
Der bewegliche Stößel 20 besteht
aus einem Pufferteller 21 und einem rohrförmigen Abschnitt 22,
welcher im gezeigten Beispielsfall innerhalb der Hülse 10 an
deren Innenwand gleitend verschiebbar ist. Die Innenwand der Hülse 10 nimmt
dabei die Führungskräfte zur
Gleitführung
des Stößels 20 in
radialer Richtung auf. Die aus der Hülse 10 herausragende
Stirnseite des Stößels 20 ist
mit dem Pufferteller 21 abgeschlossen, an welchen Stoßkräfte insbesondere beim
Rangieren des Schienenfahrzeugs angelegt werden. Insoweit entspricht
der Aufbau des erfindungsgemäßen Hülsenpuffers 1 dem
Aufbau bekannter Hülsenpuffer,
d.h., er besitzt von außen
gesehen die Gestalt und die Abmessungen eines bekannten Hülsenpuffers.
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Im Unterschied zum Stand der Technik
ist an dem freien axialen Ende des rohrförmigen Abschnitts 22 des
Stößels 20 eine
Verlängerungsbuchse 24 koaxial
befestigt, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser des rohrförmigen Abschnitts 22 ist.
Die Befestigung der Verlängerungsbuchse 24 erfolgt
mit Hilfe einer Sollbruchverbindung 23, welche die Außenfläche der
Verlängerungsbuchse 24 mit
der Innenfläche
des rohrförmigen
Abschnitts 22 im Bereich von dessen freiem axialen Ende kraft- und
formschlüssig
verbindet. Die Sollbruchverbindung 23 kann beispielsweise
in Form von Scherbolzen oder abschnittsweisen Schweißraupen
ausgebildet sein.
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Die Verlängerungsbuchse 24 ist
an ihrer einen mit dem rohrförmigen
Abschnitt 22 verbundenen Stirnseite durch eine Stirnplatte 24c geschlossen
und weist an ihrer entgegengesetzten Stirnseite einen Bund 24d auf,
welcher sich gegen die Innenfläche der
Hülse 10 abstützt.
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Bei einer ersten, in der oberen Hälfte der Darstellung
in 1 veranschaulichten
Alternative ist im Inneren der Verlängerungsbuchse 24 ein
Kraftübertragungsglied 30 in
Form eines Feder- und/oder Dämpfungselementes 30a angeordnet,
welches sich zwischen der Stirnplatte 24c der Verlängerungsbuchse 24 und
dem Befestigungsflansch 11 des Stößels 10 abstützt. Das
Kraftübertragungsglied 30 ist
so ausgebildet, daß es
sich nur bis zum maximalen Pufferhub des Stößels 20 in dessen
Normalbetrieb verkürzen
kann, wenn der Bund 24d der Verlängerungsbuchse 24 gegen
den Befestigungsflansch 11 des Stößels 10 aufschlägt und die
Sollbruchverbindung 23 intakt bleibt.
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Bei einer zweiten, in der unteren
Hälfte
von 1 veranschaulichten
Alternative fehlt die Stirnplatte 24c. Im Inneren der beidseitig
offenen Verlängerungsbuchse 24 und
des rohrförmigen
Abschnitts 22 des Stößels 20 ist
ein Kraftübertragungsglied 40 in Form
eines Feder- und/oder
Dämpfungselementes 40a angeordnet,
welches sich zwischen dem Pufferteller 21 und dem Befestigungsflansch 11 des
Stößels 10 abstützt. Das
Kraftübertragungsglied 40 ist so
ausgebildet, daß es
sich über
den maximalen Pufferhub des Stößels 20 hinaus
verkürzen
kann, wenn im Falle einer kontrollierten Deformation der Hülse 10 (2) der Bund 24d der
Verlängerungsbuchse 24 gegen
den Befestigungsflansch 11 des Stößels 10 aufschlägt und die
Sollbruchverbindung 23 bei weiterer Verschiebung des rohrförmigen Abschnitts 22 des Puffers 20 bricht
bzw. abreißt.
Dieser Fall ist in 2 veranschaulicht.
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Wie aus 2 ersichtlich ist, reißt die Sollbruchverbindung 23 bei Überschreiten
einer maximalen Belastung oder bei Erreichen eines maximalen Verschiebungsweges
des Stößels 20 ab.
Der Bruch der Sollbruchverbindung 23 bedeutet, daß sich die Verlängerungsbuchse 24 in
das Innere des rohrförmigen
Abschnitts 22 des Stößels 20 teleskopartig
verschieben kann. Die weitere Verschiebebewegung des Puffertellers 21 und
des rohrförmigen
Abschnitts 22 des Stößels 20 wird
durch die Deformation der Hülse 10 und – im Falle
der Alternative gemäß der unteren
Hälfte
von 1 – zusätzlich durch
das Kraftübertragungsglied 40 gedämpft. Sobald
nämlich der
Pufferteller 21 gegen den freien Stirnrand der Hülse 10 aufschlägt, beginnt
bei weiterer Verschiebung des Puffertellers 21 eine vom
freien Stirnrand der Hülse 10 ausgehende
Deformation der Hülse 10 in
Form einer Stauchung oder – alternativ – einer
Aufspreizung je nach mechanischer Ausbildung der Hülse 10.
Der Fall einer Stauchung der Hülse 10 ist
in der unteren Hälfte
der 2 durch Wellungen 40b angedeutet.
Der Fall einer Aufspreizung der Hülse 10 ist in der
oberen Hälfte
der 2 durch einzelne
Segmente 40a angedeutet. In beiden Fälle verkürzt sich die Hülse 10 in
ihrer axialen Länge,
so daß sich
der rohrförmige
Abschnitt 22 des Stößels 20 mit
seinem rechten Stirnende praktisch bis zur Innenfläche des Befestigungsflansches 11 verschieben
kann. In diesem Endzustand hat sich die Verlängerungsbuchse 24 vollständig in
den rohrförmigen
Abschnitt 22 hineingeschoben, wobei das Stirnende des rohrförmigen Abschnitts 22 gegen
den Bund 24d der Verlängerungsbuchse 24 anliegt.
Dieser Endzustand ist in 2 veranschaulicht.
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In den Zeichnungen sind folgende
Bezeichnungen für
Längenmaße vorgesehen,
welche in der nachfolgenden Beschreibung benutzt werden:
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- L1
- Gesamtbaulänge des
Hülsenpuffers 1,
- LÜ
- Überdeckungslänge zwischen
der Hülse 10 und
dem Stößel 20,
- L2
- Länge des
rohrförmigen
Abschnitts 22 des Stößels 20,
- L3
- Länge der
Verlängerungsbuchse 24 des
Stößels 20,
entspricht der Länge
des zweiten Abschnitts der Überdeckungslänge LÜ,
- L4
- Länge des
Freigangs des Stößels 20 für den normalen
Pufferhub,
- L5
- Länge des
Freigangs der Hülse 10 für den normalen
Pufferhub,
- L6
- Länge des
ersten Abschnitts der Überdeckungslänge, entspricht
der Länge
des vorderen Gleitflächenabschnitts,
- L7
- Länge des
dritten Abschnitts der Überdeckungslänge, entspricht
der Länge
des hinteren Gleitflächenabschnitts,
- L1'
- Gesamtlänge des
Hülsenpuffers
1 im Zustand maximaler Verschiebung über den normalen Pufferhub
hinaus.
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Ausgehend von der bekannten Bauweise von
Hülsenpuffern,
die eine große Überdeckungslänge aufweisen,
bei denen aber Stößel 20 und
Hülse 10 gleichzeitig
an einen Anschlag gelangen und entlang ihrer ganzen Überdeckungslänge unmittelbar
aneinander anliegen, bietet die Erfindung die Möglichkeit, beide Führungsteile 10, 20 zu
verkürzen
und dennoch die Deformationskraft auf kontrollierbarem Niveau zu
halten.
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Die theoretische Möglichkeit,
beide rohrförmigen
Führungsteile 10, 20 zusammen
zu deformieren, würde
aufgrund der großen
gemeinsamen Wandstärke
und aufgrund der gegenseitigen Behinderung während der Deformation ein sehr
hohes, unzweckmäßiges Kraftniveau
erzeugen.
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Deshalb werden die Funktionen der
Verkürzung
und der Deformation getrennt und einzeln den beiden Führungsteilen 10, 20 zugewiesen.
Eines der beiden Führungsteile 10 bzw. 20 soll
eine widerstandsarme oder widerstandsfreie Verkürzung durchführen, die
wenig Bauraum beansprucht, während das
andere Führungsteil 20 bzw.
10 sich unter Deformation verkürzen
soll, um das gewünschte
Kraftniveau während
der Verschiebung zu erreichen.
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Es ist im Sinne der Erfindung beliebig,
welche der beiden Funktionen dem einen oder dem anderen der beiden
Führungsteile 10, 20 zugewiesen wird.
Es erscheint jedoch wenig zweckmäßig, die
Deformationsfunktion dem innenliegenden der beiden Führungsteile 10, 20 zuzuweisen,
da im Innern des Hülsenpuffers 1 der
Bauraum großenteils
von Feder- und/oder Dämpfungselementen
ausgefüllt
wird und daher nur sehr wenig Bauraum für einen Defonnationsvorgang
zur Verfügung
steht. Dieser Fall wird daher zur Vereinfachung in der weiteren
Beschreibung nicht behandelt.
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Es ist aus den genannten Gründen günstig, das
außenliegende
der beiden Führungsteile 10, 20 nach
außen
hin deformieren zu lassen, da dort ausreichender Bauraum zur Verfügung steht.
Das innere Führungsteil
der beiden Führungsteile 10, 20 muß in diesem
Falle eine Verkürzung
ausführen,
welche einerseits die Deformation des äußeren Führungsteils nicht behindert
und andererseits möglichst
wenig Widerstand erzeugt, um die gesamte Deformationskraft nicht übermäßig ansteigen
zu lassen. Wichtig ist, daß die
Länge des
innenliegenden Führungsteils
im Grundzustand nicht verringert wird, weil dies zu Lasten der Überdeckungslänge gehen
würde.
Hierzu wird die Gleitfläche
zwischen Stößel und
Hülse in
drei Abschnitte (Längenmaße L6, L3 und L7) unterteilt, von denen der erste Abschnitt
L6 und der dritte Abschnitt L7 als
Gleitflächen
funktional notwendig sind, um die Führungsfunktion im Normalbetrieb
mit der angestrebten Überdeckungslänge zu erfüllen. Um
die Flächenpressungen
bei Querbelastung im Normalbetrieb nicht zu groß werden zu lassen, dürfen die
Abschnitte L6 und L7 eine
gewisse Mindestlänge
nicht unterschreiten. Der mittlere Abschnitt L3 wird
im Durchmesser zurückgenommen
und dient nicht mehr als Gleitfläche, muß aber weiterhin
die mechanisch steife Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt L6 und dem dritten Abschnitt L7 herstellen,
um die Führungsfunktion
insgesamt zu erfüllen.
Dadurch, daß der
Durchmesser dieses mittleren Abschnitts L3 soweit
reduziert wird, wie es erforderlich ist, daß er innerhalb des Innendurchmessers
des rohrförmigen ersten
Abschnitts L6 in diesen hineingeschoben
werden kann, wird eine relativ große, aber widerstandsarme Verkürzung des
innenliegenden Führungsteils erreicht.
Die zweiten und dritten Abschnitte L3 und
L7 können, ähnlich einem
Teleskop, ins Innere des ersten Abschnitts L6 sowie
in den anschließenden
Abschnitt L2 hineingeschoben werden. Für die Gesamtfunktion
ist weiterhin erforderlich, daß die
beiden zueinander verschiebbaren Abschnitte im Normalbetrieb steif
gekoppelt sind und Biegemomente zwischen dem ersten Abschnitt L6 und dem dritten Abschnitt L7 zuverlässig übertragen
werden können. Ferner
ist notwendig, daß die
Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt L6 (rohrförmiger Abschnitt 22) und
dem zweiten Abschnitt L7 (Verlängerungsbuchse 24)
durch die Sollbruchverbindung 23 hergestellt wird, die
beim Eintreten eines Überlastzustandes
die bis dahin steife Verbindung trennt. Dies kann z.B. durch Scherbolzen
oder andere Abreißglieder,
aber auch durch lokal geschwächte
Verbindungsstege erfolgen. Die Sollbruchverbindung 23 kann
entweder kontinuierlich am Umfang der Verlängerungsbuchse 24 entlang
verteilt sein oder aus gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilten
diskreten Einzelelementen bestehen. Eine ungleichmäßige Verteilung
kann z.B. sinnvoll sein, um die Stabilität unter Querbelastung in einer
bestimmten Vorzugsrichtung zu verstärken, ohne die Auslösekraft
bei Längsbelastung
zu beeinflussen.
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Mit den beschriebenen Maßnahmen
lassen sich die gegenläufigen
Forderungen nach großer Überdeckungslänge im Normalbetrieb,
großer
Verkürzungslänge bei
kontrollierter Deformation nach Überlast
und Vermeidung der Inanspruchnahme von zusätzlichem Bauraum in der Fahrzeugstruktur gleichzeitig
erfüllen.
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Es ist eine sehr große Verkürzung erreichbar, bis
etwa auf die Hälfte
der ursprünglichen
Baulänge. Dies
ist in 2, anhand des
Längenmaßes L1' dargestellt.
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Das Prinzip der sich ineinander schiebenden Abschnitte 22, 24 des
innenliegenden Führungsteils ist
mit verschiedenen Deformations mustern des außenliegenden Führungsteils
kombinierbar, und zwar sowohl mit einer Aufweitung und Rufspreizung
eines Rohrs als auch mit beispielsweise einer bei regelmäßigen oder
unregelmäßigen Stauchung
bzw. Faltung eines Rohrs, wie in 2 mit
dem Bezugszeichen 40a und 40b angedeutet ist.
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Das dargestellte Prinzip ist sowohl
für eine Bauform
des Hülsenpuffers
mit einen innenliegenden Stößel 20 als
auch auf eine Bauform des Hülsenpuffers
mit innenliegender Hülse 10 anwendbar.
Eine derartige Bauform ist durch gedankliche Vertauschung von Pufferteller 21 und
Befestigungsflansch 11 leicht vorstellbar.
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Das Prinzip der teleskopartig ineinander
verschiebbaren Abschnitte von Führungsteilen
des Hülsenpuffers
kann in Erweiterung der Ausführungsform nach 1 und 2 zusätzlich
auch auf die Hülse 10 angewendet
werden. Diese Erweiterung des Prinzips ist anhand der 3 und 4 erläutert,
in denen die Hülse
im Unterschied zu den 1 und 2 statt mit dem Bezugszeichen 10 nunmehr
mit dem Bezugszeichen 50 versehen ist. Die Ausbildung des
Stößels 20 bei
der Ausführungsform
nach 3 und 4 ist identisch zu der Ausbildung bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
nach 1 und 2. Die Ausbildung der Hülse 50 ist
jedoch im Unterschied zu 1 und 2 zweiteilig in Form von
teleskopartig ineinander verschiebbaren Abschnitten 52, 54 mit
zwischenliegender Sollbruchverbindung 53 ausgeführt. Wie
in 4 dargestellt, verkürzen sich
Stößel 20 und
Hülse 50 teleskopartig.
Diese Verkürzung
kann unter einem gewissen erwünschten
Widerstand stattfinden, z.B. durch die in 3 dargestellten Bauteile der Sollbruchverbindungen 24, 54 oder
auch durch andere Widerstandselemente zwischen den sich teleskopartig
verschiebenden Bauteilen. Gegebenenfalls kann ein zusätzliches
Deformationselement 60 zwischen der Verlängerungsbuchse 24 oder
ihrer Stirnplatte 24c und dem Pufferstößel 21 angeordnet
werden. Das Deformationselement 60 kann so ausgebildet sein,
daß das
erforderliche Kraftniveau während
der gegenseitigen Verschiebebewegung der Bauteile 22, 24 und 52, 54 erreicht
wird. Alternativ kann das zusätzliche
Deformationselement 60 in Form zweier getrennter Deformationskörper 60a und 60b zwischen dem
Pufferteller 21 und dem Abschnitt 52 der Hülse 50 (Deformationselement 60a)
und zwischen dem Abschnitt 22 des Stößels 20 und dem Bund 24d der Verlängerungsbuchse 24 angeordnet
werden.
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In 4 ist
der Hülsenpuffer
nach 3 im Zustand maximaler
Verschiebung dargestellt. Man erkennt, daß gleichzeitig eine teleskopartige
Verschiebung von Stößel 20 und
Hülse 50 sowie
ggf. eine Deformation des Deformationselementes 60 bzw.
der Deformationskörper 60a, 60b stattgefunden hat.
Eine solche Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Hülsenpuffers
ist zwar relativ aufwendig, doch kann eine solche Ausführungsform
zweckmäßig sein,
wenn der umliegende Bauraum sehr eingeschränkt ist. Im weiteren soll aber
die einfachere Ausführungsform
nach 1 und 2 betrachtet werden, bei
welcher nur der rohrförmige
Abschnitt 22 des Stößels 20 teleskopartig
verschiebbar ausgebildet ist und von der Hülse 10 umgeben wird.
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Das dargestellte Prinzip der teleskopartigen Verschiebung
kann sinngemäß auch auf
mehr als zwei ineinander verschiebbare Abschnitte angewendet werden.
Eine derartige Ausbildung kann zweckmäßig sein, wenn eine noch größere Gesamtverkürzung des
Hülsenpuffers
erzielt werden soll und der entsprechend erforderliche Bauraum in
Umfangsrichtung des Hülsenpuffers
gegeben ist. Es versteht sich, daß zwischen jeweils zwei der
mehreren Abschnitte jeweils eine Sollbruchverbindung vorzusehen
ist.
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Durch die dargestellte teleskopartige
Konstruktion kann die Funktion der Verschiebung widerstandsarm oder
widerstandsfrei ausgeführt
werden. Dadurch kann der Aufbau des erwünschten Kraftniveaus während der
Verschiebung allein und ungestört
vom außenliegenden
Führungsteil
durch kontrollierte Deformation erfolgen. Durch die klare Trennung
der Funktionen und deren geringe gegenseitige Beeinflussung wird
die Auslegung und Kontrollierbarkeit des Gesamtsystems wesentlich
erleichtert gegenüber
Konstruktionen, bei denen beide Führungsteile 10, 20 sowohl
Deformationsvorgängen
als auch Interaktionen unterworfen sind.
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Die Auslegung kann noch weiter vereinfacht werden,
indem das Abreißen/Auslösen der
Sollbruchverbindung 23 zwischen dem ersten Abschnitt L6 und dem zweiten Abschnitt L3 beim
Anschlag des innenliegenden Führungsteils
zuerst stattfindet und erst kurz danach der Anschlag und die beginnende Deformation
des äußeren Führungsteils
erfolgt. Hierdurch lassen sich die Auslösekraftschwelle und das mittlere
Kraftniveau während
der kontrollierten Deformation getrennt voneinander auslegen und
modifizieren.
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Die beschriebenen Gehäuseeigenschaften lassen
sich mit verschiedenen Anordnungen von Pufferfedern kombinieren.
Beispielsweise kann die aus dem zweiten Abschnitt L3 und
dem dritten Abschnitt L, bestehende Verlängerungshülse 24 des innenliegenden
Führungsteils
mit einer Abstützung
in Form der Stirnplatte 24c für das Feder- und/oder Dämpfungselement 30a versehen
werden. Damit läßt sich zusammen
mit dem Auslösen/Abreißen der
Sollbruchverbindung 23 auch eine Abschaltung der Federwirkung
des Feder- und/oder Dämpfungselementes 30a erzielen,
um einen Anstieg der Kraft bei zunehmendem Verschiebungsweg zu vermeiden.
In diesem Fall muß beachtet
werden, daß die
Sollbruchverbindung 23 zusätzlich die im Normalbetrieb
auftretenden Kräfte
des Feder- und/oder Dämpfungselementes 30a übertragen
und dafür
ausreichend dimensionert sein muß.
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Alternativ kann auf die Abschaltung
der Federwirkung verzichtet werden, wenn das Feder- und Dämpfungselement 40a verwendet
wird, das für
eine große
Verkürzung
geeignet ist. In diesem Falle fehlt die Stirnplatte 24c der
Verlängerungbuchse 24.